Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Состояние вопроса и задачи исследований
1.1 Состав и свойства молочной сыворотки 6
1.2 Биотехнологические свойства пропионовокислых бактерий 17
1.3 Брожение, осуществляемое пропионовокислыми бактериями 26
1.4 Особенности технологии хлебного кваса 33
1.5 Заключение по обзору литературы и задачи исследований 39
ГЛАВА 2. Организация проведения эксперимента, материалы и методы исследований
2.1. Объекты исследований и постановка эксперимента 41
2.2. Методы исследований
2.2.1 Физико-химические методы исследований 43
2.2.2. Микробиологические методы исследований 47
2.3. Математическая обработка результатов 50
ГЛАВА 3. Разработка технологии ферментированного сывороточного напитка, обогащенного Р-каротином
3.1 Выбор оптимальных условий культивирования пропионовокислых бактерий в творожной сыворотке
3.1.1 Динамика титруемой и активной кислотности в процессе ферментации сыворотки пропионовокислыми бактериями 53
3.1.2 Количественный учет пропионовокислых бактерий в процессе ферментации 55
3.2 Исследование витаминобразующей способности пропионовокис лых бактерий 56
3.3 Исследование продуктов брожения при ферментации сыворотки . 60
3 4 Исследование возможности обогащения сывороточного напитка р-каротином 61
3.5 Исследование сроков хранения ферментированного сывороточного напитка, обогащенного (3 - каротином 64
3.6 Разработка технологии сывороточного напитка, обогащенного Р - каротином 66
ГЛАВА 4. Разработка технологии квасного напитка 71
4.1 Оптимизация среды для производства квасного напитка 72
4.2 Исследование содержания спирта 73
4.3 Исследование содержания диоксида углерода 75
4.4 Выбор способа внесения концентрата пропионовокислых бактерий 77
4.5 Изучение свободных аминокислот 80
4.6 Исследование сроков хранения квасного напитка 82
4.7 Технологическая схема производства квасного напитка 84
4.8 Исследование биологически активных веществ ферментированных сывороточных напитков
4.8.1 Исследование антибиотических веществ 88
4.8.2 Исследование антимутагенной активности ферментированных сывороточных напитков 90
4.8.3 Исследование синтеза витаминов группы В 92
Выводы 94
Библиография 95
Приложения 107
- Биотехнологические свойства пропионовокислых бактерий
- Микробиологические методы исследований
- Исследование витаминобразующей способности пропионовокис лых бактерий
- Выбор способа внесения концентрата пропионовокислых бактерий
Введение к работе
Питание является одним из важнейших факторов, определяющих здоровье населения. Правильное питание обеспечивает нормальный рост и развитие детей, способствует профилактике заболеваний, повышению работоспособности и создает условия для адекватной адаптации их к окружающей среде.
В последние годы у населения наблюдается дефицит витаминов, обусловленный сокращением потребления овощей и фруктов, применением в медицинской практике антибиотиков и химиопрепаратов, возрастанием потребления продуктов, подвергнутых технологической обработке. Поэтому на первый план выдвигается задача разработки пробиотических продуктов, в том числе напитков, обогащенных необходимыми витаминами и элементами.
Молочная сыворотка является ценным пищевым сырьем и характеризуется лечебными и диетическими свойствами. Пищевая ценность молочной сыворотки обусловлена содержащимися в ней белковыми азотистыми соединениями, углеводами, минеральными веществами, органическими кислотами и микроэлементами. Небелковые азотистые соединения, особенно аминокислоты, в том числе незаменимые, представляют особую ценность. Высокая пищевая ценность сыворотки делает её перспективным сырьем для получения безалкогольных освежающих напитков.
В настоящее время разработан широкий ассортимент напитков, полученных методом биологической обработки сыворотки. Однако разработанные технологии не нашли широкого промышленного внедрения из-за низких потребительских свойств и кратковременных сроков хранения напитков.
Кроме того, остаются малоизученными вопросы, касающиеся синтеза биологически активных веществ при обработке сыворотки различными микро-
организмами.
В последние годы большое внимание привлекают пропионовокислые бактерии, которые обладают уникальными биотехнологическими свойствами, положительно влияют на иммунную систему организма и снижают геннотокси-ческое действие ряда химических элементов и ультрафиолетовых лучей.
