Влияние пребиотика лактулозы на развитие пробиотической микрофлоры в кисломолочных напитках

Введение

 

Современные пищевые продукты должны удовлетворять потребности  разных групп населения в рациональном питании, с учетом специфики этих групп, достижений медицины, ассортимента, безопасности продуктов и сырья.

В настоящее время в  Республике Беларусь отмечается тенденция  улучшения качества молочных продуктов, однако разработки и исследования в области функционального питания продолжаются и являются актуальными, так как вопрос о применении пребиотиков, их влиянии на качество и стоимость молочных продуктов остается открытым и недостаточно изученным. Сегодня молочная промышленность Беларуси производит ограниченный перечень продуктов с лактулозой, которые в значительной степени могут «оздоровить» рацион питания населения. Помимо этого данные продукты в большинстве своем однотипны и нуждаются в тщательной проработке, исследовании и развитии. Также остается открытым вопрос о влияние различных концентраций лактулозы на развитие пробиотической микрофлоры в молоке и молочных продуктах.

Вследствие этого, целью  данной дипломной работы является изучение влияния пребиотика лактулозы на развитие пробиотической микрофлоры в кисломолочных напитках.

В соответствии с поставленной целью и требованиями к функциональным продуктам питания требовалось решить следующие задачи:

1. проанализировать, изучить учебную, научную и периодическую литературу, рассмотреть значение функциональных продуктов питания и пробиотиков в питании человека;
2. изучить влияние используемого препарата на органолептические и физико-химические свойства биойогурта;
3. определить влияние различных концентраций препарата лактулозы и способа его внесения на развитие пробиотической микрофлоры биойогурта;
4. изучить технику безопасности, охрану труда и окружающей среды при производстве кисломолочного напитка, обогащенного препаратом лактулозы;
5. изучить экономический эффект от применения препарата лактулозы в производстве кисломолочных напитков.

Современная концепция функционального  питания рассматривает пищевые продукты не только как источники энергии и пластических веществ, но и обладающие способностью оказывать благоприятное, оздоровительное воздействие на организм человека.

 Одна из наиболее  обширных групп функциональных  пищевых продуктов - группа характеризующаяся способностью корректировать состав микрофлоры кишечника человека. Эта группа получила название «пребиотики». В современной литературе и терминологии пребиотики определяют как неусваиваемые компоненты пищи, способные благоприятно влиять на здоровье человека путем селективной стимуляции роста и активности одного или нескольких родов полезных бактерий.

 Мощнейшим из известных пребиотиков является лактулоза. Пребиотический эффект лактулозы был доказан в многочисленных исследованиях. Установлено, что лактулоза достоверно увеличивает объем содержимого толстой кишки, снижает значения рН, а также содержание аммиака в толстой кишке, повышает содержание короткоцепочечных жирных кислот, в частности пропионовой кислоты.

Кишечная микрофлора способна эффективно метаболизировать лактулозу до КЦЖК, которые в свою очередь утилизируются колоноцитами. Постепенно по мере приема лактулозы, метаболическая активность микрофлоры кишечника возрастает, и увеличивается ее способность метаболизировать более высокие дозы лактулозы, вплоть до 15 — 20 мл.

Лактулоза относится к дисахаридам, имеет химическую формулу С₁₂Н₂₂О₁₁ и молекулярную массу 342,3. Молекула лактулозы состоит из остатков молекулы галактозы и фруктозы, соединенных глюкозидной связью.

Лактулоза химически активна, в частности дает реакцию Селиванова на кетозу, восстанавливает раствор Фелинга при нагревании, но не окисляется гипоиодитом и бромом. Относительная сладость лактулозы в баллах составляет 0,55 ед. (сахароза 1,0 ед., лактоза 0,3 ед.). Таким образом лактулоза слаще лактозы, что явно ощущается органолептически (на вкус) и возможно объясняет большую сладость женского молока в сравнении с коровьим.

