CC BY
31
УДК 637.3
Овчарук О.В. ©
Подтъсъкыы державный аграрно-техтчний ушверсытет
ВИБ1Р ЗАКВАШУВАЛЬНО! М1КРОФЛОРИ ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА
РОЗСОЛЬНИХ СИР1В
Проведено пор1внялъну ощнку бактер1алъных культур за комплексом технолог1чных, м1кробюлог1чных та бюх1м1чных показнытв, важливих у выробныцтв1 розсолъних сыр1в. Встановлено перевагу використання для виготовлення брынзы бакпрепарат1в термофмъных лактобактерш та мжрофлоры кеф\рных грыбтв. Досл\джено, що наылтшым е бактер1алъныы концентрат торговог маркы «Ватъео» (Дашя), що мжтытъ термофмът стрептококы та болгарсъку палычку.
Ключое1 слова: бактер1алъныы препарат, брынза, втът амтокыслоты, пептыды, смако-ароматычш речовыны, д1ацетыл, летю оргатчт кыслоты,тытрована кыслотшстъ, рН.
Першорядними питаниям у виробництв1 будь-якого ферментованого продукту е виб1р ефективних заквашувальних культур. Саме мшрофлора заквашувальних культур визначае специф1чш ф1зико-х1м1чш, органолептичш властивост1, забезпечуе безпеку споживання та збереження якюних характеристик упродовж збер1гаиия.
Використання активних заквашувальних культур у виробництв1 сиру, зокрема бринзи, дае змогу отримати продукт з типовими властивостями та постшно високо1 якостг Завдяки !м можна контролювати бюх1м1чш та ферментативш процеси пщ час визр1вання та спрямувати 1х у бажаному напрям1 [1-2].
На сучасному етат сироробства широкого застосування набуло використання культур прямого внесения, як1 забезпечують високий р1вень стандартизаци процесу ферментування та якост1 готового продукту. Особливим попитом користуються бактер1альш препарата, що м1стять лактобацили, яю здатш до штенсивного нагромадження низькомолекулярних азотовмкних сполук, оскшьки протеол1тичш процеси е домшуючими у формуванш смакових нот сиру. Цд мшрооргашзми е активними антагошстами щодо сторонньо! мжрофлори, забезпечуючи висою саштарно-епщемюлопчш показники продукту [3-4].
Вщомо, що ефектившсть бактер1альних заквасок визначаеться вмютом життездатних кл1тин, 1хньою стшюстю до несприятливих умов, обумовлених технолопею виробництва продукту.
Тому пщб1р заквашувального препарату для розсольних сир1в, вивчення його технолопчних показниюв та бюх1м1чно! активное^, важливих для
© Овчарук О.В., 2012
335
функцюнування тд час технолопчного процесу виробництва продукту е актуальным питаниям.
Метою роботи був пошук бактер1альних препараив з високою бюлопчною актившстю для виробництва бринзи.
Методика дослвджень. Для оцшки основних характеристик бактер1альних препараив були використаш стандарта! та спещальш мжробюлопчш та бюх1м1чш методи. Протеол1тичну актившсть бактер1альних культур оцшювали теля осадження бшку за вмктом вшьних амшокислот \ низькомолекулярних пептид1в, що визначали за колориметричними методами (шгщриновим, Хулла та Бредфорда) [5-6]. Р1вень утворення д1ацетилу \ летких оргашчних кислот -теля дистиляци з водяною парою [7]. Кшьюсть азотовмюних сполук у сироватщ визначали за методом Лоур1 [8]. Синерезис молочних згустмв - за кшькктю вщдшено! сироватки теля центрифугування (1000 оберт1в/хв впродовж 15 хв). Чисельтсть молочнокисло! мжрофлори - згщно з ГОСТ 10444.11-89.
Результати дослщжень. Оцшку бактер1альних культур та !хт переваги для виробництва бринзи здшенювали за його бюлопчними та технолопчними характеристиками: протеол1тичною активтетю, здатшетю до нагромадження ароматичних сполук, молокозещальною актившстю, солестшкютю, синеризису згустку.
