CC BY
259
УДК 637.146
Использование микрофлоры кефирных грибков в составе закваски для кисломолочных продуктов
Грунская Вера Анатольевна, кандидат технических наук, заведующая кафедрой технологии молока и молочных продуктов
e-mail: [email protected]
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»
Кулезнёва Ольга Владимировна, магистрант кафедры технологии молока и молочных продуктов
e-mail: [email protected]
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»
Аннотация: Исследованы особенности развития основных представителей микрофлоры кефирных грибков в зависимости от условий культивирования. Получены уравнения регрессии, позволяющие прогнозировать содержание жизнеспособных клеток основных представителей микрофлоры кефирных грибков в зависимости от условий ферментации. Показано, что, изменяя условия культивирования, можно регулировать состав грибковой закваски, а также органолептические и микробиологические показатели кисломолочных продуктов, производимых с использованием микрофлоры кефирных грибков.
Ключевые слова: кефирный грибок; условия культивирования; микробиологические показатели; органолептические показатели.
Важную роль в формировании качества кисломолочных продуктов играет закваска. Заквасочная микрофлора, определяющая первичную микрофлору кисломолочных продуктов, преобразует компоненты молока в соединения, обуславливающие органолептические свойства кисломолочных продуктов (вкус и запах, консистенцию), их питательные и биологические свойства, создает неблагоприятные условия для развития технически вредных, а также опасных для здоровья человека условно-патогенных и патогенных микроорганизмов, определяет интенсивность технологического процесса [1,2].
При этом закваска является одним из факторов разнообразия ассортимента кисломолочных продуктов. Путем определенного сочетания различных микроорганизмов в составе закваски можно получать продукты с различными вкусовыми и ароматическими достоинствами.
Вызывает интерес использование в составе закваски для жидких кисломолочных продуктов и напитков микрофлоры кефирных грибков, естественной, сложной по микробиологическому составу симбиотической закваски, содержащей наряду с молочнокислыми микроорганизмами (лактококками, лактобациллами, лейконосто-ками) и уксуснокислыми бактериями, дрожжи, являющиеся возбудителями спиртового брожения. В продуктах с использованием микрофлоры кефирных грибков накапливаются разнообразные продукты гомоферментативного и гетерофермен-тативного молочнокислого и спиртового брожения (этиловый спирт, углекислота, диацетил, летучие жирные кислоты и другие соединения), участвующие в формирование органолептических показателей продуктов [3,4].
Известны функциональные свойства кефирных грибков. Микрофлора кефирных грибков продуцирует микробные полисахариды, способствующие укреплению иммунной системы, усилению адгезии полезных микроорганизмов в кишечнике и ферментативной деятельности желудочно-кишечного тракта, повышению физиологической активности организма человека [1,3,4]. При этом экзополисахариды, проявляя свойства естественных стабилизаторов структуры, обуславливают эластичность консистенции, предупреждают синерезис и оказывают положительное влияние на консистенцию продукта.
Высокий биотехнологический потенциал микрофлоры кефирных грибков обуславливает возможность её использования в составе поликомпонентых заквасок и микробных консорциумов для получения кисломолочных продуктов и напитков функционального назначения. Совместное применение микрофлоры кефирных грибков с представителями пробиотической микрофлоры (бифидобактериями, пропионовокислыми микроорганизмами, лактобациллами и другими) позволяет не только расширить ассортимент кисломолочных продуктов, но и усилить их функциональные свойства [4,5,6].
Многокомпонентность микробного симбиоза обуславливает трудности получения стабильного состава кефирной закваски. На свойства кефирной закваски (количественное содержание и соотношение между различными микроорганизмами) в значительной степени влияют такие факторы, как температурный режим сквашивания, начальное соотношение между грибками и молоком, регулярность перемешивания в процессе приготовления закваски и отделения излишков грибков от закваски и др. [1,7].
В связи с этим целью исследований являлось изучение влияния условий ферментации на микробиологический состав кефирной закваски, применяемой для производства кисломолочных продуктов.
Объектами исследований служили: кефирные грибки, грибковая закваска, производственная кефирная закваска. В работе использовали общепринятые методы физико-химических и микробиологических исследований: отбор проб и подготовка их к анализу - по ГОСТ 26809 и ГОСТ 32901; определение температуры - по ГОСТ 3622; определение содержания молочнокислых микроорганизмов- по ГОСТ 10444.11; определение количества дрожжей - по ГОСТ 10444.12; определение содержания уксуснокислых микроорганизмов - по ТУ9229-369-00419785.
Одним из важных факторов, определяющих активность развития микрофлоры кефирных грибков и микробиологический состав кефирной закваски, является температура ферментации. Исследовано влияние температуры в интервале (1823) °С при культивировании кефирных грибков в пастеризованном обезжиренном молоке на содержание основных представителей их микрофлоры при соотношении грибков с молоком, равном 1:30. Выбрано рекомендуемое соотношение между грибками и молоком для приготовления грибковой закваски.
Как видно из представленных данных (рисунок 1), температура культивирования кефирных грибков оказывает различное влияние на изменение содержания жизнеспособных клеток молочнокислых бактерий, дрожжей и уксуснокислых бактерий. Это обусловлено их различной скоростью развития в молоке, что будет определять активность протекания молочнокислого и спиртового брожения при производстве продуктов. Результаты опытов показали, что с увеличением температуры культивирования содержание жизнеспособных клеток лактококков, являющихся основной микрофлорой, обеспечивающей активное кислотообразование в процессе сквашивания, сначала повышается, достигая максимума при значениях температуры в интервале (21-23) °С, а затем уменьшается.
Установлено, что в исследуемом диапазоне температуры культивирования с её увеличением содержание уксуснокислых бактерий, оказывающих влияние на вязкость кислотного сгустка, возрастает, а дрожжей, сбраживающих лактозу, уменьшается. Наибольший выход уксуснокислых бактерий отмечается при температуре 23 °С, дрожжей - при температуре 18 °С.
Получены уравнения регрессии, характеризующие изменение жизнеспособных клеток основных представителей заквасочной микрофлоры в зависимости от температуры ферментации:
У1= - 0,2544х2 +10,849х-110,45 (Я2 = 0,8659);
У2= 3е - 17х12 892 (Я2 = 0,9834);
У3= 913100 е-0 567х (Я2 = 0,8374);
где х - температура культивирования, °С; у1- содержание молочнокислых бактерий, КОЕ/см3; у2- содержание уксуснокислых бактерий, КОЕ/см3; у3- содержание дрожжей, КОЕ/см3.
Достаточно высокие значения коэффициентов детерминации (Я2) подтверждают достоверность полученных математических моделей.
Изучено влияние изменения соотношения между грибками и молоком при их культивировании в обезжиренном молоке при температуре 20 °С (рисунок 2) на изменение жизнеспособных клеток лактококков, дрожжей и уксуснокислых бактерий. Установлено, что изменение соотношения между грибками и молоком оказывает существенное влияние на активность развития молочнокислых бактерий, дрожжей и уксуснокислых бактерий, что согласуется с литературными данными [1,4]. Выявлено, что с увеличением доли молока в изучаемом диапазоне соотношений содержание молочнокислых бактерий уменьшается в 1000 и более раз.
С увеличением доли молока в соотношении между грибками и молоком содержание уксуснокислых бактерий возрастает, достигая максимума при соотношении между грибками и молоком, равном 1:30-1:35, а затем при дальнейшем повышении доли молока резко уменьшается. Выявлено, что повышение доли молока в соотношении между грибками и молоком оказывает положительное влияние на активность развития дрожжей, содержание которых повышается. Наиболее высокое количественное содержание дрожжей отмечается при соотношениях между грибками и молоком, равных 1:35-1:50.
Уравнения регрессии, достоверно отражающие зависимости количества жизнеспособных клеток молочнокислых бактерий, дрожжей и уксуснокислых бактерий в зависимости от соотношения между грибками и молоком, имеют следующий вид: у4 = 19679е-0 927х (Я2 = 0,9323);
у5 = - 6,414х3 +83,403 х2-246,43х+208,76 (Я2 = 0,7119); у6 = 74,094 1п(х)-3,8936 (Я2 = 0,9138);
где х - соотношение между грибками и молоком; у4- содержание молочнокислых бактерий, КОЕ/см3; у5 - содержание уксуснокислых бактерий, КОЕ/см3; у6 - со -держание дрожжей, КОЕ/см3.
Таким образом, установлены особенности развития основных представителей микрофлоры кефирных грибков в обезжиренном молоке в зависимости от условий их культивирования. Получены уравнения регрессии, позволяющие прогнозировать содержание жизнеспособных клеток основных представителей микрофлоры кефирных грибков в зависимости от температуры культивирования и соотношения между грибками и молоком. Результаты выполненных исследований подтвердили, что, изменяя условия ферментации, можно регулировать активность развития микрофлоры кефирных грибков в процессе сквашивания и состав грибковой закваски, а также органолептические и микробиологические показатели кисломолочных продуктов, производимых с её использованием.
а)
16 18 20 22 24
Теспература культивирования, град.С б)
12
X -О
16 17 18 19 20 21 22 23 24
Температура культивирования, град.С
в)
40
16 17 18 19 20 21 22 23 24
Температура культивирования, град.С
Рисунок 1. Влияние температуры культивирования на содержание микроорганизмов кефирной закваски
^ ш
5 Б
§ 3
о)
з: з:
та и
* £
О. ГС
О) щ
о и
9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0
2 4 б 8 10
Соотношение между грибками и молоком: 1-1:10,2-1:15,31:20,4-1:25,5-1:30,6-1:35,7-1:40,8-1:45,9-1:50
о |_ ^ ш
а р
эе *
о.
ш ю =1 о и
600 500 400 300 200 100
-100
8
10
Соотношение между грибками и молоком: 1-1:10,2-1:15,3-1:20,4-1:25,5-1:30,6-1:35,7-1:40,8-1:45,9-1:50
Рисунок 2. Влияние соотношения между грибками и молоком на содержание микроорганизмов кефирной закваски
Список литературных источников
1. Банникова Л.А., Королева Н.С., Семенихина В.Ф. Микробиологические основы молочного производства: Справочник. М.: Агропромиздат, 1987.- 400 с.
2. Грунская В.А., Иванова С.В., Абабкова А.А. Анализ микробиологических рисков при производстве кисломолочных продуктов /В.А.Грунская,С.В. Иванова, А.А. Абабкова// Молочнохозяйственный вестник, 2013.-№ 2(10).-С.30-35.
3. Шидловская, В.П. Органолептические свойства молока и молочных продуктов. Справочник / В.П. Шидловская - М.: Колос, 2000. - 280 с.
4. Хамнаева, Н.И. Кефирные грибки: использование биотехнологических свойств при производстве бактериальных заквасок / Н.И. Хамнаева. - М.: МГУ ПБ, 2000. -89 с.
5. Габриелян, Д.С. Ресурсосберегающая технология обогащенных кисломолочных напитков /Д.С. Габриелян, В.А. Грунская // Пищевая промышленность. - 2014. - № 8. - С. 12-14.
6. Пат. 2484631 Российская федерация, МПК А23С9/12. Способ получения кисломолочного продукта /Грунская В.А., Габриелян Д.С.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина». - № 2012112844/10; заявл. 02.04.2012; опубл. 20.06.2013, Бюл. № 17. - 6 с.
7. Технологическая инструкция по приготовлению и применению заквасок и бактериальных концентратов для кисломолочных продуктов на предприятиях молочной промышленности.-М.:ВНИМИ.-2004.-56 с.
References
1. Bannikova L.A., Koroleva N.S., Semenikhina V.F Mikrobiologicheskieosnovymoloc hnogoproizvodstva.Spravochnik [Microbiological bases of milk production. Handbook.]. Moscow, Agropromizdat, 1987.400p.
2. Grunskaya V.A., Ivanova S.V., Ababkova A.A. Analysis of microbiological risks in the production of fermented milk products.Molochnokhozyaystvennyyvestnik [Dairy Bulletin], 2013, no.2(10), pp.30-35.(in Russian)
3. Shidlovskaya V.P. Organolepticheskiesvoystvamolokaimolochnykhproduktov. Spravochnik [Organoleptic properties of milk and dairy products. Handbook]. Moscow, Kolos, 2000. 280 p.
4. Khamnaeva, N.I. Kefirnyegribki: ispol'zovaniebiotekhnologicheskikhsvoystvprip roizvodstvebakterial'nykhzakvasok[Kefir grains: use of biotechnological properties in bacterial culture production]. Moscow,MGU PB, 2000.89p.
5. Gabrielyan, D.S.Resource-saving technology of enriched fermented milk drinks. Pishchevayapromyshlennost'[Food industry],2014, no. 8, pp. 12-14.
6. Grunskaya V.A., Gabrielyan D.S. Sposobpolucheniyakislomolochnogoprodukta [The method of producing a fermented milk product]. Patent RF, no. 2484631, publ. 20.06.2013.
7. Tekhnologicheskayainstruktsiyapoprigotovleniyuiprimeneniyuzakvasokibakter ial'nykhkontsentratovdlyakislomolochnykhproduktovnapredpriyatiyakhmolochnoypr-omyshlennosti [Technological instruction for the preparation and application of starter cultures and bacterial concentrates for dairy products at the dairy enterprises].Moscow, VNIMI, 2004. 56p.
Use of kefir grain microflora in fermented milk product
starter
Grunskaya Vera Anatol'evna, Candidate of Science (Technics), Associate professor, head of the Dairy Technology Chair
e-mail: [email protected]
the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education the Vereshchagin State Dairy Farming Academy of Vologda
Kulezneva Ol'ga Vladimirovna,graduate student of the Dairy Technology Chair
e-mail: [email protected]
the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education the Vereshchagin State Dairy Farming Academy of Vologda
Abstract: The article studies growthtrends of the main representatives of the kefir grain microflora depending on the cultivation conditions. The study gives the regression equations that allow predicting the change of viable cells of the main fermenting microflora representatives, depending on the fermentation conditions. It is shown that by changing the cultivation conditions, it is possible to adjust the grain startercomposition as well as organoleptic and microbiological characteristics of fermented milk products manufactured with the use of kefir grainmicroflora.
Keywords: kefir grains; conditions of cultivation; microbiological characteristics; organoleptic characteristics.
