CC BY
114
637.14
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРОДУКТЫ ИЗ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АНТАГОНИСТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ШТАММОВ АЦИДОФИЛЬНЫХ ЛАКТОБАКТЕРИЙ
Л.В. КРАСНИКОВА \ В.В. МАРКЕЛОВА \ Н.Б. ВЕРБИЦКАЯ2, О.В. ДОБРОЛЕЖ2
1 Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий,
191002, г. Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9; тел.: (812) 315-36-17, электронная почта: krasnikoval@yandex.ru
2 Государственный НИИ особо чистых биопрепаратов,
197110, г. Санкт-Петербург, ул. Пудожская, 7; тел.: (812) 235-12-25, факс: (812) 230-49-48
С целью разработки функциональных напитков и десертов из творожной сыворотки, ферментированной различными штаммами ацидофильных бактерий (L. acidophilus) - 20Т, 7m13, 22n2, H, 422, были изучены их метаболическая активность, антагонизм к патогенным и оппортунистическим микроорганизмам, синтез экзополисахаридов. Для производства десертов из ферментированной молочной сыворотки отобраны штаммы 7m13 и Н, использование которых в качестве заквасочных культур позволяет получить низколактозные сывороточные десерты и сократить расход желирую-щих агентов при их изготовлении. Для приготовления функциональных напитков отобраны штаммы 20Т и 422, отличающиеся выраженной антагонистической активностью.
Ключевые слова: функциональные продукты, молочная сыворотка, ацидофильные лактобактерии, экзополисахариды.
Ацидофильные лактобактерии (Lactobacillus
acidophilus) часто используются как основа многочисленных лечебно-диетических кисломолочных продуктов и фармакопейных биопрепаратов. Они продуцируют DL-молочную кислоту, которая легко ассимилируется организмом и, снижая рН кишечника, угнетает рост патогенных и оппортунистических микроорганизмов. Кроме того, L. acidophilus синтезируют специфические антимикробные вещества - бактериоци-ны [1-3]. Использование бактериоцин-продуцирую-щих штаммов повышает лечебно-профилактическую направленность ферментированных молочных продуктов.
В кластере L. acidophilus также встречаются штаммы, продуцирующие экзополисахариды, которые применяют в производстве для улучшения качества и реологических свойств ферментированных молочных продуктов [4]. Экзополисахариды бактериального происхождения могут использоваться также в качестве пребиотиков [5].
Цель настоящего исследования - разработка функциональных напитков и десертов из творожной сыворотки, ферментированной различными штаммами L. acidophilus. В качестве объектов исследования были выбраны 5 штаммов L. acidophilus: 20Т, 7m13, 22n2, H,
422, два из которых - Н и 7m13 - синтезировали экзополисахариды.
На первом этапе исследования сравнивали метаболическую активность штаммов по эффективности сбраживания лактозы и продукции молочной кислоты (рисунок).
Ферментацию проводили в течение 8 ч при (37 ±
1)°С, используя в качестве среды творожную сыворотку. Предварительно сыворотку подвергали термической обработке (t 86°C с выдержкой 30 с) и доводили
pH до значения 6,5-6,8 20%-м раствором бикарбоната натрия.
Диаграмма показывает, что все штаммы продуцировали значительное количество молочной кислоты -не менее 0,5 г на 100 г сыворотки. При этом штаммы различались по потреблению лактозы - от 0,15 до 0,62 г на 100 г сыворотки. Максимальное потребление лактозы отмечено у вязких штаммов H и 7m13, что обусловлено конверсией лактозы в экзополисахариды. Эти штаммы перспективны для получения низколак-тозных кисломолочных продуктов.
Результаты исследования антагонистической активности штаммов L. acidophilus к некоторым оппортунистическим грамотрицательным бактериям стандартным методом отсроченного антагонизма (табл. 1) свидетельствуют, что все штаммы лактобактерий проявляют высокую антагонистическую активность к изученным грамотрицательным бактериям. Сравнение размеров зон подавления роста тест-культур через 24 и 48 ч свидетельствует о бактерицидном действии лактобактерий.
Исследование широты спектра и уровня антагонистической активности штаммов лактобактерий установило, что первый показатель убывает в ряду 20Т > 7m13 > 22n2 > H > 422, второй: 20Т > 7m13 > 22n2 > 422 > H.
0,6
0,4 0,3 0,2
20Т 22n2 Н 7m13 422
□ Расход лактозы, г/100 г U Прирост молочной кислоты, г/100 г
Таблица 1
Тест-культура Зона подавления роста штаммом L. acidophilus через 24/48 ч после подсева, мм
Н 7Ш13 20Т 22n2 422
E. coli M 17 17/16 18,5/18 25/24,5 17,5/16,5 15/15
E. coli O:75 18,5/17,5 24/23 25,5/25,5 22/21,5 20/20
Klebsiella pneumonia № 4 13,5/12,5 16,5/15,5 21,5/20,5 13/12 12,5/11,5
Klebsiella pneumonia № 142 26/23,5 29/24 32/26 33/28,5 35/34
Pseudomonas
aeruginosa ATCC 27853 28/24 29/26 28/26 25,5/23,5 25/18,5
Таким образом, максимальным уровнем и спектром антагонизма к грамотрицательным тест-культурам обладают штаммы 20Т и 7ш13.
Патогенные и оппортунистические микроорганизмы могут проявлять контрантагонизм к лактобактериям за счет продукции специфических антимикробных субстанций. Поэтому дополнительно оценивали устойчивость лактобактерий к контрантагонизму использованных тест-культур (табл. 2).
Таблица 2
Зона подавления роста грамотрицательными бактериями через 48 ч после подсева лактобактерий, мм
штамм L. acidophilus E. coli M 17 E. coli O:75 Klebsiella pneumonia № 4 Klebsiella pneumonia № 142 Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853
H 7,5 2 2 2 17,5
7Ш13 9 8,5 5,5 2 17
20Т 2 2 2 2 18,5
22n2 2 2 2 2 18
22 4 4 5 2 2 17,5
Источник
выделения
Зона подавления роста S. aureus штаммом L. acidophilus через 24/48 ч после подсева, мм
S. aureus H 7Ш13 20Т 22n2 22 4
Носовая полость 15,5/15,5 15/14 >35 13/12 15,5/14,5
Горло 20/20 19,5/17 >35 18/17 20,5/19
Кожа 18/18 19/15 >35 16/14,5 19,5/18
Моча 26,5/21,5 23/18 >35 18,5/16 21/18,5
Кишечник 28,5/28,5 28,5/20 >35 20/19 30/26
Результаты исследования широты спектра и уровня антагонистической активности штаммов лактобактерий по отношению к S. aureus показало, что штамм 20Т обладает максимальным, штаммы 7mi3, 422 и H - промежуточным, а штамм 22n2 - минимальным уровнем активности к S. aureus. Широта спектра антагонизма лактобактерий к клиническим изолятам S. aureus убывает в ряду 20Т > 422 > H > 7m13 > 22n2.
Данные об устойчивости штаммов лактобактерий к контрантагонизму S. aureus (табл. 4) свидетельствуют, что все исследованные штаммы проявляют чувствительность к контрантагонизму клинических изолятов S. aureus, уровень которой варьирует в широких пределах. Устойчивость лактобактерий к S. aureus убывает в ряду H > 22n2 > 422 > 7m13 > 20Т.
Таблица 4
Штамм L. acidophilus Зона подавления роста стафилококками через 48 ч после подсева лактобактерий, мм
Носовая полость Горло Кожа Моча Кишечник
Н 12 13 7 9,5 6
7Ш13 19 18,5 17 20 19
20T 25,5 20,5 22,5 26 21
22n2 17,5 15 13 17,5 15
422 15 17,5 18,5 14 16
Результаты показывают, что все штаммы лактобактерий устойчивы к контрантагонизму E. coli и K. pneumonia (зона подавления роста не превышает 10 мм), но не к P aeruginosa.
Антагонистическую активность лактобактерий к грамположительным бактериям изучали на примере клинических изолятов S. aureus, выделенных из различных биотопов пациентов (табл. 3).
Таблица 3
Установлено, что все штаммы лактобактерий проявляют выраженную антагонистическую активность к изученным изолятам S. aureus. Сравнение размеров зон подавления роста S. aureus через 24 и 48 ч свидетельствует о бактерицидном действии лактобактерий.
На основании полученных результатов для приготовления функциональных напитков из ферментированной творожной сыворотки были отобраны штаммы 20Т и 422. Штамм 20Т отличается максимальным спектром и уровнем антагонистической активности. Полагаем, что штамм 20Т обладает не только неспецифическим антагонизмом (молочная кислота), но и продуцирует специфические антимикробные агенты (бакте-риоцины). Штамм 422 обладает выраженной антагонистической активностью к S. aureus и при этом достаточно устойчив к его контрантагонизму.
Для приготовления десертов были отобраны штаммы, синтезирующие экзополисахариды - 7m13 и Н. Штамм 7m13 проявляет высокую антагонистическую активность к грамотрицательным тест-культурам, а штамм Н имеет выраженную активность к S. aureus и при этом максимально устойчив к его контрантагонизму.
Для получения основы напитков и десертов сыворотку ферментировали при температуре (37 ± 1)°С в течение 6-7 ч до достижения титруемой кислотности 70-75°Т и титра жизнеспособных клеток лактобацилл от 1 • 108 до 3 • 108 КОЕ/см3. Для придания напиткам и десертам определенных функциональных и органолептических свойств в основу вносили натуральные наполнители: мед, концентрат виноградного сока, ягодные сиропы или сироп зеленого чая, фитоэкстракты, холосас, овесол и др.
Сывороточные десерты готовили путем внесения в полученную основу 10%-го раствора желатина до конечной концентрации 1, 2 и 3 %. Контролем служила основа с таким же количеством желатина, ферментированная невязкими штаммами L. acidophilus.
Анализ полученных результатов показал, что для получения стабильной системы десерта в присутствии экзополисахаридов L. acidophilus 7m13 и Н достаточно внесения желатина в количестве 1%. Готовые десерты имели плотную однородную консистенцию с блестящей поверхностью и характерным вкусом наполнителя. При внесении такого же количества желатина в сыворотку, ферментированную невязким штаммом 22n2, консистенция десерта была рыхлой, слоистой, неоднородной. Стабильность системы в этом случае достигалась лишь при внесении 3% желатина.
Таким образом, ферментация творожной сыворотки антагонистически активными штаммами L. acidophilus позволяет получить основу для приготовления функциональных напитков и десертов. Такие продукты являются низкокалорийными, содержат терапевтическую дозу жизнеспособных клеток лактобактерий (не менее 108/мл) и продукты жизнедеятельности этих бактерий (органические кислоты, ферменты, бак-териоцины, аминокислоты и др.). Введение натуральных наполнителей обогащает продукты биологически активными веществами. Использование штаммов, про-
дуцирующих экзополисахариды, позволяет получать низколактозные сывороточные десерты и сократить расход желирующих агентов при их изготовлении.
ЛИТЕРАТУРА
1. Garneau S., Martin N.I., Vederas J.C. Two-peptide bacteriocins produced by lactic acid bacteria // Biochеmie. - 2002. -V. 84. - P. 577-592.
2. Muriana P.M., Klaenhammer T.R. Purification and partial characterization of lacticin F, a bacteriocin produced by Lactobacillus acidophilus 11088 // J. bacteriol. - 1991. - V. 57. -P.114-121.
3. Genetic analysis of acidocin B, a novel bacteriocin produced by Lactobacillus acidophilus / R.J. Leer, J.M.B.M. van der Vossen, M. van Giezen et al. // Microbiology. - 1995.- V. 141. - P. 1629-1635.
4. Ботина С.Г., Рожкова И.В., Семенихина В.Ф. Использование штаммов молочнокислых бактерий, синтезирующих экзополисахариды, в производстве кисломолочных продуктов питания // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2010. - № 1. - С. 38-40.
5. Бондаренко В.М. Грачева И.М. Пробиотики, пребио-тики и синбиотики в терапии и профилактике кишечных дисбактериозов // Фарматека. - 2003. - № 7. - С. 56-63.
Поступила 20.05.11 г.
FUNCTIONAL PRODUCTS FROM MILK WHEY WITH USE OF ANTAGONISTIC ACTIVE STRAINS OF LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS
L.V. KRASNIKOVA1, V.V. MARKELOVA1, N.B. VERBITSKAYA2, O.V. DOBROLEZH2
1 Saint Petersburg State University of Refrigeration and Food Engineering,
9, Lomonosova st., Saint-Petersburg, 191002; ph./fax: (812) 315-36-17, e-mail: krasnikoval@yandex.ru
2 State Scientific Research Institute of Especially Pure Biological Products,
7, Pudozhskaya st., Saint-Petersburg, 197110;ph.: (812) 235-12-25, fax: (812) 230-49-48
For the purpose of development of functional drinks and desserts from the whey of curds, fermented by various strains of lactobacillus acidophilus (L. acidophilus) - 20T, 7m13, 22n2, H, 422 - their metabolic activity, antagonism to pathogenic and opportunistic microorganisms and synthesis of exopolysaccharide have been studied. Strains 7m13 and H use of which in quality starter cultures allows to receive desserts with a low amount of lactose and to reduce the expense of gelling agents at their manufacturing are selected for manufacture of desserts from the fermented dairy whey. Strains 20T and 422, different by the expressed antagonistic activity, are selected for the preparation of functional drinks.
Key words: functional products, milk whey, lactobacillus acidophilus, exopolysaccharide.
637.56:66.046
ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ НА ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ КАЛЬМАРОВ
Н.С. РОДИОНОВА, Е.С. ПОПОВ, Т.П. БАХТИНА
Воронежская государственная технологическая академия,
394036, г. Воронеж, пр-т Революции, 19; электронная почта: e_s_popov@mail.ru
Исследованы показатели качества, аминокислотный состав, показатели биологической ценности полуфабрикатов из кальмаров, подвергнутых традиционной тепловой обработке и в пароконвектомате после упаковки в полимерные пакеты. Установлено, что обработка в пароконвектомате положительно влияет на показатели биологической ценности полуфабрикатов и позволяет сократить технологические потери готовой продукции.
Ключевые слова: тепловая обработка, гидробионты, пароконвектомат, биологическая ценность продукта.
Традиционная тепловая кулинарная обработка со- версальном тепловом оборудовании, позволяющем за-
провождается существенными потерями массы полу- давать и контролировать температуру и влагосодержа-
фабрикатов и готовой продукции. Одним из альтерна- ние теплоносителя в рабочей камере аппарата. Сово-
тивных вариантов решения данной проблемы является купность этих характеристик позволяет сократить вре-
тепловая обработка сырья в пароконвектомате - уни- мя тепловой кулинарной обработки при одновремен-
