CC BY
60
УДК 637.057, 637.148, 637.236
Жукова Я.Ф., к.б.н., Король Ц.О., к.т.н., Петрищенко С.С.©
([email protected], [email protected]) 1нститут продоволъчихресурав НацюналъногАкадемпАграрних Наук Украши,
Кигв, Украгна
ВИЗНАЧЕННЯ 1НТЕНСИВНОСТ1 КИСЛОМОЛОЧНОГО АРОМАТУ У ФЕРМЕНТОВАНИХ ВЕРШКАХ
В1дсуттстъ критерпв якост1 за вм1стом ароматичных сполук / вгдповгдних бюх1м1чних дослгдженъ у цъому напрямку призводитъ до того, що продукты з однаковою назвою ргзних виробниюв маютъ вгдмгнт органолептичт властивост1. Це стосуетъся ргзних молочных продуктгв, зокрема вершюв, як сировини, та кисловершкового масла. Основными сполуками, що обумовлюютъ аромат молочных продуктгв, вважаютъ летю жирт кислоты, алъдеггди, кетони та лактони. На даному етат роботы дослгджено вплив монокультур молочнокислых лактокоюв тдвидгв Lactococcus 1асйъ ъър. \actis, Lactococcus \actis ъър. cremoris та L. \actis ъър. \actis Ьюуаг. diacetylactis на особливост1 накопичення летких жирных кислот та лактотв у вершках. Для виявлення та /дентифтацп хгмгчних сполук застосовано метод катлярноггазовогхроматографИ
1_рунтуючисъ на експерименталъних даних, запропоновано використовувати ствв1дношення масовогчастки оцтовог до масляног кислоти, як хгмгчного критерт ттенсивност1 кисломолочного аромату вершюв.
Показано, що кулътури L. diacetlactis маютъ найбыъший потенщал щодо ароматизацп продукту, пор1вняно з культурами L. cremoris та L. lactis. Ствв1дношення суми лактотв (5С(8+10+12)) до суми ЛЖК для вершюв, ферментованих культурами Ь diacetylactis, вартвало в/д 0,3 до 0,5, для культур L. cremoris - в/д 0,13 до 0,26; для Ь lactis - в/д 0,1 до 0,14.
Показано, що кулътури L. cremoris не маютъ високог кореляцп м1ж вмгстом лактотв, летких жирних кислот та молочног кислоти, на в\дм\ну в/д культур L. lactis та L. diacetylactis, що вказуе на вгдмгнтстъ гх метабол1чних процеав.
Одержат дат слугуватимутъ тдтрунтям при розробщ хгмгчних критерпв якост1 аромату кисловершкового масла.
Ключовг слова: аромат, вершки, молочнокислI лактококи, д-лактони, летю жирт кислоти.
УДК 637.057, 637.148, 637.236
Жукова Я.Ф., к.б.н., Король Ц.А., к.т.н., Петрищенко С.С.
Институт продоволъственныхресурсов НационалънойАкадемииАграрных
наук Украины, Киев, Украина
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ КИСЛОМОЛОЧНОГО АРОМАТА В ФЕРМЕНТИРОВАННЫХ СЛИВКАХ
Отсутствие критериев качества по содержанию ароматических соединений в продуктах и соответствующих биохимических исследовании в этом направлении приводит к тому, что продукция с одинаковым названием, но разных производителей имеет отличные органолептические свойства. Это
© Жукова Я.Ф., Король Ц.О., Петрищенко С.С., 2014
54
касается различных видов молочных продуктов, в частности сливок, как сырья, и кислосливочного масла. Основными соединениями, обусловливающих аромат молочных продуктов, считают летучие жирные кислоты, альдегиды, кетоны и лактоны. На данном этапе работы исследовано влияние монокультур молочнокислых лактококков подвидов Lactococcus lactis ssp. lactis, Lactococcus lactis ssp. cremoris и L. lactis ssp. lactis biovar. diacetylactis на особенности накопления летучих жирных кислот и лактонов в сливках. Для обнаружения и идентификации химических соединений применен метод капиллярной газовой хроматографии.
Основываясь на экспериментальных данных, предложено использовать соотношение массовой доли уксусной к масляной кислоты, как химического критерия интенсивности кисломолочного аромата сливок.
