ПИЩЕВОЙ ПРОДУКТ, СОДЕРЖАЩИЙ ПРОБИОТИК И ПРОТОНИРОВАННУЮ СЛАБУЮ ОДНООСНОВНУЮ КИСЛОТУ, И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
FOOD PRODUCT CONTAINING PROBIOTIC AND PROTONATED WEAK MONOATOMIC ACID AND ITS PRODUCTION METHOD

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к неконсервированному пищевому продукту на основе сока растений и/или молока, содержащему живые пробиотики в стабильной концентрации, образующие привкус и/или газ в исходной матрице пищевого продукта, отличающемуся тем, что он содержит от 1 до 20 г/л пищевой протонированной слабой одноосновной кислоты и имеет рН от 3 до 4, а также к способу приготовления такого пищевого продукта.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Употребление в пищу живых микроорганизмов, называемых пробиотиками, включающих некоторые штаммы бактерий, в особенности принадлежащих к роду Lactobacillus, является особенно полезным для здоровья. В действительности они являются объектом многочисленных исследований, доказывающих превентивное клиническое воздействие в различных случаях (например, при проявлениях аллергических симптомов, инфекционных диареях, воспалительных заболеваниях) и на некоторые физиологические функции (например, переваривание лактозы, пассаж по кишечнику, иммунитет). В особенности эти пробиотики способны содействовать хорошему функционированию кишечной флоры, что может вызвать интерес у населения. В действительности эти бактерии производят, помимо прочего, бактериоцины и молочную кислоту, косвенно повышающие усвояемость пищи, улучшающие перистальтику кишечника и ускоряющие его опорожнение. Также эти бактерии производят некоторые витамины комплекса В и в целом способствуют всасыванию витаминов и минералов, снижают уровень холестерина в крови, укрепляют иммунную систему и покрывают слизистые кишечника, защищая от инвазии и воздействия вредных микроорганизмов.
В связи с этим в течение многих лет предприятия пищевой промышленности пытаются внедрять такие бактерии в производимые ими продукты.
Такими продуктами, обогащенными бактериями, традиционно являются молочные продукты, но и другие пищевые продукты, в особенности на основе растений и, в частности, плодов, представляют интерес для развития на рынке пищевой промышленности.
Пищевые продукты на основе плодов, обогащенные бактериями рода Lactobacillus, уже известны из предшествующего уровня техники, например из международной заявки на патент WO 00/70972 и европейской заявки на патент ЕР 0113055.
Однако в пищевых продуктах на основе плодов, обогащенных молочнокислыми бактериями, можно наблюдать рост и/или активность бактерий, которые при хранении продуктов приводят к ухудшению их качества в результате образования газа и привкуса, делающих указанные продукты непригодными к употреблению.
В действительности многие микроорганизмы способны, например, декарбоксилировать замещенные коричные кислоты, такие как транс-4-гидрокси-3-метоксикоричная кислота (феруловая кислота) и транс-4-гидроксикоричная кислота (п-кумаровая кислота), которые могут присутствовать в молоке или соке растений, приводя к формированию, соответственно, двух следующих летучих соединений: 3-метокси-4-гидроксистирол (4-винилгваякол) и 4-гидроксистирол (4-винилфенол). Эти молекулы образуют привкусы типа «фенольный, копченый, перчаточный, лекарственный» и т.п. У бактерий рода Lactobacillus была обнаружена активность декарбоксилаз п-кумаровой и феруловой кислот.В частности, молочнокислыми бактериями, известными своей активностью, являются следующие бактерии: L. brevis, L. crispatus, L. fermentum, L. plantarum, L. pentosus, L. paracasei (Van Beck, S and Priest FG - 2000 - Decarboxylation of substituted cinnamic acids by lactic acid bacteria isolated during malt whisky fermentation - Applied and Environmental Microbiology, 66 (12); 5322-8). Таким образом, путем биотрансформации штаммы молочнокислых бактерий способны образовывать привкусы из фенольных кислот.
2
2
2
Также, многие штаммы родов Leuconostoc, Streptococcus и Lactobacillus способны, кроме того, разлагать малат, цитрат, пируват, фумарат, тартрат и глюконат, которые могут присутствовать в молоке или соках растений, с образованием газа (Hegazi F.Z., Abo-Elnaga I.G., 1980. Degradation of organic acids by dairy lactic acid bacteria. Mikrobiologie der Landwirtschaft der Technologie und des Umweltschutzes, 135 (3), 212). Так, например, разложение органических кислот, таких как яблочная или лимонная, если только это ассимилирование не сопровождается слишком большим выделением ацетата, также образующего привкусы, не приводят к образованию вкусов, неприятных для потребителя. Тем не менее ассимилирование этих органических кислот бактериальными штаммами в этом случае приводит к образованию CO, который будет раздувать упаковку продукта. В действительности эти органические кислоты естественным образом метаболизируются некоторыми видами молочнокислых бактерий с образованием пирувата (центрального составляющего метаболических циклов, таких как углеродный метаболизм) и СO; также пируват сам является объектом декарбоксилаций, соответственно повышая содержание произведенного CO.
Преимущество пищевого продукта на основе плодов типа напитка или пюре из плодов и содержащего стабильные живые пробиотики состоит в том, что он приносит потребителю пользу как от плодов, так и от пробиотиков.
Национальный план здорового питания рекомендует потребление как минимум пяти порций плодов и овощей в день. Наблюдения, проведенные многими учеными, показывают, что потребление большего количества плодов и овощей позволяет в особенности снизить уровень холестерина, всасывание липидов и ограничить частоту случаев ожирения у детей.
Преимущество пищевого продукта на основе молока, содержащего стабильные живые пробиотики, состоит в том, что он приносит потребителю пользу как от молочного продукта, так и от пробиотиков.
Некоторые научные исследования наводят на мысль о том, что пробиотики могут играть также роль первого плана в отношении здоровья. Каждый из штаммов пробиотика может иметь определенные преимущества для здоровья. Каждый из штаммов пробиотиков может предоставлять свои специфические преимущества для здоровья. Среди этих преимуществ можно назвать улучшение функционирования пищеварительной системы и усиление естественных защитных механизмов. Некоторые пробиотики воздействуют на всасывание белков, а другие производят витамины. Некоторые могут также производить соединения, которые предотвращают размножение патогенных бактерий и могут таким образом играть роль в кишечной экосистеме.
Было бы желательно для пищевой промышленности иметь возможность приготовления таких пищевых продуктов без образования привкусов и газа, что и является задачей настоящего изобретения.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что если добавить в исходную матрицу пищевого продукта, содержащего пробиотики, которые естественным образом образуют привкусы и/или газ в указанной матрице, слабую одноосновную кислоту с рН в определенном диапазоне, она предотвращает образование пробиотиками привкусов и/или газа в пищевом продукте.
Однако авторы изобретения также показали, что только слабые одноосновные кислоты в протонированной форме, т.е. в среде, рН которой меньше рKа (константы ионизации) применяемой слабой одноосновной кислоты, эффективны для предотвращения образования пробиотиками привкусов и/или газа в пищевом продукте.
Авторы настоящего изобретения смогли доказать, что значение рН, составляющее от 3 до 4, предпочтительно от 3,4 до 4, более предпочтительно от 3,4 до 3,7, необходимо для получения вкуса, приемлемого для потребителя, при этом позволяя максимальному количеству добавленных слабых одноосновных кислот иметь протонированную форму. Настоящее изобретение в особенности позволяет предложить продукты, имеющие концентрацию плодов более 50% и содержащие живые пробиотитки в стабильной концентрации.
