Закономірності розвитку бактеріальних заквашувальних композицій під час біологічного дозрівання вершків для виготовлення кисловершкового масла Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 637.146.2

Боднарчук О.В., к.т.н. © ([email protected]) 1нститут продоволъчихресурав НААН, м. Кигв

3AKOHOMIPHOCTI РОЗВИТКУ БАКТЕР1АЛЬНИХ ЗАКВАШУВАЛЬНИХ КОМПОЗИЦ1Й П1Д ЧАС БЮЛОГ1ЧНОГО ДОЗР1ВАННЯ ВЕРШК1В ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ КИСЛОВЕРШКОВОГО

МАСЛА

Встановлено 3aKOHOMipHOcmi росту бактер1алъних заквашувалъних композищи nid час бюлог1чного дозргвання вершюв nopieunuo з ростовою активтстю за оптимальных умов розвитку монокультур. Показано, хоча багатостутнчастии режим визр1вання вершюв, обумовлении технолог1ею кисловершкового масла, уповтънюе розвиток бактер1алъних заквашувалъних композищи, проте втрати загалъног чиселъност1 клтин та кглъкгстъ ароматоутворювалъних лактокотв Lactococcus diacetilactis не перевищуютъ 13,8-16,4%.

Ключовг слова: молочнокисл1 бактерИ, чиселътстъ клтин, заквашувалът композицп, константа подыу клтин

Одна з кнуючих технологш кисловершкового масла передбачае здшснення сквашування вершюв спещально пвдбраними бактер1альними закващувальними композищями. До ïx складу, як правило, включають pi3Hi види молочнокислих бактерш. ïx активний picT та життед1яльшсть пщ час визр1вання вершюв призводить до нагромадження в них комплексу речовин, яю формують смак i аромат готового продукту. Складовими бактер1альних заквашувальних композицш е кислотоутворювальш штами лактобактерш, яю надають кисловершкового присмаку продукту, та ароматоутворювальш лактококи. Здатшсть останшх ферментувати лимонну кислоту чи ïï сол1 призводить до утворення оцтово! кислоти, д1ацетилу, ацето1ну, 2,3-бутиленглжолю та летких оргашчних кислот, яю й вщповщають за смако-ароматичний букет кисловершкового масла [1].

Вщомо, що одним i3 нашстотшших фактор1в впливу на функцюнування бактер1альних культур у будь-якому середовищ1 чи продукт! е температура. Вщхилення вщ оптимально! температури ферментування негативно впливае на розвиток заквашувальних м1крооргашзм1в у пщготовленш молочнш сировиш.

Встановлено, що максимальний розвиток мезофшьних лактокоюв вщбуваеться за температури 29±1°С. Зниження ïï сповшьнюе швидюсть росту бактерш та метабол1чну актившсть, зокрема, синтез молочно! кислоти та основного компоненту аромату д1ацетилу. Вважаеться, що актившше нагромадження дано! сполуки за 30°С пов'язано i3 швидшим досягненням за цихумов оптимально! величини активно! кислотност1 [2].

© Боднарчук О.В., 2013

18

На думку багатьох дослщниюв, кисловершкове масло з добре вираженим ароматом можна отримати за стутнчастого визр1вання вершюв. Залежно вщ х1м1чного складу молочного жиру, що змшюеться посезонно, пщбирають диференцшоваш температуры! режими ф1зичного дозр1вання вершюв. Саме вони впливають на процеси утворення масляних зерен, структурш властивост1, а в наступному на смак I консистенцш юнцевого продукту.

Зазвичай, ферментування вершюв мезофшьними лактококами проводять за температури не вище 21°С, осюльки за пщвищених температур виникае небезпека перекисання вершюв, створюються сприятлив1 умови для розвитку термостабшьно! мшрофлори, пщвищуеться актившсть д1ацетилредуктази I незважаючи на те, що синтез д1ацетилу вщбуваеться бшьш штенсивно, в юнцевому рахунку у сквашених вершках його накопичуеться менше [3].

