Сравнение технологических процессов производства кефира и кефирного продукта



В питании населения многих стран важное место занимают молоко и молочные продукты [1, 5, 6]. Поэтому проблемы, связанные с производством и потреблением молочных продуктов, в прогнозном плане не теряют своей актуальности [3, 4, 10]. Современный рынок продуктов функционального питания на 65 % состоит из молочных продуктов. На российском рынке это кисломолочные продукты с бифидобактериями, лактулозой, пробиотиками и др. [2, 7, 9]. К одному из таких кисломолочных продуктов относится и кефир. Но появление на современном рынке не кефира, а его «аналога» кефирного продукта заставило нас задуматься о полезности последнего [8, 11, 12].

Основной целью нашей работы является сравнение технологических процессов производства кефира с использованием кефирного молочного гриба (КГ) и кефирного продукта, изготовленного на основе лиофилизированной бактериальной закваски (ЛБЗ). Мы исследовали влияние температуры и вида закваски (кефирный гриб и лиофилизированная бактериальная закваска) на микробиологический состав закваски и температуры благоприятствующей развитию молочнокислых микроорганизмов и дрожжей, а также прироста биомассы гриба. Температуру варьировали от 25 до 40 °С с шагом 5 °С. Для количественного учета микроорганизмов заквасок, их разведения высевали в пробирки со стерильным молоком (для определения концентрации молочнокислых бактерий методом предельных разведений) и на плотные питательные среды — для определения содержания дрожжей. В посевах со стерильным молоком путем микроскопирования, начиная с наибольших разведений, в которых наблюдалось сквашивание, проверяли наличие кокков и палочек. Изучение прироста биомассы гриба вели путем высушивания гриба и измерения его массы до сквашивания и после сквашивания.

В этой серии опытов определяли влияние температуры на микрофлору закваски при сквашивании кефирным грибом и лиофилизированной бактериальной закваской. Процесс сквашивания вели при температуре 25 °С (вариант 1), 30 °С (вариант 2), 35 °С (вариант 3) и 40 °С (вариант 4). Доза вносимой бактериальной закваски и кефирного гриба составляла 0,5г. Сквашивание проводили в течение 16 часов. В процессе сквашивания определяли количественный состав микрофлоры заквасок. Результаты исследований приведены в таблице 1. Как видно из таблицы 1 в зависимости от температурного режима приготовления закваски менялось соотношение полезной микрофлоры в ней.

Таблица 1

Влияние температуры на состав микрофлоры заквасок

Температура, °С	Образцы	Концентрация клеток, КОЕ/см3
		Молочнокислые стрептококки	Молочнокислые палочки	Дрожжи	Уксусно-кислые
25	ЛБЗ	107	104	2,8×105	-
	КГ	108	105	6,4×105	-
30	ЛБЗ	107	107	3,5×105	-
	КГ	108	108	4,5×105	105
35	ЛБЗ	107	107	7,4×105	-
	КГ	108	107	7×104	105
40	ЛБЗ	108	108	5×104	-
	КГ	107	107	5×104	-

Так, при температуре сквашивания молока 25 ⁰С лиофилизированной бактериальной закваской предельная концентрация молочнокислых стрептококков составила 10⁷ КОЕ/см³. При использовании кефирного гриба содержание этих микроорганизмов было на порядок выше. Такая же закономерность наблюдается и в отношении молочнокислых палочек (10⁴ и 10⁵ КОЕ/см³ соответственно). Дрожжей в закваске из кефирного гриба содержится более чем в 2 раза больше, по сравнению с закваской с использованием лиофилизированной бактериальной закваски. Таким образом, при комнатной температуре содержание полезной микрофлоры в кефирной закваске выше, чем в закваске с использованием лиофилизированной бактериальной закваски. С повышением температуры до 30 ⁰С и в том и в другом случае заметно увеличивается концентрация молочнокислых палочек — с 10⁴–10⁵ КОЕ/см³ до значений 10^7–10⁸. Концентрация молочнокислых стрептококков практически не меняется. Однако концентрация дрожжей в опыте растет и приближается к таковой в кефирной закваске. Следует отметить также, что в образце с использованием кефирного гриба обнаружены уксуснокислые бактерии в концентрации 10⁵ КОЕ/см³.Более высокая температура сквашивания приводит к повышению содержания микроорганизмов различных групп в закваске с использованием лиофилизированной бактериальной закваски, но оказывает негативное воздействие на микрофлору закваски из кефирного гриба. При 35 ⁰С в закваске из кефирного гриба на порядок снижается концентрация молочнокислых палочек и дрожжей, а при 40 ⁰С уменьшается и содержание молочнокислых стрептококков. В закваске с использованием лиофилизированной бактериальной закваски наблюдаются другая закономерность. При температуре 35⁰С концентрация молочнокислых стрептококков и палочек находится на уровне образца, сквашенного при температуре 30 ⁰С, и составляет 10⁷ КОЕ/см³, а при 40 ⁰С повышается до значений 10⁸ КОЕ/см³. Концентрация же дрожжей достигает максимума при 35 ⁰С и составляет 7,4х10⁵ КОЕ/см^3.

