Исследование влияния режимов замораживания и низкотемпературного хранения на качественные показатели молочнокислых заквасок

УДК 637.146:664.087 Е.В. Короткая, И.А. Короткий, Е.А. Ибрагимова

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ЗАМОРАЖИВАНИЯ И НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ХРАНЕНИЯ НА КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ МОЛОЧНОКИСЛЫХ ЗАКВАСОК

В работе исследовано влияние различных режимов замораживания и низкотемпературного хранения на качественные показатели молочнокислых заквасок, выбраны оптимальные режимы замораживания и хранения этих заквасок.

Ключевые слова: криоконсервирование, молочнокислые закваски, режимы и условие замораживания, качественные показатели.

E.V. Korotkaya, I.A. Korotkiy, E.A. Ibragimova RESEARCH OF THE INFLUENCE OF FREEZING MODES AND ZERO-TEMPERATURE STORAGE ON THE FERMENTED MILK STARTER QUALITY INDICATORS

Influence of various modes of freezing and zero- temperature storage on the fermented milk starter quality indicators is researched and the optimum modes for freezing and storage of these starters are chosen in the article.

Key words: cryopreservation, fermented milk starters, modes and condition of freezing, quality indicators.

Цель работы. Целью данной работы являлось исследование влияния различных температурных режимов и условий замораживания и низкотемпературного хранения на изменение качественных показателей заквасок молочнокислых микроорганизмов Laddoph^lus и Lbulgancus.

Задачи работы. Для достижения данной цели решались следующие задачи: приготовление бактериальных молочнокислых заквасок, замораживание и низкотемпературное хранение заквасок, исследование свежеприготовленных и замороженных заквасок по органолептическим, микробиологическим, физикохимическим показателям, а также выбор оптимальных параметров замораживания молочнокислых заквасок.

Методы работы. Объектами исследований являлись четыре вида производственно-ценных бактериальных заквасок Laddoph^lus и L.bulgar^cus производитель ООО "Барнаульская биофабрика”: ацидофильная палочка вязкая (БЗ-АПВ), ацидофильная палочка невязкая (БЗ-АПНВ), болгарская палочка вязкая (БЗ-БПВ) и болгарская палочка невязкая (БЗ-БПНВ).

Приготовление лабораторных заквасок осуществлялось в стерильных условиях в специальном боксе БАВ-ПЦР-«Ламинар-С».

Стерилизацию обезжиренного молока проводили в автоклаве (стерилизатор паровой модель ОвМ-500) в течение 10-15 мин при давлении 0,1 МПа и температуре 121 ± 2 °С.

Заквашивание молока до образования сгустка проводилось в термостате ТСО-1/80 СПУ.

Замораживание заквасок осуществляли в низкотемпературных камерах при температурах минус 10, 25 и 45° С на воздухе при естественной конвекции и в жидком хладоносителе (тосол А-40).

Титруемую кислотность заквасок определяли титриметрическим методом по ГОСТ 3624-92 и выражали в градусах Тернера.

Активную кислотность (рН) заквасок определяли потенциометрическим методом по ГОСТ 26781-85.

Количество термофильных молочнокислых микроорганизмов (лактобактерий) определяли на МРЭ-среде для заквасок молочнокислых бактерий по ГОСТ 10444.11-89.

Контаминацию посторонними бактериями (бактерии группы кишечной палочки, сальмонеллы, S.aureus) по ГОСТ 9225-84 «Молоко и молочные продукты. Методы микробиологического анализа».

Количество дрожжей и плесневых грибов определяли на среде Сабуро по ГОСТ 10444.12-88.

Относительную вязкость заквасок определяли по скорости истечения на капиллярном вискозиметре Освальда.

Синеретические свойства (степень синерезиса) заквасок определяли по количеству выделившейся сыворотки от общего объема закваски после разрушения сгустка, значения выражали в процентах.

Результаты исследований. После тепловой обработки молоко охлаждали до температуры 38 -39° С, в него сразу же вносили заквасочные микроорганизмы и тщательно перемешивали. Сквашивание молока проводили в термостате при температуре плюс 40+41° С до образования сгустка. Время образования сгустка и кислотность полученных лабораторных заквасок зависели от вида заквасочной культуры. В таблице 1 представлены значения кислотности полученных лабораторных заквасок.

Таблица 1

Кислотность лабораторных заквасок

Наименование бактериальной закваски Время сквашивания, ч Кислотность закваски, оТ

по паспорту реальное по паспорту реальное

БЗ-АПВ 16 8 120-140 127

БЗ-АПНВ 16 14 110-140 111

БЗ-БПВ 16 8 135-140 138

БЗ-БПНВ 16 16 135-140 136

Из таблицы 1 видно, что время образования сгустков и кислотность полученных заквасок соответствуют значениям, указанным предприятием-производителем в удостоверении о качестве и безопасности бактериальных заквасок.