Оскшьки в Укра!ш асортимент заквашувальних препарата для виробництва розеольних сир1в представлений лише евгговими компашями, а в!тчизняш бакпрепарати, на жаль, взагал! вщеутш, для пор1вняльних дослщжень було взято бактер1альш культури, переважно ¿мпортного виробництва (11тал1я, Дашя, Болгар1я) з р!зномаштним видовим складом гомо-та гетероферментативним типом бродшня. Млкрофлора цих препарата була представлена мезофшьними та термофшьними молочнокислими мжрооргашзмами вид1в L. lactis, L. cremoris, L. diacetilactis, L. casei, S. thermophilus, L. helveticus, L. bulgaricus (табл. 1).
Водночас було перев1рено ефектившеть в1тчизняних бактер1альних препарата для виробництва бринзи з1 мезофшьною мкрофлорою (вар1анти №12), що застосовують у виробництв! кисломолочного сиру та твердих сичужних сир1в. Як один з вар!анта було взято бакконцентрат кеф1рних грибюв в1тчизняного виробництва (№3-4). Виб1р ще! культури був здшенений на основ! л1тературних даних, а саме за евщченнями росшських вчених кеф1рна закваска е привабливою бактер1альною культурою у технолог!! бринзи [10]. У результат! додавання гомогешзату б!омаси кеф!рних грибк!в пол!пшуються органолептичш та ф!зико-х!м!чн! показники сиру, продукт максимально збагачуеться вм!стом незам!нних амшокислот, ¿, зрештою, п!двищуеться харчова, в т.ч. бюлопчна та енергетична цшност! продукту. Загальна чисельн!сть лактофлори уах бактер!альних культур коливалася в межах 1-1010- 1-1011 КУО/см3.
336
Таблиця 1.
Характеристика бактер1альних препаратов_
Назва бакпрепарату Зовшшнш вигляд та кол1р Масова частка вологи, % Склад мжрофлори
1. АЬБЛ МПЯ (Украша) Сипучий порошок без стороншх включень з темно-кремовим вщпнком 5,0 Ь. ¡ссНь, Ь. сгетопь, Ь. ёшсеиШсЫь
2. АЬБЛ МПЯ «Актив» (Украша) Однорадна порошкоподабна маса з темно кремовим ввдтшком 5,0 Ь. ¡ссНь, Ь. сгетопь, Ь. ШссеШосйь, Ь. ссье1
3. АЬБЛ МК-01 (30°С) (Украша) Однорадна порошкоподабна маса з темно-кремовим ввдтшком 5,0 Мжрофлора кеф1рних грибшв (мезофшьш гомо- та гетерофермента-тивш лактококи, термофшьш стрептококи, мезофшьш та термофшьш лактобацили, др1ждга та оцговокисл1 бактерп)
4. АЬБЛ МК-01 (37°С) (Украша) Однорадна порошкоподабна маса з темно-кремовим ввдтшком 5,0
5. Бакои Biotecnologie 8г1. (1тал1я) Одноршна гранульована маса бшого корьору 5,0 X (ИегторИНиь, Ь. Ие1уе^сиь, Ь. Ьи^спст
6. СИг. Нспьеп (Дашя) Одноршна гранульована маса бшого корьору 5,0 Б. (ИегторИНиь
7.«Остьсо» (Дашя) Сипучий порошок без стороншх включень з темно-кремовим ввдтшком 5,0 Ь. ШссеШосйь
8. «Бстьсо» (Дашя) Сипучий порошок без стороншх включень з темно-кремовим ввдтшком 5,0 Ь. ¡ссНь, Ь. сгетопь, Ь. ШссеШосйь, Ьеисопоьо
9. "Еко-ком" (Болгаргя) Сипучий порошок без стороншх включень з темно-кремовим ввдтшком 5,0 Ь. ссье1 БиЬБр. гИстпоьш
10. «Бстьсо» (Дашя) Сипучий порошок без стороншх включень з темно-кремовим ввдтшком 5,0 Б. (ИегторИНиь, Ь. Ьи^спст
Технолопчш властивосп обстежених бактер1альних культур подано у табл. 2. Серед проанал1зованих бактер1альних культур нижчою молокозсщальною актившстю (МЗА), характеризувалися бактер1альш препарати з мезофшьною мкрофлорою (табл. 2).