Тем не менее, поскольку слабые одноосновные кислоты являются кислотами, они снижают рН уже кислой исходной матрицы (такой, как сок плодов) ниже указанных искомых значений (от 3 до 4). Также, поскольку слабые одноосновные кислоты часто имеют плохой вкус, недопустимо добавлять их в пищевой продукт в количестве более 50 г/л. Вот почему настоящее изобретение относится также к способу изготовления неконсервированного пищевого продукта, содержащего живые пробиотики в стабильной концентрации, образующие привкусы и/или газ в исходной матрице пищевого продукта, отличающегося тем, что он содержит от 1 до 20 г/л пищевой протонированной слабой одноосновной кислоты и имеет рН от 3 до 4, который включает в себя, помимо прочего, этапы приведения рН к необходимому значению, составляющему от 3 до 4, путем добавления пищевой кислоты или пищевого основания.
Таким образом, первой задачей настоящего изобретения является создание неконсервированного пищевого продукта, содержащего живые пробиотики в стабильной концентрации, образующие привкусы и/или газ в исходной матрице пищевого продукта, отличающегося тем, что он содержит от 1 до 20 г/л пищевой протонированной слабой одноосновной кислоты, имеет рН от 3 до 4, и температура его хранения составляет от 0°С до 15°С, предпочтительно от 4°С до 10°С.
Неконсервированный пищевой продукт (т.е. пищевой продукт, температура хранения которого составляет от 0°С до 15°С, предпочтительно от 4°С до 10°С), предпочтительный в контексте настоящего изобретения, содержит больше 2,2 г/л и до 20 г/л пищевой протонированной слабой одноосновной кислоты и имеет рН от 3,4 до 4. Такой продукт имеет, таким образом, содержание пищевой протонированной слабой одноосновной кислоты больше 2,2 г/л при максимальном содержании 20 г/л и рН больше 3,4 при максимальном значении, равном 4.
Предпочтительно это количество пищевой протонированной слабой одноосновной кислоты содержится в продукте в момент окончания его изготовления.
Под неконсервированным пищевым продуктом в соответствии с настоящим изобретением подразумевается пищевой продукт, который будет храниться при температуре от 0°С до 15°С, предпочтительно от 4°С до 10°С.
Обычно под «неконсервированным пищевым продуктом» подразумеваются продукты, температура хранения которых составляет от 4°С до 8°С, но специалистам в данной области техники ясно, что чаще всего температура в холодильнике потребителя составляет от 4°С до 10°С. Вот почему пищевые продукты составляют таким образом, чтобы они могли храниться при таких температурах (от 4°С до 10°С).
Под пробиотиком подразумеваются живые микроорганизмы, которые при употреблении в пищу в достаточном количестве, обладая обычными питательными свойствами, также оказывают положительное влияние на здоровье.
В соответствии с настоящим изобретением под живыми пробиотиками подразумеваются пробиотики, выживаемость которых в пищевом продукте в соответствии с настоящим изобретением через 28 дней составляет более 60% и предпочтительно более 80%.
Жизнеспособность пробиотиков измеряют с помощью технологий подсчета, известных специалистам в данной области техники, таких как, например, подсчет по массе, подсчет по поверхности, камеры Малассе, прямой подсчет, подсчет с помощью оптического стандарта мутности, нефелометрия, электронный подсчет, цитометрия в потоке, флуоресценция, импедансометрия, анализ изображений.
В соответствии с настоящим изобретением под стабильной концентрацией подразумевается концентрация живых пробиотиков, которая при температуре 10°С изменяется не более, чем на 50%, предпочтительно на 10% в течение 35 дней с момента добавления живых пробиотиков в исходную матрицу пищевого продукта.
5
7
8
8
8
В соответствии с настоящим изобретением концентрация бактерий в пищевом продукте составляет больше 10, предпочтительно больше 10 КОЕ/мл, более предпочтительно больше 0,5·10 КОЕ/мл. Наиболее предпочтительно концентрация составляет от 0,5·10 до 1,5·10 КОЕ/мл.
8
8
8
8
8
Так, например, при начальной концентрации в пищевом продукте в соответствии с настоящим изобретением 10 КОЕ/мл, стабильная концентрация составит от 0,5·10 до 1,5·10 КОЕ/мл, предпочтительно от 0,9·10 до 1,1·10КОЕ/мл.
В частности, указанные пробиотики могут являться бактериальными штаммами.
В соответствии с настоящим изобретением под бактериальными штаммами подразумеваются молочнокислые бактерии рода Lactobacillus spp, Bifidobacterium spp., Streptococcus spp., Lactococcus spp., Leuconostoc spp., и в особенности Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus fermentum, Lactobacilus rhamnosus, Lactobacillus reuteri, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium infantis, Streptococcus thermophilus, Lactococcus lactis, или их смеси.
Более конкретно, в соответствии с настоящим изобретением бактериальными штаммами предпочтительно являются бактерии рода Lactobacillus или Bifidobacterium, более предпочтительно Lactobacillus plantarum и еще более предпочтительно штаммы Lactobacillus plantarum, депонированные 16.03.95 под номером DSM 9843 в Deutsche Sammlung von Mikroorganismen von Zellkulturen GmbH (Немецкий банк культур микроорганизмов), или штаммы Lactobacillus plantarum, депонированные 04.04.02 под номером CNCM 1-2845 в Collection Nationale de Cultures de Microorganismes (Национальная коллекция культур микроорганизмов).
Штамм Lactobacillus plantarum, депонированный 16.03.95 под номером DSM 9843 в Deutsche Sammlung von Mikroorganismen von Zellkulturen GmbH, выпущен в продажу компанией PROBI под названием Lactobacillus plantarum 299v. Применение этого штамма в качестве пробиотика в пищевом продукте на основе плодов имеет многочисленные преимущества:
- он отвечает признакам пробиотиков, определенным научным сообществом;
- он запатентован, охарактеризован (RAPD, риботип), и его классификация утверждена;
- он имеет статус GRAS (в целом признан безопасным);
8
- он уже присутствует в количестве 10 КОЕ/мл в продукте ProViva, выпускаемом компанией Skanemejerier и потребляется с 1994 года;
- он имеет очень хорошую выживаемость при рН кислоты меньше 4;
- он не содержит амилазы, следовательно, он не разрушает структуру готового продукта.
Однако этот штамм имеет также некоторые недостатки:
- он имеет высокий потенциал последующего закисления;
- он создает значительные органолептические дефекты, связанные с синтезом уксусной кислоты;
- он разрушает лимонную кислоту (например, лимонный сок, апельсиновый сок) или яблочную кислоту (например, яблочный или грушевый сок) с образованием углекислого газа, что может привести к возникновению вздутия, особенно при разрушении холодильной цепи (т.е. при превышении температуры 8°С).
Таким образом, этот штамм имеет множество положительных свойств, но его применение для изготовления пищевых продуктов не позволяет получить приемлемое качество (особенно органолептическое) из-за указанного образования привкусов и/или газа.
То же справедливо для штамма Lactobacillus plantarum, депонированного 04.04.02 под номером CNCM 1-2845 в Национальной коллекции культур микроорганизмов.
Более конкретно, пробиотики в соответствии с настоящим изобретением представляют собой пробиотики, образующие привкусы и/или газ в исходной матрице пищевого продукта.
В соответствии с настоящим изобретением под исходной матрицей пищевого продукта подразумевается пищевой продукт, предпочтительно молоко, сок растений, предпочтительно являющийся соком плодов или овощей или соком плодов или овощей, восстановленным на основе концентрата, не содержащий пробиотика, не обедненный органическими кислотами, но необязательно содержащий другие вещества, такие как, например, сахар, вода, ароматизаторы, красители, подслащивающие вещества, антиокислители, молоко, консерванты, структурообразователи, животные белки (молочные белки, сывороточные белки и т.д.) или растительные белки (соевый, рисовый и т.д.), или растительные экстракты (соевый, рисовый и т.д.).
