История и современное состояние технологии функциональных кисломолочных продуктов

Научно – педагогическая школа «Биотехнология комбинированных  продуктов специального назначения»  была утверждена ученым советом Омского  государственного аграрного университета 19 февраля 2003 года (протокол № 6). Она  носит международный характер, ее истоки заложены еще в 1997 году в Республике Казахстан.

По результатам конкурсов  ФГОУ ВПО ОмГАУ 2003, 2006, 2007, 2008 гг. научно – педагогическая школа «Биотехнология комбинированных продуктов специального назначения» признана лучшей в номинации «Технические науки». Решение Президиума Российской Академии естествознания Н.Б.Гавриловой присвоено почетное звание «Основатель научной школы» с выдачей диплома, медали и сертификата № 00146.

Область научных интересов  школы – биотехнологические аспекты производства продуктов функционального питания с использованием натуральных продуктов животного и растительного происхождения, в в рамках которых разработано более 40 инновационных технологий молочных продуктов, которые защищены патентами и внедрены на молочных предприятиях.

Коллектив научной школы  принимает участие в реализации международных и федеральных  научно – технических программ, выполнении грантов различного уровня, участвует в международных проектах и т.п.

Руководящую и управляющую  функцию в становлении и развитии научной школы выполняла и выполняет научно – исследовательская программа, та парадигма, которая была заложена ее основателем. При этом жизнеспособность научной школы и возможность ее развития обеспечивается своеобразным сочетанием традиций и новаторства.

Перспективы науки всегда определяются перспективами ведущих  научных школ. Особенно это характерно для нынешнего, XXI столетия, когда все отрасли мировой науки достигли выдающихся высот, когда любые научные задачи и проблемы требуют объединения усилий ученых, зачастую различных отраслей науки, образования коллективов ученых [26].

2.3. Технология  кисломолочных продуктов смешанного  брожения для функционального  питания. Перспективы развития.

 

В настоящее время  актуальной проблемой, имеющей важное социальное и медицинское значение, является разработка научно-обоснованных технологий производства продуктов, способных восстанавливать нормальную микрофлору организма.

Учёные доказали, что  пробиотические продукты следует применять  не только для профилактики, но и для лечения практически всех заболеваний, в том числе заболеваний желудочно-кишечного тракта. Биологическая ценность пробиотических кисломолочных продуктов обусловлена не только компонентным составом используемого сырья, но и составом применяемой полезной микрофлоры.

Пробиотические свойства продуктов зависят не только от видов  применяемых бактерий, но и свойств, проявляемых конкретным штаммом  микроорганизмов. В настоящее время  в нашей стране предложены принципы отбора штаммов для пробиотических продуктов [19].

Пробиотические кисломолочные продукты могут играть важную роль не только в профилактике болезней, но и в острый период заболеваний, а также в период выздоровления человека. Полезные свойства продуктов зависят от использования при их выработке определённых видов и штаммов микроорганизмов [27].        

 Одним из важнейших  этапов в создании кисломолочных  продуктов с пробиотическими  свойствами является технология. Существуют два основных способа  их получения: обогащение готовых  продуктов концентратом клеток бактерий-пробиотиков и использование их в качестве заквасок для непосредственного сквашивания молока. Первый путь наиболее прост и доступен для реализации в промышленных условиях, второй – более сложный, поскольку некоторые микроорганизмы (в частности, бифидобактерии) медленно развиваются в молоке, так как эта среда сильно отличается от среды их обитания. Поэтому создание заквасок для получения кисломолочного продукта с требуемыми органолептическими показателями и определенным уровнем клеток в продукте – трудная задача [28].        

 Основными показателями  качества пищевых продуктов, как  известно, являются их безопасность  для здоровья человека, питательная  ценность и стабильность при  хранении. Качество молочной продукции  формируется под влиянием комплекса факторов при строгом соблюдении производителем декларируемых показателей состава и потребительских свойств продукции [21].

Наряду с питательностью и полезностью для здоровья важную роль в приемлемости продукта питания  для потребителя играют также его внешний вид и текстура. При производстве кисломолочных продуктов наиболее распространенным резервуарным способом нередко получают готовый продукт с жидкой, неоднородной, хлопьевидной консистенцией, отстоем сыворотки под влиянием различных неблагоприятных факторов, в том числе сенсорного ухудшения технологических свойств сырья, интенсивного механического воздействия на молочно-белковый сгусток, нарушения условий транспортирования и хранения готового продукта [29].