Ус1ма бактер1альними препаратами заквашували молоко у кшькост1 10 г/т, як рекомендовано виробниками для виробництва розсольних сир1в. Бактер1альш культури №5,6,10, що мютять термофшьну лактофлору, активно сквашували молоко за 7,5-8,5 год. Водночас зсщання молока культурами, до яких залучено мезофшьш бактерп, вщбувалося значно повшьшше - до 11-14 год.
337
Таблиця 2.
Технолопчт властивосл бактер1альних культур_
№ бакпрепарату МЗА, рН, од Титрована Синерезис,
год кислотшсть, °Т %
№1 11,0±0,1 4,80±0,01 68±1 40
№2 12,5±0,1 4,95±0,03 62±1 40
№3 11,0±0,1 4,78±0,01 68±0,5 42
№4 7,5±0,1 4,69±0,01 72±0,5 42
№5 7,5±0,1 4,65±0,01 70±1 35
№6 7,0±0,1 4,64±0,01 68±0,5 41
№7 11,0±0,1 4,93±0,05 58±1 42
№8 9,5±0,1 4,58±0,03 76±1 41
№9 11,5±0,1 4,74±0,04 64±1 38
№10 8,5±0,1 4,70±0,03 79±1 42
Заквашувальш культури для кеф1ру сквашували молоко за двох температурних режим1в: 30 °С та 37 °С. Зсщання молока за температури 37 °С бактер1альним препаратом, призначеного для виробництва кеф1ру, спостер1гали на 3,5 год рашше в пор1вняш з таким, що утворював згусток за температури 30°С. Молокозсщальна актившсть останнього склад ал а 11 год. Очевидно, що прискорення сквашування молока вщбуваеться за рахунок актив1заци розвитку за оптимально! температури термофшьних стрептокоюв та молочнокислих паличок. Ц1 даш пщтверджуються також вищими значениями титровно! кислотност1 та р1вня рН ферментованого молока за температури - вщповщно 72 °Т I 4,69 од. Позитивним моментом е те, що вам термофшьним культурам, взятим до анал1зування, було притаманне пом1рне наростання кислотност1. Отже, можна передбачити, що пщ час виробництва продукту не буде загрози неконтрольованого зб1льшення кислотност^ яке може призвести до попршення органолептичних ознак к1нцевого продукту: вщсутност1 пластичност1 та кислого смаку [9].
Пом1чено, що бакпрепарат №8, створений на основ! мезоф1льних лактокок1в (гомо- та гетеро ферментативного типу бродшня) характеризувався високою енерг1ею кислотоутворення. При сквашуванш молока за 9,5 год титрована кислотшсть згустку сягала до 76°Т, активна кислотн1сть - 4,5 од. рН.
Як1сть згустку е одним ¿з важливих фактор1в у сироробствг Сильний синерезис згустку може призвести до втрати з вщшарованою сироваткою значно! к1лькост1 низькомолекулярних оргашчних та м1неральних речовин, що негативно вщобразиться на наступних технолог1чних операщях виробництву продукту, I, зрештою, на виход1 к1нцевого продукту. Утворен1 згустки молока вс1х проанал1зованих заквашувальних культур характеризувалися слабкою здатн1стю до втримування вологи, що задовольняють за цими показниками вимоги до сировар1ння. Про це св1дчить р1вень сенерезу - вщ 35 до 42%.
Позитивш результати отримано щодо р1вня вщходу б1лкових речовин у сироватку, оскшьки цей показник е критер1ем ефективност1 технолог1чного
338
процесу виробництва сиру. Так, теля ферментування молока у сироватщ кшьккть бшкових сполук коливалася вщ
2,3 мг/см3 до 4,9 мг/см3, що е допустимим у виробництв1 цього продукту.
