Исследование выживаемости заквасочных культур мечниковской простокваши в процессе замораживания
Authors: И.А. Бурков , А.Ю. Колоколова , А.Е. Рябова 
Published: October 2024

При производстве кисломолочных продуктов преимущественно используют сухие закваски, которые получают путем сублимации. Одним из этапов сублимационной сушки является замораживание. Воздействие низких температур в значительной степени влияет на выживаемость микроорганизмов, что связано с их индивидуальными особенностями. Таким образом, оптимизация протокола замораживания при сублимационной сушке может повысить эффективность заквасок для производства национальных кисломолочных продуктов. В работе проведено исследование влияния 7 протоколов замораживания на выживаемость Streptococcus thermophilus штамм 159 и Lactobacillus bulgaricus штамм Л37/7, а также закваски для мечниковской простокваши, состоящей из консорциума указанных культур в соотношении 4:1. Протоколы замораживания различались скоростью охлаждения (медленная, быстрая) и целевой температурой замораживания (минус 30 °С, минус 50 °С, минус 70 °С). Помимо этого, был исследован протокол замораживания при минус 70 °С с закалкой при минус 20 °С. Наиболее вероятное число (НВЧ) молочнокислых микроорганизмов определялось стандартными микробиологическими методами до и после замораживания и после этапа сушки. Наиболее заметное снижение выживаемости S. thermophilus происходило при быстром охлаждении до температуры минус 70 °С. Так, НВЧ до замораживания составляло 1,1•109 КОЕ/г, после замораживания – 1,4•108 КОЕ/г, после сушки – 7,0•107 КОЕ/г. Выживаемость L. bulgaricus заметно падала при температурах минус 70 °С и минус 50 °С с высокой скоростью замораживания. Оптимальной температурой замораживания для данных культур и их консорциума являлась минус 30 °С. Скорость замораживания при данной температуре слабо влияла на выживаемость. Сделаны выводы о том, что использование широкого спектра оборудования, такого как холодильные шкафы и лари, камеры шоковой заморозки и охлаждаемые полки сублиматора, на стадии замораживания культур перед сублимацией не влияет на выживаемость при целевой температуре замораживания минус 30 °С. Полученные результаты справедливы для лабораторной партии. Даны рекомендации по масштабированию полученных результатов для партий промышленных объемов.
In the production of fermented milk products, dry starters obtained by sublimation are mainly used. One of the stages of freeze-drying is freezing. The effect of low temperatures significantly affects the survival of microorganisms, which is associated with their individual characteristics. Thus, optimization of the freezing protocol for freeze-drying can improve the efficiency of starters for the production of national fermented milk products. The paper studies the effect of 7 freezing protocols on the survival of Streptococcus thermophilus strain 159 and Lactobacillus bulgaricus strain L37/7, as well as the starter for Mechnikovskaya yogurt, consisting of a consortium of these cultures in a ratio of 4:1. The freezing protocols differed in the cooling rate (slow, fast) and the target freezing temperature (minus 30 °С, minus 50 °С, minus 70 °С). In addition, the freezing protocol with hardening at minus 20 °С was investigated. The most probable number (MPN) of lactic acid microorganisms was determined by standard microbiological methods before and after freezing and after the drying stage. The most noticeable decrease in the survival of S. thermophilus occurred with rapid cooling to a temperature of minus 70 °С. Thus, the MPN before freezing was 1.1•109 CFU/g, after freezing – 1.4•108 CFU/g, after drying – 7.0•107 CFU/g. The survival of L. bulgaricus significantly decreased at temperatures of minus 70 °С and minus 50 °С with a high freezing rate. The optimal freezing temperature for these cultures and their consortium was minus 30 °С. The freezing rate at this temperature had little effect on survival. Conclusions are made that the use of a wide range of equipment, such as refrigerated cabinets and chests, shock freezing chambers and refrigerated shelves of the sublimator, at the stage of freezing cultures before sublimation does not affect the survival rate at the target freezing temperature of minus 30 °С. The results obtained are valid for a laboratory batch. Recommendations are given for scaling the obtained results for industrial batches.