Способ получения закваски

Реферат

 

Изобретение относится к биотехнологии и молочной промышленности и может быть использовано для производства сброженных напитков диетического питания. Способ предусматривает введение кефирных грибков в молоко, сквашивание, трехкратную аэрацию при постоянном давлении и равномерной подаче воздуха в смесь, находящуюся в покое. Способ позволяет повысить количество дрожжевых клеток. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.

Изобретение относится к биотехнологии и молочной промышленности, в частности к способу получения закваски, и может быть использовано для производства сброженных напитков диетического питания.

В современной биотехнологии все чаще используются консорциумы (симбиозы) микроорганизмов, свойства которых отличаются от свойств однородных культур. Для кефирных грибков с многокомпонентной микрофлорой особое значение имеют условия культивирования.

Известен способ приготовления закваски на основе кефирных грибков. Для этого в обезжиренное пастеризованное молоко при температуре 18-20oС вносят кефирные грибки, выдерживают до образования сгустка, перемешивают и отделяют грибки (Инструкция по приготовлению и применению заквасок для кисломолочных продуктов на предприятиях молочной промышленности. - М., 1978. С. 47).

Недостатком способа является то, что условия культивирования кефирных грибков обеспечивают развитие прежде всего молочнокислой микрофлоры грибков, а клетки дрожжей проявляют невысокую активность, в процессе пересадок (особенно в условиях производства) теряются, что снижает качество готового продукта, кефир приобретает ярко выраженный кисломолочный вкус, без освежающего эффекта.

Известен способ получения закваски, предусматривающий пастеризацию молока, введение кефирных грибков, сквашивание, перемешивание смеси с одновременной его аэрацией путем подачи воздуха в культивируемую смесь (SU 217200, кл. А 23 С 9/127, 26.04.1968).

Наиболее близким способом получения закваски к предлагаемому изобретению является способ получения кефирной закваски, предусматривающий введение кефирных грибков в пастеризованное охлажденное молоко, сквашивание полученной смеси до достижения кислотности 75-80oТ, аэрацию путем трехкратного встряхивания 45-50 мин до достижения кислотности 90-95oТ и отделение грибков (А.С. 1622086; А 23 С 9/12, бюл. 3, опубл. 23.01.91).

Указанные выше способы получения кефирной закваски с использованием механического воздействия позволяют получить в среде качественно измененный консорциум микроорганизмов, симбиотически связанных между собой. Условия культивирования обеспечивают превалирование ароматобразующей микрофлоры и увеличение дрожжевых клеток, количество которых составляет 105. Однако недостатком является то, что закваску, приготовленную вышеприведенными способами, невозможно использовать для получения сброженных напитков из-за невысокого титра дрожжевых клеток.

Задачей изобретения является получение закваски для производства сброженных напитков диетического питания на основе молока, молочной сыворотки лактозосбраживающими дрожжами.

Технический результат изобретения состоит в повышении количества дрожжевых клеток в закваске.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе получения закваски, предусматривающем введение кефирных грибков в пастеризованное охлажденное молоко, сквашивание полученной смеси, аэрацию с последующим отделением грибков, согласно изобретению аэрацию смеси проводят путем нагнетания воздуха в смесь, находящуюся в покое.

Отличительными признаками заявляемого способа являются новые условия культивирования кефирных грибков, а именно проведение процесса аэрации путем нагнетания воздуха в смесь, находящуюся в покое. Эти условия привели к неожиданному эффекту: произошло активное развитие лактозосбраживающих дрожжей, а процесс роста лакто- и ароматобразующих бактерий микробной системы кефирных грибков подавляется. Эффективность такого влияния возможна благодаря лабильности метаболизма дрожжей в зависимости от присутствия молекулярного кислорода воздуха. Результаты экспериментальных исследований микрокартины закваски кефирных грибков представлены на фигурах, где на фиг.1 показана микрофлора микробных ассоциаций кефирных грибков, сформированных в условиях аэробиоза (по изобретению), на фиг.2 - микрофлора микробных ассоциаций кефирных грибков, сформированных в условиях механического воздействия (прототип), на фиг.3 - микрофлора грибков, сформированных в стандартных условиях.

