CC BY
4ЕТАМР: 65.63.33
Х.Ж. АБДРЕШ1, Э.К. АСЕМБАЕВА1*, А.Е. РЯБОВА2, К.А. МЫРЗАБЕК3,
З.Ж. СЕЙДАХМЕТОВА1 1 Алматы технологиялык университетi, Алматы, ^азакстан 2БYкiлресейлiк CYт eнеркэсiбi гылыми-зерттеу институты, Мэскеу, Ресей 3^азак улттык аграрлык зерттеу университетi, Алматы, ^азакстан *е-mail: [email protected]
АРАЛАС АШЫТУ вНШДЕРШЩ САПА К0РСЕТК1ШТЕР1Н ЗЕРТТЕУ
doi: 10.53729/MV-AS.2023.02.09
ТYЙiн
Бул макалада аралас ашыту непзвде алынган сиыр мен ешю сYттерiнен эз1рленген айран ен1мдер1н1ц органолептикалык, физика-химиялык жэне микробиологиялык кeрсеткiштерiне, олардыц курамындагы суда еритiн витаминдер мелшерш аныктауга талдаулар жYргiзiлдi. Дайын ешм Yлгiлерi 12±2°С температурада ары карай жетшу 12 сагат бойы усталады. Жетiлу процесi кезiндегi айран ешмдерде тYзiлетiн этил спиртшщ, CYт кышкылыныц жэне кeмiркышкыл газдарыныц мeлшерi аныкталды.
Аралас ашыту нэтижесiнде алынган ашытылган CYт сусындары ерекше к¥нды болып табылады. СYткышкылды жэне спирттiк ашу Yрдiсi кезiнде лактоза мeлшерi азайып, CYт кышкылы, этил спиртi жэне кeмiркышкыл газыныц мeлшерi артады.
Алынган айран eнiмдерi сапасы жагынан дэстYрлi айраннан кем тYCпедi. внiмдердегi кышкылдылык сактау мерзiмi соцында айранга арналган стандарттагы кышкылдык кeрсеткiшiнен аспады. Осылайша, эдебиет деректерiн жэне зерттеу нэтижелерш талдау алынган айран eнiмдерi агзаныц жалпы денсаулыгына ыкпал ететiн eте мацызды пробиотикалык касиеттерi бар тагам eнiмi болып табылады деген корытынды жасауга мYмкiндiк бередi.
Кiлттi сездер: аралас ашыту, айран eнiмi, CYт кышкылы, этил спиртi, кeмiркышкыл газы, ашыткы, пробиотикалык микроорганизмдер.
Соцгы жылдары тутынушылар арасында дэстYрлi аралас ашыту eнiмдерiне ерекше кызыгушылык туды. Микрофлораныц эртYрлiлiгi ерекше дэм сипаттамалары жэне емд1к-профилактикалык касиеттер1 бул eнiмдердi танымал етедь ^урамында пробиотикалык микроорганизмдер (бифидобактериялар, ацидофильд1 таякшалар жэне баска да микроорганизмдер) бар ашытылган CYт сусындарына тургындар арасында кызыгушылык артуда.
БYкiл элемде функционалды тамак eнiмдерiн eндiру мен тутынудыц туракты YPДiсi байкалады, олардыц кeпшiлiгi CYткышкылды пробиотикалык eнiмдер болып табылады. ^урамында микроорганизмдер мен микробтык заттар бар бул eнiмдер адам агзасыныц микробиологиялык жагдайын оцтайландыру аркылы оныц физиологиялык функциялары мен биохимиялык реакцияларына пайдалы эсер етедь Технологиясында CYткышкылды бактериялар, CYт ашыткылары колданылатын аралас ашыту YPДiсi жYретiн биологиялык eнiмдер дурыс тамактануды уйымдастыру Yшiн eте кажет.
СYткышкылды сусындардыц жаhандык нарыгы тамак eнеркэсiбiнiц eсiп келе жаткан саласы болып табылады, eйткенi бYгiнгi тутынушылар эл-аукатты жаксартатын жэне ауру каупiн азайтатын eнiмдердi белсендi тYPде тутынады. Атап айтканда, функционалды тагамдар мен сусындардыц жаhандык нарыгы 2012 жэне 2018 жылдар арасында 1,5 есе eстi жэне 2018 жэне 2025 жылдар арасында тагы 22,8% eседi деп кут1луде, болжамды нарык кeлемi 21,7 миллиард еуроны курайды. СYт eнiмдерi функционалдык нарыктыц шамамен 43% курайды жэне ол непзшен CYткышкылды сусындардан турады [1].
Аралас ашыту нэтижесiнде алынган CYткышкылды сусындардыц iшiнде дэстYрлi тYPде айран кeшбасшылыкты сактайды. Соцгы уакытта Еуропада, Жапонияда жэне
Америка ^урама Штаттарында кефирдыц танымалдыгы артып келедi, бул оныц дэлелденген пробиотикалык касиеттерше жэне айранныц асказан^шек жолдарыньщ кейбiр ауруларына оц эсерш типзуше байланысты болуы MYMKiH. Айран зэр шыгару жуйесшщ жумысын калыпка келтсредг диурездi арттырады, азот алмасуына эсер етед^ оныц eнiмдерiнщ шыгарылуыныц жогарылауына ыкпал етедi, сонымен катар агзадан мочевина, фосфаттар мен хлоридтердi ыгыстырып шыгарады [2].
Айран - бiрегей табиги уйыткы - айран сацыраукулактарында дайындалган аралас CYткышкылды мен спиртпк ашыту YPДiсiнщ eнiмi. Айран тек дэмi мен сергiтетiн касиетiмен гана багаланбайды, сонымен катар оныц 6y^ агзага пайдасы Yшiн де багаланады [3,4].
Айран сацыраукулактарында табиги симбиозда эртYрлi микроорганизмдер тYрлерi кездеседi. Шын мэнiнде, айран сацыраукулактары гетероферментативтi микрофлораныц симбиозы болып табылады: CYткышкылды мезофильдi стрептококктар, хош иiс тYзетiн стрептококктар (езшщ дамуы нэтижесiнде олар хош шсп заттар тYзедi), мезофильдi жэне термофильдi таякшалар, сiрке кышкылы бактериялары (туткыр уйындыныц тYзiлуiне ыкпал етед^ жэне ашыткылар (спирттiк ашытуды камтамасыз етедi).