Так, например, если пищевой продукт в соответствии с настоящим изобретением изготовлен на основе сока плодов с добавлением живых пробиотиков и протонированной слабой одноосновной кислоты, исходной матрицей пищевого продукта является сок плодов.
Также можно привести другой пример: если пищевой продукт в соответствии с настоящим изобретением изготовлен на основе молока с добавлением живых пробиотиков и протонированной слабой одноосновной кислоты, исходной матрицей пищевого продукта является молоко.
В соответствии с настоящим изобретением пищевой продукт изготавливают на основе исходной матрицы сока растений и/или молока. Этот пищевой продукт может являться ферментированным молочным продуктом. Под «ферментированными молочными продуктами» подразумевают, в частности, ферментированные молочные продукты, готовые к потреблению человеком, т.е. ферментированные молочные продукты питания. В настоящей заявке под этим термином, в частности, подразумеваются ферментированные молочные изделия и йогурты. В качестве альтернативы указанные ферментированные молочные продукты питания могут являться творогами или «petits-suisses» (мягкими творожными сырками).
Термины «ферментированное молоко» и «йогурты» имеют обычные для молочной промышленности значения, т.е. продукты, предназначенные для потребления человеком и полученные посредством молочнокислого ферментирования молочного субстрата. Эти продукты могут содержать вторичные ингредиенты, такие как плоды, овощи, сахар и т.д. Можно, например, обратиться к Постановлению Французской республики №88-1203 от 30 декабря 1988, опубликованному в Официальном Журнале Французской республики 31 декабря 1988, о ферментированном молоке и йогурте.
http://www.codexalimentarius.net
Также можно обратиться к документу «Кодекс Алиментариус» (подготовленному Комиссией Кодекс Алиментариус и опубликованному Информационным Отделом Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), доступному в режиме онлайн по адресу ; более конкретно, том №12 Кодекс Алиментариус «Стандарт кодекса на молоко и молочные продукты» и стандарт «CODEX STAN А-1 1(а)-1975»).
Под термином «ферментированное молоко» в контексте настоящей заявки подразумевается молочный продукт, приготовленный из молочного субстрата, подвергшегося обработке, по меньшей мере, эквивалентной пастеризации, засеянный культурами микроорганизмов, принадлежащих к виду или видам, характерным для каждого продукта. «Ферментированное молоко» не подвергалось никакой обработке, позволяющей изъять составной элемент применяемого молочного субстрата, и в частности, не подвергалось обезвоживанию коагулята. Коагуляция «ферментированного молока» не должна осуществляться никакими другими средствами, кроме тех, которые происходят от активности применяемых микроорганизмов.
Что касается термина «йогурт», он относится к ферментированному молоку, полученному в соответствии с локальными и постоянными обычаями, путем развития особых термофильных молочных бактерий, а именно Lactobacillus bulgaricus и Streptococcus thermophilus, которые должны содержаться живыми в готовом продукте в количестве, по меньшей мере, 10 миллионов бактерий на один грамм по отношению к молочной части.
В некоторых странах законодательство разрешает добавление других молочных бактерий при производстве йогурта, и в особенности дополнительное применение штаммов Bifidobactehum и/или Lactobacillus acidophilus и/или Lactobacillus casei. Эти дополнительные молочные штаммы предназначены для придания готовому продукту различных свойств, таких как содействие равновесию кишечной флоры или модулирование иммунной системы.
На практике термин «ферментированное молоко» обычно употребляется для обозначения ферментированных молочных изделий, отличных от йогурта, и ферментированное молоко может в зависимости от страны называться, например, «кефир», «кумыс», «Lassi», «Dahi», «Leben», «Filmjôlk», «Villi», «ацидофилин».
Количество свободной молочной кислоты, содержащейся в ферментированном молочном субстрате, при продаже потребителю не должно составлять меньше 0,6 г на 100 г, а содержание белков по отношению к молочной части не должно быть меньше, чем в нормальном молоке.
Под термином «творог» или «мягкий творожный сырок» («petit-suisse») в контексте настоящей заявки подразумевается невыдержанный, несоленый сыр, подвергавшийся ферментации только молочными бактериями (никакой другой ферментации, кроме молочной). Содержание сухого вещества в творогах может быть снижено до 15 или 10 г на 100 г творога в соответствии с содержанием жиров, которое составляет или на 25% больше 20 г, или всего 20 г на 100 г творога после полного обезвоживания. Содержание сухого вещества в твороге составляет от 13 до 20%. Содержание же сухого вещества в мягком творожном сырке не ниже 23 г на 100 г продукта. Обычно оно составляет от 25 до 30%. Твороги и мягкие творожные сырки обычно входят в группу продуктов под названием «свежие сыры», обычно применяемым в области техники, к которой относится настоящее изобретение.
Под соком растений в контексте настоящего изобретения подразумевается сок плодов или овощей или сок плодов или овощей, восстановленный на основе концентрата, или сок, извлеченный из сои, соевого молока (tonyu), риса, овса, квиноа, каштана, миндаля или лесного ореха.
В соответствии с настоящим изобретением предпочтительно применяют следующие плоды: грушу, землянику, персик, ананас, виноград, яблоко, абрикос, апельсин, банан, манго, вишню, черешню, сливу, чернослив, ежевику, чернику, малину, грейпфрут, гуаяву, киви, маракуйю, папайю, лимон, айву, шиповник, личи, гранат или дыню.
Предпочтительно сок растений является соком плодов.
Под привкусами подразумевается вкус, анормальный для пищевого продукта. Привкус неприятен потребителю и, следовательно, нежелателен. Так, в качестве примера для пищевых продуктов в соответствии с настоящим изобретением можно привести привкус «перегной-сено», который образуется в результате ферментации и окисления продукта, «уксусный» или «фенольный, копченый, перчаточный, лекарственный и т.п.» привкусы, которые образуют ферменты из органических кислот, присутствующих в продукте, и «прогорклый» привкус, который образуется из-за наличия летучих жирных кислот.
Привкус типа «перегной-сено» является следствием присутствия таких соединений, как альфа-терпинеол, ацетоин, иналол, 4-этилфенол.
«Уксусный» привкус является следствием присутствия уксусной кислоты.
«Фенольный, копченый, перчаточный, лекарственный и т.п.» привкусы являются следствием присутствия таких соединений, как 3-метокси-4-гидроксистирол (4-винилгваякол) и 4-гидроксистирол (4-винилфенол).
«Прогорклый» привкус является следствием присутствия таких соединений, как бензойная кислота, 2-нонанон, декановая кислота, октановая кислота, лауриновая кислота.
В контексте настоящего изобретения пробиотики, образующие привкусы, представляют собой пробиотики, метаболизм которых прямо или косвенно приводит к присутствию одного или нескольких из указанных соединений, выбранных из альфа-терпинеола, ацетоина, иналола, 4-этилфенола, уксусной кислоты, 3-метокси-4-гидроксистирола (4-винилгваякола) и 4-гидроксистирола (4-винилфенола), бензойной кислоты, 2-нонанона, декановой кислоты, октановой кислоты, лауриновой кислоты.
В продукте также могут быть обнаружены «положительные» оттенки, такие как, например, «апельсиновый» или «плодовый». Эти вкусы не являются неприятными для потребителя и не являются «привкусами» в соответствии с настоящим изобретением.