Принудительная аэрация среды с целью создания аэробиоза в системе, находящейся в покое, способствовала изменению микрокартины закваски кефирных грибков (см. фиг.1). Очевидно, это результат воздействия молекулярного кислорода воздуха, который является питательным компонентом для аэробных микроорганизмов и специфическим биологическим действием клеток дрожжей на других симбионтов. И особое значение имеет то, что смесь при аэрации находится в состоянии покоя: происходит медленное "спокойное" насыщение смеси воздухом. При этом микрокартина закваски представлена клетками дрожжей типичной формы, которые значительно превалируют, расположены в виде скоплений, клетки кокковой формы встречаются редко, в основном поодиночно.

Одновременно механически воздействуя на систему молоко: грибки при достижении рН 4,8-4,0, создавая условия аэробиоза (по прототипу), мы предложили микробному сообществу кефирных грибков своего рода "мягкую стрессовую ситуацию", ответная реакция была незамедлительной, о чем свидетельствует микрокартина закваски кефирных грибков, представленная на фиг.2. Произошли изменения фенотипического характера, морфологические изменения клеток дрожжей, форма которых не совсем типична - продолговатые, слегка вытянутые клетки, хорошо ориентированные в пространстве, не видно скоплений дрожжевых клеток. Присутствуют представители ароматобразующей микрофлоры, ацетобактерии, которые благоприятно развиваются в симбиозе под влиянием механического воздействия.

Как видно из фигур, микрокартина микробных сообществ кефирных грибков, полученных в условиях механического воздействия (фиг.2) и в условиях принудительного нагнетания воздуха в смесь, находящуюся в покое (см. фиг.1), существенно отличается от микрокартины (см. фиг.3) микробного сообщества кефирных грибков, полученного при использовании общепринятых режимов культивирования (см. Технологическая инструкция по приготовлению и применению заквасок для кисломолочных продуктов. M., 1992, 1971).

Микрокартины сформированных в условиях культивирования микробных ассоциаций кефирных грибков убедительно свидетельствуют о том, что произошли заметные изменения в системе молоко: кефирные грибки. Вероятно, это связано с изменением окислительно-восстановительных условий среды, на которую оказывалось воздействие. Результаты исследования окислительно-восстановительного потенциала (Eh) представлены в табл. 1.

Изучали окислительно-восстановительный потенциал в системе молоко: кефирные грибки при достижении рН 4,8-4,0, которая развивалась в условиях: - общепринятых режимов культивирования (контроль); - механического воздействия (опыт 1); - принудительного нагнетания воздуха в смесь, находящуюся в покое (опыт 2); полученные результаты свидетельствуют о том (см. табл. 1), что произошло падение Eh опытных проб по сравнению с контролем, при этом отмечены различия в величине Eh между опытными пробами. Неожиданно обнаружено резкое падение Eh в закваске, полученной в результате механического воздействия. Вероятно, в коллоидной системе молоко: кефирные грибки при рН 4,8-4,0 механические силы оказали влияние на равномерное распределение продуктов обмена, на частоту столкновения молекул, которая по аналогии с энергией активации химической реакции определяет скорость многих процессов, происходящих в системе, в частности разрывов концевых связей аминокислот, образование веществ SH-группой и т. д. соединения с SH-группой не только снижают величину Eh, но они также активизируют взаимосвязь между микроорганизмом и средой. При падении Eh усиливаются восстановительные свойства среды, что очень благоприятно для лактобактерий - анаэробов. Гармоничность развития симбиоза в закваске, полученной в условиях механического воздействия, объясняется, очевидно, развитием аэробных микроорганизмов, которые обладают специфическими системами, понижающими окислительно-восстановительный потенциал. В системе наблюдается увеличение восстановительных форм соединений, тем самым усиливается рост клеток и интенсивнее идут метаболические процессы, что в целом способствует значительному изменению качественного микробного фона закваски кефирных грибков (см. фиг.2).

