CC BY
248
УДК 663.674
И.А. Евдокимов, И.К. Куликова, В.Д. Эрешова
ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НИЗКОЛАКТОЗНОГО МОРОЖЕНОГО
В данной статье рассматривается получение нового функционального продукта - закаленного низколак-тозного мороженого - с помощью ферментативного гидролиза лактозы. Изучено влияние ферментативного гидролиза лактозы в смесях мороженого на изменение микробиологических показателей и качество готового продукта. Исследовано влияние ферментативной обработки на безопасностьзакаленного низколактозного мороженого. Рассмотрено влияние ферментного препарата Р-галактозидазы на физико-химические, органолептические и структурные свойства готового продукта.Приведеныданные о хранимоспособностизакаленного низко-лактозного мороженого.
Мороженое, ферментативный гидролиз, микробиологическая безопасность.
Введение
В настоящее время проблема лактазной недостаточности, которойстрадает практически половина взрослого населения земного шара, является одной из наиболее распространенных. Из-за недостаточности фермента лактазы в кишечнике пищеварительная система таких людей не в состоянии усваивать лактозу. В результате происходит ферментация лактозы в толстом кишечнике, что приводит к образованию газообразного водорода и метана. Нарушается общая работа кишечника и сокращается поступление важных для организма веществ, а также повышается восприимчивость к паразитарным инфекциям, росту дрожжей и бактерий [1].
Люди, страдающие лактазной недостаточностью, вынуждены либо исключать из рациона питания традиционные молочные продукты, в том числе и мороженое, либо принимать препараты лактазы постоянно. Специально для этой группы потребителей разрабатываются профилактические низколактозные и безлактозные молочные продукты.
Основное назначение низколактозных продуктов -удовлетворение потребности в молочных продуктах людей, испытывающих физиологические недомогания при их приеме в обычном виде из-за интолерантности к компонентам и фракциям составных частей молока.
В настоящее время уже существует довольно много продуктов с пониженным содержанием лактозы: молоко, фруктовый йогурт, сбитые сливки, сливочное масло, натуральный творог, сливки, сметана, домашний сыр, простокваша, сыры, мягкое мороженое, йогурты и фруктово-молочные напитки. Помимо традиционных продуктов разработан ряд продуктов для кормления детей с лактазной недостаточностью [1].
Мороженое - это десерт, рецептуры и технологические особенности производства которого постоянно совершенствуются. В последние годы большое внимание уделяется созданию мороженого с функциональными свойствами, обеспечивающими решение различных проблем в области здоровья. Например, для получения мороженого с функциональными свойствами и пониженной калорийностью разработчиками предложено вместо рафинированного сахара и воды вносить гидро-
лизованный молочно-растительный экстракт якона [2]. Другим примером может служить способ производства мягкого мороженого, который включает смешивание компонентов: молока обезжиренного, сыворотки сухой деминерализованной, сахара, стабилизаторов, ферментав-галактозидазы, красителей и ароматизаторов и воды. Затем проводят гидролиз лактозы до 50 %, после чего вносят жир. Далее осуществляют пастеризацию, гомогенизацию, фризерование и закаливание [3].
Исследования в области получения закаленного низколактозного мороженого при использовании традиционных молочных компонентов (молока цельного, молока обезжиренного, сливок), входящих в состав рецептур мороженого, гидролизованных дрожжевой лактазой для получения низколактозного продукта, который обладает лечебно-профилактическим действием, хорошими физико-химическими и органолептическими свойствами, ранее не проводились.
С учетом общих тенденций в питании, отсутствия на отечественном рынке закаленного низколактозно-го мороженого разработка технологии указанного продукта является актуальной.
Изученный нами процесс гидролиза лактозы в смесях для мороженого с помощью фермента в-галактозидазы [4,5] позволил разработать технологию получения низколактозного мороженого, которая включает приготовление смеси мороженого (содержащей жидкие и сухие молочные компоненты, стабилизатор, сахар, воду), еефильтрацию, пастеризацию, гомогенизацию, охлаждение до температуры ферментации, ферментацию, охлаждение и созревание смеси, фризерование, фасование и закаливание.
Так как мороженое является готовым продуктом массового потребления, имеющим продолжительный срок годности, к его производству и качеству, особенно по микробиологическим показателям, предъявляют строгие требования [6].
