автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Разработка технологии производства и способов применения бактериальных концентратов мезофильных молочнокислых бактерий с целью улучшения качества мелких сычужных сыров

ВСЕРОССИЙСКИ!! НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МАСЛОДЕЛЬНОЙ И СЫРОДЕЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЛО «Углич»

На правах рукописи

ш

УДК 637x05:579.8

РОГОВ Григорий Новомирович

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА И СПОСОБОВ ПРИМЕНЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ МЕЗОФИЛЬНЫХ МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ С ЦЕЛЬЮ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА МЕЛКИХ СЫЧУЖНЫХ СЫРОВ

Специальность 05 18.04 — технология мясных, молочных и рыбных продуктов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Углич — 1994

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском ституте маслодельной и сыродельной промышленности НПО «Углич»

Научный руководитель — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Перфильев Г- Д.

Официальные оппоненты — доктор технических наук, заслуженный деятель науки Российской Федерации, профессор Крашени-нин П. Ф.

кандидат технических наук, Сорокина Н- П.

Ведущее предприятие — АО «Ярославльмолагродром»

Защита диссертации состоится « » • 1994 г. в . час

заседании специализированного Совета при Всероссийском лаучно-следовательском институте маслодельной и сыродельной промыш-нности НПО «Углич» (152620, г- Углич, Ярославской области, Крас-1армейский бульвар, д. 19, ВНИИМС).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института-

Ваши отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные :чатыо и подписями, просим направлять в адрес института.

Автореферат разослан « » У^пл-с^лл^ 1994 г.

В. Ф. Роздова

- 3 -

ОБЩАЯ ИРШЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы Сыроделие относится к числу производств, з сснозэ которых лежат разнообразные кифобкологичаскне и биохимические процессы, определяйте органолептические свойства сыров, их иищзвуэ ценность и безопасность для потребителя.

Анализ ситуации з отечественном сыроделии свидетельствует, что выпуск сыров, соответствующих требованиям высшего сорта, на различных заводах шнэт быть оценен интервалом 60-75 %. При этом в подавляющем большинстве случаев причинами снижения качества продукта являются нарушения в направленности и интенсивности микробиологических процессов во время выработки, созревания и хранения сыроз.

Постоянным и необходимым элементом биотехнологии сыроделии являются закваски, представляющее собой специально подобранные я

гггчттч^от«« /Кггтг^хггггг >(лппгтпглгп «(V ГЗ^тг"-*/^Т ттл»

ииДл и1ил<исплае пишиашоЦгш ишишзл

рующее положение в микрофлоре сыра, молочногаклыэ бактерии осуществляет преобразование основных компонентов молока во вкусовые, ароматические, биологически активные вещества сырной массы, участвуют в формировании консистенции и структуры сыра С видовым и штаммовым составом, биохимическими свойствами и физиологической активностью отдельных культур и их комбинаций, входящих а микрофлору закзасок молочнокислых бактерий, связывают большинство полезных изменений, происходящих в молоке во время выработки сырной массы и ее созревании. Поэтому одним из интенсивно разрабатываемых научно-технических направлений является соверЕенствованке существую^ и создание новых бактериальных заквасок, способов их применения в производстве сыров.

Рабочая гипотеза. Анализ литературных данных показывает, что одним 1га перспективных способов целенаправленного воздействия на микробиологические процессы во время производства сыров является использование специально подобранных: и подготовленных культур молочнокислых бактерий- Рабочей гипотезой является положение о том, что существует реальная возможность стабилизировать молочнокислый процесс, интенсифицировать арошто- и газообразование молочнокислой микрофлоры, защитить сыры от биоповревдэний, вызываемых бакте риями группы киеэчкой палочки а ыаслянокислыми микроорганизмами, и, таким образом, повысить качество.сыроз, на основе разработки технологии производства и способов пршанения поли- и моновидовьп бактериальных концентратов.

Цель и задачи исследований. Цэльа настояний работы является повышение качества шлкшс сьиузшык сыров на основе разработки и применения серка бактериальных концентратов.

Дщ достиезнея составленной цадш решлкеь слэдущдэ задачи:

- изучить и отобрать штаммы мэзофильвых молочнокислых бакте^ рий перспективные да создания мововндовых бактериальных концентратов;

- изучить отдзлькш, важные для процесса культивирования, свойства (потребности в энергетическом источнике, якзкямолекуляр продукта гидролиза бедкоз шлока, ышфоэлемэнтах, факторах рост особенности роста и развития) производственных нгаммов лактококк лэГосаностокоз и яаягаек; .

- оптимизировать составы и решш подготовки биологически полноценных, технологичных в примэненяи питательных сред для накопления биомассы молочнокислых бак^рий при получении моковидсв бактериальных концентратов лейконостоков и мезофилышх молочною;

- Б -

лых палочек, а такдэ поливидового бактериального концентрата лак-гокскков;

- изучить влияние физико-химических факторов на динамику накопления Биомассы молочнокислых микроорганизмов;

- оптимизировать процессы культивирования молочнокислых бактерий в зависимости от назначения и состава микрофлоры Бакконцеят-ратов;

- разработать технологии производства полизидового бактериального концентрата "ЕК-Углич-С" и мояовядовых концентратов "ЕК-Уг-лич-П" и "Ей-Углич-JT* и проверить их в производственных условиях;

- разработать способы применения бактериальных концентратов;

- исследовать влияние бактериальных концентратов на качественные показатели мелких сычугошх сыров;

- разработать и утвердить нормативно-техническую документацию за бактериальные концентраты для тзердазс сычужых сыров с низкой гемпературой. второго нагревания "Концентрат сухой мезсфнльных молочнокислых СТраПТОКОККОВ вй-углич-с", "Концентрат ы830шильных молочнокислых палочек БК-Углич-ГГ и "Концентрат лейкоксстоков Ш-Уг-зич-Л".

