СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО КИСЛОМОЛОЧНОГО ПРОДУКТА "НАРИНЕ-ФОРТЕ"

Изобретение относится к пищевой промышленности, биотехнологии, медицине и может быть использовано в технологиях получения кисломолочных продуктов.

Известен способ производства кисломолочного продукта, предусматривающий гомогенизацию молока, высокотемпературную обработку, охлаждение до температуры заквашивания (37-40)^oС, внесение чистых культур ацидофильных палочек Lactobacterium acidophilum штамм 317/402 в количестве (1,5-2,0)%, сквашивание до кислотности (80-240)^oС и охлаждение (патент РФ на изобретение 2035871, МПК⁷ А 23 С 9/12, опубл. 1999 г.). Кисломолочный продукт содержит аминокислот 82,14 мг%; рибофлавина до 1450 мкг/л; фолиевой кислоты 1750 мкг/л; аскорбиновой кислоты 1,05 мг%; ароматических веществ до 6,2 мг%.

Однако срок хранения данного кисломолочного препарата не превышает 5 дней. Кроме того кисломолочный продукт имеет узкий спектр лечебно-профилактических свойств.

Известен способ получения жидкой или сухой бактериальной закваски для производства кисломолочных продуктов (заявка на патент РФ 98102470/13, МПК⁷ А 23 С 9/12, опубл. 1999 г.). В соответствии с данным способом продукт производят на стерилизованной молочной ростовой среде с содержанием сухих веществ 10-17 мас.% и содержащей ростовой фактор - кукурузный экстракт в количестве 2,0 - 4,0 об.%, антиоксиданты - аскорбиновую кислоту (4,0 - 5,0 • 10^-2 мас. %), 7-цистин (1,0 - 2,0 • 10^-2 мас.%), селенит натрия (1,3 - 1,5 • 10^-6 мас. %). Благодаря этим добавкам обеспечивается обогащение кисломолочного продукта антиоксидантами и защита ацидофильных бактерий в закваске от разрушения при хранении.

Однако срок хранения данного кисломолочного препарата в жидком виде не превышает 7-10 дней, а технология его получения пригодна в основном для получения сухих форм заквасок.

Известен способ производства закваски "Нарине" для получения кисломолочного концентрата (патент РФ 2001578, МПК⁷ А 23 С 9/12, опубл. 1993 г.). Сущность способа заключается в том, что стерилизованное обезжиренное молоко заквашивают симбиотической закваской, состоящей из смеси штаммов Lactobacillus acidophilus EH₁ и/или ЕН₂, и/или ЕН₃, и /или ЕН₄ и Lactobacillus acidophilus N₁V₁ Ep 317/402, при этом штаммы EH₁ и/или ЕН₂, и/или ЕН₃, и /или ЕН₄ используют в количестве: 1 часть к 3-м частям штамма N₁V₁ Ep 317/402. Количество вносимой закваски устанавливается от 1 до 2,5%, сквашивание осуществляют в течение 15-16 ч, после этого (то есть на стадии лаг-фазы) вносят дополнительные аминокислоты в количестве не более 25 мг на 100 г закваски (для уменьшения скорости гибели клеток), сквашивание продолжают еще 32-33 ч до получения кислотности в закваске не более 270-280^oТ. В общей сложности процесс заквашивания длится 47-49 часов. После этого готовая закваска может быть использована в жидком виде или подвергнута лиофильной сушке. Учитывая, что закваска используется специально для получения лечебного концентрата, температуры культивирования ее приняты оптимальные для продуцирования антибиотиков - 38-40^oС. Максимальной температурой культивирования принята температура 40^oС. При температуре выше 40^oС выделяется из сгустка большое количество сыворотки и качество закваски вследствие этого нестабильно.

К недостаткам способа-аналога относится внесение аминокислот в нестабильный сгусток, что нарушает его целостность, усиливает процесс расслоения сгустка с выделением сыворотки в процессе хранения. Кроме того в целом процесс получения продукта по данному способу достаточно длителен (свыше 47 ч) и он пригоден в основном для получения сухих форм бактериальных препаратов.

Известен способ получения кисломолочного продукта, включающий стерилизацию молока, охлаждение, одновременное внесение закваски бифидобактерий и лактобактерий. перемешивание, сквашивание до образования сгустка и охлаждение (патент РФ по заявке на изобретение 95110211, МПК⁷ А 23 С 9/12, опубл. 27.06.96 г. ). Из лактобактерий используют штамм Lactobacillus acidophilus NK1. Культивирование бифидобактерий и лактобактерий ведут соответственно в соотношении 1:0,01-0,02.