Пщ час вибору заквашувальио! культури для виробництва сиру важливим е визначення И протеол1тичного потенщалу та здатност1 до синтезу ароматичних сполук (летких оргашчних кислот, д1ацетилу) яю вщповщають за формування вщповщного смако-ароматичного букету готового продукту. Здатшсть бактер1альних культур до протеол1зу анал1зували за вмштом азотовмюних сполук у ферментованому ними пастеризованому знежиреному молощ. Результати цих бюх1м1чних дослщжень подано в табл. 3.
Таблиця 3.
Бшх1м1чш показники бактер1альних культур_
Юльшсть розчинних азотовмюних сполук Кшьшсть Вм1ст летких
азотовмюних оргашчних
зк в1льних в1льних низько- сполук у кислот, Вм1ст
циктчних амшокислот, мг/см3 ациктчних амшокислот, мг/см3 молеку-лярних пептид1в, мкг/см3 сироватщ мг/см3 мкекв/100г д1ацетилу, мг/100 г
№1 4,08±0,10 2,73±0,11 1,14±0,17 2,9±0,09 166,7±2,0 0,25±0,02
№2 1,23±0,10 10,75±0,21 9,01±1,00 3,6±0,07 133,3±2,1 0,39±0,01
№3 2,08±0,08 12,75±0,34 8,87±0,75 2,7±0,09 283,3±2,2 0,21±0,01
№4 1,54±0,14 11,36±0,38 7,95±0,09 2,9±0,09 266,66±0,8 0,25±0,02
№5 0,31±0,16 16,66±0,36 4,61±0,21 2,3±0,09 262,00±0,3 0,21±0,02
№6 0,54±0,13 18,59±0,59 7,17±0,18 2,9±0,05 166,66±0.4 0,18±0,02
№7 7,69±0,11 9,30±0,22 7,20±0,24 4,9±0,07 167,7±1,9 0,25±0,01
№8 1,08±0,10 10,40±0,26 5,92±0,22 4,9±0,06 183,3±2,0 0,27±0,02
№9 2,54±0,12 11,00±0,26 6,48±0,09 3,7±0,06 103,3±0,4 0,40±0,02
№10 1,78±0,07 19,66±0,18 5,04±0,11 3,0±0,05 250,0±0,4 0,30±0,02
1з наведених даних видно, що вища здатшсть до протеол1зу була притаманна бакпрепаратам № 2,3,4,5,6,10. Проте найактившшим протеол1том виявилися культура №10, яка накопичувала вшьних амшокислот з ацикл1чною структурою до 19,66 мг/см3. При цьому кшьккть низькомолекулярних пептид1в, що здатш зумовлювати пркоту продукту, була пом1рною \ складала 5,04 мкг/см3.
Це можна пояснити вдалим компонуванням термофшьного стрептокока з1 штамом L. bulgaricus, який вир1зняеться високою протеол1тичною актившетю. Ц1 даш гщш уваги, оскшьки, в майбутньому, пщ час виробництва продукту вона буде призводити до бажаного переб1гу протеол1тичних процеЫв, штенсифжувати процес дозр1вання, а також сприятиме формуванню багатшого смакового "букету" кшцевого продукту. Заквашувальна культура №5, що мктить S. thermophilus, L .helveticus, L. bulgaricus, дещо поступалася за р1внем нагромадження вшьних амшокислот. Однак кшьюсть пептид1в була нижчою 4,61 мкг/см3, пор1вняно з вар1антом №10. Очевидно, це пов'язано не тшьки з р1зним видовим складом, але й особливостями протеол1тичних систем.
