Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1 Из истории домашнего айрана 11
1.2 Кисломолочные напитки совместного молочнокислого и спиртового брожения
1.3 Современные тенденции отбора и идентификации производственно- ценных штаммов кисломолочных продуктов
1.4 Антагонистические свойства микрофлоры молочных продуктов, устойчивость к лекарственным веществам
1.5 Обоснование выбранного направления и задачи исследования
Глава 2. Материалы и методы исследований
2.1 Организация работы и схема проведения исследований 47
2.2 Основные методы исследований 49
2.3 Статистическая обработка результатов исследований
Глава 3. Исследование микрофлоры домашнего айрана
3.1 Морфологические особенности микрофлоры различных образцов домашнего айрана
3.2 Выделение и идентификация микробов, входящих в состав микробного симбиоза айрана
3.3 Характер развития микроорганизмов в айране 79
3.4 Анализ видового состава микрофлоры домашнего айрана
Глава 4. Исследование пищевой и пробиотической ценности айрана
4.1 Органолептические и физико-химические свойства продукта
4.2 Аминокислотный, липидный и углеводный состав домашнего айрана
4.3 Определение антибиотической активности микрофлоры продукта
4.4 Устойчивость микробного симбиоза айрана к неблагоприятным условиям желудочно-кишечного тракта человека
4.5 Чувствительность микрофлоры домашнего айрана к антибиотикам и другим лекарственным препаратам
4.6 Оценка пищевой и пробиотической ценности айрана 114
Глава 5. Пути использования природного симбиоза айрана для создания функционального продукта промышленного значения
5.1 Изучение устойчивости микрофлоры домашнего айрана к воздействию технологических факторов
5.2 Биотехнология симбиотической закваски для айрана 120
5.3 Использования изученного симбиоза в промышленности
Выводы 130
Список используемой литературы 1
- Кисломолочные напитки совместного молочнокислого и спиртового брожения
- Основные методы исследований
- Выделение и идентификация микробов, входящих в состав микробного симбиоза айрана
- Устойчивость микробного симбиоза айрана к неблагоприятным условиям желудочно-кишечного тракта человека
Введение к работе
Актуальность темы. Сегодня общеизвестный тезис Ильи Ильича Мечникова о способности лактобактерий нормализовать полезную микрофлору кишечника и тем самым способствовать здоровью и долголетию человека обогатился новым содержанием. В конце прошлого столетия сделан ряд важных открытий в медицине, названых академиком А. М. Уголевым (1980) «тихой революцией». В частности, открыто пристенное (мембранное) пищеварение; определена важная роль в нем микрофлоры; открыта гормональная система ЖКТ, которая оказалась самой мощной, превосходящей другие гормональные системы организма и др.
Микрофлора желудочно-кишечного тракта рассматривается в настоящее время как первичный неспецифический иммунный барьер, обладающий высокими детокционными свойствами, и мощный регулятор обменных процессов в организме, формирующий вторичный пищевой поток пищевых и регуляторных веществ за счет потребления микроорганизмами пищевых волокон, не перевариваемых полостным пищеварением.
Противостоять изменениям микробного состава организма под воздействием экологических, лекарственных, хирургических и других стрессовых агентов можно, обогатив микрофлору ЖКТ полезной микрофлорой, вносимой извне. Это положение дало импульс развитию целого направления в микробиологии - учению о пробиотиках - живых микроорганизмах, которые, попадая в организм при приеме пищи в определенных количествах, оказывают благотворный эффект на здоровье человека. Сегодня это учение из области научной перешло в область практической деятельности. Созданы и внедряются биопрепараты и молочные продукты на основе специально подобранных культур молочнокислых и бифидобактерий, несущих комплекс полезных свойств организму человека.
Научное обоснование данной задачи и пути ее достижения приводятся в работах Г. И. Гончаровой, В. В. Поспеловой, Б. А. Шендерова, С. А. Шевелевой, Н. С. Королевой, В. Ф. Семенихиной, В. И. Ганиной и многих других.
Поиск эффективных новых пробиошков, антагонистов патогенной и гнилостной микрофлоре кишечника, и таким образом повышение пробио-тической активности традиционных молочных продуктов является на сегодняшний день актуальной задачей. При этом источником такой микрофлоры смогут служить национальные продукты домашнего приготовления.
