Разработка заквасок для кисломолочных продуктов

Селекция штаммов молочнокислых бактерий – первый этап в разработке закваски. Селекция проводится по способности развиваться в молоке, а также по органолептическим и реологическим показателям готового кисломолочного продукта.

Отбор штаммов молочнокислых бактерий и пробиотических культур включает несколько этапов:

•  выделение и определение видовой принадлежности микробиологическими и молекулярно-биологическими методами;
• паспортизация культур штаммов;
• отбор наиболее перспективных промышленных штаммов, обладающих производственно-ценными и пробиотическими свойствами, для выпуска продуктов общего и функционального назначения;
• использование отобранных штаммов при составлении заквасок.

Молочнокислые бактерии выделяют в основным из природных источников – растений, плодов, почвы, фекалий детей и взрослых, молока молочных продуктов непромышленного производства. Штаммы исследуют прежде всего по культуральным, морфологическим, физиолого-биохимическим свойствам с целью дифференциации до вида. Однако идентификация только по этим свойствам из-за некоторой их общности и вариабельности не исключает ошибок при определении вида и подвида.

Во всем мире актуальными являются вопросы, связанные с таксономией, дифференциацией молочнокислых и пробиотических бактерий. Для более
правильной идентификации необходимо учитывать весь комплекс морфологических, физиолого-биохимических и геномных характеристик штаммов разных родов, видов и подвидов. Во ВНИМИ проводится работа по идентификации культур, хранящихся в коллекции института, с использованием молекулярно- генетических методов исследования.

Выделенные и идентифицированные штаммы контролируют на резистентность к поливалентному вирулентному бактериофагу. Известно, насколько это
важно для стабильности протекания молочнокислого процесса и для его гигиенической надежности. В связи с тем что в последние годы кисломолочные продукты производят в основном резервуарным способом и с пониженным содержанием жира, большое значение приобретают закваски, улучшающие консистенцию продукта. Положительное решение этой задачи во многом зависит от разработки и внедрения специальных методов селекции молочнокислых бактерий и подбора заквасок. В мировой практике актуальным становится поиск штаммов, продуцирующих экзополисахариды (ЭПС) – высокомолекулярные углеводы, которые образуют в молоке вязкие сгустки. Необходимость создания таких заквасок диктуется популярностью 100 %-ного натурального продукта,
запретом в ряде стран на использование стабилизаторов растительного и животного происхождения в нефруктовых йогуртах, стоимостью стабилизаторов.

Экзополисахариды синтезируют многие молочнокислые бактерии. По данным иностранных исследователей, количество продуцируемых экзополисахаридов может варьировать у термофильных молочнокислых стрептококков от 50 до 350 мг/л, у болгарской палочки – от 60 до 150 мг/л. В то же время культуры, продуцирующие ЭПС в одинаковых количествах, могут образовывать сгустки с различными реологическими свойствами.

В результате проведенной во ВНИМИ работы подобран метод определения ЭПС, продуцируемых молочнокислыми бактериями. При исследовании более
40 штаммов термофильных молочнокислых стрептококков одновременно определяли их способность к синтезу ЭПС и вязкость. Установлено, что 60–70 % штаммов, образующих вязкие сгустки, продуцировали большее количество ЭПС. С использованием отобранных штаммов разработаны закваски для йогурта.

Предположение о том, что термофильный стрептококк весной утрачивает способность к образованию вязких сгустков за счет снижения продуцирования ЭПС, не подтвердилось. При использовании партии сухого молока, высушенного в летнее время, для культивирования термофильного стрептококка в различные периоды года количество продуцируемых ЭПС оставалось на одном уровне. По всей вероятности, свое влияние на свойства сгустка оказывает физико- химический состав весеннего молока.

Основополагающим принципом следующего этапа – составления закваски является сочетаемость входящих в нее культур. Под сочетаемостью понимается способность культур создавать при совместном культивировании в молоке симбиотические или индифферентные взаимоотношения. Обязательным при этом должно быть достижение главной цели – получение продукта со всеми желаемыми свойствами. Вот почему добавление других заквасок к подобранным в специальных лабораториях приводит иногда к отрицательным результатам, и мы не советуем смешивать закваски.

Все кисломолочные продукты по составу используемых заквасок можно классифицировать на следующие типы:

• закваски из лактококков используются для выработки творога, сметаны, простокваши;
• закваски из термофильных молочнокислых стрептококков и лактококков используются для получения низкожирной сметаны, творога и других кисломолочных продуктов;
• закваски из термофильных молочнокислых стрептококков и болгарской молочнокислой палочки используются для йогурта, ряженки и др.;
• закваски для смешанного молочнокислого и спиртового брожения используются для кефира, кумыса, «Айрана», «Тана»;
• закваски из пробиотических микроорганизмов используются для производства биокефира, «Тонуса», биоряженки и др.