В этой связи является актуальным создание технологии производства ферментированных напитков на основе биологической обработки сыворотки пропионовокислыми бактериями.
Биотехнологические свойства пропионовокислых бактерий
Пропионовокислые бактерии объединены в род Propionibacterium, который входит в состав семейства Propionibacteriaceae. Они были открыты Фройденрайхом и Орла-Енсеном в 1906 году и впервые выделены из эммен-тальского сыра. Род Propionibacterium включает в себя 3 подгруппы пропионовокислых бактерий: классические, кожные и Propionibacterium propionicus.
Классические пропионовокислые бактерии характеризуются как грам-положительные, неподвижные, факультативно - анаэробные или аэротолерантные палочковидные бактерии. Бактерии содержат менахиноны, главным образом типа MX - 9, С15 - насыщенную жирную кислоту и образуют пропионовую кислоту при брожении, откуда и получили свое название. Главное место обитания классических пропионовокислых бактерий - твердые сычужные сыры и более 60% штаммов, выделенных в Финляндии из Эммен тальского сыра, относится к Propionibacterium freudenreichii и
Propionibacterium shermanii. Палочковидные клетки бактерий склонны к полиморфизму. Рудиментарное ветвление наблюдается в аэробных условиях, при анаэробных при низких значениях рН, Колонии обычно влажные, округлые или в виде гречишного зерна, блестящие, маслянистые. При росте в жидкой среде некоторые штаммы образуют тяжелый тянущийся осадок. Цвет колоний у пропионовокислых бактерий кремовый, желтый, оранжевый, красный, коричневый. Они отличаются под микроскопом от других бактерий по своему своеобразному палисадному расположению клеток, иногда образующих короткие изогнутые цепочки и иероглифы, вследствие деления с защелкиванием [28,29,31,32,34].
Пропионовокислые бактерии растут в пределах температур от 15 до 40С, есть данные, что рост происходит и при более низкой температуре от -2,8 - 7,2С. Классические пропионовокислые бактерии культивируют при температуре 28 - 30С.
Максимальное образование пропионовой кислоты штаммом Propionibacterium shermanii происходило при температуре 24С при инкубировании культуры в течение 16 дней, а максимальный синтез корри-ноидов при температуре 18- 27 С. Оптимальное значение рН для роста пропионовокислых бактерий 6,5-7,0, при рН 5,0 рост практически отсутствует.
Пропионовокислые бактерии относят к солеустойчивым бактериям. При содержании в лактатной среде 4% хлорида натрия происходит нормальный рост и брожение. При насыщении среды кислородом наблюдается увеличение удельной скорости роста, экономического коэффициента и окислительной активности клеток. Причем при 12% насыщении продукты брожения (про пионовая и уксусные кислоты) практически отсутствовали, что свидетельствует о переключении метаболизма с брожения на дыхание [35,36].
Пропионовокислые бактерии могут синтезировать все аминокислоты за счет ассимиляции азота сульфата аммония. Сравнительное изучение влияния различных солей аммония на рост Propionibacterium shermarm показало, что наиболее благоприятен уксуснокислый и щавелевокислый аммоний, а наименее нитрит аммония, хлорид аммония и фосфат аммония являются равноценными источниками азота для пропионовокислых бактерий.
Вероятно, способность к усвоению неорганического азота зависит от видовой и, возможно, штаммовой принадлежности, количества и возраста инокулята, состава фоновых сред. Известно, что пропионовокислые бактерии содержат пептидазы, при участии которых обеспечивают себя незаменимыми аминокислотами. Исключение из синтетической среды, содержащей 18 аминокислот, группы аспарагиновой кислоты, вызывало наименьшую задержку роста Propionibacterium shermanii и Propionibacterium arabinosum. Внесение в среду с сульфатом аммония глутамата, орнити-на, цитруллина и, особенно, аргинина вызывало значительный стимулирующий эффект. Предполагают наличие у пропионовокислых бактерий орни-тин-уреазного цикла, связанного с взаимопревращением глутаминовой кислоты - оргинита - цитруллина - аргинина - орнитина. Бактерии, осуществляя реакцию трансаминирования, могут расти на любой из 20 аминокислот, внесенной в среду в качестве единственного источника азота [1, 2, 28], Известно, что серосодержащие аминокислоты стимулируют рост пропионовокислых бактерий. Из серосодержащих аминокислот пептидов молока бактерии образуют диметилсульфид (обладающий антимутагенным действием). Также пропионовокислые бактерии обладают способ ностью к биосинтезу сульфитокобаламина (корриноидного соединения, в котором атом Со связан с SO3).