Ашыткы тек спирттiк ашуды гана емес, сонымен катар В тобыныц витаминдерiн, туберкулез таякшасыныц жэне баска да патогендi микроорганизмдердiц дамуын басуга кабiлеттi антибиотиктiк заттарды шыгарады. Ашыткылардыц калдыктары CYткышкылды бактериялардыц дамуын белсендiредi [5].
Айран ашыткысын алу YPДiсi ете киын жэне кеп уакытты кажет етедi. Сондыктан кептеген кэсшорындар табиги ашыткыдан айран eндiруден бас тартып, заманауи - тшелей ашыткыларды пайдаланады. Бул алынган ашытылган CYт eнiмiн айран деп атауга болмайды, ол айран eнiмi болады. Айранды дэстYрлi технология бойынша CYткышкылды микроорганизмдердiц таза дакылдарын жэне ашыткыларды коспай, айран сацыраукулактарында дайындалган eнiм деп атауга болады [6].
СYт eнеркэсiбi негiзiнен сиыр CYтiн жэне оныц непзшде дайындалган eнiмдердi шыгарады. БYгiнгi тацда CYт eнiмдерiнiц шю нарыгы каркынды дамып келедi. ^аз1рп кезде ерекше зат алмасу жэне физиологиялык ерекшелiктерi бар ешкi суп eнiмдерiн eндiру eсуде [7]. Сондыктан нарыкта ешкi CYтiнен дайындалган eнiмдердi кeбейту eзектi мэселе болып табылады.
Зерттеу жумысыныц максаты аралас ашыту непзшде алынган сиыр жэне ешю CYттерiнен дайындалган айран eнiмдерiнiц сапалык кeрсеткiштерiн зерттеу болып табылады.
Зерттеу материалдары мен эд1стер1
Зерттеу нысаны ретшде алынган айран eнiмдерiн эзiрлеу Yшiн Жамбыл облысы Шу ауданы ^ккайнар ауылында орналаскан «Каршыга» жеке шаруа кожалыгында eсiрiлiп жаткан сиыр жэне ешю CYттерi алынды. ^ожалыкта eсiрiлiп жаткан малдар Yнемi ветеринариялык-зоотехникалык бакылауда.
¥йыткы ретшде коммерциялык уйыткы «Vivo Кефир» пайдаланылды, оныц курамында: айран ашыткысы, Lactococcus lactis, Streptococcus thermophilus, Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium lactis, Lactobacillus delbrueckii ssp. Bulgaricus, Lactococcus lactis ssp. Lactis бар.
CYiri ашыту технологиялары eндiрушiнiц усыныстарына сэйкес жYргiзiлдi. Зерттеу нысаны ретшде 2 Yлгi алынды:
Yлгi №1 - сиыр CYтiнен эзiрленген айран eнiмi;
Yлгi №2 - ешкi CYтiнен эзiрленген айран eнiмi.
Зерттеуге алынган айран eнiмдерi Yлгiлерiне талдау жумыстары Алматы технологиялык университетiнiц «Тагамдык биотехнология» жэне «Тамак каушаздш» гылыми зерттеу институтыныц зертханаларында жYргiзiлдi.
Айран eшмдерi Yлriлерiшц органолептикалык кeрсеткiштерi «МЕМСТ 31454-2012 Айран. Техникалык талаптар» бойынша аныкталды [8].
Титрлеу кышкылдыгы МЕМСТ 3624-92 [9] бойынша Тернер градусымен керсетшген фенолфталеинмен 0,1 н №ОН ерiтiндiсiмен титрлеу аркылы аныкталды.
Кeмiркышкыл газыныц (СО2) болуы. СО2 аныктау Yшiн диаметрi 15 мм пробиркага 20 мл eнiмдi куйып, децгешн белгiлеп, салкын суы бар су моншасына салып, судыц температурасын бiртiндеп 90 °С дейiн жеткiзiп, содан кешн пробирканы алып, уйынды децгешн белгшеу керек (егер eнiмде СО2 болса, онда уйынды губка тэрiздi болады жэне сарысудан 6 мм-ден 20-30 мм немесе одан жогары ^тершед^.
Этил спиртiнiц мeлшерi МЕМСТ 3629-47 бойынша пикнометриялык эдiспен аныкталды (№1 eзгертулермен) [10].
Суда еритш витаминдер «Капель-105» капиллярлык электрофорез жYЙесiн пайдалана отырып аныкталды.
Айран eнiмдерiнiц микробиологиялык кeрсеткiштерiне МЕМСТ бойынша талдаулар жYргiзiлдi [11-15].
Тэж1рибелер 5-7 рет кайталана отырып орындалды. Кестелер мен суреттер зерттелген айран eнiмi Yлгiлерiнiц физика-химиялык, микробиологиялык кeрсеткiштерiнiц орташа арифметикалык мэндерiн кeрсетедi.
Зерттеу нэтижелер1 жэне оны талдау
Зертхана жагдайында ашытылган кефир eнiмдерiнiц жалпы технологиясы (сурет 1).
Шиюзатты дайындау
Пастерлеу (t -90±2 °С, т=2-3 минут)
(
тг
Ашыту температурасына дейiн салкындату (t -28±2 °С)
(
¥йыткыны косу
(
ж
Ашыту (t - 28±2 °С, т=10-12 саг)
Салкындату жэне араластыру
Жетiлу процес (t - 12±2 °С, т=12 сагат)
А
Сактау (t - 4±2 °С)
Сурет 1 - Айран ешмш алу технологиясы 146
Айран eHÍMÍ алынатын CYTKe белгiлi талаптар койылады. Органолептикалык жэне физика-химиялык сапа кeрсеткiштерi бойынша ол стандартна [16,17] сэйкес болуы керек. Сапа бойынша тацдалган CYт Yлгiлерi 90±2 °С температурада, 2-3 минут пастерленедi. Содан кешн 28±2 °С температурага дешн салкындатылып уйыткы косылады. ¥йыткыны косканнан кейiн коспаны 10 минут бойы мукият араластырылады жэне 28±2 °С температурада 10-12 сагат ашытылады. Содан кешн алынган уйынды 12±2 °C температурада ары карай жетiлу процеС жYPуi Yшiн усталады. Бул уакытта ашыткылардыц дамуы белсендiрiледi, нэтижесiнде ешмде спирт, кeмiркышкыл газы жэне баска заттар жиналып, сусынга ерекше касиеттер бередi. Содан кейiн eнiм колданыстагы техникалык шарттар талаптарына сэйкес араласады жэне 4±2 °С температурада сакталады.
