Молочнокислое брожение в биотехнологии. Молочные продукты в биотехнологии.
Обновлено: 12.05.2024
Молочнокислое брожение нашло широкое применение в пищевой промышленности. Молочнокислые бактерии используют в молочном производстве, в хлебопечении, при квашении овощей и силосовании кормов, при изготовлении кваса, в производстве молочной кислоты и т. д.
Молочнокислые бактерии применяют также для производства молочной кислоты, которую используют в кондитерской промышленности, при изготовлении безалкогольных напитков, в текстильном производстве, в химико-фармацевтической промышленности и в медицине.
В качестве примера рассмотрим использование молочнокислых микроорганизмов в молочной промышленности, где деятельность бактерий, и некоторых грибков, вызывающих молочнокислое брожение.
9.2.1. Производство кисломолочных продуктов
Только у части молочных продуктов микроорганизмы выступают как вредители и для обеспечения качества их количество должно быть минимально. Однако большую часть молочных продуктов невозможно изготовить без участия микроорганизмов.
Основные технологические процессы при производстве кисломолочных продуктов. Получение молочных продуктов в пищевой промышленности построено на процессах ферментации. Основным сырьем биотехнологии молочных продуктов является молоко. Молоко (секрет молочных желез) – уникальная естественная питательная среда. Она содержит 82 – 88 % воды и 12 – 18 % сухого остатка. В состав сухого молочного остатка входят белки (3,0 – 3,2 %), жиры (3,3 – 6,0 %), углеводы (молочный сахар лактоза – 4,7 %), соли (0,9 – 1 %), минорные компоненты (0,01 %): ферменты, иммуноглобулины, лизоцим и т.д. Молочные жиры очень разнообразны по своему составу. Основные белки молока – альбумин, казеин. Благодаря такому составу молоко представляет собой прекрасный субстрат для развития микроорганизмов.
Свойства конечного продукта зависят от характера и интенсивности реакций ферментации. Те реакции, которые сопутствуют образованию молочной кислоты, определяют обычно особые свойства продуктов. Например, вторичные реакции ферментации, идущие при созревании сыров, определяют вкус отдельных их сортов. В таких реакциях принимают участие пептиды, аминокислоты и жирные кислоты, находящиеся в молоке.
Все технологические процессы производства продуктов из молока подразделяются на:
1) первичную переработку – уничтожение побочной микрофлоры. Первичная переработка молока включает в себя несколько этапов. Сначала молоко очищается от механических примесей и охлаждается, чтобы замедлить развитие естественной микрофлоры. Затем молоко сепарируется (при производстве сливок) или гомогенизируется. После этого проводят пастеризацию молока, при этом температура поднимается до 80 о С, и оно закачивается в танки или ферментеры.;
2) вторичную переработку. Вторичная переработка молока может идти двумя путями: с использованием микроорганизмов и с использованием ферментов. С использованием микроорганизмов выпускают кефир, сметану, творог, простокваши, казеин, сыры, биофруктолакт, биолакт, с использованием ферментов пищевой гидролизат казеина, сухую молочную смесь для коктейлей и т.д. При внесении микроорганизмов в молоко лактоза гидролизуется до глюкозы и галактозы, глюкоза превращается в молочную кислоту, кислотность молока повышается, и при рН 4 – 6 казеин коагулирует.
Для процессов ферментации молока используются чистые культуры микроорганизмов, называемые заквасками. Внесение в молоко молочнокислых микроорганизмов заквасок (п. 6.2.2) в сочетании с применяемой технологией приводит к получению продуктов с характерными свойствами. От качества заквасок в значительной мере зависят весь ход процесса выработки кисломолочных продуктов и качество их.
Классификация молочнокислых продуктов. В зависимости от состава микрофлоры заквасок кисломолочные продукты делятся на 5 групп:
Продукты, приготовляемые с использованием многокомпонентных заквасок. К таким продуктам относятся кефир и кумыс, которые готовятся с использованием естественной симбиотической закваски – кефирного грибка. Кефирные грибки – прочное симбиотическое образование. Они имеют всегда определенную структуру и передают свои свойства и структуру последующим поколениям. В состав кефирного грибка входят ряд молочнокислых бактерий: мезофильные молочнокислые стрептококки видов Lactococcus lactis, Lactococcus cremoris; ароматобразующие бактерии видов Lactococcus diacetylactis, Leuconostoc dextranicum; молочнокислые палочки рода Lactobacillus; уксуснокислые бактерии; дрожжи. При микроскопировании срезов кефирного грибка обнаруживаются тесные переплетения палочковидных нитей, которые образуют строму грибка, удерживающую остальные микроорганизмы.
