CC BY
77
ТЕХНОЛОГИЯ продовольственных продуктов
33
УДК 579.8
Исследование заквасочных культур для получения творожной сыворотки с улучшенными органолептическими показателями
М. С. СЕСЬКИН1, д-р техн. наук Ю. Г. БАЗАРНОВА2
[email protected], [email protected]
Санкт-Петербургский государственный торгово-экономический университет 194021, Санкт-Петербург, Новороссийская ул., 50
Объемы сыворотки, вырабатываемой в молочной промышленности, достигают 90 % от объема молока, перерабатываемого на творог, сыр и казеин. Молочная сыворотка обладает высокой биологической ценностью. Устранение специфического оттенка вкуса и запаха творожной сыворотки возможно путем внесения в исходное молочное сырье специально подобранных ферментов и культур микроорганизмов. В работе приведена информация о составе одноштаммовых и многоштаммовых заквасок и условиях получения сквашенного продукта, а также описаны преимущества использования прямых заквасок (DVS, Direct Vat Set). Приведены результаты исследований биохимических показателей заквасок прямого внесения производства Христиан Хансен (Германия): CHN-22, CHN-11 и CHN-19, содержащих смеси множественных штаммов Lactococus Lactis subsp. cremoris, Lactococus Lactis subsp. lactis, Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris и Lactococus Lactis subsp. Diacetylactis. Закваски активировали путем внесения в пастеризованное обезжиренное молоко (при температуре 95 °С с выдержкой 20-30 мин) после его охлаждения до температуры 30 °С. Установлено, что при рН 3 протеолитическая активность активированной закваски CHN-19 существенно выше, чем образцов заквасок CHN-11 и CHN-22. Показано влияние исследуемых заквасок на химический состав и органолептические показатели творожной сыворотки после отделения сгустка, а также выход в сыворотку основных компонентов исходного сырья. Установлено, что выход сывороточных белков после отделения сгустка составил от 80,0 до 81,7%; лактозы — от 88,8 до 90,9%, а минеральных веществ — от 84,4 до 87,0%, что свидетельствует о высокой пищевой ценности полученной сыворотки. Получены результаты исследований химического состава образцов творожной сыворотки, полученных с использованием исследуемых DVS культур, на ультразвуковом анализаторе молока «Клевер-2М». Обоснован выбор заквасочной культуры прямого внесения CHN-19 для получения творожной сыворотки с улучшенными органолептическими показателями. Полученная сыворотка может быть использована в качестве основ для маринадов, рассолов и белково-жировых эмульсий в технологии мясных и рыбных продуктов. Ключевые слова: творожная сыворотка, улучшенные органолептические показатели, закваски прямого внесения, DVS-культуры, биохимические свойства сыворотки.
Информация о статье
Поступила в редакцию 20.11.2015, принята к печати 20.04.2016 doi: 10.21047/1606-4313-2016-15-2-33-37 Ссылка для цитирования
Сеськин М. С., Базарнова Ю. Г. Исследование заквасочных культур для получения творожной сыворотки с улучшенными органолептическими показателями // Вестник Международной академии холода. 2016. № 2. С. 33-37.
Starter cultures for obtaining curd whey with improved organoleptic properties
M. S. SESKIN1, D. Sc. J. G. BAZARNOVA2
[email protected], [email protected]
St.-Petersburg Commercial-Economic University 194021, Russia, St. Petersburg, Novorossiyskaya str., 50
Whey produced in dairy industry amounts up to 90% of milk processed into curd, cheese and casein. It is of high biological value. Deflavoring and deodorizing of curd whey can be made by means of adding specially selected enzymes and microorganisms to the raw milk. The article concerns the composition of single-strain and multiple-strain starters, conditions of thefermented product obtaining, and also describes the benefits of using direct starters (DVS, Direct Vat Set). The results of biochemical indicators' analyses for produced by Cr.Hansen (Germany) CHN-22, CHN 11 and CHN-19 starter cultures of direct introduction containing a mixture of Lactococus Lactis subsp. cremoris, Lactococus Lactis subsp. lactis, Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris and Lactococus Lactis subsp. Diacetylactis strains are shown. Starters were activated by their inoculation into pasteurized skim milk (at the temperature of 95° С and with exposure time of 20-30
min), then the milk was cooled to 30 °C. AtpH 3 proteolytic activity of CHN-19 activated starter is shown to be much higher than the one of CHN-11 u CHN-22. The effect of starters on the chemical composition and organoleptic characteristics of cheese whey after separation of curd as well as the yield of the main components from the original raw materials into whey is shown. The yield of whey protein after separation of curd is found to be from 80.0 o 81.7%; the one of lactose — from 88.8 to 90.9%, and of the minerals — from 84.4 to 87.0%; that proves high nutritional value of the obtained whey. The results of chemical composition analyses for the samples of cheese whey obtained with DVS cultures under investigation at Klever-2M ultrasonic milk analyzer are shown. The choice of CHN-19 starter introduction of direct entering to obtain curd whey with improved organoleptic properties and its further use in food technology is substantiated The obtained whey can be used as a base for pickles, brines and protein-fat emulsions in meat andfish processing.
