Использование пробиотических культур в производстве молочных продуктов

Кисломолочный напиток «Целебный» - это пробиотический продукт, выработанный с использованием сухой закваски, в состав которой входят пропионовокислые бактерии. В основу разработки технологии данного продукта лег процесс раздельного культивирования пропионовокислых бактерий и молочнокислых стрептококков. Напиток характеризуется хорошими органолептическими, физико-химическими и санитарно-гигиеническими показателями. Имеет приятный специфический кисломолочный вкус, содержит высокое количество клеток пропионовокислых бактерий и витамина В_12.

Недавно за рубежом на рынок  вышли генномодифицированные пробиотики на основе Lactococcus lactis, в геном которых искусственно введены структурные гены эукариотических клеток, детерминирующие продукцию функциональных цитокинов (IL-10) и других регуляторных протеинов (TFF- фактор) [120, 124]. В экспериментах на животных и в клинических наблюдениях показана высокая эффективность подобного пробиотика в лечении болезни Крона и язвенного колита.

Ряд зарубежных и отечественных  авторов позволяют сделать заключение о необходимости введения веществ - пребиотиков, благотворно влияющих на здоровье и одновременно стимулирующих развитие полезной аутофлоры человека, а также повышающих лечебно-профилактические свойства препаратов пробиотической направленности.

 

         2.1 Новые пробиотические молокосодержащие продукты

 

Разработана технология пробиотического молокосодержащего продукта для функционального и массового питания. Для этого экспериментально подобран состав модельных молочно-сывороточных сред для культивирования комплекса пробиотических культур: L.lactis ssp.diacetilactis, S.salivarius ssp.thermophilus, Propionibacterium freudenreichii ssp. Shermanii, B. bifidum, B. longum, B.adolescentis. Действие этих культур проявляется в подавлении численности нежелательной микрофлоры; изменении метаболизма микроорганизмов; стимуляции имунитета  организма-хозяина ; детоксикация экзогенных и эндогенных субстратов и метаболитов, что позволяет придать разработанному продукту радиопротекторные и иммуностимулирующие свойства.

Титр бифидобактерий в модельной среде составляет 1,4*10 КОЕ/мл, т.е пробиотические свойства выражены недостаточно и необходимо дополнительноя стимуляция роста и развития культур. Для подбора эффективных стимулирующих веществ и оптимального количества исследовано влияние растительных стимуляторов роста – экстракта овсяной крупы, экстракта кукурузного сгущенного. Установлено их количество, обеспечивающее необходимы стимулирующий эффект в молочно-сывороточной среде.

Подобранный состав модельной  среды обеспечивает рост бифидобактерий в процессе ферментации. Количество жизнеспособных клеток составляет не менее 1*10 КОЕ/мл, что соответствует требованиям к пробиотическим продуктам.

Использование растительных ингредиентов  в свежем и консервированном виде позволяет улучшить пищевую  ценность продуктов и придать  необходимые вкусовые оттенки.

Органолептические показатели разработанного продукта представлены в таблице 1, физико-химические  -  в таблице 2.

 

          Таблица 1- Оргонолептические показатели разработанного продукта

 

Показатель	Характеристика
Внешний вид и консистенция	Однородная, в меру вязкая. Поверхность и масса однородные. Допускаются легкое газообразование в виде отдельных глазков, вызванное нормальной микрофлорой и незначительное отделение сыворотки
Вкус и запах	Чистый, кисломолочный, без посторонних привкусов и запахов, с соответствующим вкусом и ароматом наполнителя
Цвет	Обусловлен цветом внесенного наполнителя, равномерный по всей массе.

                                                                                                           

 

                                                                                                        

 

       Таблица 2 – Физико-химические показатели разработанного продукта                                                                                                          

                                                                                                        

Показатель	Нормируемые значения
Массовая доля жира, %, не менее	2
Массовая доля белка, %, не менее	3,2
Массовая доля углеводов, %, не менее	14
Кислотность, Т	От 75 до 110
Активная кислотность, pH	От 4 до 5
КМАФАнМ, КОЕ/г, не менее	1*10
Содержание бифидобактерий, КОЕ/г, не менее	1*10
Содержание пропионовокислых бактерий, КОЕ/г, не менее	1*10
Температура при выпуске  с предприятия, 0С	4-2

 

 

     2.2 Десертные продукты с иммобилизованными пробиотиками

 

Иммобилизация-это фиксация низкомолекулярных  лигандов, макромалекул, клеточных аргонелл или клеток. Наибольшее применение получил метод включения клеток в полимеры различной природы.

Авторами проведены исследования по разработке десертного продукта, в  составе которого наряду с молочными  компонентами используются растительные ингредиенты, а также иммобилизированные пробиотические культуры (Lacidophilum и Bifidum). Для иммобилизации бактериальные клетки капсулировали в гели желатина, натурального  белкового продукта, состоящего из смеси полипептидов с различной молекулярной массой, не имеющего вкуса и запаха.

  На опытной установке суспензию бактериальных клеток смешивали с раствором  желатина при 40-42⁰С , капсулировали в охложденый раствор хлористого натрия при постоянном помешивании и выдерживали 20 мин. для затвердевания. Затем отвергали термической обработке при щадящем режиме (45-50⁰С) и интенсивному замораживанию.

При производстве  десертного продукта иммобилизованные пробиаатические микроорганизмы используют в качестве закваски в процессе ферментации молочной смеси при 38-40⁰С в течение 6-7 ч. до образования   достаточно прочного сгустка и достижения pH 4,5-5.

