Найден комплекс штаммов Streptococcus и Lactococcus, образующих полисахариды, для формирования густой консистенции сметаны

Исследован комплекс штаммов для производства сметаны, который дает отличную органолептику и восстанавливает структуру продукта после фасовки за счет сочетания свойств мезофильных микроорганизмов, поддерживающих работу термофильных микроорганизмов  при критически низких для них  температурных режимах. 

В процессе ферментации некоторые штаммы Streptococcus salivarius ssp. Thermophilus продуцируют экзополисахариды. Они выступают в роли естественных загустителей и стабилизаторов, что нашло применение в производстве кисломолочной продукции. Однако в процессе перемешивания или фасования продукты, изготовленные с их помощью, могут утратить нужные органолептические свойства, поскольку не все штаммы Streptococcus salivarius ssp. thermophilus обладают тиксотропностью, то есть способностью сгустка в состоянии покоя восстанавливать свои характеристики после механического воздействия.

Для формирования потребительских органолептических свойств и способности кисломолочного сгустка к восстановлению структуры после механического воздействия к Streptococcus salivarius ssp. Thermophilus поочередно добавлялись специально подобранные штаммы:

1. Lactococcus lactis subsp. lactis;
2. Lactococcus lactis subsp. Cremoris. 

Ход дальнейших исследований показал, что Lactococcus lactis subsp. lactis образует полисахариды, а с добавлением Lactococcus lactis subsp. Cremoris уменьшилось отделение сыворотки. Полученные свойства микроорганизмов очень важны для таких кисломолочных продуктов, как сметана, чтобы исключить риски образования пороков структуры.

Дальнейший ход работ заключался в создании оптимальной рецептуры с использованием указанной выше композиции и внедрении важных технологических процессов в производстве.

Сравнительные испытания 

Композиция штаммов Lactococcus lactis subsp. Lactis, Lactococcus lactis subsp. Cremoris, Streptococcus salivarius (далее Композиция) в промышленных испытаниях при производстве сметаны сравнивалась с наиболее распространенными заквасочными культурами, используемыми при производстве данного кисломолочного продукта. Промышленные выработки проводились на сливках с м. д. жира 10%.

Физико-химические показатели сливок:

• М. д. жира — 10%
• М. д. белка — 2,6%
• Кислотность — 15°Т
• Группа термоустойчивости — 3

Технологический процесс проводился согласно схеме, представленной на рис. 1.

Рисунок 1. Технологическая схема производства сметаны.


Для исследований реологических характеристик кисломолочных продуктов был использован вискозиметр типа  Брукфильда. Все измерения вязкости проводились при рабочей температуре +20 °С. Полученные данные представлены в таблице 1 и диаграмме 1.

Таблица 1. Показатели вязкости продуктов на разных этапах технологического процесса, включая созревание.

Кисломолочные продукты с заквасочной культурой	Показатели вязкости после ферментации Па∙с	Показатели вязкости после фасовки, Па∙с	Показатели вязкости через 12 часов после созревания, Па∙с	Показатели вязкости через  48 часов после созревания, Па∙с	Органолептические характеристики по 10 бальной шкале
Композиция штаммов (Lactococcus lactis subsp. Lactis, Lactococcus lactis subsp. Cremoris, Streptococcus salivarius)	3183	2067	2833	3200	10
Закваска №1	2800	1583	1833	2267	7
Закваска №2	2000	1250	2017	2067	6
Закваска №3	1900	1383	2367	2500	8

Диаграмма 1. Показатели вязкости продуктов на разных этапах технологического процесса, включая созревание.


Диаграмма 2. Сравнение органолептических показателей сметаны на композиции штаммов Lactococcus lactis subsp. Lactis, Lactococcus lactis subsp. Cremoris, Streptococcus salivarius и на наиболее распространенных заквасках для сметаны.

Выводы: Полученные данные доказывают, что Композиция Lactococcus lactis subsp. Lactis, Lactococcus lactis subsp. Cremoris, Streptococcus salivarius обладает наибольшими тиксотропными свойствами по сравнению с другими культурами. 

