Естественная биологическая защита: продлеваем срок годности кисломолочной продукции без использования консервантов

В условиях рыночной конкуренции перед производителями всегда стоит задача сохранить качество молочной продукции на протяжении всего срока годности без использования консервантов. 

Не менее важной задачей является создание новых продуктов, которые сохраняли бы свои потребительские свойства и оставались свежими более тридцати суток. В этом случае основная проблема — преждевременная микробиологическая порча, вызванная несоблюдением температурных режимов во время продолжительной транспортировки или хранении. 

Специалисты научно-производственного подразделения «Зеленые линии» (ГК «СОЮЗСНАБ») разработали защитные культуры Golden Line® для молочных продуктов, которые справляются с этими задачами.    

Группа компаний «СОЮЗСНАБ» является единственным в России производителем бактериальных лиофилизированных культур прямого внесения. По данным международного маркетингового агентства Research and Markets холдинг вошел в 3-ку мировых лидеров по производству защитных культур. 

Для продления срока годности молочной продукции на молочных предприятиях соблюдается ряд условий: 

• Используются для производства микробиологически безопасные ингредиенты. Начинки должны быть асептическими, орехи и сухофрукты специально обработанные и т. д.
• Осуществляется мойка оборудования с помощью специальных средств, в том числе обрабатывая труднодоступные места и зоны.
• Контроль остаточной микрофлоры промывной воды и пастеризованного сырья.
• Соблюдается чистота помещений и контролируется гигиена сотрудников, непосредственно контактирующих с продуктом.
• Исключается использование открытых ванн и резервуаров, чтобы в продукт из воздуха не попали посторонние микроорганизмы. 

В реальных условиях производства исключить все источники обсеменения не всегда возможно. Производители видят решение в использовании консервантов. Однако это не только негативно сказывается на составе продукции, но и усложняет достижение соответствия продукции законодательным нормам. 

Культуры Golden Line® исключают эти проблемы, так как являются биологическими альтернативными средствами защиты от развития патогенных микроорганизмов — как санитарно-показательных, так и технически вредных. Содержание первых регламентируется ТР ТС 033/2013, а вторые, хоть и не контролируются, но оказывают влияние на качество продукции, ухудшая органолептические показатели и структуру.

• Культура бактериальная концентрированная заквасочная «Profiline» PC 3.01 Golden Line (Lactobacillus plantarum).
• Культура бактериальная концентрированная заквасочная «Profiline» PC 3.02 Golden Line (Lactobacillus casei).
• Культура бактериальная концентрированная заквасочная «Profiline» PC 27.50 Golden Line (Lactobacillus rhamnosus, Lactococcus lactis ssp. lactis, Propionibacterium freudenreichii ssp. freudenreichii).

Механизм работы защитных культур Golden Line® в продукте заключается в том, что в процессе сквашивания они продуцируют сразу комплекс веществ — бактерицидные вещества, неорганические соединения, органические кислоты, пероксид водорода и пр.

Основное накопление бактериоцинов происходит в конце логарифмической, начале стационарной фазы. Для Lactobacillus plantarum и Lactobacillus casei это 8–12 ч в зависимости от температуры сквашивания. Для культуры «Profiline» PC 27.50 Golden Line® за счет присутствия Lactococcus lactis ssp. lactis это время составляет до 8 часов. Благородя специальному составу культура способна накапливать бактериоцины еще с первых часов ферментации.  Однако активное накопление биоцинов происходит и при охлаждении продукта. Связано это с тем, что бактериоцины особенно секретируются в условиях стресса у бактерий, т. е. при нехватке питательных веществ, при резком изменении температуры и т. д. Любой стрессовый фактор провоцирует бактерии к проявлению защитных свойств от негативного воздействия внешних факторов. Так, например, для термофильного стрептококка свойственно интенсивное выделение ЭПС при охлаждении, а для Lactobacillus casei, Lactobacillus planarum, Lactobacillus rhamnosus, Lactococcus lactis ssp. lactis — интенсивное продуцирование биоцинов. В связи с этим фактом необходимо учитывать суммарное проявление антагонизма защитных культур как во время активной фазы сквашивания, так и во время охлаждения и некоторого времени хранения продукта. 

