Способ получения функционального кисломолочного продукта

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству кисломолочных продуктов массового потребления, обогащенных бифидобактериями, а также биологически активными компонентами.

Бифидобактерии - анаэробные микроорганизмы, которые входят в состав нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта человека. На основании этого их широко используют для получения функциональных продуктов питания, нормализующих микрофлору, при прохождении антибиотикотерапии и ряде заболеваний, например дисбактериоза кишечника.

При производстве молочных продуктов развитие бифидобактерий в молоке происходит плохо из-за присутствия в нем растворенного кислорода. Поэтому со временем количество их начинает снижаться. В исследованиях ученых показано, что в процессе хранения кисломолочных продуктов с бифидобактериями количество жизнеспособных бифидобактерий снижается: на 5-е сутки на 3%, а на 7-е сутки - на 10,5% [Эрвольдер Т.М. Предварительная активизация лиофилизированной биомассы на развитие бифидобактерий в продуктах «Бифидок» / Молочная промышленность, 2002, №12, С. 41-42].

Для обеспечения высоких функциональных свойств вырабатываемых продуктов проводят активацию (адаптацию) бифидобактерий с целью активизации ферментных систем и поддержания их жизнедеятельности в молочном продукте.

Известен способ производства ацидофилина, включающий термическую обработку молока, охлаждение его до температуры заквашивания, внесение закваски, состоящей из ацидофильной палочки и молочнокислого стрептококка, добавление в смесь адаптированной при 35-43°C в течение 10-14 ч биомассы бифидобактерий, сквашивание, перемешивание, охлаждение полученного продукта (патент RU 2102898, A23C 9/127, 1996).

Недостатком данного способа является продолжительность технологического процесса за счет длительной адаптации бифидобактерий (10-14 ч.) при температуре 35-43°С. Данные условия технологического процесса могут способствовать развитию патогенной микрофлоры (кишечной палочки).

Известен способ производства кисломолочного продукта типа ряженки, включающий термическую обработку молока в течение 3-4 ч при температуре 94-100°C, охлаждение до температуры 37-43°C, внесение закваски и биомассы бифидобактерий, проведение их адаптации при температуре 35-43°C в течение 3-4 ч, сквашивание, охлаждение и перемешивание (патент RU 2097974, A23C 9/127, 1995).

Недостатком данного способа является проведение адаптации бифидобактерий совместно с закваской в объеме сквашиваемого молока при температуре 35-43°C в течение 3-4 ч. Такие условия также способствуют развитию патогенной микрофлоры.

В качестве прототипа выбран способ приготовления лечебно-профилактического кисломолочного продукта типа ряженки, включающий термообработку, нормализацию по жиру молока, охлаждение его до температуры заквашивания, предварительную активацию бифидобактерий в течение 2,5-3,0 ч в молоке с содержанием сухих веществ 14-16% совместно с частью производственной закваски для ряженки, причем биомассу бифидобактерий вносят в среду активации из расчета 10⁷ КОЕ/мл, а закваску для ряженки в количестве 0,03-0,2% от объема среды, сквашивание и охлаждение (патент RU 2156579, A23C 9/127, 1999).

Недостатком известного способа является большой расход посевного материала при проведении активизации бифидобактерий и нестабильность титра бифидобактерий в процессе хранения кисломолочного продукта.

Задачей изобретения является снижение расхода посевного материала.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения функционального кисломолочного продукта, включающем нормализацию и термическую обработку молока, охлаждение до температуры заквашивания, внесение активированной биомассы бифидобактерий и кисломолочной закваски в молоко, сквашивание и охлаждение готового продукта, согласно изобретению бифидобактерии с титром 10⁶ КОЕ/мл активируют, выдерживая в водном растворе меланинов чаги с концентрацией не выше 10^-5 г/мл. Активацию бифидобактерий проводят при температуре 37°C в течение 20-40 мин.

Технический результат заключается в снижении расхода посевного материала в 10 раз по сравнению с прототипом, при этом количество жизнеспособных бифидобактерий в готовом продукте увеличивается по сравнению с прототипом в 100 раз и продолжает увеличиваться в течение срока годности.

