Разработка и оценка качества симбиотического концентрата

Подбор оптимального соотношения пробиотических микроорганизмов с учетом структурно-механических свойств. Практические аспекты применения замороженного симбиотического бактериального концентрата. Влияние условий культивирования на рост микрофлоры закваски.

Рубрика Кулинария и продукты питания
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 22.05.2018
Размер файла 664,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Разработка и оценка качества симбиотического концентрата

Специальность 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств

Ханхалдаева Саяна Гомбо-Доржеевна

Улан-Удэ - 2013

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления» (ВСГУТУ)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Хамагаева Ирина Сергеевна

Официальные оппоненты: Артюхова Светлана Ивановна, доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой «Биотехнология» ФГБОУ ВПО «Омский государственный технический университет»

Митыпова Наталья Васильевна, кандидат технических наук, доцент кафедры «Стандартизация, метрология и управление качеством» ВСГУТУ

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова» (г. Улан-Удэ)

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время производственные процессы, основанные на жизнедеятельности микроорганизмов, приобрели огромное значение. Наиболее перспективной формой производства активных заквасочных препаратов являются бактериальные концентраты.

Известно, что симбиоз пробиотических микроорганизмов дает ряд несомненных преимуществ в сравнении с монокультурами, повышая эффективность коррекции микроэкологических нарушений и усиливая лечебно-профилактические свойства пробиотиков. Симбиоз культур имеет более широкий спектр трансформируемых веществ и более технологичен в практическом использовании.

Наряду с полезными свойствами важную роль для потребителя играют внешний вид и текстура, определяющие потребительскую привлекательность и стабильность в процессе хранения готовых изделий. Бифидобактерии обладают низкой структурообразующей способностью, что затрудняет получение кисломолочных продуктов с высокими реологическими свойствами, которым отдают предпочтения потребители. Введение в состав закваски бифидобактерий культур, способных формировать вязкие сгустки, имеет важное практическое значение.

В связи с этим создание бактериального концентрата на основе симбиоза пробиотических культур, обладающих высокой биохимической активностью и ценными производственными свойствами, позволит повысить качество и потребительские свойства биопродуктов.

Цели и задачи исследования.

Целью диссертационной работы является разработка и оценка качества симбиотического бактериального концентрата.

Для достижения указанной цели были определены следующие задачи исследований:

- подобрать оптимальное соотношение пробиотических микроорганизмов с учетом структурно-механических свойств

- исследовать влияние условий культивирования на рост микрофлоры комбинированной закваски

- исследовать экзополисахаридный потенциал заквасочных культур

- разработать технологическую схему приготовления замороженного бактериального концентрата

- предложить практические аспекты применения замороженного бактериального концентрата.

Научная новизна. С учетом структурно-механических свойств и биотехнологического потенциала выбрано оптимальное соотношение культур Bifidobacterium longum B 379 M, Propionibakterium freudenreichii shermanii АС-2503, Lactobacillus acidophilus для создания комбинированной закваски пробиотических микроорганизмов. При выбранном соотношении сгусток обладает тиксотропно-обратимыми связями и имеет наибольшую способность к восстановлению структуры сгустка. Установлено, что комбинированная закваска обладает высокой биохимической активностью, интенсифицирует рост пробиотических микроорганизмов и повышает выход биомассы.

Сочетание пробиотических микроорганизмов способствует синтезу экзополисахаридов (ЭПС), которые достигают максимального значения в стационарной фазе. Обнаружено, что высокий экзополисахаридный потенциал ацидофильной палочки и пропионовокислых бактерий стимулирует рост бифидобактерий и повышает выживаемость микроорганизмов при замораживании.

Практическая значимость.

На основании результатов исследований разработана технология замороженного бактериального концентрата для производства кисломолочных продуктов. Установлено, что кисломолочный продукт изготавливаемый с использованием бактериального концентрата, имеет стабильные структурно-механические, органолептические и пробиотические свойства. Разработан проект научно-технической документации и проведена опытно-промышленная проверка технологии замороженного бактериального концентрата в условиях малого инновационного предприятия «Бифивит».