Keywords: curd whey, improved organoleptic properties, starters of direct introduction, DVS-cultures, biochemical properties of whey.
Основным отходом молочной промышленности является сыворотка, которая получается в результате переработки цельного и обезжиренного молока на сыр, творог и технический казеин. По данным Международной молочной федерации около половины сыворотки не используется вообще, что требует дополнительных затрат на защиту природы. На сегодняшний день финансовые потери только на утилизацию сливаемой сыворотки на очистных сооружениях России оцениваются в 12-15 млрд руб. в год [1, 2].
Молочная сыворотка обладает высокой биологической ценностью, благодаря наличию растворимых белков молока, лактозы, высоко эмульгированного молочного жира, макро-, микро- и ультрамикроэлементов. Сывороточные белки характеризуются оптимальным набором и сбалансированностью аминокислот, содержащих серу и других жизненно необходимых аминокислот (цистеина, лизина, метионина, гистидина, триптофана и др.) [2, 3].
Молочную сыворотку, полученную от кислотного свертывания молока в результате накопления молочной кислоты (результат сбраживания лактозы), называют кислой или творожной [3].
К факторам, сдерживающим мероприятия по утилизации сыворотки, относятся ее неудовлетворительные органолептические свойства и высокая удельная себестоимость традиционных способов переработки [4, 5].
Устранение специфического оттенка вкуса и запаха творожной сыворотки возможно путем внесения в исходное молочное сырье специально подобранных ферментов и культур микроорганизмов [2, 7].
Ключевую роль в обеспечении качества кисломолочных продуктов, в том числе творога, играют заквасочные культуры. При подборе культур для заквасок придерживаются следующих требований, таких как вкус, консистенция конечного продукта (от крупитчатой до смета-нообразной), активность кислотообразования, фагорези-стентность штаммов (устойчивость к бактериофагам), способность к синерезису, образованию ароматических веществ сочетаемость штаммов (без антагонизма между культурами) наличие антибиотических свойств [8, 9].
В табл. 1 приведена информация о составе бактериальных и смешанных заквасок и условиях получения сквашенного продукта.
В настоящее время широкое распространение получили закваски прямого внесения или так называемые стартерные культуры DVS — Direct Vat Set (непосредственное внесение чистых культур в перерабатываемое молоко), которые позволяют полностью исключить приготовление заквасок.
К преимуществам DVS культур перед заквасками, получаемыми путем пересадок относятся:
— наименьший риск заражения посторонней микрофлорой;
Таблица 1
Основные виды заквасок для производства кисломолочных продуктов
Закваски Микроорганизмы Продукты Температура сквашивания t, °С
Бактериальные
Мезофильные молочнокислые стрептококки Lac. lactis, Leu. cremoris, Lac. cremoris, Lac. diacetylactis Творог, сметана, простокваша 20-30
Термофильные молочнокислые бактерии Str. thermophilus, Lbm. bulgaricum, Lbm. acidophilum, Lbm. helvtticum, Lbm. lactis Мечниковская и южная простокваши, ряженка, ацидофилин 40-45
Смешанные
Бактериально-грибковые Lac. lactis, Lbm. buchntri, Lbm. acidophilum, дрожжи Saccharomyces lactis Кефир, кумыс 18-22
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕнных продуктов
35
° 50
15 40
Время, час
рН
Рис.1.Динамика кислотонакопления впроцестеллвашиваниямолокаОМБ культурами: 1 — К-19; 2 — К-11; 3 — К-22
Рис. 2. Протеолитическая активность активированных ОУЧваквнсок вусловияхразличных значений кислотности среды: 1 — К-19; 2 — К-11; 3 — К-22
— высокая активность;
— отсутствие риска загрязнения бактериофагом;
— постоянство состава (не нарушается соотношение между штаммами);
— подавление посторонней микрофлоры в процессе ферментации.
Как показывает накопленный в промыш ленрости опыт, DVS-культуры обеспечивают хорошее качество сгустка на молоке с пониженными качественнымиха°ак-теристиками, например, в зимне-весенний период[9-11].
Целью настоящей работы являлось исследование биохимических показателей заквасок прямого внесения (РУБ) и их влияния на химический состав и органолепти-ческие показатели [6] творожной сыворотки после отделения сгустка, а также выход в сыворотку основных ком -понентов исходного сырья.