Зважаючи на те, що температура культивування мжрооргашзм1в ктотно впливае на 1х швидюсть росту та метабол1чну активнють, важливий науковий I практичний штерес становить встановлення особливост1 динамжи розвитку бактер1альних культур за стутнчастого режиму визр1вання вершюв.

Метою роботи було встановлення законом1рностей ростово! активное^ новостворених заквашувальних композицш у вершках за температурних режим1в 1х ферментування, що застосовують при виготовленш кисловершкового масла.

Матер1али та методи дослщжень.

Загальну юльюсть молочнокислих бактерш та аромаутворювальних лактокоюв визначали стандартним методом виЫву десятикратних розведень зпднозГОСТ 10444.11-89.

Розвиток бактер1альних культур у вершках оцшювали за допомогою константи швидкост1 подшу кл1тин (V, год та тривалост1 лаг-фази (Tl ) [4].

У робот1 використовували вершки з м.ч. жиру 35 %, пастеризован! за температури (92±2) °С. Сквашування вершюв здшснювали 3,5% бактер1альними композищями №5а та №8. До складу бактер1ально! композици №5а залучено штами мезофшьних лактокоюв Lactococcus \actis ssp. \actis, Lactococcus \actis ssp. cremoris та Lactococcus \actis ssp. diacetilactis у сшввщношенш 2:1:1,5. До бактер1ально! композицп №8 включено штами мезофшьних лактокоюв L. lactis, L. cremoris та L. diacetilactis у сшввщношенш 1:1:1.

Одну частину заквашених вершюв термостатували за температури 30оС, оптимально! для розвитку L. cremoris та ароматоутворювальних лактокоюв Ь diacetilactis; другу - за температури 250С, оптимально! для використовуваних кислотоутворювальних штам1в Ь lactis, а третю - за режимами виробництва кисловершкового масла за зимовою технолопею, а саме: 2 год. витримки за 8°С ^ 6 год. за 21°С ^ 7 год. за 13°С. Результати наведено на рис. 1 та 2.

Результата та обговорення дослщжень.

Вщб1р зразюв для визначення розвитку загально! чисельност1 молочнокисло! мжрофлори закваски та юлькост1 ароматоутворювальних

19

м1крооргашзм1в у вершках проводили одночасно з кожно! паралел! при кожнш змш! температурних режим1в, передбачених технолопею виготовлення КВМ. При цьому обраховували втрати у чисельност! кл1тин при вирощуванш бактер1альних композицш за температури, вщмшно! вщ оптимально!.

Графжи, представлен! на рис. 1 та 2, свщчать, що максимальне нагромадження б!омаси бактер!альними композиц!ями №5 а та №8 вщбуваеться за температури 30°С, але п!сля 8 год. вирощування кл!тини Ь diacetilactis починають вщмирати ! !хня чисельн!сть у вершках знижуеться в!дпов!дно на 0,27 та 0,33 ^ КУО/см3.

Р!ст бактер!альних композиц!й дещо упов!льнюеться за температури 25°С, хоча для окремих штам!в монокультур вона е оптимальною. На це вказуе незначна втрата (1,02-1,1 рази) чисельност! як гомо-, так ! гетероферментативних мезоф!льних молочнокислих м!крооргашзм!в.

0 2 8 13

Тривалють визр1вання вершк1в, год

г-18°С-21°С-13°С втрата кл1гин

25°С втрата КЛГГИН | 130°С втрата клгин --•-- 8°С-21°С-13°Счисельн!сть —А— 25°С чисельн!сть -■-■■■■ 30°С чисельн!сть

Рис. 1а. Динам1ка розвитку композиц1¥ № 5а у вершках за р1зних температур вирощування

Найуразлив!шим для розвитку дослщжуваних лактокок!в був температурний режим визр!вання вершк!в за 8°С.

