Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Аналитический обзор 7
1.1. Функциональные продукты в питании человека 7
1.2. Нормальная микрофлора и ее значение для организма человека 10
1.2.1. Основные функции нормальной микрофлоры 10
1.2.2. Роль пробиотиков и пребиотиков в регуляции кишечной микрофлоры 20
1.3. Использование бифидобактерий в производстве ферментированных молочных продуктов с пробиотическими свойствами 24
1.4. Пахта и обезжиренное молоко - молочная основа для функциональных продуктов 31
1.5. Заключение по обзору 34
ГЛАВА 2. Организация работы, объекты и методы исследований 36
2.1. Организация работы 36
2.2. Объекты исследований 36
2.3. Методы физико-химических исследований 38
2.4. Методы микробиологических исследований 42
2.5. Математические методы 44
ГЛАВА 3. Подбор бифидобактерий и молочнокислых бактерий и определение состава комбинированной закваски для продукта 45
3.1. Сравнительная оценка свойств В. adolescentis С-54 и культур бифидобактерий, применяемых в производстве ферментированных молочных продуктов
3.1.1. Общая характеристика В. adolescentis С-54 45
3.1.2. Биохимическая активность в молоке 48
3.2. Исследование совместного развития В. adolescentis С-54 с молочнокислыми бактериями 50
3.2.1. Изучение развития В. adolescentis С-54 и L. acidophilus в совместной культуре 50
3.2.2. Изучение развития В. adolescentis С-54 в совместной культуре с ацидофильной палочкой и лактококками 65
3.2.3. Изучение влияния пересадок на активность развития В. adolescentis С-54 и молочнокислых бактерий в совместной культуре 74
3.2.4. Изучение возможности использования бакконцентрата «Бифилакт»и культур прямого внесения в составе заквасочной микрофлоры для продукта 75
ГЛАВА 4. Разработка технологии белкового кисломолочного продукта 82
4.1. Выбор состава молочной основы для продукта 82
4.2. Исследование процесса структурообразования при производстве белкового кисломолочного продукта 87
4.2.1. Влияние микрофлоры закваски на структурно-механические свойства кислотных сгустков 88
4.2.2. Влияние состава молочной основы на стуктурно-механические свойства сгустков 100
4.2.3. Влияние способа коагуляции на стуктурно-механические свойства сгустков и продукта 104
4.2.4. Влияние технологических факторов на реологические свойства сгустков и консистенцию продукта 111
4.2.5. Исследование влияния наполнителей на органолептические показатели продукта 118
4.2.6. Технологическая схема производства 119
ГЛАВА 5. Исследование свойств продукта 123
Выводы 132
Список использованной литературы 134
Приложения 152
- Использование бифидобактерий в производстве ферментированных молочных продуктов с пробиотическими свойствами
- Изучение развития В. adolescentis С-54 и L. acidophilus в совместной культуре
- Влияние микрофлоры закваски на структурно-механические свойства кислотных сгустков
- Влияние технологических факторов на реологические свойства сгустков и консистенцию продукта
Введение к работе
Создание технологий продуктов, направленных на укрепление защитных функций организма человека и снижающих риск воздействия вредных веществ, отмечено как одно из основных направлений в «Концепции государственной политики в области здорового питания населения России на период до 2005 года».
Загрязненность окружающей среды, широкое применение антибиотиков и химических препаратов, стрессы и другие неблагоприятные факторы приводят к нарушениям в составе нормальной микрофлоры кишечника, процессов пищеварения и обмена веществ. Это снижает иммунную активность организма человека и способствует росту заболеваемости. Установлено, что при условии сохранения естественного баланса микрофлоры кишечника, организм человека, являясь совершенной биологической системой, способен самостоятельно в течение длительного времени противодействовать различным повреждающим факторам. В связи с этим приоритетным направлением в молочной промышленности является расширение ассортимента продуктов функционального назначения.
Ведущую роль в поддержании и нормализации микробиоценоза кишечника, повышении неспецифической резистентности макроорганизма играют бифидобактерии и лактобациллы, включение которых, как эффективных биокорректоров, в состав микрофлоры продуктов придает им функциональные свойства.
