Молочнокислі бактерії для йогурту

Реферат: Винахід належить до штаму молочнокислих бактерій Lactobacillus bulgaricus DSM 23590, які дозволяють одержати ферментовані цим штамом продукти з текстурою, що має високу стійкість UA 112413 C2 (12) UA 112413 C2 до механічного зсуву. Винахід також належить до способу одержання ферментованого молочного продукту, що містить заявлений штам. UA 112413 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ГАЛУЗЬ ТЕХНІКИ Даний винахід стосується способу одержання штаму молочнокислих бактерій, які дозволяють одержати ферментовані цим штамом продукти з текстурою, що має стійкість до високого зусилля зсуву при механічній обробці, і бактеріальним штамам, одержаним цим способом. Також даний винахід стосується застосування таких штамів для одержання ферментованого молочного продукту і ферментованого молочного продукту, такого як питний йогурт або йогурт з непорушеним згустком зі стійкістю до високого зусилля зсуву при механічній обробці. РІВЕНЬ ТЕХНІКИ У харчовій промисловості використовують множину бактерій, зокрема, лактобактерії (LAB), для поліпшення смаку і текстури харчових продуктів, а також для продовження терміну придатності цих харчових продуктів. У молочній промисловості лактобактерії інтенсивно використовують для скисання молока (ферментації), а також для текстурування продукту, в який вони внесені. Серед лактобактерій, що використовуються в харчовій промисловості, можуть бути вказані роду Streptococcus, Lactococcus, Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus і Bifidobacterium. Лактобактерії видів Streptococcus thermophilus широко використовують окремо або в комбінації з іншими бактеріями для одержання харчових продуктів, зокрема, ферментованих продуктів. Зокрема, їх використовують для одержання ферментів, що використовуються для одержання ферментованого молока, наприклад йогурту. Деякі з них грають домінуючу роль в розвитку текстури ферментованого продукту. Ця характеристика тісно пов'язана з продукуванням полісахаридів. Ферментовані молочні напої, такі як питний йогурт, до великого і зростаючого сегмента ринку і часто служать основою для функціональних інгредієнтів, таких як пре- і пробіотики. Існують відмінності між проблемами, пов'язаними з текстурою, у йогурту з порушеним згустком і ферментованого молочного напою. Часто після ферментації ферментовані молочні напої піддають зсувній обробці для руйнування білкової сітки для надання гладкості, гомогенності і питкості продуктам. Однак цей процес здійснює дуже великий негативний вплив на відчуття у роті ферментованого молочного напою. Цей баланс між гладкістю і гомогенністю, з одного боку, працює проти відчуття у роті при споживанні, з іншого боку, робить важким одержання оптимального органолептичного профілю. У WO 2008/092458 описується питний йогурт з співвідношенням казеїн: сироватковий білок від 4:96 до 12:88 (маса/маса), який може бути одержаний без утворення згустку після ферментації. При відсутності утворення згустку відсутня необхідність в гомогенізації для руйнування казеїнового згустку. Представлені в цей час на ринку культури молочнокислих бактерій звичайно не дозволяють одержати в'язкість, стійку до зсувної обробки. Як наслідок, часто в ферментовані молочні напої додають загусники, такі як наприклад, крохмаль, для поліпшення відчуття у роті при споживанні. Альтернативно, прийнятний рівень відчуття у роті може бути одержаний при використанні повністю жирних молочних основ, але у вигляді загальної тенденції до бажаності продуктів зниженої жирності і з "чистою етикеткою", тобто без додавання стабілізуючих агентів, потрібні альтернативні рішення. Як наслідок, потрібні бактеріальні культури для одержання ферментованих молочних напоїв зниженої жирності, що замінюють дію крохмалю. Такі культури повинні забезпечувати стійку до зсуву текстуру, яка може бути піддана зсувній обробці (наприклад, аж до 7 бар протитиску), але при цьому зберігає задане відчуття у роті в комбінації з гладкою і гомогенною текстурою. В останні роки на ринок вийшла множина молочних продуктів з низьким вмістом жиру і знежирених, наприклад йогурт неперемішаного типу. Однак зниження вмісту жиру надає дуже сильний вплив на органолептичні і фізичні властивості йогурту. Одним з сильно страждаючих від цього факторів є властивості текстури. Через послаблення гелю, викликане