Введение
В условиях современного экологического кризиса, выражающегося в росте заболеваний иммунной системы, обмена веществ, органов пищеварения, аллергических интоксикаций, особую актуальность имеют исследования, направленные на восстановление микроэкологических нарушений в организме посредством природных факторов воздействия [6].
Цель исследования – обосновать технологические режимы ферментации поликомпонентных молочно-растительных систем, содержащих жмых зародышей пшеницы (ЖЗП), различными видами микроорганизмов с целью их дальнейшего использования в пищевых технологиях.
Материалы и методы исследования
В исследованиях использован ЖЗП, полученный после отжима масла зародышей пшеницы путем механического прессования [1]. Компонентный состав его представлен в таблице 1.
Таблица 1 – Содержание основных компонентов в жмыхе зародышей пшеницы
Наименование показателя |
Содержание, % масс. (в пересчете на а.с.в.) |
Массовая доля сырого жира |
8,0 |
Массовая доля золы |
4,3 |
Массовая доля углеводов |
47,0 |
Массовая доля сырого протеина |
33,8 |
Массовая доля сырой клетчатки |
1,9 |
Жмых зародышей пшеницы практически полностью сохраняет биологически активные вещества исходных зародышей пшеницы. Он богат белками, углеводами, витаминами, макро- и микроэлементами и является важным сырьевым источником, повышающим пищевую и биологическую ценность продуктов питания.
Интенсивное развитие микрофлоры в субстратах, представляющих собой поликомпонентные молочно-растительные системы, зависит от способности микрофлоры адаптироваться к химическому составу субстрата и от активности ферментов, продуцируемых микрофлорой. Основой адаптации микроорганизмов к комбинированному субстрату служат разнообразные биологические механизмы, неоднородные в генетическом отношении. Микробы могут изменяться фенотипически, временно приобретая способность ферментировать те или иные соединения, или генотипически - с образованием новых форм, у которых наследственно закреплена способность ферментировать комбинированный субстрат. При условии сохранения генотипических характеристик молочной микрофлоры и состава пищевых продуктов важное значение имеет способность микрофлоры адаптироваться к сбраживаемому субстрату [4].
В процессе эксперимента бродильную активность оценивали по изменению титруемой и активной кислотности в сбраживаемом субстрате, которые являются результатом накопления молочной кислоты, образуемой в результате ферментации лактозы субстрата. Окончанием процесса считали образование гелевой структуры в системе. Молочнокислое сбраживание исследуемых в работе субстратов осуществляли активными формами молочно-кислой микрофлоры: Streptococcus salivarius subsp. thermophilus (термофильный стрептококк), Lactobacillus delbrucckii subsp. bulgaricus (болгарская палочка).
Биомасса молочнокислой микрофлоры в активной форме обеспечивает пробиотические свойства продукту. Молочнокислая микрофлора Streptococcus salivarius subsp. thermophilus и Lactobacillus delbrucckii subsp. bulgaricus обладает мощным антимикробным воздействием в отношении патогенной и условно патогенной микрофлоры кишечника (протея, сальмонелл, шигелл, стафилококков и др.). Благодаря действию молочнокислой микрофлоры происходит нормализация микрофлоры кишечника, создаются благоприятные условия для усвоения микроэлементов (железа, кальция), что, в свою очередь, способствует повышению уровня гемоглобина, нормализует обменные процессы в организме, повышает иммунитет. Активное протекание процесса молочнокислого брожения с участием Streptococcus salivarius subsp. Thermophilus, Lactobacillus delbrucckii subsp. bulgaricus ингибирует развитие психотрофных бактерий рода Pscudomonas (дрожжи, плесневые грибы и др.), что увеличивает хранимоспособность продуктов [3; 4].
В процессе исследований изучалось влияние различных концентраций ЖЗП на титруемую и активную кислотность. Для приготовления комбинированной молочной основы с ЖЗП в нормализованное молоко с массовой долей жира 2,5 вносилось сухое молоко. Далее вносился ЖЗП от 1 до 5%, гидратированный на молоке в соотношении 1:2. Пастеризацию молочной основы проводили при температуре 92±2 °С с выдержкой 30 мин. Молочную основу охлаждали до температуры заквашивания 38±2 °С и вносили закваски. Сквашивание проводили в течение 5,5-6 часов до титруемой кислотности 120-135 оТ. В работе применяли три вида заквасок: закваска 1 – Streptococcus salivarius subsp. thermophilus (термофильный стрептококк), закваска 2 - Lactobacillus delbrucckii subsp. bulgaricus (болгарская палочка), закваска 3 - Streptococcus salivarius subsp. thermophilus (термофильный стрептококк), Lactobacillus delbrucckii subsp. bulgaricus (болгарская палочка). Динамику сбраживания субстрата оценивали по изменению титруемой и активной кислотности, значения которых определяли с интервалом 30 минут, также оценивали органолептические показатели. Контролем служили образцы без ЖЗП.
