Бифидобактерии и лактобактерии относятся к пробиотикам и составляют до 90% микробиоты желудочно-кишечного тракта и, способствуя полноценному пищеварению, необходимы для повышения эффективности иммунной системы, секретируя антитела к определенным вирусам; продуцирования предотвращающих различные инфекции веществ; предотвращения прикрепления к стенке кишечника вредных для человека бактерий и торможения их роста; стимулирования укрепления слизистого слоя в кишечнике в качестве барьера против инфекций; торможения секреции или разрушения токсинов, выделяемых некоторыми «плохими» для человеческого организма бактериями;
продуцирования витаминов группы В, необходимых для метаболизма пищи; предотвращения анемии, возникающей при недостатке витаминов B6 и B12, а также поддержания здоровья кожи и нервной системы [3, 4, 7]. Пробиотики — физиологически функциональный пищевой ингредиент в виде полезных для человека живых микроорганизмов, обеспечивающий благоприятное воздействие на организм человека [6].
Квас — продукт, богатый полезной микробиотой. Он хорошо утоляет жажду благодаря содержащимся в нем кислотам, в основном молочной; обладает высокой энергетической ценностью; улучшает аппетит; содержит витамины, свободные аминокислоты, сахара и микроэлементы; может считаться продуктом функционального питания, положительно влияющим на микробиоту желудочно-кишечного тракта человека.
Нами была исследована возможность создания комплексной закваски, содержащей пробиотические микроорганизмы, которые могут эффективно сбраживать квасное сусло и получать квас с полезной микробиотой. Для этого исследовали возможность использования медицинских коммерческих лиофильно высушенных препаратов молочнокислых бактерий (МКБ) «Лактобактерин», «Бифидумбактерин», «Линекс» в приготовлении кваса на основе солодового сусла и сусла, приготовленного из концентрата квасного сусла (ККС); разработали схему разведения МКБ; состав закваски, содержащей комплекс специфических микроорганизмов и обеспечивающей необходимую синхронность сбраживания сахаров сусла, и кислото- и газообразования в нем.
Лактобактерин — препарат, представляющий собой микробную массу живых, антагонистически активных лактобактерий штаммов Lactobacillus plantarum 8PA3, или L. plantarum 38, или L. fermentum 90T-C4 или L. fermentum 39. В одной дозе препарата содержится не менее 2×109 или 4×109 живых лиофилизированных лактобактерий.
Бифидумбактерин — препарат, представляющий собой микробную массу живых, антагонистически активных бифидобактерий штаммов Bifi dobacterium bifi dum №1 или 791. Одна доза препарата содержит живых лиофилизированных бифидобактерий не менее 107.
Линекс — препарат, представляющий собой комплекс микроорганизмов Lactobacillusacidophilus — 300 мг, Bifi dobacteriuminfantis — 300 мг, Enteroccocusfaecium — 300 мг в 1 г порошка. Одна капсула препарата содержит не менее 1,2×107 живых лиофилизированных бактерий.
Дрожжи прессованные хлебопекарные — Saccharomyces cerevisiae влажностью 68–72% с содержанием 10-12 х 109 клеток в 1 г.
Микроорганизмы культивировали на образцах сусла, приготовленных из солода, экстрактивностью 8% мас., 2,5-3% мас. и сусле из ККС экстрактивностью 2,5-3% мас. Количество внесенных микроорганизмов составило 2×109,107 и 1,2×107 КОЕ/100 см3. После инкубирования МКБ в течение 24 ч. при 35° С определяли количество клеток, кислотность и органолептические характеристики [5].
Наилучший состав закваски, обеспечивающей в течение не более 24 ч. необходимую синхронность сбраживания сахаров сусла, кислото- и газообразования определяли в серии двукратных разведений инкубированной в течение 24 ч. заключительной фазы закваски в солодовом и квасном сусле, приготовленном из ККС, экстрактивностью 2,5–3,0% сухих веществ (СВ). В то же сусло отдельно вносили предварительно разведенную в воде навеску прессованных дрожжей. Учитывая различия в физиологически необходимых температурных режимах для МКБ и дрожжей брожение проводили при 30° С и 35° С [7].