Однако срок хранения данного кисломолочного препарата не превышает 7 дней. Кроме того, кисломолочный продукт имеет недостаточные лечебно-профилактические свойства.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ получения кисломолочного продукта "Ацидолакт-Нарине", включающий термообработку (стерилизацию) молока при температуре +(95-140)^oС, охлаждение его до температуры заквашивания, внесение микроорганизмов вида Lactobacillus acidophilum и сквашивание молока до получения целевого продукта. В качестве микроорганизмов вида Lactobacillus acidophilum используют по меньшей мере один штамм группы Eр-2 и штамм N.V. Ер 317/402 в соотношении 1:1-4 соответственно, а сквашивание осуществляют до кислотности (60-280)^oС (Патент РФ 2031586, МПК⁷ А 23 С 9/12, опубл. 27.03.95 г.). Данный кисломолочный продукт используют в жидком виде или подвергают разделению на белковую и жидкую фракцию и сушат путем сублимации до влажности не более 4 мас.%.

Однако при получении кисломолочного продукта в жидком виде способом-прототипом цикл его получения слишком длителен и составляет 47-49 ч при достижении максимальной кислотности продукта, а срок хранения препарата в жидком виде не превышает 7-10 дней. Кроме того, данный кисломолочный продукт в жидком виде имеет недостаточные органолептические и лечебно-профилактические свойства. В этой связи способ-прототип пригоден в основном для получения сухих форм бактериальных препаратов.

Техническим результатом заявляемого изобретения является сокращение сроков получения кисломолочного продукта, увеличение длительности его хранения и улучшение лечебно-профилактических и органолептических свойств.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения кисломолочного продукта, предусматривающем стерилизацию молока, охлаждение до температуры заквашивания, внесение закваски, содержащей флавинсодержащие штаммы Lactobacillus acidophillus группы Ер, сквашивание молока до кислотности не более 280^oТ и охлаждение готового продукта после сквашивания до температуры не менее +10^oС, согласно изобретения, закваску в молоко вносят в количестве 1,0-1,5 мас. %, сквашивание молока производят при температуре +(40-42)^oC в течение не менее 10 ч, после чего продукт захолаживают до температуры +(12-15)^oС и выдерживают в течение 50 - 60 мин для стабилизации сгустка, после чего вносят концентрат бифидобактерий в количестве (0,05 - 0,1 мас. %) и температуру продукта увеличивают до +(36,0-38,0)^oС с последующим его доквашиванием (не более 24 ч) до кислотности готового продукта 200-280^oТ при указанной температуре, причем в качестве биологически активной добавки используют концентрат бифидобактерий.

В качестве флавинсодержащих штаммов Lactobacillus acidophillus группы Eр используют штаммы N₁V₁ Ep 317/402 или 317/402 ТНС(и) раздельно или их смесь в соотношении 1:1.

Концентрат бифидобактерий используют на основе штамма Bifidobacterium bifidum 791 или 791 БАГ, приготовленного в соответствии с ТУ 9224-005-49729103-2000 или на основе штамма Bifidobacterium adolescentis MC-42, приготовленного в соответствии с ТУ 10-02-02-789-65-91, и используют в количестве 0,05-0,1 л на 100 л продукта (0,05 - 0,1 мас.%).

Для сквашивания используют цельное молоко 2,0 - 3,5% жирности, которое нормализуют по сухому остатку молока (СОМ) до 10-14% до его стерилизации.

Перед стерилизацией в молоко вносят модифицированный кукурузный крахмал в количестве 0,5-1 г на 1 л молока.

Перед сквашиванием в нормализованное молоко вносят стерильный раствор автолизата дрожжей в количестве 500-1000 мл на 100 л молока (0,5-1,0 мас.%).

После охлаждения готового продукта до температуры не менее +10^oС в него вносят аскорбиновую кислоту 0,01 - 0,05 г на 1000 мл продукта (1,0-5,0 • 10^-3 мас.%).

Из физиологии человека известно, что во время его болезни повышается температура всего тела до 38-40^oС, и при этом в организме выделяется максимальное количество антимикробных веществ. Температура 41-42^oС не является неблагоприятной для ацидофильных штаммов EН₁, EН₂, EН₃, EН₄, N₁V₁ Eр 317/402 и также может быть использована для изготовления кисломолочных продуктов при определенных условиях для ускорения технологического процесса. Однако использование такого температурного диапазона в способе-аналоге и способе-прототипе не применялось, так как при этом происходило сильное расслоение продукта с образованием значительного количества сыворотки.