Установлено, что с увеличением содержания ЖЗП титруемая кислотность комбинированной молочной основы интенсивно растет, начиная с концентрации ЖЗП 5% она приобретает требуемые значения (120-135 оТ). Внесение ЖЗП в количестве более 5% не оказывало существенного влияния на параметры процесса сквашивания. Для дальнейших исследований была выбрана оптимальная концентрация ЖЗП в количестве 5% к общей массе комбинированной молочной основы, которая существенно влияла на процесс сквашивания.
На рис. 1 представлены результаты опытных испытаний по влиянию ЖЗП на активную и титруемую кислотность молочной основы при сквашивании различными заквасками.
Рис. 1. Изменение активной (а) и титруемой (б) кислотности комбинированной молочной основы, содержащей 5% ЖЗП при сквашивании различными заквасками
Анализируя данные исследований (рис. 1), можно сделать заключение, что ЖЗП в количестве 5% с использованием закваски 3 оказывал существенное влияние на кислотность комбинированной молочной основы (полноту сбраживания), скорость ферментации, интенсивность кислотообразования.
В полученных сквашенных образцах анализировали запах, вкус, консистенцию. Все опытные образцы имели однородную структуру без посторонних включений, кремового цвета, обусловленного введением ЖЗП. Аромат полученных образцов был чистый, кисломолочный с хлебными нотками. При этом наилучшие органолептические показатели были отмечены у образцов с включением ЖЗП и массовой долей 5%, введение ЖЗП более 5% придавало посторонний вкус комбинированным молочным основам.
Повышенная температура пастеризации (92±2 °С, 30 мин) для опытных субстратов позволила повысить титруемую кислотность поликомпонентных молочно-растительных систем, и образование сгустка происходило при более высоких значениях титруемой кислотности и рН, что оказывало положительное влияние на потребительские свойства готовых изделий. Это объясняется тем, что в процессе тепловой обработки при увеличении дозы ЖЗП происходило сближение белковых агрегатов и их взаимодействие приводило к образованию структурированной системы, характеризующейся повышенной вязкостью в связи с тем, что определенные участки поверхности белковых мицелл обладают повышенной активностью в образовании связей с другими денатурированными белковыми частицами. Увеличение содержания ЖЗП интенсифицировало процесс брожения при более интенсивных режимах тепловой обработки. Кроме того, тепловая обработка смеси при температуре 92±2 °С позволяла получить сгусток за меньший период времени. Установлено, что при увеличении температуры пастеризации комбинированной молочной основы повышалась прочность структуры, консистенция становилась более однородной.
Результаты исследования и их обсуждение
Таким образом, исследована динамика сбраживания субстратов на основе молока с массовой долей жира 2,5% с внесением различных количеств ЖЗП, подвергнутых тепловой обработке, время гелеобразования составляло 6 часов. Увеличение температуры тепловой обработки нормализованной смеси и внесение ЖЗП способствовало гелеобразованию, происходящему при наличии определенных значений титруемой кислотности субстрата. Оптимальная доза ЖЗП в массе субстрата, обеспечивающая оптимальные показатели ферментированной молочной йогуртной основы, составила 5%. Установлено интенсифицирующее влияние ЖЗП на процесс ферментации комбинированной закваской, содержащей Streptococcus salivarius subsp. thermophilus, Lactobacillus delbrucckii subsp. bulgaricus. Разработана биотехнология ферментированной молочной йогуртной основы, предназначенной для производства кисломолочной продукции с улучшенными потребительскими свойствами, обоснован ее компонентный состав (100 г): нормализованное молоко с м.д.ж. 2,5 – 58 г, сухое молоко – 34 г, йогуртная бактериальная закваска – 3 г, ЖЗП – 5 г. Разработан ассортимент соусов с включением ферментированной молочной йогуртной основы и различных компонентов. Технологические схемы производства соусов состояли из этапов первичной обработки сырья, измельчения сырья, перемешивания ингредиентов [2; 5]. Органолептические показатели новых соусов на основе ферментированной молочной йогуртной основы имели высокие значения - в диапазоне 4,5-5,0 баллов. Полученные данные по витаминно-минеральному составу, пищевой и биологической ценности разработанных соусов свидетельствовали о положительном влиянии ЖЗП на готовые изделия. Активное протекание процесса молочнокислого брожения с участием Streptococcus salivarius subsp. Thermophilus и Lactobacillus delbrucckii subsp. bulgaricus ингибировало развитие психотрофных бактерий рода Pseudomonas, что улучшало хранимоспособность готовых продуктов. Комбинирование ЖЗП с компонентами соусов позволило улучшить сбалансированность аминокислот в новых пищевых продуктах, обогатить их витаминами, микроэлементами и эссенциальными веществами.
Рецензенты:
Глаголева Л.Э., д.т.н., профессор, зав. кафедрой гостиничного дела и туризма, ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», г. Воронеж.
Глотова И.А. д.т.н., доцент, зав.кафедрой технологии переработки животноводческой продукции, ФГБОУ ВПО «Воронежский аграрный университет имени императора Петра I», г. Воронеж.