Органолептикалык талдау - eнiмнiц касиеттерш адамныц сезiм мYшелерi аркылы сапалык жэне сандык багалау. Кабылдау ^ру, сипап сезу, иiс жэне дэм сезу мYшелерiшц кeмегiмен жYзеге асады. Органолептикалык багалау аркылы eнiмнiц тагамдык кундылыгы жэне iшiнара кауiпсiздiгi туралы алгашкы тYсiнiк алуга болады. Ашыган CYт eшмдерiшц жаца тYрiн шыгару Yшiн олардыц органолептикалык жэне физика-химиялык кeрсеткiштерiн багалау аркылы тэжiрибелiк Yлгiлердiц сапасын салыстырмалы зерттеу аркылы багалау жYргiзiледi, нэтижесi тeмендегi 1-кестеде ^рсе^те^
Кесте 1 - Айран eнiмi Yлгiлерiнiц салыстырмалы кeрсеткiштерi
вшм тYрi Дайындау уакыты, сагат Кышкылдыгы, °т Органолептикалык кeрсеткiштерi Сактау уакыты, тэулiк
Дэмi мен hící Консистенциясы жэне сырткы тYрi tycí
Сиыр CYтiнен алынган айран eнiмi 10-12 94 СYткыmкылды, жагымды, бeтен дэмi мен hící жок ¥йынды бузылмаган, аз мeлmерде газ кeпiрmiктерi бар, консистенциясы бiртектi. Сарысу шамалы бeлiнген Аздап саргыш, бiркелкi 7
Ешю CYтiнен алынган айран eнiмi 10-12 101 Аздап ашыткы дэм^ еmкi CYтiне тэн hící бар Аздаган кeпiрmiктерi бар, жаксы бузылмаган уйынды, консистенциясы бiртектi СYттей ак, бiркелкi 5
Айран eнiмдерiнiц Yлгiлерi жагымды сергiтетiн CYткышкылды, сэл ашыткы дэм1 мен hící бар, бiртектi консистенцияга ие болды. Дэм мен шстщ булай сезiлуi айран eнiмдерiндегi CYткышкылды бактериялар мен ашыткылардыц тсршшк эрекетiнiц eнiмдерi болып табылатын CYт кышкылыныц, спирттiц, кeмiркышкыл газыныц жэне баска заттардыц болуына байланысты.
Айранга тэн органолептикалык касиеттер спиртпк ашу нэтижесiнде калыптасады, сондыктан келеС кезецде айран eнiмдерiнiц жетiлуi кезшдеп спирттiк ашу динамикасына эсерi зерттелдь Ферментациядан кейiн айран eнiмi Yлгiлерi жетiлу Yшiн 12±2 °C температурада 12 сагат бойы усталды. Жетшу процесiнде ашыткылардыц бiртiндеп кeбеюi жэне микроорганизмдердщ зат алмасу eнiмдерiнiц жинакталуы орын алды. Жетiлу процесi соцында титрлеу кышкылдыгы 110-120 0Т болды. Айран eнiмдерiнiц жетiлу процесi кезшдеп спирттщ тYзiлу динамикасы тeменде кeрсетiлген (2-сурет).
% 0,12 -г
ы
о 0,1
о d
§ к о4 0,08 -:
Ü3 '3
"н а - е £ 0,06 -:
а О 0,04
л
S
т m 0,02
№1 i№2
12
16
20
24
Жетшу уакыты, caFaT
Сурет 2 - Спирт тузшу динамикасы (№1 - сиыр CYTiHeH эзiрленген айран emMi;
№2 - ешкi CYTiHeH эзiрленген айран eHiMi)
2-суретте жетшу процес кезшде ашыткылардыц кебею1 нэтижесшде спиртпк ашу жYретiнi керсет1лген. Сонымен б1рге жетшу процес кезшде зерттеу Yлгшерiнщ к^рамындагы спирт мeлшерi бiртiндеп артып, 24 сагаттан кейiн сиыр CYтiнен алынган айран eнiмiнде этил спиртшщ массалык Yлесi - 0,08%, ешю CYтiнен алынган айран ешмшде - 0,1% жетедi.
Ферментация динамикасын одан эрi зерттеу eнiмде спирттщ жиналуымен бiр мезгiлде кeмiркышкыл газыньщ мeлшерi жогарылайтынын кeрсеттi (3-сурет).
е
-
е
ч у
.5 а е
® С
и s я ы
=
ы
ч я
ы
«
12
—I—
16 20 Жетшу уакыты, caFaT
24
□ №1 №2
Сурет 3 - Газдыц пайда болу динамикасы (№1 - сиыр CYтiнен эз1рленген айран eнiмi;
№2 - ешкi CYтiнен эзiрленген айран eнiмi)
24 сагаттан кешн уйындыныц кeтерiлy децгеш №1 Yлгiде 7 мм, №2 Yлгiде 8 мм болды, ягни ферментация процесшде кeмiркышкыл газыныц бeлiнетiндiгiн кeрсеттi.
СYт кышкылы бактерияларыныц дамуы лактозаныц одан эрi ашытуына жэне CYт кышкылыныц тYзiлyiне экеледi. СYт кышкылы жинакталган сайын eнiмдердщ титрлеу кышкылдыгы eзгередi. Жиналган CYт кышкылы газ тYзетiн, май жэне баска да жагымсыз бактериялардыц дамуын тежейтiнiн атап eткен жeн. СYт кышкылы сусынга белгш бiр дэм берiп кана коймайды, сонымен катар оныц диеталык жэне профилактикалык касиеттерiн аныктайды, iшек жолындагы ас корыту ферменттершщ босатылуын белсендiредi жэне
0
олардыц эрекетш кушейтедь Ол сондай-ак агзаныц фосфор, кальций, TeMip жэне D витаминiнiц сщуш жаксартады.