Апробация результатов работы.

Результаты работы были доложены и обсуждены на научных конференциях ВСГУТУ (Улан-Удэ, 2011-2013 гг.): научно-практической конференции с международным участием «Химия и биологически активные вещества природного происхождения» (Улан-Удэ, 2011); научно-практической конференции с международным участием, посвященной 50-летию ВСГУТУ «Биоорганическая и пищевая химия: биотехнология» (Улан-Удэ, 2012); научно-практической конференции «Биотехнология» (Улан-Удэ, 2012); международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы товароведения и безопасности товаров» (Коломна, 2013).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 6 работ, в том числе две статьи в научных изданиях, рекомендуемых ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, методической части, результатов эксперимента и их анализа, списка литературы и приложений. Основная часть работы изложена на 144 страницах, включает 37 таблиц, 32 рисунка, 5 приложений, 155 источников.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

Экспериментальные исследования проводились в лаборатории кафедры «Технология молочных продуктов. Товароведение и экспертиза товаров», в центре коллективного пользования «Прогресс» и в лаборатории малого инновационного предприятии (МИП) «Бифивит» ВСГУТУ.

Исследование структурно-механических свойств соотношений пробиотических

микроорганизмов

8

Показатели:

1. Органолептические показатели

2. Активная кислотность

3. Титруемая кислотность

4. Количество жизнеспособных клеток бифидобактерий

5. Количество жизнеспособных клеток пропионовокислых бактерий

6. Количество жизнеспособных клеток ацидофильной палочки

7. Концентрация ЭПС

8. Структурно-механические свойства (степень восстановления сгустка, эффективная вязкость, тиксотропный индекс)

9. Контаминация

10. Показатели безопасности

11. Определение количества летучих жирных кислот

12. Оптическая плотность (л=590 нм, толщина кюветы=10 мм)

Создание комбинированной закваски

на основе бифидобактерий, пропионовокислых бактерий и ацидофильной палочки

1,3-6,8,9,11

Исследование влияние условий культивирования на рост микрофлоры комбинированной закваски

2,4-6,12

Исследование экзополисахаридного

потенциала (ЭПС) заквасочных культур

7

Разработка технологической схемы

приготовления замороженного

бактериального концентрата

1,2,4-7,9

Практическое применение

бактериального концентрата

1-6,8-10

Рисунок 1 - Схема проведения исследований

Объектами исследований служили чистые культуры Bifidobacterium longum B 379 M, Propionibakterium freudenreichii shermanii АС-2503, Lactobacillus acidophilus, выработанной по ТУ 10-02-02-789-65-91.

В качестве основного сырья для приготовления комбинированной закваски использовали обезжиренное молоко, для культивирования пробиотических микроорганизмов применяли питательную среду на основе творожной сыворотки с внесением ростовых компонентов, разработанную в ВСГУТУ. Схема проведения экспериментальных исследований приведена на рисунке 1.При проведении экспериментов использовали общепринятые и современные физико-химические, биохимические и микробиологические методы исследований. Количественное определение летучих жирных кислот (ЛЖК) проводили по дистилляционному числу, количество экзополисахаридов определяли антроновым методом.

Реологические показатели определяли инструментальным методом на ротационном вискозиметре Brookfield RVDV-II+ Pro.

Количество клеток бифидобактерий, пропионовокислых бактерий определяли методом предельных разведений на среде ГМС или ГМК-1 по ТУ 10-02-02-789-192-95 «Гидролизатно-молочная среда для количественного учета бифидобактерий и пропионовокислых бактерий». Количество клеток ацидофильной палочки определяли методом предельных разведений по ТУ 9229-083-00419785-97 «Гидролизованное молоко с агаром».