Внешний вид и цвет обуславливаются параметрами технологического процесса, видом и качеством используемых заквасок, цветом молока, других молочных продуктов и пищевых добавок, используемых при их    производстве [30].

Проведенные ранее научно-исследовательские  работы, имевшие целью улучшение консистенции кисломолочных продуктов, вырабатываемых резервуарным способом, связаны с обогащением белкового состава исходного молока, подбором заквасок, обладающих загущающими свойствами, применением специальных режимов технологической обработки. Эти факторы оказывают большое влияние на консистенцию кисломолочных продуктов, но не всегда достаточно эффективны в случае значительных механических нагрузок, возникающих при производстве, транспортировании, а также при более длительном хранении.

Консистенция кисломолочных продуктов, формирующаяся в ходе технологического процесса, зависит от многих факторов. Образование молочно-белкового (кисломолочного) геля является результатом жизнедеятельности молочнокислых бактерий, сбраживающих молочный сахар до молочной кислоты и других производных [29].

Для улучшения консистенции кисломолочных продуктов (в основном йогурта) и повышения стойкости в хранении часто используют стабилизирующие добавки (гидроколлоиды) растительного и животного происхождения.

Их используют для предотвращения отделения сыворотки, улучшения консистенции и вязкости продукта, когда этого нельзя достичь применением адекватных технологических и технических средств [31].

Органолептические свойства кисломолочных продуктов обуславливаются параметрами тепловой обработки молока, интенсивностью молочнокислого и спиртового брожения лактозы [32].

Основными факторами  формирования качества готового молочного  продукта является качество используемых сырья, компонентов и материалов, качество отдельных этапов производства, определяющее уровень качества технологических процессов, а также чёткое функционирование системы контроля на всех этапах производства. При этом качество исходного молока-сырья и компонентов влияет на конечный продукт не только непосредственно, но и путём вынужденных изменений в технологическом процессе (например, изменение температурного режима обработки при неудовлетворительных микробиологических показателях сырья) [33].

Начиная со второй половины ХХ века, все большое внимание уделялось изучению состава кишечной микрофлоры. Основу нормального биоценоза составляют бифидобактерии, которые принимают непосредственное участие в процессе пищеварения и витаминообразования. Они поддерживают слабокислый рН в толстом кишечнике, синтезируя молочную и уксусную кислоты, тем самым угнетая рост многих видов патогенной и условно-патогенной микрофлоры. Кроме этого, к полезным свойствам бифидобактерий можно отнести повышение усвояемости лактозы, стимулирование иммунной системы, снижение уровня холестерина, антиконцерогенный эффект [33, 34].

Подавляющее большинство  продуктов функционального питания  на основе бифидобактерий готовятся на производственных штаммах, принадлежащих видам B. lactis, B. breve, B. infantis, B. animalis, реже Bifidobacterium sp. (токсономически неидентифицированных) [35]. В России в некоторых регионах производятся кисломолочные продукты с использованием B. adolescentis. В последние годы с целью улучшения органолептических свойств и по технологическим причинам все большее количество кисломолочных продуктов, содержащих бифидобактерии, готовятся с использованием комплексных заквасок, содержащих наряду с бифидобактериями, Lactobacillus acidophillus, Streptococcus thermophilus и Lactobacillus bulgaricus [36].

В последние годы на рынках России появились отечественные бифидосодержащие продукты, выпуск которых осуществляется в промышленных масштабах («кисломолочный бифидумбактерин», «Бивит», «Бифилайф», «Бифидокефир», «Бифидок», «Умка», «Агу» и др.). При их производстве в качестве стартерных культур используют фармакопейные штаммы бифидо- и лактобацилл с клинически доказанными положительными эффектами на человека («кисломолочный бифидумбактерин», «Бивит»), их комбинации с другими штаммами молочнокислых микроорганизмов («Бифилайв», «Бифидокефир», «Умка»), а также культуры бифидобактерий и лактобацилл, отнесение которых в категорию пробиотических культур требует большой дополнительной экспериментальной и клинической работы.