339
Вшьш амшокислоти кеф1рних бакпрепарата вим1рювалися у кшькосл 13,0 мг/см3, проте вм!ст пептид1в теж був довол1 високим - до 9,62 мкг/г. На нашу думку, заквашувальна культура змшаного типу для виробництва кеф1ру, що м!стить мкрооргашзми р1зних таксоном1чних груп (молочно-i оцтовокисл1 бактерп, др1ждж1), е також перспективною, оскшьки дозволяе розширити ферментний профшь бактер1ально! композицп, забезпечити стабшьшсть властивостей, i, як наслщок - отримання продукту високо! якостг
Пщ час анал1зу бактер1альних препарата за здатшстю до нагромадження сполук, як1 обумовлюють смак i аромат продукту, високий р1вень утворення летких оргашчних кислот пом1чено у вар1антах №3,4,5,10 завдяки наявност1 у !хньому склад1 продуцента цих сполук. Так, вмкт згаданих речовин теля сквашування молока цими бакпрепаратами, коливався вщ 250 до 283 мкекв/100 г, тод1 як у вар1антах з бактер1альними препаратами з мезофшьною лактофлорою - до 183 мкекв/100 г. Проте р1вень д1ацетилу був дещо бшьшим у заквасках, що мктили гетероферментативш лактококи Lactococcus lactis ssp.lactis biovar diacetilactis. Р1вень д1ацетилу у решти дослщжених культур був також поманим (до 0,30 мг/100 г у №10).
На ефективтсть функцюнування заквашувальних культур пщ час виробництва бринзи мають вплив також i технолопчш чинники, зокрема стад1я И солшня в розеола
Вщомо, що високий BMicT сол1 перешкоджае розвитку м1крооргашзм1в, проте солшня сиру в розсол1 з низькою концентращею сол1 може спричинити пом'якшення сирного ткта з вираженим пропрклим присмаком. Тому пщ час вибору бактер1альних культур увагу придшяли вивченню 1хньо! стшкост1 до дп солг Для цього встановлювали стутнь 1хнього розвитку пщ час ферментування ними середовища. У цих дослщженнях згадаш бакпрепарати культивували у середовищ1 з додатковим внесениям сол1 в д1апазот концентрацш вщ 3% до 6%. Контролем служило аналопчне середовище без солг
Вщношення до сол1 мкрофлори Bcix анал1зованих бакпрепарата було р!зним. Простежено, що 3i збшьшенням концентрацп сол1, чисельтсть кл1тин заквашувально! мкрофлори знижувалася (рис.1).
За концентрацп сол1 3-4% втрати кл1тин були найменшими. Причому, за вм1сту у середовищ1 3-4% сол1 мезофшьт мкрооргатзми заквашувальних препарата характеризувалися вищим ступенем виживання, шж термофшьш. При цьому частка втрачених кл1тин коливалася в межах вщ 24% до 45%. Найбшьш1 втрати кл1тин спостеркали для зразюв №№3,4,5,6,9. Найстшкшою виявилася культура № 10, що мютила термофшьш мкрооргашзми Streptococcus thermophilus та Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus. За концентрацп сол1 5% та 6% виживало найбшьше кл1тин цього препарату - вщповщно, 64 % та 53%.
340
^ 100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Заквашувальш культур и
Н 3% сол1 еэ 4% сол1 Н 5% сол1 □ 6% сол1
Рис.1 .Динамжа розвитку бактер1альних культур шд впливом сол1
Найбшьш чутливою до вах дослщжених концентрацш сол1 виявилася культура №9. Високим ступенем стшкост! до сол1 також характеризувалася культура№1 в д!апазош вщ 3% до 5%, р1вень втрачених кл1тин не перевищував 30%. Проте за концентрацп сол1 6% чисельшсть мжрооргашзм1в знижувалася до 89%.
Слщ зазначити, що мжрофлора кеф1рних грибюв за температури росту 37 °С була дещо стшкшою до дп солг Зафжсовано, що чисельшсть кл1тин за ще! температури виживала на 11% бшьше пор1вняно з температурою культивування кеф1рно! закваски за 30 °С. Також шпбувальний вплив сол1 було встановлено на термофшьш стрептококи бакконцентрату №6. За концентраци сол1 6% чисельшсть кл1тин р1зко спадала I втрати популяци досягали до 93%.
