Анализ развития микрофлоры заквасок традиционных и прямого
реклама
ISSN 1392-0227. MAISTO CHEMIJA IR TECHNOLOGIJA. 2007. T. 41, Nr. 2 Анализ развития микрофлоры заквасок традиционных и прямого внесения при производстве сыра без созревания Татьяна Шингарева, Ольга Купцова, Сергей Красоцкий, Марина Селявко, Ольга Суходолова Могилевский государственный университет продовольствия, пр. Шмидта 3, 212027 Могилев, Республика Беларусь; mti@mogilev.by Проведен сравнительный анализ микробиологических процессов, протекающих при производстве и хранении мягкого сычужного сыра без созревания, выработанного с использованием бактериальных заквасок – традиционных и прямого способа внесения. Установлено, что при использовании заквасок прямого способа внесения, в дозах, соответствующих традиционным, микробиологические процессы на стадии выработки сыра протекают менее интенсивно. Однако в процессе хранения, несмотря на низкие положительные температуры, микроорганизмы заквасок прямого способа внесения активизируют свое развитие, в результате чего сыр уже через сутки после выработки приобретает кислый вкус, при этом наблюдается значительное отделение сыворотки, интенсифицируется развитие посторонней микрофлоры, что приводит к быстрой порче продукта. Таким образом, замена традиционных заквасок на закваски прямого способа внесения при производстве мягких сычужных сыров без созревания не позволяет обеспечить качество продукта при хранении, поэтому применение заквасок прямого внесения требует дополнительных исследований по подбору способа внесения последних и (или) корректировки традиционных технологий. Ведение На сегодняшний день одними из перспективных белковых продуктов, выпускаемых предприятиями молочной промышленности, являются мягкие сычужные сыры без созревания. Это обеспечивает население недорогой, биологически полноценной, качественной продукцией. Для нормального протекания ферментативных процессов при производстве практически любого вида сыра применяют бактериальные закваски (БЗ). 3аквасочная микрофлора — функционально необходимый компонент для производства многих видов сыров. Активность заквасочной микрофлоры зависит от различных факторов: физиологического состояния, биохимической активности и состава микроорганизмов. Сохранить полезные свойства заквасочных культур – очень сложная задача, требующая не только огромных трудозатрат, но и применения специальных приемов и методов. Поэтому для надежного и длительного сохранения, а также поддержания полезных свойств заквасочных культур необходимо применять надежные способы длительного консервирования бактериальных клеток. В настоящий период широко используют способы лиофильного 90 высушивания микроорганизмов (сублимационной сушки), это позволяет получать 1010÷1012 КОЕ/г бактериальных клеток. Такие закваски относят к бактериальным закваскам прямого способа внесения. Указанный тип заквасок имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными пересадочными культурами, они характеризуются простотой и удобством в использовании, большей устойчивостью к бактериофагам. При этом, как показывают данные маркетинговых исследований, культуры прямого внесения уверенно занимают лидирующую позицию на современном рынке [1–3]. Однако при переходе предприятий от традиционных БЗ к БЗ прямого способа внесения зачастую возникают проблемы с качеством получаемой продукции, поскольку последние имеют более длительную лаг-фазу, а также некоторые другие особенности. В связи с этим целью работы явилось – проведение сравнительного анализа микробиологических процессов, протекающих при производстве мягкого сычужного сыра без созревания, выработанного с использованием традиционных БЗ и БЗ прямого способа внесения, а также исследование физикохимических, органолептических и микробиологических показателей продукта при хранении. готового Материалы и методы При проведении исследований вырабатывали мягкий сычужный сыр типа молдавского (массовая доля жира (40±1,6) %, массовая доля влаги – не более 60 %, массовая доля соли до 2 %). При этом после второго нагревания проводили промывку сырного зерна пастеризованной водой (20 % от массы нормализованного молока). Кроме того, помимо заквасочных культур мезофильных молочнокислых микроорганизмов (МММ) применяли культуры ацидофильной палочки (АП). Состав