Микробиологические аспекты производства мягких сыров с использованием пробиотических культур

В настоящее время огромное внимание уделяется созданию продуктов функциональной направленности, обладающими пробиотическими свойствами, употребление которых можно рассматривать как меры профилактики многих заболеваний различных органов и систем человеческого организма. Перспективным является разработка данной группы продукции в сегменте мягких сыров. В этой связи огромный интерес представляет пропионовокислые бактерии, обладающие уникальными иммунностимулирующими и антимутагенными свойствами. Известно, что положительная роль пропионовокислых бактерий как пробиотиков обусловлена образованием ими пропионовой кислоты, минорных органических кислот, бактериоцинов и ферментов. Существенным обстоятельством стоит считать способность пробиотических микроорганизмов приживаться в желудочно-кишечном тракте человека, при этом оказывая положительное влияние на его иммунную систему. Пропионовокислые бактерии синтезируют большое количество витамина В12, который регулирует основные обменные процессы в организме, способствует повышению иммунного статуса организма, улучшает общее самочувствие за счет активизации белкового, углеводного и жирового обмена, улучшает качество крови, участвует в синтезе различных аминокислот, нуклеиновых кислот [1]. 

В настоящее время существуют исследования по разработке сыров пробиотической направленности, в основу их производства положены различные микробные консорциумы молочнокислых, бифидобактерий, пропионовокислых бактерий, лактобактерий, а также способы получения сыров, таких как сычужный, кислотно-сычужный, плавление. Однако технология пробиотических сыров, вырабатываемых кислотным способом, требует дальнейшего изучения и детальной разработки [3]. Технологический процесс производства мягких сыров кислотным способом предполагает ферментацию молока под действием микроорганизмов закваски, с последующим прессованием полученных сгустком. Важным моментом в технологии пробиотических продуктов является достаточное количество жизнеспособных молочнокислых и пробиотических микроорганизмов на конец срока годности. 

Целью исследований явилось изучение количественной составляющей микробиологического консорциума пробиотических культур (P. freudenreichii subsp. Shermanii) и молочнокислых культур (Streptococcus salivarius sp. thermophilus, Lactobacillus delbrueckii sp) при производстве мягкого сыра. 

Для проведения испытаний на кафедре Технологии продуктов питания «Калининградского Государственного Технического Университета» были произведены контрольные и опытные образцы сгустков, для производства мягкого сыра кислотным способом. Для выработки мягкого сыра использовалось следующее сырье и функционально необходимые компоненты: молоко коровье сырое (массовая доля жира-5,16%; СОМО-8,29%; массовая доля жира-3,04%, плотность-1028,8 г/см3 ); закваска прямого внесения, со следующим видовым составом: Streptococcus salivarius sp. thermophilus, Lactobacillus delbrueckii sp bulgaricus (торговой марки «Генезис лаборатории», Болгария); закваска пропионовокислых бактерий концентрированная жидкая прямого внесения, со следующим видовым составом P. freudenreichii subsp. shermanii KM-186. Сырье, функционально необходимые компоненты, используемые для проведения исследований, по показателям качества и безопасности соответствовали требованиям Технических регламентов для данных видов продукции. 

Микробиологические и физико-химические показатели образцов полученных сгустков определяли следующими методами: активную кислотность – по ГОСТ 32892; предельную кислотность сгустков – по ГОСТ 3624; массовую долю жира, плотность, СОМО, массовую долю белка, определяли на анализаторе качества молока «Лактан 1-4 М», количество молочнокислых микроорганизмов посевом в стерильное молоко согласно ГОСТ 33951; количество пропионовокислых микроорганизмов – глубинным методом посева в плотные среды в пробирки по ГОСТ Р 56139. С целью активизации процесса ферментации готовили производственные закваски из концентратов. Для этого в обезжиренное пастеризованное молоко (95±1)°С и охлажденное до температуры заквашивания вносили концентрат бактериальных культур, тщательно перемешивали. Производственные закваски культивировали при температуре (34 ± 1)°С в течение 6± 1ч. 

После завершения ферментации закваски охлаждали до температуры (8 ± 1)°С и хранили при этой температуре не более 24 ч после охлаждения. Нормализованная молочная смесь (массовая доля жира 2,5%, СОМО 8,75%, массовая доля белка 3,19%, плотность-1032 г/см3 ) подвергалась ферментации микробным консорциумом (P. freudenreichii subsp. Shermanii и Streptococcus salivarius sp. thermophilus, Lactobacillus delbrueckii sp bulgaricus) в различных соотношениях (опытные образцы). В качестве контрольных образцов рассматривались сгустки, полученные сквашиванием чистыми культурами молочнокислых или пропионовокислых микроорганизмов (табл.1).



С целью изучения влияния температуры пастеризации на численность микроорганизмов в ферментированных молочных сгустках, а также изучения технологических свойств сгустков, нормализованную смесь пастеризовали при следующих температурах (75±1)°С, (85±1)°С,(95±1)°С. Пастеризованную смесь охлаждали до температуры заквашивания, вносили активизированные закваски из расчета 5% к массе нормализованной смеси в различном соотношении, термостатировали при температуре (37±1)°С в течение 4-4,5ч до достижения показателей активной кислотности 4,6-4,8 и предельной кислотности сгустков 80°Т [5].