При культивировании штаммов ацидофильных бактерий по заявленному способу расслоения продукта не происходит благодаря оптимизации технологических режимов и вносимых биологически активных добавок.

Для получения кисломолочного продукта наряду с традиционным штаммом Lactobacillus acidophilus 317/402 использован новый штамм ацидофильных бактерий "Нарине" 317/402 ТНС(и) (заявка на патент РФ 2001100282/13(000255) приоритет от 04.01.01, заявитель ФГУП НПО "Вирион" г.Томск). Штамм депонирован во Всероссийской коллекции культур микроорганизмов. Штамм имеет следующие культурально-морфологические свойства:
- палочки 2-20 х 0,8-0,9 мм, клетки расположены одиночно или в виде коротких цепочек, неподвижны, спор и капсул не образуют;
- по Граму окрашиваются положительно. При окрашивании метиленовой синью в клетках наблюдаются четко выраженные метахроматические зерна;
- клетки гомоферментативные, микроаэрофилы. Колонии на элективных агаризованных питательных средах глубинные, мелкие, чаще образуют клубки в виде перепутанных нитей.

Физиологические свойства: минимальная температура роста +20^oС, а оптимальная - +37-40^oС. Штамм имеет повышенную протеолитическую, ароматообразующую, антаго-нистическукую активность, синтезирует в молоке витамины, аминокислоты.

Среда культивирования: молоко коровье цельное, нормализованное или обезжиренное (обрат). Температура культивирования: 37-40^oС. Время инкубации: 5-7 ч, в зависимости от температуры инкубации количество закваски, вносимой в молоко, 1,5-2%. Предельная кислотность штамма 317/402 ТНС(н) - 400^oТ.

Указанный штамм, при оптимальном режиме культивирования по сравнению со штаммом 317/402 обладает более высокой антагонистической активностью.

Для усиления лечебно-диетических свойств кисломолочного продукта в заявленном способе были использованы биологически активные добавки - жидкий концентрат бифидобактерий, как источник антиоксидантов, бактериоцинов и аминокислот (изготавливается по патенту РФ 2104706, МПК А 61 К 35/74, опубл. 20.02.98 г.) и автолизат пекарских (пивных) дрожжей, изготовленный по ТУ-10. РФ-74-86-94.

Для стабилизации сгустка использован модифицированный кукурузный крахмал, содержащий ростовые факторы и такие аминокислоты, как ацистин, триптофан и лейцин, которые необходимы для ускорения синтеза витаминов группы В лактобактериями (Л.Я. Скляревская, И. А. Губанов: "Лекарственные растения в быту". - Москва, 1986.- с.118). Кроме того, кукурузный крахмал, содержащийся в готовом кисломолочном продукте, относят к пребиотикам, стимулирущим рост бифидобактерий в толстом кишечнике (Broun J. Warhust M, Arcot J, et. al.- J. Nutr.-I997, v.127(9), p.1822-1827).

Кроме того, ацидофильные бактерии штаммов 317/402 и 317/402 ТНС(и) "Нарине" синтезируют (в отличие от других штаммов) гамма-интерферон, что повышает полезные свойства продукта.

Для "выжигания" кислорода в биомассе лактобактерий во время хранения продукта (создаются анаэробные условия), увеличения количества живых лактобактерий за счет повышения устойчивости к повреждающим факторам и усиления ценности продукта добавлен природный антиоксидант - аскорбиновая кислота.

Ниже приведены примеры конкретного выполнения способа получения кисломолочного продукта "Нарине-ФОРТЕ".

Пример 1
В цельное, нормализованное по СОМ (12%) молоко, объемом 100 л, вносят кукурузный крахмал - 50 г перед гомогенизацией. Молоко стерилизуют, охлаждают до температуры 37-40^oС, вносят 1 л закваски штамма 317/402, автолизата пекарских дрожжей - 0,5 л и смесь сквашивают 12 ч при температуре 41^oС. После захолаживания сгустка в течение 30-50 мин и последующего его перемешивания, в него вносят 50 мл жидкого концентрата бифидобактерий и 1 г аскорбиновой кислоты в виде стерильного раствора, после чего температуру сгустка увеличивают до 36-38^oС и оставляют на доквашивание в течение 20-24 ч.