Статистическую обработку результатов исследований проводили в пакете Statistica 6.0.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Подбор соотношения пробиотических микроорганизмов с учетом структурно-механических свойств

симбиотический замороженный концентрат закваска

В последние годы большое внимание уделяется подбору заквасок, улучшающих консистенцию кисломолочных продуктов, ферментирующих молоко с образованием плотных, умеренно вязких сгустков и снижающих степень синерезиса. Консистенция - это один из важных показателей при управлении качеством биотехнологической продукции, представляющий собой совокупность реологических свойств вязкой жидкости. Наряду с внешним видом, цветом, запахом и ароматом, консистенция кисломолочных продуктов определяет потребительскую ценность готового продукта. Важными факторами при создании ферментированного продукта, влияющими на структурно-механические свойства являются вид и активность бактериальной закваски. Основной компонент микрофлоры заквасок для большинства пробиотических кисломолочных продуктов - бифидобактерии, недостатком которых является образование легкотекучего сгустка.

При производстве продуктов функционального питания рекомендуют комбинировать бифидобактерии с другими пробиотическими микроорганизмами в соотношении 9:1, что соответствует нормальному микробиоценозу в желудочно-кишечном тракте (Б.А. Шендеров). Поэтому для определения оптимального соотношения бифидобактерий, пропионовокислых бактерий, ацидофильной палочки в комбинированной закваске были составлены различные вариации данных культур 90:7:3; 90:3:7; 90:5:5 и исследованы структурно-механические свойства сгустков.

Следует отметить, что на практике широко применяется сенсорная оценка консистенции, результаты которой получают эмпирически, оценивая поведение продукта при деформации. Известно, что результат сенсорной оценки субъективен. Поэтому, для обеспечения контроля и управления качеством выпускаемой продукции необходимо применять инструментальные методы. Инструментально консистенция может быть охарактеризована через структурно-механические свойства продукта.

Исследованы основные структурно-механические характеристики образцов сгустка: скорость сдвига (градиент скорости), тиксотропный индекс, индекс течения. Исследования были проведены на ротационном вискозиметре при температуре (20±1)°С. Количественную характеристику течения сгустков определяли отношением вязкостей жидкости, измеренных при двух разных скоростях сдвига (при использовании одного шпинделя). Это отношение известно как тиксотропный индекс (табл. 1).

Таблица 1 - Тиксотропный индекс сгустков

Соотношение микроорганизмов, %

Эффективная вязкость, мПа*с

Тиксотропный индекс при нагрузке

Максимальный

градиент деформации

Минимальный

градиент деформации

90:5:5

0,227

2,155

9,51

90:3:7

0,424

3,584

8,459

90:7:3

0,265

2,56

9,662

Тиксотропный индекс разрушения структуры сгустков превышает единицу. Реологическое поведение сгустков описывалось кривыми, по виду которых отмечается проявление пластических и псевдопластических свойств, т.е. сгустки являются неньютоновскими жидкостями.

Рисунок 2. Зависимость вязкости от градиента деформации

Далее рассматривали влияние градиента скорости на эффективную вязкость. Данные представлены на рисунке 2.

Из данных, представленных на рисунке 2, видно, что сгусток с соотношением заквасочных культур 90:3:7 структурированнее и обладает большей эффективной вязкостью, далее средней вязкостью характеризуется сгусток с соотношением заквасочных культур 90:7:3.

Для установления степени восстановления сгустка был определен тиксотропный индекс при разгрузке (табл. 2).

Таблица 2 - Структурно-механические свойства сгустков

Соотношение бактерий B. longum B 379 M: P. shermanii АС-2503: L. acidophilus

Тиксотропный индекс при

Степень

восстановления структуры

нагрузке

разгрузке

90:7:3

9,662

7,568

1,277

90:5:5

9,51

8,537

1,114

90:3:7

8,459

8,303

1,019

Количественно степень восстановления структуры сгустка с соотношением бактерий 90:7:3 имеет наибольшее значение, что свидетельствует о хорошей восстанавливаемости структуры при нагрузке и разгрузке.