Россия является уникальной родиной многих национальных продуктов, в том числе продуктов смешанного молочнокислого и спиртового брожения (курунга, чал, кумыс, айран и др.), которые не нашли широкого
распространения. Исключение составляет кефир, специфический вкус которого и сравнительная простота использования и транспортировки кефирных грибков сделали напиток общенациональным и наиболее употребительным на всей территории Российской Федерации.
Достаточно известным продуктом в последние годы стал напиток «Айран», вырабатываемый в промышленных условиях по разным технологиям, но во всех случаях с использованием разных чистых культур коллекционных микроорганизмов, что существенно отличает микрофлору таких продуктов от исторически сложившейся симбиотической микрофлоры продуктов домашнего приготовления. Преимущества использования симбиоза микробных партнеров в биологически сформировавшихся консорциумах известны. Это возрастание удельной скорости роста микробных клеток, усиление сопротивляемости к воздействию внешних факторов, взаимная стимуляция микробов к продуцированию в молоко многих полезных для макроорганизма пищевых и регуляторных веществ.
На Северном Кавказе (преимущественно у карачаевского и балкарского народов) широко распространен домашний айран, который известен в народе своими целебными свойствами. Продукт вырабатывается на уникальной закваске, передаваемой из поколения в поколение, представляющей собой природный симбиоз молочнокислых бактерий и дрожжей.
До настоящего времени микрофлора национального напитка «Айран» практически не изучена. Широкому распространению промышленного производства продукта, аналогичного домашнему по составу микрофлоры и свойствам, препятствуют трудности, связанные с использованием природного, жидкого симбиоза на производстве.
Исследования в области изучения полезных свойств природных симбиозов микроорганизмов и адаптации их в промышленных условиях актуальны, так как ориентированы на появление на рынке молочных продуктов, обладающих высокими пробиотическими свойствами, что соответствует тенденции внедрения в обществе основных постулатов рационального и функционального питания.
Цели и задачи исследований. Основной целью данной работы является исследование симбиотической микрофлоры и пробиотических свойств домашнего кисломолочного напитка «Айран» и изучение возможности дальнейшего использования природного микробного симбиоза в промышленных условиях.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
изучить морфологические свойства микрофлоры различных образцов домашнего айрана и выделить наиболее характерный образец для дальнейшего исследования;
определить видовой микробный состав симбиоза айрана путем выделения и идентификации, входящих в него микроорганизмов;
исследовать накопление продуктов метаболизма микрофлоры айрана и их влияние на пищевую ценность продукта;
изучить пробиотические свойства микрофлоры айрана, в том числе проявление антагонистической активности к возбудителям кишечных инфекций и условно-патогенным микроорганизмам; устойчивость к действию компонентов пищеварительных секретов; чувствительность культур к антибиотическим и другим лекарственным препаратам;
предложить технологию получения симбиотической закваски для айрана в жидком и сухом виде. Исследовать состав и свойства симбиотической закваски и разработать технологическую схему ее применения на производстве.
Научная новизна/Впервые расшифрован микробный состав продукта горских народов Северного Кавказа (преимущественно карачаевского и балкарского) «Айран». Установлено, что микрофлора домашнего айрана является специфичной, представляет собой прочный симбиоз микроорганизмов с тремя различными температурными оптимумами, не повторяет известные кисломолочные продукты, в том числе и напигки промышленного производства с аналогичным названием, но вырабатываемые при раздельном внесении чистых коллекционных культур бактерий и дрожжей.
На основании комплекса исследований свойств, пищевой и пробно ги-ческой ценности домашнего айрана подтверждено бытующее в народе мнение о полезности продукта, доказана целесообразность производства промышленного напитка, аналога домашнему айрану по микробному составу и пробиотическим свойствам.
Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретически обоснована целесообразность использования в условиях промышленного производства естественных симбиотических сожительств лактобактерий и дрожжей, сложившихся в национальных молочных продуктах, не только в виде грибковых образований (кефир), но и в виде жидких гетерофермента-тивных консорциумов, передаваемых в домашних условиях из поколения в поколение. Изучен микробный состав уникального природного сожительства микроорганизмов, сложившихся в домашнем айране, подтверждена его пробиотическая ценность. Показано, что современные способы отбора, изучения, сохранения и воспроизводства заквасочных культур предоставляют такую возможность.
