Молочная сыворотка, продукты её переработки в составе функциональных пищевых и кормовых продуктов

Ресурсы молочной сыворотки в нашей стране составляют по разным оценкам около 3–5 млн т ежегодно. Ввиду высокой биологической ценности наиболее целесообразно получение из молочной сыворотки пищевых продуктов и функциональных ингредиентов: концентратов сывороточных белков, лактозы, лактулозы, и др.

Молочная сыворотка и пермеат после извлечения из нее большей части нутриентов для пищевых целей могут использоваться при культивировании пробиотических микроорганизмов в биосинтезе функциональных ингредиентов и продуктов кормления сельскохозяйственных животных [2, 3]. Среди известных методов переработки молочной сыворотки [4-6] наиболее перспективными признаны методы микробной биотехнологии.

В 2016–2018 гг. на кафедре технологии молока и молочных продуктов ВГМХА проведены исследования по разработке функционального кормового продукта ФКП «Вологодский». По их результатам предложена базовая безмембранная технология концентрирования сывороточных белков [3] с последующей ферментацией и получением

функционального кормового продукта (ФКП) для улучшения здоровья и продуктивности сельскохозяйственных животных и птиц. Технология может использоваться в условиях мелких и крупных цехов переработки сыворотки, а также непосредственно в животноводческих хозяйствах.

В исследовании, проведённом в 2019 г. изучена возможность перевода посредством микробиологической трансформации недорогих неорганических форм элементов в более усвояемые и неантагонистичные друг другу органические формы. При одинаковом количестве органических форм биоэлементов и неорганических можно получить тот же положительный физиологический эффект без перегрузки пищеварительной системы.

Исследование метаболизма 15 макро- и микроэлементов выявило существование около 105 двусторонних и 455 трехсторонних отношений синергизма и антагонизма, которые необходимо учитывать во избежание потери одних элементов при назначении других. При содержании биоэлементов в физиологических количествах как в питательных микробиологических средах, так и в рационах [3] антагонизм между ними отсутствует или менее выражен, чем при повышенном количестве.

В эксперименте было снижено содержание всех биоэлементов до минимального, предусмотренного базовой технологией (контрольный образец). При рекомендуемой норме скармливания ФКП в опытные образцы дополнительно вносили 20 % от суточной потребности одной из четырех добавок биоэлементов: Са, I (опыт № 1), Zn, S (опыт № 2), Сu, Со (опыт № 3), дефицит которых наиболее часто встречается у КРС в Вологодской области. Количество биоэлементов в сутки рассчитывалось, исходя из ожидаемой продуктивности коров 8000 кг по нормам кормления стельных сухостойных коров живой массой 600 кг.

Количество добавляемых биоэлементов:

- Опыт № 1: Са – 150 мг, I – 10,7 мг. Источники – хлорид кальция дигидрат – 0,55 г/л, йодид калия – 14 мг/л.

- Опыт № 2: Zn – 756 мг, S – 34 мг. Источник – сернокислый цинк – 1,9 г/л.

- Опыт № 3: Сu – 155 мг, Со – 10,7 мг. Источники – сернокислая медь пятиводная – 0,6 г/л, хлористый кобальт – 24 мг/л.

По результатам исследований по сравнению с контролем установлены коэффициенты накопления биомассы дрожжей (КНБ):  опыт № 1 – КНБ = 0,98+0,03; опыт № 2 – КНБ = 1,07+0,03; опыт № 3 – КНБ = 0,44+0,03;  контроль – КНБ = 1.

В условиях опыта по увеличению содержания биоэлементов в питательной среде на основе творожной сыворотки по сравнению с контрольной получены следующие результаты: ˜ добавление кальция и йода (опыт № 1) не влияет на накопление биомассы пробиотических дрожжей; ˜ внесение цинка и серы (опыт № 2) предположительно является значимым. Для уточнения коэффициентов значимости необходимы дальнейшие исследования с вариативным количеством цинка и серы, вносимых в разных формах; ˜ добавление меди и кобальта (опыт № 3) снижает накопление биомассы пробиотических дрожжей. При скармливании дрожжевых пробиотических препаратов у опытных коров быстрее достигается максимальный уровень надоев по сравнению с контрольной группой.