Нами был изучен прирост биомассы кефирного гриба путем высушивания гриба и измерения его массы до сквашивания (КГ 1) и после сквашивания (КГ 2). Результаты исследования представлены в таблице 2. Прирост биомассы кефирного гриба особенно заметно увеличивается при температурном диапазоне 30–35°С, а при дальнейшем повышении температуры до 40°С, прирост снижается.

Таблица 2

Влияние температуры на прирост биомассы кефирного гриба

Температура, °С	Биомасса, г
	КГ1	КГ2
25	0,5	0,54
30	0,5	0,56
35	0,5	0,58
40	0,5	0,54

Так же мы изучили влияние дозы вносимых заквасок на процесс сквашивания молока. Процесс сквашивания вели при температуре 25 °С (вариант 1), 30 °С (вариант 2) и 35 °С (вариант 3) Доза КГ и ЛБЗ составляла 0,5 и 1 г. Сквашивание проводили в течение 16 часов, отбор проб осуществляли через каждый час. В процессе сквашивания определяли титруемую кислотность и органолептическую оценку. Результаты исследований влияния дозы вносимых заквасок на титруемую кислотность в зависимости от температуры сквашивания представлены в таблице 3.

Таблица 3

Влияние дозы вносимой закваски на титруемую кислотность

Продолжительность сквашивания, часы		Кислотность, °Т
		Доза 0,5г		Доза 1г
		ЛБЗ	КГ	ЛБЗ	КГ
0 8 10 12 14 16	25°С	20	20	20	20
		28	35	38	40
		40	42	40	42
		62	60	70	68
		80	78	86	80
		90	85	100	90
0 8 10 12 14 16	30°С	20	20	20	20
		40	39	43	40
		60	61	70	68
		81	80	90	88
		100	99	110	105
		111	110	125	120
0 8 10 12 14 16	35°С	20	20	20	20
		50	48	55	50
		70	68	75	72
		80	80	85	82
		102	100	115	110
		118	116	125	120

При температуре 25°С активный рост титруемой кислотности наблюдается при дозах вносимых заквасок 1г, данное явление наблюдается как в образце, сквашенном при использовании ЛБЗ, так и КГ. Так же нужно отметить тот факт, что при разных дозах внесения ЛБЗ наблюдается сначала небольшой рост титруемой кислотности, а затем резкий рост кислотности на 11 часу сквашивания. Это связано с тем, что в состав ЛБЗ входят термофильные молочнокислые микроорганизмы, которые являются активными кислотообразователями, в отличии от мезофильных молочнокислых микроорганизмов, входящих в состав КГ.

При 30°С, как и в образцах, сквашенных при 25°С, титруемая кислотность активнее нарастает при дозе 1 г. Следует отметить и различие титруемой кислотности, так при дозе 0,5г титруемая кислотность ЛБЗ и КГ практически не различалась, в то время как при дозе 1г наблюдалось различие. Титруемая кислотность ЛБЗ нарастала активнее, чем кислотность КГ, это так же связано с наличием в ЛБЗ термофильных молочнокислых микроорганизмов, которые активнее сквашивают молоко.

При температуре 35°С как и в образцах сквашенных при 25 и 30°С, титруемая кислотность активнее нарастает при дозе 1 г. Обращает на себя внимание и различие титруемой кислотности, так при дозе 0,5г титруемая кислотность ЛБЗ и КГ практически не различалась, в то время как при дозе 1г наблюдалось различие. Титруемая кислотность ЛБЗ нарастала активнее, чем кислотность КГ, это так же связано с наличием в ЛБЗ термофильных молочнокислых микроорганизмов, которые являются активными кислотообразователями. Таким образом, следует, что рост титруемой кислотности образцов при температуре 30 и 35°С практически не различался, в то время как при 25 °С он заметно различался.