Мезофильные молочнокислые стрептококки обеспечивают активное кислотоообразование и формирование сгустка. Их количество в готовом продукте достигает 10 9 в 1 см 3 .
Ароматобразующие бактерии развиваются медленнее молочного и сливочного стрептококков. Они образуют ароматические вещества и газ. Их количество в кефире составляет 10 7 – 10 8 в 1 см 3 .
Количество молочнокислых палочек в кефире достигает 10 7 – 10 8 в 1 см 3 . При увеличении продолжительности процесса сквашивания и при повышенных температурах количество этих бактерий повышается до 10 9 в 1 см 3 , что приводит к перекисанию продукта.
Дрожжи развиваются гораздо медленнее, чем молочнокислые бактерии, поэтому увеличение их количества отмечается во время созревания продукта и составляет 10 6 в 1 см 3 . Излишнее развитие дрожжей может происходить при повышенных температурах сквашивания и длительной выдержке продукта при этих температурах.
Еще медленнее развиваются уксуснокислые бактерии, которые содержатся в кефире в количестве 10 4 – 10 5 в 1 см 3 . Излишнее развитие уксуснокислых бактерий в кефире может привести к появлению слизистой тягучей консистенции.
Процесс сквашивания и созревания кефира ведут при температуре 20-22 о С в течение 10 – 12 часов.
Продукты, приготовляемые с использованием мезофильных молочнокислых стрептококков. К таким продуктам относятся творог, сметана. При изготовлении этих продуктов процесс сквашивания молока проводят при температуре 30 о С в течение 6 – 8 часов. В состав микрофлоры этих продуктов входят гомоферментативные стрептококки: Lactococcus lactis, Lactococcus cremoris; гетероферментативные ароматобразующие стрептококки: Lactococcus diacetylactis, Lactococcus acetoinicus и ароматобразующие лейконостоки вида Leuconostoc dextranicum. Их количество в готовом твороге составляет 10 8 – 10 9 клеток в 1 г, в сметане – 10 7 клеток в 1 г.
Продукты, приготовляемые с использованием термофильных молочнокислых бактерий. С использованием термофильных молочнокислых бактерий готовят йогурт, простоквашу Южную, ряженку и варенец. Процесс сквашивания ведут при температуре 40 – 45 о С в течение 3 – 5 часов.
В состав микрофлоры йогурта и простокваши Южная входят термофильный стрептококк (Streptococcus thermophilus) и болгарская палочка (Lactobacillus bulgaricus) в соотношении 4:1…5:1. Применяют также симбиотическую закваску этих микроорганизмов. Содержание термофильных стрептококков и болгарской палочки в 1 см 3 продукта составляет 10 7 – 10 8 .
В производстве ряженки и варенца используют закваску термофильного молочнокислого стрептококка в количестве 3 – 5 %. Иногда добавляют болгарскую палочку. Содержание термофильного стрептококка в 1 см 3 продукта составляет 10 7 – 10 8 клеток.
Продукты, приготовляемые с использованием мезофильных и термофильных молочнокислых стрептококков. К этим продуктам относят сметану Любительскую, молочно-белковую пасту «Здоровье», творог, вырабатываемый ускоренным методом, а также напитки пониженной жирности с плодово-ягодными наполнителями. Сквашивание молока ведут при температурах 35 – 38 о С в течение 6 – 7 часов.
Микроорганизмами, ведущими молочнокислые процессы, являются мезофильные и термофильные стрептококки. Мезофильные стрептококки осуществляют активное течение молочнокислого процесса и участвуют в обеспечении влагоудерживающей способности сгустка. Их количество в 1 см 3 продукта составляет 10 6 – 10 8 клеток. Основной функцией термофильных стрептококков является обеспечение необходимой вязкости сгустка, способности его к удерживанию сыворотки и восстановление структуры после перемешивания. Содержание их в продукте 10 6 – 10 8 клеток в 1 см 3 .
Продукты, приготовляемые с использованием ацидофильных палочек и бифидобактерий. Это продукты лечебно-профилактического назначения. К ним относятся: ацидофильное молоко, ацидофилин, ацидофильно-дрожже-вое молоко, ацидофильная паста, детские ацидофильные смеси, кисломолочные продукты с использованием бифидобактерий.