Содержание молекул, отвечающих за «привкусы», измеряют посредством твердофазной микроэкстрации (ТФМЭ), сопряженной с газовым хроматографом (ГХ), объединенным с масс-спектрометром (МС). Этот способ был разработан особым образом и обладает повышенной чувствительностью при хорошей воспроизводимости и хорошей сходимости результатов. ТФМЭ обеспечивает специфическую концентрацию летучих молекул, необходимых для лучшего определения количества и лучшей идентификации. ГХ обеспечивает разделение летучих молекул в соответствии с их полярностью и молярной массой и, таким образом, получение пиков, соответствующих каждой молекуле. Содержание каждой молекулы выражается через площадь пика, т.е. через удельный коэффициент поглощения (UA), пропорционально их концентрации в образце. Наконец, масс-спектрометр обеспечивает, с одной стороны, достоверную идентификацию каждой молекулы посредством ее фрагментации на характерные ионы и, с другой стороны, повторное определение количества летучих молекул, при котором содержание, в этом случае, выражается в единицах массы.
Таким образом, способ идентификации пробиотика, образующего привкусы в исходной матрице пищевого продукта, включает в себя следующие этапы:
a) выбор исходной матрицы для пищевого продукта (например, молока и/или сока растения);
8
b) добавление к этой исходной матрице 10 КОЕ/мл пробиотика для тестирования;
c) упаковка продукта, полученного на этапе b) (картонный пакет, типа молочного пакета, пластиковая бутылка и т.п.);
d) через 35 дней определение присутствия и/или содержания молекул, отвечающих за искомые «привкусы», например, 3-метокси-4-гидроксистирола (4-винилгваякола) и 4-гидроксистирола (4-винилфенола) (или одного из перечисленных выше соединений) посредством твердофазной микроэкстракции (ТФМЭ), сопряженной с газовым хроматографом (ГХ), объединенным с масс-спектрометром (МС), как описано выше;
e) необязательно, проведение сенсорного анализа продукта группой экспертов, которые присваивают оценку от 0 до 3,0, причем «0» означает «отсутствие привкуса в тестируемом продукте», и «3» означает «присутствие очень сильного привкуса», и только продукты, имеющие оценку от 0 до 1, являются органолептически приемлемыми;
f) идентификация пробиотиков, образующих привкусы в исходной матрице пищевого продукта, таких как добавленные в пищевые продукты, для которых на этапе d) определяют присутствие молекул, отвечающих за искомые «привкусы», в особенности 3-метокси-4-гидроксистирола (4-винилгваякола) и 4-гидроксистирола (4-винилфенола) (или одного из перечисленных выше соединений), и/или имеющих среднюю оценку от 1 до 3 при проведении сенсорного анализа группой экспертов на этапе е).
2
Под газом в соответствии с настоящим изобретением подразумевается главным образом CO.
Так же, как для идентификации пробиотика, образующего привкусы, для идентификации пробиотика, образующего газ в исходной матрице пищевого продукта, применяют способ, включающий в себя следующие этапы:
a) выбор исходной матрицы для пищевого продукта (например, молока и/или сока растения);
8
b) добавление к этой исходной матрице 10 КОЕ/мл пробиотика для тестирования;
с) упаковка продукта, полученного на этапе b) (картонный пакет, типа молочного пакета, пластиковая бутылка, коробка йогурта и т.п.);
d) через 35 дней измерение давления в упаковке;
e) необязательно, тестирование продукта группой экспертов, хорошо знающих продукт этого типа, которые присваивают оценку от 0 до 5,0, причем «0» означает «отсутствие деформации упаковки», и «5» означает «максимальная деформация упаковки», и только продукты, имеющие оценку от 0 до 1, являются приемлемыми;
f) идентификация пробиотиков, образующих газ в исходной матрице пищевого продукта, таких как добавленные в пищевые продукты, для которых на этапе d) измеряют давление в упаковке, и/или имеющих среднюю оценку от 1 до 5 при тестировании группой экспертов, хорошо знающих продукт этого типа, на этапе е).
Ниже будет описан способ измерения давления, такой как применяют на этапе d).
8
После засева L. plantarum в высокой концентрации (10 КОЕ/мл) в сок плодов (например, апельсиновый сок), при хранении продукта в гибких емкостях, герметично закрытых мягкими крышками (например, коробка с йогуртом, картонная бутылка и т.п.), выделение газа может сделаться очевидным. Его можно определить, например, с помощью реологических измерений (измерения сопротивления деформации крышки под действием продольного усилия) или измерений давления путем непосредственного прокалывания крышки шприцом, соединенным с манометром.
Под ароматизаторами в контексте настоящего изобретения подразумеваются ингредиенты, предназначенные для придания букета (т.е. вкуса и/или запаха) продукту питания.
Ароматизаторы применяют в двух основных технологических целях:
- или они усиливают натуральный букет пищевого продукта, или частично воссоздают его, если он является слишком слабым (продукты частично теряют вкус в процессе изготовления);
- или они заменяют ингредиент, придающий аромат готовому продукту (например, йогурт с ароматом земляники).
В соответствии с настоящим изобретением предпочтительными ароматизаторами являются: яблоко, апельсин, красные плоды, земляника, персик, абрикос, слива, малина, ежевика, красная смородина, лимон, цитрусовые, грейпфрут, банан, ананас, киви, груша, черешня, кокос, маракуйя, манго, инжир, ревень, дыня, мультифрукт, экзотические фрукты, ваниль, шоколад, кофе, капучино.
Под красителями подразумеваются вещества, способные вернуть, усилить или придать окраску пищевому продукту.
В соответствии с настоящим изобретением красителями предпочтительно являются: бета-каротин, кармин.
Под подслащивающим веществом подразумевается вещество, способное передать сладость сахара без внесения содержащихся в сахаре калорий.
В соответствии с настоящим изобретением подслащивающими веществами предпочтительно являются: аспартам, ацесульфам калия, сахарин, сукралоза и цикламат.
Под антиоксидантами подразумеваются вещества, способные исключить или уменьшить окисление, которое, помимо прочего, вызывает прогоркание жиров или потемнение нарезанных плодов и овощей.
В соответствии с настоящим изобретением антиоксидантами предпочтительно являются: витамин Е, экстракт розмарина.
Под молоком подразумевается молоко животного происхождения (например, коровье, козье, овечье) или молоко, восстановленное из молочных ингредиентов.
Под консервантами подразумеваются вещества, предназначенные для сохранения путем предотвращения присутствия и развития нежелательных микроорганизмов (например, плесеней или бактерий, вызывающих пищевые отравления) в готовом пищевом продукте.
В соответствии с настоящим изобретением консервантами предпочтительно являются сорбиновая кислота, аскорбиновая кислота и серный ангидрид.
Под структурообразователями подразумеваются вещества, позволяющие улучшить внешний вид или консистенцию готового пищевого продукта. Структурообразователями могут являться эмульгаторы, стабилизаторы, загустители или желирующие вещества. Они могут применяться в пищевом продукте в соответствии с настоящим изобретением по отдельности или в сочетаниях.
В соответствии с настоящим изобретением структурообразователями предпочтительно являются: пектин, плоды цератонии, каррагинаны, алыинаты, гуаровая камедь, ксантановая камедь, крахмал, моно- и диглицериды пищевых жирных кислот.
Под водой необязательно подразумевается осмотическая вода. Осмотическая вода позволяет ограничить количество минералов в готовом продукте, поскольку минералы могут также образовывать привкусы.