Так, у вершках, заквашених бактер!альними композиц!ями № 5а ! № 8, загальна чисельн!сть кл!тин лактобактерш стала, в!дпов!дно, у 2,09 та 2,19 разаменшою вже п!сля !х двогодинно! експозиц!! за ц!е! температури, а теля 8 год дозр!вання вершюв, нав!ть за умови термостатування за температури 21°С !хня кшькють знижувалася ще у 2,14 та 3,63 раза пор!вняно з даними,

20

отриманими для зразюв, яю весь час вирощували за температури 30°С. У дозрших вершках перед збиттям масла загальна чисельшсть МКБ сягала лише 7,83-7,85 lg КУО/см3, тод1 як за оптимально! температури вже на 8-у год дослщу цей показник був 8,08-8,46 ^ КУО/см3.

8,5 7,5 6,5 -- 5,5 4,5 3,5 2,5

Тривалють визр1вання вершк1в, год

I-1 8"Г-2Г'Г-13"Г втрятя щттин

25°С В трата КЛГГИН 1ИИИИ1 30°С в трата кл1гин -О- 8°С-2Г°С-Г3°С чисельшсть —Д— 25°С чисельнкть ------ 30°С чисельнкть

о

5

и ЭД У ^

Рис. 16. Дннамжа розвитку композищ1Ь. diacetilactis у склад1 бактер1ально1 композищ! №5а у вершках за р1зних температур вирощування

о х

8 X и „

« О X л . ч

Л ^ й

(Я

О X РЧ

ч

се

се сп св Н св Л Н

т

5! 2

К

н

о 1

] 8°С-21°С-13°С втрата юпгин 3 25°С втрата клггин 30°С втрата кпггин -•-- 8°С-2Г°С-Г3°С чисельшсть -А— 25°С чисельшсть

------- 30°С чисельшсть

9

8,5 8

7,5 7

■ 6,5

■ 6

5,5 5

Г 4,5 1-4

3,5

0 2 8 13

Тривалють визршання вершюв, год

РЧ

л н о

л

ч <и о к

О

6

5

4

3

0

Рис. 2.а. Динамжа розвитку композищ1 № 8 у вершках та втрати загально*1 чисельносп кштин за р1зиих температур вирощування

2Г

Для обох заквасок пом1чено зниження ростово! активносп МКБ на 6,56,6% за температури 25°С та на 14,3-15,2% за р1зких коливань багатостутнчастого температурного режиму визр1вання вершюв. При цьому втрата клпин L. diacetilactis 3 вщповщно складала 5,4-5,9 % та 13,8 -16,8 %. Гальмування росту ароматоутворювальних бактерш (АМКБ) на раншх етапах визр1вання вершюв можна пояснити шпбуванням фермешгв, що забезпечують здшснення бюх1м1чних процеав у бактер1альнш кл1тиш.

о и

Л

ч га й

н С О

о и

о о и

ч

10 8 6 4

га ш н , га щ

оа ^

<

Тривалють визр1вання вершюв, год

I-1 8°С-21°С-13°С втрата юпгин

25°С втрата юптин ■яяяя 30°С втрата юптин --о- - 8°С-21°С-13°С чисельн1сть —А— 25°С чисельшсть ■■■□■■■ 30°С чисельшсть

т

< Щ

■■5

4

Л

н о

"¡5

Л

о &

О

9

2

0

3

Рис. 2.6. Динамжа розвитку композищ*1 № 8 у вершках та втрати чисельносп кштин Ь. diacetilactis за р1зних температур вирощування

Для детальшшого опису розвитку складових заквашувальних композицш, було розраховано основш параметри росту: константу подшу кл1тин та фазу затримки росту (лаг-фазу). При цьому криву росту на рис. 1-2 розподшили на три фази: I - вщ 0 до 2 год росту, II - вщ 2 до 8 год росту та Ш - вщ 8 до 13 год росту, що вщповщають змшам температурних режим1в (табл. 1 ).

Анал1з росту молочнокислих бактерш заквашувальних композицш №5а та № 8 показав, що кл1тини як у латентнш, так \ експоненцшнш фазах найслабше розвивалися за температурного режиму визр1вання вершюв, визначеного для виробництва КВМ.