При исследовании влияния дозы вносимой закваски на процесс кислотообразования необходимо так же учитывать и сенсорную оценку образцов. Исследования показали:

‒ при 25°С образец закваски, сквашенной с использованием ЛБЗ получил лучшие результаты сенсорной оценки при продолжительности сквашивания 16 часов, причем вкус был недостаточно выраженный (отсутствовал щиплящий привкус) и недостаточно кислый. На протяжении всего времени сквашивания внешний вид закваски изменился лишь после 14 часов при дозе закваски 1г и 16 часов — 0,5г, небольшое наблюдалось отделение сыворотки, консистенция была однородной. Образец закваски, сквашенной с использованием кефирного гриба получил лучшие результаты при дозе гриба 0,5г — 16 часов, при дозе 1г — 14 часов, но привкус был слегка кисловатый и невыраженный дрожжевой;

‒ при 30°С лучшие результаты органолептической оценки получили образцы сквашенные ЛБЗ при продолжительности сквашивания 16 часов и дозе закваски 0,5г, а при дозе закваски 1г — 14 часов. Следует отметить, хоть балловая оценка этих образцов одинаковая, но у образца сквашенного при дозе закваски 1г наблюдалось допустимое, но большее отделение сыворотки. Образцы, сквашенные КГ, получили лучшую оценку при 16 часах — 0,5г и 12 часах — 1г. Но консистенция образцов была не однородной и наблюдалось большое отделение сыворотки, а также вкус был недостаточно выраженный;

‒ при 35°С при дозе ЛБЗ 0,5г сквашивание протекало 14 часов, но наблюдался слегка невыраженный вкус, при дозе 1г — 12 часов, но также наблюдался слегка невыраженный вкус. У КГ при дозе 0,5г при 16 часах сквашивания наблюдалось излишнее выделение сыворотки и излишне кисловатый привкус, а при дозе 1г и продолжительности 10 часов наблюдался невыраженный вкус.

Лучшие результаты сенсорной оценки получили образцы сквашенные ЛБЗ при дозе 0,5г и температуре 30°С. В то время как при сквашивании молока КГ лучшие результаты сенсорной оценки получили образцы сквашенные при дозе 0,5г и температуре 25°С. При внесении большей дозы процесс сквашивания протекает быстрее, так при 35°С молоко сквашивается за 12 часов. Но это влияет на качество продукта, вкус недостаточно дрожжевой и выраженный, а также наблюдается большое отделение сыворотки.

Исследование влияниятемпературы сквашивания на титруемую кислотность заквасок показало, что титруемая кислотность образцов сквашенных с использованием ЛБЗ и КГ, при температуре 30–35 °С особо не различается. Из результатов исследования видно, что рост титруемой кислотности образцов сквашенных с использованием ЛБЗ и КГ, сильно различается при температуре 25°С, в то время как при более высоких температурах она остается практически одинаковой. Это связано с тем, что кислотообразующих микроорганизмов в образце, сквашенном с использованием ЛБЗ, больше, чем у образца сквашенного с использованием КГ.

Литература:

1. Догарева Н. Г., Стадникова С. В., Ребезов М. Б. Создание новых видов продуктов из сырья животного происхождения и безотходных технологий их производства // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры. 2013. С. 945–953.
2. Зимичев, А. В. Кефирные грибки и закваски на их основе // Молочная промышленность, 2007. N 8.- С. 34–35.
3. Зинина О. В., Кизатова М. Ж., Ребезов М. Б., Третьяк Л. Н., Набиева Ж. С. Инновационное планирование научных разработок в пищевой промышленности: учебное пособие. Алматы, 2016.
4. Зинина О. В., Ребезов М. Б., Мирошникова Е. П., Прохасько Л. С. Инновации в производстве продуктов животного происхождения // Известия КГТУ. 2016. № 42. С. 104–116.
5. Канарейкина С. Г., Ребезов М. Б., Нургазезова А. Н., Касымов С. К. Методологические основы разработки новых видов молочных продуктов. Алматы, 2015.
6. Миронова И. В., Галиева З. А., Ребезов М. Б., Мотавина Л. И., Смольникова Ф. Х. Основы лечебно-профилактического питания. Алматы, 2015.
7. Приданникова И. Культуры прямого внесения для производства кефирного продукта // Молочная промышленность, 2004. N 6. С. 44.
8. Ребезов М. Б., Богатова О. В., Догарева Н. Г., Альхамова Г. К., Наумова Н. Л., Залилов Р. В., Максимюк Н. Н. Основы технологии молока и молочных продуктов. Челябинск, 2011. Том 1
9. Ребезов М. Б., Зинина О. В., Ребезов Я. М., Мирошникова Е. П., Соловьева А. А. Разработка продуктов питания животного происхождения на основе биотехнологий // АПК России. 2016. Т. 23. № 2. С. 488–496.
10. Ребезов М. Б., Горелик В. С., Горелик О. В., Горелик А. С. Состояние потребительского рынка молока // Молодой ученый. 2016. № 3 (107). С. 617–620.
11. Харитонов В. Д. Какой продукт следует называть кефиром // Молочная промышленность, 2010. № 4. С. 57–58.
12. Харитонов В. Д. Почему кефирный напиток не может называться кефиром // Молочная промышленность, 2011. № 11. С. 44.