На пщстав! результат дослщжень можна зробити висновок, що бактер1альна культура №10 за основними бютехнолопчними показниками переважае над шшими. Тому можна передбачити, що за традицшного способу солшня в розеол! сиру з використанням цього препарату е можливим збереження заквашувально! мжрофлори бшьше як на половину. Така кшькють лактофлори забезпечить проведения молочнокислого процесу на надежному р1вш.
Висновок.
Проведено комплексш дослщження бактер1альних препараив, перспективних до застосування для виробництва бринзи. Встановлено, що бактер1альний препарат №10 торгово! марки «Damsco» (виробництва Дани) пор1вняно з шшими бакпрепаратами найлшше адаптований до технолог!! виробництва бринзи, характеризуемся високими м!кроб!олог!чними та
341
бюх!м1чними показниками, яю, у майбутньому, пщ час виробництва бринзи, можуть гарантувати nepe6ir технолопчного процесу на надежному piBHi.
Перспективним з позицп технолог!! е також використання кеф1рно1 мкрофлори. Проте ця гшотеза потребуе детальних дослщжень.
Л1тература
1. Soda M. El. Marschall Rhodia International Dairy Science Award Lecture. Adjunct Cultures: Recent Development and Potential Significance to the Cheese Industry [Text] / Soda M. El., Madkor S.A., Tong P.S. // Journal of Dairy Science. -2000. - Vol. 83, №5. - P. 609-616.
2. Bintsis T., Papademas P. Microbiological guality of white-brined chese: a review [Text] / Bintsis T., Papademas P. // International Journal of Dairy Technology. - 2002. - Vol. 55, №3. - P. 113-120.
3. A. Topcu, R. Wishah. Influence of adjunct cultures isolated from traditional Turkish cheese on organic acid contents of White brined cheese during ripening [Text] /. A. Topcu, R. Wishah. // 5 th IDF Symposium on cheese ripening. - 2008. -№3. - Bern, Switzealand.
4. Брике Б. Стартовые культуры. Верный выбор" [Текст] / Брике Б. // Молочная промышленность. - 2002. - №10. - С. 31-33.
5. Hull M.E. Studies on milk proteins. Colorimetric determination of the partial hydrolysis of the proteins in milk [Text] / Hull M.E. // Journal of Dairy Science. -1947. - Vol.30. - P. 881-884.
6. 113. Bradford, M. M. A rapid and sensitive method for the quantization of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein - dye binding [Text] / M. M. Bradford // Anal. Biochem. — 1976. — Vol. 72, № 2. — P. 248-254.
7. Инихов Г.С., Брио Н.П. Методы анализа молока и молочных продуктов. [Текст] /. Инихов Г.С., Брио Н.П. - М.: «Пищев. пром.» - 1971. - С.132-1336.
8. Protein measurement with the Folin phenol reagent [Text] / Lowry O.H., Rosebrough N.G., Farr A.L. [et al.] //G. Biol. Chem. - 1951. - Vol. 193, № 1. - P. 265-275
9. Богач O.H. Влияние уровня молочнокислого процесса на качество сыра [Текст] / Богач О.Н. // Молочная промышленность. - 2005. - №7. - С.19.
10. Зипаев Д.В. Получение биомассы кефирных грибков и ее применение в технологии рассольного сыра повышенной биологической ценности" [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.18.04. / Самара. - 2011. - 19 с.
Summary
The comparative estimation of bacterial cultures is conducted after the complex of technological, microbiological and biochemical indexes, important in the production of brined cheeses. Advantage of the use is set for making of brynza of dairy starter of termofilic lactic acid bacteria and microflora of kefir fungi. Investigational, that the shortest is a bacterial concentrate of trade mark of «Danisco» (Denmark), which contains S. thermophilus and L. bulgaricus.
Рецензент - д.с.-г.н., професор Щсарик О.Й.
342