4
2
4
2
4
2
3
Калий, хлор, магний и кальций в разных формах (KCl, NHCl, CaCl, ацетат Са, LiCl, MgSO) в действительности являются скорее горькими, тогда как натрий, литий и сульфаты являются скорее солеными и/или кислыми, в зависимости от формы, в которой они представлены (солевая форма: NaCl, NaSO, тартрат Na; кислотная форма: NaNO, ацетат Li; форма солевая и кислотная: ацетат Na, аскорбат Na, цитрат Na). Помимо этого прямого воздействия на сенсорные качества продуктов, эти соединения могут также производить эффект высаливания на летучие молекулы, создающие «копченые, фенольные и т.п.» привкусы, способствуя их прохождению над поверхностью продукта в паровой фазе, увеличивая, таким образом, интенсивность восприятия привкусов.
Пищевой продукт в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно содержит от 5 до 20 г/л, более предпочтительно от 10 до 20 г/л пищевой слабой одноосновной кислоты.
Под пищевой слабой одноосновной кислотой в соответствии с настоящим изобретением подразумевают слабую одноосновную кислоту, пригодную к употреблению в пищу. Предпочтительно имеется в виду молочная или уксусная кислота, более предпочтительно молочная кислота.
+
Под протонированной слабой одноосновной кислотой в соответствии с настоящим изобретением подразумевается слабая одноосновная кислота, в которой кислотная функциональная группа не отдала протон H.
2
3
-
+
Слабая кислота, это кислота, которая не диссоциирует полностью в воде: при помещении слабой кислоты АН в присутствии воды имеет место следующая реакция: АН+НO<=>А+HO. Реакция является не полной, но равновесной.
+
После того, как слабая кислота отдала протон Н, она трансформируется в слабое основание.
Слабые кислоты классифицируют в зависимости от их константы кислотной диссоциации, т.е. в зависимости от их способности в большей или меньшей степени диссоциировать в присутствии воды. Слабые кислоты имеют рKа от 3 до 11.
Одноосновная кислота - это кислота, содержащая только одну кислотную функциональную группу.
Протонированная слабая одноосновная кислота может естественно присутствовать в исходной матрице пищевого продукта или может быть добавлена в исходную матрицу пищевого продукта способом в соответствии с настоящим изобретением.
Интерес к применению протонированных слабых одноосновных кислот связан с их антибактериальной активностью, зависящей от их способности снижать значение рН и освобождать протон. Эта последняя способность является функцией рН среды, так же, как значения рKа рассматриваемой кислоты. Слабые одноосновные кислоты, когда они находятся в протонированной форме, являются жирорастворимыми и, таким образом, способны проникать в микробные клетки. Попадая внутрь клеток, эти слабые одноосновные кислоты оказываются в более щелочной среде; тем самым они освобождают свой протон, что приводит к уменьшению внутриклеточного значения рН. Эта модификация воздействует на бактериальный метаболизм, в особенности ингибируя различную энзиматическую активность и вынуждая бактерии использовать свою энергию на удаление протонов. Этот феномен является первой причиной снижения бактериальной активности. К тому же Russel (1992) предлагает также дополнительное объяснение, основанное на внутриклеточной аккумуляции анионов, являющейся следствием первого феномена (Russel, J.В., 1992. A review: another explanation for the toxicity of fermentation acids at low рН: anion accumulation versus uncoupling; J.Appl. Bacteriol. 73: 363-370).
Неконсервированный пищевой продукт в соответствии с настоящим изобретением содержит предпочтительно до 7,5 г/л пищевой слабой одноосновной кислоты, независимо от ее формы (протонированной или нет).
Предпочтительно значение рН пищевого продукта составляет от 3,4 до 3,7.
Предпочтительно приведенные значения рН в соответствии с настоящим изобретением даны для пищевого продукта до упаковки или в момент окончания его изготовления. В действительности, в некоторых случаях и для некоторых специфических продуктов, таких как йогурты, можно наблюдать закисление упакованного пищевого продукта при хранении. Это явление называют последующим закислением (специфическое закисление при хранении продукта).
Так, например, неконсервированный пищевой продукт, на момент окончания его изготовления и до упаковки имеющий значение рН 4,5, после упаковки и через 30 дней хранения (предпочтительно при температуре от 4°С до 10°С) может иметь значение рН 3,9 в результате последующего закисления.
В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения неконсервированный пищевой продукт на 80% состоит из воды. Предпочтительно этот пищевой продукт может представлять собой напиток, более предпочтительно на основе сока плодов, сока плодов, восстановленного на основе концентрата, и/или молока.
В соответствии с настоящим изобретением в качестве сока плодов можно назвать апельсиновые соки и, в особенности, соки NFC (не из концентрата) с содержанием сухих веществ 10-12° по шкале Brix, и в качества апельсинового сока на основе концентрата, FCOJ (замороженный концентрированный апельсиновый сок) с содержанием сухих веществ 66° по шкале Brix и другие концентрированные соки плодов с содержанием сухих веществ от 10° до 70° по шкале Brix.
В соответствии с настоящим изобретением пищевой продукт содержит от 20 до 99,99%, предпочтительно от 50 до 99,99% сока плодов.
В соответствии с настоящим изобретением живые пробиотики, содержащиеся в пищевом продукте, которые образуют привкусы и/или газ в исходной матрице пищевого продукта, являются пробиотиками, разлагающими органические кислоты, выбранные из группы, содержащей: яблочную, лимонную, винную, пировиноградную, фумаровую и глюконовую кислоты.
2
В частности, эти пробиотики имеют способность разлагать указанные органические кислоты на CO и/или соединения, образующие привкусы.
В особенности, эти органические кислоты содержатся в исходной матрице пищевого продукта.
Под органическими кислотами в соответствии с настоящим изобретением подразумеваются в особенности яблочная, лимонная, винная, пировиноградная, фумаровая кислота и глюконовая кислоты.
Способ идентификации штаммов, разлагающих органические кислоты, может быть таким, как представлен в примере 1.
Второй аспект настоящего изобретения относится к способу изготовления описанного выше пищевого продукта, отличающемуся тем, что он включает в себя следующие этапы:
a) добавление от 1 до 50 г/л пищевой слабой одноосновной кислоты в исходную матрицу пищевого продукта;
b) измерение рН продукта, полученного на этапе а);
c) доведение значения рН продукта, полученного на этапе b), до требуемого значения рН, составляющего от 3 до 4, предпочтительно от 3,4 до 4, посредством добавления пищевой кислоты, более сильной, чем пищевая слабая одноосновная кислота, добавленная на этапе а), если значение рН, измеренное на этапе b), выше требуемого значения, или путем добавления пищевого основания, если значение рН, измеренное на этапе b), ниже требуемого;
d) добавление живых пробиотиков в продукт, полученный на этапе с).
5
9
8
8
8
По способу в соответствии с настоящим изобретением на этапе d) добавляют от 5·10 до 10 КОЕ/мл, предпочтительно от 0,5·10 до 1,5·10 КОЕ/мл, более предпочтительно 10 КОЕ/мл живых пробиотиков.
В соответствии с настоящим изобретением предпочтительно на этапе а) добавляют от 5 до 50 г/л пищевой слабой одноосновной кислоты.
Под пищевой слабой одноосновной кислотой в соответствии с настоящим изобретением подразумевается слабая одноосновная кислота, пригодная к употреблению в пищу. Предпочтительно имеется в виду молочная или уксусная кислота, более предпочтительно молочная кислота.
Пищевой продукт в соответствии с настоящим изобретением содержит слабую одноосновную кислоту в протонированной форме. Процентное содержание протонированной формы в заданном количестве слабой одноосновной кислоты зависит от рН продукта, в котором она содержится.