Показано, что культуры L. diacetylactis имеют наибольший потенциал по ароматизации продукта, по сравнению с культурами L. cremoris и L. lactis. Соотношение суммы лактонов (дС(8+10+12)} к сумме ЛЖК для сливок, ферментированных культурами L. diacetylactis, варьировало от 0,3 до 0,5, для культур L. cremoris - от 0,13 до 0,26; для L. lactis - от 0,1 до 0,14.
Показано, что культуры L. cremoris не имеют высокой корреляции между содержанием лактонов, летучих жирных кислот и молочной кислоты, в отличие от культур L. lactis и L. diacetylactis, что указывает на различие их метаболических процессов.
Полученные данные послужат основой для разработки химических критериев качества аромата кислосливочного масла.
Ключевые слова: аромат, сливки, молочнокислые лактококки, s-лактоны, летучие жирные кислоты.
UDC 637.057, 637.148, 637.236
Y.F. Zhukova, Ph. D., Ts.O. Korol, Ph. D., S.S. Petrischenko
Institute of Food Resources of National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine,
Kyiv, Ukraine
DETERMINING THE INTENSITY OF FLAVOR IN FERMENTED MILK
FERMENTED CREAM
The lack of quality criteria on the content of aromatic compounds in products and associated biochemical investigations in this direction leads to the fact that products with the same name, but from different manufacturers have different organoleptic properties. This applies to different kinds of dairy products, in particular cream, as raw materials, and sour cream. The main compounds, which cause the fragrance of dairy products, are volatile fatty acids, aldehydes, ketones and lactones.
At this stage of work the influence of monocultures lactic lactococcal subspecies Lactococcus lactis ssp. lactis, Lactococcus lactis ssp. cremoris and L. lactis ssp. lactis biovar. diacetylactis on the peculiarities of accumulation of volatile fatty acids and lactones in cream were investigated. For the detection and identification of chemical compounds was applied the method of capillary gas chromatography.
Based on the experimental data it is proposed to use the ratio of the mass fraction of acetic acid to butyric acid, as chemical criteria of intensity of sour cream flavor.
55
It is shown that culture L. diacetylactis have the greatest potential flavoring product, compared with cultures of L. cremoris and L. lactis. The ratio of the sum of lactones (SC(8+10+12)} to the amount volatile fatty acids for cream, fermented by cultures L. diacetylactis varied from 0.3 to 0.5, for L. cremoris - from 0.13-0.26; L. lactis - from 0.1 to 0.14.
It is shown that cultures L. cremoris do not have a high correlation between the contents of lactones, volatile fatty acids and lactic acid, unlike L. lactis and L. diacetylactis, that indicates the differences in their metabolic processes. The received data will provide the basis for the development of chemical criteria of the quality of sour cream aroma.
Key words: aroma, cream, lactococci, S-lactones, volatile fatty acids.
Основними сполуками, що обумовлюють аромат молочних продуктов, вважають лети жирш кислоти, альдегщи, кетони, еф1ри, лактони, cipKOBMicHi сполуки, вшьш амшокислоти. Ретельне дослщження в цьому напрямку набуло поширення лише нещодавно, з появою нов1тнього газо-хроматограф1чного обладнання i поки немае жодних х1м1чних критерив для органолептично! оцшки харчових продукт1в. Вщсутшсть вщповщних 61ох1м1чних дослщжень та критерив якост1 за ароматичними компонентами призводить до того, що продукта з однаковою назвою р1зних шдприемств мають вщмшш органолептичш властивост1 i навпаки.
Молочнокисл! бактерп вадграють важливу роль при ферментуванш харчових продукив, сприяючи ix саштарно-ппешчнш безпещ, стабшьност1 пщ час збер1гання та створюючи приваблив1 органолептичш властивостг Lactococcus lactis ssp. lactis - грам-позитивш бактери, яю широко застосовують для ферментування р1зних харчових продукив, зокрема, при промисловому виробництв1 кисломолочних продукт1в: сир1в, йогурив, кисломолочних напо!в, кисловершкового масла. Формування типового смаку та запаху кисломолочних продукт1в визначаеться складом та кшьюстю мжрооргашзм1в, а р1зномаштшсть смако-ароматичних вщтшюв - обумовлена р1зним яюсним та кшькюним складом летких сполук та ix стввщношень.
Основними процесами тд час ферментування молочних продукт1в лактококами вважають гщрол1з бшюв, жир1в, вуглевод1в та перетворення лим0нн01 кислоти.