Ацидофильное молоко готовят, сквашивая пастеризованное молоко чистыми культурами ацидофильных палочек. Ацидофильную пасту вырабатывают из ацидофильного молока определенной кислотности (80 – 90 о Т), отпрессовывая часть сыворотки. Ацидофилин вырабатывают из пастеризованного молока, сквашивая его закваской, состоящей из ацидофильных палочек, молочнокислых стрептококков и кефирной закваски в равных соотношениях. При приготовлении ацидофильно-дрожжевого молока в состав закваски помимо ацидофильных палочек входят дрожжи вида Saccharomyces lactis.
Основным пороком кисломолочных продуктов с использованием ацидофильных палочек является перекисание продукта. Это происходит в том случае, когда не проводят быстрого охлаждения продукта.
Продукты, обогащенные бифидобактериями, характеризуются высокими диетическими свойствами, так как содержат ряд биологически активных соединений: свободные аминокислоты, летучие жирные кислоты, ферменты, антибиотические вещества, микро- и макроэлементы. О положительной роли этих микроорганизмов на организм человека отмечалось в п. 6.2.2.
В настоящее время выпускают широкий ассортимент молочных продуктов с бифидобактериями. Все эти продукты условно можно разделить на три группы. В первую группу входят продукты, в которые вносят жизнеспособные клетки бифидобактерий, выращенные на специальных средах. Размножение этих микроорганизмов в продукте не предусматривается. Ко второй группе относятся продукты, сквашенные чистыми или смешанными культурами бифидобактерий, в производстве которых активизация роста бифидобактерий достигается обогащением молока бифидогенными факторами различной природы. Кроме того, можно использовать мутантные штаммы бифидобактерий, адаптированные к молоку и способные расти в аэробных условиях. Третья группа включает продукты смешанного брожения, чаще всего сквашенные совместными культурами бифидобактерий и молочнокислых бактерий.
Пороки кисломолочных продуктов и причины их возникновения. Пороки кисломолочных продуктов обусловлены развитием посторонней микрофлоры, что может быть связано как с недостаточной активностью заквасок, так и с развитием остаточной микрофлоры пастеризованного молока.
Наиболее распространенными пороками кисломолочных продуктов являются:
Вспучивание. Происходит при развитии в кисломолочных продуктах дрожжей и бактерий группы кишечной палочки. Присутствие БГКП свидетельствует о низком санитарном состоянии производства.
Медленное сквашивание. Наблюдается при ослаблении активности закваски, вследствие использования молока низкого качества или развития бактериофага. Медленное сквашивание может привести к развитию посторонних микроорганизмов, вызывающих изменение вкуса и запаха.
Слишком быстрое сквашивание. Чаще всего этот порок наблюдается в кефире и в сметане в теплое время года на предприятиях, где не созданы нормальные температурные условия сквашивания. При этом кислотность продукта интенсивно нарастает, сгусток в кефире образуется дряблый, в продукте возникает сильное газообразование. Этот порок может быть вызван также развитием термоустойчивых молочнокислых палочек, представляющих собой остаточную микрофлору пастеризованного молока.
Запах сероводорода. Сероводород накапливается вследствие разложения белков молока. Порок обычно возникает весной или осенью (при ослаблении молочнокислого брожения) и связан с развитием кишечных палочек и гнилостных бактерий. При возникновении этого порока необходимо сменить закваску.
Ослизнение, тягучесть. Тягучесть сгустка в кисломолочных продуктах может быть вызвана развитием уксуснокислых бактерий и появлением слизистости у молочнокислых бактерий. Для предупреждения этого порока необходимо исключить возможность попадания кефирной закваски в молоко, перерабатываемого на другие виды молочных продуктов
Плесневение. Возникает при продолжительном хранении продукта в условиях холодильника.
Молочнокислое брожение в биотехнологии. Молочные продукты в биотехнологии.
Целый ряд продуктов, известных как молочные продукты, можно получить путем заквашивания молока. В молоке содержатся молочнокислые бактерии, которые в процессе анаэробного дыхания разрушают лактозу (молочный сахар) до молочной кислоты. В процессе пастеризации эти бактерии могут погибнуть, поэтому, если требуется заквашивание, их снова добавляют в молоко. В зависимости от условий заквашивания, используемых добавок, состава и источника молока, получаются разные продукты. Консистенция и вкус продуктов сильно различаются, что можно увидеть даже по их спектру, который включает все виды сыров, масло, йогурт, сметану и творог.