Перспективным направлением является приготовление бифидосодержащих молочных продуктов путем совместного культивирования бифидобактерий с молочнокислыми микроорганизмами. Молочные бактерии, используя растворимый в молоке кислород, снижают окислительно-восстановительный патенциал до нужного для развития бифидобактерий уровня и накапливают в молоке пептиды и аминокислоты стимулирующие рост бифидобактерий [37]. Многие ученые считают, что для производства продуктов, обладающих лечебно-профилактическими свойствами бифидобактерий целесообразно использовать совместно с ацидофильной палочкой [38].

Бифидобактерии и ацидофильная палочка обитают в кишечнике  людей и обладают лучшей выживаемостью  по сравнению с другими молочнокислыми микроорганизмами при прохождении  через желудочно-кишечный тракт [39].

Бифидобактерии являются важнейшей категорией функционального питания. Им принадлежит ведущая роль в нормализации микробиоценоза кишечника, улучшение процессов гидролиза, всасывания жиров, белкового и минерального обмена.

Имеются сведения о том, что развитию бифидобактерий способствуют сывороточные белки. Наиболее известным бифидусфакторм, стимулирующим развитие бифидобактерий, является лактулоза.

Все бифидосодержащие продукты можно условно разделить на три  группы. К первой относятся продукты, в которые добавляют жизнеспособные клетки бифидобактерий. Продукты второй группы получают путем сквашивания сырья чистыми или смешанными культурами бифидобактерий. Активизация роста последних достигается вводом в молоко бифидогенных факторов различной природы. При этом допускается использование мутантных штаммов бифидобактерий, адаптированных к молоку и способных развиваться в аэробных условиях. Продукты со смешанным брожением отнесены к третьей группе. Процесс сквашивания осуществляют совместными культурами бифидобактерий и молочнокислых микроорганизмов.

Реализация концепции позволит перевести на качественно новый биотехнологический уровень традиционные технологии молочных продуктов – лактозы, белковых концентратов и лактулозы – разработать научно-технические основы биотехнологии нового поколения экологически чистых молочных продуктов, обладающие высокой бифидогенной активностью за счет содержания жизнеспособных клеток бифидобактерий и бифидус-факторов, стимулирующих развитие бифидофлоры как в продукте, так и в организме человека [40].

Заключение

Важным и необходимым условием для сохранения жизни, здоровья и работоспособности населения страны является полноценное и здоровое питание, в организации которого превалирующее место в основной группе жизненно необходимых продуктов занимают молоко и молочные продукты [41].

В последнее время  возрастает потребление населением кисломолочных продуктов. Известно, что они играют значительную роль в диетическом и лечебном питании, так как содержат питательные  и биологически активные вещества, созданные самой природой. Во многом эти свойства обусловлены бактериями, входящими в состав применяемых заквасок. Продукты жизнедеятельности микрофлоры заквасок влияют на формирование вкуса, запаха, консистенции кисломолочных продуктов, подавление развития посторонней микрофлоры, повышение биологической ценности продукта, придание ему специфических, пробиотических и других свойств.

Современные подходы  к вопросам питания диктуют необходимость  наряду с традиционными создавать  и новые кисломолочные продукты на комбинированной основе с использованием микроорганизмов различных таксономических групп. Таким образом, возможно получать кисломолочные продукты с заданными показателями [44,45].

Концепция создания технологии кисломолочных продуктов с функциональными  ингредиентами, специального назначения и других, предназначенных для здорового питания населения является перспективной и получила развитие в фундаментальных и прикладных научных трудах отечественных и зарубежных ученых.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

