Исследование влияния культур-антагонистов на развитие технически-вредных микроорганизмов в процессе изготовления и последующего хранения ферментированных молочных продуктов

МОЛОЧНАЯ ПРОДУКЦИЯ В КАТАЛОГЕ MILKLIFE.RU

Закваски бактериальные для производства молочной продукции в каталоге MilkLife.ru

Защитные культуры для производства молочной продукции в каталоге MilkLife.ru

Введение

Молочнокислые бактерии синтезируют разнообразные биологически активные вещества: органические кислоты, этанол, углекислоту, ферменты, вещества с антибиотической активностью [1–4], что позволяет им проявлять выраженный антагонизм в отношении различных микроорганизмов, в том числе и патогенных. Такие штаммы можно использовать при изготовлении ферментированных молочных продуктов в качестве защитных культур. Защитные культуры представляют собой альтернативные биологические средства защиты кисломолочных продуктов и сыров от развития нежелательной микрофлоры [5]. Таким образом, цель исследования – оценка влияния культур-антагонистов на развитие технически-вредных микроорганизмов в процессе изготовления и последующего хранения ферментированных молочных продуктов (сметаны и творога). 

Материалы и методы исследований. 

Объектами исследований являлись культуры молочнокислых и пропионовокислых бактерий из Республиканской коллекции промышленных штаммов заквасочных культур и бактериофагов c подтвержденной антагонистической активностью к технически-вредным микроорганизмам [6, 7]: Lactococcus lactis subsp. lactis 487 M-A, Lactococcus lactis subsp. cremoris 2717 M-A Lactococcus lactis subsp. diacetylactis 2187 M-A, Lactobacillus fermentum 2650 TL-O, Lactobacillus gasseri 2648 TL-O, Lactobacillus sakei 2800 ML-O, Lactobacillus plantarum 2645 ML-О, Lactobacillus helveticus 1191 TL-AF, Propionobacterium freudenreichii 2017 MHO-K, сухие закваски лактококков для сметаны СМ-Мв и творога ТВ-М, закваска сухая концентрированная поливидовая «Оптима протект-5» (Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei, Lactobacillus rhamnosus, Propionibacterium freudenreichii). 

В исследованиях использованы культуры технически-вредных микроорганизмов (дрожжи Candida albicans, кишечная палочка E. coli Y5-3R16, плесневые грибы Fusarium oxysporum и Aspergillus niger). 

В лабораторных условиях изготовлены образцы сметаны и творога с добавлением культур, обладающих антагонистической активностью. Контаминация сырья технически-вредными микроорганизмами составляла 1·102 КОЕ/см3 . 

Микробиологический контроль полученных образцов сметаны на содержание технически-вредных микроорганизмов проводили на стадиях: 1 – образование сгустка (через 10 ч культивирования при 30°С), 2 – готовый продукт (через 20 ч хранения при 4±2°С), 3 – через 7 суток хранения при 4±2°С. 

Микробиологический контроль содержания технически-вредных микроорганизмов в образцах творога проводили на трех стадиях: 1 – после образования сгустка; 2 – после обработки сгустка (45°С, 1 ч) и отделения сыворотки (готовый творог), 3 – через 7 суток хранения готового творога при 4±2°С. 

Количество технически-вредных тест-культур определяли чашечным методом путем высева из соответствующих разведений на селективные среды. Закваски сухие концентрированные лактококков для сметаны и для творога вносили в сырье в соответствие с рекомендациями изготовителя. 

Результаты и их обсуждение. 

Результаты исследований влияния культур, обладающих антагонистической активностью, на содержание дрожжей Candida albicans, кишечной палочки E. coli Y5-3R16 и плесневого гриба Fusarium oxysporum в образцах сметаны представлены на рисунках 1, 2 и 3 соответственно. 

В образце сметаны, содержащем Propionibacterium freudenreichii 2017 MHO-K, количество дрожжей после образования сгустка составило 2,9·102 КОЕ/г (в 4,8 раз меньше, чем в контрольном образце) и продолжило снижаться в готовом продукте до 2,0·102 КОЕ/г (в 3,1 раза меньше чем в контрольном образце). Через 7 суток хранения, несмотря на зафиксированное увеличение содержания дрожжей до 6,5·104 КОЕ/г, их количество определено в 6,6 раз меньше, чем в контрольном образце. 

В образцах, содержащих культуры Lactobacillus sakei 2800 ML-O и Lactobacillus fermentum 2650 TL-O выявлено дрожжей в 4 раза меньше, чем в контрольном образце после ферментации сливок, в 10,5 и 3,4 раза, соответственно, при получении готового продукта, в 3,1 и 3,6 раза после 7 суток хранения готового продукта (рисунок 1). 

Исследования штамма Lactococcus lactis subsp. cremoris 2717 M-A в качестве культуры-антогониста показали его высокую антагонистическую активность. Добавление этой культуры в количестве 5·105 КОЕ/см3 достоверно снижало количество клеток Candida albicans: в 46,7, 62,0 и 107,5 раз по сравнению с контрольным образцом на всех стадиях эксперимента. Внесение меньших дозировок данного лактококка (1·105 КОЕ/см3 или 5·104 КОЕ/см3 ) оказались менее эффективны по отношению к Candida albicans (рисунок 1).

При изучении влияния культур-антагонистов на развитие в сметане кишечной палочки установлено, что в образцах, содержащих культуры Lactococcus lactis subsp. lactis 487 M-A, Lactococcus lactis subsp. diacetylactis 2187 M-A, Lactobacillus fermentum 2650 TL-O, Lactobacillus gasseri 2648 TL-O, Lactobacillus sakei 2800 ML-O в соответствии с пороговой чувствительностью метода определения E. coli содержание кишечной палочки снизилось до менее 10 КОЕ/г и оставалось таковым на всех исследованных стадиях технологического процесса производства и хранения сметаны (рисунок 2). 

В контрольном варианте, ферментированном только закваской лактококков также отмечено подавление развития кишечной палочки, однако снижение количества колониеобразующих единиц E. coli имело иной характер. При исследованиях контрольного образца регистрировали незначительное увеличение количества клеток E. coli Y5-3R16 в течение 10 ч сквашивания, с последующим отмиранием в процессе хранения в течение 7 суток до менее 10 КОЕ/г (рисунок 2). 

При исследованиях образцов с внесением в качестве культуры-антагониста закваски сухой концентрированной поливидовой «Оптима протект - 5» отмечено снижение содержания плесневых грибов до 6,0·101 КОЕ/г (рисунок 3) после образования сгустка. Однако после хранения количество Fusarium oxysporum имело тенденцию к увеличению и составило 6,5·101 КОЕ/г (в готовом продукте) и 2,0·102 КОЕ/г (через 7 суток хранения) что в 1,8 и 12,5 раз меньше по сравнению с выявленным в контрольном образце. 

В образце сметаны с добавлением культуры Propionobacterium freudenreichii 2017 MHO-K (в количестве 1·105 КОЕ/см3 ) количество плесневых грибов снижалось до 9,5·101 КОЕ/г (на стадии образования сгустка) и 1,0·101 КОЕ/г (в готовом продукте) и незначительно увеличилось (рисунок 3) после хранения в течении 7 суток (до 1,8·101 КОЕ/г, что в 138,9 раз меньше, чем в контрольном образце).

Для оценки влияния культур – антагонистов на развитие технически-вредной микрофлоры использовали результаты, полученные на основных стадиях технологического процесса его производства: получение сгустка, после обработки сгустка и отделения сыворотки, а также после хранения готового продукта в течение 7 суток в условиях холодильника. Результаты микробиологических исследований на содержание технически-вредных микроорганизмов в экспериментальных образцах при получении творога представлены на рисунках 4, 5, 6. 

Установлено, что на разных стадиях моделирования процесса производства и хранения творога в лабораторных условиях при использовании в качестве культурантагонистов штаммов Lactobacillus sakei 2800 ML-O и Lactobacillus plantarum 2645 ML-О содержание кишечной палочки снизилось до менее 10 КОЕ/г и оставалось таковым на всех исследованных стадиях и не отличалось от контрольного образца (рисунок 4).

Изучение изменения количества дрожжей Candida albicans при моделировании процесса производства и хранения творога при использовании культур-антагонистов, показало, что в исследованных образцах с добавлением штаммов Lactobacillus fermentum 2650 TL-O и Lactobacillus sakei 2800 ML-O количество клеток дрожжей снизилось до менее 0,8·101 КОЕ/г и 1·101 КОЕ/г на стадии образования сгустка и оставалось таковым после обработки сгустка и получения готового продукта, однако на стадии хранения продукта в течении 7 суток наблюдали тенденцию к увеличению до 7,6·103 КОЕ/г и 2,7 103 КОЕ/г, что в 16 и 4 раза меньше чем в контрольном образце (рисунок 5). 

Изучение влияния культуры Lactobacillus helveticus 1191 TL-AF на разных стадиях технологического процесса показало, что на стадии образования сгустка количество дрожжей составляло 2,9·101 КОЕ/г (в 1,9 раза больше чем в контрольном образце), в готовом продукте – снизилось до менее 10 КОЕ/г. После 7 суток хранения отмечен рост количества дрожжей в данном образце до 5,2·103 КОЕ/г, что в 23 раза меньше чем в контрольном образце (рисунок 5). 

При изучении влияния на развитие дрожжей культуры Propionobacterium freudenreichii 2017 MHO-K в исследованных образцах выявлено незначительное отклонение содержания дрожжей от такового в контрольном образце на всех исследованных стадиях (рисунок 5). 

Оценка влияния культур-антагонистов на Aspergillus niger в процессе изготовления творога показала, что в образцах, содержащих Lactobacillus plantarum 1190 ML-AF и Lactococcus lactis subsp. cremoris 2717 М-А количество плесневых грибов снизилось до 4,4·101 КОЕ/г и 7,2·101 КОЕ/г (рисунок 6) на стадии образования сгустка и продолжило снижаться до 10 КОЕ/г на последующих стадиях при моделировании технологического процесса изготовления и хранения творога. 

Заключение. 

В результате проведенного исследования установлено, что штаммы молочнокислых и пропионовокислых бактерий: Lactococcus lactis subsp. lactis 487 M-A, Lactococcus lactis subsp. cremoris 2717 M-A Lactococcus lactis subsp. diacetylactis 2187 M-A, Lactobacillus fermentum 2650 TL-O, Lactobacillus gasseri 2648 TL-O, Lactobacillus sakei 2800 ML-O, Lactobacillus plantarum 2645 ML-О, Lactobacillus helveticus 1191 TL-AF, Propionobacterium freudenreichii 2017 MHO-K проявляют свои антагонистические свойства к технически вредным микроорганизмам и в различной степени подавляют их развитие в молочном сырье в условиях, приближенных к этапам технологических процессов изготовления и хранения сметаны и творога. Антагонистическая активность заквасочных культур является штаммоспецифичной характеристикой, а также зависит от начальной дозы внесения культуры-антагониста и может проявляться на разных стадиях технологического процесса.

Источник: Актуальные вопросы переработки мясного и молочного сырья. – 2024. – №. 17. – С. 122-128.