В сложных ассоциациях заквасочных штаммов необходимо учитывать, что между ними могут быть симбиотические (стимуляция развития культур при их совместном культивировании, ассоциация), антагонистические (подавление развития одной из культур при их совместном культивировании) и метабиотические и взаимоотношения.

 В случае метабиотических взаимоотношений не наблюдается симбиотические или антагонистические культуры, активность культур остаётся на уровне наиболее активного штамма, входящего в смешанную культуру. В Международном кодексе номенклатуры бактерий консорциум определяется как совокупность или ассоциация двух, или более организмов. Таким образом, в это понятие входят и такие формы сообществ микроорганизмов, как ассоциация (симбиотическая культура) и смешанная культура (ранее называвшаяся метабиотической культурой).

Совместное культивирование штаммов в жидкой или плотной питательной среде с последующей констатацией факта стимуляции или угнетения развития – лежит в основе методик определения взаимоотношений. Известно, что среди бактерий встречаются культуры – антагонисты, которые не сочетаются не только с культурами другого вида, но и со штаммами внутри вида. Такие штаммы не могут быть использованы в комбинации закваски, состоящей из нескольких культур.

Для определения возможной антагонистической активности на плотных питательных средах один из стандартных методов получил название «Метод перпендикулярных штрихов» [4]. Этим методом в ходе нашего исследования мы определили по наличию зон задержки роста, могут ли все 7 штаммов Saccharomycetes коллекции кафедры эпизоотологии и микробиологии Вологодской ГМХА, быть включены в пробиотический консорциум.

Результат эксперимента однозначно продемонстрировал, по крайней мере, метабиотические взаимоотношения между всеми испытанными культурами, что позволяет включать их одновременно в многовидовую закваску (рис. 1).

Следующим этапом исследования – длительным совместным (с пассажами) культивированием с другими пробиотическими видами в жидкой питательной среде на основе молочной сыворотки – предполагается уточнить межвидовые взаимоотношения пробиотических штаммов (комменсализм, мутуализм), включаемых в варианты консорциумов [4].

Как показали исследования, штаммовый состав консорциума может в дальнейшем улучшаться, в том числе по признаку эффекта микробиологической трансформации биоэлементов [2].

Как отмечалось выше, молочная сыворотка и некоторые продукты её переработки имеют уникальный набор эссенциальных аминокислот, её переработка в пищевые продукты - это вариант решения проблемы дефицита белкового сырья [7, 8].

Аминокислоты являются строительными единицами белков и необходимы как для поддержания жизнедеятельности уже сформировавшихся органов тела человека, мышц и связкок, так и для их регенерации, для производства крови, лимфы, гормонов и ферментов [4]. Оптимальный уровень белка для взрослых 1 г/кг массы тела, для детей и пожилых – 1,5 г/кг массы тела, при тяжёлом физическом труде, для спортсменов – до 2 г/кг массы тела. Не менее 80% населения Земли имеют недостаток пищевого белка, незаменимых аминокислот, что сказывается на повышенной атрофии клеток.

Кроме структурной белки (протеины) выполняют в организме транспортную (переносе кровью газов, углеводов, жиров, некоторых витаминов, перенос биоэлементов через клеточные мембраны и внутриклеточные структуры). Атеросклероз – проблема транспортной белковой функции. Аллергия, токсикозы – недостаток транспортных молекул, выводящих токсины.

Ещё одной важнейшей функцией является ферментативная функция протеинов.  Протеаза, липаза, амилаза и др. белки-энзимы, расщепляющие нутриенты пищи. Ферментативная недостаточность – самая распространённая проблема дефицита белка.

Иммунная, защитная (глобулинная) функция выражается в том, что, если в пище не хватает белка, никакие иммуностимуляторы не работают, иммуноглобулины (антитела) не вырабатываются.

Кроме того, отдельные аминокислоты обладают важнейшими специфическими функциями. Например, метионин регулирует деятельность надпочечников, является сырьем для производства карнитина, который благотворно влияет на здоровье сердца, и он является важным компонентом в профилактике и терапии функциональной активности мышечной ткани [4].