микрофлоры БЗ представлен в таблице 1. Таблица 1. Состав микрофлоры БЗ Наименование FD DVS-CHN-19 FD DVS-LA-5 БК-Углич-№4 БК ацидофильной палочки Состав БЗ прямого внесения Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris, Lactococcus lactis subsp. diacetylactis, Leuconoctoc mesenteroides subsp. сremoris Lactobacterium acidophilus Производитель Компания “Христиан Хансен”, Дания Компания “Христиан Хансен”, Дания Традиционные трехпересадочные БЗ Lactococcus lactis subsp. diacetylactis, Lactococcus lactis subsp. сremoris, Экспериментальная биофабрика г. Lactococcus lactis subsp. diacetylactis, Углич Leuconoctoc mesenteroides subsp. cremoris Lactobacterium acidophilus Ацидофильная палочка добавлялась при производстве сыра как пробиотический микроорганизм, нормализующий микрофлору желудочно-кишечного тракта человека и оказывающий положительное влияние на состояние организма в целом. Получение пищевых продуктов путем введения в их состав биологически активных компонентов позволяет придать традиционным продуктам функциональные свойства. Употребление в пищу таких продуктов оказывает положительное регулирующее воздействие на определенные процессы в организме человека и тем самым снижает или вовсе устраняет отрицательные последствия неправильного питания, а также влияние неблагоприятной экологической обстановки окружающей среды [4]. При проведении эксперимента БЗ прямого способа внесения вносили непосредственно в нормализованную смесь в сухом виде без предварительной активизации. Из традиционных БЗ готовили производственную закваску в течение периода времени, установленного фирмой-изготовителем, используя в качестве среды активизации восстановленное стерилизованное обезжиренное молоко с массовой долей сухих веществ 10 % [5]. БЕЛНИКТИММП,Беларусь В опыте доза БЗ прямого способа внесения МММ на 1000 кг смеси составила 100 Е. А., что соответствовало 1 % производственной закваски. Доза АП составила 10 Е. А, то есть 0,1 % производственной закваски. В контроле доза производственной БЗ составила: МММ – 1 %, АП – 0,1 % от массы нормализованной смеси. Для изучения микробиологических процессов при выработке опытного и контрольного сыров исследовали динамику накопления количества клеток МММ и АП в следующих точках: 1 – нормализованная смесь после внесения закваски; 2 – после разрезки сгустка; 3 – через 20 мин после разрезки сгустка; 4 – перед вторым нагреванием; 5 – через 20 мин после второго нагревания; 6 – после добавления воды; 7 – после формования; 8 – свежевыработанный сыр. В готовом продукте изучали микробиологические (количество МММ, АП, количество дрожжей и плесеней), органолептические (вкус, запах, цвет, консистенция) и физико-химические (активная и 91 титруемая кислотность) показатели сыра при хранении. Для этого образцы сыров, упакованные в целлюлозную пленку негерметичным способом, хранили при температуре 6 oС. Контрольные и опытные образцы исследовали в следующих точках: свежевыработанный сыр, сыр через 1, 3, 5, 10, 15, 20 суток. Количество мезофильных молочнокислых микроорганизмов и ацидофильной палочки определяли по ГОСТ 10 444.11, ГОСТ 9225 [6, 7]. Дрожжи и плесени в процессе хранения в готовом продукте определяли по ГОСТ 10444.12 [8]. Активную кислотность сыра (рН) определяли по ГОСТ 26781 [9], титруемую кислотность по ГОСТ 3624 [10]. Для анализа органолептических показателей сыров разработана условная пятибалльная шкала органолептической оценки, которая представлена в таблице 2. Таблица 2. Условная шкала органолептической оценки сыров Баллы Органолептический показатель Вкус и запах 5 Консистенция, внешний вид Вкус и запах 4 Консистенция, внешний вид Вкус и запах 3 2 1 Консистенция, внешний вид Вкус и запах Консистенция, внешний вид Вкус и запах Консистенция, внешний вид Результаты исследования и их обсуждение Результаты развития мезофильных молочнокислых микроорганизмов в процессе выработки сыра приведены на рисунке 1. Установлено, что на стадии выработки мягких сыров развитие МММ в контрольных и опытных образцах протекает неодинаково (рис. 1). В контроле прирост клеток МММ при выработке сыра проходит более интенсивно. Так, после внесения БЗ количество микробных клеток в контроле составило 98·106 КОЕ/г, в опыте – 72·106 КОЕ/г (точка 1). Перед вторым нагреванием количество МММ в контроле