А использование принудительного нагнетания воздуха в систему молоко: кефирные грибки при рН 4,8-4,0 без механического воздействия неожиданно привело к активному развитию лактозосбраживающих дрожжей (см. фиг.1) и подавлению роста лакто- и ароматобразующей микрофлоры кефирных грибков. Дрожжевые клетки благодаря характерной для них лабильности метаболизма, вероятно, в зависимости от присутствия молекулярного кислорода воздуха частично стали получать энергию для роста в результате аэробного дыхания. Повышенный по сравнению с анаэробными условиями культивирования выход энергии при аэробном дыхании обеспечивает высокую скорость роста дрожжей и образование большей биомассы (см. Стейнер и др. Мир микробов. М.: Мир, 1973. Т. 3. ; Готтшалк Г. Метаболизм бактерий. М.: Мир, 1982). Таким образом, принудительное нагнетание воздуха в систему молоко: кефирные грибки, находящуюся в покое, позволяет получить качественно новую и стабильную микробную ассоциацию кефирных грибков (см. фиг. 1), содержащую, в основном, лактозосбраживающие дрожжи.

Данные влияния процесса аэрации на качество закваски приведены в табл. 2 и табл. 3.

Из данных, приведенных в табл. 2, видно, что в закваске, приготовленной предлагаемым способом, качественный состав консорциума микроорганизмов отличается от состава закваски, полученной с применением известного способа. Титр дрожжевых клеток составляет 108-109, количество лактобактерий - 103, ароматобразующих микроорганизмов - 102, уксуснокислых - 103. Существенное изменение качественного состава консорциума микроорганизмов при обработке закваски аэрацией путем нагнетания воздуха в смесь, находящуюся в покое, было подтверждено исследованием витамин-синтезирующей способности микрофлоры закваски (см. табл. 3).

Результаты, приведенные в табл. 3, свидетельствуют о том, что закваска, полученная предлагаемым способом, характеризуется накоплением витаминов группы B1, аскорбиновой кислоты, высоко содержание витаминов группы В и С, хотя отмечается их некоторое снижение.

Таким образом, именно новые условия культивирования кефирных грибков: проведение процесса аэрации путем нагнетания воздуха в смесь, находящуюся в покое, способствовали достижению технического результата, заключающегося в повышении количества дрожжевых клеток в закваске.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию изобретению "Новизна".

При изучении других известных технических решений признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, не были выявлены. Это позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию "Изобретательский уровень".

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Молоко пастеризуют при температуре 90-95oC, охлаждают и вводят кефирные грибки. Полученную смесь сквашивают до достижения кислотности 75-80oТ, затем проводят аэрацию путем нагнетания воздуха в смесь, находящуюся в покое. Чтобы исключить интенсивное воздействие на систему молоко : кефирные грибки, нагнетание воздуха в смесь осуществляют компрессором, применяемым в аквариумистике, при постоянном давлении (703 мм водяного столба) и равномерной подаче воздуха. После аэрации грибковую закваску оставляют на созревание, затем отделяют грибки.

Предлагаемый способ характеризуется следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1. Молоко пастеризуют при температуре 90oС, охлаждают до 20oС, вводят кефирные грибки. Полученную смесь сквашивают до достижения кислотности 75oТ, проводят трехкратное нагнетание воздуха в смесь, находящуюся в покое, в течение 15 мин на каждом этапе, с выдержкой между аэрациями 50 мин. Затем проводят созревание грибковой закваски при температуре 3oС в течение 12 часов, после этого грибки отделяют от смеси. В готовой закваске количество дрожжевых клеток составляет 108.

Пример 2. Молоко пастеризуют при температуре 95oС, охлаждают до 20oС, вводят кефирные грибки. Полученную смесь сквашивают до достижения кислотности 80oТ, проводят трехкратное нагнетание воздуха в смесь, находящуюся в покое, в течение 15 мин на каждом этапе с выдержкой между аэрацией 50 мин. Затем проводят созревание грибковой закваски при температуре 8oС в течение 12 часов, после этого грибки отделяют от смеси. В готовой закваске количество дрожжевых клеток составляет 109.

Формула изобретения

1. Способ получения закваски, включающий введение кефирных грибков в пастеризованное охлажденное молоко, сквашивание полученной смеси, трехкратную аэрацию с последующим отделением грибков, отличающийся тем, что аэрацию проводят при постоянном давлении и равномерной подаче воздуха в смесь, находящуюся в покое.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для аэрации смеси используют аквариумный компрессор.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6