Видимое проявление тиксотропности можно представить зависимостью вязкости от времени, поэтому в ходе исследований были получены кривые течения в координатах «вязкость - градиент деформации» при увеличении градиента деформации и последующем его уменьшении. Полученные результаты представлены на рисунке 3.

Как видно из представленных данных, кривые течения имеют форму петли гистерезиса. Полученные кривые не накладывались друг на друга, поэтому можно говорить о тиксотропном поведении системы во всех трех заквасках.

Рисунок 3 - Влияние градиента деформации на эффективную вязкость комбинированных заквасок

Было установлено, что у всех соотношений в зависимости от степени разрушения способность к восстановлению структуры уменьшается. Следовательно, для них характерно частичное восстановление структуры сгустка.

При этом отмечено, что степень восстановления структуры во всех соотношениях различна, однако структура сгустка с соотношением 90:7:3 характеризуется наибольшей устойчивостью к разрушению при механическом воздействии, т.к. значения эффективной вязкости для неразрушенной структуры и структуры, подвергшейся воздействию градиента, отличаются меньше чем в остальных заквасках.

Таким образом, исследованные сгустки с различными соотношениями являются неньютоновскими жидкостями, тиксотропный индекс превышает единицу, что характерно для псевдопластичных жидкостей. Для исследованных сгустков характерно частичное восстановление структуры. При анализе эффективной вязкости установлено, что сгусток с соотношением 90:7:3 характеризовался большей выраженностью тиксотропных свойств.

Анализ реологических характеристик показывает, что сгусток с соотношением 90:7:3 характеризуется большей выраженностью тиксотропно-обратимых связей, следовательно, имеет наибольшую способность к восстановлению структуры, что положительно влияет на структуру сгустков при хранении.

Исследование влияния условий культивирования на рост микрофлоры комбинированной закваски

С учетом сбалансированного роста бактерий в комбинированной закваске выбрана оптимальная температура культивирования 30°С. Увеличение температуры приводит к интенсивному росту ацидофильной палочки и повышению кислотности, что ухудшает органолептические свойства сгустка и приводит к снижению количества жизнеспособных клеток бифидобактерий. Качественная характеристика комбинированной закваски представлена в таблице 3.

Таблица 3 - Качественная характеристика комбинированной закваски

Показатели

Значения

Органолептические показатели

консистенция однородная, нежная по всей массе, в меру вязкая, вкус приятный, мягкий, кисломолочный вкус и запах, без посторонних привкусов и запахов, цвет молочно-белый, равномерный по всей массе

Титруемая кислотность, 0Т

77

Время сквашивания молока, ч.

8-9

Степень восстановления структуры

1,277

Содержание ЛЖК, см3 0,1 н NaOH в 100 г продукта

0,68

Количество жизнеспособных клеток

B. longum B 379 M, кое/см3

1*1010

Количество жизнеспособных клеток, P. shermanii АС-2503, кое/см3

3*109

Количество жизнеспособных клеток L.acidophilus, кое/см3

1*109

БГКП (колиформы), кое/0,1 см3

отсутствуют

S. aureus, кое/см3

отсутствуют

Патогенные микроорганизмы,

в т.ч. сальмонеллы, кое/25 см3

отсутствуют

Дрожжи, кое/50 см3

отсутствуют

Плесени, кое/50 см3

отсутствуют

В результате исследований установлено, что при выбранном соотношении культур 90:7:3 наблюдается высокая плотность популяции заквасочных культур, что свидетельствует о симбиозе микроорганизмов. Из данных. представленных в таблице 3 видно, что комбинированная закваска характеризуется в меру вязкой, однородной консистенцией, мягким кисломолочным вкусом и запахом, высокой активностью ферментации. Закваска обладает умеренной кислотностью, высоким содержанием жизнеспособных клеток пробиотических микроорганизмов и летучих жирных кислот, что позволяет рекомендовать ее в качестве инокулята для приготовления концентрированной закваски. Высокая биохимическая активность и реологические свойства инокулята обусловлены подбором культур пробиотических микроорганизмов в комбинированной закваске.