Изучена возможность использования  в составе десертного продукта растительных компонентов (рисовой и овсяной  муки) в качестве пребиотических веществ. Изучены энергия кислотообразования и время свертывания молочно-растительной смеси в их присутствии. Оба компонента ускоряют прцесс получения сгустков, однако качественные показатели различные.

Наибольшие активность и  жизнеспособность в процессе ферментации  проявляют культуры ацидофильной палочки  в среде с рисовой мукой. В  кучестве пребиотика можно использовать оба растительных компонента в количестве от 3 до 5 %.

Итогом  исследований стала  разработка биотехнологии десертных  рисового и овсяного продуктов с фруктовыми наполнителями с пролонгированной хранимоспособностью  при сохранении пробиотических свойств, поскольку иммобилизация клеток позволяет поддержать их жизнеспособность и в неблагоприятных условиях. Блок-схема производства десертных продуктах представлена в Приложении А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         Органолептические показатели десертного продукта представлены в таблице 3.

 

          Таблица 3- Органолептические показатели десертного продута

                                                                                               

Показатели	Рецептура  1	Рецептура 2
Внешний вид и консистенция	Однородная, гелеобразная, нежная	Однородная, упругая, нежная
Вкус и запах	Чистый, кисломолочный, без посторонних привкусов и запахов, с легким рисовой муки и пищевкусового наполнителя, в меру сладкий	Чистый, кисломолочный, без посторонних привкусов и запахов, с легким овсяной муки и пищевкусового наполнителя, в меру сладкий
Цвет	Обусловленный цветом внесенных наполнителей, равномерный по всей массе

 

Использование иммобилизованных культур для ферментации молочно-растительной смеси обеспечивает высокое содержание жизнеспособной микрофлоры после термизации, что позволяет охарактеризовать десертный продукт как пробиотический. Разработанный десертный продукт включает натуральные растительное сырье и вкусо-ароматические ингредиенты. Он рекомендуется как для массового, так и специального питания, стимулируя обменные процессы. Таким образом, иммобилизация пробиотических культур позволяет поддержать жизнеспособность клеток в неблагоприятных условиях и открывает возможности создания функционально питания.

 

3. Пробиотики в технологии кисломолочного мороженого

 

Продукты здорового питания содержащиеся в своем составе пробиотические культуры, оказывают регулирующее действие на микрофлору кишечника человека. Основными задачами при разработке новых видов профилактических молочных продуктов являются подбор штаммов пробиотических культур и изучение закономерностей их развития.

   Замедленное развитие пробиотических культур в смесях для мороженого обусловлено тем,  что высокие концентрации сахарозы в стандартных рецептурах повышают осмотическое давление. Поэтому изучали влияние массовой доли сахарозы в смесях для мороженого на развитие пробиотических культур.

  На первом этапе исследования проводили изучение развития монокультуры L.acidophilus в смесях для мороженого со стандартной и пониженными массовыми долями сахарозы. Массовая доля жира в смесях для мороженого составляла 4%. Ферментацию смеси осуществляли при температуре 37⁰С в течении 5ч, контролируя изменения титруемой кислотности и количество клеток молочнокислых микроорганизмов. Объем инокулята в ферментированных смесях составляет 5%.

  Одним из направлений совершенствования технологии получения пробиотических продуктов с заданными свойствами является применения не одного отдельно  взятого штамма, а симбиотических сочетаний нескольких штаммов разных видов микроорганизмов. Это позволяет получать продукты с оригинальными органолептическими показателями, достигать увеличения биохимической активности одного штамма в присутствии другого и вследствие этого обеспечивать снижение продолжительности ферментации. Были проведены исследования по созданию консорциумов пробиотических культур для применения в технологии мороженого.

Ферментацию смесей проводили  новым штаммом L.rhamnosus в консорциуме с другими штаммами молочнокислых микроорганизмов, обладающих высокой энергией кислотообразования и активностью сквашивания. Процесс ферментации смеси проводили при 37⁰С в течении 7   ч. В результате чего монокультура L.acidophilus и консорциум культур развиваются интенсивнее при сниженных концентрациях сахарозы.

  Присутствие в смеси стандартного количества сахарозы на два порядка сдерживало развитие стартовых культур. Поэтому было предложено поэтапное внесение сахарозы: на первом этапе вносить некоторую часть сахарозы не снижающую существенно интенсивность развития стартовых культур в процессе ферментации, а на втором – в ферментированную смесь вносить необходимое по  рецептуре количество сахарозы в виде сиропа.

 В результате аппроксимации  экспериментальных данных степенными  трехпараметрическими зависимостями  между  титруемой кислотностью  и временем ферментации в смесях  для мороженого различного состава  были установлены закономерности  влияния массовой доли сахарозы  на кинематику ферментации смесей  для мороженого монокультурой  L.acidophilus и консорциумом пробиотических культур.

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

       Таким образом пробиотические продукты могут играть важную роль не  только при профилактике болезней, но и в острый период заболеваний, а также в период выздоровления человека. Полезные свойства продуктов зависят от использования при их выработке определенных видов и штаммов микроорганизмов.

       Пробиотические молочные продукты при систематическом употреблении в адекватных количествах обладают способностью усиливать иммунный ответ; оптимизируют кишечную микрофлору; оказывают адъюватный эффект; проявляют антимикробный эффект в отношении кишечных патогенов, проявляют выраженный лечебно-профилактический эффект при язвенной болезни, снижают уровень халестерина.