Жумыстыц барысында зерттелетiн айран eшмдерi Yлгiлерiнiц курамындагы cyt кышкылыныц массалы; Yлесi аныкталды, нэтижесi темендеп 4-суретте келтiрiлген.
S
о о
3 ^ я ■—
л ^
■i£
А
■i£ н
U
1,8 -р
1,6
1,4
1,2 -j 1
0,8 -! 0,6 -i 0,4 0,2 0
12
16 20 Жетiлу уакыты, caFaT
24
□ №1 ■ №2
Сурет 4 - Cyt кышкылыныц массалы; Yлесi (№1 - сиыр CYтiнен эз1рленген айран ешм;
№2 - ешю сYтiнен эзiрленген айран eнiмi)
Зерттеу нэтижелершен жетшу процеС кезшде уакыт еткен сайын белшетш cyt кышкылыныц массалы; Yлесi жогарлайтынын керсетп, 24 сагаттан кешн №1 Yлгiде 1,39%, №2 Yлгiде 1,48 % болды.
Зерттеу барысында сиыр жэне ешю CYттерiнен эзiрленген кефир eнiмi Yлгiлерiнiц курамындагы суда еритiн витаминдерге талдау жYргiзiлдi, нэтижелерi тeмендегi 5,6-суреттерде жэне 2-кестеде келтiрiлген.
Сурет 5 - Сиыр CYтiнен эзiрленген кефир ешмшщ курамындагы суда еритiн витаминдердщ типтiк хроматограммасы
мин
Сурет 6 - Ешю CYTiHeH эзiрленген кефир ешмшш курамындагы суда еритш витаминдердш типтiк хроматограммасы
Кесте 2 - Айран eнiмдерiндегi суда еритш витаминдер мeлшерi
Витаминдер Yлгi №1 Yлгi №2
Bi (тиамин) 0,033±0,007 0,047±0,009
В2 (рибофлавин) 0,02±0,008 0,42±0,17б
В3 (пантатен кышкылы) 0,20±0,040 0,33±0,0бб
Вб (пиридоксин) 0,021±0,001 0,35±0,07
С (аскорбин кышкылы) 0,1б±0,054 0,42±0,143
2-кестедеп усынылган деректерге CYЙене отырып, айран ешмдер1 Yлгiлерiндегi С жэне В тобы витаминдершщ мeлшерi оныц жогары емдш-профилактикалык касиеттерш растайды деп корытынды жасауга болады. Эшмдердщ курамында адам агзасындагы биохимиялык жэне физиологиялык YPДiстердщ калыпты жYPуiн камтамасыз ететiн витаминдердщ (С, В тобы) кеп мeлшерi бар екеш аныкталды. Ешкi CYтiнен эзiрленген айран eнiмiнде сиыр CYтiнен дайындалган айран eнiмiне Караганда витаминдердщ мeлшерi жогары болатынын керуге болады.
Зерттеу барысында айран eнiмдерi Yлгiлерiне микробиологиялык талдаулар жYргiзiлдi. Айран eнiмдерiндегi тсршшкке кабiлеттi CYткышкылды бактериялардыц саны аныкталды, олар кемшде 1 107 КТБ/см3, ашыткыда - кемiнде 1 104 КТБ/см3 болуы керек. Микробиологиялык талдау нэтижелерi тeмендегi 3-кестеде келтiрiлген.
Кесте 3 - Айран ешмдершщ микробиологиялык керсетюштер1
Микробиологиялык керсетюштер НК^ бойынша Yлгi №1 Yлгi №2
СYткышкылды бактериялар, КТБ/см3 , кем емес 1х107 3,8х108 2,4х107
Ашыткылар, КТБ/ см3, кем емес 1х104 1,2х 105 2,3х105
Кестедегi келтiрiлген талдау нэтижелершен сиыр CYтiнен эзiрленген айран ешмшде CYткышкылды бактериялар саны - 3,8х108 КТБ/см3 болса, ешкi CYтiнен алнган айран eнiмiнде - 2,4х107 КТБ/см3; ал ашыткы мeлшерi сэйкесiнше 1,2х105 жэне 2,3х105 КТБ/см3 болганын керсетп.
EYKm caKTay Mep3iMi imiHge cYTKbimKbingbi 6aKTepuanap MeH ambiTKbinapgbiR ^annbi caHH a3gan e3repegi, an ^apaMgbinbiK Mep3iMim« co«biHga on ambnygbi« apanac TYpi 6ap CYTKHmKHngw cycbiHgapgwR HopMacwHa caMKec Kenegi.
^opuTUHgH
AnHHFaH aMpaH eHiMgepi canacw ^aFbrnaH gacTYpni aMpaHHaH KeM TYcneMgi. GmMgepgeri KbimKbingbinbiK Mep3iM coRHHga aMpaHFa apHanFaH CTaHgapTTaFH KbimKbingbiK KepceTKimiHeH acnagw. AMpaH emMgepimR «eTinyi Ke3iHge canacwHa TiKeneM acep eTeTiH ^aKTopnap aHbiKTangbi. OcbinaMma, age6HeT gepeKTepiH ^3He 3eprrey H3TH^enepiH Tangay anHHFaH aMpaH eHiMgepi aF3aHbiR ^annbi geHcaynbiFbrna HKnan eTeTiH eTe MaRbi3gbi npo6HOTHKanHK TaFaM ernMi 6onbin Ta6wnagw gereH KopwTHHgw ^acayFa MYMKiHgiK 6epegi.