Разработаны основы технологии получения симбиотической закваски для айрана в жидком и сухом виде как основы для производства продукта в промышленных условиях и схема применения симбиотической закваски
на производстве. Предложен метод измерения удельного угла вращения молочной кислоты, продуцируемой лактобактериями в ферментированном молоке, позволяющий дополнить идентификационную характеристику молочнокислых бактерий.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены на 2-ой Всероссийской научно-практической конференции «Современные достижения биотехнологии» (Ставрополь, 2002); Международном семинаре «Пищевая индустрия: интеграция науки и образования» (Ставрополь, 2004); научно-практической конференции «Новое в технике и технологии производства молочных продуктов» (Адлер, 2006); региональной конференции ММФ «Кисломолочные продукты-технологии и питание» (Москва, 2007).
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
теоретическое обоснование выбора направления исследований и целесообразности изучения пробиотического потенциала симбиотической микрофлоры домашнего айрана с целью адаптации ее в производстве продукта функционального питания;
характеристика морфологических особенностей микрофлоры различных образцов национального напитка карачаевского народа «Айран»;
расшифровка видового состава и специфичности микроорганизмов, составляющих основу природного симбиоза лактобактерий и дрожжей, сформировавшихся в домашнем айране;
органолептические и физико-химические свойства исследованного продукта, его аминокислотный, липидный и углеводный состав;
анализ пищевой и пробиотической ценности микрофлоры домашнего айрана;
получение и пути применения в промышленных условиях симбиотической закваски для ферментированного напитка «Айран».
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 13 печатных работ, в том числе одна из них в периодических изданиях из перечня ведущих рецензируемых научных журналов, утвержденных ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации и рекомендованных для публикации основных научных результатов диссертации на соискание искомой ученой степени.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения; обзора литературы; схемы организации эксперимента с описанием материалов и методов исследований; трех глав собственных исследований; выводов; списка использованной литературы в количестве 146 научных источников, в том числе на иностранном языке — 14. Работа изложена на 153 страница* компьютерного текста, включает 18 таблиц, 16 рисунков, приложений - 3.
Кисломолочные напитки совместного молочнокислого и спиртового брожения
Есть мнение среди карачаевцев, что этимологически термин «айран» происходит от «айыерылгъан» - т.е. отделившийся от молока и обязан кочевому тюркскому или половецкому племени [26]. Возможно, это название отражает тот факт, что сгусток домашнего айрана отличается плотностью и способностью к синерезису.
Со времен Склотовского (1883) в технической литературе молочного дела бытует мнение, не доказанное и на сегодняшний день, что айран получают настаиванием молока на кусочках телячьего или верблюжьего желудка в дубовых кадушках, а при длительном созревании айрана на стенках кадушек формируются кефирные зерна (цитируется по С.А.Королеву, 1932). С. А. Королевым (1932) также высказано предположение, что, эти продукты имеют одинаковый состав микрофлоры, а специфика вкуса достигается различными режимами культивирования [57].
Несмотря на то, что среди карачаевского народа айран значительно более популярен, чем кефир, кефирные зерна пользуются религиозным почтением, на них накладываются многие магические действия и табу. Даже соседям нельзя рассказывать о действиях с зернами, а чтобы их получить необходимо прибегать к обряду «урлау», т.е. обряду «похищения грибка». По этому обряду нельзя передавать зерна грибка другому хозяину, чтобы не рассердить злого духа: соседи похищают зерна друг у друга с молчаливого согласия хозяина, тем самым обманывая злого духа (Текеев К.М., 1989). Особым грехом считается передача кефирных грибков «неправоверному», закваска же для айрана может быть передана без запрета, в том числе и иноверцу.
У карачаевцев и балкарцев существуют два понятия: «айран» и «гыпы - айран», или «гыбыт - айран»; кефир и «гыпы - кефир», или «гыбыт 14 кефир». Дословно слово «гыпы» переводится как «грибок», «гыбыт» -«бурдючный» [26]. «Бурдючный айран» - это залитое в бурдюк молоко, приобретшее специфический вкус, однако подобная технология в настоящее время встречается довольно редко. По не подтвержденным нами сведениям, для приготовления айрана наряду с закваской, могут использоваться высушенные желудки овец или коз. При беседах хозяйки отрицают данный факт, нет подтверждения этому и в фундаментальной работе Текеева К.М. (1989), на которую мы часто ссылаемся. В этой работе наиболее подробно даны описания быта карачаевского народа и сведения, касающиеся домашнего айрана. Возможно, на действия по приготовлению «гыпы - айран» также накладываются «табу». Термин «ечки айран» - это айран, приготовленный из козьего молока, в прошлом более популярен [107].
