ФЕРМЕНТИРОВАННЫЕ ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ, СОДЕРЖАЩИЕ ПРОБИОТИЧЕСКИЕ ШТАММЫ, И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ
FERMENTED FOOD SUBSTANCES CONTAINING PROBIOTIC STRAINS, AND METHOD FOR MAKING THEREOF

Описание
Изобретение относится к ферментированным пищевым продуктам, содержащим пробиотические штаммы, и к способу их получения.
Бифидобактерии являются частью доминирующей анаэробной флоры ободочной кишки. Основными видами, присутствующими в ободочной кишке человека, являются Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium longum ssp infantis, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium longum.
Бифидобактерии являются предпочтительными пробиотическими бактериями. В настоящее время бактерии типа Bifidobacterium используют во многих продуктах, представленных на рынке, и часто добавляют в молочные продукты, уже содержащие традиционные йогуртовые бактерии (Streptococcus thermophilus и Lactobacillus bulgaricus).
Использование бифидобактерий признано благоприятным в процессах восстановления нормальной популяции бифидобактерий у людей, подвергшихся лечению антибиотиками. Они позволяют, по-видимому, также уменьшать запоры, предупреждать диарею и уменьшать симптомы непереносимости лактозы.
Пробиотики являются живыми бактериями. Использование этих живых бактерий в производстве пищевых продуктов, таких как молочные продукты, является сложным, в частности, в связи с проблемами выживаемости этих бактерий в продукте.
8
9
80% продуктов, содержащих бифидобактерии, представленных в настоящее время на рынке, не соответствуют критериям, позволяющим утверждать, что они существенно улучшают транзит по кишечнику у людей, их потребляющих. В качестве минимальной суточной дозы для получения терапевтического эффекта рекомендуется прием по меньшей мере от 10 до 10 жизнеспособных клеток (Silva A.M., Barbosa F.H., Duarte R., Vieira L.Q., Arantes R.M., Nicoli J.R., Effect of Bifidobacterium longum ingestion on experimental salmonellosis in mice, J.Appl.Microbiol. 97 (2004)29-37). Требуемая доза может зависеть от используемого пробиотического штамма.
В случае производства биоактивного пищевого продукта, содержащего бифидобактерии, возникает, таким образом, проблема получения достаточной популяции этих бактерий в продукте и ее поддержания в течение «жизни» продукта, не прибегая при этом к техническим решениям, способным ухудшить органолептические свойства продукта.
Проблема численности популяции пробиотических штаммов в ферментированном молочном продукте известна (см. в частности, D.Roy, Technological aspects related to the use of bifidobacteria in dairy products, Lait 85 (2005) 39-56. INRA, EDP Sciences).
Несколько аспектов этой проблемы было упомянуто, в том числе сокращение популяции во время хранения, нарушение роста этих бактерий начиная с определенного значения рН или просто плохой рост этих бифидобактерий, в частности в молоке.
Известно, что фруктоолигосахариды, некоторые виды крахмала, некоторые сахара, глицерин и некоторые экстракты дрожжей обладают значительным бифидогенным эффектом. Напротив, кислород является токсичным для некоторых пробиотических штаммов.
В этой связи было описано применение цистеина или аскорбата в качестве ловушки кислорода (A review of oxygen toxicity in probiotic yogurts: influence on the survival of probiotic bacteria and protective techniques. Talwalkar & Kailasapathy; Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 3(3) 117-124; 2004), тем не менее не было показано, что использование этих веществ позволяет во время хранения получать и поддерживать популяции бифидобактерий на нужном уровне. Кроме того, было обнаружено потенциальное негативное действие цистеина на конечные свойства йогурта.
Ферментированные пищевые продукты, обладающие свойствами относительного поддержания популяций бифидобактерий во время хранения указанных продуктов, описанные в литературе, обычно не имеют удовлетворительных органолептических свойств, в частности в связи с тем, что вещества, такие как экстракт дрожжей, имеют высокую концентрацию в продуктах.
Главная цель изобретения заключается в том, чтобы предложить ферментированные пищевые продукты, обладающие приемлемыми органолептическими свойствами и содержащие высокую концентрацию бифидобактерий в конце периода ферментации и в течение всего срока хранения указанных ферментированных пищевых продуктов.
Таким образом, целью изобретения являются также ферментированные пищевые продукты, содержащие бифидобактерии, имеющие хорошее физиологическое состояние и высокую степень выживаемости в течение всего срока хранения указанных ферментированных пищевых продуктов, в частности до предельной даты употребления продуктов.
Другой целью изобретения являются способы получения, простые в осуществлении, обеспечивающие получение указанных выше продуктов.
Другая цель изобретения заключается в том, чтобы способствовать росту бифидобктерий по сравнению с традиционными симбиозами, присутствующими в йогуртах, причем эти симбиозы обычно состоят из одного или нескольких штаммов Streptococcus thermophilius и Lactobacillus bulgaricus.
7
8
Цели изобретения достигаются благодаря тому, что заявители неожиданно обнаружили, что введение серосодержащих аминокислот в сырье в процессе получения ферментированных пищевых продуктов, содержащих бифидобактерии в количестве, достаточно малом для того, чтобы не изменять органолептичнские свойства продуктов, позволяет быстро получать после ферментации популяции по меньшей мере 5·10, даже 10 бифидобактерий на 1 грамм продукта и повышать выживаемость бифидобактерий до предельной даты употребления продуктов, не влияя при этом на рост других бактериальных штаммов.
7
8
Изобретение относится к применению по меньшей мере одной серосодержащей аминокислоты в общей концентрации от около 5 до около 75 мг/л, в частности, от около 5 мг/л до около 50 мг/л, в частности от около 5 мг/л до около 30 мг/л, в частности от около 5 мг/л до около 20 мг/л в свободной форме, в способе получения ферментированного пищевого продукта при помощи заквасок, содержащих бифидобактерии, указанный ферментированный пищевой продукт имеет удовлетворительные органолептические свойства, содержит более чем около 5·10, в частности более чем около 10 бифидобактерий на 1 грамм ферментированного пищевого продукта в течение периода хранения, составляющего по меньшей мере 30 дней, в частности по меньшей мере 35 дней, и содержит не более 0,5% экстракта дрожжей или автолизата дрожжей.
Под “серосодержащей аминокислотой” понимают цистеин (L-цистеин) или метионин, а также их производные, возможно, в виде соли.
В частности, согласно изобретению можно использовать моногидратированый хлоргидрат L-цистеина (моногидратированный монохлоргидрат (R)-2-аминомеркаптопропионовой кислоты) или L-метионина ((S)-2-амино-4-метилтиобутановая кислота), имеющих соответственно следующие формулы:
Под выражением “в свободной форме” понимают аминокислоты, которые не связаны с другими аминокислотами пептидной связью в пептидах, полипептидах или белках.
Предпочтительно, серосодержащие аминокислоты по изобретению используют в восстановленной форме, т.е. гидросульфидная группа -SH является восстановленной. Эта предпочтительная форма серосодержащих аминокислот исключает, в частности, цистин, который является оксидированной формой цистеина, представляющей собой ассоциацию двух цистеинов посредством дисульфидной мостиковой связи.
Поскольку бифидобактерии по существу лишены протеолитической активности, предпочтительным является использование вышеуказанных аминокислот в свободной форме, с тем чтобы они могли усваиваться непосредственно бифидобактериями.
Одну или несколько серосодержащих аминокислот, используемых по изобретению, преимущественно подвергают предварительно фильтрованию и/или обработке в автоклаве (или пастеризуют, т.е. обрабатывают при температуре выше 50°С) и/или облучают, с тем чтобы соблюдать требования, предъявляемые к содержанию микробиологических загрязняющих веществ, т.е. чтобы они по существу не содержали микробных загрязняющих веществ.
Если серосодержащие аминокислоты используют в концентрации, превышающей 75 мг/л, отмечают ухудшение органолептических свойств пищевого продукта.
7
8
Если серосодержащие аминокислоты используют в концентрации менее 5 мг/л, популяция бифидобактерий, превышающая 5·10 или 10 UFC на 1 грамм продукта, обычно не сохраняется во время периода хранения продукта.
Следует отметить, что концентрация серосодержащих аминокислот, применяемых по изобретению, относится к одной или нескольким серосодержашим аминокислотам, которые специально вводят в процессе производства продуктов. Эта концентрация не учитывает возможное бактериальное продуцирование серосодержащих аминокислот в процессе производства, ни даже количество серосодержащих аминокислот в свободной форме, которые естественным образом присутствуют в сырье для производства пищевого продукта (например, в молоке) или в добавках, которые могут вводиться в процессе производства.
Обычно в молоке концентрация серосодержащих аминокислот составляет от 100 до 1300 мг/л, из которых 260 мг/л составляет цистеин и 1020 г/л метионин (Handbook of Milk composition, 1995, Academic Press). Следует отметить, что большая часть этих серосодержащих аминокислот, присутствующих в молоке, представлена в связанной форме в пептидных или белковых цепочках.
Под «ферментами» понимают совокупность бактерий, в частности бактерий, предназначенных для ферментации, и/или пробиотических бактерий.
Под «удовлетворительными органолептическими свойствами» понимают, в частности, отсутствие привкуса серы, что определяется стандартным тестированием посредством органолептического анализа в соответствии с протоколом, приведенным ниже.
Началом органолептического механизма является появление стимула в результате употребления продукта. Этот стимул вызывает у потребителя ощущение, которое зависит от генетических и физиологических факторов. Затем это ощущение переводится в вербальную форму (потребителю предложен перечень слов) и подвергается количественному анализу (использование гамм). Потребитель дает общую оценку продукта, который употребил (оценка зависит от его культурного уровня, опыта) и говорит, готов он купить этот продукт или нет (в этом случае могут сообщить информацию по продукту, его цену).
Органолептический анализ основан на ощущениях (физиологическом и психологическом) с использованием пяти чувств (вкус, обоняние, зрение, слух, осязание) и проводится в соответствии с очень жесткими протоколами.
Потребителей, образующих дегустационную комиссию, которые проводят органолептический анализ, отбирают в соответствии с их органолептическими способностями, их способностями в отношении вербализации, их способностями в пользовании гамм для оценки и их способностью работать в группе (для достижения консенсуса). Совершенно необходимо, чтобы оценки членов комиссии были повторяемыми, воспроизводимыми, однородными в отношении способности различать и классифицировать. Тестирование, позволяющее проверять эти предварительные требования, повторяют несколько раз. Отбор продуктов происходит по трем основным критериям: возраст продукта (выбирают продукты одного возраста), эти продукты представляют анонимно, под кодом, в определенном порядке и одинаково (одинаковая температура.).
Важными являются условия, в которых проводят органолептический анализ: кондиционирование воздуха, освещение, звук, интерьер (если возможно, нейтральный), запах в помещении, в котором проводится анализ, должны быть стандартизированы. Члены комиссии находятся в отдельных боксах. Они не должны ни курить, ни пить кофе, ни употреблять продукты, содержащие ментол, в течение нескольких часов до проведения анализа. Они не должны пользоваться духами и косметикой.
По окончании этого анализа продукт считается обладающим «удовлетворительными органолептическими свойствами», если никто из членов комиссии не обнаружил неприятного вкуса типа серного привкуса в этом продукте.
Срок хранения ферментированного пищевого продукта является периодом, который следует непосредственно после окончания процесса производства ферментированного пищевого продукта и его упаковки. Во время этого срока хранения ферментированный пищевой продукт обычно хранится при температуре от около 4 до около 10°С.
7
8
7
8
Вышеуказанный ферментированный пищевой продукт содержит более 5·10, в частности более 10 бифидобактерий на грамм ферментированного пищевого продукта, в частности, в течение периода хранения, составляющего по меньшей мере 40 дней. Более конкретно - вышеуказанный ферментированный пищевой продукт содержит более 5·10, в частности более 10 бифидобактерий на 1 грамм ферментированного пищевого продукта до предельной даты употребления продукта.
Предельные даты употребления зависят от установленных действующим законодательством сроков хранения, которые обычно могут варьироваться от 15 до 50 дней с даты изготовления. В качестве примера установленный срок хранения обычно составляет 30 дней для свежих молочных продуктов.
8
Популяция бифидобактерий, которая выше или равна 10 UFC/г на предельную дату употребления (ПДУ) продукта, хранящегося при температуре от 4 до 10°С, может рассматриваться как достаточная популяция бифидобактерий с учетом медицинских рекомендаций, касающихся содержания бифидобактерий в пищевом рационе.
Под выражением «содержит не более 0,5% экстракта дрожжей или автолизата дрожжей», понимают, в частности, что вышеуказанный ферментированный пищевой продукт содержит не более 0,5% экстракта дрожжей или автолизата дрожжей по окончании процесса его получения, и/или что вышеуказанный ферментированный пищевой продукт содержит не более 0,5% экстракта дрожжей или автолизата дрожжей во время периода хранения по меньшей мере 30 дней, в частности по меньшей мере 35 дней, в частности по меньшей мере 40 дней, или до предельной даты употребления вышеуказанного ферментированного пищевого продукта. Кроме того, вышеуказанный ферментированный пищевой продукт содержит также не более 0,5% экстракта дрожжей или автолизата дрожжей в процессе получения продукта и, в частности, в момент инокуляции бактерий и во время всего процесса ферментации.
th
Под «экстрактом дрожжей» и «автолизатом дрожжей» понимают концентраты растворимых соединений клеток дрожжей. В этой связи можно сослаться на статью “Yeast extracts: production, propertis and components”, автор Rolf Sommer (9 International Symposium on Yeasts), информация из которой приведена ниже.
Экстракты дрожжей получают главным образом автолизом, т.е. клеточный гидролиз проводят без добавления других ферментов. Экстракт дрожжей или автолизат дрожжей используют главным образом в бродильном производстве или в агропищевой промышленности. Основным веществом, применяемым для производства экстракта дрожжей, являются дрожжи с высокой концентрацией белка (штаммы Saccharomyces cerevisiae), культивируемые на средах на основе мелассы, или пивные дрожжи disamirisies (штаммы Saccharomyces cerevisiae или Saccharomyces uvarum). Другими применяемыми основными веществами являются дрожжи, такие как Kluyveromyces fragilis (ферментируемая на лактосыворотке), или Candida utilis (культивируемая на богатых глюцидами отходах деревообрабатывающей промышленности или на этаноле), или специальные штаммы пекарских дрожжей для получения экстракта дрожжей, содержащего нуклеотиды 5'.
Автолиз является способом диссоциации, наиболее часто применяемым в производстве экстракта дрожжей. В процессе осуществления этого способа дрожжи разлагаются под действием своих собственных эндогенных ферментов. Способ автолиза может инициироваться контролируемым осмотическим ударом или регулируемой температурой, которые вызывают клеточную смерть без инактивации эндогенных ферментов (в частности, протеаз). Контролируемый рН, температура и продолжительность автолиза являются решающими факторами стандартного способа автолиза. По сравнению с «классическим» автолизом добавление солей или ферментов (например, протеаз или смесей протеаз и пептидаз) позволяет контролировать белковое разложение клеток дрожжей.
Кроме автолиза экстракт дрожжей можно получать термолизом (например, кипением дрожжей в воде при 100°С), плазмолизом (обработка крепкими солевыми растворами при температуре ниже 100°С) и механическим разложением (гомогенизация при высоком давлении или измельчение).
Затем растворимые соединения отделяют от нерастворимых клеточных стенок и концентрируют при помощи выпарного аппарата с перемешиванием или со стекающим потоком. Затем следуют возможные стадии фильтрации, концентрации в частичном вакууме и быстрой стерилизации. Существует три типа экстракта дрожжей: жидкий экстракт дрожжей (сухое вещество: 50-65%); экстракт дрожжей типа вязкой пасты (сухое вещество: 70-80%); и экстракт дрожжей в виде сухого порошка.
Если в качестве примера взять стандартный порошкообразный экстракт дрожжей, применяемый в бродильном производстве, композиция является следующей:
Содержание белков: 73-75%
Натрий: менее 0,5%
Полисахариды: менее 5%
Олигосахариды: менее 1%
Липиды: менее 0,5%
Содержание белков обычно распределяется следующим образом:
Свободные аминокислоты: 35-40%
Ди-, три- и тетрапептиды (MW<600 Da):10-15%
Олигопептиды (MW 2000-3000 Da):40-45%
Олигопептиды (MW 3000-100000 Da):2-5%
Обычно содержание цистеин составляет 0,45% и содержание метионина обычно составляет 1,12% (1,08% в свободной форме).
7
8
Изобретение относится к применению по меньшей мере одной серосодержащей аминокислоты в общей концентрации от около 5 до около 30 мг/л, в частности от около 10 мг/л до около 15 мг/л, в частности от около 12 мг/л до около 15 мг/л, и более конкретно - 12,5 мг/л в свободной форме, в способе получения ферментированного пищевого продукта при помощи заквасок, содержащих бифидобактерии, указанный ферментированный пищевой продукт имеет удовлетворительные органолептические свойства, содержит более чем около 5·10, в частности более чем около 10 бифидобактерий на 1 грамм ферментированного пищевого продукта в течение периода хранения, составляющего по меньшей мере 30 дней, в частности по меньшей мере 35 дней, и содержит не более 0,5% экстракта дрожжей или автолизата дрожжей.
7
8
Кроме того, изобретение также относится к ферментированному пищевому продукту, обладающему удовлетворительными органолептическими свойствами, содержащему закваски, содержащие более чем около 5·10, в частности более чем около 10 бифидобактерий на 1 грамм ферментированного пищевого продукта в течение периода хранения, составляющего по меньшей мере 30 дней, в частности по меньшей мере 35 дней, и имеющему общую концентрацию серосодержащей аминокислоты в свободной форме от около 5 мг/л до около 50 мг/л, в частности от около 5 мг/л до около 30 мг/л, в частности от около 5 мг/л до около 20 мг/л, в частности от около 10 мг/л до около 15 мг/л, в частности от около 12 мг/л до около 15 мг/л, и более конкретно - 12,5 мг/л.
7
8
Более конкретно - указанный ферментированный пищевой продукт содержит закваски, содержащие более чем около 5·10, в частности, более чем около 10 бифидобактерий на 1 грамм ферментированного пищевого продукта в течение периода хранения, составляющего по меньшей мере 40 дней, или до предельной даты употребления ферментированного пищевого продукта.
Преимущественно в ферментированном пищевом продукте, таком как определен выше, отношение между количеством бифидобактерий, содержащихся в ферментированном пищевом продукте по окончании срока хранения, и количеством бифидобактерий, содержащихся в ферментированном пищевом продукте в начале срока хранения, составляющего по меньшей мере 30 дней, в частности, по меньшей мере 35 дней, равно от около 0,2 до около 0,8, в частности от около 0,3 до около 0,7 и, в частности от около 0,4 до около 0,5.
Иными словами, процент выживания бифидобактерий, содержащихся в ферментированном пищевом продукте от начала срока хранения (т.е. по окончании процесса получения) до окончания срока хранения, составляет от около 20 до около 80%, в частности от около 30 до около 70% и, в частности, от около 40 до около 50%.
Указанный срок хранения составляет по меньшей мере 30 дней, в частности по меньшей мере 35 дней, и более конкретно - по меньшей мере 40 дней или продолжается по меньшей мере до предельной даты употребления ферментированного пищевого продукта.
7
8
Изобретение также относится к ферментированному пищевому продукту, хранящемуся в течение срока хранения, составляющего по меньшей мере 30 дней, в частности, по меньшей мере 35 дней при температуре от около 4 до около 10°С, обладающему удовлетворительными органолептическими свойствами и содержащему закваски, содержащие более чем около 5·10, в частности более чем около 10 бифидобактерий на 1 грамм ферментированного пищевого продукта.
7
8
Более конкретно - изобретение относится к ферментированному пищевому продукту, хранящемуся в течение срока хранения, составляющего по меньшей мере 30 дней, в частности по меньшей мере 35 дней, более конкретно - по меньшей мере 40 дней при температуре ниже 12°С или ниже 10°С, обладающему удовлетворительными органолептическими свойствами и содержащему закваски, содержащие более чем около 5·10, в частности более чем около 10 бифидобактерий на 1 грамм ферментированного пищевого продукта.
Предпочтительно изобретение относится к ферментированному пищевому продукту, такому как определен выше, содержащему от около 5 мг/л до около 50 мг/л, в частности от около 5 мг/л до около 30 мг/л, в частности от около 5 мг/л до около 20 мг/л, в частности от около 10 мг/л до около 15 мг/л, в частности от около 12 мг/л до около 15 мг/л, и более конкретно - 12,5 мг/л серосодержащих аминокислот и, в частности от около 5 мг/л до около 50 мг/л, в частности от около 5 мг/л до около 30 мг/л, в частности от около 5 мг/л до около 20 мг/л, в частности от около 10 мг/л до около 15 мг/л, в частности, от около 12 мг/л до около 15 мг/л, и более конкретно - 12,5 мг/л цистеина и/или от около 5 мг/л до около 30 мг/л, в частности от около 5 мг/л до около 15 мг/л метионина.
Для дозирования цистеина можно использовать анализатор аминокислот, такой как L-8800 High Speed Amino Acid Analyzer (Hitachi High Technologies). Этот анализатор сочетает йонообменную хроматографию и колориметрическую двухволновую детекцию (570 и 440 нм) после взаимодействия с нингидрином. Можно также использовать газовую хроматографию в сочетании с масс-спектрометрией или высокоэффективную жидкостную хроматографию в сочетании с флуорометрической детекцией.
Более конкретное - использование цистеина является предпочтительным, т.к. эксперименты показали, что он обладает лучшим бифидогенным действием, чем метионин.
Более конкретное использование метионина является предпочтительным, т.к. его стоимость ниже, чем использование цистеина.
Преимущественно указанный ферментированный пищевой продукт содержит менее чем около 0,5 вес.% веществ, содержащих более чем около 1,7% свободных серосодержащих аминокислот.
Более конкретно - указанный ферментированный пищевой продукт содержит менее чем около 0,5 вес.% экстракта дрожжей, и/или автолизата дрожжей, и/или гидролизата молочного, растительного, соевого белков.
Возможное присутствие веществ типа экстракта дрожжей или автолизата дрожжей можно легко обнаружить в продукте известными методами. В частности, можно обнаружить глюканы или маннаны, внесенные этими веществами. Например, поскольку глюканы и маннаны являются волокнами, можно прибегнуть к методу дозирования всех пищевых волокон в соответствии с требованиями AFSSA (метод AOAC 985.29). Введение экстракта дрожжей или аналогичного вещества должно также выражаться полным изменением содержания совокупности 20 аминокислот в продукте, а также изменением содержания витаминов и минералов по сравнению с обычным составом продукта (что касается молока, можно сослаться, в частности, на Handbook of milk composition, 1995, Academic Press).
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления бифидобактерии, содержащиеся в ферментированном пищевом продукте, таком как определен выше, относятся к типу Bifidobacterium animalis, в частности Bifidobacterium animalis animalis, и/или Bifidobacterium animalis lactis, и/или Bifidobacterium breve, и/или Bifidobacterium longum, и/или Bifidobacterium infantis, и/или Bifidobacterium bifidum.
Преимущественно ферментированный пищевой продукт, такой как определен выше, имеет в своей основе растительный сок и, в частности, фруктовый сок или овощной сок, такой как соевый сок, или молочный продукт и, в частности, коровье молоко и/или козье молоко.
Указанный ферментированный пищевой продукт может также быть на основе овечьего молока, верблюжьего молока или конского молока.
Под растительным соком понимают сок, полученный из растительных экстрактов, в частности сои, тонью, овса, пшеницы, кукурузы.
Примерами овощных соков являются томатный сок, свекольный сок, морковный сок.
Примерами фруктовых соков являются яблочный, апельсиновый, клубничный, персиковый, абрикосовый, сливовый, малиновый, ежевичный, смородиновый, ананасовый, лимонный, агрюм, грейпфрутовый, банановый, киви, грушевый, вишневый, пассифлоры, манго, экзотических фруктов, мультифруктовый.
В соответствии с предпочтительным вариантом изобретения закваски ферментированного пищевого продукта, такого как определен выше, содержат молочные бактерии, в частности одну или несколько бактерий, относящихся к виду Lactobacillus spp. и в частности, Lactobacillus delbrueckii bulgaricus, и/или Lactobacillus caesi, и/или Lactobacillus reuteri, и/или Lactobacillus acidophilus, и/или Lactobacillus helveticus, и/или Lactobacillus plantarum, и/или бактерии типа Lactobacillus cremoris, и/или Streptococcus thermophilus, и/или Lactococcus lactis, и/или одну или несколько бактерий вида Leuconostoc.
Преимущественно, содержание бифидобактерий в ферментах ферментированного пищевого продукта, такого как определен выше, составляет от около 20 до около 80%, в частности от около 30 до около 70%, в частности от около 40 до около 60% и более конкретно - около 50%.
Под “содержанием бифидобактерий в ферментах” понимают содержание бифидобактерий по отношению к общему количеству бактерий, содержащихся в ферментированном пищевом продукте, т.е. по отношению к совокупности бифидобактерий и других бактерий, в частности бактерий Lactococcus, Lactobacillus, Streptococcus.
Правильное количественное равновесие между бифидобактериями и другими бактериальными штаммами в ферментированном пищевом продукте на выходе из процесса производства и поддержание этого равновесия в течение всего срока хранения являются гарантией качества пищевого продукта.
