РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ФЕРМЕНТИРОВАННОГО МОЛОЧНО-СЫВОРОТОЧНОГО НАПИТКА С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ

Грунская В.А.¹, Габриелян Д.С.²

¹Кандидат технических наук, доцент; ²аспирант, ФГБОУ ВПО Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ФЕРМЕНТИРОВАННОГО МОЛОЧНО-СЫВОРОТОЧНОГО НАПИТКА С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ

Аннотация

Разработана технология ферментированного молочно-сывороточного напитка функционального назначения. Подобран состав закваски, содержащий ацидофильную палочку, кефирную грибковую закваску и пропионовокислые бактерии, придающий пробиотические свойства продукту. Показано, что использование подсырной сыворотки позволит повысить биологическую ценность напитка.

Ключевые слова: сыворотка; обезжиренное молоко; пробиотическая микрофлора; аминокислотный состав.

Grunskaya V. A.¹, Gabrielyan  D. S.²

¹Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor; ²Post-graduate Student, The Federal State Budget Higher Educational Institution Higher Professional  Education the Vereshchagin Vologda State Dairy Farming Academy

INVESTIGATION OF PROPERTIES OF FERMENTED DAIRY WHEY DRINK 

Abstract

Developed technology of fermented dairy-whey drink functional purpose. Selected composition of the leaven containing acidophilic wand, kefir fungal starter and propionic acid bacteria, giving probiotic properties of the product. It is shown that the use of whey will increase the biological value of the drink.

Keywords: whey; skim milk; probiotic microflora,  amino acid composition.

Приоритетными направлениями  развития молочной промышленности являются комплексное и рациональное использование молочного сырья, расширение ассортимента продуктов функционального назначения [1,2]. В связи с этим в технологии молочных продуктов актуально применение молочной сыворотки, обладающей высокой биологической ценностью.

Известно, что молочная сыворотка  при низкой энергетической ценности содержит белковые  азотистые соединения, углеводы, липиды, минеральные соли, витамины, органические кислоты, ферменты и другие биологически активные соединения [3,4]. Состав и свойства молочной сыворотки определяют целесообразность ее использования для производства продуктов с функциональными свойствами, в частности, напитков, производство которых не требует больших экономических затрат. Дополнительное обогащение напитков пробиотической микрофлорой позволит повысить их пищевую и биологическую ценность и придать им профилактические свойства в отношении многих заболеваний.

Цель и задачи исследований

Целью работы является разработка технологии производства ферментированного молочно-сывороточного напитка с функциональными свойствами.

Для достижения поставленной цели необходимо  было  подобрать  микрофлору и определить  состав закваски, установить состав молочной основы и  технологические режимы производства напитка, исследовать его свойства.

Объекты и методы исследований

Объектами исследования служили молоко обезжиренное, подсырная сыворотка, культуры пропионовокислых и молочнокислых бактерий, кефирная грибковая закваска, кислотный сгусток, готовый продукт.

В работе использовали стандартные физико-химические, органолептические и микробиологические методы исследований. Определение общего аминокислотного состава напитка проводили с использованием анализатора Aracus. Для анализа аминокислотного состава напитка выполнен расчет комплекса следующих показателей: коэффициента утилитарности незаменимой аминокислоты (КУНА,α_j), коэффициента сбалансированности аминокислотного состава (КСАС, U), коэффициента разбалансированности аминокислотного состава (КРАС, R), показателя сопоставимой избыточности (ПСИ, σ), индекса незаменимых аминокислот (ИНАК) по следующим формулам:

где α_j - коэффициент утилитарности незаменимой аминокислоты; C_min – минимальный скор незаменимых аминокислот оцениваемого белка по отношению к физиологически необходимой норме (эталону), % или доли ед.; C_j – скор j-й незаменимой аминокислоты по отношению к физиологически необходимой норме (эталону), % или доли ед.; где A_эj – массовая доля  j-й незаменимой аминокислоты, соответствующая физиологически необходимой норме (эталону), г/100 г белка; А_j – массовая доля  j-й незаменимой аминокислоты в продукте, г/100 г. где U - коэффициент сбалансированности аминокислотного состава; где R - коэффициент разбалансированности аминокислотного состава. где σ - показатель сопоставимой избыточности; где ИНАК - индекс незаменимых аминокислот. Результаты исследований

В состав заквасочной микрофлоры для ферментированного напитка с функциональными свойствами были выбраны ацидофильная палочка и пропионовокислые бактерии, относящиеся к представителям пробиотических микроорганизмов, а также кефирная закваска, содержащая, наряду с молочнокислыми микроорганизмами (лактококками, лактобациллами,  лейконостоками) и уксуснокислыми бактериями, дрожжи, являющиеся возбудителями спиртового брожения. В качестве молочной основы напитка использовали обезжиренное молоко и подсырную сыворотку.