Значение и  роль лактулозы:

- при ежедневном употреблении  с молоком количество бифидобактерий увеличивается с 8,3% до 47,4%;

- количество патогенных  микроорганизмов резко снижается;

- лактулозу используют в качестве индикатора кишечной проницаемости пациентов с пищевыми аллергиями и при диагностике эндокринных панкреатических дисфункций;

- потребление лактулозы способствует абсорбции кальция, посредством чего повышается прочность костей (профилактика остеопороза);

- в результате метаболизма  под действием бифидобактерий кишечника лактулоза разлагается до короткоцепочных жирных кислот, которые снижают рН кишечника, что подавляет развитие гнилостной микрофлоры, стимулирует перистальтику;

- прием лактулозы оказывает антиканцерогенное действие, связанное с активизацией иммунной системы клетками бифидобактерий, компонентами клеточных стенок и межклеточными составляющими.

 

 

Предмет и объекты  исследований

 

Исследования по изучению влияния пребиотического препарата «Лактусан» на развитие пробиотической микрофлоры в биойогурте проводились в учебной лаборатории контроля качества молока и молочных продуктов кафедры технологии хранения и переработки животного сырья, а также на кафедре микробиологии и эпизоотологии учреждения образования «Гродненский государственный аграрный университет».

Объектом исследований служили  образцы кисломолочных напитков (биойогуртов), приготовленных с добавлением пребиотического препарата «Лактусан» с конечной концентрацией в продуктах 0,5; 1,0; 2,0 % и закваски для производства йогурта с добавлением бифидобактерий торговой марки «Савушкин продукт».

Пребиотический препарат «Лактусан» относится к новому поколению лекарственных средств. Производителем данного препарата является ЗАО "Экологическое предприятие Фермент" в г. Ярославле.

«Лактусан» – это пребиотический препарат, который является смесью моно- и дисахаридов и получается из молочного сахара, выделяемого из молочной сыворотки. Действующими веществами в нем являются: лактулоза, галактоза, лактоза, фруктоза, эпилактоза. Обладает функцией стимулятора количественного роста представителей нормальной микрофлоры кишечника, в основном бифидо - и лактобакгерий.

«Лактусан» - сироп темно-желтого (от янтарного до светло-коричневого) цвета, специфического сладковатого вкуса. Упаковка препарата «Лактусан» представляет собой стеклянный или пластиковый флакон номинальным объемом 100 – 300 мл с мерным стаканчиком.

 

Проведение исследований

 

Для проведения исследований использовали органолептические, физико-химические и микробиологические методы исследований.

Отбор проб молока-сырья  производили в соответствии с  ГОСТ 13928-84 «Молоко и сливки заготовляемые. Правила приёмки и методы отбора и подготовка их к анализу».

Отбор проб молока и готового продукта производили по ГОСТ 26809-86 «Молоко и молочные продукты. Правила  приёмки, методы отбора и подготовка проб к анализу».

Принимаемое молоко контролировали по основным физико-химическим и микробиологическим показателям:

- м.д .жира

-кислотность

- плотность

-температура

-группа чистоты

-кол-во соматических клеток

- бак. Обсемененность

Для определения содержания различных групп микроорганизмов в готовых продуктах использовали метод последовательных разведений с последующим высевом 1-8-го разведений на специальные, накопительные и элективные питательные среды. слайд

Определение БГКП производили  в соответствии с ГОСТ 9225-84 «Молоко и молочные продукты путем посева 2,3,4 разведений готого продукта на среду Кесслер. слайд

Определение молочнокислых  бактерий производили в соответствии с методикой определения молочнокислых  микроорганизмов  в йогурте, т.е. посев на твердые среды). Слайд

Определение содержания бифидобактерий производили в соответствии с МУК 4.2.999-00 «Определение количества бифидобактерий в кисломолочных продуктах» путем посева 4,5,6,7,8 разведений готового продукта на среду Блаурока. Слайд

Для подтверждения отсутствия в образцах продуктов патогенных микроорганизмов, и в первую очередь  Staphylococcus aureus, осуществляли посев 2,3-го разведений продуктов на элективные питательные среды: солевой агар. Слайд

Пробирки и чашки Петри  с посевами помещали в термостат  и инкубировали при температуре (37±1) ºС в течение 48-72 часов. После инкубации подсчитывали колонии.