Протеол1з е безперечно одним з найважливших процеЫв, що забезпечуе органолептичш властивост1 продукта, зокрема ix запах та текстуру. Амшокислоти е попередниками багатьох летких ароматичних компонента продукта.
Як правило, першим етапом катабол1зму амшокислот е етап трансамшування. BiH призводить до утворення альфа-кетокислот, яю можуть у подальшому перетворюватись в альдегщи шляхом декарбоксилування i, вщповщно, у спирти або карбоновi кислоти шляхом дегщрогешзацп [1].
Розгалужеш амшокислоти е попередниками таких ароматичних компонента як розгалужеш жирш кислоти. Вважають, що ¿зомасляна кислота може походити з валшу, ¿зовалер1анова та валер1анова з лейцину та ¿золейцину. Теоретичш припущення щодо таких перетворень знайшли пщтвердження лише нещодавно, коли вдалося видшити кшька вщповщних фермента. У штам1 L. lactis LM 0230 було знайдено ген (ilvE) ферменту амшотрансферази розгалужених амшокислот, що вщповщае за трансамшування останшх. Цей
56
фермент складаеться з 340 амшокислотних залишюв \ за класифжащею GenBank вщноситься до IV класу амшотрансфераз пирщоксаль 5-фосфатзалежних амшотрансфераз. Встановлено, що вш може реагувати з ¿золейцином, валшом, лейцином, метюншом, феншаланшом. 3 штаму L. cremoris N000 видшено шшу амшотрансферазу (ВсаТ), яка активно Ыцше реакцш трансамшування ¿золейцину та валшу, меншою м1рою лейцину та метюншу I теж вщноситься до IV класу амшотрансфераз. Вважають, що первинна функщя цього ферменту полягала у бюсинтез1 вшьних амшокислот, особливо ¿золейцину. Та оскшьки молочнокисл! бактери е автотрофами щодо розгалужених амшокислот, функци ВсаТ полягають у катабол1зм1 для подальшого перетворення цих кислот в ароматичш компоненти [2].
Жирш кислоти, що походять з розгалужених амшокислот мають важкий, жирний, еф1рний, дещо фруктовий аромат при концентращях 5 мг/кг, при бшьш високих концентращях - фруктовий, восковий, солодкуватий, яблуневий. Перетворення розгалужених амшокислот пов'язано ¿з утворенням вщповщних альдегщ1в, що мають пом1рно солодовий аромат, а спирти, що утворюються з таких альдегвдв мають у 50 раз1в вищий пор1г чутливостг Перетворення лейцину у 3-метилбутаналь може спричиняти неприемний запах, так само як I 2-метилпропаналь з валшу або 2-метилбутаналь з ¿золейцину. Слщ вщзначити, що 2-метилбутаналь I 3-метилбутаналь у значних кшькостях поки у молочних ферментованих продуктах не виявлено.
Як спирти так I альдегщи утвореш з розгалужених амшокислот можуть псувати аромат продукту, зокрема сир1в. Так, сир Чеддер, що мктить вщ 18 до 90 мг/кг 3-метилбутаналя та вщ 9 до 45 мг/кг 3-метилбутанолу вважаться некондицшними за органолептичними властивостями. А для сиру Ементаль встановлено, що 3-метилбутаналь е характеристичною сполукою якосп цього продукту, що сприяе неприемного запаху старо! масляно! кислоти у концентращях вище 200 мкг/кг. Перетворення альдегщ1в у спирти або карбонов! кислоти вщбуваються за участю алкогольдегщрогеназ та альдегщегщрогеназ, вщповщно.
Еф1ри, що походять з коротколанцюжкових жирних кислот, таю як етилбутаноат, етил1зовалер1ат можуть утворюватись внаслщок метабол1зму амшокислот. Вони привносять фруктову ноту ароматичний букет, зокрема, сир1в. На сьогодш вщомий ген estA, що кодуе естеразу, причому у р1зних вид1в молочнокислих бактерш виявлено високу гомологш цього гену. Показано, що у лактокоюв, в яких був штучно вщсутнш ген estA коротколанцюжкових еф1р1в не утворювалось [3].