Йогурт
В отличие от сыра, для изготовления которого используется определенная фракция молока, при приготовлении йогурта заквашивают цельное молоко. Первоначально йогурт получался более жидким и кислым, однако затем в западных странах его вкус и консистенцию существенно изменили в соответствии с национальными традициями. Поскольку сам по себе йогурт является кислым (рН 3,7—4,3), для улучшения вкуса в него добавляют фрукты.
Для приготовления йогурта можно использовать любые виды молока, по отдельности или в смеси, включая цельное, снятое, наполовину снятое, сгущенное и сухое. Каждая из комбинаций даст особый вид йогурта. Наибольшей популярностью пользуются сорта с низким содержанием жира. Схема производственного процесса приведена на рисунке.
В Великобритании все молоко подвергается тепловой обработке (пастеризации); обычно она проводится при 72 °С в течение 15 с. Это необходимо для того, чтобы избавиться от патогенных (болезнетворных) микроорганизмов. Они не обязательно должны присутствовать в молоке, но поскольку молоко является идеальной средой для роста микроорганизмов, всегда есть вероятность его загрязнения вредными бактериями, такими как Salmonella, или грибами. Кроме того, некоторые бактерии, которые не опасны сами по себе, могут, размножившись в молоке, повлиять на его качество. По ряду причин, указанных в схеме на рисунке, при изготовлении йогурта необходима дополнительная тепловая обработка. Для того чтобы заменить молочнокислые бактерии, погибшие при нагревании, добавляют «стартовую культуру». Это культура отобранных бактерий, которые осуществляют контролируемое и прогнозируемое заквашивание. Стартовая культура обычно содержит Lactobacillus bulgaricus — продуцент молочной кислоты и спирта, которые придают йогурту характерный вкус, и Streptococcus thermophilus, который добавляет особый сливочный привкус. Эти бактерии можно примерно в равном соотношении увидеть в окрашенной по Граму пробе йогурта (разд. 12.9.2). Оба вида бактерий являются грамположительными и поэтому окрашиваются в красный цвет. Если вы попробуете подсчитать количество бактерий, то обнаружите примерно 108 клеток на грамм для каждого из этих видов.
Перед изготовлением сыра молоко разделяют на творожную массу и сыворотку. Для этого в молоко в тщательно контролируемых стерильных условиях вносят стартовую культуру, содержащую нужные микроорганизмы. Образующаяся в процессе ферментации молочная кислота начинает заквашивать молоко, вызывая коагуляцию (затвердение) казеина — растворимого белка, который содержится в молоке. Именно это происходит при «свертывании» молока. Добавление сычужного фермента, который содержит реннин, позволяет ускорить коагуляцию и более точно ее контролировать. Обычно сычужный фермент получают из телячьих желудков, однако сходную по свойствам протеиназу можно выделить из определенных видов грибов или штаммов бактерий, модифицированных методами генной инженерии. Преимуществом таких новых ферментов является возможность их использования для приготовления кошерных и вегетарианских сыров.
Творожную массу отделяют, прессуют, придавая желаемую форму, и высушивают. Сыворотку можно использовать в качестве источника питания при выращивании дрожжей, которые в свою очередь после определенной обработки можно добавлять в корм скоту. Продукт содержит много белка и ряд витаминов.
Для придания сыру характерного вкуса и консистенции в процессе созревания в него добавляют различные микроорганизмы: бактерии (сыр чеддер), плесневые грибы (рокфор и другие голубые сыры) либо их комбинации (ка-мамбер). Все эти процессы проводят в контролируемых условиях, которые различны при изготовлении разных сортов сыра. Некоторые сыры, такие как деревенский и сливочный, остаются незрелыми.
Масло
Масло делают из сливок, снятых со свежего молока, и по закону оно должно содержать не менее 80% жира. Сначала сливки пастеризуют, а затем сбивают.
Устройство ферментера и его использование в биотехнологии.
Ферментеры, или биореакторы, представляют собой камеры, в которых в жидкой или на твердой среде выращивают микроорганизмы. Процесс, происходящий в ферментере, называется ферментацией. Термин ферментация первоначально применялся только к анаэробным процессам, однако сейчас он используется более широко и включает все процессы, как аэробные, так и анаэробные. На рис. 12.16 изображен типичный ферментер. Это довольно сложное техническое сооружение, поэтому необходимо потратить некоторое время для изучения его устройства. Не забывайте также о проблемах, возникающих при расширении масштабов производства, которые были перечислены в предыдущем разделе. Содержимое ферментеров во время работы, как правило, тем или иным способом перемешивается. Например, при производстве белка одноклеточных прутина компанией IC1 перемешивание достигается с помощью воздуха, подаваемого с высокой скоростью со дна сосуда.