зниженням вмісту загальних сухих речовин, рідка фаза відділяється і створює шар на поверхні йогурту. Це називається синерезисом і розглядається, як дефект продукту. Для зменшення синерезису можуть бути прийняті різні заходи, такі як підвищення вмісту загальних сухих речовин додаванням більшої кількості білка і/або додаванням загусників, таких як крохмаль і желатин. Однак ці рішення достатньо дорогі і не дозволяють використовувати "чисту етикетку". Отже, зниження синерезису, викликане бактеріальною культурою, може бути оптимальним і дуже бажаним. Отже, продовжує існувати необхідність в способі одержання додаткових молочнокислих бактерій, які дозволяють одержати поліпшену стабільність, яка може бути визначена як знижена седиментація питного йогурту і знижений синерезис у неперемішаного йогурту. Такі молочнокислі бактерії можуть бути використані для одержання ферментованих молочних 1 UA 112413 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 продуктів, таких як йогурт, зокрема, молочні продукти з низьким вмістом жиру або знежирені із зниженим додаванням або без додавання загусників, таких як крохмаль і пектин. СУТЬ ВИНАХОДУ Задача даного винаходу полягає в створенні способу одержання молочнокислих бактерій, що забезпечує значно підвищену стійкість до механічного зусилля зсуву і поліпшену стабільність продуктів, ферментованих цим штамом. Інший об'єкт даного винаходу стосується таких молочнокислим бактерій, які дозволяють одержати підвищену стійкість до механічного зусилля зсуву і поліпшену стабільність, дозволяючи замінити загусники, такі як крохмаль і пектин, зберігаючи при цьому задане відчуття у роті в комбінації із заданою гладкістю і текстурними властивостями. Отже, об'єкт даного винаходу стосується способів одержання ферментованих молочних продуктів із зниженими седиментацією і синерезисом і поліпшеною гладкістю. Додаткові об'єкти стануть зрозумілими з подальшого опису і будуть очевидні фахівцеві в галузі техніки, якої стосується даний винахід. Автори даного винаходу провели широкомасштабний скринінг і дослідження для досягнення вказаних вище об'єктів, і об'єкти досягаються, виходячи з першого аспекту-способу одержання штаму молочнокислих бактерій, які дозволяють одержати підвищену стійкість до механічної зсувної обробки, що включає: a) термообробку знежиреної молочної основи (0,1 % жиру, 3,2 % білка) при придатних умовах, таких як при температурі 90 °C протягом 20 хвилин; b) охолоджування молока до температури від 40 °C до 43 °C; 6 6 c) інокулювання молока від 0,01 % до 0,03 % F-DVS (від ~110 КУО/г до ~310 КУО/г) вказаних молочнокислих бактерій; d) ферментування молока вказаним штамом молочнокислих бактерій при температурі від 40 °C до 43 °C до pH 4,55; e) постобробку ферментованого молока, одержаного на стадії d), в пристрої для постобробки, що включає пластинчатий теплообмінник і клапан протитиску, де пластинчатий теплообмінник виконаний для охолоджування йогурту, що проходить через систему пластинчатий теплообмінник/клапан протитиску до 25 °C за менше ніж 10 секунд, і клапан протитиску регулюють для забезпечення протитиску 7 бар, де ферментоване молоко пропускають через систему пластинчатий теплообмінник/клапан протитиску за менше ніж 10 секунд, охолоджуючи, таким чином, йогурт до 25 °C; f) вимірювання тиску зсування після постобробки; і g) вибір вказаного штаму молочнокислих бактерій, якщо тиск зсуву після обробки при протитиску 7 бар становить щонайменше близько 12 Па. У другому аспекті даний винахід стосується штаму молочнокислих бактерій, одержаного способом по першому аспекту даного винаходу, нарівні з біологічно чистими культурами і фракціями культур, що містять бактеріальний штам. Зокрема, автори даного винаходу ідентифікували штам Lactobacillus bulgaricus PIM-1966 і штам Streptococcus thermophilus CHCC-11977 з одержанням в результаті стійкості до високого зусилля зсуву і поліпшеної стабільності. Текстура з стійкістю до високого зусилля зсуву дозволяє одержати питні йогурти з привабливою високою в'язкістю навіть після процесу постобробки. Поліпшена стабільність може бути визначена як знижена седиментація питного йогурту і знижений синерезис у йогурту з непорушеним згустком. Іншою перевагою цих штамів є те, що вони можуть бути використані як відправні точки для одержання мутованих штамів, які дозволяють одержати навіть ще вищу стійкість до зсувної обробки. Мутанти і варіанти штаму Lactobacillus bulgaricus PIM-1966 і Streptococcus thermophilus CHCC-11977, які дозволяють одержати навіть ще вищу стійкість до механічної зсувної обробки, також є частиною даного винаходу. Отже, в третьому аспекті даний винахід стосується нового штаму молочнокислих бактерій, вибраного з групи, що складається з штаму Lactobacillus bulgaricus PIM-1966 з депозитарним номером DSM 23590 і штаму Streptococcus thermophilus CHCC-11977 з депозитарним номером DSM 22935, і мутантів і варіантів цих штамів, які дозволяють одержати навіть ще вищу стійкість до механічної зсувної обробки. У четвертому аспекті даний винахід стосується способу одержання ферментованого молочного продукту, що включає: a) інокулювання молока штамом молочнокислих бактерій по другому або третьому аспекту даного винаходу, або його мутантом або варіантом; b) ферментування вказаного молока штамом молочнокислих бактерій при сприятливих умовах; 2 UA 112413 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 c) якщо потрібно, додавання додаткових мікроорганізмів і/або добавок у вказане молоко; d) якщо потрібно, постобробку вказаного молока; і e) якщо потрібно, розфасування ферментованого молочного продукту. У п'ятому аспекті даний винахід стосується ферментованого молочного продукту, одержаного способом за четвертим аспектом даного винаходу. У шостому аспекті даний винахід стосується ферментованого молочного продукту, що включає щонайменше один штам молочнокислих бактерій, вибраний з групи, що складається з штаму Lactobacillus bulgaricus PIM-1966 з депозитарним номером DSM 23590 і штаму Streptococcus thermophilus CHCC-11977 з депозитарним номером DSM 22935, і мутантів і варіантів цих штамів. У сьомому аспекті даний винахід стосується молочнокислої закваски, що містить кисломолочні бактерії по другому або третьому аспекту даного винаходу. КОРОТКИЙ ОПИС ГРАФІКІВ Фіг. 1 - графік тиску зсування як функція постобробки протитиском для 5 LAB штамів. Фіг. 2 - графік седиментації як функція постобробки для питного йогурту, одержаного при використанні 4 різних LAB штамів. Седиментацію вимірюють після 21 дня зберігання. Фіг. 3 - графік тиску зсування як функція постобробки протитиском для 5 штамів Streptococcus thermophilus. Фіг. 4 - графік тиску зсуву як функція постобробки протитиском для 5 штамів Lactobacillus bulgaricus. ДОКЛАДНИЙ ОПИС ВИЗНАЧЕННЯ Використовуваний термін "молочнокислі бактерії" в даному описі стосується грампозитивних мікроаерофільних або анаеробних бактерій, які ферментують цукор з продукуванням кислот, включаючи молочну кислоту як основну продуковану кислоту, оцтову кислоту і пропіонову кислоту. Найбільш використовувані в промисловому виробництві бактерії стосуються сімейства "Lactobacillales", яке включає Lactococcus spp., Streptococcus spp., Lactobacillus spp., Leuconostoc spp., Pseudoleuconostoc spp., Pediococcus spp., Brevibacterium spp., Enterococcus spp. і Propionibacterium spp. Додатково, бактерії, які продукують молочну кислоту, належать до групи облігатних анаеробних бактерій, біфідобактерії, тобто, Bifidobacterium spp. звичайно включають в групу молочнокислих бактерій. Їх часто використовують як харчові культури самі по собі або в комбінації з іншими молочнокислими бактеріями. Молочнокислі бактерії включають бактерії видів Lactobacillus sp. і Streptococcus thermophilus, які звичайно використовують при виробництві молочних продуктів у вигляді, як заморожених, так і ліофільних культур для вирощування виробничої закваски, або так званих "глибоко заморожених культур прямого висівання" (F-DVS), призначених для безпосередньої інокуляції в ферментер або бродильний чан для одержання молочного продукту, такого як продукт з ферментованого молока. Такі культури звичайно вказуються як "заквашувані культури" або "закваски". Використовуваний в даному описі термін "молоко" включає в об'єм поняття секрет молочних залоз, одержаний доїнням ссавців, таких як корови, вівці, кози, буйволиці або верблюдиці. У переважному варіанті винаходу молоко являє собою молоко корови. Термін молоко також включає в об'єм поняття розчини білок/жир, одержані з рослинних матеріалів, наприклад, соєве молоко. Використовуваний в даному описі термін "молочний субстрат" може представляти будь-яке сире і/або молоко, яке пройшло технологічну обробку, яке може бути ферментоване способом за даним винаходом. Отже, використовуваний молочний субстрат включає без обмеження розчини/суспензії будь-якого молока або молочних продуктів, що включає білок, таких як цільне молоко або молоко з низьким вмістом жиру, знежирене молоко, пахта, відновлене сухе молоко, концентроване молоко, сухе молоко, сироватка, пермеат сироватки, лактоза, маткова рідина після кристалізації лактози, концентрат сироваткового білка або вершків. Очевидно, що молочний субстрат може бути одержаний від будь-якого ссавця, наприклад, він може представляти по суті чисте молоко ссавців або відновлене сухе молоко. Перед ферментацією молочний субстрат може бути гомогенізований і пастеризований згідно зі способами по попередньому рівню техніки. Використовуваний в даному описі термін "гомогенізація" стосується інтенсивного перемішування з одержанням суспензії або емульсії. У випадку, коли гомогенізацію проводять перед ферментацією, вона може бути проведена, таким чином, щоб зменшити розмір молочного жиру, таким чином, щоб він більше не відділявся від молока. Це може бути досягнуто проштовхуванням молока під тиском через маленькі отвори. 3 UA 112413 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Використовуваний в даному описі термін "пастеризація" стосується обробки молочного субстрат для зниження або видалення живих організмів, таких як мікроорганізми. Переважно пастеризація досягається шляхом підтримування певної температури протягом певного періоду часу. Певна температура звичайно досягається нагріванням. Температура і тривалість можуть бути вибрані таким чином, щоб вбивати або інактивувати певні бактерії, такі як шкідливі бактерії. Потім може йти стадія швидкого охолоджування. Використовуваний в даному описі термін "ферментація" стосується перетворення вуглеводів в спирти або кислоти при впливі мікроорганізмів (таких як молочнокислі бактерії, наприклад, види Lactobacillus sp. і Streptococcus thermophilus). Переважно ферментація в способах за даним винаходом включає перетворення лактози в молочну кислоту. Процес ферментації, використовуваний для одержання продуктів з ферментованого молока, добре відомий, і фахівець в галузі техніки, якої стосується даний винахід, добре знає, як вибрати придатні технологічні умови, такі як температура, кисень, додавання вуглеводів, кількість і характеристики мікроорганізму(ів) і час обробки. Очевидно, що умови ферментації вибирають, таким чином, щоб сприяти досягненню даного винаходу, тобто, одержанню продукту з ферментованого молока в твердій або рідкій формі (ферментований молочний продукт). Використовуваний в даному описі термін "продукт з порушеним згустком", зокрема, стосується продукту з ферментованого молока, який піддають механічній обробці після ферментації, з одержанням в результаті зруйнованого і зрідженого згустку, одержаного на стадії ферментації. Звичайно, механічну обробку без обмеження проводять перемішуванням, перекачуванням, фільтрацією або гомогенізацією гелю або змішуванням з іншими інгредієнтами. Продукти з порушеним згустком звичайно без обмеження мають вміст сухих знежирених речовин молока від 9 до 15 %. Використовуваний в даному описі термін "продукт з непорушеним згустком" включає в об'єм поняття продукт на основі молока, інокульований заквашуваною культурою, наприклад, стартовою культурою, і упакований після стадії інокуляції з подальшою ферментацією в упаковці. Використовуваний в даному описі термін "питний продукт" включає в об'єм поняття напої, такі як "питний йогурт" і аналогічне їм. Використовуваний в даному описі термін "питний продукт" включає напої, такі як "питний йогурт" і аналогічне їм. Використовуваний в даному описі термін "питний йогурт" звичайно включає молочний продукт, одержаний ферментацією комбінацією видів Lactobacillus і Streptococcus thermophilus. Звичайно, питний йогурт має вміст знежирених сухих речовин молока 8 % або більше. Додатково кількість культури живих бактерій в питних йогуртах 6 звичайно становить щонайменше 10 колонієутворювальних одиниць (КУО) на мл. Використовуваний в даному описі термін "механічна постобробка" стосується обробки, що проводиться в пристрої для постобробки, що представляє пластинчатий теплообмінник і клапан протитиску. Йогурт проходить через систему пластинчатий теплообмінник/клапан протитиску протягом