Исследования, проведенные Институтом питания РАМН, показали дефицит белка, витаминов, макро- и микроэлементов в рационе питания населения. В этом отношении представляют интерес белковые кисломолочные продукты, производимые из пахты и обезжиренного молока, отличающиеся не только повышенной пищевой и биологической ценностью но и пониженной калорийностью, что особенно важно в современных условиях жизни на фоне значительных нервно-эмоциональных нагрузок и выраженного снижения физической и мышечной деятельности человека.
Следует отметить, что пахта, несмотря на высокую пищевую и биологическую ценность, в настоящее время используется в основном на нормализацию молока, ассортимент продуктов из пахты, вырабатываемый промышленностью, по сравнению с другими молочными продуктами значительно меньше. При этом достаточно большие объемы пахты используются на кормовые цели. В связи с этим, производство белковых кисломолочных продуктов на основе пахты и обезжиренного молока позволит не только расширить ассортимент молочных продуктов с высокой пищевой и биологической ценностью, но и будет способствовать рациональному использованию молочного сырья.
Рабочая гипотеза. В основу рабочей гипотезы положено предположение, что, используя специально подобранный состав закваски, включающей в оптимальном соотношении бифидобактерии и молочнокислые бактерии, можно получить белковый кисломолчный продукт с достаточно высоким содержанием бифидобактерии и ацидофильной палочки, обеспечивающим его пробиотические свойства. Исследование и выявление закономерностей влияния микрофлоры закваски и технологических факторов на формирование структуры позволит обеспечить заданные свойства продукта.
Цель работы и задачи исследований. Целью настоящей работы является разработка технологии десертного кисломолочного продукта на основе белково - углеводного сырья с включением в состав закваски пробиотических культур - бифидо- и лактобактерий.
В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи исследований:
- провести сравнительную оценку свойств применяемых в производстве молочных продуктов и имеющихся в коллекции музея чистых культур кафедры микробиологии и эпизоотологии ВГМХА штаммов бифидобактерии и молочнокислых бактерий и подобрать состав комбинированной закваски для разрабатываемого продукта;
- изучить влияние микрофлоры закваски и основных технологических
факторов на формирование структуры и показатели качества продукта;
разработать технологию производства десертного белкового кисломолочного продукта, обогащенного пробиотическими культурами, на основе пахты и обезжиренного молока;
исследовать состав и свойства продукта в процессе хранения;
разработать проект технической документации на производство продукта;
провести проверку технологии в производственных условиях.
Научная новизна. Изучены свойства штамма бифидобактерий В. adolescentis С-54 и проведена его сравнительная оценка с культурами бифидобактерий, используемыми для производства бифидосодержащих продуктов. Установлены закономерности совместного развития бифидобактерий с молочнокислыми бактериями в молоке и определен состав комбинированной закваски, содержащей бифидобактерий, ацидофильную палочку и лактококки, для белкового кисломолочного продукта с пробиотическими свойствами. Исследовано влияние комбинированной закваски и технологических факторов (температуры пастеризации, кислотного и кислотно-сычужного способов коагуляции, параметров обработки сгустка) на формирование структуры продукта и определены основные технологические параметры, позволяющие получать продукт с заданными свойствами.
Новизна выполненной работы подтверждена авторской заявкой № 2002101991/13(001644) на способ производства белкового кисломолочного продукта с положительным решением о выдаче патента от 02.07.2003 г.
Практическая значимость работы. Разработана технология белкового кисломолочного продукта на основе пахты и обезжиренного молока с пробиотическими свойствами. Подготовлен проект технической документации на его производство. Технология продукта апробирована в производственных условиях ПК "Вологодский молочный комбинат" и подтверждена актом опытно-промышленной проверки.
Использование бифидобактерий в производстве ферментированных молочных продуктов с пробиотическими свойствами
Ассортимент бифидосодержащих молочных продуктов достаточно разнообразен. В настоящее время промышленность вырабатывает широкий спектр кисломолочных напитков и жидких кисломолочных продуктов, содержащих бифидобактерий. К ним относятся «биойогурты», «биокефиры», «биоряженка», кисломолочные напитки «Вита», «Угличский», «Биопахта», киломолочный продукт «Бифилайф», биосметана и другие продукты серии «Бифилюкс», «Бифидок», а также жидкие кисломолочные смеси, творог, обогащнные бифидобактериями, для детского питания, мягкие сыры /5, 43,79, 93, 107/.