Научная новизна. Получены ковке данные по питательным потреба-остям молочнокислых микроорганизмов. Определены оптимальные концентрации лактозы в питательной сраде для накопления биомассы лак-гсксккоз, лейконостоков и мезофильных молочнокислых палочек Iba. plar.tarum. Установлена взаимосвязь мелц^г азотистым составом питательных сред и способностью молочнокислых культур размножаться п накапливать биомассу в зтих средах. Исследован элементный состав отдельных видов молочнокислых бактерий и ряда питательных сред, тредяазначенных для зыраг^квакия шлочнскислых бактерий. Прздлолгнз.

- в -

система определения лимитирования роста клеточной популяции конк-реткьш макроэлементом. Определены лимитирувциэ концентрации отдельных кпгкрозлэкентоз в-ряде наиболее используемых питательных

rvjr Л-U л ¿¿хт^и-Ъсхлххл кили Члигкиинш. иси%х ¿«¿л .Ь .ас лез, согьи

ношрвость развития молочнокислых бактерий при добавлении в питательную среду гидролизата белково-виташашого концентрата к пахты. Установлены пороговые концентрации лактата в питательной среде npi которых полностью прекращается рост лактококков и лзйконсетоков. Шлучэны новые данные по влиянию физико-химических условий культивирования на накопление 5;ю;,:асси молочнокислых бактерий.

Разработаны способы щп&йкекия бактериальных концентратов, позволяющие управлять микробиологическими процесса:,si при выработка н созревания сыра. Установлены закономерности развития микрофлоры шкозндовых концентратов а молоке и молоке с препаратом "Акти-бакт", а тачка при совместном росте в шлоке с лактскокками.

Научная новизна подтверждена положительными решениями на три изобретения.

Практическая ценность работы, разработаны и утверждены кормз ипзно-техяичэские.докуиэнтафш на "Концентрат сухой меаофильных молочнокислых стрептококков БК-Углич-С" (ТУ 10.02.870-90), "Концентрат ьэвофашшх молочнокислых палочек Ж-Углич-ГР' (ТУ 10.02.855-20) к "Концентрат лейконостоков БК-Углич -Л" (ТУ 10.02.855-90). Производство концентратов освоено на Угличской зга: паримзктальной биофабрика ВПЭ "Углич".'

^пользование разработанных концентратов в сыроделии поззол;

ет:

- управлять микро5пологичаск!^1 процесса:«: в процессе вырз-боTK3i и ссаревняия сира*

— ^ —

г

- применять интенсивные методы внесения заквасочной микрофлоры э смесь для выработки сыра (методы кратковременной активизации я непосредственного внесения);

- улучшить органолептичаскиэ характеристики готозого продукта, повысить его качество и санитарно-гигиенические показатели.

Апробация работы и публикация. Результаты работы долокены и обсуздены на заседаниях секции Ученого Совета ЕНИЙМС по вопросам сыроделия (1338, 1'339, 1590 гг.), Всесоюзном научно-техническом симпозиуме (г.Еологда, 1989 г.), семинарах для работников сыродель-

ТТ^Л ТТûû»ЖТ ТТ-! С ГГ Л ППП Л 001 ТТр ^

лил 1 . ¿¿¿иигиаа^ хэзи; хээ! х 1 « / »

По материалам диссертации опубликовано 5 работ. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, экспериментальной части ( 7 глаз), выводов, списка использованной литературы, зключаюяэго 198 „литературных источников, к 16 приложений. Основное содержанке работы изложено на 159 страницах машинописного текста В диссертации имеет-

1-1 ст ОО ш»-IЛ тттг» г Л "У тчт1Гптгтт»/»<-чтз ьл «_>*« ± си^ща? а I Лг^ил.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

млаеиа.А ,/удим ииоиис опсыц^о *'у \ '.г1»« оаочслгии

молочнокислой заквасочной микрофлоры в формировании сыра как пкце-вого продукта, составе к свсйстзах бактериальных заквасок, используемых в сыроделии, технологии производства и способах применения заквасочной микрофлоры в сыроделии.

Организация работы, объекты и методы исследования. Схема прозе дэния исследований представлена на рис. 1. Экспериментальные исследования проводились во ЕНШЙС НПО "Углич", опытно-промышленные

т!г гтчт^тттт*"Лтп^ _ 7гтгт*«-чЛЛ_

хгхар'С^ии' х гид исалгА^лЦ?глл и а л. а- ^ А ¿хич^гл.'и ос^иярнлжпл сЦЩПУЙ

рике ШО "Углич", производственные испытания эффективности их применения - на Пэресланль-Задесском маслосыркомЗикате Ярославской области, Первомайском и Александровском сырзаводах Ставропольского Края, Чаусскст г.;аслссырзгзсде 1£згшевской области к Еерезинском сырзаводе Минской области.