3fle6neTTep:
1 KanHHHHa H.B., EoTBHHHHKOBa B.B., 30T0Ba H.A., OareynnHH PH., HayMeHKO E.E. OopMHpoBaHHe nu^eBoM CHCTeMH MonoHHoro npogyKTa CMemaHHoro 6po^eHHa, o6ora^eHHoro gurugpoKBep^THHoM. BecTHHK MYpTY. Cepua «nu^eBbie h 6uoTexHonorHH», 2020, 8(2): 46-55. (doi: 10.14529/food200206)
2 flbaneHKo A.H. Оцeнкa KanecTBa Ke^upa. flocTH^eHHa HayKH h o6pa3oBaHHa, 2017, 18(5): 9-12. (https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-kachestva-kefira-1)
3 Ahhchmob C.B., TpumuHa A.C., nanuHa M.B. Ke^up BKycHbiM, none3HHM, nene6HHK MonoHHbiM KoM6uHaT «CTaBpononbcKHÖ». MonoHHaa npoMbimneHHocTb, 2009, 7:75.
4 TaBpunoBa H.H., EapKoBa M.B., XunKoBa H.H. O Ke^upe h ero nonb3e. CeTeBoM HayHHbiM ^ypHan OpenTAY, 2014, 3(2): 3-4. (https://cyberleninka.rU/article/n/o-kefire-i-ego-polze)
5 KanMaKoBa T.C., EenHK C.H., Hhct3kob B.A., Moprynb E.B., HucTaKoBa HE. XapaKTepucTHKa Ke^upa KaK цeннoro npo6uoTHHecKoro npogyKTa h ero 6uonoruHecKHx cbomctb. Megнцннcкнн BecTHHK rora Pocchh, 2014, 3: 36-42. (https://cyberleninka.ru/article/n7harakteristika-kefira-kak-tsennogo-probioticheskogo-produktai-ego-biologicheskih-svoystv)).
6 XapuToHoB B.fl., Po^KoBa H.B., CeMeHHXHHa B.O. noHeMy Ke^HpHbiM HanrnoK He Mo^eT Ha3HBaTbca Ke^upoM. MonoHHaa npoMbimneHHocTb, 2011, 11: 44.
7 KapHayxoBa H.B., fflupaeBa O.ro. KanecTBeHHbm cocTaB h cBoMcTBa MonoKa 3aaHeHcKoM nopogw Ko3. H3BecTua OTAY, 2016 61(5): 164-167. (https://cyberleninka.ru/article/n/kachestvennyy-sostav-i-svoystva-moloka-zaanenskoy-porody-koz)
8 TOCT 31454-2012 Ke^up. TexHHHecKue ycnoBHa. - M.: CTaHgapTHH^opM, 2019. - 8c.
9 TOCT 3624-92. MonoKo h MonoHHwe npogyKTH. TmpuMeTpuHecKHe MeTogw onpegeHua KucnoTHocTH. - M.:№g-Bo cTaHgapTOB, 2001. - 10 c.
10 TOCT 3629-47. MonoHHwe npogyKTH. MeTog onpegeneHua cnupTa (anKorona). - M.: CTaHgapTHH^opM, 2009. - 4c.
11 TOCT 10444.11-89. npogyKTH nu^eBbie. MeTogw onpegeneHua MonoHHoKucnwx MHKpoopraHH3MoB. - M.: №g-Bo cTaHgapToB, 1990. - 18 c.
12 TOCT 33566-2015 MonoKo h MonoHHaa npogy^ua. OnpegeneHue gpo^^eM h nnecHeBHx rpu6oB. - M.: CTaHgapTH^poM, 2016. - 16 c.
13 TOCT 30347-2016 MonoKo h MonoHHaa npogy^ua. MeTogH onpegeneHua Staphylococcus aureus. - M.: CTaHgapTHH^opM, 2016. - 16 c.
14 TOCT 30519-97 npogyKTH nu^eBbie. MeTog BbiaBneHHa 6aKTepuM poga Salmonella. Mhhck: Me^rocygapcTBeHHHK coBeT no cтaнgapтнзaцнн, MeTponoruu h cepтн$нкaцнн, 2001. - 13 c.
15 TOCT 31747-2012. MeTogH BbiaBneHHa h onpegeneHua KonHHecTBa 6aKepuM rpynnH KumeHHHx nanoHeK (kooh^opmhhx 6aKTepuM). - M.: CTaHgapTHH^opM, 2013. - 20 c.
16 TOCT 32940-2014. MonoKo Ko3be cwpoe. TexHHHecKue ycnoBua. - M.: CTaHgapTHH^opM, 2019. - 9 c.
17 TOCT 31449-2013. MonoKo KopoBbe cwpoe. TexHHHecKue ycnoBua. - M.: CaHgapTHH^opM, 2019. - 9 c.
Х.Ж. АБДРЕШ1, Э.К. АСЕМБАЕВА1*, А.Е. РЯБОВА2, К.А. МЫРЗАБЕК3,
З.Ж. СЕЙДАХМЕТОВА1 1 Алматинский технологический университет, Алматы, Казахстан ^Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности,
Москва, Россия
3 Казахский национальный аграрный исследовательский университет, Алматы, Казахстан
*е-mail: [email protected]
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ПРОДУКТОВ СМЕШАННОГО БРОЖЕНИЯ
doi: 10.53729/MV-AS.2023.02.09
Аннотация
В данной статье проведен анализ органолептических, физико-химических и микробиологических показателей, определения содержания водорастворимых витаминов кефирных продуктов, полученных на основе смешанного брожения из коровьего и козьего молока. Образцы готового продукта выдерживают при температуре 12±2 °С для дальнейшего созревания в течение 12 часов. Определено количество этилового спирта, молочной кислоты и углекислого газа, образующихся в кефирных продуктах при созревании.
Особую ценность представляют кисломолочные напитки, полученные в результате смешанного брожения. В процессе молочнокислого и спиртового брожения количество лактозы уменьшается, а количество молочной кислоты, этилового спирта и углекислого газа увеличивается.
Полученные кефирные продукты по качеству не уступали традиционным кефирам. Кислотность в продуктах не превышала показатель кислотности в стандарте для кефира в конце срока хранения. Таким образом, анализ литературных данных и результатов исследований позволяет сделать вывод о том, что полученные кефирные продукты являются пищевым продуктом с очень важными пробиотическими свойствами, способствующими общему здоровью организма.
Ключевые слова: смешанное брожение, кефирный продукт, молочная кислота, этиловый спирт, углекислый газ, дрожжи, пробиотические микроорганизмы.
