CC BY
83
УДК 637.146
Е. Г. Шувалова, М. В. Долгорукова Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола
Использование подсырной молочной сыворотки
для культивирования кефирного грибка
В статье приведены результаты проведенных опытов по культивированию кефирных грибков в подсырной молочной сыворотке с целью рационального использования вторичного молочного сырья и получения биомассы кефирного грибка для дальнейшего его использования в животноводстве. Получение подсырной сыворотки и культивирование кефирного грибка проводили в лаборатории кафедры технологии мясных и молочных продуктов ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет». Получены положительные результаты по 3 видам подсырной молочной сыворотки (натуральная, обезжиренная, обезжиренная соленая), наблюдалось стремительное нарастание биомассы кефирного грибка. Сыворотку всех видов можно использовать в качестве среды для культивирования биомассы кефирного грибка, который может применяться для производства заменителей цельного молока для других кормовых средств в животноводстве.
Ключевые слова: кефирные грибки, подсырная сыворотка, вторичное молочное сырье, культивирование, биомасса кефирного грибка, среда для культивирования.
Анализ отечественных и зарубежных данных показывает, что в целом проблема рационального использования молочной сыворотки не решена полностью ни в одной стране. Стремление избежать загрязнения рек и водоемов заставляет производителей молочных продуктов в разных странах изыскивать наиболее приемлемые пути промышленной переработки сыворотки.
В среднем при производстве 1 кг сыров высвобождается до 9 кг сыворотки, которая далеко не всегда подвергается дальнейшей переработке, хотя она может являться полноценным сырьем при выделении из нее составных частей (белков, лактозы).
Наличие в молочной сыворотке легкоусвояемых многими видами микроорганизмов источников углеродного питания, а также различных ростовых факторов выдвигает ее в ряд наиболее ценных питательных сред для получения продуктов микробного синтеза. Немаловажное значение имеет и то обстоятельство, что применение молочной сыворотки не требует специальной сложной подготовки, а культуральная среда после выращивания в ней микроорганизмов может быть использована в пищевых и кормовых целях без обработки.
Одним из возможных вариантов применения сыворотки может быть использование ее в качестве среды для получения биомассы кефирного грибка при производстве заменителей цельного молока для нужд животноводства.
Закваска на кефирных грибках представляет собой симбиоз, который формируется при длительном развитии лактобактерий, дрожжей, уксусно-
кислых и ароматобразующих бактерий. Микроорганизмы кефирного грибка ведут себя как целостный организм: вместе растут, размножаются, передают свою структуру и свойства последующим поколениям грибков [5].
Грибками зерна кефира называются потому, что, находясь в молоке, они увеличиваются в размерах, как бы растут, подобно грибам. На самом деле кефирные грибки не растут, а увеличиваются в объеме за счет отложения на них казеина молока. Белки кефира, свертываясь и образуя сгустки, захватывают внутрь микрофлору кефира, в том числе молочнокислые бактерии и дрожжи.
Некоторый опыт использования кефирных грибков, выращенных на сыворотке, в сыроделии имеется в работах последних лет Д. В. Зипаева [1; 2; 3].
Получение подсырной сыворотки и культивирование кефирного грибка проводили в лаборатории кафедры технологии мясных и молочных продуктов ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет». Подсырная сыворотка, полученная при производстве рассольного сыра «Брынза», разделялась на три вида: натуральная, обезжиренная (полученная путем сепарирования натуральной сыворотки) и соленая (получение путем добавления к обезжиренной сыворотке поваренной соли в количестве 1,5 % от объема сыворотки). Культивировали кефирные грибки в различных средах при следующих режимах:
- соотношение кефирного грибка и сыворотки 1 :40;
- температура окружающей среды культивирования 20±2 °С;
- периодичность замены среды культивирования - 24-26 часов.
Перед внесением кефирного грибка сыворотку пастеризовали при температуре 72-76 °С с выдержкой 20 секунд, охлаждали до температуры 20±2 °С. Ежедневно определяли кислотность подготовленной для культивирования среды (пастеризованная подсырная сыворотка трех видов) для того, чтобы учитывать нарастание кислотности [6].
Контроль прироста биомассы кефирных грибков проводили взвешиванием с периодичностью семь дней в течение месяца. Результаты представлены в таблице 1 и на рисунке.