Рис. 1.. Общая схеш провэдэнкя исследований.

Объекты исследований: кодеэкщшныэ культуры лактококков, лейсаностоков и шзофшшкш мэдочнокисдых палочек вида их. р1эгЛагит, бактериальные концентраты я сыры типа "голландский". При исследовании свойств ¡:умътур, огфэдолгкж ларамзтроз их

развития и размножения з питательных средах, молока и сырах, контроле физико-химических процессов использовались общепринятые и стандартные методики. Содержание макро- и микроэлементов з биомассе молочнокислых бактерий к питательных средах определяли по методике, разработанной применительно к данным объектам, на атомно-аб-сорбционном спектрофотометре SP 191 фирмы "Пай Шикэм". Математическую обработку экспериментальных данных осуществляли методами корреляционного, регрессионного и дисперсионного анализов (ЕЕУр-бзх5 1264) с использованием S2M СМ-4. персонального компьютера IBM PC/AT и программируемого микрокалькулятора "Электроника МК-52". Оптимизация технологических рэяимоз производства бактериальных концентратов выполнена на основе метода Гауссз-Зайделя с использованием мэтода Розенброка (Еирзокоз ЕЕ, Еаятерэ В.Ii, 1985).

Отбор культур молочнокислы:-: бактерий для разрабатываемых

бакпсеяапатоз.

Исследованы кислотно-, ггзо- и ароматосбразузп?® свойства, способность подавлять ргзактиз бактерий группы кигэчной палочкз (ЕГКП) и масдянокислых мккрооргзйпзшз у 150 коллекционных культур лактоксккоз, 43 лэйеоностоков ir 54 Lbc. plantarum, Показано, что указанные фиан>лого-б;:охимическиэ свойстза зависят от групповой, видовой и итаммозой принадлежности культур. В отлзчиэ от хактокок-коз лейконостскя обладают низкой южлотообразухщэй агстизнсстьа (скорость изменения титруемой кисдотеостк молока киаз в 6 раз), но болэе высокой газообразузгрй способностью (скорость газообрззоза-ния и максимальный объем образованного газа презьскли, соответственно, з 1,4 и 5,1 раза). Среди лейконостокоз чаща, чем среди лактоксккоз, обнаруживаются культуры с высокой антагонистической активностью з отногзнии ЕГКП. Особенностью Lbc. plantaris является

НИйКсШ СКОрииХМ) ^ипиЛиАииирсюисоШ^л о ыи*хип.с, ч, * и^шшшчсо

тур - бысокий уровень предельной кислотности в молоке. Только среди культур ЬЬс. р1аглаглп были обнаружены пташа-антагонисты к масля-нокислым бактериям. Для многих культур ЬЬс. р1ап1агигп характерна высокая антагонистическая активность в отношении ЕГКП.

В соответствии с полученными результатами исследований и с учетом иыеюнцосся в.научной литературе данных разработаны "Методические указания но селекции мезсфильных молочнокислых бактерий з состав бактериальных заквасок и препаратов для мелких сычужных сыроЕ", определлюгцпе систему показателей и их значения для отбора культур лейконостоков и ЬЬс. р1аШагигл в состав соответствующих моновидовых бакпрепаратоЕ. По разработанным методическим указаниям были отобраны Етаымы лейконостоков и ЬЬс. р1агЛагит, получившие наибольшую балльную оценку, с которым:: проводилась дальнейшая ра-

\Ju-i с*.

Изучение влияния отдельных компонентов плательных сред на развитие и накопление биомассы молочнокислых бактерий яри периодическом культивировании

Изучение основных характеристик процесса периодического культивирования молочнокислых бактерий в питательной среде, используемой в настоящее время в производстве бакпрепаратов, показало (табл. 1), что лейконостоки к молочнокислые палочки развивается в данной среде хуже лактококков. Е связи с этим был проведен комплекс исследований, основной целью которых являлось разработка питательных сред, в наибольшей степени отвечающих потребностям лейконостоков и ЬЬс. рХагЛагшп и способствующих их интенсивному росту.

Б качестве энергетического субстрата для культивирования молочнокислых бактерий, применяемых з производстве сыра, использует-

Таблица 1

Сравнительная характеристика раззиткл и раэмко;шкпя лактскск-

LfcC.

Uli

!П 3

тг-rsm»-»гп>л лрл то »*г»гтг\ rrt —

üj-ix cia у-a-j.iuifi lуадя f лиuum'^u

о j c^ujri

ü^ix upunccu^wA üb udmipcnctpoiwd

JiO.Viw pw nji/i

dk33st8jiii, херз^стэрныэ для 11ссл8 д}'9

г^тй-лиглЦ.ruu I L.L/U, у 1dl ludl u*n j nu w

лактококков токов

стационарную фазу, ч

10,7+1,3 0,84+0,14

л о о

iu, i-Tfc, и

0,37+0,10

Ч П С

А W, U ' 1 , W

и,

3,2+1,7 0,64+0,12 0,3+0,IS ся лактоза. Установлено, что сс держание в среде лактозы мзнзэ

»т-ь "rnit mr^n^nnt. , .._.._

J ,ЦС7 Ja^T-CWI UCC!>J1U>TK;

- * -i

яия 3 лсг-сгззв, ч -1-

t ¡r-\ г.чптп тг-а ггигг тт*п'пттп(птг fi-s—

iv^nrvi- jincwi r.uL, x jj Uu

пуляции, млрд. к. о. е. /мл

У vj /в ля-алс? au»«! jjj-i-viiii iwiiip-i'i.h wwwa

фактором для всех исследованных

Tir»tTi-\-n \tr\ «г Лтлплп»^ —i

i3jifJjUÜ IViUJiU ^tXlwTWA^rfiriA WdTVA w"yiUi| О

выше' 4 Л приводит к иягибироззанг-роста (рис. 2). Определено, что

0ixtr ¿гмз-л.?)н0ii гсснц5нх'рэ.цязй лз/сгсзы в пп7о.твлоксй срэд э для pg ct в- лэй*"

_ . ^ . . . f р

01 2 3 4 5 5 7 8 коноегг-члв является - 2 %; для

концентрация лактозы, %

L Ii»-. r.-J.'ii^aiiJ. pciiij-Lil ^.Cini

гозы на скорость роста иолочно-ых палочек (1), лактскокксз

лактскокков палочек - 1

1-2 молочнокислых

Avf А*— шхГАЛ.

В качестве азотистой сс-ноэы проектируемых питательных сред

IW

з^ог^лЬ'йхЧулОЗ (3)

- /Щрп^тзованно? комплексом

ьзнтов, вклязчаидм в себя протосубтшпш, рекшко.мэзентерин к фоефо-бетидин.

ичплитге' \ г*^ ПЛ'ТТ'ЛГ^Т/П ттт т-.г "*тг тгт. гп гл -1 ч г' т V.' г— т. гл гг

и^'сД и ьииииил^иа шиги^шл rv.iiij.ijp рсюши^-псииьл XI

накашивать биомассу в этих средах. Наиболее сильным положительным

фактором, злияща; ка урогз

гочнокислых бактерий, язляется со-

держанке в питательной среде белкового и пептидного форм азота (рис. 5). Оптимальные их уровни составляли, соответственно (в ыг азота на 100 г среды): для яактококков - (70+20) и (75+15), для ЬЬс. р1агЛагшп - (55+10) и (90+15), для лейконостоков - (95+15) и (65+5).

А

х

ч

►ч . ы о о .

о о о •

а «

и си

я

о й к к ей о й к

3-

3-

1 а6 50 60 70 60 90 1Й0

концентрация азота во фракциях, г»:г/100 г сре-ды

50 60 70 £0 90 100

Рис. 3. Влияние уровня белкового (А) и пептидного (Б) азота в питательных средах на вгкоплэЕиэ биомасса лаетококков (1), шлоч-кокислых палочек (2) и лейконостоков (3)

Ез ЭЕМ СМ-4 по соответствуй^ прогрггаам была рэЕэка задача по оптимизации ражиюв гидролиза молока комплексом ферментов для каждой из исследуемых групп микроорганизмов.

ГЭЭ пун«шг.-чгттгп т} т*т«5тд тг> т-ггк-) г\гч~> т»гг т*лргг( тгтгпгтгу »?* тт» те.»

¿гишиипсп-пс И Омхх еы сшл) ^усм^ ^цини^па ешпш,

е** » пт * »»»«ПА«г««»»-.

* ^ л.£>» к о wc.rfirww.sv ши^сиишлих и гя^я.

центрата (БЕК) - источяика витаминов л низкомэлекулярных источников азотистого питания и пахты, которая содеряяг значительное количество лецитина. Установлено, что введение пахты положительно сказывалось на уровне развития лайкояостскоз, слабо влияло на накопление биомассы лактококкоз и затормаживало рост Lbc. plantarum. В исследуемой области факторного пространства обнаружен оптимум содержания гидролизата ЕЕК. Репзяие оптимизационной задачи позволило выявить оптимальные значения входных параметров: для лактококкоз концентрация гидрожзата ВЕК - 2,2 %, пахты - 2,8 %; для молочнокислых палочек, соответственно - 3,4 Z я О Z; для лэйконсс-тсксв -4,4 Z гидролизата БЕК, и 5,0 Z narra

С целью оптимизации минерального состава питательных сред были проведены исследования по определенно содержания наиболее нга-ных элементов (натрия, калия, магния, кальция, марганца, гэлэза, меди и цинка) а биомассе молочнокислые бактерий и ряде шяагэзьзых сред, используемых для их зыраспвания.

Проведенными исследованиями показано, что з наиболее вшоясз концентрации в биомассе молочнокислых бактерий обнаруживается калий (з зависимости от вида микроорганизма его уровень колеблется от 2101,4 до 25303,5 мг/кг сухих взлета), магний (от 414,0 до 9305,0 мг/кг сухих веп^эстз), пзльщ'Л (от 750,0 до 4933,0 мг/кг су-хнх векэстз), натрий (от 855,0 до 4541 мг/кг супа земств), з десять раз меньше концентрация марганца, гзлэза, цкнка, з сотни рзз меньпз концентрация мэдп.

Ш полученным результата« проведен растет сбалансированности по минеральному составу питательных сред, используемых для кухагл-зированзя шлочноквелис бактерий, по йорг-улэ

Fi=Li^VCi, (1)

г-г Р: -

- 14 -

коэффициент обеспеченности 1-го элемента в питательной

среде для получения в ней желаемого содержания биомассы молочнокислых бактерий (X) (для молока принято Х=2 млрд. клеток/ил, для питательных сред - Х=1С горд, клеток/мл), 1л- содержание 1-го зле-.-кта в биомассе молочнокислых бактерий (мг/клетка), С: - содержание :-го элемента в анализируемой питательной среде (мг/мл). В случае Рт предполагается, что указанный элемент является лимити-рувгим фактором Цри РК1 для всех минеральных компонентов среды лимитировать рост долиэн только органический субстрат.

Установлено, что в разных средах лимитирующем рост молочнокислых бактерий могут быть разные элементы. Так, сборное молоко не полностью обеспечивает потребности лактококков и лейконсстоков ь щрганцэ я железе; ЬЬо. р1ал1агип1 - в марганце (табл. 2). Б прозк-

Таблица 2

Бозфф-щпекты' обеспеченности в гзшградьньп: элемента}: некоторых пзпательнкг сред, применяемых для культивирования молочнокислых бактерий.

Еа;асэно-

вшпеа

элементов

Р1 шнеральнымз элементами культур

лактс- ! лэйконос-1 ЬЬо. ] лактс-1 лейконос-1 ЬЬс. ко.чкх>з|токоз |р1£п1£гшп|коккоз}токоз |р1£п1агщг,

сборное юлогш • проектируема среды

нгтрий 0,003 0,003 0,013 0,11 0,01 0,04

кгхйх О 5 027 0,003 0,040 о, 22 0,03 0,91

2.22ГШЗЙ 0,03 0,003 0,013 0,10 0,0-1 0,21

кальц«£ 0,003 0,009 0,004 0,03 0,14 0,04

марганец 7,535 41,303 130.640 одз 2,1 2,6

£2Л920 1,203 1,041 0,153 0.03 0,33 0,94

медь 0,852 0,242 ОД 45 0,35 0,74 0,27

цинк 0,053 0,203 0,037 0,22 0,76 0,41

мфуеиэй питагелгяой среде в качестве авштпрувпрго элемента для

- 15 -

дейконостскоз и Lbc. plantant выступал органе ц.

Шблэдения за ростом кссдздуекых культур в молока и проектируемой питательней среде, обогащэкных отдельными минеральными œn-понентами, подтвердили адекватность вызиэ приведенных расчетов.

Уточнение основных реаимов культивирования молочнокислых микроорганизмов при производстве бактериальных концентратов

Наряду с составом питательной среды, не менее sazsoe значение шдаЕТ условия культивирования шйсрооргааизшз.

Оптимальная температура культивирования- лагсгококков известна л равна 30 °С. Исследовалось злгяниэ температуры культивирования на накопление биомассы лейконостоков и кэзофзданых молочнокислых палочек. Установлено, что оптимальной температурой культивирования для Lbc. plsntarum является (£5+1) °С, а для-лейкокостокоз - (23*1) °С.

Оптимальное значение активной кислотности среды для роста зактококков и лейконсстокюз установлено ранее (Г. А.Белова, 1972; IВ.Лагода и др., 1932; ЕА.Еэритн и др., 19S3). !!зучэнне влияния тровня активной кислотности среды на рост гззофгяанкх шлочнокис-зых пзлсчек показало, что накболызя скорсста роста Lbc. plantarua габлпдается а интервале значений агстаной плотности питательной :ргды 5,3-5,3 ед. рЕ

С цэлагэ изучения злгзкия природы ргспгслптеля на динзж^ згзвптиг лейконостоков и :=:гго$ильккх палочек балл

гспытгяы слэдухгцш агенты: гидроокись натрия, иэдюош» калия, гглекислый агоний и углекислый кальций. Наиболее зксокая скорста ;азвктия лэйконсстокоз наблюдалась при псяолзгоззния утлекгяглого сальция, далее з порядке убывания следовали: углэкгжлый гг.смзкпй, •пдрооккса калия, натрия и контроль (без ргскпсгталя). При куль-

газировании палочек положительный аффект наблюдался только при раскислении среды углекислым шаганием

/"V-» ггпптгт п * * » *»л\ттттг^*»тгп чгтлг ^«-» гчал гтт5 тггг ^тпя тсяг лп^плЛ«.

*^£1и.ВД1£4К1 Л сиш иоХЪА ьр^хл лЬ-1лс ИА. ЬЬи^ии

кость образовывать в качестве главного продукта брояенкя молочную

» ¿.иЛ 11иахр,у ЛАЦГЪС риих ^^ОАхирим Ы\.ч у х и ¿их, и Кол лили Ьи^и^и^сх,

так и коны лактата. Их действие зависит как от кокцентрацж лактата, так и от таксономического положения микроорганизмов. Елияние концентрации лактатов в питательней среде на удельную скорость роста молочнокислых бактерий показано- на рис. 4. Определено, что при содержании в среде лактата более 4 7. практически останавлива-

с-чил л^/хлолии а иилсс о /» мхсмьд. ¿хк_/рих иосш Глип

центрация лактата для молочнокислых палочек не установлена.

Изучено влияние дозы икоку-лята. к фазы развития культуры в

ши^ «¿¿л ± с пс« и. рии л а хз и

7Та тлтгтгг. глт^г»Т-^Т4Тггг^гт п^гггх

¿шх¿шьриьс^ш< ь! сшиа.х1с;яи^

что про до о ль коетл лаг—фозы у

тггтттг г« г-» гтг глтгУг ггтттг%>,'п<*%тг»г»

пропорционально увеличению дозы инокулята, но при заражении сред! культурой, находятся в экспоне! циадьной фазе, она в 1,3-5 раз мзныш, чем при заражении культурой находящейся в стационарной р ее. Определено, что культура, енс ецмаа в основной ферментер, должна находиться в активной фазе сес ого развития, а доза заражения

2 3

концентрация лактата, % Рис. 4. Влияние концентрации полов латата ка скорость роста молочнокислых палочек (1), лак-тококков (2) п лзйкоеостокоз (3)

- г? -

должна быть не менее 10 I.

Разработка и прокзводствекпкэ испытания технология.получеигсг сухих бактериальных концентратов дгктскокков, лзйконостоков й молочнокислых палочек Узе. рХатАагцгп За основу проектируемой была принята технология производства сухого бактериального препарата "ЕП-Углич-К 4", включающая отбор и подбор культур, подготовку инокулята, приготовление питательной среды, накопление биомассы микроорганизмов, выделение, концентрирование и лиофилизацкя ее. Основные отличительные параметры процесса получения бакпрепаратов приведены в табл. 3. Производственное испытания показали, что разработанные технологии позволяв? эффективно вести процесс накопления биомассы, получать бакконцентра-тн с высоким содержанием жизнеспособных клеток и сравнительно высоко« выходом (тэбх 3).

На основании изучения характеристик производственных парий бакпрепаратов были разработана соответствующие технические условия на "ЕК-Углич-С" (ГУ 10. 02.370-30), "ЕК-Углич-л" (ТУ 10.02.856-90) и "ЕК-Углич-П" (ТУ 10.02.855-90).

Изучение-влияния моновилознх.баккояпвнтозтоз молочнокислых палочек и лейксностокоз на мшгрсбпологпчэскнз прошссы и

качество мелких енчужшх сыооз Проведенные исследования показали, что в условиях нормального развития лактококковой микрофлоры оптимальными концентрациями микроорганизмов мойоеидсвых бактериальных концентратов в смеси для заработки сыра является: для "ЕК-Углич-П" - 50-100 тыс. к. о. е. /мл, 1 для "ЕК-Углич-Л" - 100-300 тыс. к. о. е. /мл. При таких количествах указанные микроорганизмы на сказыззет заметного злияния на техно-

1-плгпгл »-уг-ЛГ тч» лгтг»лЛ »го ппч 1Тг> гт'гм—. гг ту щлл г» -г"*.—

Таблица 3

Основные отличительные параметры разработанных технологий производства Сакконцентратов лзктококкое, лейконостоков и Lbc. plantaran

Наименование показателей

Значения параметров процесса получе

ния бзктер;;

концентратов

лактококковIлейконостоков.

1 ( pw_v»i i"»"- Tfi i f c-'-

^¿JAU X Vj i i, iJib J X MJi*í líf j^-Ui*

iLfcc. plsntarur

Рпдсвой состаз микрофлоры

комбинации Leuc. lactis Ltc. plan-Lactococcus или Loue, jne- taruro sentsroídes subsp. oremoris

Получение основы среды:

- концентрами СОЮ, г/л 10,0+0,5 10,0+0,5 10,0+0,5

- концентрация Ферментных препаратов, (%):

протосубиэдна 0,048+0,001 0,02910,001 0,033+0,001

ренниномэзентерина 0,050+0,001 0,031+0,001 0,060+0,001

фосфофеткдцца 0,060+0,001 0,010+0,001 0,050+0,001

- продолжительность гидролиза, ч 6,0+0,2 2,0+0,1 2,0+0,1

wwidb üjijtGic^J-uxawil u^j/^hi {¿я)

лактоза сухко Еецэства щрганец сернокислый Культивирование:

1,6+0,1 2,0+0,2 1,0+0,1 3,0+0,5 5,0+0,5 5,0+0,5 0,0160+0,002 0,050+0,001 0,050+0,001

- температура, °С.

- продолжительность, ч

- РН

- доза инокулята, % Количество яла не способных клеток, млрд.к.с.8./илСг):

- в конце культивирования

- в сухом концентрате гкход концентрата, г/100 дм3 культурзльяой среды

30,0+1,0 ' 8,0+1,0 6,5+0,1 12,5+2,5

28,0+2,0 9,0+1,0 6,5+0,1 10,0+0,5

3,94+1,3 0,63+0,09 435,0+143,5 45,6+39,2

35,0+1,0 10,0+1,0 6,1+0,1 10,0+0,5

2,2+0,55 ICO,0+87,О

цифическое действие на микробиологические процессы во время созревания сыров я иг качество.

Особенностью микробиологических процессов в сырах, выработанных с использованием "Ш-Углич-1Г, является интенсивное размноге-ние молочнокислых палочек у® в первые 5-10 суток созревания (в контрольных сырах заметное количество молочнокислых палочек наблюдалось к 30-45 суткам), более энергичное развитие лактококков, торможение роста и ускорение вымирания бактерий группы кишечной палочки, ингибирование развития маслянокислых бактерий.

В сырах, выработанных с "ЕК-Углич-Л", происходило более интенсивное, чем в контроле, размножение "ароматообразувщих" микроорганизмов, подавление размножения и ускорение вымирания бактерий группы кишечной палочки.

Разработка способовприменения бактериальных концентратов

в,производстве сыоа Разработанный концентрат "Ш-Углич-С" можно использовать з производстве сыров различными способами: от приготовления прояз-водственных заквасок беспересадочным методом до непосредственного внесения концентрата в смэсь для выработки сыра (доза внесения концентрата - 15 г/т молока). Установлено, что молота, зараженное концентратом "БЕ-Углич-С" з количестве 0,03-0,035 X, через 3,0-3,5 ч достигает кислотности 35 °Т. Активизироваквый таким образом концентрат обеспечивает нормальное течение технологического процесса при выработке сыра и его созревании, позволяет значительно улучшить органолептическке показатели сыров.

Необходимое число жизнеспособных.клеток Шз. р1агЛагшп и лэй-коностоков в смеси может быть создано непосредственным внесением концентратов в количестве 0,5-1,0 г/т и 2,0-5,0 г/т, соответствен-

но. Сократить расход концентратов можно проводя предварительное кратковременное (в течение 4-6 ч) размножение микрофлоры "БЕ-Углич -1Г в молока, а "БЕ-Углич-Л" в молоке с 0,1 % биопрепарата "Акги-

V»*» *гг*тт*' пи«'« ггтч**т»сч»лпл 1тлттт*гт ггг\.пг**чт1Л

исзла . л. «¿ор&ии^сиь лагьли; иш^ии и^шихил^едпл всп

ных заквасок при совместном культивировании микрофлоры "ЕП-Углич-М 4" и микрофлоры "ЕК-Углич-Л" или "ЕК-Углич-П".

ГЗзоизводственные испытания разработанных концентратов подтвердили эффективность их влияния на качество вырабатываемых сыров (табл. 4).

Таблица 4

Результаты производственных испытаний разработанных концентратов в выработках сыров

Статистический показатель

Испытуемый концентрат

ЕК- Углич- С ЕК-Углич-П ЕК-Углич-Л

опытные|контроль-варки |нкз варки опытные 1контроль-варки |ныз варя;; опытные¡контроль-варки |нкг варки

•^у^^ала иш

ловая оценка 37,5+1,5 35,7+1,8 37,4+1,1 33,2+1,7 37,6+1,6 35,4+2,0 за вкус Средняя об-

fia тггггаяа °0 ПР. Р** 1J-q Л со, ио ( ос Q-lo п оо а+ъ л ся oj.o о

оценка Количество

выработанных 47 20 29 23 ■ 29 24

сыров (т),

из них (%)

ВЫСПИМ сортом 80,9 55,0 72,4 43,5 59,0 45,3 первым сортом 19,1 45,0 27,5 56,5 31,0 54,2

ЕЫВ0ДЫ

1 хгз "1 fr irr ¡t Т>n»l«f Tfï. nnfsntl **>"l/-t ff^ •»«.Г^^ттггт^- rrs t-t

UCOJfAWAÖiWÄ ^ии^гдиссл/ш ^^ОШШ! U ^¿иЛ-ГАЛШ"

ческих и ростовых свойств коллекционных культур лейксностокоз и мезофилькых молочнокислых палочэк прэдлехэка система балльной комплексной оценки их пригодности для использования з составе микрофлоры моновидсвых бактериальных концентратов для регулирования микробиологических процессов в сырах с низкой температурой второго нагревания.

Испытания отобранных по разработанной системе штаммов з выработках сыров подтвердили специфическое действие лейконсстскоз и молочнокислых палочек на микробиологические процессы и положительное влияние их на оргаволептичеекие свойства и санитарно-гигиени-4sckiî9 псгссцзcltэли сыров«

г. Установлено, что характер развития, интенсивность размко-гэния и накопления биомассы в процессе периодичеспсого культизиро-вания лактококков, лейконостоков и молочнокислых палочек определяются свойствами используемых культур, физиологические состоянием и дозой инскулята,.составом питательных сред и регкимами культизиро-вания.

О Птгшлптплт'плл ri тгтггттттггу т\о»itîiti/ ryfN/if«. Tin- »»

амлигпжхк: ¿ici ^doaiujic иуи^и^ш^лч •зЛЗпи'ыхЛ «¿си и

лог-фазы, время выхода на стационарную фазу), скорость размЕояэнка к накопление биомассы молочнокислых бактерий сказывает уровень лактозы и связанные с ее метаболизмом, концентралцп! конов водорода и лактатрв. При концентрации лактозы менее 1 % ягблэдается лимитация роста только субстратом, при исходном урозке лактозы более 4 % кнгибпрованиэ размнолзэния и накопления биомассы связано и с субстратом и с обрззущэйся молочной кислотой, действие которой обусловлено как ионами водорода, так и йенами лактата.

Оптимальная концентрация лактозы в питательной срадэ для рос-

пм тг—чfi^гът* itt nt ч-т fv ЯП î ?V*

Ici ^¿aivA unuru^ul) t taGOUI&XiMJJriS**- iACXiiU iS/i/^C* UlAs*

plantarum и лойконостокоз равна 1-2 %, 1 X и 2 соответственно. Использование сред с довшвнным содержанием лактозы требует обязательного раскисления культу во время вырагцивания. Показано, что лучшими раскислителями являются углекислый кальций и углекислый аммоний.

4. Установлена слоящая зависимость и индивидуальность воздействия основных азотсодержащих органических компонентов питательных сред на на развитие и размножение лактскокков, лэйконсстс-ков и Lbc. plantaren. Разработаны режимы подготовки азотистой основы питательных сред для культивирования различных групп молочнокислых микроорганизмов на основе гидролизованкого молока, получаемого с использованием комплекса ферментных препаратов, включающего протосубтилш, ренниномезентерин и фосфофетидин.

5. Показано, что использование з качестве источников факторов роста гидролизата белково-витаминного концентрата и пахты оказывает на молочнокислые бактерии индивидуальное действие. Гидролизат ББК оказывает положительное влияние на зсе исследованные группы микроорганизмов. Пахта, интенсифицируя развитие и накопление биомассы лэйкокостоков, не оказывает воздействия на лагсгококки и ин-гибирует рост Lbc. plantaris.

6. Исследован элементный состав отдельных видов молочнокислые бактерий и ряда питательных сред предназначенных для выращивания молочнокислых бактерий. Установлена родовая и видовая специфичность в содержании в клетках молочнокислых бактерий злех1энтов-мг-таглоз. Предложена система определения лимитирования роста конкретным минеральным элементом.

7. Изучено влияние лактата на рост молочнокислых бактерий, вхздягзк в состав бактериальных концентратов. Определена порогоЕа:

сонцентрация лактата а среде для лейконостсков и мезофильких мо-аочнокислых лаитококков, которая разка 4 и Б X, соответственно.

8. Уточнены физико-химические условия культивирования '.галоч-юкислых бактерий. Установлено, что оптимальной температурой куль-гизирозакет для Цзс. р1агЛаии1 является (35+1) °С, а для лейконсс-гоков - (28+1) °С. дня роста молочнокислых палочек требуется поддержание активной кислотности на уровне 5,3-5,8 ед, рЕ

9. В соответствии с индивидуальными свойствами используемых культур разработаны технологии получения монозидовых бакконцентра-тов лейконсстскоз (Ей-Углич-Л) и рХаг&агшп (ВК-Углич-П), по-ливидозого лактококкового концентрата (ЕК-Углич-0), утверждена нормативно-техническая документация на их производство, Производство бакконцэнтратоз организовано на Угличской экспертштальной бпофабриюэ.

Ю. Разработано нескользи способов применения бактериальных концентратов "Е?.-Углич-С", "ЕК-Углич-П" а "ЕК-Углич-Л" при акра-' ботке тзердых сычужных сыров с низкой температурой второго кагре-зания: непосредственное внесение Сакйонцэнтрагов з смесь для выработки сыра, использование концентратов после кратковременной активизации в ¿шока в в виде закваски, приготовленной путей совестного культивирования в молоке микрофлоры. полизпдозого копцэнтрзта п одного из моновидовых концентргтсз.

11. Установлено, что пришнзнЕЭ бактериальных концентратов "ЕК-Углич-С", "ЕК-Углич-П", "ЕК-Углич-Д" способствует улучгэння органолептических "свойств сыра. Зф$зкт воздействия моновидовшг бактериальных концентратов на микробиологические процессы в сырах и их качество зависит от количества вносимой микрофлоры. Оптимальной концентрацией лейконостокоз является 100-300 тыс. к. о. е. /мл

смеси для выработки сыра, мезсфилькых молочнокислых палочек -50-150 тыс. к. о. е. /т.

Основные положения диссертации опубликованы в следузсзих работах:

1. Перфильев Г. Д., Рогов Г. Е Изучение влияния лактозы и лактата на развитие молочнокислых бактерий при производстве бактериальных препаратов для сыров // Актуальные проблемы переработки молока и производства молочных продуктов. - Еологда: Вологодский молочный институт, 1989. - С. 55. .

2. Об элементном составе молочнокислых бактерий / Г. Д. Шрфкльез, Л. И. Тетерева, Г. Н Рогов и др. // Актуальные проблемы переработки молока и производства молочных продуктов. - Еологда: Вологодский молочный институт, 1989. - С. 55.

3. Особенности развития молочнокислых бактерий в питательных средах на основе гидролизатов балка при накоплении биомассы для получения бактериальных препаратов для сыров / Г. Е Рогов, Г. Д. Перфильев, а к. Шэргин, Л. а Григорова // Сб. науч. тр. / ЕНИИМ). - Углич, 1989. -О*

-1. ПЪргнп Е А., Рогов Г. Е . Перфильев Г. Д. Разработка способа кратковременной активизации моновидовых бактериальных концентратов для производства сыров с низкой температурой второго нагревания // . Сб. науч. тр. / ЕНИШ2. - Углич, 1390. - С. 35-40.

5. -характер развития в .гшдких питательны? средах мезофильных молочнокислых палочек. вида I. р1£п1аиш, используемых при производстве сыров с низкой температурой второго нагревания / Г. Д. Шрфильев,

Г. Е Рогов, а А. Шэргик, Е.Н. Васильева // Сб. науч. тр. / ШШШ. - Углич, 1391, - С. 40-46. ■

6. Шергкн ЕА-, Рогоз Г. Е Новые бактериальные концентраты для

■ч,гу- ? гтп<л«тглтт«пм* м "1 с50г-> -.но п 0*3«. ос?