увеличилось примерно в 3 раза и достигло 310·106 КОЕ/г, в опыте – только в 1,4 раза – до 99·106 КОЕ/г (точка 4). После добавления воды количество МММ в контроле снизилось более заметно – до 244·106 КОЕ/г, и практически не изменилось в опыте (точка 6). Однако далее, с 92 Характеристика Чистый, с равномерным распределением соли по головке Плотная, однородная по всей массе сыра, поверхность чистая Немного кисловатый привкус, с равномерным распределением соли по головке В большинстве плотная, однородная по всей массе сыра Появление кислого вкуса Размягчение консистенции, отделение влаги в упаковке Кислый вкус с дрожжевым привкусом Мягкая, значительное отделение влаги в упаковке Появление ярко выраженного горького привкуса, нетипичного для сыра Очень мягкая, ослизнение поверхности момента промывки сырного зерна (точка 6) и до получения готового продукта (точка 8), тенденция прироста МММ в опыте и контроле начинает изменяться. Так, в опыте количество МММ увеличилось в 1,6 раза и составило 127·106 КОЕ/г, в то же время в контроле – только в 1,1 раза и составило 287·106 КОЕ/г. Таким образом, очевидно, что на конечной стадии выработки сыра микроорганизмы закваски прямого способа внесения уже адаптировались в среде развития и вошли в фазу логарифмического роста, однако в то же время в свежевыработанном опытном сыре количество МММ оставалось в 2,2 раза ниже, чем в контроле. Динамика изменения количества ацидофильной палочки в процессе выработки контрольного и опытного сыров приведена на рисунке 2. 350 310 Количество клеток, 106 КОЕ/г 300 296 244 250 256 287 196 200 контроль опыт 150 113 98 100 127 50 98 83 72 99 96 79 83 0 1 2 3 4 5 Точки контроля 6 7 8 Рис. 1. Динамика изменения мезофильных молочнокислых микроорганизмов в процессе выработки сыра 450 6 Количество клеток, 10 КОЕ/г 400 389 350 306 323 300 268 273 250 контроль 225 опыт 200 150 134 100 50 45 29 124 106 50 65 70 68 19 0 1 2 3 4 5 Точки контроля 6 7 8 Рис. 2. Динамика изменения количества ацидофильной палочки в процессе выработки сыра Выявлено, что развитие микроорганизмов АП имеет такую же тенденцию, как и развитие МММ (рис. 2), то есть в опыте интенсификация деятельности АП приходится на заключительную стадию выработки сыра (начиная с точки 6). При этом в свежевыработанном опытном сыре количество АП почти в 2,5 раза ниже, чем в контроле. Анализ рисунков 1 и 2 позволяет сделать вывод, что в случае применения традиционных БЗ развитие МММ и АП на стадии выработки сыра протекает более интенсивно, чем в случае применения БЗ прямого способа внесения, поскольку при внесении последних в нормализованную смесь реактивация микроорганизмов продолжается более длительное время за счет наличия лаг-фазы. В то же время при использовании традиционных БЗ микроорганизмам не требуется активизация, так 93 Динамика изменения активной и титруемой кислотности сыра в процессе хранения отражена в таблице 3. как они находятся в фазе логарифмического роста. Результаты исследований микробиологических показателей сыра при хранении представлены на рисунках 3–6. 1000 Количество клеток, 106КОЕ/г контроль опыт 910 900 849 800 700 600 500 410 400 300 330 325 287 370 398 420 360 200 85 127 100 58 30 0 0 1 3 5 10 Сутки хранения 15 20 Рис. 3. Динамика изменения мезофильных молочнокислых микроорганизмов в сыре при хранении 1100 1042 контроль опыт Количество клеток, 106 КОЕ/г 1000 870 900 800 700 600 489 500 400 300 313 306 321 200 363 136 124 100 361 358 331 43 35 0 0 1 3 5 Сутки хранения 10 15 20 Рис. 4. Динамика изменения ацидофильной палочки в сыре при хранении Согласно данным, представленным на рисунке 3, в течение всего интервала хранения контрольного сыра количество МММ возрастает незначительно, достигая на 20-е сутки значения 420·106 КОЕ/г, то есть за весь период хранения увеличивается примерно в 1,5 раза. 94 Что касается опытного сыра, то здесь наблюдается следующая картина: через сутки хранения количество МММ увеличивается в 7,1 раза и достигает своего максимального значения – 910·106 КОЕ/г, то есть превышает уровень контроля в 2,8 раза. Начиная с 3-х и до 10 суток хранения количество клеток МММ результате накопления экзо- и эндоферментов, осуществляющих глубокие процессы гликолиза, протеолиза и липолиза составных частей сыра [11]. Динамика изменения количества дрожжей и плесневых