Содержание бифидобактерий, равное 50, является хорошим компромиссом между проблемой стоимости (бифидобактерии стоят дорого) и проблемой получения правильной популяции бифидобактерий.
В соответствии с предпочтительным способом осуществления ферментированный пищевой продукт, такой как определен выше, представлен в виде перемешенного ферментированного пищевого продукта, или в виде питьевого ферментированного пищевого продукта, или в виде твердого ферментированного пищевого продукта, или в виде ферментированного пищевого продукта для детского питания.
Под «перемешанным [..] продуктом» понимают продукт, в частности молоко, заквашенное, ферментированное, механически перемешанное, затем расфасованное. Ферментация такого продукта происходит не в таре, а в танках. Простоквашу перемешивают, затем охлаждают, прежде чем расфасовать в тару, которую хранят на холоде. Под простоквашей понимают коагулят белков, в частности молока.
Под «питьевым [..] продуктом” понимают продукт, находящийся по существу в жидком виде. Питьевой продукт является таким, что после стадии механического перемешивания, продукт взбивают в танках перед расфасовкой.
Под “твердым [..] продуктом” понимают продукт (в частности, молоко), заквашенный и сразу расфасованный в потребительскую тару, в которой происходит ферментация. После заквашивания продукт расфасовывают в тару. Эта тара затем находится в течение 3 часов в сушильной камере. Бактерии воспроизводятся и потребляют лактозу, которая частично трансформируется в молочную кислоту, что изменяет структуру белков, образуя так называемый “молочный гель”. Затем эту тару помещают в вентилируемую холодильную камеру или в туннельный охладитель и хранят при температуре 2-4°С.
Под “продуктом [..] для детского питания” понимают продукт, адаптированный для грудных детей с низким содержанием белков и жиров.
Указанный ферментированный пищевой продукт может быть, в частности, йогуртом или твердым, перемешанным или питьевым йогуртом или une barre, содержащим молочный продукт, кефир, печеньем с молочной начинкой, водой, содержащей пробиотики.
Кроме того, изобретение относится также к способу получения ферментированного пищевого продукта из исходного сырья, включающему:
стадию заквашивания исходного сырья, возможно, пастеризованного, путем инокуляции ферментов закваски, содержащих бифидобактерии для получения заквашенного сырья;
стадию ферментации заквашенного сырья, полученного на предыдущей стадии, для получения ферментированного сырья;
стадию введения по меньшей мере одной серосодержащей аминокислоты в свободной форме в количестве от около 5 мг/л до около 75 мг/л, в частности от около 5 мг/л до около 50 мг/л, в частности от около 5 мг/л до около 30 мг/л, в частности от около 5 мг/л до около 20 мг/л, в частности от около 10 мг/л до около 15 мг/л, в частности от около 12 мг/л до около 15 мг/л, и более конкретно - 12,5 мг/л, причем указанная стадия введения может осуществляться
или до стадии заквашивания,
или по существу одновременно со стадией заквашивания,
или после стадии заквашивания и до стадии ферментации,
при условии, что ферментированный пищевой продукт содержит не более 0,5 вес.% экстракта дрожжей и/или автолизата дрожжей.
Под «ферментацией» понимают биохимическую реакцию, заключающуюся в высвобождении энергии из органического субстрата под действием микроорганизмов. Речь идет о способе преобразования сырья при помощи микроорганизмов, причем указанное преобразование ведет к образованию биомассы и метаболитов. В частности, молочная ферментация представляет собой анаэробный процесс потребления лактозы бактериями ферментов, что вызывает образование молочной кислоты и понижение рН.
Изобретение основано на том, что изобретатели неожиданно обнаружили, что введение серосодержащих аминокислот в упомянутые выше гаммы в отсутствие экстракта дрожжей и/или автолизата дрожжей или в присутствии слабой концентрации последних позволяет повысить сопротивляемость бифидобактерий и их способность к выживанию. Бифидобактерии, содержащиеся в ферментированном пищевом продукте по окончании способа получения по изобретению, имеют лучшее физиологическое состояние, чем если бы стадии введения серосодержащих аминокислот не было, что позволяет большему количеству бифидобактерий выживать во время последующего хранения ферментированного пищевого продукта.
2
2
Цистеин и/или метионин обладают, таким образом, специфическим бифидогенным действием. Но применение экстракта дрожжей и/или автолизата дрожжей, в частности, в количествах, превышающих 0,5 вес.%, имеет тенденцию к стимуляции совокупности бактерий, содержащихся в ферментированном пищевом продукте, что может разбалансировать бактериальный симбиоз в ущерб бифидобактериям и в пользу, в частности, молочных бактерий, если они присутствуют. Последствиями этого нарушения равновесия являются изменение рН, образование уксусной кислоты и/или НО, что негативно влияет на качество продукта.
К тому же следует отметить, что начиная с концентрации серосодержащих аминокислот, превышающей 30 мг/л, в частности, начиная с концентрации серосодержащих аминокислот, превышающей 50 мг/л, и более конкретно - начиная с концентрации серосодержащих аминокислот, превышающей 75 мг/л, отмечают выраженное ухудшение органолептических свойств пищевых продуктов. Это ухудшение определяют при помощи стандартного дегустационного тестирования, как описано выше, выявляющего наличие серного привкуса, который может сделать продукты непригодными к употреблению и продаже. Следует отметить, что неприятный серный привкус появляется, в частности, в случае введения цистеина и/или метионина в количестве, превышающем 75 мг/л, в некоторых случаях даже превышающего 50 или 30 мг/л, а также в случаях, когда концентрации серосодержащих аминокислот превышают такие значения в связи с присутствием дополнительных веществ, например экстракта дрожжей или автолизата дрожжей, в частности, из расчета более 0,5 вес.%.
Другая важная характеристика способа по изобретению заключается в том, что введение заквасок, содержащих бифидобактерии, происходит непосредственно в исходное сырье, предназначенное для получения ферментированного пищевого продукта без обязательного использования промежуточных искусственных/синтетических сред для выращивания.
В соответствии с частным способом осуществления способ, такой как описан выше, не содержит стадию введения дополнительных веществ, содержащих одну или несколько серосодержащих аминокислот.
В соответствии с другим частным способом осуществления способ, такой как описан выше, содержит стадию введения дополнительных веществ, содержащих одну или несколько серосодержащих аминокислот в свободной форме, причем содержание серосодержащих аминокислот в свободной форме ниже, чем около 1,7%, предпочтительно ниже, чем около 0,5%, а содержание указанных дополнительных веществ в ферментированном пищевом продукте ниже, чем около 0,5%.
Более конкретно - указанная стадия введения дополнительных веществ может заключаться в добавлении экстракта дрожжей, и/или автолизата дрожжей, и/или гидролизата молочных, растительных, соевых белков в количестве менее чем около 0,5 вес.%.
Предпочтительно, эту стадию введения дополнительных веществ проводят до стадии ферментации, например, по существу одновременно со стадией заквашивания и/или одновременно со стадией введения по меньшей мере одной серосодержащей аминокислоты.
Введение по существу одновременно со стадией заквашивания и/или одновременно со стадией введения по меньшей мере одной серосодержащей аминокислоты представляет практический интерес. В этом случае дополнительные вещества типа экстракта дрожжей по меньшей мере частично разлагаются в процессе ферментации, т.к. они питают закваски. Таким образом, содержание дополнительных веществ типа экстракта дрожжей меняется в процессе ферментации.
Преимущественно способ получения ферментированного пищевого продукта, такой как описан выше, содержит также стадию пастеризации, проводимую до стадии заквашивания, позволяющую получать пастеризованное исходное сырье из исходного сырья.
Под «пастеризацией» понимают способ, традиционный в области консервирования пищевых продуктов, заключающийся в быстром нагреве без кипячения с последующим резким охлаждением, позволяющий уничтожить большую часть бактерий, частично сохранив белки.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения стадию введения по меньшей мере одной серосодержащей аминокислоты проводят до стадии пастеризации, при этом одну или несколько серосодержащих аминокислот вводят в количестве от около 5 до около 75 мг/л, в частности от около 5 мг/л до около 30 мг/л, в частности от около 10 мг/л до около 15 мг/л, в частности от около 12 мг/л до около 15 мг/л, и более конкретно - 12,5 мг/л.
Введение, проводимое по существу до стадии пастеризации, представляет практический интерес.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения стадию введения по меньшей мере одной серосодержащей аминокислоты проводят по существу одновременно со стадией заквашивания, при этом одну или несколько серосодержащих аминокислот вводят в количестве от около 5 до около 50 мг/л, в частности от около 5 мг/л до около 30 мг/л, в частности от около 5 мг/л до около 20 мг/л, в частности от около 10 мг/л до около 15 мг/л, в частности от около 12 мг/л до около 15 мг/л, и более конкретно - 12,5 мг/л.
Введение, проводимое по существу одновременно со стадией заквашивания, представляет экономический интерес (одна или несколько серосодержащих аминокислот не разлагаются частично при возможной термообработке или пастеризации до заквашивания) и практический интерес.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения стадию введения по меньшей мере одной серосодержащей аминокислоты проводят после стадии заквашивания и до стадии ферментации, при этом одну или несколько серосодержащих аминокислот вводят в количестве от около 5 до около 50 мг/л, в частности от около 5 мг/л до около 30 мг/л, в частности от около 5 мг/л до около 20 мг/л, в частности от около 10 мг/л до около 15 мг/л, в частности от около 12 мг/л до около 15 мг/л, и более конкретно - 12,5 мг/л.
Введение после стадии заквашивания и до стадии ферментации имеет практический интерес и обеспечивает повышенную выживаемость бифидобактерий во время хранения продукта.
Следует отметить, что в случае, если введение одной или нескольких серосодержащих аминокислот происходит до стадии пастеризации, количество вводимых серосодержащих аминокислот должно быть от около 30 до около 50% по сравнению со случаем, когда это введение происходит после возможной стадии пастеризации, т.е., в частности, по существу одновременно со стадией заквашивания или после стадии заквашивания. Действительно, в первом случае часть серосодержащих аминокислот разлагается во время пастеризации.
Иными словами, верхняя часть диапазона концентраций серосодержащих аминокислот от 50 до 75 мг/л, которая включена в диапазон концентраций серосодержащих аминокислот, предусмотренный по изобретению, относится более конкретно к случаю, когда введение серосодержащих аминокислот происходит перед стадией пастеризации.
Следует отметить, что можно разделить стадию введения серосодержащих аминокислот на два подэтапа или более, которые можно осуществлять в разные моменты способа по изобретению. Концентрация серосодержащих аминокислот, указанная выше, соответствует в этом случае общей концентрации серосодержащих аминокислот на выходе с разных подэтапов введения серосодержащих аминокислот.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения способ получения ферментированного пищевого продукта, такой как описан выше, содержит стадию введения промежуточной композиции одновременно со стадией заквашивания или между стадией заквашивания и стадией ферментации для получения из заквашенного сырья заквашенного сырья с добавками, или после стадии ферментации - для получения из ферментированного сырья ферментированного сырья с добавками, причем указанная промежуточная композиция включает композицию из фруктов и/или злаков и/или добавок, таких как ароматизаторы и красители, при этом указанная стадия введения промежуточной композиции может проводиться одновременно со стадией введения по меньшей мере одной серосодержащей аминокислоты.
Промежуточная композиция может, в частности, содержать загустители (растворимые и нерастворимые волокна, альгинаты, каррагенаты, ксантановую смолу, пектин, крахмал, в частности желатинизированный, геланову смолу, целлюлозу и ее производные, гуаровую смолу и карибскую смолу, инулин) или подсластители (аспартам, ацесульфан К, сахарин, сахарозу, цикламат) или консерванты.
Примерами ароматизаторов являются: аромат яблока, апельсина, клубники, киви, кокоса.
Примерами красителей являются: бетакаротин, кармин, кошенилевый кармин.
Кроме того, вышеупомянутая фруктовая композиция может содержать фрукты целые или кусочками, или в желе, или в виде конфитюра, позволяя, например, получать йогурты с фруктами.
Промежуточная композиция может также содержать растительные экстракты (сои, риса...).
6
8
6
8
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения стадия заквашивания включает инокуляцию ферментов закваски, содержащих от около 10 до около 2·10, в частности от около 10 до около 10 бифидобактерий на мл (или на грамм) исходного сырья.
Если вводимое количество бифидобактерий превышает этот диапазон, могут появиться посторонние привкусы типа уксусной кислоты. Если вводимое количество бифидобактерий меньше этого диапазона, конечное количество бифидобактерий является недостаточным.
Преимущественно, в способе получения ферментированного пищевого продукта по изобретению бифидобактерии выбирают из бактерий типа Bifidobacterium animalis, в частности Bifidobacterium animalis animalis, и/или Bifidobacterium animalis lactis, и/или Bifidobacterium breve, и/или Bifidobacterium longum, и/или Bifidobacterium infantis, и/или Bifidobacterium bifidum.
Предпочтительно, в способе получения ферментированного пищевого продукта по изобретению бифидобактерии выбирают из бактерий типа Bifidobacterium animalis.
Преимущественно, в способе получения ферментированного пищевого продукта по изобретению закваски содержат молочные бактерии, в частности одну или несколько бактерий, относящихся к виду Lactobacillus spp. И, в частности Lactobacillus delbrueckii bulgaricus, и/или Lactobacillus casei, и/или Lactobacillus reuteri, и/или Lactobacillus acidofilus, и/или Lactobacillus helveticus и/или Lactobacillus plantarum, и/или бактерии типа Lactobacillus cremoris, и/или Streptococcus thermophilus, и/или Lactococcus lactis, и/или одну или несколько бактерий вида Leuconostoc.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления способа получения ферментированного пищевого продукта по изобретению количество бифидобактерий в закваске составляет от около 20 до около 75%, в частности от около 30 до около 50%, в частности от около 35 до около 40%, в частности около 37,5%.
Под «количеством бифидобактерий в закваске» понимают количество бифидобактерий по отношению к общему количеству бифидобактерий, инокулированных на стадии заквашивания.
Это количество является оптимальным в отношении стоимости и конечного количества бифидобактерий, поскольку чем больше исходного количества бифидобактерий, тем больше они выигрывают в отношении роста по сравнению с другими штаммами заквасок и тем быстрее достигается оптимальное количество бифидобактерий.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления способа получения ферментированного пищевого продукта по изобретению исходное сырье имеет в своей основе растительный сок и, в частности, фруктовый сок или овощной сок, такой как соевый сок, или молочный продукт и, в частности, коровье молоко и/или козье молоко.
Исходное сырье может также содержать овечье молоко и/или конское молоко.
В случае, если ферментированный пищевой продукт является молочным продуктом, исходное сырье может содержать молоко, сухое молоко, сахар, смесь молока и растительного сока, смесь молока и фруктового сока, смесь молока и крахмала.
Преимущественно, способ получения ферментированного пищевого продукта по изобретению является таким, что пастеризованное исходное сырье является исходным сырьем, пастеризованным, доведенным до определенной температуры, возможно, гомогенизированным и охлажденным, полученным из необработанного сырья, причем указанный способ включает перед стадией заквашивания следующие последовательные стадии:
стадию нормализации необработанного сырья по жиру для получения нормализованного сырья;
стадию обогащения сухим веществом нормализованного сырья, полученного на предыдущей стадии, для получения обогащенного сырья;
стадию предварительного нагревания обогащенного сырья, полученного на предыдущей стадии, для получения исходного сырья;
стадию пастеризации и доведения до определенной температуры исходного сырья, полученного на предыдущей стадии, для получения сырья, пастеризованного и доведенного до определенной температуры;
возможно, стадию гомогенизации пастеризованного и доведенного до определенной температуры сырья, полученного на предыдущей стадии, для получения пастеризованного и доведенного до определенной температуры и, возможно, гомогенизированного сырья;
стадию первичного охлаждения пастеризованного, доведенного до определенной температуры и, возможно, гомогенизированного сырья, полученного на предыдущей стадии, для получения пастеризованного и доведенного до определенной температуры, возможно, гомогенизированного и охлажденного исходного сырья.
Под «нормализацией по жиру» понимают стадию, на которой содержание жиров в исходном сырье доводят до заранее определенного уровня.
Обогащение сухим веществом заключается в добавлении белков и жиров для изменения плотности сгустка.
Доведение до температуры ферментации заключается в быстрой термизации молока и позволяет уничтожать вегетативную микробную флору, в том числе патогенные формы. Ее обычная продолжительность составляет 4-10 минут, в частности 5-8 минут и более конкретно - около 6 минут.
Под «гомогенизацией» понимают диспергирование жира в веществе типа молока в виде мелких шариков жира. Гомогенизацию проводят, например, под давлением 100-280 бар, в частности от 100 до 250 бар, в частности от 100 до 200 бар, более конкретно - около 200 бар. Эта стадия гомогенизации является чисто факультативной. Она, в частности, отсутствует в способе получения продуктов с 0% жирности.