Продуктом являются либо сами клетки (биомасса), либо какой-то полезный клеточный метаболит. Все операции должны проводиться в стерильных условиях, чтобы избежать загрязнения культуры. Кроме того, необходимо обеспечить возможность поддержания в стерильном состоянии всех вводных и выводных отверстий ферментера. Ферментер и среду стерилизуют перед использованием вместе или раздельно. Исходные культуры организма, который должен использоваться в процессе ферментации, хранят в неактивной форме (например, в замороженном состоянии). Пробу активируют, наращивают в достаточном объеме с использованием асептических методов (наращивание) и затем добавляют в ферментер (инокуляция). В ферментере организм растет и размножается, используя питательную среду.
Обычно ферментер изготавливают из высококачественной нержавеющей стали, так что он не подвержен коррозии и не выделяет в среду токсичные соли металлов. Все используемое оборудование, материалы и воздух должны быть стерильными. Оборудование стерилизуют паром под давлением. Пар должен иметь доступ ко всем поверхностям, которые в свою очередь должны быть гладкими и отполированными, насколько это возможно, и не иметь трещин и неровностей, в которых могут скапливаться микроорганизмы. Среду стерилизуют перед инокуляцией, пропуская пар через систему охлаждения. Воздух стерилизуют путем фильтрации.
Из соображений безопасности воздух, который выходит из ферментера, тоже нужно стерилизовать, хотя бы для того, чтобы избежать распространения микроорганизмов, сконструированных методами генной инженерии. Если микроорганизмы будут постоянно попадать в воздух - экологическая катастрофа будет страшнее, нежели если все единовременно заведут свои автомобили б.у. и не будут выключать их в течение года. Поэтому ферментеры в обязательном порядке необходимо подвергать чистке.
Существуют два основных типа ферментации, периодическая ферментация (или закрытая система) и непрерывное культинирование (или открытая система). При периодической ферментации, все необходимые ингредиенты вносятся до начала процесса; в ходе культивирования питательные вещества не добавляются и параметры ферментации не меняются. Именно поэтому процесс называется закрытой системой. Когда образуется достаточное количество продукта, процесс останавливают. Затем содержимое ферментера выгружают, выделяют продукт, выбрасывают использованные микроорганизмы, чистят ферментер и загружают его для нового культивирования.
Непрерывное культивирование представляет собой продолжительную, долговременную операцию, занимающую много недель, в ходе которой питательные вещества добавляют в среду по мере их расходования, а излишек культуры отбирают. Несмотря на то, что такая ситуация наиболее близка к естественным условиям, таким, например, как в кишечнике, непрерывное культивирование имеет ограниченное применение. К примеру, компания 1CI использовала этот подход для производства белка одноклеточных прутина (pruteeri) из бактерии Methylophilus methylotrophus (разд. 12.12.3). Ферментер работал непрерывно в течение 100 дней и производительность достигала 150 тонн вдень.
Непрерывное культивирование пока не находит широкого применения, однако в настоящее время все более популярным становится периодическое культивирование с добавлением субстрата, которое представляет собой компромисс между двумя системами. Использование периодического культивирования с добавлением субстрата делает процесс более контролируемым по сравнению с периодическим культивированием. Период роста удлиняется за счет того, что питательные вещества добавляются в низких концентрациях в процессе ферментации, а не вносятся все сразу в начале процесса. Одним из преимуществ метода является возможность регулирования скорости роста, которую можно соизмерять со скоростью подачи кислорода. Этот процесс обычно используется в производстве дрожжевых клеток для пекарной промышленности. Если к дрожжевым клеткам добавляют слишком много сахара, они начинают дышать анаэробно и образуют вместо биомассы спирт. Периодическое культивирование с добавлением субстрата используется также в производстве пенициллина.
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.
Продукты питания в биотехнологии. Дрожжевое брожение в биотехнологии.
С изготовлением пищевых продуктов и напитков связаны самые старейшие биотехнологии. Производство хлеба, сыра, йогурта, уксуса и алкогольных напитков, таких как пиво и вино, существует уже тысячи лет и известно с доисторических времен. В Ветхом Завете есть много упоминаний о вине (римляне пили пиво и вино). Известно, что 4000 лет до н.э. древние египтяне варили пиво и при изготовлении хлеба использовали дрожжи, чтобы поднималось тесто. В некотором смысле к биотехнологии можно отнести скрещивание животных и растений с целью получения продуктов питания и сельское хозяйство, которое насчитывает уже более 10 000 лет.
