Сельское хозяйство/4. Технологии хранения и переработки сельскохозяйственной продукции.

К.т.н. Короткая Е.В.

Кемеровский технологический институт пищевой промышленности, Россия

Влияние замораживания на свойства бактериальных заквасок, содержащих L.acidophilus и L.bulgaricus

Бактериальная закваска играет определяющую роль в производстве кисломолочных продуктов. Качество бактериальной закваски, в свою очередь, зависит от применяемой для ее производства технологии, а также от тщательной селекции, сохранения и последующего культивирования микрофлоры закваски. Чтобы иметь постоянный запас микроорганизмов для приготовления производственной закваски, необходимо тщательно сохранять исходные (стартерные) культуры. Эффективным способом хранения бактериальных заквасок является замораживание.

Целью данной работы являлось исследование влияния замораживания на свойства бактериальных заквасок, содержащих промышленно-ценные штаммы L.bulgaricus и L.acidophilus.

Для получения лабораторных заквасок были использованы лиофилизированные бактериальные заквасочные культуры производства ООО «Барнаульская биофабрика»: L.bulgaricus (БПВ – болгарская палочка вязкая, БПНВ – болгарская палочка не вязкая); L.acidophilus (АПВ – ацидофильная палочка вязкая, АПНВ – ацидофильная палочка не вязкая).

Приготовление лабораторной закваски осуществляли в стерильных условиях в боксе БАВ-ПЦР - «Ламинар-С». Полученные лабораторные закваски имеют белый, нежный и ровный сгусток с небольшим отделением сыворотки, кисломолочные сгустки легко разбиваются и при перемешивании приобретают однородную консистенцию. Все полученные закваски обладают приятным ароматом, имеют кисломолочный вкус, без посторонних привкусов, запахов. Патогенная микрофлора в полученных лабораторных заквасках отсутствует. Количество молочнокислых микроорганизмов (КОЕ/см³) в полученных заквасках: АПВ – 1,1 · 10⁹; БПВ – 6,0 · 10⁹; АПНВ – 2,5 · 10⁹; БПНВ – 3,0 · 10⁹.

Свежеприготовленные закваски в стерильных условиях разливали в стерильные пробирки объемом 10 мл и далее замораживали при температурных режимах: -45, -25 и -10° С на воздухе и в хладоносителе (этанол). Замороженные закваски исследовали по микробиологическим и физико-химическим показателям.

Зависимость количества молочнокислых микроорганизмов от способов замораживания лабораторных заквасок представлена в табл. 1.

Таблица 1.

Количество микроорганизмов в заквасках после замораживания

Бактериальная закваска	Количество микроорганизмов, КОЕ/см^3 · 10^–9
	t = -10°C		t = -25°		t = -45°C
	воздух	этанол	воздух	этанол	воздух	этанол
АПВ	0,45	0,50	0,81	0,90	0,90	1,0
АПНВ	1,10	1,20	1,30	2,00	2,00	2,50
БПВ	2,19	3,00	4,50	4,60	5,21	6,00
БПНВ	1,10	1,20	1,90	2,00	2,50	2,70

Температура и скорость замораживания способны в значительной степени повлиять на выживаемость микроорганизмов [1, 2]. Наилучшая выживаемость микроорганизмов отмечена в заквасках, замороженных в хладоносителе при -45° C (90 – 100 %). Выживаемость микроорганизмов в заквасках, замороженных на воздухе при -45° C была несколько ниже 80 - 87 %. Количество микроорганизмов в заквасках, замороженных при -25° C составило 52 – 82 % от исходного в зависимости от режима замораживания. Наименьшая выживаемость микроорганизмов отмечена в заквасках, замороженных при температуре -10° C.

Высокую выживаемость микроорганизмов, замороженных в среде хладоносителя можно объяснить значительно более высокой эффективностью теплообмена при замораживании заквасок в жидком хладоносителе по сравнению с воздушной средой. Следовательно, скорость кристаллизации влаги будет на порядок выше при замораживании заквасок в хладоносителе. При таких условиях замораживания сведены к минимуму деструктивные факторы, сопровождающие кристаллизацию влаги в клетках и межклеточном пространстве, которые являются причиной гибели большого числа микроорганизмов закваски.

Высокая выживаемость молочнокислых микроорганизмов после замораживания не является гарантией сохранения полноты их свойств и жизнеспособности. О функциональной активности бактерий изучаемых заквасок (АПВ, АПНВ, БПВ, БПНВ) судили по интенсивности кислотообразования. Динамика роста молочнокислых микроорганизмов L.acidophilus, бактериальных заквасок АПВ и АПНВ, замороженных в среде хладоносителя при -45° C после размораживания представлена на рис. 1.

Рис. 1. Динамика роста молочнокислых микроорганизмов в процессе сквашивания молока заквасками: ♦– АПНВ;■ – АПВ

Полученные данные свидетельствуют о высокой биохимической активности заквасок после размораживания.

Процесс замораживания в значительной степени влияет на уменьшение относительной вязкости заквасок. В зависимости от вида заквасочной культуры и способа замораживания относительная вязкость бактериальных заквасок уменьшается в 1,5 – 6 раз. Наибольшее уменьшение относительной вязкости в 6 раз отмечено для БПВ замороженной в воздушной среде при -10° C, а наименьшее снижение относительной вязкости отмечено для АПНВ замороженной в хладоносителе при -45° C. Значительное снижение относительной вязкости бактериальных заквасок, замороженных при -10° C можно объяснить тем, что при медленном замораживании происходит образование крупных кристаллов льда вне клеток, при этом изменяется первоначальное соотношение объемов межклеточного и внутриклеточного пространства за счет перераспределения влаги и фазового перехода воды. При внеклеточном льдообразовании разрастание кристаллов льда в межклетниках вызывают уменьшение размеров клетки, что приводит к сжатию и образованию складок в оболочке, в результате чего происходит механическое повреждение протоплазмы [1-3]. Нарушение структуры замораживаемого объекта приводит к резкому уменьшению его вязкости.

Анализ полученных данных позволяет сделать вывод, что температурный режим от -25° С до -45° С является наиболее оптимальным для замораживания и хранения заквасок термофильных молочнокислых бактерий L.bulgaricus и L.acidophilus.

Список литературы

1. Холодовой стресс и биологические системы / Под ред. А.А. Цуцаевой. – Киев: Наук. думка, 1991. – 176 с.

2. Сотченко О.Г. Разработка научно-технических принципов криозамораживания молочнокислых микроорганизмов / Сотченко О.Г., Даник С.В. // ВЕСЦІ НАЦ. АКАД. НАВУК БЕЛАРУСІ – 2005. - № 5.

3. Рахуба Д.В. Криоконсервация пробиотических микроорганизмов: научные основы практического использования / Рахуба Д.В., Новик Г.И. // Микробные биотехнологии: фундаментальные и прикладные аспекты: сб. науч. работ Институт микробиологии НАН Беларуси. – Вып.1. – Минск: Изд. И.П. Логинов, 2007. – С. 268-276.