Кислотность готового продукта составляет 230-280^oТ при титре ацидофильных бактерий в продукте 1 - 5 • 10¹⁰ кл/мл.

Пример 2
В цельное, нормализованное по СОМ (10%) молоко, объемом 100 л, вносят кукурузный крахмал - 100 г перед гомогенизацией. Молоко стерилизуют, охлаждают до температуры 37-40^oС, вносят 1 л закваски штамма 317/402, автолизата пекарских дрожжей - 0,7 л и смесь сквашивают 12 ч при температуре 41^oС. После захолаживания сгустка в течение 30-50 мин и последующего его перемешивания, в него вносят 60 мл жидкого концентрата бифидобактерий и 2 г аскорбиновой кислоты в виде стерильного раствора, после чего температуру сгустка увеличивают до 36-38^oС и оставляют на доквашивание в течение 20-24 ч.

Кислотность готового продукта составляет 200-220^oТ при титре ацидофильных бактерий в продукте 1 • 10¹⁰ кл/мл.

Пример 3
В цельное, нормализованное по СОМ (10%) молоко, объемом 100 л, вносят кукурузный крахмал - 100 г перед гомогенизацией. Молоко стерилизуют, охлаждают до температуры 37-40^oС, вносят 1 л закваски штамма 317/402 ТНСи, автолизата пекарских дрожжей - 0,7 л и смесь сквашивают 12 ч при температуре 41^oС. После захолаживания сгустка в течение 20-30 мин и последующего его перемешивания, в него вносят 60 мл жидкого концентрата бифидобактерий и 2 г аскорбиновой кислоты в виде стерильного раствора, после чего температуру сгустка увеличивают до 36-38^oС и оставляют на доквашивание в течение 20-24 ч.

Кислотность готового продукта составляет 210-230^oТ при титре ацидофильных бактерий в продукте 3 • 10¹⁰ кл/мл.

Пример 4
В цельное, нормализованное по СОМ (12%) молоко, объемом 100 л, вносят кукурузный крахмал - 100 г перед гомогенизацией. Молоко стерилизуют, охлаждают до температуры 37-40^oC, вносят 1 л закваски, содержащей штаммы 317/402 и 317/402 ТНС и в соотношении 1:1, автолизата пекарских дрожжей - 0,5 л и смесь сквашивают 12 ч при температуре 41^oС. После захолаживания сгустка в течение 20-30 мин и последующего его перемешивания, в него вносят 50 мл жидкого концентрата бифидобактерий и 2 г аскорбиновой кислоты в виде стерильного раствора, после чего температуру сгустка увеличивают до 36-38^oС и оставляют на доквашивание в течение 20-24 ч.

Кислотность готового продукта составляет 210-230^oТ при титре ацидофильных бактерий в продукте 5 • 10¹⁰ кл/мл.

Пример 5
В цельное, нормализованное по СОМ (14%) молоко, объемом 100 л, вносят кукурузный крахмал - 100 г перед гомогенизацией. Молоко стерилизуют, охлаждают до температуры 37-40^oС, вносят 1,5 л закваски, содержащей штамм 317/402 ТНСи, автолизата пекарских дрожжей - 0,5 л и смесь сквашивают 12 ч при температуре 41^oС. После захолаживания сгустка в течение 20-30 мин и последующего его перемешивания, в него вносят 50 мл жидкого концентрата бифидобактерий и 2 г аскорбиновой кислоты в виде стерильного раствора, после чего температуру сгустка увеличивают до 36-38^oС и оставляют на доквашивание в течение 20-24 ч.

Кислотность готового продукта составляет 250-280^oТ при титре ацидофильных бактерий в продукте 8 • 10¹⁰ кл/мл.

Пример 6
В цельное, нормализованное по СОМ (13%) молоко, объемом 100 л, вносят кукурузный крахмал - 100 г перед гомогенизацией. Молоко стерилизуют, охлаждают до температуры 37-40^oС, вносят 1,5 л закваски, содержащей штаммы 317/402 и 317/402 ТНСи в соотношении 1:1, автолизата пекарских дрожжей - 0,5 л и смесь сквашивают 12 ч при температуре 41^oС. После захолаживания сгустка в течение 20-30 мин и последующего его перемешивания, в него вносят 50 мл жидкого концентрата бифидобактерий и 2 г аскорбиновой кислоты в виде стерильного раствора, после чего температуру сгустка увеличивают до 36-38^oС и оставляют на доквашивание в течение 20-24 ч.

Кислотность готового продукта составляет 230-250^oТ при титре ацидофильных бактерий в продукте 8 • 10¹⁰ кл/мл.

На фиг. 1 и 2 приведены кривые изменения кислотности и титра бактерий (соответственно) в течение цикла культивирования (сквашивания) штаммов лактобактерий 317/402 и 317/402 ТНС(и) в соответствии с заявленным способом. В качестве контроля на графиках приведена кривая изменения кислотности и титра лактобактерий в процессе культивирования на обезжиренном молоке.

На фиг. 1 видно, что клетки штаммов Lactobacillus acidophilus 317/402 и 317/402 ТНС(и) при культивировании по заявленному способу (кривые 2 и 3) производят наращивание кислотности и продукции антибиотикоподобных кислых метаболитов в течение более 100 ч. При культивировании на контрольной обезжиренной молочной среде (8% СОМ и без стимуляторов) штамм 317/402 ТНСи (кривая 1) заканчивает продуцирование кислых биологически активных метаболитов через 42 ч, после чего их концентрация начинает уменьшаться.

На фиг.2 видно, что при культивировании по заявляемому способу (кривые 2 и 3) на обогащенной питательной среде максимальная концентрация живых клеток лактобактерий штаммов 317/402 ТНС(и) и 317/402 достигает 10¹¹ КОЕ/мл, которая сохраняется на максимально высоком уровне до 60 ч культивирования. При этом кислотность продукта достигает 300^oТ. После 66 ч культивирования и далее, титр клеток штамма 317/402 (в отличие от штамма 317/402 ТНС(и)) начинает заметно падать (кривая 3). Следовательно клетки штамма 317/402 погибают при кислотности выше 300^oТ, а клетки штамма 317/402 ТНС(и) сохраняют жизнеспособность и высокий титр - 10¹⁰ КОЕ/мл, даже через 90 ч культивирования при кислотности до 400^oТ (кривая 2). Это связано с более высокой устойчивостью клеточных стенок штамма 317/402 ТНС(и) к кислотному автолизу. При культивировании на контрольной обезжиренной молочной среде (8% СОМ и без стимуляторов) максимальная концентрация клеток штамма 317/402 ТНСи (кривая 1) достигает титра 9 • 10⁹ КОE/мл с последующим его медленным снижением.

В таблице приведены технологические характеристики кисломолочного продукта, изготовленного в соответствии с заявляемым способом.

Наличие продуктов метаболизма бифидобактерий в полученном, достаточно кислом ацидофильном продукте, обусловлено обогащением его ценными кислыми белками, среди которых можно выделить липопротеины высокой плотности (ЛПВП), высвобождающиеся за счет автолиза бифидобактерий. Антимикробные свойства, обнаруженные у ЛПВП бифидобактерий, связаны с кислым апоферментом апоА-1 в их структуре. Электрофоретический анализ, согласно литературным данным, подтвердил, что антимикробная активность связана с присутствием в частицах ЛПВП апоА-1 (А. А. Воробьев, Е.А. Лыкова. Бактерии нормальной микрофлоры: биологические свойства и защитные функции//Ж Микробиол.Эпидемиол. Иммунобиологии, 6, 1999 г. , с. 102-105). Кроме того, известны также антивирусные свойства апофермента апоА-1. Это касается вирусов герпеса и вируса иммунодефицита человека (Л.М. Поляков, Л.Е. Панин. Липопротеиновая регуляция метаболических процессов.// Успехи современной биологии, т. 120, 3, 2000 г., с. 265-272).

В этой связи обогащение ацидофильного продукта, полученного заявляемым способом, вышеуказанными веществами-метаболитами бифидобактерий, придает ему противовирусные свойства. Следует также отметить и видовую активность продуктов метаболизма убитых бифидобактерий в указанном соотношении: она заметно выше для штаммов вида B.bifidum, чем для В.adolescentis.

Таким образом, преимуществом предлагаемой технологии получения кисломолочного продукта по сравнению с известными аналогами (в том числе и с прототипом) является при достаточно низкой стоимости конечного продукта (за счет снижения количества закваски лактобактерий) сокращение времени его сквашивания не менее чем на 30%, увеличение сроков хранения кисломолочного продукта в 2-3 раза с более высокой концентрацией живых клеток лактобактерий и усиление лечебно-профилактических его свойств за счет введения более эффективных биологически активных добавок и наработки в процессе сквашивания нормализованнного по сухому остатку молока полезных продуктов метаболизма лакто- и бифидобактерий.