В общем случае, концентрация слабой одноосновной кислоты в протонированной форме коррелирует со значением рН по следующей формуле:
10
рН=рKа+log[А-]/[НА],
где [А-] - концентрация основания и [НА] - концентрация протонированной формы рассматриваемой кислоты.
Эти концентрации специалист в данной области техники может легко измерить с помощью стандартных технологий (например, с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ)).
Так, например, для получения 1 г/л протонированной молочной кислоты исходно требуется:
- 1,1 г/л (13 ммоль/л) молочной кислоты с рН 3;
- 2,4 г/л (26 ммоль/л) молочной кислоты с рН 4.
В силу этого по способу в соответствии с настоящим изобретением для получения пищевого продукта в соответствии с настоящим изобретением, т.е. содержащего от 1 до 20 г/л, предпочтительно больше 2,2 г/л и до 20 г/л протонированной слабой одноосновной кислоты, необходимо добавить в исходную матрицу пищевого продукта слабую одноосновную кислоту в количестве, большем или равном количеству протонированной слабой одноосновной кислоты, которое желательно иметь в пищевом продукте, или от 1 до 50 г/л слабой одноосновной кислоты.
В действительности, например, для получения 20 г/л (222 ммоль/л) протонированной молочной кислоты исходно требуется:
- 23 г/л (253 ммоль/л) молочной кислоты с рН 3;
- 47 г/л (529 ммоль/л) молочной кислоты с рН 4.
Под пищевой кислотой в соответствии с настоящим изобретением подразумевается кислота, пригодная к употреблению в пищу. В соответствии с настоящим изобретением пищевая кислота предпочтительно является органической кислотой, предпочтительно выбранной из ортофосфорной, лимонной, в особенности моногидратной лимонной, аскорбиновой и яблочной кислот или их смесей. Более предпочтительно, выбранная пищевая кислота является ортофосфорной кислотой. Безусловно, все эти кислоты должны быть пищевого качества.
Под пищевым основанием в соответствии с настоящим изобретением подразумевается основание, пригодное к употреблению в пищу. В соответствии с настоящим изобретением пищевое основание предпочтительно выбирают из NaOH и солей, в частности, выбранных из цитрата аммония, цитрата кальция, цитрата натрия, солей калия, трикальция дицитрата и фосфатного буфера.
Настоящее изобретение также относится к неконсервированному пищевому продукту, который можно получить описанным способом.
В соответствии с настоящим изобретением требуемое значение рН предпочтительно больше 3,4 и может доходить до 4, и более предпочтительные значения составляют от 3,4 до 3,7. В соответствии с настоящим изобретением допустимая погрешность значения рН относительно требуемого значения составляет 0,1.
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Пример 1
Образование газа штаммами L. plantarum DSN 9843 и L. plantarum I-2845 (депонированного 04.04.02 в CNCM (Национальной коллекции культур микроорганизмов)) в зависимости от инокулированного сока плодов.
I. Материал и способы
I.1. Приготовление бактериальных суспензий и инокуляция сока плодов
8
9
8
9
Получили первую прекультуру в количестве 2 мл со штаммами DSM 9844 и I-2845. Эта прекультура служит для засевания 1% в 100 мл нейтрального MRS (или 10-10 КОЕ/мл). Из этой второй прекультуры засеяли 3×1000 мл в нейтральном MRS (или 10-10 КОЕ/мл).
Для каждого штамма осуществляли центрифугирование (центрифуга Beckman JA-25, ротор JA-10) с емкостями 500 мл следующим образом:
- наполнение 6 емкостей 330 мл культуры;
- центрифугирование в течение 10 мин, 12000 G, 20°С;
- удаление супернатанта и добавление 165 мл культуры;
- центрифугирование в течение 10 мин, 12000 G, 20°С;
- удаление супернатанта.
Каждый из осадков, полученных при центрифугировании, затем по отдельности помещали в тестируемый сок плодов, и полученную суспензию снова помещали в пакет с соком плодов, который затем тщательно закрывали.
I.2. Дозирование органических кислот
Применяли технологию, состоящую в разделении органических кислот посредством высокоэффективной анионообменной хроматографии (НРАЕС). Распознавание органических кислот осуществляли посредством супрессионной кондуктометрии (SCD).
Применяли хроматографическую систему DIONEX (DX600), содержащую систему распознавания посредством супрессионной кондуктометрии. Термостатированная кондуктометрическая ячейка (DS3) соединяется с системой внешней автосупрессии ASRS-ULTRA (4 мм). Этот электролитический супрессор применяли с режимом противоточной рециркуляции воды Milli-Q при расходе 4 мл/мин (давление приблизительно 15 psi).
Анионообменная колонка типа AS11-HC (4 мм) соединяется с защитной колонкой типа AG11-НС.Скорость элюирования составила 1,5 мл/мин.
II. Результаты
II.1. Подсчеты численности бактерий
Подсчеты численности бактерий осуществляли при хранении продуктов для оценки выживаемости L. plantarum в матрицах сока плодов.
Таблица 1
Подсчеты численности бактерий L. plantarum при хранении матриц сока плодов при температуре 10°С
Штамм
Время (дней)
Апельсин
Яблоко
Виноград
DSM 9843
ОД
1,8·10<sup>9</sup> КОЕ/мл
1,7·10<sup>9</sup> КОЕ/мл
9,5·10<sup>8</sup> КОЕ/мл
5Д
5,0·10<sup>9</sup> КОЕ/мл
5,8·10<sup>8</sup> КОЕ/мл
4,1·10<sup>9</sup> КОЕ/мл
I-2845
ОД
1,1·10<sup>9</sup> КОЕ/мл
9,8·10<sup>8</sup> КОЕ/мл
6,0·10<sup>8</sup> КОЕ/мл
5Д
4,5·10<sup>9</sup> КОЕ/мл
1,6·10<sup>9</sup> КОЕ/мл
3,9·10<sup>9</sup> КОЕ/мл
2.2. Определение потребления органических кислот при хранении
Дозирование органических кислот осуществляли в 0 и 5 дней одновременно с подсчетами, и результаты приведены в таблице 1.
Таблица 2
Выработка метаболитов и потребление органических кислот при хранении сока плодов, содержащего L. plantarum, при температуре 10°С
Серия
Вздутие бутылки
рн
Выработан-ный лактат
Выработан-ный ацетат
Потребленный малат
Потребленный цитрат
ммоль
ммоль
ммоль
ммоль
Яблочный сок
Контрольный образец
0 дней
-
3,43
0,00
0,00
0,00
0,00
+DSM 9843
5 дней
++
3,38
27,93
4,44
6,72
0,21
+I-2845
5 дней
++
3,39
40,86
4,38
21,20
0,19
Апельсино-вый сок
Контрольный образец
0 дней
-
3,34
0,00
0,00
0,00
0,00
+DSM 9843
5 дней
+++
3,26
53,79
25,78
11,99
4,91
+I-2845
5 дней
++
3,27
48,90
15,60
13,26
1,42
Виноград-ный сок
Контрольный образец
0 дней
-
3,22
0,00
0,00
0,00
0,00
+DSM 9843
5 дней
++
3,23
40,79
10,38
23,50
2,09
+I-2845
5 дней
+++
3,24
44,59
8,16
33,87
1,43
Результаты, приведенные в таблице 2, ясно показывают, что яблочная кислота является субстратом, наиболее потребляемым L. plantarum, независимо от штамма. Это потребление сопровождается не только образованием лактата и ацетата и, таким образом, значительным понижением значения рН (в особенности в апельсиновом и яблочном соках), но также образованием газа, оказывающего макроскопическое действие на упаковку.