В данной статье мы рассмотрим не только новые подходы к некоторым из этих старых технологий, но и новые методы производства пищевых продуктов.
Дрожжи — это одноклеточный гриб. Дрожжи широко распространены в природе, и не трудно представить себе, как были открыты способы приготовления дрожжевого теста или сбраживания сахара с образованием спирта, хотя реальные причины процессов могли оставаться непонятными. Только в XIX в. Луи Пастер впервые показал, что причиной брожения является активность микроорганизмов.
Хлеб пекут из муки, которую получают из перемолотых семян хлебных злаков, чаще всего из пшеницы. Мука — это главным образом крахмал (белая часть семени), который является запасным питательным веществом и в норме расходуется при прорастании семени. Присутствующие в семени ферменты частично расщепляют крахмал до Сахаров, таких как мальтоза и глюкоза. Чтобы повысить содержание сахара, можно добавить амилазу из грибов, которая расщепляет крахмал. Дрожжи используют сахара в качестве источника энергии в процессе дыхания. В результате как аэробного, так и анаэробного дыхания образуется углекислый газ. Пузырьки газа задерживаются в теплом тесте, заставляя его подниматься. Этот этап называется заквашиванием теста. Выделены штаммы дрожжей Saccharomyces cerevisiae, которые образуют очень много углекислого газа. В процессе анаэробного брожения образуется также спирт, который испаряется в процессе выпечки, следующей за заквашиванием.
Старейшим производством, в котором используется ферментация, является пивоварение. Пиво варят из ячменного зерна, которому предварительно дают прорасти, чтобы крахмал превратился в сахар, например в мальтозу. Этот процесс называется соложением. Для ускорения этого процесса, а также для более точного его регулирования используют гиббереллины. Кроме того, чтобы увеличить количество образующегося сахара, добавляют ряд других ферментов, например амилазу. Это в свою очередь приводит к повышенному образованию спирта. В смеси присутствует также азот, который выделяется при расщеплении белков.
Прорастание семян останавливают, медленно нагревая их примерно до 80 °С, однако при приготовлении «солода», который используют на последующих этапах производства, прогревание проводят при более низких температурах. От температуры прогревания зависит аромат и цвет пива. Затем семена размалывают и погружают в горячую воду, чтобы экстрагировать сахара. К полученному таким образом водному экстракту, или солодовому суслу, добавляют хмель, придающий пиву горьковатый вкус и предотвращающий рост бактерий. Сусло концентрируют кипячением и, предварительно удалив хмель, охлаждают до температуры, при которой происходит брожение. Затем сусло помещают в ферментер для периодического культивирования и добавляют пивные дрожжи, которые обычно остаются от предыдущей ферментации. Чаще всего используют два вида дрожжей: Saccharomyces cerevisiae и Saccharomyces carlshergensis. Последний используется при изготовлении более легких сортов пива. Брожение происходит в анаэробных условиях. В процессе брожения сахар превращается в спирт и двуокись углерода, как и при изготовлении хлеба. Через 2—5 сут содержание спирта достигает 3,5-8% (чаще всего 3,5-5%).
Дрожжи, традиционно используемые при изготовлении легких сортов пива, обычно растут в нижней части ферментера и называются низовыми дрожжами, тогда как верховые дрожжи, которые используются при изготовлении крепких сортов пива с высоким содержанием алкоголя, поднимаются к поверхности. Однако сейчас в производстве крепких сортов пива используются новые штаммы пивных дрожжей, которые также являются низовыми дрожжами, поэтому один и тот же ферментер не может служить для получения сразу двух сортов пива. После окончания процесса брожения дрожжи отделяют от пива.
Источником сахара для брожения, продолжающегося несколько дней, является виноград. Вкус вина определяется как сортом винограда, так и штаммом дрожжей, который используется в процессе брожения. Красные вина приобретают свой цвет за счет кожуры, которая не удаляется перед началом брожения. При изготовлении белого вина винофадную кожуру, как правило, выбрасывают. Сейчас предпочитают использовать коммерческие штаммы дрожжей, которые более надежны по сравнению с дикими. Собранный виноград давят, и в образующемся при этом «мусте» начинается брожение. Иногда вино может подвергаться второму брожению с участием молочнокислых бактерий; при этом яблочная кислота превращается в молочную кислоту и двуокись углерода. Кислотность вина при этом снижается.