Протеиновый коктейль – один из самых востребованных на рынке спортивного питания специализированный продукт. Рост интереса к протеиновым коктейлям наблюдается и у людей, не занимающихся профессионально спортом, приверженцев здорового питания. Употребление протеиновых коктейлей на ночь способствует медленному, но физиологическому похудению. Принимая коктейль вместо ужина или перед сном, блокируется чувство голода, что избавляет от случайных перекусов. Протеиновый коктейль для похудения часто употребляют утром вместо завтрака. Так мы обеспечиваем организму необходимое количество белка в утреннее время и восполняем его потерянное количество за ночь. Это препятствует потери мышечной массы, что часто происходит при диетах. Ускоряя обмен веществ, протеиновые коктейли заставляют организм работать интенсивнее и тратить большее количество калорий [8]. Калорийность коктейля регулируют с помощью добавляемых ингредиентов.

Часто во время занятий спортом, особенно при силовых нагрузках, организм может испытывать чувство слабости и истощения. Одной из самых распространённых причин может быть нехватка белков, ведь именно белки являются строительным материалом для мышечных волокон. Объем рекомендуемого протеинового напитка перед тренировкой должен быть не меньше 300 мл.

Рекомендуют пить высокопротеиновый коктейль тёплым с температурой примерно в 37 градусов, это ускоряет обмен веществ. Однако подавляющее большинство предлагаемых рецептов содержит скоропортящиеся продукты, кроме раскрученных брендов, но, являясь продуктами элитного класса, они не являются общедоступными [8].

При разработке продукта-импортозаместителя мы обратили внимание на сухие отечественные высокобелковые натуральные ингредиенты (производство и основной склад: Смоленская область, г. Вязьма, ООО ТД «ТАГРИС»): остаточные сухие пивные дрожжи и концентрат сывороточного белка КСБ ТМ 80.

Концентрат сывороточного белка КСБ ТМ 80 получают из сладкой молочной сыворотки методом ультрафильтрации и сушки. При этом среднее концентрирование по белку - в 100 раз (исходное содержание белка в исходной сыворотке – 0,8%, в КСБ ТМ 80 – не менее 80%).

Высокая скорость усвоения белка позволяет организму быстро получить все необходимые аминокислоты. Среди наиболее дефицитных для спортсменов, называют аминокислоты с разветвлёнными цепями BCAA (изолейцин, лейцин, валин), которые составляют до 35% от всей структуры мышечных тканей. BCAA являются источником энергии для мышц, предотвращают утомление и разрушение мышечных структур. Все три аминокислоты в большом количестве содержатся в КСБ ТМ 80.

Например, 20% лейцина (при средней суточной норме для взрослого человека - 5 г.) поставляют около 2 г. КСБ ТМ 80.

 Мы приготовили 4 варианта протеинового коктейля с различным соотношением по массе ингредиентов. сухие пивные дрожжи (СПД) и концентрат сывороточного белка КСБ ТМ 80 от 0,5:9,5 до 3:7, соответственно. В качестве пенообразователя и источника магния, одновременно, использовался препарат «Магний+», ООО Валеант.

Варианты от 0,5:9,5 до 2:8 получили одинаковую наивысшую оценку при потребительской дегустации (n=17), вариант. Вариант 3:7 имел несколько сниженную общую оценку, однако некоторыми потребителями он был оценен как наилучший (полагаем, любителями пива).

К достоинству продукта можно отнести и то, что он готовится непосредственно перед употреблением, не требует температурной обработки, т.к. производитель гарантирует микробиологическую чистоту ингредиентов.

Продукт рекомендуется хранить, исходя из спецификаций ингредиентов, в прохладном сухом месте, без резких запахов до 12 мес., при температуре 10-20 0С, относительной влажность воздуха не более 85% [8].