IRSTI: 65.63.33
Kh. Zh. ABDRESH1, E.K. ASSEMBAYEVA1*, A.E. RYABOVA2 K.A. MYRZABEK3, Z.Zh. SEIDAKHMETOVA1 1Almaty Technological University, Almaty, Kazakhstan 2All-Russian Dairy Research Institute, Moscow, Russia 3Kazakh National Agrarian Research University, Almaty, Kazakhstan *e-mail: [email protected]
INVESTIGATION OF QUALITY INDICATORS OF MIXED FERMENTATION PRODUCTS
doi: 10.53729/MV-AS.2023.02.09
Abstract
This article analyzes organoleptic, physical-chemical and microbiological indicators, determines the content of water-soluble vitamins in kefir products obtained on the basis of mixed fermentation from cow's and goat's milk. Samples of the finished product are kept at a temperature of 12±2 °C for further maturation for 12 hours. The amount of ethyl alcohol, lactic acid and carbon dioxide formed in kefir products during maturation was determined.
Fermented milk drinks obtained as a result of mixed fermentation turns out to be particularly valuable. In the process of lactic acid and alcoholic fermentation, the amount of lactose decreases, and the amount of lactic acid, ethyl alcohol and carbon dioxide increases.
The resulting kefir products were not inferior in quality to traditional kefirs. The acidity in the products did not exceed the acidity standard for kefir at the end of the shelf life. Thus, the analysis of literature data and research results allows us to conclude that the obtained kefir products are a food product with very important probiotic properties that contribute to the overall health of the body.
Keywords: mixed fermentation, kefir product, lactic acid, ethyl alcohol, carbon dioxide, yeast, probiotic microorganisms.
In recent years, there has been a special interest among consumers in traditional mixed opening products. The variety of microflora, special taste characteristics and therapeutic and preventive properties make these products popular. Interest in fermented milk drinks containing probiotic microorganisms (bifidobacteria, acidophilic bacilli and other microorganisms) is growing among the population.
Worldwide, there is a steady trend in the production and consumption of functional food products, most of which are lactic acid probiotic products. These products, containing microorganisms and microbial substances, have a beneficial effect on the physiological functions and biochemical reactions of the human body by optimizing its microbiological condition. Biological products with a mixed fermentation process, which use both lactic acid bacteria and yeast, are essential for proper nutrition.
The global lactic acid beverage market is a growing sector of the food industry as today's consumers actively consume products that improve well-being and reduce the risk of disease. In particular, the global market for functional foods and beverages grew 1.5 times between 2012 and 2018 and is expected to grow another 22.8% between 2018 and 2025, with a forecast market size of €21.7 billion. Dairy products make up about 43% of the functional market and it mainly consists of lactic acid drinks [1].
Among the lactic acid drinks obtained as a result of mixed fermentation, kefir traditionally retainsleadership. Recently, the popularity of kefir has been increasing in Europe, Japan and the United States, which may be due to its proven probiotic properties and the positive effect of kefir on some diseases of the gastrointestinal tract. Kefir normalizes the work of the urinary system: it increases diuresis, affects nitrogen metabolism, contributes to an increase in the release of its products, and also removes urea, phosphates and chlorides from the body [2].
Kefir is a unique natural yeast - a product of the mixed lactic acid and alcoholic fermentation process prepared in kefir mushrooms. Kefir is valued not only for its taste and refreshing properties, but also for its benefits for the whole body [3,4].
Different types of microorganisms are found in natural symbiosis in kefir mushrooms. In fact, kefir mushrooms are a symbiosis of heterofermentative microflora: lactic acid mesophilic streptococci, aroma-producing streptococci (as a result of their development, they produce aromatic substances), mesophilic and thermophilic bacilli, acetic acid bacteria (contribute to the formation of viscous sludge) and yeasts (produce alcoholic fermentation provides).
Yeast produces not only alcohol fermentation, but also vitamins of group B, antibiotic substances capable of suppressing the development of tuberculosis bacilli and other pathogenic microorganisms. Yeast residues activate the development of lactic acid bacteria [5].
The process of obtaining kefir yeast is very difficult and takes a lot of time. Therefore, many enterprises refuse to produce kefir from natural yeast and use modern - live yeast. This resulting fermented milk product cannot be called kefir, it is a kefir product. Kefir can be called a product prepared in kefir mushrooms according to traditional technology without adding pure cultures of lactic acid microorganisms and yeast [6].
The dairy industry mainly produces cow's milk and products based on it. Today, the domestic market of dairy products is developing rapidly. Currently, the production of goat milk products with special metabolic and physiological characteristics is increasing [7]. Therefore, it is important to increase the number of goat milk products on the market.
153
The purpose of the research work is to study the quality indicators of kefir products made from cow's and goat's milk obtained on the basis of mixed fermentation.
Materials and methods
For the development of kefir products obtained as a research object, cow and goat's milk grownat the private farm «Karshaga» located in the village of Kokkainar, Shu district, Zhambyl region, was taken. The animals raised in the farm are always under veterinary and zootechnical control.
Commercial yeast «Vivo Kefir» was used as yeast, which, according to labeling data, contains: kefir yeast, Lactococcus lactis, Streptococcus thermophilus, Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium lactis, Lactobacillus delbrueckii ssp. Bulgaricus, Lactococcus lactis ssp. Lactis.
Milk fermentation technologies were carried out according to the manufacturer's recommendations. 2 samples were taken as research object:
Sample №1 - is a kefir product made from cow's milk;
Sample №2 - is a kefir product made from goat's milk.
Analysis of kefir product samples taken for research was carried out by the scientific research institute «Food Biotechnology» and «Food Safety» of Almaty Technological University.
Organoleptic indicators of samples of kefir products were determined by «MEMST 314542012 Kefir. Technical requirements» [8].
Titration acidity was determined by titration with 0.1N NaOH solution with phenolphthalein expressed in degrees Turner according to GOST 3624-92 [9].
Presence of carbon dioxide (CO2). To determine CO2, pour 20 ml of the product into a test tube with a diameter of 15 mm, mark the level, put it in a water bath with cold water, gradually bring the temperature of the water to 90°C, then remove the test tube and mark the level of the sediment (if the product contains CO2, then the sediment is spongy and rises from 6 mm of serum to 20-30 mm or more).