Установлено, что микроорганизмы из коммерческих препаратов МКБ медицинского назначения способны размножаться на субстратах, приготовленных из солода и ККС. На мазке, приготовленном сразу после посева, в одном поле зрения обнаруживалось от 5-10 клеток МКБ. После суточной инкубации тех же проб в одном поле зрения обнаруживали до 30 клеток. Кроме того, отмечено, что при выбранной дозе засева и времени инкубации не успевают сформироваться достаточно выраженные органолептические показатели. По этой причине вдвое увеличили засевную дозу МКБ, а продолжительность инкубирования до 48 ч. При этих условиях уже через 24 ч. появился специфические аромат молочнокислого брожения и кислотность, а через 48 ч. эти органолептические показатели стали ярко выраженными. Титруемая кислотность через 24 ч. составляла не более 1,0 к. ед., а через 48 ч. (рисунок) этот показатель в некоторых пробах достигал величины 1,5–2,0 к. ед.
Исследуя динамику развития исследуемых микроорганизмов на жидких питательных средах, отметили крайне низкие генеративную активность и скорость кислотообразования, которые не увеличивались в последующих генерациях. Считаем возможным предположить, что происходит это в результате отсутствия подвижности у бактерий соответствующих таксономических групп, оседания их на дно и, как следствие, низкой скорости массообменных процессов между клеткой и питательным субстратом [7].
В результате определения оптимальной засевной дозы дрожжей установлено, что при 30° С на сусле из ККС с экстрактивностью 2,5-3,0% СВ, необходимая величина сбраживания (1,0–1,5% СВ) достигается при засевной дозе 5,0 г прессованных дрожжей на 100,0 дм3 сусла. При этой же засевной дозе в сусле с экстрактивностью 2,5-3,0% СВ, в тех же условиях и за тот же период сбраживается на 1,5-2,0% СВ (вид.), а солодовое сусло с экстрактивностью 8,0% СВ — на 2,5-3,0% СВ. Более интенсивное сбраживание солодового сусла, чем сусла из ККС, за контрольный период по-видимому объясняется более благоприятным составом питательной среды. Различия в скорости сбраживания солодового сусла можно объяснить разницей в начальном содержании СВ: низкие концентрации сахаров подавляют бродильную активность, индуцируя дыхательную.
В ходе определения оптимального состава закваски и необходимой степени ее зрелости установлено, что наиболее эффективно процесс сбраживания и кислотообразования в квасном сусле протекает при использовании закваски, достигшей титруемой кислотности не менее 16 к. ед. Наилучшей считаем закваску, с помощью которой получили кислотность 18 к. ед. Определение дозы вносимой в сусло закваски разной степени зрелости позволило установить, что синхронность происходящих в сусле процессов достигается при внесении 2,0 г закваски кислотностью не менее 16-18 к. ед. при указанной выше (5 г/100,0 дм3 ) дозе внесения дрожжей.
Если рассматривать скорость кислотообразования в качестве косвенного показателя прироста биомассы, то недостаточную зрелость закваски предлагаем компенсировать увеличением ее дозы, вносимой в подготовленное квасное сусло [7]. Расчет необходимого количества такой закваски можно произвести по формуле:
где m —необходимое количество закваски (г); K — фактическая кислотность закваски, к. ед. (см 31,0 М раствора NaOH на 100,0 см3 среды); V — объем квасного сусла (дм3 ), 2 — количество (г) зрелой (18 к. ед.) закваски необходимое для сбраживания 1 дм3 квасного сусла.
Определение наилучшей температуры брожения с учетом особенностей физиологии участвующих в процессе микроорганизмов позволило установить, что для технологически достаточного кислотообразования (2,0–2,5 к. ед.) за контрольное время предпочтительнее температура 35° С. Кислотообразование при 30° С замедлилось, но было вполне ощущаемо. Результаты спиртового брожения при относительно высокой для дрожжей температуре (35° С) не выявили значимых пороков в органолептических свойствах. Степень сбраживания незначительно превышала технологические параметры. Сбраживание квасного сусла при 30° С протекало умеренно с оптимальным результатом снижения начальной концентрации СВ за контрольное время.
Анализ результатов проведенных исследований позволяет заключить, что физиологически адаптированные культуры лиофильно высушенных молочнокислых бактерий медицинских коммерческих препаратов «Лактобактерин», «Бифидумбактерин», «Линекс» способны расти и размножаться на питательных средах, приготовленных из солода и ККС. Они способны сформировать комплекс органолептических и титриметрических показателей кваса. Различия в скорости формирования необходимых технологических параметров позволяют сбраживать квасное сусло при 30° С и при 35° С.
Установлено, что возможно применение МКБ медицинских препаратов «Лактобактерин», «Бифидумбактерин», «Линекс» для получения кваса с проиботическими свойствами и хорошими органолептическим показателями.