Сущность способа заключается в том, что для получения функционального кисломолочного продукта предварительно осуществляют кратковременную активацию бифидобактерий. Активацию лиофильно высушенной биомассы бифидобактерий проводят путем выдерживания в водном растворе меланинов чаги. Соединения, входящие в частицы меланинов, такие как сквален, липиды (гидрофобные) и флавоноиды, фенолкарбоновые кислоты (гидрофильные) и другие, обеспечивают их антиоксидантные свойства [Сысоева М.А. Высокодисперсные коллоидные системы и меланины чаги: монография / Казань: Изд-во КНИТУ, 2013. - 228 с.]. Внесение меланинов чаги в среду при получении функционального кисломолочного продукта, обогащенного бифидобактериями, будет способствовать снижению окислительно-восстановительного потенциала среды и нормальному функционированию пробиотической культуры. Это позволяет снизить расход посевного материала до 10⁶ КОЕ/мл (в прототипе 10⁷ КОЕ/мл), при этом титр бифидобактерий в готовом продукте составляет не менее 10⁹ КОЕ/мл (в прототипе до 5⋅10⁷ КОЕ/мл) и продолжает увеличиваться в течение срока годности.

Известно, что антиоксиданты лучше работают в низких концентрациях [Бурлакова Е.Б. Эффект сверхмалых доз // Вести РАН. 1994. Т. 61. №5. С. 425]. Концентрация раствора меланинов не должна превышать 10^-5 г/мл, в противном случае технический результат не достигается.

Активацию бифидобактерий проводят при температуре 37°C в течение 20-40 мин.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.

Меланины чаги получали способом, описанным в патенте RU 2406514, А61К 36/06, 2009. Готовили 1% водный раствор меланинов, который затем разбавляли водой до необходимых концентраций.

Пример 1. В подготовленное молоко жирностью 1,5%, охлажденное до температуры 26°C, вносят кисломолочную закваску - кефирные грибки в количестве 2,5% и предварительно активированные бифидобактерий в количестве 1%. Активацию биомассы бифидобактерий с титром 10⁶ КОЕ/мл осуществляют при температуре 37°C в течение 30 мин раствором меланинов с концентрацией 10^-10 г/мл. Сквашивание молока проводят до достижения кислотности 75-80°T, затем продукт охлаждают до температуры 10°C для созревания. Получают кефир, обогащенный бифидобактериями.

Пример 2. Аналогичен примеру 1. Активацию биомассы бифидобактерий с титром 10⁶ КОЕ/мл осуществляют раствором меланинов с концентрацией 10^-7 г/мл. Используют чистые кефирные культуры (кисломолочная закваска). Получают кефирный продукт, обогащенный бифидобактериями.

Пример 3. Аналогичен примеру 1. Активацию биомассы бифидобактерий с титром 10⁶ КОЕ/мл осуществляют раствором меланинов с концентрацией 10^-5 г/мл. Используют культуры молочных лактобактерий (кисломолочная закваска). Получают кисломолочный продукт типа простокваши, обогащенный бифидобактериями.

Пример 4 (контрольный). Аналогичен примеру 1. Активацию биомассы бифидобактерий с титром 10⁶ КОЕ/мл осуществляют водой.

В полученных продуктах определяли: титр бифидобактерий (Т, lg КОЕ/мл), титруемую кислотность (К, °T), влагоустойчивую способность (ВУС, мл/10 мл), органолептические показатели по известным методикам (ГОСТ Р 52687-2006 «Продукты кисломолочные, обогащенные бифидобактериями бифидум», ГОСТ 3624-92 «Молоко и молочные продукты. Титриметрические методы определения кислотности»). Эти параметры определены также при хранении продуктов в течение 5, 10 дней. Результаты приведены в таблицах 1, 2.

Как видно из представленных в таблице 1 результатов, все продукты соответствуют требованиям ГОСТ Р 52687-2006 и ГОСТ 32923-2014. Однако в полученных предлагаемым способом кисломолочных продуктах (примеры 1-3) титр бифидобактерий выше, чем в прототипе, причем количество посевного материала было в 10 раз меньше.

Представленные в таблице 2 данные показывают, что в кисломолочных продуктах, полученных предлагаемым способом (примеры 1-3) в течение срока годности (5 суток) титр бифидобактерий увеличивается и сохраняется на стабильном уровне до 10 суток.

Таким образом, предлагаемый способ получения функционального кисломолочного продукта позволяет снизить расход посевного материала, при этом количество жизнеспособных бифидобактерий в готовом продукте увеличивается по сравнению с прототипом в 100 раз и достигает не менее 10⁹ КОЕ/мл, а также продолжает увеличиваться в течение срока годности продуктов и через 10 суток составляет 10¹⁰ КОЕ/мл.