 

 

2. Разработка функциональных и специализированных пищевых и кормовых продуктов, обогащённых биоэлементами вопросы обеспечения их безопасности

 

Состояние питания – один из важнейших факторов, определяющих здоровье нации. В настоящее время среди основных нарушений структуры питания населения РФ отмечен дефицит витаминов (С, В₁, В₂, Е, фолиевой кислоты, ретинола, β-каротина и др.) и дефицит минеральных веществ и микроэлементов (Ca, Fe, J, F, Se, Zn). Среди причин недостаточного поступления микронутриентов с пищей отмечаются такие, как снижение энерготрат современного человека и соответствующее уменьшение общего количества потребляемой пищи; увеличение потребления сельскохозяйственных продуктов, произведенных по интенсивным технологиям; потребление значительного количества рафинированных, высококалорийных продуктов. Для растущего организма полноценное питание можно сравнить со значением фундамента для судьбы здания: при добротном фундаменте оно простоит столетие, а при фундаменте из случайных материалов – развалится в ближайшие годы. Недостаток необходимых питательных веществ, избыток контаминантов в рационе детей может явиться причиной неустранимых нарушений здоровья [9].

Состояние здоровья детей является задачей первостепенной важности в подавляющем большинстве социальных программ государства. Проблема охраны здоровья детей в современных условиях - одна из наиболее актуальных, поскольку именно состояние здоровья детского населения определяет перспективы формирования жизненного, репродуктивного и трудового потенциалов нации в целом.

Приоритетами государственной политики в области здорового питания населения РФ являются ликвидация полноценного белка и микронутриентов, улучшение питания детей и подростков, беременных женщин и кормящих матерей, обеспечение качества, безопасности отечественных и импортных пищевых продуктов, повышение уровня знаний населения в вопросах здорового питания. Такой подход вытекает из характеристики России как социального государства, для которого забота о детях является первоочередной и важнейшей задачей.

Исследования нутрициологов в разных регионах России в последние годы показали, что имеются значительные нарушения питания детей. К этим нарушениям относятся:

- нерациональное соотношение основных пищевых веществ, недостаточное содержание полиненасыщенных жирных кислот, витаминов, макро- и микроэлементов, пищевых волокон;

- характерно недостаточное потребление основных продуктов, таких как молочные, мясные, рыбные, яйца, овощи, фрукты и ягоды;

- повсеместно отмечается избыточное потребление хлебобулочных и кондитерских изделий, соли и добавленного сахара;

- среднесуточное потребление йода, кальция, железа, магния, селена не достигает рекомендуемой нормы.

Установлено, что для нормальной жизнедеятельности человека необходимо более 30 минеральных веществ, которые принимают участие практически во всех процессах жизнедеятельности организма [9].

По данным американских ученых, дефицит магния, калия, хрома, селена, меди может стать причиной сердечных заболеваний. Дефицит кальция, меди, германия, йода, магния, селена, цинка способствует развитию онкологических и других заболеваний. Известно, что селен, является кофактором фермента глутатион-пероксидазы, относящегося к эндогенным антиоксидантам.

В российских исследованиях опредялили содержание биоэлементов в суточном пищевом рационе организованных детей дошкольного возраста [10].

В образцах суточных рационов питания проводилось определение содержания Al, As, B, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, I, K, Li, Mg, Mn, Na, Ni, P, Pb, Se, Si, Sn, Sr, V, Zn методами атомной эмиссионной и масс-спектрометрии [11].

При оценке адекватности рационов питания, полученные данные сравнивались с адекватными уровнями потребления и верхними допустимыми уровнями потребления пищевых и биологически активных веществ согласно санитарным нормам «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения РФ», МР 2.2.1.2432-08, согласно методическим рекомендациям МР 2.3.1.1915-04 «Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ», утвержденным 02.07.2004 г. Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Москва, 2004).

Полученные данные, уточняя перечисленные выше нарушения, свидетельствуют:

о недостатке в пищевом рационе детей кальция, магния, железа, кобальта, ряда витаминов. Сегодня уже не вызывает сомнений, что ведущими по степени негативного воздействия на организм человека является хронический недостаток микронутриентов - витаминов, биоэлементов и других биологически активных соединений.

С учетом этих данных помимо коррекции пищевых рационов для восполнения минеральной недостаточности рекомендуют применять специально разработанные для детей витаминно-минеральные комплексы, БАДы, специализированные обогащенные продукты.

К специализированным молочным продуктам для детей относится разработанное нами относится обогащённое мороженое.