Свежий айран у карачаевцев носит название «джуурт айран». В звучании слова джуурт есть общее со словом йогурт, возможно корни этих продуктов также общие. В работе Донченко Н.И., Надыкта В.Д. «Продукты питания в отечественной и зарубежной истории» (2006) указан близкий к этому термин «джугурт». Это кислое молоко, напоминающее сметану или пасту, а айран - перемешанный жидкий джугурт, который заготавливают впрок. Для лучшего хранения из перемешанного сгустка частично удаляется сыворотка и добавляется соль [41].
Технология производства айрана в домашних условиях отличается простотой. Как правило, молоко подвергают выдержке при кипячении, примерно 5-10 минут, считая, что в этом случае продукт дольше сохраняет свежесть и имеет более плотный сгусток (естественно, что несколько концентрируется содержание сухих веществ молока). Кипяченому молоку дают остыть до температур, которые выдерживает палец, или лучше локоть (что, по нашим данным, соответствует оптимуму для термофильных бактерий 40-45 С). Посуду с заквашенным молоком накрывают специальной накидкой в виде стеганого одеяла из овечьей шерсти. Вероятно, при постепенном остывании к молочнокислому процессу термофильных бактерий подключаются мезофильные бактерии и дрожжи. Доза внесения закваски у разных хозяек колеблется, это может быть ложка, две, три или стакан на ведро, порой ложка на два три ведра, а чаще густой айран отмеривается количеством, способным удерживаться на указательном пальце руки. В качестве закваски используется также сыворотка, выделяемая сгустком айрана (хуппеги), в этом случае процесс образования сгустка удлиняется, но продукт, по мнению хозяек, намного дольше сохраняется в свежем виде. Также используется технология, при которой холодная закваска предварительно выдерживается в небольшом количестве теплого молока, что должно способствовать ее активизации. Готовым к употреблению считается айран (джуурт айран) через 10-14 часов, или сутки. Последующая выдержка осуществляется в подвалах, температуры которых 10-12С благоприятны для протекания спиртового брожения. В отдельных случаях айран хранят в летнее время в тени в бочках, а по мере потребления примерно половины объема добавляется свежая порция молока. Именно такой айран в летнее время широко употребляется разбавленным сырой водой или нарзаном из горных источников. Разбавленный айран носит название «сусаб». Часто на фермах и горных пастбищах одновременно содержатся три фляги айрана: заквашенный, созревающий и употребляемый. Излишки используются на корм скота и собак.
Основные методы исследований
Морфологические особенности микрофлоры изучались с использованием методов микроскопирования окрашенных фиксированных препаратов при увеличении оптического микроскопа 90 15.
Для исследования культуральных свойств выделенной чистой культуры микроорганизмов проведены посевы на различные питательные среды: скошенный агар - штрихом; в столбик МПА - уколом; в МПБ бактериологической петлей; в столбик МПЖ - уколом.
Для изучения сахаролитических свойств бактерий проведены посевы чистой культуры микроорганизмов в углеводные среды Гисса с моносахаридами (глюкозой, галактозой, фруктозой, арабинозой, маннитом), дисахаридами (лактозой, сахарозой) с индикаторным красителем и стеклянными поплавками; на редуцирующие свойства - в обезжиренное молоко с метиленовой синью.
После обобщения данных исследования морфологических, культуральных и биохимических свойств чистых культур микроорганизмов определяли вид по классификатору Циона (1948) и определителю бактерий Берджи (1997).
Для идентификации кокковой микрофлоры дополнительно использовали систему идентификации API (С 1970 автоматизированная система идентификации микроорганизмов).АР1 20 Strep. - 20 луночная тест-система для идентификации стрептококков и родственных бактерий (45 таксонов) за 28-24 часа.
При идентификации палочковидной микрофлоры в основу разграничения культур Lactobacillus acidophilus и Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus была положена разработанная нами методика измерения удельного угла вращения молочной кислоты, продуцируемой лактобактериями в ферментированном молоке (глава 3).