Таблица 1
Нарастание биомассы кефирного грибка на протяжении эксперимента
Период культивирования, недели Масса кефирного грибка в средах культивирования, г
натуральная обезжиренная обезжиренная соленая
На начало опыта 10,00±0,21 10,00±0,22 10,00±0,21
1 20,21±0,90 18,81±0,11 16,56±1,00
2 30,14±0,91 28,11±0,42 22,78±0,13
3 40,90±0,37 36,25±0,08 28,98±0,50
4 51,70±0,16 44,39±0,05 35,66±0,12
0 12 3
Период культивирования, недель
□ натуральная
]обезжиренная □ обезжиренная соленая
Нарастание массы кефирного грибка, культивированного в различных средах
Прирост массы кефирного грибка в среднем за неделю составил в натуральной сыворотке 53 %,
в обезжиренной несоленой - 47 %, в обезжиренной соленой соответственно 38 %. Наибольший прирост за месяц (в 5,2 раза) наблюдался в партии с натуральной сывороткой, несколько ниже (в 4,5 раза) - в среде с обезжиренной сывороткой. Увеличение массы грибка, культивированного в обезжиренной соленой сыворотке, было минимальным, но и здесь отмечен прирост в 3,6 раза.
Нами был проведен анализ среды после суточного культивирования кефирного грибка по органо-лептическим (цвет, запах, консистенция) и физико-химическим (титруемая кислотность, массовые доли влаги, сухих веществ, жира) показателям в трех повторностях.
Цвет всех трех видов сыворотки - от светло-зеленого до светло-желтого, запах - чистый, кисловатый, свойственный молочной сыворотке, консистенция - однородная жидкость с наличием хлопьев, без посторонних примесей. Результаты физико-химических исследований представлены в таблице 2.
Таблица 2
Физико-химические показатели среды после культивирования
Показатели Подсырная пастеризованная сыворотка
натуральная обезжиренная соленая обезжиренная
Массовая доля, %: Влага 93,58±0,60 95,12±0,26 91,68±0,64
Белок 1,17±0,04 0,86±0,01 1,05±0,09
Молочный жир 0,49±0,07 0,05±0,01 0,05±0,01
Лактоза 3,96±0,15 3,11±0,45 4,46±0,34
Зола 0,80±0,19 0,86±0,21 2,28±0,09
Сухое вещество 6,42±0,60 4,88±0,26 7,94±0,64
СОМО 4,76±0,67 3,97±0,26 6,74±0,64
Кислотность, °Т 53,00±0,71 49,17±0,74 48,17±0,89
Плотность, кг/м3 1023,4±0,31 1023,4±0,92 1028,6±0,50
По отношению к изначальной сыворотке во всех средах незначительно увеличилось процентное содержание влаги. Массовая доля молочного жира осталась неизменной. Уменьшилось общее количество сухого вещества, а также СОМО, белка, лактозы, золы. Понизилась плотность, но при этом увеличилась кислотность за счет того, что наименее устойчивые компоненты молочной сыворотки подвергаются ферментативному гидролизу в результате
60
50
40
с 30
20
10
0
4
действия молочнокислых бактерий. В результате повышается титруемая кислотность, снижается рН, повышается мутность сыворотки.
По полученным результатам можно сделать вывод, что кислотность сыворотки трех видов (натуральная, обезжиренная, обезжиренная соленая) соответствовала показателям, при которых наблюдается наиболее стремительное нарастание биомассы кефирного грибка (10-12 °Т). Также ежедневно нами проверялась титруемая кислотность сыворотки после культивирования [7]. Анализ полученных данных нами представлен за первую неделю, а не за все время эксперимента. Это связано с тем, что результаты по титруемой кислотности среды за все время культивирования биомассы кефирного грибка были почти одинаковыми (табл. 3).
Таблица 3
Кислотность среды после культивирования,°Т
Повторность анализа Вид используемой сыворотки
натуральная обезжиренная обезжиренная соленая
1-я неделя:
1 день 53,00 52,00 48,50
2 день 54,00 53,00 49,50
3 день 56,00 48,00 48,17
4 день 54,00 48,00 48,17
5 день 50,00 48,00 48,00
6 день 51,50 49,17 48,00
7 день 52,00 49,50 48,00
В среднем
за сутки: 52,93±0,80 49,71±0,83 48,43±0,22
Как видно из таблицы 3, наибольший прирост титруемой кислотности наблюдается в натуральной сыворотке, наименьший - в обезжиренной соленой. На наш взгляд, это связано с тем, что натуральная сыворотка имеет более высокое содержание сухих веществ по отношению к остальным видам сыворотки, что увеличивает кислотность среды при культивировании биомассы кефирного грибка.
Содержание в обезжиренной соленой сыворотке 1,5 % поваренной соли антагонистически сказывается на развитии биохимических процессов при выращивании кефирного грибка, тем самым снижается кислотность среды.