В качестве объектов исследования испо льзовали цельное коровье молоко зимней выработки из фермерского хозяйства Ломоносовского района Ленинградской области, а также лиофилизованные РУБ-культуры прямого внесения производства компании Христиан Хансен (Германия): СН№22, СН№11 и СН№19, содержащие смеси множественных штаммов Lactococus Lactis cremoris, Lactococus Lactis lactis, Leuconostoc
mesenteroides cremoris и Lactococus
diacetylactis.
Закваски активировали путем внесения в пастеризованное обезжиренное молоко (при температуре 95 °С
свыдержкойИО-ЗО мин) по еле еоолхлаоедееиядотем-педаоерыЗИ "И.
На рис. 1 приведены результаты исследований динам акикис лотонакопления при активировании заква-сочных культур СН№22, СНШ1 и СН№19 (К-11, 19 и 22) в теченииЮ ч прииаинкратдреа°-С.
Клкулдгапо1 иссиеновадейевидеоемелтдуют,етоарое цесс кислотонакопления во всех трех образцах активи-роетн-ыи закваоочных ддльоди щю текает п-ылcокecки одинакоол.
Результаты исследования протеолитической актив-доcеиaктилддеоонкыx заелреок - услоьиях разлочных значениях активной кислотности среды представлены на°ис. 1.
Усла-иалено, лтеприеН 3 г^р^е^еилотендткг^д^ адвив-ность активированной закваски СИ№19 существенно выше,тем образеюд заовасвиСН!0-!! имHNе22.Паичтам нaеPcщешеeс-счeниeеатcтклитчсеолеeтcтвyeт пнимер -ному интервалу рН от 2,5 до 3,5.
Ранее нами были проведены исследования химического состава свежей творожной сыворотки, полученной из разных партий молока в зимний и летний периоды. Установлено, что в зависимости от сезона выработки, содержание сухих веществ в сыворотке варьирует от 5,7 до 6,8%, а белка — от 1,0 до 3,4%. Значения титруемой кислотности варьировалось от 50 до 58 °Т, а содержание ионизированного кальция — от 51,2 до 70,5 мг/л [11].
70
7
6
60
5
4
30
20
10
0
0
Таблица 2
Химический состав исследуемых образцов творожной сыворотки
Таблица 3
Влияние заквасок на выход основных компонентов молока в творожную сыворотку, %
Показатели Наименование заквасок
СН№11 СНМ-19 СНМ-22
Белок, % 2,80 2,82 2,86
Вода, % 0,00 0,00 0,00
Лактоза, % 4,13 4,17 4,23
Минеральные вещества, % 0,65 0,66 0,67
Плотность, г/мл 28,75 29,08 29,54
Титруемая кислотность, °Т 49,6 50,3 53,3
Выход основных компонентов молока СНК-11 СНМ-19 СНМ-22
в сыворотку
Белок 80 80,5 81,7
Выход по лактозе 88,8 89,6 90,9
Выход по минеральным веществам 84,4 85,7 87,01
Отсутствие запаха - К-19 К-1 К-22
Рис. 3. Органолептические профили творожной сыворотки, полученной с использованием DVS культур
В табл. 2 (см. стр. 35) приведены результаты исследований химического состава образцов творожной сыворотки, полученных с использованием исследуемых DVS культур, на ультразвуковом анализаторе молока «Клевер-2М».
Влияние заквасок на выход основных компонентов молока в творожную сыворотку показано в табл. 3 (см. стр. 35).
Таким образом, выход сывороточных белков после отделения сгустка составил от 80,0 до 81,7%; лактозы — от 88,8 до 90,9%, а минеральных веществ — от 84,4 до 87,0%, что свидетельствует о высокой пищевой ценности полученной сыворотки.
На рис. 3 показаны органолептические профили творожной сыворотки, полученной с использованием зак-васочных культур CHN-11, 19 и 22.
Установлено, что наилучшие органолептические показатели характерны для сыворотки, полученной при сквашивании молока заквасочной культурой CHN-19.
Таким образом, на основании проведённых исследований обоснован выбор заквасочных культур прямого внесения (DVS) для получения творожной сыворотки с улучшенными органолептическими показателями.
Установлено, что закваска CHN-19 отличается от других более высокой протеолитической активностью и выходом сгустка, а также способствует формированию наилучших органолептических показателями сыворотки. Полученная сыворотка может быть использована в качестве основ для маринадов, рассолов и белково-жировых эмульсий в технологии мясных и рыбных продуктов.
Список литературы
1. Базарнова Ю. Г., Сеськин М. С. Применение творожной сыворотки в рецептурах маринованных мясных изделий // Материалы Научной школы-семинара для молодых ученых «Качество и безопасность продукции: проблемы и пути решения» — СПб.: ЛЕМА, 2014, С. 128-131.
2. Евдокимов И. А., Храмцов А. Г., Нестеренко П. Г. Современное состояние и перспективы переработки молочной сыворотки // Молочная промышленность. 2008. № 11. С. 36-43.
3. Храмцов А. Г. Молочная сыворотка. — М.: Агропромиздат, 1990. 240 с.
4. Зобкова З. С. Использование функциональных пищевых ингредиентов творожной сыворотки // Молочная промышленность. 2007. № 3. С. 44-46.
5. Крусь Г. Н., Храмцов А. Г., Волокитина З. В. Технология молока и молочных продуктов. — М.: Колос, 2004. 456 с.
6. Шидловская В. П. Органолептические свойства молока и молочных продуктов. М.: Колос, 2000. — 280 с.
7. Федотова О. Б, Шепелева Е. В. Повышение качества молочной продукции // Молочная промышленность. 2004. № 2. С. 39-40.
8. Приданникова И. А, Елизарова В. В. Закваски прямого внесения и ингредиенты для производства кисломолочных продуктов // Молочная промышленность. 2004. № 2. С. 3233.
9. Голубева Л. В., Долматова О. И., Бандура В. Ф. Творожные продукты функционального назначения // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2015. № 2 (64). С. 98-102.
10. Hansen, E. Commercial bacterial starter cultures for fermented foods of the future // Int. J. Food Micr. N 78 (2002) 119-131. http://dx.doi.org/10.1016/S0168-1605 (02) 00238-6.
11. Vera, A. (2011) Etude de l'écosystème levain de panification. Incidence de l'échelle de fermentation sur la composition physico-chimique et microbiologique des levains. Ph. D. Dissertation, University Claude Bernard Lyon 1, Lyon.
12. Базарнова Ю. Г., Черников Е. М, Сеськин М. С. Влияние молочной сыворотки на функционально-технологические показатели мяса птицы // Материалы 6-й МНТК «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке». — СПб.:НИУ ИТМО, 2013. C. 361-363.
References
1. Bazarnova Y. G., Ses'kin M. S. The use of cheese whey in the formulations of marinated meat products. Materials Science Summer School for Young Scientists «The quality and safety of products: problems and solutions», St. Petersburg, LEMA, 2014, p. 128-131. (in Russian)
2. Evdokimov I. A., Khramtsov A. G., Nesterenko P. G. Current state and prospects of processing whey. Molochnaya promyshlennost'. 2008. No 11. p. 36-43. (in Russian)
3. Khramtsov A. G. Milk serum. Moscow, Agropromizdat, 1990. 240 p. (in Russian)
4. Zobkova Z. S. The use of functional food ingredients cheese whey. Molochnaya promyshlennost'. 2007. No 3. p. 44-46. (in Russian)
5. Krus' G. N., Khramtsov A. G., Volokitina Z. V. Technology of milk and dairy products. Moscow, Kolos, 2004. 456 p. (in Russian)
6. Shidlovskaya V. P. The organoleptic properties of milk and dairy products. Moscow, Kolos, 2000. 280 p. (in Russian)
7. Fedotova O. B, Shepeleva E. V. Improving the quality of dairy products. Molochnaya promyshlennost'. 2004. No 2. p. 39-40. (in Russian)
8. Pridannikova I. A, Elizarova V. V. Sourdough direct inoculation and ingredients for the production of dairy products. Molochnaya promyshlennost'. 2004. No 2. p. 32-33. (in Russian)
9. Golubeva L. V., Dolmatova O. I., Bandura V. F. Cottage cheese products functionality. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo
ТЕХНОЛОГИЯ продовольственных продуктов
37
uni-versiteta inzhenernykh tekhnologii. 2015. No 2 (64). p. 98102. (in Russian)
10. Hansen, E. Commercial bacterial starter cultures for fermented foods of the future. Int. J. FoodMicr. N 78 (2002) 119-131. http://dx.doi.org/10.1016/S0168-1605 (02) 00238-6.
11. Vera, A. (2011) Etude de l'écosystème levain de panification. Incidence de l'échelle de fermentation sur la composition
physico-chimique et microbiologique des levains. Ph. D. Dissertation, University Claude Bernard Lyon 1, Lyon. 12. Bazarnova Y. G., Chernikov E. M., Ses'kin M. S. Influence of whey in the functional and technological characteristics of meat poultry // Proceedings of the 6th IRTC «Low-temperature and food technologies in the XXI century.» SPb.: NIU ITMO; 2013. P. 361-363. (in Russian)
БЕЛОРУССКАЯ АГРОПРОМЫШЛЕННАЯ НЕДЕЛЯ