1. Гаврилова Н.Б. Научные и практические аспекты технологии производства молочно – растительных продуктов/ Гаврилова Н.Б., Пасько О.В., Каня И.П., Иванов С.С., Шадрин М.А.// Монография. – Омск: Изд-во ОмГАУ, 2006, - 336с.
2. Markletter. Functional food challenge to industry / Markletter // 1989, July 24. – 1989. – P. 25.
3. Тихомирова Н.А. Нанотехнология и биотехнология продуктов функционального питания на молочной основе / Н.А. Тихомирова // Молоч. пром-сть. – 2005. - № 5. – С. 74-75.
4. Корхенен Х. Технологии для функциональных продуктов / Х. Корхенен // Молоч. пром-сть. – 2003. – № 9. – С. 25-28.
5. Бредихин, С.А. Технология и техника переработки молока / С.А. Бредихин, Ю.В. Космодемьянский, В.Н. Юрин.// – М.: Колос, 2003. – 400 с.
6. ГОСТ Р 51917-2002 Продукты молочные и молокосодержащие. Термины и определения. //– М.: Изд-во стандартов, 2000. – 16 с.
7. Гаврилова Н.Б. Состав микрофлоры кисломолочных продуктов для диетического и профилактического питания: аналит. обзор / Н.Б. Гаврилова. // – Семипалатинск, 1996. – 24 с.
8. Пяткова Н.Т. Разработка и исследование технологии производства кисломолочного продукта «Пастолакт»: автореф. дис. … канд. техн. наук / Н.Т. Пяткова.// – М., 1981. – 20 с.
9. Королева Н.С. Техническая микробиология кисломолочных продуктов / Н.С. Королева. //– М., 1975. – 271 с.
10. Ганина В.И. Пробиотики. Назначение, свойства и основы биотехнологии: монография / В.И. Ганина. – М.: МГУПБ, 2001. – 169 с.
11. Жбиковский З. Современные тенденции в технологии кисломолочных напитков / З. Жбиковский // Мол. пром. – 2004. - №1. – с. 42-43.
12. Федотова О.Б. Повышение качества молочной продукции / О. Б. Федотова, Е. В. Шепелева // Мол. пром. – 2004. - №2. –  с. 39-40.
13. Степаненко, П. П.  Микробиология молока и молочных продуктов: учеб. Для ВУЗов  / П. П. Степаненко. – Сергиев Посад: ООО «Все для вас – Подмосковье», 1999. – 145с.
14. Ганина В.И. Действие пробиотических продуктов на возбудителей кишечных инфекций / В. И. Ганина, Е. В. Болылакова // Мол. пром. – 2001. - №11. – с. 47-48.
15. Гаврилова Н.Б., Щетинин М.П. Технология молока и молочных продуктов: традиции и инновации. /  - М.: КолосС, 2012 – 544с.
16. Липатов Н.Н. Предпосылки компьютерного проектирования продуктов и рационов питания с задаваемой пищевой ценностью / Н.Н. Липатов // Хранение и перераб. сельхозсырья. – 1995. – № 3. – С. 4-9.
17. Рогов И.А. Основные тенденции в развитии пищевых отраслей промышленности / И.А. Рогов // Разработка комбинированных продуктов питания (медико-биологические аспекты, технология, аппаратурное оформление): тез. докл. IV Всесоюзн. науч.-техн. конф. – Кемерово, 1991. –С. 15-33.
18. Остроумов Л.А. Анализ ученных и практических аспектов использования молока и его производных в технологии функциональных продуктов питания / Л.А. Остроумов, А.Ю. Просеков // Федеральный и региональный аспекты политики здорового питания: материалы межд. симпозиума – Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2002. – С. 88-92.
19. Храмцов А.Г. Лактулоза и функциональное питание. Нормализация микрофлоры – основная задача в решении проблемы ухудшающегося здоровья населения / А.Г. Храмцов, В.Д. Харитонов, И.А. Евдокимова // Молоч. пром-сть. – 2002. – № 5. – С. 41-42.
20. Гаврилова Н.Б. Кисломолочный продукт «Алтынсут». Информ. листок, Семипал. ЦНТИ, № Р 55.53. – Семипалатинск, 1995. – С. 4.
21. Гаврилова Н.Б. Роль молока и кисломолочных продуктов в организации диетического и профилактического питания: аналит. обзор / Н.Б. Гаврилова – Семипалатинск, 1996. – 21 с.
22. Полянский К.К. Экологически чистая технология новых продуктов из пахты / К.К. Полянский, Н.С. Родионов // Молоч. пром-сть. – 1995. - № 5. – С. 20-21.