The amount of ethyl alcohol was determined by the pycnometric method according to GOST 3629-47 (with changes №1) [10].
Water-soluble vitamins were determined using the Capel-105 capillary electrophoresis system. Microbiological indicators of kefir products were analyzed according to GOST [11-15].
The experiments were repeated 5-7 times. Tables and figures show average arithmetical values of physico-chemical, microbiological indicators of studied kefir product samples.
Research results and analysis
The general technology of kefir products fermented under laboratory conditions is shown in Figure 1 below.
Figure 1 — Kefir production technology
There are certain requirements for milk from which kefir products are obtained. According to organoleptic and physico-chemical quality indicators, it should comply with the standard [16,17]. Milk samples selected by quality are pasteurized at a temperature of 90±2 °C for 2-3 minutes.
Then it is cooled to a temperature of 28±2 °C and yeast is added. After adding the yeast, the mixture is thoroughly mixed for 10 minutes and fermented for 10-12 hours at a temperature of 28±2 °C. Then the resulting clot is kept at a temperature of 12±2°C so that the process of further maturation takes place. At this time, yeast development is activated, as a result of which alcohol, carbon dioxide and othersubstances accumulate in the product, giving the drink special properties. Then the product is mixed according to the requirements of the current specifications and stored at a temperature of 4±2 °C.
Organoleptic analysis is a qualitative and quantitative evaluation of product properties by human senses. Perception takes place with the help of the senses of sight, touch, smell and taste. Through organoleptic assessment, you can get a first idea about the nutritional value and partial safety of the product. In order to produce a new type of fermented milk products, the evaluation of the quality of experimental samples is carried out by evaluating their organoleptic and physico-chemical indicators, the results of which are shown in Table 1 below.
Table 1 - Comparative indicators of
cefir product samplesProduct type
Product type Cooking time, hours Acidity, °T Organoleptic indications Storage time, day
Taste and smell КонснстенцнaсbI ^9He cbipTKM TYpi Color
Kefir product from cow's milk 10-12 94 Lactic acid, pleasant, without foreign taste and smell The clot is intact, with a small amount of gas bubbles, the consistency is homogeneous. The serum is slightly separated. Slightly yellowish, uniform 7
Kefir There is a slight A good intact clot with
product yeast taste, a a small number of Milky
from characteristic bubbles, the white,
goat 10-12 lGl smell of goat consistency is uniform 5
milk milk homogeneous.
Samples of kefir products had a homogeneous consistency with a pleasant refreshing lactic acid, slightly yeasty taste and smell. This sense of taste and smell is due to the presence of lactic acid, alcohol, carbon dioxide and other substances, which are the products of the activity of lactic acid bacteria and yeast in kefir products.
The organoleptic properties of kefir are formed as a result of alcohol fermentation, therefore, the effect on the dynamics of alcohol fermentation during maturation process of kefir products was studied at the next stage. After fermentation, kefir product samples were kept for 12 hoursat 12±2 °C for maturation. In the process of maturation, a gradual increase of yeasts and accumulation of metabolic products of microorganisms took place. At the end of maturation process, titration acidity was 110-120 °T. The dynamics of alcohol formation during maturation process of kefir products is shown below (Figure 2).
0,12
o4
"3 h 0,1
o у
"(3 0,08
h
S «4- o 0,06
n oi ■g 0,04
(Я £
Ж 5« л 0,02
S 0
№1 i №2
12
16
20
24
Ripening time, hour
Figure 2 - Dynamics of alcohol formation (№ 1 - kefir product made from cow's milk; №2 - kefir product made from goat's milk)
Figure 2 shows that fermentation takes place as a result of yeast growth during maturation. At the same time, during maturation, the alcohol content of the research samples gradually increases, and after 24 hours, the mass fraction of ethyl alcohol in the kefir product obtained from cow's milk reaches 0.08%, and in the kefir product obtained from goat's milk reaches 0.1%.
Further study of the dynamics of fermentation showed that the amount of carbon dioxide increases simultaneously with the accumulation of alcohol in the product (Figure 3).
S S
"3
и
о и
с»
'•I
«4©
"3
>
9i JS
н
9 т
8 -■
7 -■
6 -■
5 -■
4 --
3 -■
2 -■
1 --
12
—I—
16 20 Ripening time, hour
i
□ №1
№2
24
0
Figure 3 - Dynamics of gas formation (№ 1 - kefir product made from cow's milk;
№2 - kefir product made from goat's milk)
After 24 hours, the level of sedimentation was 7 mm in sample №1 and 8 mm in sample №2, thus indicates the release of carbon dioxide during the fermentation process.
The development of lactic acid bacteria leads to further fermentation of lactose and the formation of lactic acid. As lactic acid accumulates, the titration acidity of the products changes. It should be noted that the accumulated lactic acid inhibits the development of gas-forming fat and other unpleasant bacteria. Lactic acid does not only give the drink a certain taste, but also determines its dietary and preventive properties, activates the release of digestive enzymes in the intestinal tract and enhances their action. It also improves the body's absorption of phosphorus, calcium, iron and vitamin D.
During the research, the mass fraction of lactic acid in the studied kefir product samples was determined, the result is shown in Figure 4 below.
o4
О CS
о
CS
n
oi it
о
CS
r
1,8 -г
1,6 -I
1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0
□ №1 ■ №2
12
16 20 Ripening time, hour
24
Figure 4 - Mass fraction of lactic acid (№1 - kefir product made from cow's milk; №2 - kefir product made from goat's milk) 157
The results of the study showed that the mass fraction of lactic acid released over time during maturation increases, after 24 hours it was 1.39% in sample №1 and 1.48% in sample №2. In the course of the research, the analysis of water-soluble vitamins in the samples of kefir products made from cow and goat milk was carried out, the results are presented in Figures 5, 6 and Table 2 below.