На следующем этапе исследований нами было изучено влияние дозы инокулята на рост микрофлоры комбинированной закваски. Для этого использовали питательную среду на основе творожной сыворотки с добавлением ростовых факторов, на которой активно растут бифидобактерии и пропионовокислые бактерии. Оптимальную дозу инокулята выбирали по количеству жизнеспособных клеток микроорганизмов. С увеличением дозы инокулята от 3 до 5% интенсивность роста микрофлоры комбинированной закваски повышается. Дальнейшее увеличение дозы инокулята до 7% незначительно сказывается на росте пробиотических микроорганизмов. Поэтому нами выбрана оптимальная доза 5% инокулята от объема питательной среды, обеспечивающая активный рост микроорганизмов. Зависимость оптической плотности от рН и времени культивирования при различных дозах инокулята, описываются уравнениями второго порядка, где Z - оптическая плотность, ед ОП, у активная кислотность, ед рН, x - время культивирования, ч:

Z3= 140,6776+4,1289х+48,8332y-0,0256xy-4,2253y2;

Z5= 187,1083+2,8198x+68,6712y-0,0118x2-0,507xy-6,2957y2;

Z7 = 106,2325-2,2587x-36,4833y+0,0087x2+0,4146xy+3,1086y2.

Рисунок 4 - Рост монокультур и комбинированной закваски в процессе культивирования

Рисунок 5 - Динамика роста клеток комбинированной закваски

В дальнейших исследованиях изучали рост монокультур и комбинированной закваски при оптимальных условиях культивирования при температуре 30°C и дозе 5% (рис. 4).

Полученные результаты, представленные на рисунке 4, показывают, что наиболее активно развивается ацидофильная палочка, которая обладает более высокой биохимической активностью. Стационарная фаза роста ацидофильной палочки наступает через 8 ч ферментации, тогда как у пропионовокислых бактерий и бифидобактерий через 16 и 18 ч.

Следует отметить, что рост комбинированной закваски идет интенсивней, процесс культивирования сокращается по сравнению с монокультурами бифидобактерий и пропионовокислых бактерий, что свидетельствует о более высокой биохимической активности комбинированной закваски пробиотических микроорганизмов.

При совместном культивировании бактерий отмечается сбалансированный рост и количество жизнеспособных клеток бифидобактерий составляет 1012 кое/см3, пропионовокислых бактерий 1010кое/см3 и ацидофильной палочки 1010кое/см3 (рис. 5).

Таким образом, в результате исследований установлены оптимальные технологические параметры совместного культивирования пробиотических микроорганизмов: доза вносимого инокулята 5%, температура ферментации 30 °С и продолжительность культивирования 14-16 ч, обеспечивающие активное наращивание биомассы и высокое количество жизнеспособных клеток в концентрате.

Исследование экзополисахаридного потенциала заквасочных культур

Известно, что экзополисахариды положительно влияют на консистенцию продукта, повышают гидрофильные и эмульгирующие свойства, регулируют активность микроорганизмов, выступают в роли факторов, способствующих адгезии полезных микроорганизмов на стенках кишечника. Поэтому в дальнейших исследованиях изучали биосинтез ЭПС монокультурами и их ассоциацией. Полученные результаты представлены на рисунке 6.

Как видно из данных представленных на рисунке 6, накопление экзополисахаридов бактериями различно. Наиболее высоким экзополисахаридным потенциалом обладают пропионовокислые бактерии и ацидофильная палочка. Совместное культивирование пробиотических микроорганизмов приводит к повышению содержания ЭПС. Суммарное количество ЭПС в комбинированной закваске возрастает и достигает максимального количества в стационарной фазе.

Рисунок 6 - Динамика накопления ЭПС пробиотическими бактериями

Общее количество ЭПС, вырабатываемое монокультурами и комбинированной закваской составляют: бифидобактерии синтезируют 8,0 мкг/см3, ацидофильная палочка - 12,9 мкг/см3пропионовокислые бактерии - 10,9 мкг/см3, и комбинированная закваска - 20,5 мкг/см3. Значительные различия в выходе экзополисахаридов можно объяснить физиологией бактерий, проявляющихся при отдельном и совместном культивировании.