23. Харитонов В.Д. Новые виды молочных продуктов / В.Д. Харитонов, З.С. Зобкова, Ж.Б, Шове, Ж.П. Жакмар // Молоч. пром-сть. – 1995. - № 3. – С. 7-8.
24. ТУ 9222-032-05268977-01. Напитки кисломолочные технические условия / Разработано ОАО «ЛМК».// М., 2001. – 12 с.
25. Имунеле-Бьюти. Рецептура КМ-005/00. Напиток кисломолочный Бьюти.
26. Вернадский В.И. Труды по истории науки в России / В.И. Вернадский // Наука. – 1988. – 468 с.
27. Научно – педагогическая школа «Биотехнология комбинированных молочных продуктов специального назначения» / отв. ред. О.В. Пасько // ФГОУ ВПО «Омский аграрный университет». – Омск: Вариант-Омск, 2010. – 172 с.
28. Зобкова З.С. Функциональные цельномолочные продукты / З.С. Зобкова // Молоч. пром-сть. – 2006. - № 4. – С. 68-70.
29. Зобкова З.С. Функциональные цельномолочные продукты / З.С. Зобкова // Молоч. пром-сть. – 2006. - № 3. – С. 46-52.
30. Косой В.Д. Программа для создания рецептур многокомпонентных продуктов / В.Д. Косой, М.Ю. Меркулов, А.В. Наумов, С.Б. Юдина // Молоч. пром-сть. – 2003. – № 3. – С. 58-60.
31. Остроумов Л.А. Пенообразующие свойства молочно-яичных композиций / Л.А. Остроумов, А.Ю. Просеков, А.А. Малин // Молоч. пром-сть. – 2002. – № 7. – С. 31.
32. Зобкова З.С. О консистенции кисломолочных продуктов / З. С. Зобкова, Т. П. Фурсова // Мол. пром. – 2002. - №11. – с. 27-29.
33. Шидловская В. П. Органолептические свойства молока и молочных продуктов / В. П.  Шидловская. // М.: Колос, 2000 – 280 с.
34. Шепелева Е.В. Системный подход к решению проблем качества молочной продукции / Е. В. Шепелева // Мол. пром. – 2002. - №12. –  с.34-36.
35. Образование лактулозы при тепловой обработке и хранении молока и молочных продуктов / В. П. Шидловская // Мол. пром. – 2001. – №2. – с. 45-48.
36. Разработка кисломолочных бифидосодержащих продуктов и биологически активных добавок к детскому питанию на основе изучения биологических свойств бифидобактерий / Л.П. Семенова, Т.А. Груздева, Г.П. Шаманова и др. // Бифидобактерии и их использование в клинике, медицинской промышленности и сельском хозяйстве / Под ред. Д.П. Никитина. – М., 1986. – С. 82-89.
37. Шендеров Б.А. Функциональное питание и пробиотики: микробиологические аспекты / Б.А. Шендеров, М.А. Манвелова. – М.: Изд-во Агар, 1997.    – 24 с.
38. Гаврилова Н.Б. Подбор микрофлоры закваски для нового целевого диетического кисломолочного продукта / Н.Б. Гаврилова // Сб. науч. тр. СТИИМПа. – Семипалатинск,1995. – С. 69-74.
39. Mikolajcik E.V. Effekt of heat an biological activity of N-acetilglucosomine / E.V. Mikolajcik, M.T. Mansen // J.Dairy Sci. – 1973. – Vol. 56. № 5. – P. 631.
40. Илялетдинов А.Н. Смешанные культуры микроорганизмов в биотехнологии кормпроизводства / А.Н. Илялетдинов, Н.Н Гаврилова // Известия Академии наук Республики Казахстан: С. «Биология». – 1992. - № 5. – С. 34-40.
41. Храмцов А.Г. Концепция биотехнологии молочных продуктов нового поколения / А.Г. Храмцов, И.А Евдокимов, С.А. Рябцева // Сыроделие и маслоделие. – 2001. - № 4. – С. 11-12. 
42. Гаврилова Н.Б. Научные и практические основы биотехнологии молочных и молокосодержащих продуктов с использованием иммобилизации клеток микроорганизмов: монография./Гаврилова Н.Б., Гладилова О.А., Чернопольская Н.Л.// Омск: «Вариант – Омск», 2011. – 184с.
43. № 88 – ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» в ред. № 163 – ФЗ от 22.07.2010.
44. Гаврилова Н. Б. Биотехнология комбинированных молочных продуктов. Монография / Н. Б. Гаврилова – Омск : «Вариант-Сибирь», 2004. – С. 224.
45. Кочеткова А.А. Функциональное питание / А.А. Кочеткова, В.И. Тужилкин, И.Н. Нестерова, А.Ю. Колеснов, Н.Д. Войткевич// Вопросы питания. - №4. - 2000.
46. Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных продуктов / 3-е изд., перераб. и доп. – СПб.: ГИОРД, 2001. – 320с.