В процессе исследований изучалось количество микроорганизмов образованных консорциумов молочнокислых и пропионовокислых бактерий во всех образцах полученных сгустках. Количественный состав пропионовокислых и молочнокислых бактерий в образцах сгустков в конце процесса ферментации нормализованной смеси, пастеризованной при различных температурах, приведен на рис.1 и 2.




Анализ полученных данных показал, что температура пастеризации нормализованной смеси оказывает влияние на численность молочнокислых и пропионовокислых микроорганизмов в полученных сгустках. Так в образцах, полученных из смеси, пастеризованной при температуре (85±1)°С и (95±1)°С численность представителей как молочнокислых, так и пропионовокислых микроорганизмов оказалось выше, чем в смеси, пастеризованной при (75±1)°С. При этом преимущество по численности сдвигается в сторону образцов, полученных из смеси, пастеризованной при (95±1)°С. Это может быть объяснено тем, что при низкотемпературной пастеризации понижается дисперсность коллоидной системы молока, изменяется состояния частиц казеина, они укрупняются. При повышении температуры пастеризации с 74 до 90° С дисперсность белковых частиц увеличивается.

В результате тепловой обработки изменяется не только величина частиц казеина, но и химический состав молока. Благоприятное влияние тепловой обработки на развитие молочнокислых бактерий обусловлено снижением окислительно-восстановительного потенциала, разрушением альбумина молока с образованием пептидов и свободных аминокислот и других ростовых факторов [2]. Наиболее высокий рост численности пропионовокислых микроорганизмов, при одновременно высоких значениях численности молочнокислых микроорганизмов, был обнаружен в опытных образцах 1 и 2. Это объясняется тем, что пропионовокислые бактерии нуждаются в сопутствующих микроорганизмах, способных обогатить среду доступным для них азотистым питанием, в процессе своей жизнедеятельности образуют лактат, который является источником брожения для пропионовокислых бактерий. Лактат в качестве источника углерода обеспечивает и более высокую скорость роста пропионовокислых бактерий, чем лактоза [4]. С точки зрения дальнейшего хода эксперимента, а также с целью получения в конечном продукте максимально возможного количества молочнокислых и пропионовокислых микроорганизмов, было принято решение о нецелесообразности дальнейших испытаний образцов 3, 4 и 5. В пользу принятого решения также свидетельствуют данные органолептической оценки сгустков после окончания сквашивания. Все сгустки имели чистые кисломолочные запах и вкус, цвет-белый. Было определено, что независимо от температуры пастеризации смеси, при соотношении заквасочных культур микроорганизмов 1:1 и 1:2 сгусток оставался прочным и однородным. 

В образце с соотношением заквасок 1:3 сгусток был менее плотным, однородным. Образцы с соотношением заквасочных культур 1:4 и 1:5 имели непрочный сгусток. Таким образом, получены оптимальные соотношения заквасочных культур молочнокислых микроорганизом (Streptococcus salivarius sp. thermophilus, Lactobacillus delbrueckii sp bulgaricus) и пропионовокислых (P. freudenreichii subsp. shermanii KM-186) для производства мягкого сыра кислотным способом пробиотической направленности. Установлено, что при соотношении заквасочных культур микроорганизмов 1:1 и 1:2 сгустки оставались прочными, однородными, при одновременном высоком содержании жизнеспособных клеток пробиотических культур. Наибольшее количество пропионовокислых и молочнокислых микроорганизмов в конце процесса ферментации было отмечено при температуре (95±1)°С. 

Список использованных источников. 

1. Воробьева Л.И. и др. Поиск пропионовокислых бактерий в кишечнике человека // Журн. микробиол. эпидемиол. иммун. 1987. №2. С.7 − 11.
2. Красникова Л.В., Гунькова П.И., Маркелова В.В. Микробиология молока и молочных продуктов: Лабораторный практикум: Учеб.-метод. пособие. СПб.: НИУ ИТМО; ИХиБТ, 2013. - 85 с.
3. Молибога Е.А. Разработка технологии плавленого сыра для функционального питания: диссертация ... кандидата технических наук: 05.18.04 / Молибога Елена Александровна; [Место защиты: Вост.-Сиб. гос. технол. ун-т]. - Омск, 2008. - 195 с.: ил.
4. Хамагаева И.С., Качанина Л.М., Тумурова С.М. Биотехнология заквасок пропионовокислых бактерий.−Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2006.− 172 с.
5. Холобова К.А., Анистратова О.В. Исследование влияния йодсодержащей пищевой добавки на показатели качества и безопасности мягкого сыра // Материалы VIII Международного Балтийского морского форума 5-10 октября 2020 года [Электронный ресурс]: в 6 томах. Т. 5. «Инновации в технологии продуктов здорового питания» VII Национальная научная конференция. – Электрон. дан. – Калининград: Изд-во БГАРФ ФГБОУ ВО «КГТУ», 2020. –С.120-125

Источник: Технологии и продукты здорового питания: Сборник статей XII Национальной научно-практической конференции с международным участием