Поскольку за последние годы тенденция передачи через пищу инфекционных заболеваний значительно возросла, все чаще регистрируются эпидемические вспышки, которые связаны с употреблением молочных продуктов, в том числе и мороженого [7]. Поэтому нами было изучено влияние ферментативного гидролиза
лактозы в смесях для мороженого на микробиологические показатели и качество готового продукта.
Объекты и методы исследования
Объектами исследования послужили смеси для мороженого и образцы готового мороженого. Для приготовления образцов использовалось молоко по ГОСТ Р 52090-2003, сливки по ГОСТ Р 52091-2003, молоко сухое обезжиренное по ГОСТ Р 10970-87, сахар по ГОСТ 22-94, ванилин по ГОСТ 2874-82, вода по ГОСТ 16599-71.
Рецептура приготовления смесей для мороженого представлена в табл. 1.
Таблица 1
Рецептура молочного мороженого на І т без учета потерь
Наименование Количество, кг
Молоко (МДЖ=3,2%) 500,0
Сливки (МДЖ=20%; СОМО=6,4%; МДСВ=26,4%) 170,0
Молоко сухое обезжиренное (СОМО=95%) 55,0
Сахар 115,0
Кремодан 408 5,0
Ванилин 0,1
Вода 154,9
Ферментный препарат в-галактозидаза 0,4
Отбор и подготовку проб для микробиологического анализа проводили по ГОСТ 26668-85 в количестве 1 г смеси для каждого образца. В каждой пробе был определен количественный учет мезофиль-ных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ), выявлено наличие бактерий группы кишечной палочки (БГКП).
Для количественного учета мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов в исследуемых объектах использовали метод количественного высева изучаемого материала на плотные питательные среды (МПА - мясопептонный агар) в чашки Петри с термостатированием в течение трех суток при температуре 30 °С и последующим подсчетом выросших колоний. Результаты исследования занесены в табл. 2.
Учет содержания в исследованных объектах бактерий группы кишечной палочки осуществляли посевом в жидкую среду Кесслер со стеклянным поплавком и термостатированием в течение суток при температуре 37°С (см. табл. 2).
С целью определения микробиологической безопасности низколактозной смеси для мороженого в процессе ферментативного гидролиза лактозы ферментом в-галактозидазы отбор образцов проводился каждые два часа (см. табл. 2).
По нормативным документам в смеси для мороженого после пастеризации общее количество бактерий не должно превышать 1 тыс. клеток в 1 см3, а бактерии группы кишечных палочек не должны обнаруживаться в 0,01 г.
В готовом продукте обычно определяют общую бактериальную обсемененность, содержание БГКП, Staphylo^^^am'eus, а при необходимости - наличие патогенных микробов. Общая обсемененность должна составлять не более 100 тыс. клеток в 1 г, присутствие БГКП не допускается в 0,01-0,1 г.
При проведении экспериментальных исследований для определения микробиологических показателей низколактозного мороженого применялись стандартные методы:
• отбор проб для микробиологического анализа по ГОСТ 26668-85;
• подготовка проб для микробиологического анализа по ГОСТ 26669-85;
• количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов по ГОСТ 10444.15-94;
• количество бактерий группы кишечной палочки по ГОСТ 30729-2001 (ГОСТ Р 50474-93);
• определение Staphylococc^ame^™ ГОСТ 30347-97; ’
• определение массовой доли сухих веществ рефрактометрическим методом по ГОСТ 8764;
• определение взбитости готового продукта по ГОСТ 52175.
Результаты и их обсуждение
Качество пищевых продуктов можно определять по нескольким критериям: с одной стороны - это биологические, физические и химические показатели, а также пищевая ценность продукта, с другой стороны - привлекательность для потенциального потребителя. Изучая качество, состав и свойства закаленного низколактозного мороженого и направления его применения, следует убедиться в том, что оно:
- может храниться установленный срок без признаков появления посторонних привкусов, запахов, изменения цвета;
- безопасно для потребления, т.е. без наличия биологических, химических факторов загрязнения;
Соблюдение вышеперечисленных факторов, как правило, подразумевает наилучшую оценку вырабатываемого мороженого, но также не стоит забывать о том, что важные контролируемые показатели в нем зависят от этих же показателей в сырье, из которого приготовлен этот продукт. Также по чистоте предприятия, на котором производится закаленное низ-колактозное мороженое, можно судить об условной чистоте продукта.
Иными словами, для поддержания качества продукта на высшем уровне необходимо следить как за поддержанием чистоты предприятия-изготовителя, так и за самим технологическим процессом.