Слщ вщзначати, що перетворення а-кетокислот у летю ароматичш сполуки може вщбуватись трьома р1зними шляхами. За участ1 декарбоксилази (ген kdcA) для перетворення в альдегщи, як було знайдено у К lactis В1157. Проте жодних под1бних послщовностей не було знайдено в шших молочнокислих бактер1ях, кр1м частково! гомологи в ^ lactis ГЬ 1403. На пщстав1 цього було висунуто думку, що декарбосилювання альфа-кетокислот притаманне немолочним мжрооргашзмам I лише невелика кщькють молочнокислих культур утворюють альдегщи саме з вшьних амшокислот. Однак так1 спирти, I альдегщи знайдеш як продукти метабол1зму молочнокислих бактерш. Тому припускають що додатковим шляхом для утворення цих сполук з альфа-кетокислот може бути окислювальне декарбоксилування. Тобто перетворення альфа-кетокислоти в ацил коензим А
57
(ацил-СоА) за допомогою дегщрогенази а-кетокислот (КаБИ), ферменту з чотирьох субодиниць: Е1 а, Е1Р, Е2 таЕЗ [4].
Перетворення метюншу може вщбуватись за участю амшотрансфераз розгалужених амшокислот або ароматичних амшокислот, або через л1азну актившсть Р-л1азу цистатюншу(СБЬ), у-л1азу цистатюншу (СОЬ), або у-л1азу метюншу. Амшотрансферазна актившсть потребуе а-кетоглютарата або шшо! а-кетокислоти як косубстрата, що призводить до утворення 4-метилтю-2-кетомасляно! кислоти (КМБА). Остання сполука може перетворитись на метилтюпропаналь (метюналь).
Хоча цистатюнш л1ази досить активш за умов виготовлення сир1в, !х актившсть щодо метюншу не доведено за допомогою 13С ядерного магштного резонансу. Таким методом поки пщтверджено лише амшотрансферазну актившсть, яку вважають найбшьш значною у продукуванш метантюлу з метюншу [2, 5].
Провщна роль у створенш аромату належить д1ацетилу. Здатшсть до продукци д1ацетилу в результат! засвоення цитрату молока властива молочнокислим бактер1ям з роду Lactococcus \ р1зним видам Leuconostoc [6].
Вважають, що кислий запах вершюв формуе не молочна кислота (оскшьки вона мае низький тиск пар1в), а оцтова, прошонова та мурашина летю кислоти, ацетош, д1ацетил та шшг £ даш, що кислий запах з'являеться рашше, шж вершки набувають кислого присмаку. Кислий запах бшьшкть дегустатор1в виявляють, коли вмкт молочно1 кислоти становить бшьше И нормального вмюту на 0,01 %, в той час як кислий смак - при збшьшенш на 0,07 - 0,10 %.
£ думка, що в яккному солодковершковому масл1 летю жирш кислоти мають не перевищувати: С2 - 30-40 мг/кг, С4 - 5-6 мг/кг, С5 - 1-2 мг/кг, С6 - 1 мг/кг, С8 - 1 мг/кг. До того ж внесок окремих ЛЖК на смак та аромат продукту залежить вщ кислотност1 плазми, з пщвищенням яко! зменшуеться пор1г !х вщчуття. Так, в кисловершковому масл1 з кислотшстю плазми 40-45 °Т при вмют1 кислот С2 - до 100-110 мг/кг, С4 - до 6 мг/кг, С5 - до 1 мг/кг, С6 - до 3-3,5 мг/кг I С8 - до 2-2,5 мг/кг - не виявляються виражеш негативш змши смаку та аромату [7].
Лактони е важливим компонентом запаху молочних продукта. Вмют лактошв у сирому молощ залежить вщ стадп лактацп та годування, породи тварин. Кшьюсть 5-лактошв знижуеться на початку лактацп, що обумовлено дефщитом коротколанцюжкових кислот. На сьогодш виявлено та щентифжовано понад 30 вид1в насичених та ненасичених 5- та у-лактошв з кшькктю вуглецевих атом1в вщ 6 до 20. Вважають, що дельта-лактони мають ендогенне походження, тобто 1х утворення пов'язано ¿з наявшстю жирних кислот (С8-С14), яю у процеа синтезу пщдаються окислению [8].
Слщ вщзначити, що р1зш джерела надають р1зш даш щодо вмкту та впливу окремих компонента на аромат та смак продукта, що пояснюеться вщсутшстю ушфшовано! пробопщготовки зразюв, обладнання та системи опрацювання даних. Вт1м традицшш показники якост1 (вмют бшку, жиру, вуглевод1в, сухих речовин) на тепершнш час е недостатшми критер1ями, оскшьки не вщображають органолептичних властивостей продукту.
Метою даноУ роботи було дослщження накопичення летких жирних кислот та лактошв у ферментованих вершках культурами Ь lactis.
Матер1али та методи. Об'ектами дослщжень були вершки жиршстю 3236%, ферментоваш культурами пщвид1в Lactococcus lactis 88р. lactis,
58
Lactococcus \actis 88р. cremoris та Ь. \actis 88р. \actis Ыоуаг. diacetylactis з музею м1крооргашзм1в вщдшу бютехнологи 1ПР НААН.
Вмют ароматичних сполук у вершках дослщжували на газовому хроматограф! "Кристаллюкс 4000М", обладнаному капшярною колонкою ББЛР довжиною 60 мз внутршшм д1аметром 0,25 мкм.
Результати та обговорення. Вважають, що загальний вмкт летких жирних кислот (ЛЖК) може слугувати критер1ем в оцшщ придатност1 сировини та заквашувальних препарата для вироблення високояккних продукта.
Було показано, що загальний вмкт летких жирних кислот упродовж ферментування вершюв варшвав в залежност1 вщ застосованого штаму (рис. 1).
Суттево зростав упродовж ферментування вершюв загальний вмют летких жирних кислот за участ1 культур Ь. diacetylactis: пор1вняно з контролем на юнець ферментування вш становив вщ 0,193 до 0,306 мекв/100 г (рис. 1).
Найнижчий р1вень зафжсовано у вар1антах з культурами Ь. lactis - 0,6-0,7 мекв/100 г. Загальний р1вень ЛЖК за участ1 Ь. cremoris варшвав вщ 0,1 до 0,13 мекв/100 г. Цей факт можна пояснити р1зною актившстю та видами ферменгав, залучених до розщеплення бшюв, вуглевод1в та жир1в. £ думка, що лактококи Ь. diacetylactis та Ь. cremoris мають бшьш високу лшол1тичну актившсть пор1вняно з Ь. lactis, що вщбиваеться на загальному вмют1 ЛЖК.
Пороги чутливост1 окремих вшьних ЛЖК обумовлюються 1х взаемним сшввщношенням та кислотшстю плазми. За л1тературними даними, з пщвищенням кислотност1 плазми зменшуеться пор1г чутливост1 ЛЖК [7].
К 1 2 3 4 5 6 7
№ культури
Рис. 1. Вмкт летких жирних кислот у вершках, ферментованих культурами лактокок1в
К - вершки, № 1 - Ь. diacetylactis 1, № 2 - Ь. diacetylactis 2, № 3 - Ь. diacetylactis 9, № 4 -Ь. cremoris 1; № 5 - Ь. cremoris 2; № 6 - Ь. lactis 1; № 7 - Ь. lactis 2.
Даш щодо вмюту окремих ЛЖК у вершках, ферментованих культурами мезофшьних лактокоюв наведено у табл. 1 та 2.
Збшьшення загального вмюту ЛЖК при ферментуванш культур вщбувалось переважно за рахунок оцтово! кислоти, меншою м1рою, ¿зовалер1аново1 кислоти, осюльки змша вмюту шших ЛЖК е незначною. За л1тературними даними для вироблення масла з приемним смаком \ запахом вмкт цих кислот у масл1 не повинен перевищувати 30-40 мг/кг; пщвищення р1вня загального вм1сту ЛЖК може стати причиною попршення аромату та смаку продукту [8].
При цьому слщ пщкреслити, що р1вном1рне збшьшення концентраци вЫх компонента фракци ЛЖК менш негативно вщображаеться на ароматичних
59
властивостях готового продукту пор1вняно з р1зким збшьшенням кшькост1 одного або двох компонента.
Табл. 1.
Якчсний та кшьк1сний склад летких жирних кислот вершк1в,
ферментованих культурами Ь. lactis 88р. lactis Ыоуаг. diacetylactis
№ Кислота, мг/кг Контроль Вид лактобактерш
Ь. diacetylactis
1 2 9
1. Оцгова 4,20±0,01 12,35±0,03 12,49±0,02 12,82±0,02
2. Протонова 0,90±0,02 3,74±0,02 5,71±0,03 1,56±0,01
3. 1зомасляна 0,30±0,01 0,00±0,00 0,00±0,00 0,00±0,00
4. Масляна 2,85±0,01 6,78±0,02 8,85±0,02 9,84±0,02
5. 1зовалер1анова 0,73±0,02 5,95±0,02 6,87±0,01 6,57±0,01
6. 1зокапронова 0,02±0,01 0,00±0,00 0,00±0,00 0,00±0,00
7. Капронова 2,70±0,03 4,02±0,01 4,27±0,01 7,65±0,01
8. Гептанова 0,00±0,00 0,00±0,00 0,00±0,00 0,00±0,00
9. Сума 11,70±0,03 32,84±0,02 38,19±0,02 38,44±0,03
Даш щодо вмкту окремнх леткнх жирних кислот вказують на вар1абельшсть фракцш окремих кислот в залежност1 вщ дослщжуваних культур (див. табл. 1, 2). Домшуючими кислотами були оцтова, масляна, ¿зовалер1анова та капронова.
Табл. 2
Якчсний та кшьк1сний склад летких жирних кислот вершк1в, ферментованих культурами Ь. lactis та Ь. огетогк_
Вид лактобактерш
№ Кислота, мг/кг Контроль Т. cremoris Ь. lactis
1 2 1 2
1. Оцтова 4,20±0,01 7,49±0,02 11,53±0,02 10,31±0,03 11,30±0,03
2. Протонова 0,90±0,02 0,83±0,01 2,81±0,01 0,93±0,02 2,00±0,02
3. 1зомасляна 0,30±0,01 0,00±0,00 0,00±0,00 0,00±0,00 0,01±0,001
4. Масляна 2,85±0,01 6,27±0,02 9,36±0,02 6,16±0,02 6,38±0,02
5. 1зовалер1анова 0,73±0,02 4,23±0,01 7,98±0,03 5,59±0,01 7,80±0,01
6. 1зокапронова 0,02±0,01 0,00±0,00 0,00±0,00 0,00±0,00 0,00±0,00
7. Капронова 2,70±0,03 3,80±0,03 5,52±0,02 4,17±0,02 3,00±0,02
8. Гептанова 0,00±0,00 0,00±0,00 0,00±0,00 0,00±0,00 0,00±0,00
9. Сума 11,70±0,03 22,63±0,02 37,20±0,03 27,16±0,02 30,49±0,02
Яккний та кшькюний анал1з летких жирних кислот показав його провщну роль в оцшюванш органолептичних властивостей продукту. Так, найбшьший вщносний вмкт оцтово1 кислоти був виявлений у ферментованих вершках культурами Ь. \actis 1 та 2. При цьому загальний вмкт летких жирних кислот був найбшьшим у продукт!, ферментованому культурами Ь. diacetylactis вщ 32 до 38 мг/кг, що на 13-33% бшьше, шж у вар1ант1 з культурами Ь. \actis 1 та 2.
Анал1з органолептичних властивостей ферментованих вершюв та кшьккного вмюту окремих кислот дозволив виявити наступш законом1рностг Солодкуватий аромат \ присмак мали вершки, ферментоваш за участю культур
60
Ь. diacetylactis 2, 9, при цьому стввщношення масово! частки оцтово! кислоти до масляно! становила 1,41; 1,30 вщповщно, а також культури Ь. cremoris -стввщношення масово! частки оцтово! кислоти до масляно! знаходилось у межах 1,195 - 1,312 (рис.2). В контрольному вар!ант! вершюв це сп!вв!дношення становило 1,47. Приемний кисломолочний аромат мали культури Ь. diacetylactis 1 (табл. 1, рис. 2), Ь. lactis 1, 2 - стввщношення масово! частки оцтово! кислоти до масляно! знаходилось у межах 1,514 - 1,822 (див. табл.2).
Таким чином, для визначення штенсивност! кисломолочного аромату можливо використовувати стввщношення оцтово! кислоти до масляно!, причому значения стввщношення буде змшюватись в залежност! вщ жирово! фази сировини.
Солодкуватий
Рис. 2. Оцшювання ¡нтенсивносл кисломолочного аромату за вмктом оцтово1 та масляноУ кислот.
К - вершки, № 1 - Ь. diacetylactis 1, № 2 - Ь. diacetylactis 2, № 3 - Ь. diacetylactis 9, № 4 -Ь. cremoris 1; № 5 - Ь. cremoris 2; № 6 - Ь. lactis 1; № 7 - Ь. lactis 2.
Упродовж ферментування вмкт лактотв змшювався в залежност! вщ обрано! культури. Оскшьки титрована кислотшсть у вершках наприкшщ дослщу була близько 56-70 °Т, то накопичення лактошв великою м!рою залежало в!д цього показника (табл. 3) та специфжою метабол!зму лактокок!в.