В соответствии с частным вариантом осуществления изобретения способ получения ферментированного пищевого продукта, такой как описан выше, включает стадию упаковки, осуществляемую между стадией заквашивания и стадией ферментации, причем указанная стадия упаковки позволяет получить из заквашенного сырья, полученного на стадии заквашивания, заквашенное и упакованное сырье.
Этот частный способ осуществления изобретения относится к случаю ферментированных пищевых продуктов твердого типа.
Более конкретно - способ получения ферментированного пищевого продукта, такой, как определен выше, включает:
6
8
6
7
стадию заквашивания исходного сырья, возможно, пастеризованного, путем инокуляции заквасок, содержащих от около 10 до около 2·10, в частности от около 10 до около 10 бифидобактерий на 1 мл исходного сырья для получения заквашенного сырья;
стадию упаковки заквашенного сырья, полученного на предыдущей стадии, для получения упакованного заквашенного сырья;
стадию ферментации упакованного заквашенного сырья, полученного на предыдущей стадии, причем температура в начале процесса ферментации составляет от около 36 до около 43°С, в частности от около 37 до около 40°С, температура в конце процесса ферментации составляет от около 37 до около 44°С, в частности от около 38 до около 41°С, и продолжительность процесса ферментации составляет от около 6 до около 11 часов для получения ферментированного сырья;
стадию конечного охлаждения ферментированного сырья, полученного на предыдущей стадии, при этом температура в начале конечного охлаждения ниже чем около 22°С, а температура в конце конечного охлаждения составляет от около 4 до около 10°С для получения ферментированного пищевого продукта.
В соответствии с альтернативным вариантом, не относящимся к получению продуктов твердого типа, способ получения ферментированного пищевого продукта по изобретению включает следующие последовательные стадии, осуществляемые после стадии ферментации:
стадию промежуточного охлаждения ферментированного сырья, полученного на стадии ферментации, для получения предварительно охлажденного сырья;
стадию хранения предварительно охлажденного сырья для получения хранящегося сырья;
стадию конечного охлаждения хранящегося сырья, полученного на предыдущей стадии, для получения ферментированного пищевого продукта.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, указанная стадия ферментации является такой, что температура в начале процесса ферментации составляет от около 36 до около 43°С, в частности от около 37 до около 40°С, температура в конце процесса ферментации составляет от около 37 до около 44°С, в частности от около 38 до около 41°С, и продолжительность процесса ферментации составляет от около 6 до около 11 часов.
Предпочтительно, указанная стадия промежуточного охлаждения является такой, что продолжительность промежуточного охлаждения составляет примерно от 1 часа до 4 часов и, в частности, примерно от 1 часа 30 минут до 2 часов, а температура промежуточного охлаждения составляет от около 4 до около 22°С.
Предпочтительно, указанная стадия хранения является такой, что продолжительность хранения меньше или равна 40 часам.
Преимущественно, указанная стадия конечного охлаждения является такой, что температура в начале конечного охлаждения ниже 22°С, а температура в конце конечного охлаждения составляет от около 4 до около 10°С.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления способ получения ферментированного пищевого продукта по изобретению включает:
6
8
6
7
стадию заквашивания исходного сырья, возможно, пастеризованного, путем введения заквасок, содержащих от около 10 до 2·10, более конкретно - от около 10 до около 10 бифидобактерий на 1 мл исходного сырья, для получения заквашенного сырья;
стадию ферментации заквашенного сырья, полученного на предыдущей стадии, такую, что температура в начале процесса ферментации составляет от около 36 до около 43°С, в частности от около 37 до около 40°С, температура в конце процесса ферментации составляет от около 37 до около 44°С, в частности от около 38 до около 41°С, и продолжительность процесса ферментации составляет от около 6 до около 11 часов для получения ферментированного сырья;
стадию промежуточного охлаждения ферментированного сырья, полученного на предыдущей стадии, такую, что продолжительность промежуточного охлаждения составляет примерно от 1 часа до 4 часов и, в частности, примерно от 1 часа 30 минут до 2 часов, а температура промежуточного охлаждения составляет от около 4 до около 22°С для получения предварительно охлажденного сырья;
стадию хранения предварительно охлажденного сырья, полученного на предыдущей стадии, такую, что продолжительность хранения меньше или равна примерно 40 часам для получения хранящегося сырья;
стадию конечного охлаждения хранящегося сырья, полученного на предыдущей стадии, такую, что температура в начале конечного охлаждения ниже, чем около 22°С, а температура в конце конечного охлаждения составляет от около 4 до около 10°С для получения ферментированного пищевого продукта.
В соответствии с частным вариантом осуществления способа получения ферментированного пищевого продукта, такого, как описан выше, между стадией ферментации и стадией промежуточного охлаждения предусмотрена стадия дополнительного перемешивания, позволяющая получать из ферментированного сырья, полученного на стадии ферментации, ферментированное перемешанное сырье.
Под «перемешиванием» понимают способ механического перемешивания при помощи турбинной или лопастной мешалки. Речь идет о стадии, являющейся определяющей для маслянистости продукта, в частности молочного. При слишком интенсивном перемешивании может попадать воздух или происходить отделение сыворотки. При недостаточном перемешивании продукт впоследствии может стать слишком густым.
В соответствии с частным вариантом осуществления изобретения, способ получения ферментированного пищевого продукта по изобретению содержит после стадии конечного охлаждения стадию хранения ферментированного пищевого продукта при температуре от 4 до 10°С.
Изобретение, в частности, относится к ферментированному пищевому продукту, такому как получен способом, таким как определен выше.
Краткое описание чертежей
фиг.1
На  показано действие цистеина по сравнению с действием витамина С на подкисление молока ферментом из примера 1. На фиг.1 абсцисса показывает время в минутах, ордината - рН. Кривая А: контрольный образец без витамина С и без цистеина; кривая В: витамин С; кривая С: цистеин.
фиг.2
На  изображена эволюция популяции бифидобактерий в контрольной модели во время хранения при 10°С. Абсцисса: продолжительность хранения в днях; ордината: популяция бифидобактерий в UFC/мл. : с 15 мг/л фильтрованного цистеина; : без цистеина.
фиг.3
На  изображена эволюция популяции бифидобактерий в молоке в зависимости от обработки стимулятора. Абсцисса: продолжительность хранения в днях; ордината: популяция бифидобактерий в UFC/мл. Условия: : контрольный образец без цистеина и без метионина; ○: цистеин, обработанный в автоклаве; ● фильтрованный цистеин;  метионин, обработанный в автоклаве; пунктирная кривая: фильтрованный метионин.
фиг.4
На  изображено наблюдение за популяцией бифидобактерий в модели продукта во время хранения при 10°С. Абсцисса: продолжительность хранения в днях; ордината: популяция бифидобактерий в UFC/мл. : цистеин в концентрации 12 мг/л, введенный перед пастеризацией; : контрольный образец без цистеина.
Примеры
Пример 1:
исследование действия цистеина в качестве стимулятора
Используют фермент, состоящий из Streptococcus thermophilus (CNCM:I-1630)+Lactobacillus delbrueckii ssp. Bulgaricus (CNCM:I-1519)+Bifidobacterium animalis ssp lactis (CNCM:I-2494).
В этом примере речь идет об исследовании действия цистеина в качестве стимулятора и об определении того, обладает ли он метаболическим или антиоксидантным действием.
Рост бифидобактерий в молоке измеряют в присутствии раствора витамина С (0,5 г/л), полностью восстанавливающего кислород среды, и раствора цистеина (50 г/л).
Состав модели продукта
Обезжиренное порошковое молоко Milex фирмы Arla food: 120г.
Вода: количество, достаточное до 1 кг.
Проводят тепловую обработку, заключающуюся в пастеризации в течение 30 минут при 95°С на кипящей водяной бане.
Поставщиком цистеина является Sigma. Раствор получают из 500 г/л с использованием фильтра Nalgine 0,2 мкм. Этот раствор впрыскивают в условиях стерильности в пастеризованную модель до конечной концентрации 50 мг/л.
Поставщиком витамина С является Sigma. Раствор получают из 100 г/л с использованием фильтра Nalgine 0,2 мкм (кат.156-4020, Nalge Europe Ltd, Бельгия). Этот раствор впрыскивают в условиях стерильности в пастеризованную модель до конечной концентрации 0,5 мг/л.
Дозы закваски, вводимые в модель продукта, приведены на нижеследующей таблице 1.
Таблица 1Дозы закваски
Объем на 1л в мкл
Контрольный образец
Фильтрованный цистеин
Витамин С
I-1630I-1519+I-1632I-2494ЦистеинВитамин С
100220190
100220190100
1002201905 мл
6
6
Закваска содержит 5·10 UFC/мл Streptococcus thermophilus и 5·10 UFC/мл Lactobacillus bulgaricus.
Наблюдение за подкислением модели при 37°С изображено на следующей таблице 2, а также на таблице 1.
Таблица 2Наблюдение за подкислением модели
Витамин С
Фильтрованный цистеин
Контрольный образец
ТаV maxрНмТ maxрН0ТрН 5,5ТрН 5ТрН 4,8J0 UFC/мл
86-0,00795,961846,52603914791,02<sup>.</sup>10<sup>8</sup>
90-0,010465,822086,62483544172,79<sup>.</sup>10<sup>8</sup>
83-0,007916,061806,72704125061,47<sup>.</sup>10<sup>8</sup>
Та=период латентности (в минутах)Vmax=максимальная скорость (в единицах рН/мин)РНм=рН при максимальной скорости подкисленияТ max=время при Vmax (в минутах)рН0=рН в начале ферментацииТрН 5,5=время, необходимое для достижения значения рН 5,5 (в минутах)ТрН 5=время, необходимое для достижения значения рН 5 (в минутах)ТрН 4,8=время, необходимое для достижения значения рН 4,8 (в минутах)J0 UFC/мл=количество бифидобактерий, полученных на выходе со стадии ферментации.
Было отмечено, что кривая подкисления в присутствии цистеина отличается от кривой подкисления в присутствии витамина С, которая почти не отличается от кривой подкисления контрольного образца без витамина С и без цистеина. Поскольку витамин С является антиоксидантом, делается вывод, что стимулирующее действие цистеина не является антиоксидантным действием, а служит для внесения основной аминокислоты.
Пример 2:
определение дозы стимулятора цистеина
Используют фермент, состоящий из Streptococcus thermophilus (CNCM:I-2272)+Streptococcus thermophilus (CNCM:I-2773)+Streptococcus thermophilus (CNCM:I-2130)+Lactobacillus delbrueckii ssp. Bulgaricus (CNCM:I-1519)+Bifidobacterium animalis ssp lactis (CNCM:I-2494).
«Молочные модели» представляют собой классические перемешенные йогурты, содержащие фермент, описанный выше.
Использование цистеина, фильтрованного через фильтр 0,2 мкм, оценивают по «молочным моделям», содержащим от 5 мг/л до 50 мг/л (предпочтительно, 5-20 мг/л).
Используют метод количественного анализа бифидобактерий, описанный M/Grant et al., Quantitative analysis and molecular identification of bifidobacteria strains in probiotic milk products, Eur.Food Res. Technol. 217: 90-92 (2003).
8
8
7
Популяция бифидобактерий для опытного испытания с наибольшим содержанием L цистеина составляет 3·10 UFC/мл в J+24 час, причем J соответствует моменту упаковки продукта и остается стабильным до 28 дней хранения при 10°С. Популяция в стандартном контрольном образце (Контрольная популяция J0:1·10 UFC/мл) составляет 9·10 UFC/мл через 28 дней хранения при 10°С.
8
Популяция бифидобактерий для опытного испытания с наименьшим содержанием L цистеина составляет 1·10 UFC/мл в J+24 час.
8
Некоторые продукты имеют несвойственный вкус, характеризующийся привкусом серы, определяемый начиная с 0,002% цистеина. Продукты с концентрацией цистеина, меньше указанной, являются приемлемыми: содержание 0,0015% является хорошим компромиссом между соответствием органолептическим требованиям и соответствиям требованиям в отношении популяции Bifidobacterium >2·10 UFC/мл.
8
Опытные испытания роста на молоке, выполненные в присутствии 0,0015%, т.е. 15 мг/л фильтрованного цистеина, позволили получить популяцию Bifidobacterium I-2494 2,8·10 UFC/мл через 28 дней хранения при 10°С (эволюция популяции по отношению к контрольному образцу без цистеина изображена на фиг.1).
С точки зрения органолептического анализа полученные продукты не имеют несвойственного вкуса по сравнению со стандартным.
Пример 3
: кинетика подкисления
Используют фермент, описанный в примере 2.
Показатели кинетики подкисления молока в присутствии (15 мг/л) оптимальной дозы цистеина и в отсутствие цистеина (контрольный образец) показывают, что цистеин не оказывает действия на общую кинетику.
Пример 4:
Воздействие обработки на серосодержащую аминокислоту
Оценивают влияние стерилизации фильтрованием или термизацией цистеина и метионина (использованная конечная концентрация: 50 мг/л).
Растворы или фильтруют через фильтр 0,2 мкм, или выдерживают в автоклаве в течение 5 минут при 121°С, затем замораживают в виде шариков в жидком азоте.
Состав модели
Обезжиренное порошковое молоко Milex фирмы Arla food: 120г.
Вода: количество, достаточное до 1 кг.
Тепловая обработка: пастеризация в течение 30 минут при 95°С на кипящей водяной бане.
Цистеин: поставщик Sigma. Раствор получают из 500 г/л, фильтруют через фильтр Nalgine 0,2 мкм или стерилизуют при 121°С в течение 5 минут в автоклаве, контролируемом температурным зондом (Fetinge France S.A., Kl 60/101). Этот раствор впрыскивают в условиях стерильности в пастеризованную модель до конечной концентрации 50 мг/л.
Метионин: поставщик Sigma. Раствор получают из 300 г/л, обрабатотка фильтрованием или стерилизацией, идентичная той, которую проводят в отношении раствора цистеина. Этот раствор впрыскивают в условиях стерильности в пастеризованную модель до конечной концентрации 0,5 мг/л.
Дозы закваски, вводимые в модель продукта, приведены на нижеследующей таблице 3.
Таблица 3Дозы закваски
Объем на 1л в мкл
Контрольныйобразец
Фильтрованный цистеин
Цистеин, обрабо-танный в автоклаве
Фильтрованный метионин
Метионин, обработанный в автоклаве
I-1630I-1519+I-1632I-2494Фильтрованный цистеинЦистеин, обработанный в автоклавеФильтрованный метионинМетионин, обработанный в автоклаве
10022095
10022095100
10022095100
10022095100
10022095100
.
6
.
6
Засев составляет 510 UFC/мл Streptococcus thermophilus и 510 UFC/мл Lactobacillus bulgaricus.
Наблюдение за популяцией бифидобактерий в модели при хранении при 4°С в зависимости от разных указанных выше условий представлено на таблице 3, а также на следующей таблице 4.
Таблица 4Эволюция популяции бифидобактерий
J0 UFC/мл
J10 UFC/мл
J24 UFC/мл
J29 UFC/мл
Фильтрованный цистеин
5,1·10<sup>8</sup>
4,3·10<sup>8</sup>
4,0·10<sup>8</sup>
2,3·10<sup>8</sup>
Цистеин, обработанный в автоклаве
3,1·10<sup>8</sup>
5,2·10<sup>8</sup>
2,8·10<sup>8</sup>
1,7·10<sup>8</sup>
Фильтрованный метионин
4,0·10<sup>8</sup>
6,2·10<sup>8</sup>
3,4·10<sup>8</sup>
2,3·10<sup>8</sup>
Метионин, обработанный в автоклаве
3,4·10<sup>8</sup>
3,5·10<sup>8</sup>
3,5·10<sup>8</sup>
2,8·10<sup>8</sup>
Контрольный образец
1,7·10<sup>8</sup>
7·10<sup>7</sup>
5·10<sup>7</sup>
2·10<sup>7</sup>
Контрольное время J0 соответствует времени розлива в тару (упаковки). Измерения J10, J24, J29 проводят соответственно через 10 дней, 24 дня, 29 дней после указанного розлива в тару.
Во всех случаях популяция бифидобактерий выросла за счет введения цистеина или метионина. В условиях проведения опытного испытания никакого термического воздействия на эффективность стимуляторов не было отмечено. Термическая обработка цистеина в концентрации 50 мг/л разрушает его лишь частично, при этом остаточная концентрация (не оценивалась) является достаточной для улучшения популяции бифидобактерий.
Пример 5:
эволюция популяции бифидобактерий во время хранения в случае введения цистеина до пастеризации
8
Доза 12 мг/л цистеина признана обладающей стимулирующим действием, отвечающим требованию популяции (2·10 UFC/мл) и органолептическим требованиям (разница не определяется). Эту концентрацию оценивали путем прямого введения в пастеризованную модель композиции (95°С, 30 минут).
Наблюдение за популяцией бифидобактерий в модели композиции, проводимое во время хранения при 10°С, изображено на фиг.4.
8
8
8
7
7
7
6
8
Популяция bifidobacterium составляет 2,4·10 UFC/мл в J1 (т.е. через 24 часа с начала хранения) и остается стабильной через 44 дня хранения при 10°С (более 1,4·10 UFC/мл). Стимулирующий эффект ясно показан по отношению к стандартному контрольному образцу (1,6·10 UFC/мл в J1, 7,65·10 UFC/мл в J8; 2·10 UFC/мл в J28; 1,8·10 UFC/мл в J35; 8,5·10 UFC/мл в J44) в этих условиях: популяция в J0 больше, если используют серосодержащие аминокислоты и поддержание популяции в течение жизни продукта значительно улучшено. Это стимулирующее действие тем не менее остается менее эффективным, чем введение цистеина, отфильтрованного через фильтр 0,2 мкм, в модель (3·10 UFC/мл), при этом термическая обработка вызывает разложение цистеина (остаточная концентрация ниже 15 мг/л). Первоначальное повышение дозировки цистеина может быть предусмотрено в случае, если цистеин подвергают термической обработке.
Выводы, касающиеся условий применения цистеина:
применение цистеина, отфильтрованного на месте (с ферментом), предохраняет цистеин;
его введение в композицию модели, подвергшейся термической обработке, дает несколько ухудшенный результат в отношении популяции, но следует учитывать разложение цистеина во время термической обработки (менее доступен);
его введение при помощи молочного компонента (например, гликомакропептид, соответствующий фрагменту 106-109 казеина kappa), после термической обработки дает менее хорошие результаты (менее доступен);
его введение в замороженном виде с ферментом является возможным.
Пример 6:
получение жирного перемешанного йогурта по изобретению в лабораторных условиях (микропроизводство)
1.Композиция молока и регидратация
Перемешанный йогурт состоит из следующих ингредиентов: обезжиренное молоко 0% жирности, сливки 40% жирности и обезжиренное порошковое молоко (ОПМ), содержащее 33% белков.
На первой стадии все ингредиенты соединяют вместе для нормализации молока по содержанию белков (СБ) до 4,4%, по содержания жиров (СЖ) до 3,5% и по содержанию сухого вещества до 15,8% путем перемешивания среды в течение 60 минут со скоростью около 75 оборотов в минуту при помощи мешалки HEIDOLPH  для регидратации белков.
Контроль нормализации проводят при помощи инфракрасного детектора MILKOSCAN FT 120 фирмы FOSS . Ниже приведены количества каждого ингредиента, необходимые для получения целевых характеристик молока.
Ингредиенты
В %
Обезжиренное молоко 0% СЖ
87,5
Сливки 40% СЖ
8,7
Белков в обезжиренном молоке 33% СБ
3,8
Итого
100
2.Гомогенизация
Молоко нагревают до температуры от 50 до 60°С до растворения комочков жира. При достижении указанной температуры 10 литров молока гомогенизируют при помощи MICROFLUIDIZER  фирмы MICROCORPS . Это позволяет разбить комочки жира путем прохождения молока в капилляры через сетку под давлением 350 бар.
3.Пастеризация
Подготавливают водяную баню фирмы MEMMERT и температуру устанавливают 103°С. Молоко переливают в 8 бутылок объемом 1 литр с точным взвешиванием этого количества по каждой бутылке.
Бутылки погружают до нижней части горлышка в водяную баню при 103°С на 35 минут, затем на 10 минут при 95°С в той же водяной бане.
4.Охлаждение и хранение
Бутылки охлаждают в холодной воде с постоянным током, затем хранят при 4°С в холодильной камере от 12 до 24 часов в зависимости от протокола, предусмотренного для опытного испытания.
5.Доведение до температуры ферментации
Бутылки с молоком вынимают из холодильной камеры за 45 минут до внесения заквасок и помещают в водяную баню при температуре ферментации, а именно 37°С.
6.Ферментация
6
6
6
После внесения заквасок (5·10 UFC/мл Streptococcus thermophilus; 5·10 UFC/мл Lactobacillus bulgaricus; 5·10 UFC/мл бифидобактерий) и L-цистеина (15 мг/л) при температуре ферментации 37°С, бутылки повторно погружают в водяную баню и за подкислением следят при помощи CINAC фирмы YSEBAERT до рН 4,8.
7.Разработка калье и получение гладкой консистенции
Разработку калье в бутылке осуществляют вручную. После разработки калье йогурт опрокидывают на сетку платформы для получения гладкой консистенции. Гладкую консистенцию получают при помощи металлической сетки с размером пор 500 микрон и продукт с гладкой консистенцией охлаждают до 20°С путем прохождения по системе теплообмена с ледяной водой.
8.Упаковка и хранение
Упаковывают вручную в тару объемом 125 мл и герметично укупоривают при помощи термоукупоривающего устройства DNV-100-25 PPV-A фирмы FESTO. Продукты хранят в холодильной камере при температуре 10°С в течение всего опытного испытания.
Пример 7
: Определение дозы цистеина, вводимой для получения продукта с удовлетворительными органолептическими качествами и содержащего целевую популяцию бифидобактерий.
Получали разные продукты, содержащие возрастающие дозы цистеина (см. ниже таблицу).
Контрольным образцом являлся классический молочный продукт, содержащий фермент.
Гамма
Объем/1л
Доза цистеина
3,2 мл
0,0080%
80 мг/л
2 мл
0,0050%
50 мг/л
0,8 мл
0,0020%
20 мг/л
0,4 мл
0,0010%
10 мг/л
0,2 мл
0,0005%
5 мг/л
Каждый продукт дегустировали 4 человека, хорошо знающие органолептические свойства контрольного продукта. Они высказали свое мнение относительно присутствия неприятного вкуса (привкус серы, кислая нота), причем контрольным являлся классический продукт без цистеина.
Результаты
Опытное испытание
Популяция (UFC/мл)
Органолептическая оценка (n=4)
время
Т0
Т рН 4,8
Tf 495мин
1
4,40Е+06
1,70Е+08
Серный привкус и/или кислая нота выявлены всеми дегустаторами
0,008%
2
4,70Е+06
1,90Е+08
2,40Е+08
Серный привкус и/или кислая нота выявлены всеми дегустаторами
0,005%
3
3,30Е+06
2,50Е+08
3,10Е+08
Серный привкус и/или кислая нота выявлены по меньшей мере одним дегустатором
0,002%
4
Серный привкус и/или кислая нота выявлены по меньшей мере одним дегустатором
0,0015%
5
3,10Е+06
1,50Е+08
2,40Е+08
Неприятный привкус не выявлен
0,001%
6
3,90Е+06
1,10Е+08
1,20Е+08
Неприятный привкус не выявлен
0,0005%
Поскольку доза еще 0,0015% не являлась оптимальной с точки зрения органолептических свойств, тестировали дозу 0,00125%. Эта доза является очень хорошим компромиссом между требованием поддержания популяции и требованием к органолептическому качеству.
Органолептический профиль продукта, в который ввели 0,00125% цистеина, определяло экспертное жюри, имеющее опыт дегустации, состоявшее из 15 человек.
Оценку проводили дважды. Дегустаторы оценивали продукт по 23 дескрипторам. Результаты этих дескрипторов (основных для определения органолептического качества продукта по сравнению с контрольным продуктом) не показали существенного негативного отличия по этим дескрипторам. Эти дескрипторы были следующие:
Внешний вид продукта
Визуализируемая сыворотка (визуальная оценка количества сыворотки на поверхности продукта)
Текстура, определяемая при помощи ложки, до перемешивания
- Отпечаток (указывет на стабильность структуры продукта)
Текстура, определяемая при помощи ложки, после перемешивания
- густота (сопротивление перемещению ложки)
- Нить (непрерывность нити при течении)
- Покрывающий слой (количество продукта, которое покрывает обратную сторону ложки)
Текстура, определяемая во рту после перемешивания
- ускользающая (скорость исчезновения продукта во рту)
- обволакивающая (обволакивает рот)
- жирная (ощущение жира во рту)
- нежная (тактильное ощущение нежности во рту)
Вкусы
- Кислый
- Сладкий
- Горький
- Вяжущий
Ароматы молока
- неприятные привкусы
- сливки
- масло
- молоко
- творог
- ацетальдегид
- лактосыворотка
- лактон
- лимон
- картошка
Искомым результатом является отсутствие существенного различия между контрольным продуктом и продуктом с добавлением цистеина.
В данном случае продукт по изобретению с добавлением 12,5 мг/л цистеина не имеет существенных отличий от контрольного продукта в отношении внешнего вида, текстуры, вкуса и привкусов.