В результате изучения закономерностей совместного развития подобрано оптимальное соотношение между микроорганизмами в составе поликомпонентной закваски, содержащей ацидофильную палочку, кефирную грибковую закваску и пропионовокислые бактерии в соотношении: 0,5:2:2,5, соответственно, установлены режимы ферментации (температура - 30-32°С, продолжительность – 7-8 ч.), обеспечивающие достаточно высокое содержание жизнеспособных клеток пробиотической микрофлоры (240-680 млн. КОЕ/см³) в готовом напитке.

Одной из проблем, возникающих при производстве ферментированных напитков на основе неосветленной молочной сыворотки, является появление неоднородной консистенции в результате незначительного осадка белка, характерного сывороточного привкуса напитков. Кроме того, требуется достаточно длительная ферментация для получения выраженного кисломолочного вкуса продукта. Для улучшения органолептических показателей напитка, повышения активности развития заквасочной микрофлоры  было предложено дополнительно включить в сывороточную основу напитка обезжиренное молоко.

Результаты исследования органолептических свойств напитка в зависимости от соотношения подсырной сыворотки и обезжиренного молока в молочно-сывороточной основе  представлены на рис.1.

Рис. 1 - Профилограммы вешнего вида и консистенции  (а),  вкуса и запаха (б) исследуемых образцов напитка при различном соотношении обезжиренного молока и подсырной сыворотки

Установлено, что в молочно-сывороточной основе, состоящей из обезжиренного молока и подсырной сыворотки, в результате повышения буферных свойств, увеличения в среде доступных питательных веществ и факторов роста, заквасочные микроорганизмы развивались более активно, чем в подсырной сыворотке,  что приводило к ускорению кислотообразования в процессе сквашивания. Исследование структурно-механических свойств кислотных сгустков показало, что они также улучшались пропорционально увеличению массовой доли обезжиренного молока в молочно-сывороточной основе. Так, при увеличении доли обезжиренного молока наблюдалось снижение коэффициента потерь вязкости, повышение устойчивости структуры к механическому воздействию, увеличение влагоудерживающей способности кислотного геля.

Результаты выполненных исследований позволили установить соотношение между обезжиренным молоком и подсырной сывороткой в молочно-сывороточной основе, равное 2:1, обеспечивающее приятный кисломолочный вкус и  нежную, однородную консистенцию напитка.

Анализ аминокислотного состава молочно-сывороточного напитка представлен в табл.1, 2.

Таблица 1 – Аминокислотный состава напитка

Незаменимые аминокислоты	Коэффициент утилитарности незаменимой аминокислоты (КУНА)
валин	0,78
лейцин	0,72
изолейцин	0,69
метионин+цистин	1,00
треонин	0,86
лизин	0,68
триптофан	0,60
фенилаланин+тирозин	0,62

Таблица 2 – Показатели сбалансированности аминокислотного состава

Показатель	Значение
Коэффициент сбалансированности аминокислотного состава (КСАС)	0,72
Коэффициент разбалансированности аминокислотного состава (КРАС)	0,33
Показатель сопоставимой избыточности (ПСИ)	0,18
Индекс незаменимых аминокислот (ИНАК)	1,36

Качественная оценка с использованием формализованных показателей свидетельствует о достаточно высокой биологической ценности молочно-сывороточного напитка. Значения коэффициентов КСАС и КРАС подтверждают сбалансированность незаменимых аминокислот в составе напитка и рациональность их возможного использования в организме человека.

Исследовано изменение органолептических и физико-химических показателей, количества жизнеспособных клеток заквасочной микрофлоры, показателей безопасности  в процессе хранения в герметичной упаковке в течение 8 суток. Продолжительность хранения выбрана с учетом гарантийного срока хранения кисломолочных продуктов в герметичной упаковке, равного 5 суток, и коэффициента запаса (1,5), применяемого при установлении продолжительности испытания продукта. Изучение микробиологических показателей в процессе хранения напитка показало, что через 8 суток хранения при температуре (4±2)°С существенных различий в динамике развития микрофлоры  выявлено не было. Содержание жизнеспособных клеток пробиотической микрофлоры в опытных образцах  через 8 суток хранения составляло (7,20 -7,51) lg КОЕ/см³, что свидетельствует о достаточно хорошей выживаемости пробиотических микроорганизмов в напитке и обеспечивает его пробиотические свойства в течение всего срока годности (рис.2). Кислотность напитков в процессе хранения повышалась до (88-92) °Т, что не превышало установленных норм для традиционных кисломолочных напитков. Органолептические показатели продукта практически оставались без изменений.

Рис. 2 – Изменение количества жизнесобных клеток заквасочной микрофлоры в процессе хранения напитка (1- свежевыработанный продукт, 2 - через 5 суток, 3 – через 8 суток)

Таким образом, результаты выполненных исследований показали целесообразность совместного использования подсырной сыворотки и обезжиренного молока в составе ферментированных напитков, что  актуально не только с позиций внедрения ресурсосберегающих технологий, но и расширения ассортимента продуктов, повышения их пищевой и биологической ценности.