Для оценки морфологического статуса бифидо-и молочнокислых бактерий готовили постоянные препараты по стандартным методикам. Исследование микроскопических препаратов бактерий проводили с использованием прибора “БИОСКАН” (Республика Беларусь) на базе микроскопа ЛОМО МИКМЕД – 2 и цветной цифровой видеокамеры HIP – 7830 с прикладной компьютерной программой БИОСКАН 1,5 и программным приложением MS OFFICE. Слайд

 

Технологическая часть

 

Производство кисломолочных  продуктов - это сложный технологический процесс, включающий в себя различные физико-химические преобразования. Тем не менее, в основе технологии кисломолочных напитков лежит управление развитием микроорганизмов.

Технологический процесс  производства биойогурта включает в себя следующие операции: приёмка молока; нормализация; пастеризация; охлаждение смеси до температуры заквашивания; заквашивание - внесение закваски и пребиотического препарата «Лактусан»; розлив; сквашивание; охлаждение и созревание; анализ полученных результатов.

Схема технологического процесса производства контрольного и опытного образцов приведена на рисунках. Слайд

Для проведения исследований по данной технологии было приготовлено четыре образца биойогурта:

1. Опытный образец №1 с использованием:
• Сухой закваски «Ekokom», содержащей термофильный молочнокислый стрептококк и болгарскую палочку.
• Пребиотического препарата «Лактусан» с концентрацией лактулозы в готовом продукте 0,5 %.
2. Опытный образец №2 с использованием:
• Сухой закваски «Ekokom», содержащей термофильный молочнокислый стрептококк и болгарскую палочку.
• Пребиотического препарата «Лактусан» с концентрацией лактулозы в готовом продукте 1,0 %.
3. Опытный образец №3 с использованием:
• Сухой закваски «Ekokom», содержащей термофильный молочнокислый стрептококк и болгарскую палочку.
• Пребиотического препарата «Лактусан» с концентрацией лактулозы в готовом продукте 2,0 %.

Контрольный образец с  использованием закваски и бактериального концентрата бифидобактерий ОАО «Савушкин продукт». Слайд

 

Результаты проведенных  исследований

 

Для производства биойогурта использовали натуральное молоко от коров черно-пестрой породы, полученного на молочно-товарной ферме «Заболоть» УО СПК «Путришки» Гродненского района. В соответствии с методикой проведения исследований молоко подвергли органолептической, физико-химической и микробиологической оценке. Слайд

Результаты органолептической, физико-химической и микробиологической оценки молока показали, что используемое для производства биойогурта молоко в соответствии с СТБ 1598-2006 «Молоко коровье. Требования при закупках» относится к высшему сорту и соответствует требованиям к сырью при производстве йогуртов по СТБ 1552-2005 «Продукты молочные. Йогурты. Общие технические условия». . Слайд

Готовые продукты также подвергли органолептической, физико-химической и микробиологической оценке в начале и в конце срока годности. Кроме того, для определения влияния различных концентраций лактулозы на развитие бифидобактерий, посев биойогуртов на среду Блаурока осуществляли на 1-й,3-й и 7-й дни хранения продуктов. Слайд

Результаты органолептической  оценки контрольного и опытного образцов йогурта в начале срока годности показали (табл), что полученные продукты практически не отличались друг от друга по внешнему виду, консистенции, вкусу, запаху, цвету и отвечали требованиям, указанным в СТБ 1552-2005 «Продукты молочные. Йогурты. Общие технические условия». Слайд

В соответствии с методикой  проведения исследований в контрольном  и опытных образцах биойогурта были определены физико-химические показатели (табл). Слайд

Наименование показателя	Значение
	Контрольный образец	Опытный образец №1	Опытный образец №2	Опытный образец №3
Массовая доля жира, %	1,51±0,1	1,50±0,1	1,51±0,1	1,50±0,1
Титруемая кислотность, ºТ	76±1,0	78±1,0	78,5±1,0	77,9±1,0

 

  Результаты исследований показали, что титруемая кислотность полученных образцов йогурта в начале срока годности была примерно одинаковой и составляла в контрольном образце 76,0±1,0 ºТ, в опытных: