к.т.н. М.В. Каледина¹, к.т.н., доцент И.К. Куликова²

¹Белгородская ГСХА им. В.Я. Горина, Россия

²Северо-Кавказский Федеральный Университет, Россия

Изучение биотехнологических свойств лактитола

С точки зрения современной теории питания, разработка новых функциональных продуктов на базе традиционных кисломолочных является перспективным направлением. Внесение в продукт различных компонентов, так или иначе, влияет на развитие используемой традиционной и пробиотической микрофлоры. Поэтому, необходимо определить дозы и способы введения новых добавок к продукту так, чтобы оказать минимальное воздействие на протекание технологического процесса [1].

Поэтому целью исследований являлось изучение влияния потенциального пребиотика лактитола на жизнедеятельность лакто- и бифидобактерии, а также его влияние на биохимические процессы, протекающие при сквашивании молочного сырья, в частности процесс кислотообразования [2,3].

На первом этапе эксперимента было изучено влияние лактитола на процесс кислотообразования и характер протекания сбраживания при сквашивании молока молочнокислыми бактериями и заквасками смешанной микрофлоры. Образцы готовились по следующей схеме. В равное количество молоко до пастеризации добавляли лактитол в количестве 5, 10, 20 и 30% от массы. После пастеризации и охлаждения до температуры заквашивания во все образцы вносили 5% от массы заквасочной культуры. В качестве контрольного образца использовали молоко без добавления лактитола. Образцы термостатировались при соответствующих для каждого вида заквасок температурных режимах. В течение процесса сбраживания через установленные промежутки времени фиксировалась интенсивность процесса кислотообразования путем замера титруемой кислотности.

Установлено, что средняя скорость кислотообразования во всех образцах с содержанием лактитола 5 и 10% отличается незначительно и сравнима с контролем (рисунок 1). При концентрации лактитола 20% нарастание кислотности замедляется, при 30% процесс практически не идет.

1 – контроль, 2 – 5% лактитола, 3 – 10% лактитола, 4 – 20% лактитола, 5 –  30% лактитола

Рисунок 1 – Влияние концентрации лактитола на скорость кислотообразования при сбраживании молока лактобактериями, где ΔV – средняя скорость нарастания титруемой кислотности

Вероятно, что приостановление процесса сквашивания происходит за счет роста осмотического давления, вызванного большой концентрацией лактитола, что в свою очередь влияет на развитие лактобактерий.

При использовании кефирной закваски и закваски домашнего айрана динамика нарастание кислотности в образцах с концентрацией лактитола 20 и 30% более интенсивно, чем при аналогичных концентрациях добавки в монокультурах. Возможно, это происходит за счет участия в процессе сбраживания дрожжей, входящих в состав заквасок.

Данные, полученные с помощью высокочувствительного жидкостного хроматографа (ВЖХ), показали, что конечная концентрация молочной кислоты в образцах с 5 и 10% содержанием лактитола практически для всех видов заквасок одинакова и сравнима с контролем. Максимальное уменьшение концентрации молочной кислоты, около 50%, характерно при использовании Lactobacillus acidophilus, тогда как для Lactobacillus bulgaricus это значение составило менее 5%. Для образцов, сквашенных закваской домашнего айрана, после созревания характерно снижение концентрации молочной кислоты даже в образцах с минимальным содержанием лактитола. Содержание молочной кислоты в образцах с концентрацией лактитола 30% было меньше контрольных в среднем на 40 – 50% для всех видов заквасочных культур, кроме болгарской палочки и образцов кефирной закваски до и после созревания, для которых это значение составило 30, 32 и 36 % соответственно.

Микроскопирование образцов показало, что морфология клеток ацидофильной и болгарской палочки при внесении лактитола до 10% не изменялась. При высоких концентрациях лактита морфология клеток в обеих заквасочных культурах была изменена, палочки становились более тонкими и длинными. Морфология мезофильного лактококка оставалась неизменной при любых концентрациях вносимой добавки, в мазке характерно наличие кокков и диплококков. Для термофильной закваски при концентрации лактита до 20% было характерно наличие длинных цепочек кокков, тогда как при высоких концентрациях в мазке выявлено наличие только одиночных клеток.

Для определения возможного действия лактитола в качестве питательного субстрата для бифидобактерий проводили исследование влияния лактитола на рост и развитие адаптированных к промышленному использованию культур in vitro. Показано, что при добавлении пастеризованного раствора лактитола концентрацией 5, 10, 20 и 30% к питательной среде для бифидобактерий количество клеток бактерий после 24 часов культивирования для всех образцов, включая контроль, было на уровне 10⁶ КОЕ/мл. Изменений в морфологии клеток бифидобактерий было не выявлено. Таким образом, лактитол не оказывал влияние на выбранные штаммы культур.

На основании проведенных исследований можно предположить, что для производства ферментированных напитков оптимально использовать лактитол в пределах 10 % от массы молока. Данная концентрация позволит использовать традиционные режимы производства и хранения готовых продуктов. Для кисломолочных напитков с лактитолом рекомендуется использовать закваски, включающие болгарскую палочку, мезофильный лактококк, термофильный стрептококк или кефирную закваску.

Литература:

1. Коротченко Н.Ф. Исследование биохимических процессов при производстве кисломолочного продукта функционального назначения / Н.Ф. Коротченко, Н.А. Ребова, И.В. Хвойницкая //Сборник научных трудов Могилевского государственного университета – 2007. - № 3. – с. 21-22

2. Каледина М.В. Влияние лактитола на биохимическую активность лактобактерий/М.В. Каледина, Т.Р. Кирманова// Сборник международной студенческой научной конференции, Белгород - 2013.

3. Папина М.В. Влияние лактитола на сквашивание и антогонистическую активность молочнокислых микроорганизмов/ И.К. Куликова, И.А. Евдокимов, Л.Р. Алиева, А.С. Гришина// Молочная промышленность – 2010. №7. – с. 21-23