грибов в процессе хранения сыра представлена на рисунках 5 и 6. Анализ рисунков 5 и 6 показал, что после 3 суток хранения в опытных образцах сыра количество дрожжей и плесневых грибов интенсивно возрастает и в дальнейшем имеет устойчивую динамику роста. В то время как в контроле рост дрожжей и плесневых грибов на протяжении всего срока хранения протекает несущественно. резко снижается, а после 10 суток и до конца исследуемого срока хранения тенденция к снижению количества микробных клеток МММ продолжается, оставаясь, однако, не такой выраженной. Резкое снижение количества МММ после 3 суток хранения можно объяснить полным сбраживанием лактозы и значительным накоплением молочной кислоты (табл. 2). Аналогичные зависимости (рис. 4) получены и при исследовании развития лактобацилл ацидофильной палочки в образцах сыра при хранении. В сыроделии немаловажное значение имеют посторонние микроорганизмы: дрожжи и плесени, так как их активное развитие, как известно, может приводить к порче сыра в 800 контроль опыт Количество клеток, 104 КОЕ/г 700 676 600 529 500 450 400 300 270 200 82 100 0 0 1 3 58 43 39 27 0 0 5 Сутки хранения 10 79 15 20 Рис. 5. Динамика изменения плесневых грибов в сыре при хранении контроль опыт 40 46 4 Количество клеток, 10 КОЕ/г 50 30 25 20 19 10 0 12 14 0 0 5 0 3 1 5 7 3 5 10 Сутки хранения 9 15 20 Рис. 6. Динамика изменения дрожжей в сыре при хранении 95 Таблица 3. Динамика изменения активной кислотности в сыре Продолжительность хранения, сутки Cвежевыработанный 1 3 5 10 15 20 Контроль Титруемая Активная кислотность, ºТ кислотность, рН 78 5,70 87 5,65 94 5,60 125 5,50 142 5,40 163 5,20 198 5,00 Динамика изменения органолептических показателей контрольных и опытных сыров приведена в таблице 4. Определено, что все свежевыработанные сыры, как контрольные, так и опытные, обладали чистым кисломолочным вкусом, в меру плотной, однородной консистенцией и получили наивысшую бальную оценку – 5 баллов. Однако, как показывает анализ таблицы 4, уже через 1 сутки хранения в опытном сыре появился ярко выраженный кислый вкус, консистенция стала мягкой, было обнаружено значительное отделение влаги в упаковке. Резкое изменение показателей вкуса и консистенции напрямую Опыт Титруемая кислотность, ºТ 52 236 226 218 212 208 202 Активная кислотность, рН 5,80 4,65 4,75 4,80 4,90 4,90 4,95 связано с повышением кислотности готового продукта (табл. 3). На 3–5-е сутки в опытном сыре наряду с кислым вкусом выявлен дрожжевой привкус и существенное ухудшение консистенции. На 20-е сутки опытный сыр приобрел ярко выраженный горький вкус, очень мягкую консистенцию с ослизнением поверхности. В то же время контрольный сыр сохранял свои исходные органолептические характеристики до 10-ти суток хранения. На 15-е сутки хранения в контрольном сыре появился привкус кислоты, а на 20-е сутки наблюдался явно выраженный кислый вкус и отделение влаги в упаковке. Таблица 4. Органолептические показатели сыров Продолжительность хранения, сутки 1 3 5 10 15 20 Органолептический показатель Вкус и запах Консистенция, внешний вид Вкус и запах Консистенция, внешний вид Вкус и запах Консистенция, внешний вид Вкус и запах Консистенция, внешний вид Вкус и запах Консистенция, внешний вид Вкус и запах Консистенция, внешний вид Выводы 1. Установлено, что при использовании бактериальных заквасок прямого способа внесения имеет место достаточно длительный процесс адаптации микроорганизмов к условиям среды, в результате чего в свежевыработанном сыре количество мезофильных молочнокислых микроорганизмов и ацидофильной палочки в опыте ниже, чем в контроле соответственно в 2,2 и 2,5 раза. 96 Контроль (максимум 5) 5 5 5 5 5 5 4 4 4 4 3 3 Опыт (максимум 5) 3 3 3 3 2 2 2 2 1 1 1 1 2. Изучены микробиологические процессы, протекающие в мягком сыре в процессе его хранения. Установлено, что использование бактериальных заквасок прямого способа внесения в дозах, соответствующих традиционным закваскам, уже на 3-е сутки хранения приводит к порче сыра, упакованного в негерметичную целлюлозную пленку, так как, несмотря на низкие температуры хранения готового продукта, микроорганизмы БЗ прямого способа внесения активно развиваются. Активизация микроорганизмов БЗ прямого способа внесения приводит к излишнему накоплению молочной кислоты, снижению рН и созданию оптимальных условий для развития посторонней микрофлоры – дрожжей и плесеней. 