Закваски после сквашивания имеют белый, нежный и ровный сгусток с небольшим отделением сыворотки. У вязких заквасок БЗ-АПВ и БЗ-БПВ количество отделившейся сыворотки было немного больше, чем у невязких. Полученные кисломолочные сгустки легко разбиваются и при перемешивании приобретают однородную консистенцию. У БЗ-АПВ и БЗ-БПВ консистенция вязкая. Все четыре вида заквасок обладают приятным ароматом, имеют кисломолочный вкус, без посторонних привкусов и запахов.

Изменения титруемой кислотности во время образования сгустка до необходимых значений представлены на рисунке 1.

І

—

V

3

е

“

к

к

<с

О 2 4 6 8 10 12 14 16

Время образования сгустка, ч

Рис. 1. Изменение титруемой кислотности в процессе образования сгустка:

1 - БЗ-БПВ; 2 - БЗ-АПВ; 3 - БЗ-БПНВ; 4 - БЗ-АПНВ

В течение первых двух часов нарастание кислотности происходит медленно, так как идет адаптационный период у микроорганизмов к новой среде. При выбранных режимах культивирования для вязких заквасок ацидофильной и болгарской палочки требуется в два раза меньше времени для образования сгустков, чем для невязких заквасок ацидофильной и болгарской палочки.

Свежеприготовленные закваски в стерильных условиях разливали в пробирки и замораживали при температурах минус 10, 25 и 45° С на воздухе и в хладоносителе.

После замораживания пробирки с заквасками оставляли на хранение в термоизолированных контейнерах в течение 6 месяцев при температурах, соответствующих температурам замораживания.

Качество бактериальных заквасок определяли комплексом следующих показателей: органолептических, микробиологических и физико-химических в соответствии с нормативными требованиями.

Важным показателем, характеризующим качество и безопасность заквасок, являются микробиологические показатели. Микробиологическое исследование свежих и замороженных заквасок проводилось по следующим показателям, соответствующим нормативным документам: наличие БГКП (бактерии группы кишечной палочки) в 1 г - отсутствует во всех образцах; плесени и дрожжи не более 5 КОЕ/г - отсутствуют во всех образцах; наличие патогенных микроорганизмов, в том числе сальмонеллы и З.аигеив, - отсутствуют во всех образцах. Количество молочнокислых микроорганизмов в замороженных заквасках зависело от температуры и способа замораживания и хранения представлено в таблице 2.

В образцах, замороженных и хранящихся при температуре минус 10° С, наблюдалось наибольшее снижение количества микроорганизмов с 1,1 -109—6,0-109 КОЕ/г до 3,0-106-9,0-106 КОЕ/г. Максимальная сохранность молочнокислых микроорганизмов 2,0'108-1,1'109 КОЕ/г отмечена в бактериальных заквасках, замороженных при температуре минус 45° С в хладоносителе.

Закваски после размораживания имели белый ровный цвет, приятный аромат и кисломолочный вкус, без посторонних привкусов и запахов.

Таблица 2

Количество молочнокислых микроорганизмов в лабораторных заквасках до и после замораживания

Срок хранения, сут. Количество микроорганизмов, КОЕ/г  10-9

1 = -10°С 1 = -25° 1 = -45°С

1* 2** 1 2 1 2

БЗ-АПВ

1 0,90 0,90 0,81 0,90 0,90 1,0

14 0,40 0,40 0,60 0,75 0,75 0,9

60 0,08 0,08 0,26 0,44 0,44 0,50

90 0,03 0,03 0,15 0,30 0,30 0,30

180 0,009 0,009 0,09 0,13 0,13 0,20

БЗ-АПНВ

1 1,10 1,20 1,30 2,00 2,00 2,50

14 0,20 0,25 1,20 2,00 2,00 2,00

60 0,012 0,013 0,60 0,70 0,70 1,30

90 0,009 0,010 0,30 0,30 0,70 0,70

180 0,007 0,010 0,20 0,20 0,30 0,50

БЗ-БПВ

1 2,19 3,00 4,50 4,60 5,21 6,00

14 1,10 2,10 3,30 3,80 4,00 4,50

60 0,08 0,45 1,50 2,00 2,20 2,50

90 0,03 0,12 0,60 1,10 1,50 1,70

180 0,009 0,009 0,30 0,50 0,5 1,10

БЗ-БПНВ

1 1,10 1,20 1,90 2,00 2,50 2,70

14 0,30 0,50 1,40 1,50 2,00 2,20

60 0,01 0,07 0,60 0,70 1,1 1,40

90 0,007 0,007 0,30 0,45 0,80 1,10

180 0,003 0,005 0,12 0,20 0,30 0,50

*Замораживание в воздушной среде; "замораживание в среде хладоносителя.