Разработка кисломолочных биопродуктов
ИНТЕРЕСНОЕ ИЗ БИОТЕХНОЛОГИИ КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОМОЛОЧНОГО БИОПРОДУКТА, ОБОГАЩЕННОГО СЕЛЕНОМ
Сроки хранения являются важной характеристикой любого продукта. Обогащение селеном способствует удлинению срока хранения кисломолочного продукта. На шестые сутки хранения в продукте, полученном по заявляемому способу количество жизнеспособных клеток пропионовокислых бактерий было на два порядка выше, чем в продукте, полученном по прототипу (соединения селена обладают антиоксидантными свойствами).
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЙОДИРОВАННЫХ ПРОДУКТОВ
Предлагаемое изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в пищевой промышленности при производстве йодированных пробиотических продуктов на молочной основе. Способ предусматривает проведение процессов подготовки питательной среды, внесение раствора йодистого калия, тепловой обработки, охлаждения, внесения инокулята, культивирования, охлаждения, розлива, упаковки.
Технический результат изобретения заключается в повышении усвояемости йода организмом, сохранении высокого содержания йода в продукте при хранении, а также в повышении биологической ценности и антимутагенной активности готовых продуктов.
При этом в качестве питательной среды используют осветленную творожную сыворотку, а в качестве инокулята используют закваску пропионовокислых бактерий штамм P.Shermanii freudenreichii subsp. Shermanii или закваску бифидобактерий штамма bifidobacterium longum B 379M.
Использование пробиотических микроорганизмов, которые являются регуляторами микробиоценоза кишечника, от деятельности которого зависит состояние всего организма, позволит наладить механизм проникновения йода в щитовидную железу, обеспечит поступление в организм лучше усвояемой органической формы йода.
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОБИОТИЧЕСКОГО БЕЛКОВОГО ДЕСЕРТА, ОБОГАЩЕННОГО КОЛЛАГЕНОМ И КАЛЬЦИЕМ
Основные причины хрупкости костей – вымывание кальция и утрата коллагена. Улучшение биосинтеза коллагена – необходимое условие для восстановления структуры кости при срастании переломов и нарушениях целостности кости.
Процесс биосинтеза коллагена невозможен при недостаточном потреблении кальция. Из исследований известно, что повышение уровней внеклеточного кальция стимулирует синтез/секрецию коллагенов. Нормализация биосинтеза коллагена способствует лучшему удержанию кальция в костной ткани и, следовательно, повышению минеральной плотности кости.
В связи с этим была изучена возможность получения белково-желейного десерта , обогащенного коллагеном и легкоусвояемым кальцием.Среди обширного ассортимента продуктов питания белково-желейные десерты, обогащенные коллагеном и кальцием, помимо лечебно-профилактических свойств обладают рядом преимуществ (студнеобразная консистенция, пониженная энергетическая ценность, стабильность потребительских характеристик), позволяющих рекомендовать их в качестве основных продуктов для профилактики и лечения остеопороза.
ХАРАКТЕРИСТИКА МУЛЬТИШТАММОВОЙ ПРОБИОТИЧЕСКОЙ ЗАКВАСКИ ДЛЯ СМЕТАНЫ
В последние годы большой интерес вызывает возможность производства обогащённых продуктов для ежедневного рациона человека. Сметана - один из наиболее популярных кисломолочных продуктов в нашей стране, отличающихся повышенной пищевой и энергетической ценностью, высокими вкусовыми достоинствами.
Одним из способов улучшения функциональных свойств сметаны является применение закваски на основе пробиотиков.
В настоящее время особое внимание уделяется разработкам заквасок прямого внесения, в состав которых входит несколько видов микроорганизмов, принадлежащих к различным родам и видам.
Работа по комбинированию молочнокислых бактерий, пропионовокислых бактерий и бифидобактерий позволила получить принципиально новую закваску для производства сметаны с высокими пробиотическими свойствами.
1. В результате проведенных исследований разработана комбинированная закваска , обладающая высокой биохимической активностью.
2. Установлено, что применение разработанной закваски прямого внесения для ферментации сливок позволяет получить продукт высокого качества с хорошими органолептическими и структурно-механическими свойствами (получение вязкой консистенции без добавления стабилизаторов).
ПРОИЗВОДСТВО ПРОБИОТИЧЕСКОЙ СМЕТАНЫ, ОБОГАЩЕННОЙ СЕЛЕНОМ
Для производства пробиотической сметаны использовали закваску, состоящую из молочнокислых бактерий (Streptococcus Cremoris), бифидобактерий (Bifidobacterium Bifidum) и пропионовокислых бактерий Propionibacterium Freudenreichii subsp. Schermanii AC 2503, обогащенную селеном, т.к. это является единственным высокоэффективным и быстрым путем решения задачи коррекции недостаточности селена.