Для количественного учета микрофлоры использовали экспресс-метод прямого подсчета числа микроорганизмов по методу Виноградского -Брида в модификации [68]. Определение титруемой и активной кислотности проводили по ГОСТ 3624. Определение органолептических свойств продуктов проводили методом парного сравнения [52].
Дегустаторам предлагалось сравнить несколько пар (6-8) закодированных образцов в случайном порядке по схеме: АВ, В А, В А, АВ, ВА и т.д. Для решения вопросов различия в парах комплектовались пробы айрана и кефира. Ответ состоял в признании проб одинаковыми, или различающимися между собой. Если решались вопросы предпочтения, дегустаторам предлагались различные пробы айрана с целью определить в каждой паре пробу с более высокой или низкой степенью выраженности сенсорного признака айрана.
Во всех парах для разных дегустаторов предлагались одни и те же пробы. При проведении испытания допускалось повторное опробование образцов.
Антибиотическую активность исследуемых культур и продуктов определяли двумя методами: Для определения антибиотической активности различных образцов домашнего айрана использовали дисковый метод диффузии антибиотических веществ. Учет результатов осуществляли по зоне задержки роста тест-культур вокруг испытуемой жидкости. Для сравнительного изучения антибиотической активности айрана и различных других продуктов и культур использовали метод развивающихся смешанных популяций в сравнении с ростом тест-культур в монокультуре с последующим высевом на плотные питательные среды, Метод разработан для контроля антагонизма бифидобактерий (ТУ 42.14.275 «Бификол сухой»). Антагонистическую активность микрофлоры продукта в отношении тест - штаммов оценивали по формуле: И=(К-С/К) 100, (2) где И- степень ингибирования, %; К - количество колоний тест штаммов, выросших в монокультуре; С - количество колоний тест штаммов, выросших после совместного выращивания.
В качестве тест-культур использовали E.coli штамм В-125 и Staph.aureus штамм 209-Р. Чувствительность культур и продуктов к антибиотикам и лекарственным препаратам изучали методом наложения дисков с исследуемым препаратом на поверхность плотной питательной среды, засеянной суспензией клеток исследуемых культур или продуктов для получения газона. Перед наложением дисков на каждую чашку с агаризованной средой наносили 1 см3 суспензии (мутностью 500000 клеток/ см ), равномерно распределяли ее по поверхности среды и слегка подсушивали. Чашки с дисками инкубировали при температурах, оптимальных для развития исследуемого микроорганизма в течение 48 часов [46]. При работе с антибиотиками использовали стандартные диски. Диски с лекарственными веществами готовили самостоятельно: бумажные фильтры диаметром 8 мм пропитывали раствором терапевтической дозы препарата в 10 см3 воды.
При изучении устойчивости микрофлоры кисломолочного напитка к соляной кислоте, желчи и фенолу в пробирки с исследуемым продуктом вносили различные концентрации исследуемых веществ. Вносимые концентрации желчи составляли 10%, 20%, 30%, 40%; фенола - 0,1%, 0,2%о, 0,4%, 0,6%; соляной кислоты - 0,3%, 0,5%, 0,6%. Образец выдерживали при температуре 37С в течение 6 часов. Затем содержимым пробирок заквашивали стерильное обезжиренное молоко в количестве 5% от объема молока и термостатировали при оптимальной температуре развития микрофлоры продукта в течение 24 часов. Образование сгустка менее чем за 24 часа указывало на устойчивость микрофлоры кисломолочных напитков к воздействию данного фактора. Все посевы контролировали по микроскопическому препарату.
Выделение и идентификация микробов, входящих в состав микробного симбиоза айрана
Идентификация дрожжевой микрофлоры. Наибольшие трудности в работе были связаны с идентификацией дрожжей. В основу классификации дрожжей положены различия характера их вегетативного размножения (деление, почкование), спорообразование, а также морфологические и физиологические признаки.
Возможность дрожжей размножаться в молоке определяется способностью их сбраживать лактозу или наличием в молоке другой микрофлоры, в частности, молочнокислой, обладающей лактозной активностью.
По биохимической активности, способности сбраживать лактозу и развиваться в молоке дрожжи по Королеву С.А. (1932) делятся на три группы (в тексте приведена номенклатура, использованная Королевым С.А.). В первую группу отнесены неспорообразующие, не сбраживающие лактозу и другие углеводы дрожжи вида Candida. Развиваются на поверхности кисломолочных продуктов при их хранении.
Вторую группу представляют спорообразующие дрожжи вида Saccharomyces cartilaginosus, не сбраживающие лактозу. Они сбраживают мальтозу с образованием газа. Эти дрожжи называют «дикими», так как они в производстве не применяются, но хорошо развиваются с молочнокислыми бактериями.
Третью группу составляют дрожжи, сбраживающие лактозу. Это спорообразующие виды Saccharomyces lactis, Lydoccharomyces laktis, Fabospora fladilis, а также неспорообразующие - Torulopsis kefir и Candida pseudotropicalis var.lactis. Первые два вида лактозу сбраживают с образованием газа, мальтозу все перечисленные виды не сбраживают, лакмусовое молоко не свертывают, за исключением рода Candida.
Дрожжи третьей группы могут входить в состав микрофлоры кефирных грибков и вводиться в состав заквасок для производства других кисломолочных продуктов.
Ниже приводится описание идентификационных характеристик чистых культур дрожжей, выделенных из домашнего айрана.
Морфология колоний: общая форма колонии: круглая; размер: 8±2 мкм; цвет: белый с кремовым оттенком: поверхность: бороздчатая матовая, колония не прозрачная; профиль: бугристый; край: гладкий; структура колонии однородная. Морфологические свойства клеток: форма клеток овальная, грамположительные; клетки почкуются через перемычку, клетки неподвижные; споры отсутствуют. Культуральные свойства культуры: штрих на МПА (температура культивирования 30 С): мощность роста - умеренная; блеск - жирный, характер поверхности шероховатая, бугроватая; оптические признаки непросвечивающий; консистенция - маслянистая; цвет посевной черты - пигментация, молочный; окраска питательной среды - не изменилась; рост по уколу в МПЖ (температура культивирования 30С): разжижения - нет; окраска питательной среды не изменилась; газообразование - нет; рост в жидкой питательной среде - МПБ (температура культивирования 30С: поверхностный рост - хлопьевидная пленка; муть - помутнения нет; осадок хлопьевидный; количество осадка - обильный. Биохимические свойства: выделенная культура редуцирующими свойствами не обладает: не наблюдается обесцвечивание индикаторного красителя метиленовой сини в обезжиренном молоке; обладает протеолитическими свойствами; не обладает липолитическими свойствами.
Характер сбраживания углеводов выделенными чистыми культурами дрожжей представлен в таблице 7.
При попытке охарактеризовать видовой состав дрожжей мы столкнулись с трудностями их идентификации в связи с отсутствием полноценных классификаторов дрожжей, применяемых в молочном производстве. Часто дрожжам дается видовое наименование по названию продукта, в котором осуществлялось выделение, однако полной идентификационной характеристики и систематики дрожжей, применяемых в молочных продуктах смешанного молочнокислого и спиртового брожения, практически не существует. Так, в классификаторе Циона (1948) указан целый ряд дрожжей, выделенных из молока и молочных продуктов, в том числе: Torula lactis, Torula cremoris, Torula kephir, Torula lactis condensis, Torula sphaeria,
Устойчивость микробного симбиоза айрана к неблагоприятным условиям желудочно-кишечного тракта человека
В современной трактовке наиболее важной характеристикой кисломолочных продуктов являются их пробиотические свойства, оказывающие благотворное действие на функции организма человека и, прежде всего, на нормализацию его кишечной микрофлоры. Способность микрофлоры продукта при естественном способе введения оптимизировать микробный статус человека определяется, в первую очередь, антагонизмом молочнокислых бактерий против нежелательной кишечной микрофлоры. Антагонизм в свою очередь зависит от вида бактерий, населяющих продукт, свойств конкретных штаммов, условий развития, а также методов исследования.
Для определения антагонистической активности производственно-ценных штаммов, входящих в состав заквасок кисломолочных продуктов, использованы два различных метода:
Дисковый (как и луночный метод) можно отнести к экспресс-методам, так как он позволяет одновременно на одной чашке Петри наглядно исследовать и сравнить несколько культур или продуктов. Метод целесообразно использовать как качественный при большом объеме исследований.
Для определения пробиотических свойств современных биопродуктов (обогащенных бифидофлорой) используется метод развивающихся смешанных популяций в сравнении с ростом тест-штамма на жидких питательных средах с последующим высевом на плотные среды и определением степени ингибирования тест-культуры.
В данной работе дисковый метод (таблица 13) использован на ранней стадии работы и позволил дать серию сравнительных характеристик антагонизма айрана с другими молочнокислыми микроорганизмами, определить антагонистические свойства различных образцов домашнего айрана (12 образцов), выявить антибактериальные свойства образца, отобранного для изучения, и определить отдельные аспекты природы антагонизма айрана.
Метод развивающихся смешанных популяций использован для сравнения антибиотической активности микрофлоры айрана с активностью микрофлоры контрольных продуктов: кефира и кисломолочного напитка «Биобактон». Выбор последнего продукта обусловлен тем, что напиток вырабатывается с использованием культуры Lactobacillus acidophilus, являющейся основой Б АД «Биобактон». Высокая антагонистическая активность продукта в отношении широкого спектра патогенных и условно-патогенных микроорганизмов доказана.
Приведенные данные позволяют сделать вывод о том, что симбиоз микроорганизмов в айране обладает достаточно высокой способностью тормозить развитие санитарно-показательных, условно-патогенных и гнилостных микроорганизмов. При этом антагонизм к представителю гнилостной микрофлоры выражен наиболее активно, вероятно этим объясняется тот факт, что айран длительно не подвергается порче при хранении и пересадках продукта.
Исследования БГКП различных образцов домашнего айрана показали, что в 1 г массы продукта коли-формы во всех случаях отсутствовали.
Силой антагонизма по отношению к изученным заквасочным культурам айран уступает только ацидофильной палочке.
Одновременно рассмотрена термостойкость вырабатываемых микроорганизмами антибиотических веществ. С этой целью исследуемые закваски и продукты подвергали кипячению и фильтрации в стерильных условиях, дальнейшее изучение проводили с полученными фильтратами. Антибиотическая активность молочнокислых микроорганизмов и продуктов (дисковый метод) Культура, закваска, продукт Диаметр зоны просветления роста тест-культур, мм Е. coli Staph, aureus Вас. megatherium 1 2 3 4 Болгарская палочка 13±0,4 14±0,5 18±1,5 Ацидофильная палочка 16±1,0 17±1,2 17±1,0 Термофильный стрептококк 9±0,4 8±0,5 14±0,5 Закваска для творога 11±0,4 12±0,2 14±1,0 Закваска для сметаны 11±0,5 11±1,0 14±1,5 Закваска для сыра мелкого 12±0,6 12±0,5 15±0,3 Кефир 13±0,6 12±0,5 17±1,5 Различные образцы домашнего айрана (12 образцов) 12±3 14±4 17±5 Айран домашний (выделенный для исследования в данной работе) 14±0,5 16±0,8 21±2,0 Айран домашний (раскисленный мелом) 13±0,3 14±0,5 17±0,4 Фильтрат айрана, подвергнутого кипячению 14±0,58 16±0,5 20±2,0 Примечание: диаметр бумажного диска 8 мм.
Оказалось, что большинство антибиотических веществ, вырабатываемых молочнокислой микрофлорой, являются термостойкими и переходят практически полностью в сыворотку. Для выяснения природы антагонизма микрофлоры айрана проведены опыты с использованием продукта, раскисленного мелом. Полученные данные позволяют предположить, что молочная кислота не является единственным фактором подавления нежелательной микрофлоры, а наряду с нею антагонизм связан с наличием биологически активных веществ, продуцируемых микроорганизмами, составляющими микрофлору айрана.
Результаты определения антибиотической активности исследуемых молочных продуктов методом определения степени ингибирования представлены на диаграмме (рисунок 13).
При этом данные по степени ингибирования исследованных продуктов (айран, кефир, напиток «Биобактон») сравнены с данными, полученными в работах Шалыгиной A.M. с соавторами (2001) при изучении функционального кисломолочного продукта (ФКП) и Ганиной В.И., Большаковой Е.П. (2001) при изучении продуктов билайф, биойогурт. Следует отметить, что как в наших исследованиях, так и в работах этих авторов в качестве тест-культур использованы одни и те же штаммы; E.coli штамм В-125 и S.aureus штамм 209-Р.
Полученные результаты показывают, что антагонизм микрофлоры айрана к исследованным тест-культурам не уступает антагонизму продуктов, содержащих бифидофлору, признанных на сегодня наиболее эффективными пробиотиками, и уступает несколько микрофлоре кисломолочного напитка «Биобактон».