Синеретические свойства сгустка оценивали по количеству отделившейся сыворотки, при полном его разрушении. Анализ полученных данных показал, что после 6 месяцев хранения синеретические свойства в значительной степени изменяются при температуре минус 10° С на воздухе и в хладоносителе. Количество отделившейся сыворотки после разрушения сгустка в среднем для всех видов заквасок составило: при температуре минус 10° С - 43-52%; при минус 25° С - 18-38%; при минус 45° С - 13-17%. Более однородная консистенция заквасок и меньшее отделение сыворотки наблюдалось в образцах, замороженных при температуре минус 45° С в хладоносителе.

Значения относительной вязкости свежеприготовленных заквасок составили: БЗ-АПВ - 6,95; БЗ-АПНВ - 2,43; БЗ-БПВ - 4,31 и БЗ-БПНВ - 1,75.

Изменения относительной вязкости БЗ-АПВ в зависимости от условий замораживания и продолжительности хранения представлены на рисунке 2.

7

•ч-

*3 6

я

Ё =

г I 4 = 2 *53

I

5 2

О

О 30 60 90 120 150 180

Продолжительность хранения, сутки

Рис. 2. Изменение относительной вязкости БЗ-АПВ в процессе хранения: замораживание на воздухе (1 - минус 10° С; 3 - минус 25° С; 5 - минус 45° С); замораживание в хладоносителе (2 - минус 10° С; 4 -

минус 25° С; 6 - минус 45° С)

Значительные изменения относительной вязкости отмечаются сразу после замораживания, в момент кристаллообразования, относительная вязкость при этом уменьшается в 1,5-6 раз в зависимости от вида заквасочной культуры и способа замораживания. Наибольшее уменьшение относительной вязкости в 6 раз отмечено для БЗ-БПВ, замороженной в воздушной среде при минус 10° C, а наименьшее снижение относительной вязкости отмечено для БЗ-АПНВ, замороженной в хладоносителе при минус 45° C. Различия в уменьшении относительных вязкостей бактериальных заквасок замороженных при минус 10° C в воздушной среде и хладоносителе незначительны. Относительная вязкость бактериальных заквасок, замороженных в воздушной среде, через 14 суток хранения уменьшилась в среднем в 4,6 раза, а в хладоносителе - в 3,7 раза.

Значительное снижение относительной вязкости бактериальных заквасок, замороженных на воздухе и в хладоносителе при минус 10° C, можно объяснить образованием крупных кристаллов льда, которые прокалывают или сдавливают оболочку микроорганизма и нарушают целостность бактериальной клетки [1, 3]. Длительное хранение замороженных объектов при температуре минус 10° C приводит к росту более крупных кристаллов, за счет уменьшения мелких (рекристаллизация), что в свою очередь приводит к еще большему нарушению структуры замораживаемого объекта. У вязких заквасочных культур БЗ-АПВ и БЗ-БПВ было отмечено большее снижение относительной вязкости, чем у невязких БЗ-АПНВ и БЗ-БПНВ. Так, через 6месячного хранения относительная вязкость БЗ-АПВ и БЗ-БПВ, замороженных на воздухе уменьшилась в 45 раз, а у не вязких заквасок БЗ-БПНВ и БЗ-АПНВ только в 25 и 16 раз соответственно.

Минимальные изменения относительной вязкости наблюдали у заквасок, замороженных при минус 45° C, это можно объяснить тем, что при быстром замораживании образуются мелкие вне- и внутриклеточные кристаллы, которые в значительно меньшей степени повреждают бактериальные клетки [2].

Анализ результатов проведенных исследований показывает, что температурный режим от минус 25° С до минус 45°С является оптимальным при замораживании бактериальных заквасок Lactobacillus

199

acidophilus и Lactobacillus bulgaricus. После размораживания закваски, хранившиеся в таких условиях, позволяют получить кисломолочные продукты с достаточно плотным сгустком, хорошими органолептическими показателями и высоким содержанием жизнеспособных микроорганизмов.

Литература

1. Алмаши Э., Эрдели Л., Шарой Т. Быстрое замораживание пищевых продуктов / под ред. Э. Алма-ши, А.Ф. Наместникова. - М.: Легкая и пищ. пром-сть, 1981. - 407 с.

2. Моисеева Е.Л. Микробиология мясных и молочных продуктов при холодильном хранении. - М.: Агропромиздат, 1988. - 223с.

3. Тамим А.Й., Робинсон Р.К. Йогурт и аналогичные кисломолочные продукты: научные основы и технологии: пер. с англ. - СПб.: Профессия, 2003. - 664 с.