В производстве молочных продуктов можно выделить несколько направлений использования бифидобактерий: - непосредственная ферментация молочной смеси бифидобактериями; - обогащение продуктов бакконцентратами бифидобактерий на различных стадиях производственного процесса (до сквашивания и после сквашивания); - обогащение продукта бифидогенными факторами; - ферментация молочной смеси закваской, содержащей бифидобактерии, и обогащение продукта бифидостимулирующими веществами. Одним из распространенных способов производства бифидосодержащих молочных продуктов является непосредственная ферментация молочной смеси бифидобактериями.
Сложность производства бифидосодержащих молочных продуктов заключается в том, что бифидобактерии являются строгими анаэробами, поэтому очень чувствительны к промежуточным пересадкам, производимым в процессе приготовления производственной закваски для продукта, а также, имея сложные питательные потребности, медленно развиваются в обычном коровьем молоке /31, 33, 34, 151, 155/. Одной из причин плохого роста бифидобактерии в молоке и молочных средах, кроме требования особых физико-химических условий, связанных с отсутствием влияния вредного воздействия кислорода, является то, что у бифидобактерии не обнаружено казеолитической активности, то есть они могут усваивать казеин только после частичного гидролиза. Другая причина замедленного роста бифидобактерии связана с их низкой фосфатазной активностью /9, 10, 31, 32, 67/.
Повысить биохимическую активность бифидобактерии в молоке и молочных средах можно различными способами. Например, селекцией штаммов бифидбактерий, способных размножаться без добавления ростовых веществ и защиты от кислорода, или активно расти в молоке с добавлением минимального количества стимуляторов роста. Так, в Японии для производства кисломолочных напитков используют кислородоустойчивые мутанты бифидобактерии, которые сохраняют свою активность в аэробных условиях в средах, приготовленных на основе коровьего молока /33/. Известен способ получения ферментированных молочных напитков, предусматривающих совместное выращивание стойких к действию кислорода мутантных штаммов бифидобактерии и облигатно анаэробных культур бифидобактерии при сооотношении первых и вторых 1:1-1:3 /77/.
Ускорить рост бифидобактерий в молоке можно, используя специально подобранные стимуляторы роста. Установлено, что рост бифидобактерий в коровьем молоке стимулируют экстракты дрожжей, растительные экстракты сои, картофеля, морковный и капустный соки, минеральные вещества, в частности, сернокислые соли железа и меди, гидролизаты казеина, пептоны, лактулоза и другие олигосахариды /25, 33, 68, 143, 125, 137/. Разработаны специальные стандартные питательные среды, содержащие рост стимулирующие вещества и используемые при производстве продуктов /101/.
Следует отметить, что применение большей части стимулирющих рост бифидобактерий веществ возможно в основном на этапах приготовления бактериальных концентратов и закваскок, или их активизации. Это связано с влиянием стимулирующих веществ на органолептические показатели продукта, а также изменением их свойств в процессе производства продукта, в том числе, при тепловой обработке, сквашиавнии и других технологических операциях.
Наиболее целесообразно выращивать бифидобактерий при производстве кисломолочных продуктов в сочетании с молочнокислыми микроорганизмами. Молочнокислые бактерии способны связывать растворенный в молоке кислород и тем самым создавать благоприятные условия для развития бифидобактерий/1, 31, 32, 148, 149, 150, 153/.