3. При выработке мягких сыров без созревания замена традиционных бактериальных заквасок бактериальными заквасками прямого способа внесения не позволяет обеспечить качество продукта при хранении, поэтому требуются дополнительные исследования по подбору способа внесения данных бактериальных заквасок и (или) корректировка традиционных технологий. Литература 1. Рожкова Т. В. Российский рынок заквасочных культур // Молочная промышленность. 2006. № 3.С. 23–24. 2. Горина Т. А. Применение ферментов и культур DVS компании “Хр. Хансен” для улучшения качества и выхода сыров // Молочная промышленность. 2002. № 9. С. 33. 3. Закваски прямого внесения (DVS) для сыроделия // Молочная промышленность. 2001. № 6. С. 33. 4. Горина Т. А. Культуры DVS компании “Хр. Хансен” для создания пробиотических продуктов нового поколения // Молочная промышленность. 2004. № 8. С. 21–22. 5. Технологическая инструкция по приготовлению и применению заквасок для кисломолочных продуктов на предприятиях молочной промышленности. 01.04.2000. Минск, БЕЛНИКТИММП. 16 с. 6. ГОСТ 10 444.11-89 Продукты пищевые. Методы определения молочнокислых микроорганизмов. Взамен ГОСТ 10 444.11-75. Введ. 01.01.1991 г. М.: Изд-во стандартов, 1990. 15 с. 7. ГОСТ 9225-84. Молоко и молочные продукты. Методы микробиологического анализа. Взамен ГОСТ 9225-68. Введ. 01.01.1985 г. М.: Изд-во стандартов, 1989. 24 с. 8. ГОСТ 10 444.12-88 Продукты пищевые. Методы определения дрожжей и плесневых грибов. Взамен ГОСТ 10 444.12-75; ГОСТ 10 444.13-75, ГОСТ 26888-96. Введ. 01.01.1990 г. М.: Изд-во стандартов, 1989. 14 с. 9. ГОСТ 26781-85. Молоко. Метод измерения рН. 10. ГОСТ 3624-92. Молоко и молочные продукты. методы определения Титриметрические кислотности. Взамен ГОСТ 3624-67. Введ. 01.01.1994г. М.: Изд-во стандартов, 1992. 10 с. 11. Степаненко П. П. Микробиология молока и молочных продуктов: Учебник для вузов. Сергиев Посад, 1999. 412 с. T. Shingareva, O. Kuptsova, S. Krasocski, M. Seliavko, V. Suhodolova ANALYSIS OF STARTER MICROFLORA DEVELOPMENT USING CONVENTIONAL AND DIRECT VAT SET CULTURES IN MANUFACTURING UNRIPENED CHEESE Summary A comparative analysis of the microbiological processes occurring during the production and storage of the soft rennet unripened cheese, developed with the use of conventional and DVS cultures, was carried out. It was established that using the starters of DVS culture in dozes corresponding to the conventional ones, the microbiological processes occurring in the cheese production stage are less intensive. However, during the storage, the microorganisms of starters of DVS culture develop actively and, as a result, the cheese gets a sour taste from the first day. Besides, a significant whey discharge is observed and the development of pathogenic microflora leading to the fast spoilage of the end product is intensified. Therefore, the application of the starters of DVS culture requires additional studies on the selection of the dozes of the given starters and (or) updating the conventional technologies. Keywords: conventional starters, DVS culture, soft unripened cheese, microbiological processes. T. Šingariova, O. Kupcova, S. Krasockyj, M. Seliavko, O. Suchodolova TRADICINIŲ IR DVS RAUGŲ MIKROORGANIZMŲ DAUGINIMOSI ANALIZĖ GAMINANT NEBRANDINAMĄ SŪRĮ Santrauka Atlikta palyginamoji analizė mikrobiologinių procesų, vykstančių gaminant ir laikant minkštą nebrandinamą fermentinį sūrį su tradiciniais ir atitinkančias tradicinių raugų dozes, sūrio gamybos mikrobiologiniai procesai mažiau intensyvūs. Tačiau laikymo metu, nepaisant žemos teigiamos temperatūros, tiesiogiai įdedamų raugų mikroorganizmai aktyviai dauginosi, dėl ko sūris jau praėjus parai po gamybos įgijo rūgštų skonį, atsiskyrė didelis išrūgų kiekis, intensyviai dauginosi pašalinė mikroflora ir todėl produktas greitai gedo. Tradicinių raugų pakeitimas DVS raugais gaminant minkštą nebrandinamą fermentinį sūrį neleido užtikrinti produkto kokybės jo laikymo metu, todėl reikalingi papildomi DVS raugų įdėjimo būdų tyrimai arba tradicinių technologijų koregavimas. Raktažodžiai: tradiciniai raugai, tiesiogiai įterpiami (DVS) raugai, minkštas nebrandinamas sūris, mikrobiologiniai procesai. Pateikta spaudai 2007-10 97