Несмотря на то что защитные культуры пребывают в холодильных условиях, их жизненные процессы не остановлены окончательно. Они продолжают функционировать, только функционирование направлено не на деление клеток (воспроизведение потомства), а на выживание, с чем и связано продолжение накопления биоцинов во время длительного хранения готовой продукции. Этот факт доказывает и исследование, которое было проведено во ВНИМИ в ноябре–декабре 2014 г. (Рис.1) 

Исследованию подвергались образцы творожного продукта, изготовленного на молочно-растительной смеси с использованием заквасочной «Profiline» TW 30.01 G Golden Line® (Streptococcus salivarius ssp. thermophilus, Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris, Lactococcus lactis subsp. lactis biovar diacetylactis) и защитных культур разных производителей. Во все образцы была внесена суспензия дрожжей, включая контрольный образец без защитной культуры.

Рис. 1 Изменение количества клеток дрожжей в процессе производства и хранения образцов творожного продукта.

Полученные данные по развитию дрожжей в процессе производства и хранения творожного продукта представлены на рисунке. Из результатов исследований видно, что после обработки сгустка наибольшей ингибирующей активностью по отношению к дрожжам обладала конкурентная защитная культура D (тест). Снижение содержания клеток дрожжей в образце в сравнении с контролем составило 52%.

Следует также отметить, что в процессе обработки сгустка часть дрожжей может уйти с отделяемой сывороткой. У других защитных культур наблюдалось как небольшое повышение прироста клеток, так и подавление. 
В процессе хранения во всех образцах отмечалось развитие клеток, но на 7-е сутки наименьшее содержание дрожжей было выявлено у образца с защитной культурой «Profiline» PC 3.02 Golden Line®. На 14-е сутки хранения происходило дальнейшее подавление развития клеток дрожжей во всех образцах творога, но наибольшее процентное снижение прироста клеток в сравнении с контролем (10%) было установлено у следующих культур:

• Защитная культура «Profiline» PC 3.02 Golden Line® (Lactobacillus casei) — 67%;
• Культура конкурентного производителя S (тест) (Lactobacillus plantarum) — 34%;
• Культура конкурентного производителя D (тест) (Lactobacillus rhamnosus, Propionibacterium sp.) — 52%.

Следующее исследование, которое было проведено также во ВНИМИ, было направлено на анализ работы защитных культур «Profiline» PC 27.50 Golden Line® и «Profiline» PC 3.01 Golden Line® в сравнении с культурами других производителей против дрожжей в йогурте. (Рис.2)

Исследованию подвергались образцы йогурта, изготовленного на молочно-растительной смеси с использованием заквасочной культуры «Profiline» YO 22.11 R5 Golden Line® (Streptococcus salivarius ssp. thermophilus, Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus) и защитных культур разных производителей. Во все образцы была внесена суспензия дрожжей, включая контрольный образец без защитной культуры. Данные представлены на рисунке.

Рис.2. Изменение количества клеток дрожжей в процессе хранения образцов йогурта.

На рисунке видно, что в процессе хранения в течение 17 суток был выявлен слабовыраженный ингибирующий эффект у образца с защитной культурой D (тест). В последующие две недели хранения до 28 суток все защитные культуры показали задержку прироста контаминанта в сравнении с контролем, но наибольшее подавление было отмечено у образца с культурой «Profiline» PC 27.50 Golden Line®.

Все штаммы защитных культур относятся к молочнокислым бактериям, но они обладают слабой кислотообразующей способностью, т. е. не приводят к прямому сквашиванию молока и изменению органолептических свойств готового продукта. Процент продуцирования молочной кислоты за период сквашивания очень мал. Так, к примеру, защитная культура «Profiline» PC 3.02 Golden Line® за 12 ч сквашивания (без использования основной закваски) снижает pH с 6,68 до 6,42. Никакой функциональной нагрузки такое снижение pH в продукте не несет. 
    

Защитные культуры Golden Line® необходимо вносить вместе с заквасочными, так как они являются дополнительными культурами, основная функция которых — антагонизм. Они помогают избежать проблем с микробиологией в производстве, повышая срок годности продукции абсолютно безопасными методами.