2
В соответствии с путями метаболизма, отсутствием определения выработанного формиата (отсутствием действия пируват-формиат лиазы), очень малым содержанием пентоз обработанных соков плодов можно предложить следующую формулу определения количества образованного СO (в молях):
2
Общий СO = потребленный малат + потребленный цитрат + (общий образованный ацетат - ацетат, образованный из цитрата).
Или, заменяя ацетат, образованный из цитрата, количеством потребленного цитрата:
2
Общий CO = потребленный малат + общий образованный ацетат.
Выводы
9
Яблочная кислота и, в меньшей степени, лимонная кислота в значительной мере способствуют образованию газа при хранении соков плодов, содержащих высокую дозу (>1·10 КОЕ/мл) бактерии L. plantarum DSM 9843 или I-2845, при температуре 10°С.
Пример 2
Задача: показать, что, воздействуя только на рН, невозможно снизить активность L. plantarum, внедренной в сок плодов.
8
Апельсиновый сок, разведенный до 20%, засеивали для получения исходной популяции 1·10 КОЕ/мл. Добавляли разные кислоты и смеси кислот, так чтобы диапазон значений рН составлял от 3,3 до 3,4.
2
После упаковки в коробочки для йогурта, герметично запечатанные крышками «алюминий», коробочки хранили при температуре 10°С и осуществляли контроль вздутия (образования СO, позволяющего осуществлять макроскопическое наблюдение бактериальной активности).
Таблица 3
Тип кислоты
Процентное содержание в готовом продукте для рН=3,3
pН
Содержание протонированной слабой одноосновной кислоты (г/л)
Видимое вздутие продуктов, хранящихся при +10°С
Яблочная кислота
Qsp
3,37
/
Д+7
Лимонная кислота
Qsp
3,38
/
Д+7
Молочная кислота
0,40%
3,40
3,0
Д+30*
Ортофосфорная кислота
Qsp
3,30
/
Д+7
Молочная кислота/лимонная кислота
0,30%/0,15%
3,40
2,2
Д+8
Молочная кислота/лимонная кислота
0,40%/0,15%
3,30
3,1
Д+15*
Молочная кислота/цитрат натрия
0,40% / 0,06%
3,30
3,1
Нет Д+7*
Молочная кислота
0,50%
3,30
3,9
Нет Д+7*
*: органолептическое восприятие, неприемлемое для потребителей.
При хранении при температуре 10°С для одинакового значения рН (3,37-3,40) кинетика вздутия является более быстрой, если рН получают путем добавления яблочных и лимонных кислот. Напротив, присутствие молочной кислоты позволяет предотвратить это вздутие. Однако снижение значения рН продукта до значений, близких к 3,3, с помощью молочной кислоты (т.е. 0,4-0,5%) с добавлением или без добавления лимонной кислоты или цитрата натрия, неприемлемо для потребителя, поскольку отрицательное органолептическое воздействие молочной кислоты является весьма значительным (вкус очень кислый, резкий и т.п.).
pН не является управляющим фактором для снижения метаболической активности L. plantarum, но молочная кислота оказывает определенное действие. Воздействие диссоциации рН/кислотность тестировали в примере 3.
Пример 3
8
Задача: определить пару «содержание молочной кислоты/рН», позволяющую снизить метаболическую активность, сохранив при этом значительную бактериальную популяцию (>10 КОЕ/мл).
Матрица: апельсиновый сок - чистый 100% сок (исходное значение рН=3,6).
Добавление молочной кислоты, затем, при необходимости, регулирование рН путем добавления соды для получения требуемого значения.
11
Засев: 0,015% штамма L. plantarum DSM 9843 в количестве 1,4·10 КОЕ/мл на 100 мл апельсинового сока.
Таблица 4
Тест №
1
2
3
4*
5*
6
7
8
9
10
pН
3,5
4,5
4
4
4
3,6
4,5
4
4,5
3,5
[молочная кислота] (г/л)
10
0
0
5
5
0
5
10
10
5
Содержание протонированной слабой одноосновной кислоты (г/л)
7
0
0
2,1
2,1
0
0,9
4,2
1,8
3,5
*: повторение тех же условий.
8
Исходные бактериальные популяции: 2,5·10 КОЕ/мл.
Бактериальные популяции Д+21:
6
Тест №1: 2·10 КОЕ/мл.
7
Тест №6: 6·10 КОЕ/мл => очень плохие органолептические качества.
7
Тест №8: 4·10 КОЕ/мл.
7
Тест №10: 4,5·10 КОЕ/мл.
Вне зависимости от исходного рН, продукты, не содержащие молочной кислоты (тесты №2, 3 и 6), полностью вздулись через Д+7. К этому же времени продукт с повышенным значением рН и низким содержанием молочной кислоты (тест №7) слегка вздулся. Остальные продукты не вздулись. Этот результат еще раз подтверждает, что только значение рН не оказывает влияния на метаболическую активность L. plantarum.
7
Через Д+21 продукты в тестах 1, 4, 5, 8, 9 и 10 не вздулись. Для теста №1 такое отсутствие вздутия связано с низкой выживаемостью бактерий (уменьшение бактериальной популяции в 100 раз). Зато в случаях с другими тестами, отсутствие вздутия сопутствует хорошей выживаемости бактерий (популяция более 4·10КОЕ/мл). Это позволяет показать важность выбора пары «рН/концентрация молочной кислоты».
Совокупность этих тестов позволила определить требуемую пару «рН/содержание молочной кислоты» для снижения метаболической активности L. plantarum (ср. пример 4). Требуемую дозу молочной кислоты регулируют путем добавления одномолярной молочной кислоты, а рН регулируют с помощью одномолярной ортофосфорной кислоты. В действительности, эта последняя, применяемая в пищевой промышленности и эффективная для быстрого уменьшения рН, не оказала никакого воздействия на снижение метаболической активности (ср. пример 2).
Пример 4
Первое применение в питьевом молочном продукте, содержащем плоды.
Целью теста являлась оценка воздействия на активность L. plantarum (популяцию и вкус продукта) следующих условий:
- значение рН готового продукта номинальное или снижено до 3,9 и 3,7 путем добавления ортофосфорной кислоты;
- молочная кислотность готового продукта номинальная или увеличена до 5,0 г/л путем добавления молочной кислоты.
1. Рецептура продукта
Таблица 5
Ингредиенты
Процентное содержание по массе (%)
Снятое молоко
56,91
Сливки 40% жирности
2,50
Снятое молоко в порошке
0,38
Сахарный песок
5,20
Йогуртовые молочные ферменты
0,01
Продукт из плодов
15,00
Стерильная вода + стерилизованные кислотные растворы
20,00
ИТОГО
100,00
2. Способы приготовления
Приготавливали смесь снятого молока, сливок, молочного порошка и сахара, пастеризовали, затем ферментировали при 38°С посредством добавления молочных ферментов.
Ферментацию прекращали при рН 4,60 посредством охлаждения до 4°С.
Затем в полученную белую массу добавляли продукт из плодов, кислотные растворы, стерильную воду и замороженную L. plantarum в соответствии с таблицей, представленной в разделе 3.
3. Подробное описание теста
В таблице 6, которая будет представлена ниже, приведены подробные характеристики разных протестированных смесей на 1 килограмм готового продукта.