В результате исследований выявлено, что совместное культивирование пробиотических микроорганизмов повышает экзополисахаридный потенциал. Это объясняется тем, что культивирование осуществляется при различных ростовых условиях для входящих в состав комбинированной закваски микроорганизмов. Вероятно, изменение оптимальной температуры культивирования повлияло на увеличение синтеза ЭПС микроорганизмами, как ответная реакция на стрессовую ситуацию.

Известно, что экзополисахариды обладают бифидогенными свойствами, поэтому высокий экзополисахаридный потенциал ацидофильной палочки и пропионовокислых бактерий стимулирует рост бифидобактерий. Кроме того, основной биологической функцией ЭПС является защитная функция полимеров. Синтезируемые бактериями экзополисахариды защищают от внешних воздействий, позволяя адаптироваться микроорганизмам в условиях среды, и имеют важное значение при создании концентрата пробиотических микроорганизмов.

Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что совместное культивирование бифидобактерий, пропионовокислых бактерий и ацидофильной палочки, повышает синтез экзополисахаридов, что способствует симбиозу и улучшению структурно-механических свойств.

Разработка технологической схемы приготовления замороженного бактериального концентрата

На основании полученных экспериментальных данных разработана технологическая схема бактериального концентрата (рис. 7).

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 7 - Схема приготовления бактериального концентрата

Особенностью предлагаемой технологии является использование в качестве инокулята комбинированной закваски пробиотических микроорганизмов, обладающей высокой биохимической активностью и структурно-механическими свойствами, что интенсифицирует технологический процесс производства и повышает качество продукта.

Для приготовления замороженной концентрированной закваски прямого внесения биомассу клеток отделяют центрифугированием и смешивают с защитной средой. Смесь разливают, замораживают и хранят до реализации. Проведенные исследования устойчивости микрофлоры бактериального концентрата к замораживанию показали, что количество жизнеспособных клеток пробиотических микроорганизмов уменьшается незначительно и сохраняется высокая биохимическая активность бактериального концентрата. Протекторное действие на клетки оказывает не только защитная среда, но и экзополисахариды, которые синтезируются в процессе культивирования. Высокое содержание ЭПС позволяет пролонгировать сроки хранения бактериального концентрата до 9 мес. без изменения его активности. Характеристика бактериального концентрата представлена в таблице 4.

Таблица 4 - Качественная характеристика бактериального концентрата

Наименование показателя

Характеристика

Консистенция и внешний вид

однородная суспензия

Цвет

от белого до светло-желтого

Активность сквашивания, ч

12

Предельные значения рН

6±0,5

Температура при выпуске с предприятия, оС

минус 25

Количество жизнеспособных клеток

B. longum B 379 M, кое/см3

4*1012

Количество жизнеспособных клеток,

P. shermanii АС-2503, кое/см3

6*1010

Количество жизнеспособных клеток

L. acidophilus, кое/см3

5*1010

БГКП (колиформы), кое/см3

отсутствуют

S. aureus, кое/см3

отсутствуют

Патогенные микроорганизмы,

в т.ч. сальмонеллы, кое/25см3

отсутствуют

Дрожжи, кое/см3, не более

отсутствуют

Плесени, кое/см3, не более

отсутствуют

Анализ данных таблицы 3 показывает, что бактериальный концентрат обладает высокой биохимической активностью и соответствует требованиям, предъявляемым к закваскам прямого внесения, и может быть использован для производства кисломолочных продуктов.

Практическое применение замороженного бактериального концентрата

Для определения дозы внесения замороженного бактериального концентрата при создании кисломолочного продукта проведены исследования биохимической активности концентрата. В результате установлено, что один флакон, содержащий 2 единицы активности замороженной закваски прямого внесения, ферментирует 200 л молока при температуре 30 0С.