S СГ 03 m X Ш С ГО
■3 г -, с E С 1 X s Ю Cl О О J V-
о с; X X s 2 L Й ü TJ : ^ с Г 5 D Y L л
г 1- f 1 С С i p 4 A a /\ j
\ J
7 8 9 10 11 12 13 14
мин
Figure 5 - Water-soluble content of a kefir product made from cow's milktypical
chromatogram of vitamins
MUIH
Figure 6 - Water-soluble content of a kefir product made from goat's milktypical chromatogram of
vitamins
Table 2 - Amount of water-soluble vitamins in kefir
Vitamins Sample №1 Sample №2
Bi (thiamine)) 0.033±0.007 0.047±0.009
B2 (riboflavin) 0.02±0.008 0.42±0.176
B3 (panthenic acid) 0.20±0.040 0.33±0.066
B6 (pyridoxine) 0.021±0.001 0.35±0.07
C (ascorbic acid) 0.16±0.054 0.42±0.143
Based on the data presented in Table 2, it can be concluded that the amount of C and B group vitamins in kefir product samples confirms its high therapeutic and preventive properties. It was found that the products contain a large amount of vitamins (group C, B) that ensure the normal course of biochemical and physiological processes in the human body. It can be seen that the kefir product made from goat's milk contains more vitamins than the kefir product made from cow's milk.
In the course of the research, microbiological analyzes of samples of kefir products were carried out. The number of viable lactic acid bacteria in kefir products was determined, they should be at least 1*107 CFU/cm3(g), in yeast - at least 1*104 CFU/cm3(g). The results of microbiological analysis are presented in Table 3 below.
Table 3 - Microbiological indicators of kefir products
Microbiological indications According to regulatory documents Sample №1 Sample №2
Lactic acid bacteria CFU/cm3 (g), not less 1x107 3.8X108 2.4X107
Yeast, CFU/cm3 (g), not less 1x104 1.2X1Q5 2.3 x 105
The results of the analysis presented in the table, shows that the number of lactic acid bacteria in the kefir product made from cow's milk is 3.8*108 CFU/cm3(g), and in the kefir product made from goat's milk - 2.4*107 CFU/cm3(g); and the amount of yeast was 1.2*105 and 2.3 *105 CFU/cm3(g), respectively.
During the entire storage period, the total number of lactic acid bacteria and yeast changes slightly, and at the end of the shelf life, it corresponds to the norms of lactic acid drinks with a mixed type of fermentation.
Conclusion
The resulting kefir products are not inferior in quality to traditional kefir. At the end of the period,the acidity of the products did not exceed the standard acidity index for kefir. Factors that directly affect the quality of kefir products during maturation have been identified. Thus, the analysis of literature data and research results allows us to conclude that kefir products are a very important probiotic food product that contributes to the overall health of the body.
References:
1 Kalinina I.V., Botvinnikova V.V., Zotova N.A., Fatkullin R.I., Naumenko E.E. Formirovanie pishhevoj sistemy molochnogo produkta smeshannogo brozhenija, obogashhennogo digidrokvercetinom. Vestnik JuUrGU. Serija «Pishhevye i biotehnologii», 2020, 8(2): 46-55. (doi: 10.14529/food200206)
2 D'jachenko A.N. Ocenka kachestva kefira. Dostizhenija nauki i obrazovanija, 2017, 18(5): 9-12. (https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-kachestva-kefira-1)
3 Anisimov S.V., Grishina A.S., Papina M.V. Kefir vkusnyj, poleznyj, lechebnyj molochnyj kombinat «Stavropol'skij». Molochnaja promyshlennost', 2009, 7:75.
4 Gavrilova N.N., Barkova M.V., Hilkova N.L. O kefire i ego pol'ze. Setevoj nauchnyj zhurnal OrelGAU, 2014, 3(2): 3-4. ( https://cyberleninka.ru/article/n7o-kefire-i-ego-polze)
5 Kalmakova T.S., Belik S.N., Chistjakov V.A., Morgul' E.V., Chistjakova I.B. Harakteristika kefira kak cennogo probioticheskogo produkta i ego biologicheskih svojstv. Medicinskij vestnik Juga Rossii, 2014, 3: 36-42. (https://cyberleninka.ru/article/n/harakteristika-kefira-kak-tsennogo-probioticheskogo-produktai-ego-biologicheskih-svoystv)
6 Haritonov V.D., Rozhkova I.V., Semenihina V.F. Pochemu kefirnyj napitok ne mozhet nazyvat'sja kefirom. Molochnaja promyshlennost', 2011, 11:44.
7 Karnauhova I.V., Shirjaeva O.Ju. Kachestvennyj sostav i svojstva moloka zaanenskoj porody koz. Izvestija OGAU, 2016 61(5): 164-167. ( https://cyberleninka.m/article/nTkachestvennyy-sostav-i-svoystva-moloka-zaanenskoy-porody-koz)
8 GOST 31454-2012 Kefir. Tehnicheskie uslovija. M.: Standartinform, 2019. - 8 s.
9 GOST 3624-92. Moloko i molochnye produkty. Titrimetricheskie metody opredenija kislotnosti. M.:Izd-vo standartov, 2001. - 10 s.
10 GOST 3629-47. Molochnye produkty. Metod opredelenija spirta (alkogolja). M.: Standartinform, 2009. - 4 s.
11 GOST 10444.11-89. Produkty pishhevye. Metody opredelenija molochnokislyh mikroorganizmov. M.: Izd-vo standartov, 1990. - 18 s.
12 GOST 33566-2015 Moloko i molochnaja produkcija. Opredelenie drozhzhej i plesnevyh gribov. M.: Standartifrom, 2016. - 16 s.
13 GOST 30347-2016 Moloko i molochnaja produkcija. Metody opredelenija Staphylococcus aureus. M.: Standartinform, 2016. - 16 s.
14 GOST 30519-97 Produkty pishhevye. Metod vyjavlenija bakterij roda Salmonella. Minsk: Mezhgosudarstvennyj sovet po standartizacii, metrologii i sertifikacii, 2001. - 13 s.
15 GOST 31747-2012. Metody vyjavlenija i opredelenija kolichestva bakerij gruppy kishechnyh palochek (kooiformnyh bakterij). M.: Standartinform, 2013. - 20 s.
16 GOST 32940-2014. Moloko koz'e syroe. Tehnicheskie uslovija. M.: Standartinform, 2019. - 9 s.
17 GOST 31449-2013. Moloko korov'e syroe. Tehnicheskie uslovija. M.: Standartinform, 2019. - 9
s.