Экспериментальные исследования по изучению закономерностей совместного развития бифидобактерий и молочнокислых бактерий, проведенные в НПО «Углич», показали, что при определенных условиях некоторые штаммы молочнокислых бактерий, в частности, L. lactis subsp. diacetilactis, L. lactis subsp. cremoris, Leuc. lactis, L. acidopfilus, оказывают положительное влияние на развитие В. bifidum, В. longum в молоке и в молочных средах, повышая скорость их размножения в совместных культурах. Так, при совместном развитии в молоке молочнокислых бактерий видов L. lactis subsp. diacetilactis, L. lactis subsp. cremoris, Leuc. lactis и В. longum В 379 M при посевной дозе бифидобактерий 5 % и молочнокислых стрептококков -0,5-0,005% количество жизнеспособных клеток бифидобактерий в опытных вариантах со стрептококками через 24 часа их совместного развития было в 3-5 раз выше, чем в чистой культуре бифидобактерии. При этом сами бифидобактерии также способны активизировать рост молочнокислых бактерий /31, 32, 33, 34/. По-видимому, молочнокислые бактерии синтезируют необходимые факторы роста бифидобактерии, также усиливают их протеолитическую активность. Установлено, что полученные с помощью хроматографии две фракции фильтрата культуры L. casei, выращенной в молоке, содержащие пептиды и свободные аминокислоты, стимулировали кислотообразование у В. breve и В. infantis /36, 149, 150/.
Стимулирующее влияние молочнокислых может быть обусловлено и их более высокой (3-галактозидазной активностью по сравнению с бифидобактериями. Причем, у каждого вида и штамма она индивидуальная. Вследствие воздействия фермета В-галактозиды на молочный сахар образуются важные бифидогенные продукты трансгликозирования, повышающие биохимическую активность бифидобактерии и стимулирующие их развитие /23, 36/. Положительное влияние на развитие бифидобактерии оказывает обогащение молока витаминами /25, 35, 137, 138, 158/.
Необходимо отметить, что при совместном культивировании бифидобактерии и молочнокислых бактерий кислотность молока нарастает значительно быстрее, чем в чистых культурах бифидобактерии, обладающих низкой энергией кислотообразования, что важно для предотвращения развития посторонней микрофлоры, особенно в производственных условиях.
Одна из проблем, которую надо решить при совместном культивировании бифидобактерии и молочнокислых бактерий, связана с различной активностью развития этих микроорганизмов в молоке. В связи с этим при производстве бифидосодержащих молочных продуктов целесообразно использовать бакконцентраты, содержащие в оптимальном соотношении бифидобактерии и молочнокислые бактерии.
Изучение развития В. adolescentis С-54 и L. acidophilus в совместной культуре
Скорость кислотообразования в совместных с ацидофильной палочкой культурах была больше в 2,8-4,6 раза по сравнению с чистой культурой бифидобактерий при посевной дозе ацидофильной палочки 1% (в зависимости от штамма ацидофильной палочки), в 2,7-4,2 раза - при посевной дозе ацидофильной палочки 0,5 % , в 2,5-3,6 раза - при посевной дозе ацидофильной палочки 0,1%. Значительное увеличение скорости кислотообразования в совместных культурах приводило к уменьшению содержания жизнеспособных клеток бифидобактерий в сгустке. Следует отметить, что наиболее активное развитие бифидобактерий наблюдалось в совместных культурах при использовании штамма L. acidophilus 317/402, отличающегося более низкой энергией кислотообразования на первом этапе сквашивания.
Средняя удельная скорость роста бифидобактерий в совместных культурах с L. acidophilus АНВ и L. acidophilus АВ снижалась в 1,3-8, 7 раза по сравнению с чистой культурой бифидобактерий (табл. 3.3, 3.4), в 1,2-3,4 раза - в совместных культурах с использованием штамма L. acidophilus 317/402 (табл. 3.5). Уменьшение скорости роста бифидобактерий происходило пропорционально дозе инокулирования ацидофильной палочки.
На основании полученных данных были определены уравнения регрессии, отражающие зависимость изменения количества жизнеспособных клеток бифидобактерий от дозы ацидофильной палочки:
Коэффициенты детерминации для этих уравнений составляли: 0,93-0,85, что характеризует достаточно высокую достоверность полученных результатов.
На рис. 3.5 показано изменение количества жизнеспособных клеток бифидобактерий в зависимости от посевной дозы и штамма ацидофильной палочки. В опытных вариантах при пониженных дозах ацидофильной палочки (0,05-0,01%) в результате уменьшения скорости кислотообразования в начальный момент сквашивания активность развития бифидобактерий возрастала. В итоге количество жизнеспособных клеток бифидобактерий в этих вариантах опыта было в 2,5 - 6,7 раза больше по сравнению с дозой L. acidophilus 0,1% . Динамика изменения количества клеток бифидобактерий в процессе сквашивания обезжиренного молока совместными культурами бифидобактерий и L. acidophilus АВ, бифидобактерий и L. acidophilus 317/402 при их различном начальном соотношении показана на рис. 3.6.
При сквашивании обезжиренного молока совместными культурами бифидобактерий и L. acidophilus 317/402 (АВ) средняя удельная скорость размножения ацидофильной палочки даже при ее пониженных дозах (0,05 и 0,01%) была выше в 3,3 раза, чем бифидобактерий. Несмотря на это, благодаря преобладанию бифидобактерий и снижению скорости кислотообразования в начальный момент сквашивания количество жизнеспособных клеток бифидобактерий в сгустке было достаточно высоким и составляло 440 и 654 млн. КОЕ/см3.
Следует отметить, что соотношение бифидобактерий и ацидофильной палочки в закваске, вид штамма ацидофильной палочки оказывают влияние на органолептические показатели сгустка и продукта. Сгусток при повышенных дозах ацидофильной палочки был вязким, тягучим, что в последующем будет затруднять отделение сыворотки и может привести к удлинению процесса самопрессования и повышению кислотности продукта. При этом, следует иметь в виду, что ацидофильная палочка может достаточно активно развиваться в процессе обработки сгустка при пониженных температурах, так как она менее чувствительна к снижению температуры по сравнению с бифидобактериями.
Таким образом, определены условия ферментации обезжиренного молока совместной культурой бифидобактерий и ацидофильной палочки, обеспечивающие достаточно активное развитие бифидобактерий: посевная доза бифидобактерий - 5%, ацидофильной палочки - 0,01-0,05 %, температура сквашивания - 37С.
Результаты исследований показали, что повышенные дозы ацидофильной палочки можно использовать для получения продукта, содержащего преимущественно ацидофильную палочку. Получение продукта с содержанием жизнеспособных клеток бифидобактерий не менее 10б-107 КОЕ/г предполагает некоторое ограничение развития ацидофильной палочки, что можно достигнуть, используя штаммы ацидофильной палочки с более низкой энергией кислотообразования или пониженные дозы L. acidophilus. Необходимо иметь в виду, что факторами, ингибирующими рост посторонней микрофлоры в совместной культуре, могут быть низкие окислительно-восстановительный потенциал и концентрация растворенного в среде кислорода, поскольку ацидофильная палочка быстро связывает растворенный кислород. Известно, что в условиях анаэробиоза патогенные аэробные и факультативно аэробные микроорганизмы прекращают рост при значительно более высоких значениях рН /35, 158/. Кроме того, следует учитывать наличие неспецифического антагонизма у бифидобактерий и ацидофильной палочки по отношению к посторонней микрофлоре.
Во второй серии опытов изучали влияние на активность развития бифидобактерий лактококков, традиционно используемых при производстве белковых кисломолочных продуктов и творога.
Использовали закваску лактококков, применяемую в производстве творога, приготовленную на основе бактериального препарата МСТ, в который штаммы подобраны по синеретической активности, фагоустойчивости, способности формировать в продукте характерный кисломолочный вкус и аромат. В отличие от ацидофильной палочки лактококки (Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris, Lactococcus lactis subsp. diacetilactis) имеют значительно более низкий предел кислотообразования, что положительно влияет на развитие бифидобактерий. Опыты проводили при следующих посевных дозах микроорганизмов В. adolescentis С-54 - 5%, L. acidophilus 317/402, L. acidophilus АВ - 0,01; 0,05%, лактококков - 1; 0,5; 0,1%. Контролем являлись варианты, сквашенные чистой культурой бифидобактерий, а также совместными культурами бифидобактерий и ацидофильной палочки, бифидобактерий и лактококков. В остальном условия сквашивания соответствовали п. 3.2.1.
Как видно из данных таблиц 3.6 и 3.7, в которых приведены результаты этой серии опытов, при сквашивании обезжиренного молока комбинированными заквасками, содержащими бифидобактерий, ацидофильную палочку и лактококки, наблюдалось увеличение скорости кислотообразования по сравнению с чистой культурой бифидобактерий в 1,9-3,9 раза, совместными культурами бифидобактерий и лактококков - в 1,2-1,7 раза, совместными культурами бифидобактерий и ацидофильной палочки - в 1,1-2,4 раза. При этом наиболее сильное увеличение скорости кислотообразования наблюдалось в опытных вариантах при повышенной посевной дозе лактококков 1%, что приводило к уменьшению количества жизнеспособных клеток бифидобактерий в 13,4-19,9 раза по сравнению с чистой культурой бифидобактерий.
Влияние микрофлоры закваски на структурно-механические свойства кислотных сгустков
Полученные результаты свидетельствуют о возможности использования в качестве заквасочной микрофлоры комбинированной закваски, приготовленной на основе бактериального концентрата «Бифилакт-У» и ацидофильной палочки («Бифилакт-У» -5 % и L. acidophilus - 0,05%).
Исследована возможность использования в качестве заквасочной микрофлоры культуры прямого внесения FD-DVS АВТ-2, содержащей бифидобактерии вида В. lactis, ацидофильную палочку и термофильный стрептококк. Закваску прямого внесения вносили из расчета 50 ед. активности на 500 кг молока. Сквашивание осуществляли при температуре (37 ± 1) С до образования достаточно прочного сгустка с кислотностью (85-90)Т. Продолжительность сквашивания составляла (6 ± 0,5) ч.
Необходимо отметить, что, сгусток имел излишне вязкую, тягучую консистенцию и практически не отделял сыворотку, что по видимому, обусловлено включением в состав комбинированной культуры вязких штаммов термофильного стрептококка и ацидофильной палочки. Для усиления синеретической способности, улучшения выраженности вкуса и аромата, использовали в составе заквасочной микрофлоры комбинацию культур АВТ-2 и CH-N-19, содержащую лактококки и лейконостоки, в соотношении 1:1.
Изменение титруемой и активной кислотности в процессе сквашивания комбинированной закваской (АВТ-2 и CH-N-19) показано на рис 3.11. В результате сквашивания получен сгусток с умеренным выделением сыворотки и содержанием жизнеспособных клеток бифидобактерий -63 ±8 млн. КОЕ/см3, ацидофильной палочки - 854 ± 78 млн. КОЕ/см3, молочнокислых стрептококков- 720 ±81 млн. КОЕ/см3.
Таким образом, в результате выполненных исследований установлен состав комбинированной закваски, содержащей бифидобактерий и молочнокислые бактерии, обеспечивающий достаточно высокое содержание бифидобактерий (8,4±0,2 lg КОЕ/см ) в течение двух последующих пересадок совместной культуры и сравнительно быстрое нарастание кислотности среды. Установлена возможность использования для получения продукта комбинированной закваски, приготовленной на основе бактериального концентрата «Бифилакт-У» и L. acidophilus (соотношение 5:0,05, соответственно, выход бифидобактерий - 8,1 ± 0,2 lg КОЕ/см ).
В связи с тем, что одна из задач исследований заключается в разработке технологии белкового кисломолочного продукта, характеризующегося повышенной биологической ценностью при сравнительно низкой калорийности, в качестве молочного сырья для продукта предусматривается использование пахты и обезжиренного молока. Пахта и обезжиренное молоко, содержащие полный комплекс биологически активных веществ при минимальной энергетической ценности и незначительной доле перегрузочных атерогенных веществ, наиболее полно удовлетворяют этим требованиям. Учитывая различия в составе и свойствах пахты и обезжиренного молока, отмеченные в аналитическом обзоре, эти два вида молочного сырья будут хорошо дополнять друг друга.
С целью установления оптимального состава молочной основы для продукта изучали влияние соотношения обезжиренного молока и пахты в ней на органолептические показатели продукта. Исследовали следующие соотношения обезжиренного молока и пахты: 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, соответственно. Увеличение доли пахты по отношению к обезжиренному молоку обусловлено стремлением получить продукт с хорошими вкусовыми достоинствами, поскольку пахта отличается более выраженными органолептическими показателями. В качестве контроля использовали пахту и обезжиренное молоко.
Молочную основу пастеризовали при температуре (78 ± 2) С с выдержкой (18±2) секунд, охлаждали до температуры (37±1)С и вносили 5% комбинированной закваски, содержащей бифидобактерии, ацидофильную палочку и лактококки (выбран вариант комбинированной закваски, обеспечивающий наиболее высокое содержание бифидобактерии в сгустке: В. adolescentis С-54 - 5%, L. acidophilus 317/402 - 0,01 %, лактококков - 0,1%).
Сквашивание вели до образования достаточно прочного сгустка (кислотность 80-90Т), затем сгусток подвергали обработке для удаления избыточного количества сыворотки: разрезке, подогреву до температуры (40 ± 2) С, выдержке, охлаждению, самопрессованию до получения продукта с нежной, кремообразной консистенцией, что соответствовало массовой доле влаги в молочно-белковой основе (83-85)%. Режимы пастеризации, сквашивания, обработки сгустка выбраны традиционно используемые при производстве белковых кисломолочных продуктов. В готовом продукте определяли органолептические показатели по условной балльной оценке, приведенной в разделе 2, кислотность, массовую долю влаги.
Как видно из данных, представленных в табл. 4.1 и на рис. 4.1, с увеличением доли пахты в молочной основе органолептические показатели готового продукта улучшались. Так, в опытных образцах № 4,5 (при соотношении обезжиренного молока и пахты: 1:3, 1:4, соответственно) вкусовые показатели продукта были более насыщенными и соответствовали 5 баллам, практически не отличаясь от продукта, выработанного только на основе пахты (5 баллов), консистенция образцов была нежная, кремообразная, отмечалась незначительная мучнистость.
Учитывая, что целью работы является получение продукта, характеризующегося хорошими органолептическими показателями и повышенной биологической ценностью, в качестве основного критерия определения состава молочной основы выбрали органолептические показатели продукта. Для дальнейших исследований целесообразно выбрать молочную основу, содержащую обезжиренное молоко и пахту в соотношениях: 1:3- -1:4. Следует отметить, что целесообразность использования для улучшения консистенции продукта в качестве молочной основы смеси обезжиренного молока и пахты подтвердили результаты реологических исследований, представленные в разделе 4.2.2.
Влияние технологических факторов на реологические свойства сгустков и консистенцию продукта
Молочнокислые бактерии в сравнении с бифидобактериями показали более высокую стабильность в процессе хранения. Количество жизнеспособных клеток ацидофильной палочки и лактококков на протяжении всего исследуемого диапазона хранения оставалось на высоком уровне, содержание ацидофильной палочки практически не изменялось в течение 7 суток, через 12 суток хранения уменьшилось в 4-6,5 раз и составило 94-144 млн. КОЕ/г, содержание лактококков - 130-150 млн. КОЕ/г.
По содержанию бактерий группы кишечных палочек, количеству дрожжей и плесневых грибов в течение всего исследуемого срока хранения продукт соответствовал показателям, установленным (СаНПиН 2.3.2.1078-01).
Титруемая кислотность продукта в процессе хранения повышалась незначительно до (174-178) Т, что не превышало установленных норм для традиционных белковых кисломолочных продуктов. Органолептические показатели продукта практически оставались без изменений, однако, через 11 суток хранения в продукте появлялись недостаточно чистые вкус и запах.
Результаты исследования структурно - механических свойств показали, что эффективная вязкость неразрушенной структуры продукта несколько повышается в первые сутки хранения (с 8100 до 8452 10" Па-с), что, по-видимому, обусловлено дальнейшей стабилизацией структуры. Тенденции к усилению выделения сыворотки на поверхности продукта при хранении не было выявлено.
Таким образом, анализ экспериментальных данных позволил установить допустимый срок хранения продукта при температуре (4±2)С в герметичной упаковке в течение 7 суток. Изучение динамики развития бифидобактерий и ацидофильной палочки в процессе хранения показало, что продукт характеризуется пробиотическими свойствами (содержание бифидобактерий на конец срока годности составляет 20-25 млн. КОЕ/1 г, ацидофильной палочки 290-316 млн. КОЕ/1 г).
Подобрана комбинированная закваска, включающая В. adolescentis С-54, L. acidophilus 317/402 (L. acidophilus АВ) и лактококки, определены условия их совместного роста в молоке (посевные дозы В. adolescentis - 5%, L. acidophilus 0,01- 0,05%, лактококки - 0,1%, температура - 37С), обеспечивающие достаточно высокое содержание жизнеспособных клеток бифидобактерий (8,4±0,2 lg КОЕ/см3) в течение 2-х последовательных пересадок совместной культуры и сравнительно быстрое нарастание кислотности среды (увеличение скорости кислотообразования в 1,3-2,9 раза по сравнению с чистой культурой бифидобактерий). Показана возможность использования для получения продукта комбинированной закваски, содержащей бифидобактерий и молочнокислые бактерии, приготовленной на основе бактериального концентрата "Бифилакт-У" и L. acidophilus АНВ (соотношение 5:0,05, соответственно, выход бифидобактерий - 8,1 ±0,2 lg КОЕ/см3). 2. Изучено влияние микрофлоры закваски на формирование структуры и консистенции продукта. Установлено, что на повышение вязкости, прочности сгустка, его устойчивости к механическому воздействию более сильное влияние оказывает ацидофильная палочка (для ацидофильной палочки потери вязкости меньше в 2,5-5 и 2,2-4,3 раза, степень восстановления структуры больше в 1,3-1,5 и 1,2-1,4 раза по сравнению с бифидобактериями и лактококками, соответственно), синеретические свойства - лактококки (процент выделившейся сыворотки при центрифугировании сгустка для них в 1,1-1,3 раза больше по сравнению с ацидофильной палочкой). Выбранный состав комбинированной закваски обеспечивает структуру молочного геля, отличающуюся повышенной способностью к восстановлению, а также хорошей влагоудерживающей способностью. 3. Исследовано влияние состава молочной основы, способа коагуляции на структурно-механические и синеретические показатели сгустка и установлена целесообразность использования для улучшения консистенции продукта смеси пахты и обезжиренного молока при их соотношении 4Л-КЗЛ, а также кислотно-сычужного способа коагуляции. 4. Исследовано влияние температуры пастеризации, кислотности сгустка и параметров его обработки на показатели качества продукта. Для получения продукта с однородной, кремообразной консистенцией целесообразно использовать повышенную температуру пастеризации (90±2)С, проводить обезвоживание сгустка при кислотности (95±5)Т до достижения массовой доли влаги в молочно-белковой основе (83 - 85) %. 5. Установлены основные технологические режимы, позволяющие получать белковый кисломолочный продукт с хорошими вкусовыми достоинствами, нежной, кремообразной консистенцией и содержанием жизнеспособных клеток бифидобактерий 7,9±0,2 lg КОЕ/г, ацидофильной палочки - 8,8±0,1 lg КОЕ/г, лактококков - 8,9±0,1 lg КОЕ/г. Для улучшения органолептических показателей продукта возможно использование натуральных фруктово-ягодных наполнителей в количестве 15 % от массы продукта. 6. Изучено изменение органолептических, физико-химических и микробиологических показателей в процессе хранения и установлен срок хранения продукта в герметичной упаковке при температуре (4±2)С до 7 суток. Содержание жизнеспособных клеток бифидобактерий и ацидофильной палочки на конец срока годности составляет 7,3-7,6 lg КОЕ/г и 7,95-8,08 lg КОЕ/г, соответственно, что обеспечивает пробиотические свойства продукта. 7. Разработан проект технической документации на производство белкового кисломолочного продукта и проведена опытно-промышленная проверка разработанной технологии на ПК "Вологодский молочный комбинат". На способ производства продукта получено положительное решение о выдаче патента от 02.07.2003г. Заявка № 2002101991/13 (001644).