Таблица 6
Номер смеси
М1
М2
М3
М4
М5
М6
Количество добавленного одномолярного раствора молочной кислоты (мл)
0
0
0
4,33
4,33
4,33
Количество добавленного одномолярного раствора ортофосфорной кислоты (г)
0
13,8
24,3
0
12,1
21,0
рН готового продукта
4,29
3,9
3,7
4,22
3,9
3,7
Молочная кислотность готового продукта (г/л)
4,7
4,7
4,7
5,0
5,0
5,0
Содержание протонированной слабой одноосновной кислоты (г/л)
1,3
2,2
2,8
1,6
2,4
3,0
Количество добавленной L. plantarum (г)
1
1
1
1
1
1
Исходная популяция L. plantarum (KOE/r)
1·10<sup>8</sup>
1·10<sup>8</sup>
1·10<sup>8</sup>
1·10<sup>8</sup>
1·10<sup>8</sup>
1·10<sup>8</sup>
4. Эволюция и оценка продуктов в течение их срока службы
В таблице 7, которая представлена ниже, приведены подробные характеристики разных протестированных смесей в процессе их старения при температуре хранения 10°С.
Таблица 7
Номер смеси
М1
М2
М3
М4
М5
М6
рH Д0
4,29
3,9
3,7
4,22
3,9
3,7
рН Д+8 дней
3,53
3,40
3,33
3,51
3,45
3,37
рН Д+28 дней
3,56
3,50
3,47
3,55
3,53
3,50
рН Д+35 дней
3,52
3,46
3,44
3,54
3,47
3,46
Исходная популяция L. plantarum (КОЕ/г)
1·10<sup>8</sup>
1·10<sup>8</sup>
1·10<sup>8</sup>
1·10<sup>8</sup>
1·10<sup>8</sup>
1·10<sup>8</sup>
Популяция L. plantarum через Д+21 день (КОЕ/г)
21·10<sup>8</sup>
15·10<sup>8</sup>
11·10<sup>8</sup>
15·10<sup>8</sup>
8,8·10<sup>8</sup>
7,8·10<sup>8</sup>
Визуальная оценка вздутия коробочек через Д+21 деньОценка от 0=отсутствие до 5=максимум
5
4
3
3
2
1
Оценка запаха, характерного для активности L. plantarum через Д+21Оценка от 0=отсутствие до 3=максимум
3
2
1
2
1
0,5
Оценка вкуса, характерного для активности L. plantarum через Д+21Оценка от 0=отсутствие до 3=максимум
3
2
1
2
1
0,5
5. Выводы
При одинаковом содержании молочной кислоты бактериальный рост L. plantarum снижается при снижении рН.
При одинаковом значении рН бактериальный рост L. plantarum снижается при повышении содержания молочной кислоты.
Минимальный бактериальный рост составляет 0,8 log.
Для всех протестированных условий рН и молочной кислотности рН готового продукта через 35 дней составляет от 3,44 до 3,54. В связи с этим может представлять интерес установление рН непосредственно в этом диапазоне с момента изготовления продукта. Такой тест был проведен в примере 5 по сравнению с результатами, полученными при рН 3,7 и 3,45.
Пример 5
Второе применение в питьевом молочном продукте, содержащем плоды
После теста, описанного в примере 4, был проведен новый тест для оценки воздействия на активность L. plantarum (популяцию и вкус продукта) следующих измененный условий:
- значение рН готового продукта снижено до значений 3,7 и 3,45 путем добавления ортофосфорной кислоты;
- молочная кислотность готового продукта номинальная (5,4 г/л) или увеличена до 7,5 г/л путем добавления молочной кислоты.
1. Рецептура продукта приведена в таблице 8.
Таблица 8
Ингредиенты
Процентное содержание по массе (%)
Снятое молоко
54,76
Сливки 40% жирности
2,49
Снятое молоко в порошке
0,59
Сахарный песок
7,15
Йогуртовые молочные ферменты
0,01
Продукт из плодов
15,00
Стерильная вода + стерилизованные кислотные растворы
20,00
ИТОГО
100,00
Содержание сахара в готовом продукте увеличили на 1,95% для нейтрализации воздействия закисления продукта на органолептические качества.
2. Способы приготовления
Приготавливали смесь снятого молока, сливок, молочного порошка и сахара, пастеризовали, затем ферментировали при 38°С посредством добавления молочных ферментов.
Ферментацию прекращали при рН 4,50 посредством охлаждения до 4°С.
Затем в полученную белую массу добавляли продукт из плодов, кислотные растворы, стерильную воду и замороженную L. plantarum в соответствии с таблицей, представленной в разделе 3.
3. Подробное описание тестов
В таблице 9, которая будет представлена ниже, приведены подробные характеристики разных протестированных смесей на 1 килограмм готового продукта.
Таблица 9
Номер смеси
1'
2'
3'
4'
Количество добавленного одномолярного раствора молочной кислоты (мл)
0
23,85
0
23,85
Количество добавленного одномолярного раствора ортофосфорной кислоты (г)
23,33
10,83
34,67
23,5
рН готового продукта
3,7
3,7
3,45
3,45
Молочная кислотность готового продукта (г/л)
5,47
7,5
5,4
7,5
Содержание протонированной слабой одноосновной кислоты (г/л)
3,2
4,4
3,9
5,4
Количество добавленной L plantarum (г)
1
1
1
1
Исходная популяция L. plantarum (КОЕ/г)
1·10<sup>8</sup>
1·10<sup>8</sup>
1·10<sup>8</sup>
1·10<sup>8</sup>
4. Эволюция и оценка продуктов в течение их срока службы
В таблице, которая представлена ниже, приведены подробные характеристики разных протестированных смесей в процессе их старения при температуре хранения 10°С.
Таблица 10
Номер смеси
1'
2'
3'
4'
pH Д0
3,7
3,7
3,45
3,45
рН Д+8 дней
3,69
3,68
3,49
3,46
рН Д+22 дня
3,57
3,67
3,40
3,41
рН Д+29 дней
3,40
3,46
3,25
3,28
Исходная популяция L. plantarum (КОЕ/г)
1·10<sup>8</sup>
1·10<sup>8</sup>
1·10<sup>8</sup>
1-10<sup>8</sup>
Популяция L. plantarum через Д+22 дня (КОЕ/г)
1,2·10<sup>8</sup>
1·10<sup>8</sup>
0,8·10<sup>8</sup>
0,7·10<sup>8</sup>
Популяция L. plantarum через Д+43 дня (КОЕ/г)
1,3·10<sup>8</sup>
0,7·10<sup>8</sup>
0,5·10<sup>8</sup>
0,5·10<sup>8</sup>
Визуальная оценка вздутия коробочек через Д+22 дняОценка от 0=отсутствие до 5=максимум
0
0
0
0
Оценка запаха, характерного для активности L. plantarum через Д+22Оценка от 0=отсутствие до 3=максимум
1
0,5
0
0
Оценка вкуса, характерного для активности L. plantarum через Д+22Оценка от 0=отсутствие до 3=максимум
1
1
3
0
5. Выводы
8
8
Популяция L. plantarum в течение старения продукта остается стабильной (т.е. от 0,5·10 до 1,5·10 КОЕ/г) для значения рН, составляющего от 3,45 до 3,7 и общей молочной кислотности, составляющей от 5,4 до 7,5 г/л.
Запах, характерный для активности L. plantarum, не появляется при рН 3,45 вне зависимости от молочной кислотности. Зато этот запах слабо присутствует в продуктах с рН 3,7, которые остаются совершенно приемлемыми с точки зрения потребителя.
Также можно отметить, что при уменьшении значения рН и повышении молочной кислотности продукта снижается выживаемость пробиотиков. В связи с этим уменьшение рН ниже 3 и повышение молочной кислотности (т.е., в более общем виде, содержания слабой одноосновной кислоты вне зависимости от ее формы) выше 7,5 г/л приводит к смертности бактерий и, таким образом, к нестабильности пробиотика.