Ни для кого не секрет, что мороженое было и остаётся одним из любимых лакомств детей и многих взрослых. Однако, в свете современных концепций о здоровом питании [11, 12] продукт может отличаться от традиционного - своим составом. Мороженое, как функциональный или специализированный пищевой продукт, в свете современных технологий производства функциональных ингредиентов, делает продукт не только вкуснее, и ещё полезнее для здоровья. Среди функциональных ингредиентов, обогащение которыми благоприятно влияет на состояние организма человека: полезные микроорганизмы (пробиотики), пребиотики, витамины, биоэлементы и др.

Анализ основных доминант функционального питания в применении к производству мороженого подбор ингредиентов и выработка мороженого с учётом здорового питания – основные задачи, поставленные в представленном исследовании.

В качестве комплекса сахарозаменителей в представленном исследовании использовали готовую смесь, состоящую из природных компонентов сукралозы и стевии под маркой «Fit parad».

В качестве одного из наиболее оптимальных как с медицинской, так и с социально-экономической точек зрения способов обогащения витаминами молочных продуктов – использование готовых поливитаминных премиксов, подобранных в соотношениях и формах ингредиентов, учитывающих возможное взаимовлияние и действие на продукт. На этом этапе в качестве витаминно-минерального премикса для обогащения мороженого нами использовался, специальный премикс, разработанный для молочных каш детского питания (Швейцария), который, при внесении рекомендуемой дозировки (0,570 %) обеспечивает в 200 г. готового продукта: обогащение витаминами и другими биоэлементами осуществляется на уровне 15-85% .

Экспериментальное мороженое, произведённое ближе всего по стандартам к мороженому кислосломолочному йогуртному, произведенному с использованием заквасок для йогурта, но является кислосливочным, и для него не принят российский стандарт.

Работа была представлена на Всероссийский конкурс на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и научно-педагогических работников высших учебных заведений Минсельхоза России за 2019 год [12].

 

Помимо функционального кормового продукта, мороженого, протеинового коктейля -другими функциональными продуктами, над разработкой которых в 2019 г. трудились сотрудники Вологодской ГМХА и студенты (затрагивая только одну научную тему «Развитие нутрициологических, микробиологических, генетических, электрофизических принципов разработки и производства функциональных продуктов питания и воды»):

- высокобелковый биойогурт, кисломолочные напитки [13-17];

- комбинированные молочные продукты с функциональными ингредиентами растительного происхождения, в том числе - масло сливочное с ламинарией [18-23];

- функциональные напитки типа чаёв [24]

- сыры (твёрдый, мягкий и рассольный) [Заявки на Патент РФ № 2018138116,

№ 2018131884, № 2018124578];

- специализированные обогащенные цельнозерновые, мучные и мясные изделия [25, 26].

Даже технологии такого древнего и широко распространённого продукта, как сыр, могут иметь направления развития, связанные с улучшением функциональных свойств. Сыр, относящийся для большинства людей к основным продуктам питания [Заявка №], всегда побуждал сыроделов произвести более вкусный, более полезный продукт, с улучшенными потребительскими свойствами и экономически эффективным способом. Считается, что производство сыра возникло в VI -VII тысячелетиях до н.э., количество различных видов сыров в мире насчитывается более 500, зарегистрированных наименований сыров – примерно 2 тысячи, а разновидностей (сортов) – более 5 тысяч, причём ассортимент сыров постоянно увеличивается. С разрешением во многих странах к розничной продаже крафтовых (уникальных) сортов подсчёт разновидностей теряет смысл.

При развитии сыроделия во всём мире прослеживаются две тенденции: с одной стороны, должна быть достаточно низкая себестоимость для получения прибыли производства, с другой стороны, максимальная прибыль может быть получена только при учёте потребительского спроса, который всё больше учитывает пользу для здоровья продукта при хороших вкусовых качествах.

Молоко, как скоропортящийся продукт, сыроделие превращает в продукт, занимающий то или иное промежуточное положение между скоропортящимся и консервированным продуктом длительного хранения, ведь сычужные сыры, в зависимости от вида и условий хранения могут находиться на полке сырохранилищ от 4-5 суток, до года и даже 5-10 лет. Сыр, безусловно, прежде всего, белковый продукт, ведь в его составе 14,0-39,4% белка, включающего все незаменимые аминокислоты. Суточная потребность человека в белке составляет примерно 1 г на 1 кг массы тела, человеку, весящему 70 кг необходимо 70 г белка. 100 г твердых сычужных сыров дают 40-50% этой суточной нормы. Таким образом, твёрдый сычужный сыр – натуральный функциональный пищевой белковый продукт. С нутрициологической точки зрения, всё больше значение приобретает показатель сниженного содержания жира в сыре и пробиотический потенциал этого продукта при строгом качестве, исключающем наличие патогенных микроорганизмов.