Маркетинговые исследования показали, что большинство опрошенных покупателей предпочтение отдают натуральным кисломолочным продуктам без стабилизаторов, ароматизаторов и других пищевых добавок. В отношении наполнителей предпочтения отданы кисломолочным продуктам со вкусом черники, земляники и абрикоса.

С учетом пожеланий потребителей, дальнейшие исследования были посвящены разработке инновационного пробиотического кисломолочного продукта с использованием бактериального концентрата на основе комбинированной закваски бифидобактерий, пропионовокислых бактерий, ацидофильной палочки с черничным наполнителем. Учитывая, что внесение черничного наполнителя и сахара может привести к изменению консистенции и титруемой кислотности, для выбора их оптимальной дозы была составлена матрица полного факторного эксперимента. Математическая обработка результатов исследований показала, что уравнения регрессии, адекватно описывают зависимости тируемой кислотности и степени восстановления сгустка от массовой доли сахара и наполнителя, где х1 - массовая доля наполнителя, (%) и х2 - массовая доля сахара, (%):

Укислотность= 85,67 х22 - 29 х1 - 3,28;

Устепень восст. сгустка= 1,25 х22 х12 - 0,45 х1 - 0,01.

Далее представлены поверхности отклика выходных факторов, обозначенных как Z - степень восстановления сгустка на рисунке 8 и титруемая кислотность на рисунке 9, где Y - массовая доля наполнителя, X массовая доля сахара. Содержание сахара в исследуемых границах в меньшей степени влияет на титруемую кислотность и степень восстановления сгустка. Поверхность отклика зависимостей титруемой кислотности и степени восстановления сгустка от дозы вносимых компонентов свидетельствуют о нахождении оптимумов.

Были выбраны оптимальные дозы наполнителя - 9% и сахара - 3%, которые незначительно влияют на титруемую кислотность и степень восстановления сгустка и способствуют получению хороших органолептических и структурно-механических свойств готового продукта. Характеристика готового кисломолочного продукта представлена в таблице 5.

Рисунок 8 - Влияние вносимых компонентов на степень восстановления сгустка

Рисунок 9 - Влияние вносимых компонентов на титруемую кислотность

Таблица 5 Характеристика кисломолочного продукта

Наименование показателей

Характеристика

Внешний вид и консистенция

однородная, нежная консистенция,

с включениями раздробленных ягод черники, с ненарушенным сгустком

Вкус и запах

чистый, с приятным кисломолочным привкусом, в меру сладкий

с выраженным черничным вкусом,

без постороннего привкуса и запаха

Цвет

бледно-лиловый, с крапинками черники

Массовая доля жира, %

2,5

Массовая доля белка, %, не менее

2,8

СОМО, % не менее

8,5

Количество жизнеспособных клеток на конец срока годности, кое/см3

B. longum B379M

1*109

P. shermanii АС-2503

8*108

L. acidophilus

2*108

БГКП колиформы, кое/0,1см3

отсутствуют

S. aureus, в кое/см3

отсутствуют

Патогенные микроорганизмы,

в т.ч. сальмонеллы, кое/25см3

отсутствуют

Дрожжи, кое/см3

отсутствуют

Плесени, кое/см3

отсутствуют

Показатели безопасности

соответствуют установленным

санитарно-гигиеническим требованиям

Из данных таблицы 4 видно, что кисломолочный продукт характеризуется хорошими органолептическими, физико-химическими и санитарно-гигиеническими показателями.

Таким образом, на основании проведенных исследований разработан кисломолочный продукт, характеризующийся высокими потребительскими и пробиотическими свойствами.

Кисломолочный продукт может применяться в общем комплексе терапевтических мероприятий при заболевании органов пищеварительного тракта, при нарушениях обмена веществ в организме, поддержании иммунной системы, повышении микроэкологического статуса, для профилактики заболеваний желудочно-кишечного тракта.