В качестве источника углерода для синтезов наиболее благоприятна глюкоза, хотя пропионовокислые бактерии неплохо растут на лактозе, лактате, пирувате, глицерине.Пропионовокислые бактерии синтезируют значительное количество жирных кислот, липидов и фосфолипидов. Среди жирных кислот - основная у Propionibacterium shermanii — 12 - метилдекановая кислота, обнаружены пентодекановая, оксадекановая и С14 - насыщенная ирная кислота [10, 23].Пропионовокислые бактерии в значительных количествах синтезируют полифосфаты. Солерастворимые полифосфаты могут участвовать в синтезе нуклеиновых кислот.
Биосинтез витамина BJ2 пропионовокислыми бактериями происходит параллельно развитию культуры, который накапливается в клетках. На образование витамина благоприятное влияние оказывает наличие молочной кислоты, которая хорошо используется этими бактериями, создает элективностъ условий [33,40,41,68].Пропионовокислые бактерии, благодаря целому ряду положительных свойств, нашли широкое применение в народном хозяйстве и медицине.В первую очередь они известны, как активные продуценты витаминов группы В, особенно В12. В настоящее время витамин Віг производится только путем ферментации пропионовокислыми бактериями. Промышленность выпускает два типа препаратов витамина В]2; медицинский и кормовой концентрат Ві2 (КМБ-12) для животноводства. Медицинские препараты получают с
Микробиологические методы исследований
При выполнении работы использовали современные и стандартные физико-химические и микробиологические методы исследований.Титруемую кислотность определяли по ГОСТ 3624 - 92 титрованием IN раствором едкого натра с фенолфталеином.Величину активной кислотности определяли потенциометрическим методом на приборе рН - 222.2.
Определение витамина В]2 проводили спектрофотометрическим методом.Настоящий метод определения кобаламинов заключается в отделении и промывке клеток пропионовокислых бактерий, переводе кобаламинов в водный раствор путем гидролиза, в воздействии светом на полученный гидролизат для перевода кобаламинов в оксикобаламин и определение оптической плотности при длине волны X = 530 нм. Оптическая плотность раствора пропорциональна содержанию кобаламина. Чувствительность метода 10 - 100 мкм в пробе. Для этого метода необходимо чтобы в клетках содержалось не менее 0,1 - 0,2% витамина на сухое вещество.
Культуральную жидкость вместе с клетками тщательно перемешивают и для анализа берут 100 - 150 мл, центрифугируют при 600 оборотах в минуту. Супернатант отбрасывают, клетки собирают, промывают 3-4 объемом дистиллированной воды, отделяя промывные воды центрифугированием. Промытуюбиомассу взвешивают и переносят в колбу Эрленместера с 30-ти кратным количеством кислой воды, для приготовления которой дистиллированную воду подкисляют 0,1 N раствором НС1 до рН = 4,6-5. Проводят гидролиз полученной суспензии на кипящей водяной бане в течение 40 минут. После охлаждения гидролизат центрифугируют, определяют рН и объем гидролизата. Гидролизат должен иметь рН = 4,6 - 5, в случае подщелачивания, гидролизат подкисляют 0,1 N раствором НС1. После этого гидролизат помещают под лампу (60 Вт) на 30 минут (в случае выпадения осадка гидролиза фильтруют через бумажный фильтр).
Оптическую плотность определяют на спектрофотометре при длине волны X = 530 нм. Контролем служит дистиллированная вода.Содержание кобаламина (мкг/мл) в культуральной жидкости рас считывается по формуле;где С - содержание кобаламинов, мкг/мл;Д530 - оптическая плотность фильтрата, замеренная при Х= 530 нм;Vi - количество культуральной жидкости взятой на анализ, млV2 - удельный показатель ( для оксикобаламина при Х= 530 нм).
Содержание каротина определяли методом, основанным на сравнении ин к) тенсивности окраски его раствора со стандартным раствором чистого каротинаили соответствующего ему по окраске раствора бихромата калия.
В коническую колбу отмеривают 50-100 мл продукта, добавляют 30-40 мл водного раствора 25% КОН, нагревают на водяной бане до полного растворения белков. Жидкость охлаждают, приливают 10 мл этилового спирта, исодержимое переносят в делительную воронку, куда приливают 30 мл петролейного эфира (с температурой кипения не выше 60С) или серного эфира. Смесь осторожно взбалтывают, нижний щелочной слой сливают в другую делительную воронку и еще раз экстрагируют эфиром. Эфирные вытяжки сливают в одну делительную воронку и промывают несколько раз водой, пока вода не станет совершенно бесцветной. Эфирные вытяжки осушают свежепрокаленным Ha2S04 , нагревая колбу в наклонном положении на нагретой водяной бане. Остаток в колбе растворяют в 5- 10 мл петролейного эфира. Количество каротина определяют в калориметре Дюбоска. Стандартным раствором служит 0,02% раствор К2СГ2О7 окраске соответствующей 0,001% раствору каротина. Можно не отгонять эфир досуха и довести содержимое колбы на бане до определенного объема и колориметрировать.
Содержание каротина в 1 мл продукта определяется по формуле:столба стандартного раствора, см;С - объем испытуемого раствора, см3; М - объем молока, взятого для анализа, мл; В - высота столба испытуемого раствора, см. Тиамин, рибофлавин определяли флюорометрическим методом после-кислотного и ферментативного гидролиза.Количество спирта определяли пикнометрическим методом. Предварительно подготовленный пикнометр взвешивают, заполняют дистиллированной водой, термостатируют и после удаления избытка воды взвешивают. Предварительно квас освобождают от диоксида углерода, для чего около 300 мл его помещают в колбу вместимостью 500 мл и, закрыв горло колбы ладонью, при комнатной температуре взбалтывают содержимое ее до тех пор, пока прекратится ощущение давления изнутри, после чего квас фильтруют через слой ваты.
В сухую плоскодонную колбу наливают 100 г кваса, нейтрализуют его гидроксидом натрия до нейтральной реакции по лакмусу. Приемник (колба для дистиллята) взвешивают и помещают в него 10-15 мл дистиллированной воды. Перегонную колбу через каплеуловитель соединяют с холодильником и отгоняют не менее 2/3 объема жидкости.- Содержание диоксида углерода определяли манометрическим методом, по которому количество газа, растворяющегося в данном объеме жидкости при данной температуре, пропорционально давлению газа, остающегося нераство-ренным над жидкостью.
Перед определением диоксида углерода бутылку с напитком термоста-тируют на водяной бане в течение 1 часа при температуре 25С, затем вынимают из бани, вытирают насухо, наносят восковым карандашом на уровне поверхности напитка метку и устанавливают бутылку на нижнюю неподвижную площадку прибора, покрытую резиновой пластиной, таким образом, чтобы центр пробки находился под острием иглы. Вращением винта бутылку поднимают вверх, плотно прижимая ее пробкой к уплотнительному кольцу и игле. Прибор с бутылкой встряхивают вручную до установления устойчивого положения стрелки манометра и отмечают ее показание.
Бутылку вынимают из прибора, выливают напиток, ополаскивают и затем заполняют ее водой до метки, нанесенной восковым карандашом. Послеэтого из мерного цилиндра в бутылку наливают воду до ее заполнения. Зная объем прилитой из цилиндра воды, определяют объем газового пространства в бутылке. Массовая доля диоксида углерода в напитке (в %)С = (Р+1)(0,122 +А), где Р - показание манометра после встряхивания бутылки с напитком, соответствующее избыточному давлению, кгс/см2;А — коэффициент, величина которого зависит от объема газового пространства бутылки (табл. 8)
Количество клеток пропионовокислых бактерий в продукте определяли методом предельных разведений на среде ГМС по ТУ 10-02-02-789-192-95. Бродильный титр бактерий группы кишечной палочки определяли по ГОСТ 9225-84. 1 см3 соответственных разведений продукта засевали в пробирках с 5 см3 среды Кесслер. Посевы термостатировали при Т-37С в течение 22 - 24 часов.
Количество дрожжевых клеток определяли на среде Сабуро.Контаминацию посторонними бактериями определяли по ГОСТ 9225-84.Для определения антимутагенной активности применяли тест Эймса, а в качестве индикатора мутагенности — тест-штамм Salmonella typhimurium ТА 100. Штамм несет мутацию ауксотрофности по гистидину и ревертирует к про-тотрофности под действием мутагенов, вызывающих мутации типа замены пар оснований. Принцип метода состоит в том, что под действием мутагена на селективной среде вырастают ревертанты по гистидину, по числу которых определяют мутагенный эффект. Соответственно антимутагены снижают число индуцированных ревертантов.
Порядок проведения эксперимента состоял в следующем: в 2 мл верхнего агара, содержащего 0,5 мМ гистидина/биотина, добавляли 0,1 мл свежей культуры S. typhimurium, 0.1 мл испытуемого мутагена и 0,1 мл испытуемого в качестве антимутагена образца. Смесь быстро перемешивали и выливали на поверхность минимальной агаризованной среды (нижнего агара) в чашки Петри. Путем интенсивного перемешивания достигали равномерного распределения верхнего агара по поверхности нижнего. Чашки инкубировали в течение 48 ч при 37. Одновременно ставили позитивный контроль, когда в смеси присутствовал мутаген, но не было антимутагена и отрицательный контроль, когда в смеси не было мутагена, но присутствовал потенциальный антимутаген. Общий объем смеси доводили до 0,4 мл с помощью 0,2 М фосфатного буфера рН 7,4.После инкубирования культуры подсчитывали число ревертантов в чашках. Эксперименты ставили в трех повторностях и проводили статистическую
Исследование витаминобразующей способности пропионовокис лых бактерий
Как следует из обзора литературы, пропионовокислые бактерии синтезируют значительное количество витаминов группы В. Следует отметить, что синтез витаминов зависит от условий культивирования, видовой и штаммовой принадлежности пропионовокислых бактерий.
Присутствие витамина В в биологически активной форме способствует повышению иммунного статуса организма, влияет на процессы кроветворения, активизирует процессы свертывания крови, участвует в синтезе различных аминокислот, нуклеиновых кислот, активизирует процессы обмена углеводов и жиров. Оказывает благотворное воздействие на функции печени, нервной и пищеварительной систем.
В этой связи изучили биосинтез тиамина, рибофлавина и цианокобаламина пропионовокислыми бактериями. Результаты исследований представлены на рис. Рисунок 6 - Синтез рибофлавина (В2) пропионовокислыми бактериями
Анализ данных, представленных на рис. 5 и 6 свидетельствует о том, чтов процессе ферментации идёт более высокое накопление рибофлавина. Вероятно, тиамин частично потребляется пропионовокислыми бактериями. В ходе исследований выявлено, что содержание тиамина в образце, ферментированномпри Т= 20С, увеличилось по сравнению с первоначальным в 2,25 раза, при
В дальнейших исследованиях изучено влияние условий культивирования пропионовокислых бактерий на синтез витамина Bi2.
Нами изучена витаминообразующая способность пропионовокислых бактерий, культивируемых в творожной сыворотке при температурах культивирования 20С и 30С. Результаты исследований представлены в табл. 9. Результаты исследований, представленные в таблице 9 показывают, что пропионовокислые бактерии, культивируемые в творожной1 сыворотке, синтезируют большое количество витамина Bi2. Установлено, что при культивировании пропионовокислых бактерий при температуре 30С содержание витамина Bi2 составляет ( в мкг/мл):
Через 2 часа культивирования - 113; через 4 часа - 346; через 6 часов -496;При понижении температуры культивирования до 20 С выход витаминаВ(2 понизился и составил (мкг/мл):Через 2 часа-102; через 4 часа - 281; через 6 часов - 404.Полученные данные указывают на то, что при культивировании пропио-новокислых бактерий при температуре 30С идет более активный синтез витамина В12 В результате математической обработки данных была установлена функциональная зависимость синтеза витамина Ві2 от продолжительности и температуры ферментации в виде уравнений:
На основании проведенных исследований установлено, что оптимальная температура ферментации составляет 20С, так как при данной температуре сыворотка имеет относительно небольшую кислотность и высокое содержание клеток пропионовокислых бактерий и не требуется ее дополнительного подогрева, что предотвращает дополнительное обсеменение посторонней микрофлорой. Оптимальная продолжительность ферментации составляет - 6 часов, при этом содержание витаминов группы В находится на достаточно высоком уровне.
У пропионовокислых бактерий витамин Bi2 участвует в реакции полимеризации сукцинил КоА в метилмалонил КоА, называемой ключевой реакцией про-пионовокислого брожения. Она определяет завершенность брожения и образование пропионата как конечного продукта.При анализе продуктов пропионовокислого брожения было обнаружено, что соотношение пропионовая кислота /уксусная кислота в конце ферментации составляет примерно 2:1, Результаты отображены на рис. 1.Рисунок 7 - Динамика накопления летучих кислот при ферментации сывороткиТакое соотношение объясняется достаточно высоким синтезом витамина В]2, который является регулятором образования пропионовой кислоты. Образование пропионата сопряжено с окислением пирувата до ацетата и СО2.
Пропионовая, уксусная кислоты и С02 являются главными, но не единственными продуктами брожения пропионовокислых бактерий. Известно, что они образуют янтарную кислоту, диацетил, ацетоин. Комплекс летучих соединений, образующихся при брожении, будет способствовать формированию высоких потребительских свойств ферментированных напитков.
Надежными средствами кардинального улучшения обеспеченности витаминами являются дополнительное обогащение ими пищи и регулярныйприем поливитаминных препаратов профилактического назначения. В у настоящее время все более широкое применение в качестве профилактическо го и лечебного средства находит Р-каротин. Он, помимо того, что является провитамином А, обладает антиоксидантным и иммуностимулирующим действиями.
Антиоксидантное свойство позволяет р-каротину защищать клетки отокислительного повреждения, в том числе вызванного радиационным воздействием, что, в свою очередь, ведет к предотвращению развития опухолевых заболеваний. За счет частичного превращения р-каротина в витамин А,, достигается нормализация обмена веществ, поддерживается функциональноесостояние органов зрения, слизистых оболочек и кожных покровов организма, рост и регенерация костной ткани.
Результаты клинических испытаний подтвердили высокую терапевтическую эффективность использования кисломолочных продуктов, обогащенных р-каротином. Рекомендовано применять их в лечебном и профилак тическом питании, в том числе в регионах экологического неблагополучия. Кроме того, продукты, обогащенные поливитаминным премиксом и 3-каротином, имеющие низкое содержание жира, рекомендованы Институтом питания РАМН в качестве диетического продукта для больных, страдающих ожирением, сахарным диабетом, атеросклерозом, а также для здоровых людей с целью профилактики ожирения.
НПО «Витамины» разработана новая форма водорастворимого р-каротина под названием "Циклокар", который представляет собой аморфный порошок оранжево - красного цвета, диспергированный в воде и смешивающийся с жировыми шариками. Содержание р-каротина составляет 6 и 10%. Получение циклокара основано на комплексообразовании р-каротина с Р-циклодекстрином. Циклодекстрин - продукт ферментативной обработки крахмала. Поэтому в организме он метаболирует аналогично крахмалу. Остальные продукты циклокара - природные компоненты, которые используются для улучшения усвоения р-каротина, увеличения его стабильности и обладают дополнительной питательной ценностью.НПО "Аква - МДТ" разработан водорастворимый витаминный препарат "Веторон" (с 2% содержанием р-каротина), полученный методом химического и микробиологического синтеза с витаминами С и Е. Этот препарат является биологически активной пищевой добавкой, обладающей антиоксидантными, протекторными, иммуномодулирующими, антидепрессант-ными свойствами.
Выбор способа внесения концентрата пропионовокислых бактерий
Традиционная технология производства кваса предусматривает использование в качестве бродильной микрофлоры смешанной закваски дрожжей и молочнокислых бактерий.Нами предлагается способ производства квасного напитка, предусматривающий использование пропионовокислых бактерий вместо молочнокислых, что обусловлено высокой антимутагенной активностью пропионовокислых бактерий и их способностью приживаться в желудочно-кишечном тракте человека, что в условиях неблагоприятной экологической обстановки и ухудшения качества питания является весьма актуальным. Также немаловажным фактором является продуцирование пропионовокислыми бактериями пропионовой кислоты, являющейся прекрасным консервантом, позволяющим существенно продлить срок хранения продукта.
Дальнейшие исследования были направлены на выбор способа внесения концентрата пропионовокислых бактерий при производстве квасного напитка.Совместное культивирование дрожжей и пропионовокислых бактерий усложняется тем, что для развития дрожжей необходимы аэробные условия, а для пропионовокислых бактерий анаэробные. Брожение при производстве кваса ведут при периодическом перемешивании центробежным насосом (через каждые 2 часа) в течение 30 минут. Постоянное насыщение воздухом квасного сусла создает неблагоприятные условия для роста пропионовокислых бактерий. Кроме того, высокие фунгицидные свойства пропионовокислых бактерий могут привести к угнетению дрожжевой микрофлоры. В связи с этим нами изучено 2 способа внесения концентрата пропионовокислых бактерий.
Первый способ предусматривал ферментацию сброженного квасного сусла концентратом пропионовокислых бактерий, который вносили за 4 часа до конца брожения квасного сусла. Установлено, что количество жизнеспособных клеток пропионовокислых бактерий достигает 3 1010 КОЕ/см3, а титруемая кислотность сброженного и ферментированного квасного сусла - 7,5 мл 1 н раствора NaOH на 100 мл напитка.
Активный рост пропионовокислых бактерий объясняется тем, что продукты жизнедеятельности дрожжей стимулируют их рост. Вместе с тем следует отметить, что активный рост пропионовокислых бактерий приводит к снижению роста дрожжевой микрофлоры и накоплению спирта. Количество жизнеспособных клеток дрожжей составило 10 КОЕ/см .Другой способ заключался в том, что различные дозы бактериального концентрата вносили в сброженное квасное сусло, охлажденное до 8С. Рассмотрение этого способа обусловлено тем, что технология производства традиционного кваса предусматривает выдержку последнего после сбраживания при температуре (6±2) С для осаждения и слива дрожжей.
В следующей серии опытов исследовали биохимическую активность пропионовокислых бактерий при культивировании в сброженном квасном сусле при низкой температуре.Динамику роста клеток пропионовокислых бактерий изучали при внесении различных доз концентрата.
Полученные данные представлены в табл. 16. Анализ данных табл. 16 показал, что пропионовокислые бактерии хорошо развиваются при низких температурах. С увеличением дозы концентрата активизируется процесс брожения. Культивирование при Т=8С в течение 8 часов приводит к увеличению концентрации клеток до 8 10 КОЕ/см привнесении 5единиц активности, 5 10 при дозе концентрата - 3 единицы активности. Оптимальной дозой является 5 единиц активности. При этом количество клеток со-ставляет 8 10" КОЕ/см0.
Обобщая полученные данные можно сделать заключение, что наиболее целесообразным является раздельное культивирование дрожжей и пропионово-кислых бактерий. Ферментация сброженного квасного сусла при температуре 8С в течение 6 часов обеспечивает получение квасного напитка с более низкой кислотностью (6,8мл 1 н раствора NaOH на 100 мл напитка), способствует растворению СО2 и насыщению им продукта.Спектр свободных аминокислот в квасном напитке после развития в нем микроорганизмов зависит от аминокислотного состава сыворотки, протеолити-ческой активности микроорганизмов и способности потреблять и накапливать определенные аминокислоты в процессе жизнедеятельности.В связи с этим изучали накопление свободных аминокислот в ферментированных сывороточных напитках.Исследования проводили в трех образцах.Образец №1 - Творожная осветленная сыворотка.Образец №2 - Ферментированный пропионовокислыми бактериями сывороточный напиток.Образец №3 - Квасной напиток.Анализ проводился на анализаторе аминокислот ААА-339 в Li+ цикле.Результаты анализа прведены в табл. 17.
Похожие диссертации на Разработка технологии ферментированных сывороточных напитков