Сметана на Lactococcus lactis subsp. Lactis, Lactococcus lactis subsp. Cremoris, Streptococcus salivarius имела стабильную, густую и плотную структуру, которая восстановилась после механического воздействия. После проведения закрытой дегустации сметаны с м. д жира 10%, продукт был оценен как сметана 15% жирности. Из этого можно сделать вывод, что подобранная композиция не только позволяет решить проблему порока консистенции, но и обладают дополнительными возможностями улучшения органолептического профиля.

Исследование технологических этапов производства сметаны и внедрение технологических режимов, способствующих оптимизации качества

Проведены исследования по подбору режимов и давления гомогенизации, которые влияют на повышение вязкости и пластичности, а также ускоряют образование сгустка. Для увеличения прочности сгустков и предотвращения выделения сыворотки при хранении наиболее оптимальными признаны высокие температуры пастеризации (87-95°С, с выдержкой 15-20 с и более. Продолжительность выдержки зависит от температуры и термоустойчивости сливок и может быть увеличена до 20 минут). Такие режимы гарантируют разрушение липазы, которая вызывает в готовом продукте порок- прогорклый вкус, и способствуют образованию сульфгидрильных групп, которые придают продукту привкус пастеризации. Пастеризация способствует повышению гидратационных свойств казеина за счет денатурации сывороточных белков на 40-60%. Денатурированные сывороточные белки и казеин коагулируют и способствуют образованию прочного сгустка с замедленным отделением сыворотки.

При обработке сливок с недостаточной термоустойчивостью белков следует ограничиваться более низкими температурами пастеризации 85±1°С.

При выработке сметаны различных видов жирности окончание процесса сквашивания сливок определяют по нарастанию кислотности 55-70 °Т с учетом того, что при медленном охлаждении сметаны кислотность медленно, но растет. Для получения сгустка с максимальным количеством тиксотропно-обратимых связей перед перемешиванием необходимо контролировать водородный показатель рН (который не должен быть ниже, чем 4,6). Дальнейшее изменение кислотности до рН ниже изоэлектрической точки казеина может привести к изменению заряда белка на противоположный, вследствие чего происходит его коллоидное растворение, нарушение гелевой структуры и разжижение сгустка. В этом случае сметана может приобретать жидкую консистенцию, которая еще сильнее усиливается по мере смещения рН от изоэлектрической точки во время перекачивания сметаны на этапе фасования.

Технологи предлагают несколько режимов ферментации молочнокислых продуктов с использованием Lactococcus lactis subsp. Lactis, Lactococcus lactis subsp. Cremoris, Streptococcus salivarius  (см. Таблицу 2).

Таблица 2. Рекомендуемые режимы ферментации с Lactococcus lactis subsp. Lactis, Lactococcus lactis subsp. Cremoris, Streptococcus salivarius до активной кислотности pH 4,7-4,8 (или титруемой кислотности 55-70 °Т).

Температура	Время сквашивания
30-32°С	8-10 ч
33-34°С	7-8 ч
35-36°С	6-7 ч

Композиция штаммов Lactococcus lactis subsp. Lactis, Lactococcus lactis subsp. Cremoris, Streptococcus salivarius обладает низким постокислением, что позволяет при медленном охлаждении не так быстро смещать изоэлектрическую точку, а в хранении максимально сдерживать рост кислотности. В процессе созревания окончательно формируется и упрочняется структура продукта. Структура содержит еще больше тиксотропных связей, а потому целесообразно на данном этапе оставить сметану в покое.

Lactococcus lactis subsp. Lactis, Lactococcus lactis subsp. Cremoris, Streptococcus salivarius не относятся к активной ароматообразующей микрофлоре и придают кисломолочному продукту мягкий сливочный вкус и аромат, а также позволяют получить сметану очень плотной, густой и глянцевой консистенцией. Это позволяет фасовать готовый продукт в тару большого объема и использовать фольгированную платинку, поскольку исключает вздутие упаковки. Благодаря перечисленным свойствам данная композиция штаммов подходит для производства продуктов с длительным сроком годности.

Узнать больше об исследовании можно, обратившись за помощью к своему менеджеру или воспользовавшись формой обратной связи на сайте.