Остановимся подробнее на особенностях подбора заквасок для каждого вида кисломолочных продуктов. 
В закваски для творога отбирают лактококки, которые образуют в молоке плотный колющийся сгусток, хорошо отделяющий сыворотку. При дозе внесения 5 % и оптимальной температуре ферментации они сквашивают молоко не более 6 ч.

Для сметанной закваски отбирают культуры лактококков, образующие в сливках сгусток гомогенной однородной консистенции, хорошо удерживающий сыворотку. Лактококки наиболее чувствительны к неблагоприятным условиям. Поэтому при создании заквасок лактококки отбирают по резистентности к поливалентным фагам, с ротацией в заквасках, с гомогенной популяцией клеток. 

Для низкожирной сметаны, творога и других кисломолочных продуктов разработаны закваски из сочетаний лактококков и термофильных молочнокислых стрептококков, отобранные с учетом их реологических, синергетических и структуровосстанавливающих свойств. Благодаря наличию термофильного молочнокислого стрептококка эти закваски меньше атакуются бактериофагом и более устойчивы к сезонным изменениям качества молока. Развиваясь совместно с лактококками, термофильные стрептококки получают возможность размножаться при температурах значительно более низких, чем оптимальная для этого вида. Температура 32 °С наиболее благоприятна для заквасок из лактококков и термофильных стрептококков, обеспечивающих получение сгустков с хорошей восстанавливающей и влагоудерживающей способностью. Сгустки получаются с хорошей влагоудерживающей способностью, поэтому данные закваски используют при производстве кисломолочных продуктов резервуарным способом и различных видов сметаны с низким содержанием жира.

Для йогурта, ряженки и других кисломолочных продуктов используют закваски из термофильных стрептококков и болгарской палочки. При составлении заквасок подбирают различные комбинации данных культур. Со временной тенденцией является разработка кисломолочных продуктов, имеющих длительные сроки хранения, в течение которых сохраняются исходные свойства. В йогурте процесс окисления может продолжаться и при холодильном хранении. Это явление называется постокислением, при котором рН может снижаться до 3,6, а также может снижаться вязкость продукта. Поэтому очень важно отбирать штаммы термофильного стрептококка и особенно болгарской палочки со слабыми постокислительными свойствами и способные образовывать вязкие сгустки. Количество вносимой болгарской молочнокислой палочки в закваске можно уменьшать.

В результате исследований отобраны штаммы термофильного молочнокислого стрептококка и болгарской палочки, обладающие требуемой вязкостью и низкой постокислительной способностью (рН 4,5–4,59 после хранения в течение 28 дней при 4–6 °С). Состав заквасок: 95 % термофильного стрептококка и 5 % болгарской палочки. Закваски переданы в цех заквасок ВНИМИ.

Аналогичная работа проведена со штаммами лактококков, используемых в заквасках для творога и сметаны, также переданных для тиражирования в цех заквасок. Для кефира, кумыса, «Айрана», «Тана» используют закваски смешанного молочнокислого и спиртового брожения.

Кефир – единственный кисломолочный продукт, при производстве которого в промышленном масштабе используется естественная симбиотическая закваска – кефирные грибки.
Кумыс – кисломолочный продукт смешанного молочнокислого и спиртового брожения, изготавливаемый из кобыльего молока. Для производства кумыса используют закваску из болгарской палочки и дрожжей, сбраживающих лактозу. Для усиления лечебных свойств в закваску введена ацидофильная молочнокислая палочка.
Кисломолочные продукты «Тан» и «Айран» также вырабатывают на коровьем молоке с использованием заквасок смешанного молочнокислого и спиртового брожения, состоящих из болгарской палочки, термофильного стрептококка и дрожжей, сбраживающих лактозу. Эти продукты можно вырабатывать исключительно на молоке, а можно после сквашивания и охлаждения перед фасованием вносить воду и пастеризованный раствор хлористого натрия.

За последние годы ВНИМИ разработаны кисломолочные продукты с пробиотическими свойствами, содержащими бифидобактерии и другие пробиотические культуры. Для организации крупномасштабного производства продуктов этой группы разработана технология бактериальных концентратов пробиотических культур, которые содержат в сухом бакконцентрате не менее 5•1010 клеток пробиотических культур в 1 г и в замороженном не менее 1010 в 1 г. В Центральной лаборатории микробиологии ВНИМИ разработаны бактериальные концентраты, содержащие бифидобактерии, L. casei, L. acidophilus, B. adolescentis + L. casei, L. rhamnosus, с пропионовокислыми бактериями («Тон») и др. Их разработка и выпуск в цехе заквасок ВНИМИ значительно облегчит производство кисломолочных продуктов с пробиотическими свойствами. С использованием этих бактериальных концентратов создана целая гамма продуктов с пробиотическими свойствами – «Биокефир», «Биойогурт», «Биоряженка», «Актифилин», «Ацикор», «Ацидолакт», «Тонус», «Бифитель», «Бифитон» и многие другие, которые в настоящее время широко выпускают предприятия молочной промышленности.

Источник: журнал "Молочная промышленность". 2013. № 11. С. 30-31.