Внедрение системы НАССР (HazardAnalysisof-CriticalControlPoints) позволяет контролировать весь технологический процесс производства мороженого, оценивать серьезность всех опасностей и вероятности их возникновения. Для установления корректирующих действий по возможным отклонениям в системе НАССР для каждой критической контрольной точки (ККТ) разрабатываются конкретные корректирующие действия для исправления отклонений в случае их возникновения. При поэтапном рассмотре-
нии всего технологического процесса были установ- Перечень критических контрольных точек представлены критические контрольные точки, которые оп- лен в табл. 2.
ределялись методом «дерева принятия решений».
Таблица 2
Риски и контрольные меры, связанные с технологическими этапами процесса производства закаленного низколактозного мороженого
ККТ Технологические этапы процесса производства Режимы этапов производства Результаты воздействия на микрофлору и описание биологических рисков Контрольные меры или предупреждающие действия
ККТ1 Пастеризация функциональной смеси 1 = 85°С, 50-60 с Уничтожение патогенной микрофлоры, снижение общей обсеме-ненности; возможно выживание микроорганизмов Соблюдение режимов пастеризации, правил мойки и дезинфекции
ККТ2 Гомогенизация смеси 1 = 80-85°С р = 12,5-15 МПа Возможно повторное заражение патогенными микроорганизмами Приближение температуры гомогенизации к температуре пастеризации, соблюдение режимов мойки и дезинфекции, правил санитарии и гигиены
ККТ3 Ферментация 1 = (40±0,2)°С, (4±0,2)ч Не исключено попадание патогенной микрофлоры с оборудования с внесением фермента Соблюдение режимов мойки и дезинфекции, правил санитарии и гигиены, использование стерильно упакованного фермента
ККТ4 Созревание функциональной смеси 1 = (2-6)°С, 4-8 ч Торможение роста микроорганизмов, оставшихся после пастеризации, гомогенизации и ферментации и попавших с оборудования; возможно размножение психрофильной микрофлоры Соблюдение режимов мойки и дезинфекции, правил санитарии и гигиены
ККТ5 Фризерование смеси мороженого и фасовка 1 = -(2±4)°С Обсеменение с фризера и насоса, воздуха, рук рабочих и упаковочных материалов Соблюдение режимов мойки и дезинфекции, правил санитарии и гигиены
ККТ6 Фасованное мороженое 1 = -(18+24)°С (закаливание), -18°С, 3мес. (хранение) Развитие криофильной микрофлоры Соблюдение правил санитарии и гигиены в течение всего технологического процесса
В качестве основного сырья для производства мороженого используется молоко и молочные продукты: молоко цельное, обезжиренное, сухое цельное и обезжиренное; молоко сгущенное с сахаром и без сахара; сливки, полученные из цельного молока, сухие, сгущенные; сыворотка молочная, сухая и сгущенная; сывороточный концентрат; масло сливочное различных видов; пахта; сахар (сахарный сироп, карамель) и его заменители; различные стабилизаторы, наполнители и др. Все сырье должно соответствовать требованиям ГОСТов и СанПиН. Однако не всегда даже сырье, соответствующее ГОСТу, может обеспечить микробиологическую безопасность и качество готового продукта [8].
Для мороженого с пониженным содержанием лактозы рекомендуется выбирать более жесткие условия пастеризации: 90-92°С без выдержки либо 83-87°С с выдержкой 50-60 с для уничтожения патогенной микрофлоры, а также для снижения общей обсемененно-сти смеси. Результатом должно стать почти полное прекращение жизнедеятельности микроорганизмов.
С точки зрения безопасности продукта процесс ферментации, конечно, является критическим, так как есть вероятность бактериального обсеменения смеси. Ферментацию проводят в гомогенизированной смеси, которую отправляют в специальные теплоизолированные емкости с мешалками. В пастеризованную
смесь, охлажденную до температуры (38±2)°С,вносят фермент в-галактозидазы. Смесь выдерживается в те-чение3-3,5 ч при постоянном перемешивании, что способствует созданию благоприятных условий для жизнедеятельности и развития микроорганизмов, которые не погибли при пастеризации.
С целью изучения безопасности получаемого низколактозного мороженого определяли микробиологические показатели смесей мороженого в процессе гидролиза лактозы и готового продукта экспериментальной и промышленной выработок.
Для исследований использовали образцы, приготовленные в лабораторных условиях следующим образом. Компоненты смеси перемешивались, при этом жидкие компоненты - воду, молоко, сливки - смешивали и подогревали до температуры 40-45°С для обеспечения полного и быстрого растворения сухих компонентов. Сухие молочные продукты и стабилизатор для более полного растворения перемешивали с сахаром в соотношении 1:2. Полученную смесь фильтровали и пастеризовали при температуре90-92°С без выдержки. Смесь гомогенизировали при температуре, близкой к температуре пастеризации.
Пастеризованную и гомогенизированную смесь перед ферментацией охлаждали до температуры (40±2) °С. В охлажденную смесь вносили фермент в-галактозидазы «Ha-Lactase» («Хр. Хансен» Дания)
из расчета (0,4±0,02) мл/л смеси. Смесь выдерживали в течение 3-4 ч при постоянном перемешивании. После ферментации смесь охлаждали до температуры 26 °С. Созревание смесей проводилось в течении 4 ч, 12 ч и без созревания при температуре 2-6°С. Полученные образцы фризеровали, мороженое фасовали и закаливали при температуре -(25^27)°С. Они обладали удовлетворительными физико-химическими, органолептическими и структурно-механическими показа-
телями.Из этого следует, что длительность операции созревания можно либо сокращать, либо совмещать с операцией ферментации.
В производственных условиях была проведена опытная выработка низколактозного мороженого с применением вторичной пастеризации гидролизованной смеси.
Данные образцы были исследованы на микробиологические показатели (табл. 3).
Таблица 3
Микробиологические показатели смесей для низколактозного мороженого и готового продукта (р > 0,9)
Объекты исследования БГКП (колиформы) в 1 см3, г КМАФАнМ, КОЕ/г
Исследуемый образец Величина допустимогоуровня Исследуемый образец Величина допустимогоуровня
Смесь мороженого, выработанного по ГОСТ Р 52175-2003 Не обнаружено 0,01 Не обнаружено 1103
Смесь мороженого после 2 ч гидролиза Не обнаружено Не обнаружено
Смесь мороженого после 4 ч гидролиза Не обнаружено 1101
Низколактозное мороженое без вторичной пастеризации смеси Не обнаружено 1102
Низколактозное мороженое с вторичной пастеризацией смеси Не обнаружено 1102
В готовом продукте также определялисьорганолептические и физико-химические показатели в соответствии с требованиями действующего на мороженоеГОСТ Р 52175-2003 (табл. 4).
Таблица 4
Органолептические и физико-химические показатели готового продукта (р > 0,9)
Показатель Значение (характеристика)
Вкус и запах Чистый, сливочный
Консистенция Снежистая, достаточно плотная, без органолептически ощутимых комочков стабилизатора
Цвет Белый, однородный
Кислотность, оТ 22,0
Массовая доля сухих веществ, % 28,8
В том числе: Массовая доля общего сахара за вычетом лактозы, % 15,51
Массовая доля стабилизатора, % 0,5
Взбитость, % 130,0
Все исследуемые образцы соответствовали требованиям СанПиН.
Для определения срока годности замороженного низколактозного мороженого были отобраны образцы, полученные в лабораторных и промышленных условиях. Определение сроков годности проводилось через 4 и 8 месяцев хранения при температурах -(18^20)°С и -(25^27)°С. Во всех исследуемых образцах были выявлены физико-химические, органолептические и микробиологические показатели.
Исследования проводились в соответствии с методикой «Методы контроля. Биологические и микробиологические факторы. Санитарно-эпидемиологическая оценка обоснования сроков годности и условий хранения пищевых продуктов» [9].
Полученные результаты исследований показали, что через 8 месяцев при температуре хранения-(18-20)°Св
мороженом происходят структурно-механические и органолептические изменения, что отрицательно сказывается на качестве мороженого. В образцах, хранившихся при температуре-(25-27)°С, через 4 месяца не произошло изменений, незначительное ухудшение основных показателей отмечено на 8-м месяце.
С учетом коэффициента запроса 1,5 можно рекомендовать следующие сроки хранения закаленного низколактозного мороженого:
• при температуре хранения -(18^20) °С максимальный срок годности Змесяца;
• при температуре хранения-(25^27)°С максимальный срок годности 6месяцев.
Полученныерезультаты позволяют сделать вывод о том, что, хотя операция гидролиза может быть отнесена к операциям, влияющим на качество и безопасность продукта, она не оказывает влияния на
микробиологические показатели готового продукта.
Таким образом, полученное по предложенной технологии закаленное низколактозное мороженое обладает органолептическими, физико-химическими и микробиологическими показателями и полностью соответствует требованиям действующего на мороженое ГОСТ Р 52175-2003. При этомприменение данной технологии изготовлениязакаленного низко-лактозного мороженого позволяет получить продукт с лечебно-профилактическими свойствами.Его можно отнести к новым функциональным молочным продуктам и рекомендовать широкой группе потребителей, имеющих отклонения в состоянии здоровья (желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой
системы и т.д.), простудные заболевания,здоровым людям, склонным к аллергической реакции на молочный сахар, а также детям любого возраста для повышения стрессоустойчивости организма и др. Разработанное закаленное низколактозное мороженое можно отнести к группе необходимых молочных продуктов, спрос накоторые является неэластичным.
По предложенной технологии на ОАО «Молочный комбинат "Ставропольский"» проведена опытная выработка низколактозного мороженого. Полученный продукт обладает хорошими органолептическими, физико-химическими и микробиологическими показателями и полностью соответствует требованиям действующего на мороженое ГОСТ Р 52175-2003.
Список литературы
1. Катри Пеухкури, Ханна Хапонен. Данные исследований непереносимости лактозы. Молочные продукты Valioze-roLactose/ 2008.
2. Патент 2381692 (13) РФ МПК C1 (51) A23G9/04 (2006.01). Способ производства функционального плодовоягодного мороженого «Льдинка» / Мельникова Е.И. (RU), Богданова Е.В. (RU), Мурадова О.А. (RU); заявл. 29.12.2008, опубл. 20.02.2010.
3. Патент4333954 CmAA23G9/00; A23G9/32; A23G9/02; A23G9/04. Soft ice cream and process for production thereof / Jan Trzecieski(Naerum, DK) заявл. 11.07.1980.; опубл. 06.08.1982.
4. Храмцов, А.Г. Исследования в области получения безлактозных молочных продуктов / А.Г. Храмцов, И.А. Евдокимов, И.К. Куликова, В.Д. Эрешова// Материалы Международной научно-практической конференции «Молочная индустрия-2009». - М.: АНО «Молочная промышленность», 2009.
5. Евдокимов, И.А. Получение продуктов с пониженным содержанием лактозы / И.А. Евдокимов, И.К. Куликова, В.Д. Эрешова // Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета.- 2010. - № 2.
6. ГОСТ Р 52175-2003 Мороженое молочное, сливочное, пломбир. Технические условия. - М.: ИПК. Изд-во стандартов, 2004.
7. Шевелева, С.А. Микробиологическая безопасность пищевых продуктов и факторы окружающей среды / С.А. Шевелева // Вестник Российской Академии медицинских наук. - 2006. - № 5. - С. 43-52.
8. Свириденко, Г.М. Молоко-сырье - первая активная точка риска при производстве любых молочных продуктов / Г.М. Свириденко // Основные направления повышения качества молочных продуктов: материалы Всероссийской научнопрактической конференции. - Адлер: Молоко, 2004. - С. 65-73.
9. Методы контроля. Биологические и микробиологические факторы. Санитарно-эпидемиологическая оценка обоснования сроков годности и условий хранения пищевых продуктов / методика № МУК 4.2.1847-04.
ФГБОУ ВПО «Северо-Кавказский государственный технический университет», 355029, Россия, г. Ставрополь, пр-т Кулакова, 2.
Тел.: (8652) 23-39-43 e-mail: [email protected]
SUMMARY I.A. Evdokimov, I.K. Kulikova, V.D. Ereshova INVESTIGATION OF LOW LACTOSE ICE-CREAM MICROBIOLOGICAL SAFETY
This article focuses onmanufacturing a newfunctional product- low lactose ice-creamtemperedwithenzymatic hydrolysis oflactose.The effect ofenzymatic hydrolysisof lactose in the ice-creammixtureto change themicrobiological indicesandquality of the finishedproduct has been studied.The influence ofenzymatictreatment on thesafety of tempe-redlow lactoseice-cream has been investigated.The effectof the enzymep-galactosidase activity of the drugon the physico-chemical, organoleptic and structural properties ofthe finished product has been studied. The data onthe storage ability oftemperedlow lactoseice-cream are presented.
Ice-cream, enzymatic hydrolysis, microbiological safety.
North Caucasus State Technical University, Kulakova 2, Stavropol, 355029, Russia, Phone: +7 (8652) 23-39-43, e-mail: [email protected]