22

Таблиця 1

Основш параметри росту заквашувальних композицш увершках

зк Компоненты ЗК Температура вирощування, °С Константа под1лу клижн у, год-1 Фаза затримки росту Т1, год

I II ш

зк №5а Загальна чисельн1сть МКБ 8-21-13 0,003 0,023 -0,003 3,201

25 0,025 0,024 -0,005 3,202

30 0,038 0,028 -0,013 3,192

АМКБ 8-21-13 0 0,030 -0,002 3,077

25 0,020 0,031 0,007 3,179

30 0,040 0,030 -0,01 3,359

ЗК №8 Загальна чисельн1сть МКБ 8-21-13 0,002 0,024 0,004 3,173

25 0,015 0,028 0,003 3,242

30 0,037 0,022 0,007 3,252

АМКБ 8-21-13 0 0,024 0,004 3,269

25 0,02 0,029 0,029 3,201

30 0,038 0,032 0,012 3,141

Пщтвердженням цього служать низью значения константи под1лу кл1тин. Проте ¿з збшьшенням температури, як \ слщ було оч1кувати, спостер1гали поступове зростання цього показника. Так, здебшьшого у фаз1 адаптаци константа подшу кл1тин за температури розвитку 25°С не перевищувала 0,025 год"1, ау фаз1 логарифм1чного росту коливалася у межах 0,024 до 0,029 год"1. За весь термш ферментування у вершках константа швидкост1 подшу кл1тин (у) для молочнокислих бактерш мала найвищ1 показники у лаг-фаз1 та дор1внювала 0,037-0,040 год"1.

Що стосуеться фази затримки росту, то вона була майже однаковою для обох заквашувальних композицш { коливалась вщ 3, 077 до 3,359 год.

Отже, специфжа температурного режиму визр1вання вершк1в, визначених для виробництва кисловершкового масла, хоча й обмежуе розвиток бактер1ально! флори заквасок №5а та №8, проте е достатньо ефективною за критер1ями ростово! активност1.

Висновки. Встановлено, що хоча багатостутнчастий режим визр1вання вершюв, обумовлений технолог1ею кисловершкового масла, уповшьнюе розвиток бактер1альних заквашувальних композиц1й, але втрати загально! чисельност1 кл1тин та кшьккть Ь. diacetilactis не перевищують 13,8-16,4%.

Це св1дчить, що розроблеш заквашувальн1 композиц1! №5а та №8 залишаються достатньо активними, щоб надати виготовленому за !х участю кисловершковому маслу характерного смаку та аромату.

Найвищою константою под1лу кл1тин у дослщжуваних заквашувальних композиц1ях спостер1гали упродовж 10 год визр1вання вершк1в.

Л1тература

1. Вышемирский Ф. А., Топникова Е. В., Павлова Т.А., Перфильев Г. Д., Матевосян Л. С. Исследования технологии кислосливочного масла // Сыроделие и маслоделие. - 2008. - №5. - С.45-46.

23

2. Pack M.V., Vedamuthu E.R., Sandine W.E., Elliker P.R., Leesment H. Effect of temperature on growth and diacetyl production by aroma bacteria in single-and mixed-strain lactic cultures // J. Dairy Sci. - 1968. - Vol. 51. - №3, P. 339-344.

3. Брусиловский Л.П., Банникова Л.А., Вайнберг И.Д. Управление процессами культивирования микроорганизмов заквасок и кисломолочных продуктов. - М.: Лёгкая и пищевая пр-ть, 1982. - 128 с.

4. Перт С.Дж. Основы культивирования микроорганизмов и клеток. -М.: Мир, 1978. - 331 с.

Summary

Conformities to law of height of bacterial starter compositions are set during the biological ripening of creams in comparing to growing activity at the optimal condition of development of monocultures. It is shown, although the multi-stage mode of ripening of creams, conditioned by technology of sour cream butter, slows development of bacterial starter compositions, however losses of general quantity of cages and amount of aromatic bacteria of Lactococcus diacetilactis does not exceed 13,8-16,4%.

Рецензент - д.с.-г.н., професор Цюарик О.Й.

24