За участ! культур Ь. lactis 1 та 2 вщбувалось зменшення загального вм!сту визначених лактон!в пор!вняно з вих!дною сировиною на 40,3%-55,1%. За участ! культур Ь. cremoris зменшення вмкту лактотв вщбуваеться на 15,1%-51,4%; при ферментуванш культурами Ь. diacetylactis спостер!гали зб!льшення вм!сту лактон!в на 49%-174%.
У досл!джуван!й вих!дн!й сировин!, а саме стерил!зованих вершках 33% жирност^ було виявлено 5-декалактон, що мае персиковий, молочний, солодкуватий аромат та 5-додекалактон, якому притаманний маслянистий аромат з нотами кокосового гор!ху та 5-окталактон, що мав ваншьний, карамель ний.
61
У дослщжених ферментованих вершках вмкт 5-окталактону варшвав вщ 4 до 10 мг/кг, 5-декалактону варшвав вщ 3 до 8 мг/кг продукту; 5-додекалактону - 0,7 до 8 мг/кг (табл. 3).
Табл. 3
Вмкт лактошв у вершках, ферментованих лактококами
Контроль Вид лакгобактерш
№ Назва сполуки, мг/кг Ь. diacetylactis Ь. cremoris Ь.
п/п 1 2 9 1 2 1 2
1 5-окталактон 3,31 4,49 5,18 5,34 2,91 4,18 1,50 0,50
2 5-декалактон 2,51 4,94 3,51 5,74 1,98 1,08 1,35 1,41
3 5-додекалактон 1,22 2,62 1,80 8,24 1,05 0,72 1,07 1,25
4 Сума 7,04 12,05 10,49 19,32 5,94 5,98 3,92 3,16
Тенденцш зменшення вмюту лактошв можна пояснити високим р1внем титровано! кислотност1 ферментованих вершюв за участ1 культур Ь. lactis, осюльки у зразках цей показник був вищий 60 °Т. Вщомо, що за таких умов р1вновага взаемних перетворень лактони-оксикислоти може зсуватися у б1к оксикислот внаслщок гщрол1тичних процеЫв [10].
Визначення залежност1 м1ж вмютом летких жирних кислот та загально! суми дослщжувани! дельта-лактошв (рис. 3) показало для ферментованих вершюв за участ1 культур Ь. diacetylactis, Ь. cremoris та Ь. lactis коефщент кореляцп становив г=0,67 (п=5; Р<0,05); г=0,31 (п=5; Р<0,05); г=0,74 (п=5; Р<0,05), вщповщно.
М1ж накопиченням молочно! кислоти та лактонами коефщент кореляц11 становив заучаст1 культур Ь. diacetylactis 1, 2, 9 - г=0,97 (п=5; Р<0,05); заучаст1 культур Ь. cremoris - г= 0,60 (п=5; Р<0,05); за участ1 культур Ь. lactis — г= 0,84 (п=5; Р<0,05); коеф1ц1ент кореляц11 м1ж накопиченням д1ацетилу та лактонами дор1внював за участ1 культур Ь. diacetylactis г=0,92 (п=5; Р<0,05).
Таким чином, отримаш дан1 п1дтвердили важливу роль кислотност1 середовища щодо накопичення ароматичних сполук у молочн1й сировин1. Показано, що культури Ь. cremoris не мають високо! кореляц11 м1ж вмктом лактон1в, летких жирних кислот та молочно! кислоти, на вщмшу вщ культур Ь. lactis та Ь. diacetylactis, що вказуе на !х в1дм1нн1 метабол1чн1 процеси.
Обрахування сп1вв1дношення загально! суми визначених лактошв (5С(8+10+12))/загально! к1лькост1 летких жирних кислот показало, що для вершюв ферментованих культурами Ь. diacetylactis цей показник варшвав вщ 0,3 до 0,5, для культури Ь. cremoris - вщ 0,13 до 0,26; для Ь. lactis - вщ 0,1 до 0,14.
Якщо вважати, що попршення аромату молочних продукта часто пов'язують ¿з низьким вм1стом лактошв, то можна зробити висновок, що культури Ь. diacetylactis мають найбшьший потенщал щодо ароматизац1! продукту, пор1вняно з монокультурами Ь. cremoris та Ь. lactis.
62
45,00
| 40,00 —
£ 35,00 — ч
§ 30,00 +--
I 25,00 +-
I 20,00
о 15,00
се1
н 10,00+--
m 5,00 -0,00
350
300
250 200 150 100 50 0
К
I Сума лакгонш
34
Зразки
СПП*! Сума ЛЖК
• молочная к-та
1
2
5
6
7
Рис. 3. Вмкт летких ароматичних компоненте та молочно¥ кислоти у вершках, ферментованих культурами L. diacetylactis, L. cremoris та L. lactis.
К - вершки, № 1 - L. diacetylactis 1, № 2 - L. diacetylactis 2, № 3 - L. diacetylactis 9, № 4 -L. cremoris 1; № 5 - L. cremoris 2; № 6 - L. lactis 1; № 7 - L. lactis 2.
Висновки.
1.3апропоновано застосування стввщношення масово! частки оцтово! до масляно! кислоти, як х1м1чного критерш штенсивност1 кисломолочного аромату у вершках.
2.Показано, що культури L. diacetylactis мають найбшьший потенщал щодо ароматизац1! продукту, пор1вняно з культурами L. cremoris та L. lactis. Стввщношення суми лактотв (5C(8+io+i2)) до суми ЛЖК для вершюв, ферментованих культурами L. diacetylactis, варшвало в1д 0,3 до 0,5, для культур L. cremoris - вщ 0,13 до 0,26; для L. lactis - вщ 0,1 до 0,14.
3.Показано, що культури L. cremoris не мають високо! кореляци м1ж вм1стом лактон1в, летких жирних кислот та молочно! кислоти, на вщмшу в1д культур L. lactis та L. diacetylactis, що вказуе на вщмшшсть ix метабол1чних процес1в.
Перспективи подальших досл1джень. В подальшому плануеться розширити д1апазон вщтшюв кисломолочного аромату за х1м1чними критер1ями - вм1стом та сп1вв1дношеннями окремих ароматичних сполук.
Л1тература
1.Liu М., Nauta A., Francke C., Siezen Roland J. Comparative Genomics of Enzymes in Flavor-Forming Pathways from Amino Acids in Lactic Acid Bacteria // Appl Environ Microbiol. - 2008. - Vol. 74, № 15. - P. 4590-4600.
2.Yvon M. Chambellon E. Bolotin A. Characterization and role of the branched-chain aminotransferase (BcaT) isolated from Lactococcus subsp. Cremoris NCDO 763 // J. Appl. Environ. Microbiol. - 2000. - Vol. 66, № 2. - P. 571-577.
63
3.Nardi M., Fiez Vandal C. The EstA esterase is responsible for the main capacity of Lactococcus lactis to synthesize short chain fatty acid esters in vitro // J. Appl. Microbiol. - 2002. - Vol. 93, № 6. - P. 994-1002.
4.Smit B.A, Engels W.J.M., Alewjin M. Chemical conversion of alpha-keto acid in relation to flavor formation in fermented food //J. Agric. Food Chem. - 2004.
- Vol. 52, № 5. - P.1263-1268.
5.Tsutomu Kaneko, Masahiro Takahashi, and Hideki Suzuki. Acetoin Fermentation by Citrate-Positive Lactococcus lactis 3022 Grown Aerobically in the Presence of Hemin or Cu2+ // Applied and Environmental Microbiology. - 1990. -Vol. 56, № 9. - P. 2644-2649.
6.Hugenholtz J. Citrate metabolism in lactic acid bacteria// FEMS Microbiol. Rev. - 1993. - Vol. 12, №1-3. - P. 165-178.
7.Гринене E., Дайлиденене В. Метод ТЖХ для изучения образования лактонов в процессе биохимического созревания сливок. - В кн.: Методы в бихимии. Мат. ко 2 съезду биохимиков ЛитССР. Вильнюс. - 1975. - с. 422-425.
8.Loney B.E., Bassette R. Changes in Free Fatty Acids and Lactones in Sterile Concentrated Milk During Storage // Journal of Dairy Science - 1971. - Vol. 54, № 3
- P. 343-348.
9.Parliment T.H., Nawar W.W., Fagerson I.S. Origin of Delta-Lactones in Heated Milk Fat// Journal of Dairy Science. - 1966. - Vol. 49, № 9. - P.1109-1112.
Рецензент - д.с.-г.н., професор Щсарик О.Й.
64