Таким образом, сыворотку всех видов можно использовать в качестве среды для культивирования биомассы кефирного грибка, который может применяться для производства заменителей цельного молока для других кормовых средств в животноводстве.
Ш
1. Зимичев А. В., Зипаев Д. В. Кефирные грибки и закваски на их основе // Молочная промышленность. 2007. № 8. С. 34-35.
2. Зипаев Д. В., Зимичев А. В. Новый сыр на основе кефирных грибков // Переработка молока. 2008. № 11. С. 48-49.
3. Зипаев Д. В., Руденко Е. Ю., Зимичев A. B. От чего зависит состав кефирных грибков // Молочная промышленность. 2008. № 3. С. 56-60.
4. Кабанова Т. В., Перевозчиков А. И. Влияние давления газообразного азота на санитарно-гигиенические и технологические свойства молока коров // Вестник Марийского государственного университета. 2009. № 4. С. 125-129.
5. Козырева И. И., Кабисов Р. Г., Цугкиев Б. Г. Свойства микроорганизмов, выделенных из кефирного грибка // Молочная промышленность. 2009. № 3. С. 60-61.
6. Шувалова Е. Г., Долгорукова М. В. Рост массы кефирного грибка в зависимости от среды культивирования // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения: материалы Междунар. науч.-практ. конф. Вып. 11 / Мар. гос. ун-т. Йошкар-Ола, 2009. С. 329-330.
7. Шувалова Е. Г., Долгорукова М. В. Кислотность сыворотки после культивирования кефирного грибка // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения: материалы Междунар. науч.-практ. конф. Вып. 12 / Мар. гос. ун-т. Йошкар-Ола, 2010. С. 298-299.
1. Zimichev A. V., Zipaev D. V. Kefirnye gribki i zakvaski na ikh osnove // Molochnaya promyshlennost'. 2007. № 8. S. 34-35.
2. Zipaev D. V., Zimichev A. V. Novyy syr na osnove kefir-nykh gribkov // Pererabotka moloka. 2008. № 11. S. 48-49.
3. Zipaev D. V., Rudenko E. Yu., Zimichev A. B. Ot chego zavisit sostav kefirnykh gribkov // Molochnaya promyshlennost'. 2008. № 3. S. 56-60.
4. Kabanova T. V., Perevozchikov A. I. Vliyanie davleniya gazoobraznogo azota na sanitarno-gigienicheskie i tekhnologi-cheskie svoystva moloka korov // Vestnik Mariyskogo gosu-darstvennogo universiteta. 2009. № 4. S. 125-129.
5. Kozyreva I. I., Kabisov R. G., TSugkiev B. G. Svoystva mikroorganizmov, vydelennykh iz kefirnogo gribka // Molochnaya promyshlennost'. 2009. № 3. S. 60-61.
6. Shuvalova E. G., Dolgorukova M. V. Rost massy kefirnogo gribka v zavisimosti ot sredy kul'tivirovaniya // Aktual'nye voprosy sovershenstvovaniya tekhnologii proizvodstva i pererabotki produktsii sel'skogo khozyaystva: Mosolovskie chteniya: ma-terialy Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. Vyp. 11 / Mar. gos. un-t. Yoshkar-Ola, 2009. S. 329-330.
7. Shuvalova E. G., Dolgorukova M. V. Kislotnost' syvorotki posle kul'tivirovaniya kefirnogo gribka // Aktual'nye voprosy so-vershenstvovaniya tekhnologii proizvodstva i pererabotki produktsii sel'skogo khozyaystva: Mosolovskie chteniya: materialy Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. Vyp. 12 / Mar. gos. un-t. Yoshkar-Ola, 2010. S. 298-299.
E. G. Shuvalova, M. V. Dolgorukova Mari State University, Yoshkar-Ola
Rational use of secondary raw milk for culturing kefir fungus
The article presents the results of experiments on the cultivation of kefir grains in cheese whey with the purpose of rational use of secondary raw milk and biomass production of kefir fungus for its further use in animal husbandry. Getting whey and culturing kefir fungus were performed in the laboratory of the Department of technology of meat and dairy products FGBOU VPO «Mari state University».
Positive results were obtained on 3 kinds of cheese whey (natural, defatted, whether salty), there has been a rapid increase in biomass kefir fungus. The serum of all kinds can be used as a medium for the cultivation of biomass kefir fungus, which can be used for the production of milk replacers for other forage resources in livestock production.
Keywords: Kefir grains, cheese whey, secondary raw milk, cultivation, biomass kefir fungus, the environment for cultivation.