Консистенция – один из наиболее важных показателей для сметаны. В сметане обогащённой селеном консистенция более плотная и обладает высокими тиксотропными свойствами. Селен, влияет на продуцирование бактериями симбиотической закваски экзополисахаридов (ЭПС). В состав экзополисахаридов входят остатки нейтральных молекул глюкозы, ксилозы, галактозы, диокситалозы, уроновых кислот, а также ряд неидентифицированных пентоз и гексоз. Экзополисахариды выполняют роль естественных загустителей и стабилизаторов консистенции. Одним из важнейших аспектов связи с этим является не только само образование ЭПС, но и тип ЭПС, и момент их образования. Селен содержится в закваске изначально, поэтому образование ЭПС процессе сквашивания происходит на ранней стадии, что и позволяет получить гладкую и густую структуру сметаны. Если продуцирование ЭПС начинается на более поздней стадии, даже при рН 5,6 электрический заряд на поверхности казеиновой решётки начинает формировать агломерации белков. Что приводит к образованию распространенного порока консистенции сметаны - крупке.
Далее была исследована изменение свойств сметаны при хранении в течении 3 и 5 суток. Органолептические показатели сметаны, обогащенной селеном были на порядок лучше, чем в контроле. В опытном образце вкус, более выраженный и нежный, что объясняется меньшей кислотностью по сравнению с контрольным образцом и большим накоплением сульфгидрильных групп. Также в опытном образце количество жизнеспособных клеток выше, чем в контроле.
Содержание селена в 1 пачке (200 г) сметаны составило 15 мкг, что составляет 27% от суточной дозы.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОМОЛОЧНОГО ПРОДУКТА - СИНБИОТИКА «КЕДРОВИТ»
Изобретение относится к молочной промышленности, а именно к производству кисломолочных продуктов. Способ предусматривает очистку молока, нормализацию, гомогенизацию, пастеризацию, охлаждение до температуры заквашивания, внесения 2-3% кедрового шрота и закваски бифидобактерий, сквашивание в течении 4-5 часов до кислотности 55-60 0 Т. Изобретение позволяет увеличить количество жизнеспособных клеток бифидобактерий, улучшить структурно механические свойства готового продукта, обогатить его микроэлементами и пищевыми волокнами.
Технической задачей, которая была поставлена при создании изобретения, является разработка способа производства кисломолочного продукта синбиотика, содержащего пребиотик, неусвояемый компонент пищи, способный стимулировать рост пробиотика, в частности бифидобактерий, и обеспечивать их высокую приживаемость в желудочно-кишечном тракте человека.
Результаты исследований свидетельствуют, что с увеличением дозы кедрового шрота кислотообразующая способность бифидобактерий повышается. Вместе с тем, следует отметить, что с повышением дозы шрота до 4%, консистенция продукта становится излишне вязкой. (оптимальная доза шрота - 2-3% при продолжительности сквашивания 4-5 ч.). Кедровый шрот, с учетом высокого содержания в нем биологически активных веществ, является одним из самых перспективных натуральных обогатителей пищевых продуктов.
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ БАКТЕРИАЛЬНОГО КОНЦЕНТРАТА ДЛЯ ПРОДУКТОВ ГЕТЕРОФЕРМЕНТАТИВНОГО БРОЖЕНИЯ
В настоящее время, несмотря на высокие лечебные свойства курунги и кумыса, их промышленное производство не налажено. Основной причиной ограниченного ассортимента кисломолочных продуктов смешанного брожения является сложность воспроизведения и сохранения их микрофлоры, включающей различные виды лактобацилл, дрожжей и ацетобактерий. Попытки создания известных технологий производства курунговых заквасок с использованием чистых культур и микробного консорциума, полученного методом автоселекции микрофлоры кефирной закваски и термофильных лактобактерий, характеризущихся нестабильным составом микрофлоры, не получили широкого промышленного внедрения и не позволяют воссоздать уникальные свойства этих продуктов с гарантированными качественными показателями.
В связи с этим является актуальной разработка бактериального концентрата для производства гетероферментативных продуктов, обладающих сбалансированным и стабильным составом микрофлоры. Организация промышленного производства курунги откроет новые перспективы развития регионального туризма в таком специфическом направлении как курунголечение.
Читайте также: