CC BY
100
УДК 637.146
РАЗРАБОТКА НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ КИСЛОМОЛОЧНЫХ И МОЛОКОСОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТОВ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ
О. В. ПАСЬКО, кандидат технических наук, доцент
Омский ГАУ
E-mail: pasko-olga@mail.ru
Резюме. В ходе проводимых исследований изучены биотехнологические процессы ферментации молокосодержащих сред и способы иммобилизации микроорганизмов, влияние высокого гидростатического давления на технологический процесс производства молокосодержащих продуктов, подобраны сочетания пробиотических культур микроорганизмов, разработаны современные биотехнологии изготовления ферментированных добавок, кисломолочных и молокосодержащих продуктов для функционального питания. Ключевые слова: биотехнология, функциональное питание, кисломолочные, молкосодержащие продукты, ферментированные добавки, пробиотические культуры микроорганизмов, технологический процесс.
Продукты функционального питания не относятся к категории лекарственных препаратов, а используются для улучшения деятельности систем организма и повышения качества здоровья человека [1].
Сотрудники Центральной научно-учебной лаборатории аграрно-технологических исследований Омского ГАУ разрабатывают новые технологии производства ферментированных добавок, а также кисломолочных и молокосодержащих продуктов с их использованием.
Цель исследований — теоретическое обоснование и изучение биотехнологических закономерностей технологий производства ферментированных добавок, а также кисломолочных и молокосодержащих продуктов с их использованием.
Условия, материалы и методы. Эксперименты проводили в трех-, пятикратных повторностях по общепринятым, стандартным методам определения физико-химических и микробиологических показателей сырья и готовой продукции, реологические исследования — методом осцилляторной сдвиговой
реологии с переменной частотой (24 шага от 0.01 до 100 Гц) на измерительной системе Bohlin С-VOR. Разработку рецептур осуществляли с учетом медико-биологических требований путем моделирования состава ингредиентов по их химическому составу. Влияние высокого гидростатического давления на технологический процесс производства молокосодержащих продуктов изучали на приборной базе университета Копенгагена (University of Copenhagen, Denmark).
При обосновании подбора культур микроорганизмов и их сочетаний для ферментации молочнорастительных сред с различным химическим составом использовали пробиотические культуры микроорганизмов, к которым относятся молочнокислые бактерии, бифидобактерии. Это нормальные обитатели кишечника здорового человека, которые оказывают позитивное воздействие на физиологические, биохимические и иммунные реакции организма [2]. В ходе исследований изучали их антагонистическую активность по отношению к патогенным, условно патогенным микроорганизмам и энтерококкам (S.sonnei 2d, S.flexneri 2a, S.enteritid vs, S.typhi murium, S. aureus, S.freundii, E. cloacae, E. coli 086).
Для повышения жизнеспособности культур микроорганизмов как на стадиях технологического процесса, так и при хранении изучали их иммобилизацию путем включения в гели биополимеров капсу-лированием и наслаиванием.
Эффективный метод инактивации наиболее опасных патогенных микроорганизмов — обработка высоким давлением (300...600 МПа), при котором повышаются функциональные свойства основных молочных белков (сывороточных белков и казеина). Кроме того, известно, что высокое гидростатическое давление не оказывает негативного влияния на такие важнейшие качественные характеристики продукта, как вкус, запах, содержание и сохранность витаминов и основных пищевых веществ [3].
При обработке модельных молочно-сывороточных растворов уровень давления варьировали от 0 до 600 МПа с шагом в 200 МПа, продукт сквашивали и изучали реологические характеристики полученных гелей (вязкость и напряжение сдвига), а также изменение прочности сгустка.
Результаты и обсуждение. В ходе исследований установили, что наи-
Достижения науки и техники АПК, N93-2009
Рис. 1. Изменение прочности сгустка а — контрольного раствора; б — раствора, подвергнутого обработке высоким давлением (600 МПа, 10°С, 15 мин.).
68
а)
100,00 150,00 200,00
Скорость сдвига, 1/с
250,00 300.00
Ч
б)
Скорость сдвиг», 1/с
Рис. 2. Вязкость и напряжение сдвига а — в контрольном молочно-сывороточном растворе, под вергнутом сквашиванию; б — в модельном молочно-сывороточном растворе после обработки вы
соким давлением (600 МПа, 10°С, 15 мин.) и последующего сквашивания: -а------вязкость; -
напряжение сдвига, Па.
больший антагонистический эффект проявляют лактобактерии, которые практически полностью подавляют рост тест-культур. Оптимальными сочетаниями пробиотических культур микроорганизмов для разрабатываемых продуктов, можно назвать следующие:
Lbc. acidophilus, В. Bifidum;
В. bifidum, В. adolescentis, Lac. diacetilactis, Sir. thermophilus;
Lac.diacetilactis, Str. thermophilus, Propionobacterium shemanii, B. bifidum B. longum (или) В. adolescentis;
Lbc. acidophilus, Lac. cremoris, Lac. diactilactis,
B. longum.
их оптимальные соотношения. Рациональная концентрация для капсулиро-вания и наслаивания микроорганизмов в гели агара — 1,0 %, для наслаивания в гели пектина 0,5...0,7 %, для капсулирования в гели желатина — 20...25 %.
Обработка молочного сырья гидростатическим давлением до 600 МПа приводит к увеличению прочности сгустков (рис. 1), вязкости растворов и влагоудерживающей способности (рис. 2). Так, нагрузка, приводящая к разрушению сгустка увеличилась с 0,4 до 13 Н, а влагоудерживающая способность — с 50,14 до 73,12 %. Все это дает возможность улучшить органолептические показатели кисломолочных и молокосодержащих продуктов, в частности, их консистенцию.
Результаты проведенных исследований были положены в основу разработки новых рецептур и технологий производства кисломолочных и молокосодержащих продуктов (см. табл.), которые апробированы на молочном предприятии «Манрос-М» (филиал ОАО «Вимм-Билль-Данн»),
Наименование продукта
Процесс иммобилизации, помимо увеличения выживаемости пробиотических культур в молокосодержащих продуктах и в условиях желудочно-ки-шечного тракта, способствует защите клеток от бактериофагов, повышению их жизнеспособности в процессе сушки и замораживания, стабильности показателей качества и увеличению хранимоспособности продуктов. На основании анализа физико-химических и микробиологических параметров мы установили, что для этих целей лучше всего подходят такие пищевые полимеры как агар, пектин и желатин, а также определили
Таблица. Практическая реализация результатов исследований
Новизна техническо-го решения
Нормативно-техническая ______документация______
Кисломолочный комбинированный продукт Молочно-растительный десертный продукт Профилактический кисломолочный продукт Молочно-растительный сырный продукт___________
Патент №2287944 Патент № 2265341 Заявка на изобретение №2007138543
Патент № 2308195
Патент № 2308197
ТУ 9224-014-49527279-2004, ТУ 9224-013-49527279-2004
ТУ 9220-016-49527279-2006
ТУ 9220-015-49527279-2006
СТО 9229-028-49527279-2007
Выводы. Найденные технические решения дают возможность расширить ассортимент кисломолочных и молокосодержащих продуктов с использованием достижений биотехнологии на основе совместного применения молочного и растительного сырья, а также живых лакто- и бифидобактерий.
Литература.
1. Гаврилова Н.Б. Биотехнология комбинированных молочных продуктов: монография . — Омск, 2004. — 224 с.
2. Коршунов В.М., Ефимов Б.А., Ликина А.П. Характеристика биологических препаратов и пищевых добавок для функционального питания и коррекции микрофлоры кишечника // Микробиология, эпидемиология и иммунология. — 2000. — №3. — С. 86-91.
3. Trujillo A.}., CapeUas М., Saldo J., Gervilla R., Guamis В. Applications of high-hydrostatic pressure on milk and dairy products: a review, Innovative Food Science Technology 3 (2002) 295-307.
DEVELOPMENT OF NEW SOUR-MILK AND MILK PRODUCTS ECHNOLOGIES FOR THE FUNCTIONAL NUTRITION
O.V. Pasko
Summary. By the research biotechnological processes of a fermentation milk environments are studied, combinations pro-biotic cultures of microorganisms are picked up, rétrogradation ways of microorganisms are investigated, modern biotechnologies of the fermented additives, sour-milk and dairy products are developed for a functional nutrition, researches of influence of high hydrostatic pressure upon technological process of manufacture of dairy products are conducted. Keywords: biotechnology, functional nutrition, sour-milk and milk products, fermented additives, pro-biotic microorganisms, technological process.
Достижения науки и техники АПК, №3-2009
69