ВЫВОДЫ

1. На основании проведенных исследований разработана технология бактериального концентрата на основе комбинированной закваски пробиотических микроорганизмов, обладающего высокой биохимической активностью.

2. Оптимальное соотношение Bifidobacterium longum B 379 M, Propionibakterium freudenreichii shermanii АС-2503, Lactobacillus acidophilus в инокуляте 90:7:3 выбрано с учетом степени восстановления структуры, приемлемой скорости ферментации, умеренной кислотности и сбалансированного содержания жизнеспособных клеток культур.

3. Подобраны оптимальные условия культивирования комбинированной закваски: доза - 5%, продолжительность ферментации - 14-16 ч, температура культивирования 30°С, при которых рост клеток комбинированной закваски происходит интенсивней, процесс культивирования сокращается по сравнению с монокультурами бифидобактерий и пропионовокислых бактерий, что говорит о симбиотических взаимоотношениях культур при совместном культивировании.

4. Установлено, что совместное культивирование бифидобактерий, пропионовокислых бактерий и ацидофильной палочки, повышает экзополисахаридный потенциал, что способствует симбиозу и повышению выживаемости при замораживании.

5. Разработана технологическая схема приготовления бактериального концентрата, особенностью которой является использование в качестве инокулята комбинированной закваски пробиотических микроорганизмов, обладающего высокой биохимической активностью и структурно-механическими свойствами, что интенсифицирует технологический процесс производства и повышает качество продукта.

6. Бактериальный концентрат позволяет получить кисломолочный продукт, характеризующийся высокими потребительскими и пробиотическими свойствами.

ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1. Тумунова С.Б. Влияние массовой дозы инокулята на накопление биомассы пробиотических бактерий. г. Улан-Удэ / С.Б. Тумунова, С.Г.-Д. Ханхалдаева // Сб. науч. тр. с междунар. участием. Серия: Химия и биологически активные вещества природного происхождения. Вып. 16. Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2011.С.53-57.

2. Тумунова С.Б. Формирование потребительских свойств кисломолочного продукта с использованием нового бактериального концентрата. г. Улан-Удэ / С.Б. Тумунова, С.Г.-Д. Ханхалдаева // Сб. науч. тр. с междунар. участием, посвящ. 50-летию ВСГУТУ. Серия: Химия и биологически активные вещества природного происхождения. Вып. 17. Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2012.С.96-100.

3. Тумунова С.Б. Изучение влияния состава закваски на реологические свойства сгустка г. Улан-Удэ / С.Б. Тумунова, И.С. Хамагаева, С.Г.-Д. Ханхалдаева // Сб. науч. тр. Серия: Биотехнология. Вып. 19. Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2012. С.105-106.

4. Тумунова С.Б. Исследование потребительских свойств пробиотического кисломолочного продукта. г.Улан-Удэ / С.Б. Тумунова, С.Г.-Д. Ханхалдаева // Мат-лы междунар. науч.-практ. конф. «Актуальные вопросы товароведения и безопасности товаров». Коломна: Изд-во МГОСГИ, 2013. С.22-24.

5. Ханхалдаева С.Г.-Д. Исследование конкурентного потенциала пробиотического бифидосодержащего кисломолочного продукта г. Улан-Удэ / С.Г.-Д. Ханхалдаева, С.Б. Тумунова, Н.А. Замбалова // Вестник ВСГУТУ. 2013. №2. С.51-56

6. Хамагаева И.С. Влияние микрофлоры закваски на структурно-механические свойства ферментированных сгустков / И.С. Хамагаева, С.Б. Тумунова, С.Г.-Д. Ханхалдаева, Н.А. Замбалова // Молочная промышленность. 2013. №7. С.60-61.

7. Хамагаева И.С., Тумунова С.Б., Ханхалдаева С.Г.-Д. Изобретение «Способ получения замороженного бактериального концентрата на основе симбиоза пробиотических бактерий». Заявка: входящий номер №020005, регистрационный номер №2013113520, дата поступления 26.03.2013.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.