Для мягкого сыра технической задачей изобретения явилось получение сыра с увеличенной биологической ценностью белков, а также получение продукта, с потенциалом увеличения функциональных свойств, в частности за счёт обогащения биоэлементами калием и магнием, положительно влияющим на здоровье потребителя. Технический результат при использовании предложенного способа производства сыра достигается за счет оригинального способа обеспечения повышенного содержания сывороточных белков, общего белка, обеспечивающего не менее 5% от суточной потребности в белке.

Технический результат изобретения рассольного сыра заключается в повышении качества готового продукта, в интенсификации технологических процессов, увеличении ассортимента рассольных сыров, обладающих повышенными функциональными, в том числе пробиотическими и пребиотическими свойствами.

Результаты оценок, принятых в той области техники, к которой относится изобретение, подтверждающими, что сыр, получаемый по этому способу, обладает повышенным качеством, улучшенными потребительскими свойствами и хранимоспособностью:

В соответствие с действующей нормативной документацией качество сычужных сыров является функцией, складывающейся из трёх интегральных нормативов: микробиологических показателей, органолептической оценки и физико-химических показателей.

Сыр, производимый по предлагаемому способу имеет улучшенные условия для достижения более высоких показателей качества по двум первым из них.

 Известно, что микробиологические показатели сыров (при одинаковом качестве исходного сырья и идентичных санитарно-гигиенических условиях производства, условиях выработки) полностью определяются неспецифическим и специфическим антагонизмом заквасочных микроорганизмов к технически вредной и условно-патогенной микрофлоре.

Неспецифический антагонизм заквасочных микроорганизмов в отношении большинства вредных бактерий на технологическом уровне проявляется в образовании молочной и других органических кислот, снижении рН, создании анаэробных условий и конкуренцией за лактозу. Ингибирующее действие органических кислот по сравнению с неорганическими связано с более легким проникновением внутрь бактериальной клетки, что вызывает необратимые изменения цитоплазмы.

Природа специфического антагонизма, в частности к стафилококкам, изучена в 1950–1980-х годах. В ряде случаев механизм антагонизма обусловлен выработкой перекиси водорода в пределах концентраций, подавляющих вредные бактерии (выше 8 мкг/мл), но не подавляющих развитие самих микроорганизмов многокомпонентной закваски (ниже 17 мкг/мл). Проводится подбор заквасочных штаммов, антагонистически активных не только против стафилококков, но и против микрококков, энтерококков, маслянокислых бактерий, дрожжей, плесеней, психротрофных псевдомонад и других микроорганизмов, способных повлиять на качество и хранимоспособность молочных продуктов, вызывать те или иные органолептические пороки при превышении допустимых норм содержания. Среди других механизмов специфического антагонизма к технически вредной и патогенной микрофлоре выделяют выработку бактериоцинов,

Не случайно термин «защитные закваски» вошёл в зарубежный и отечественный научный лексикон как обобщающий характеристики обеспечения ими качества продукта посредством существенной антагонистической активности относительно микроорганизмов порчи.        Практический опыт свидетельствует о существенном значении бактериофагов, как факторов, влияющих на кисломолочный процесс, на активность заквасочных микроорганизмов закваски при производстве ферментированных молочных продуктов. И несмотря на некоторое снижение остроты проблемы c использованием зарубежных заквасок DVS, к которым на российских сыродельных заводах первоначально не было бактериофага, ввиду высокой мутирующей способности фага, за 1,5-2 десятилетия и разнообразия штаммов большого числа производителей заквасок, используемых в частой ротации, сегодня проблема бактериофага не менее стоит не менее остро [заявка № 2018131884]. Один из главных источников бактериофага при производстве сыра - рассол, в предлагаемом способе отсутствует.

Использование двух заквасок в предлагаемом способе производства сыра с принципиально различающимися фаготипами, которые не могут образовывать мутантные «рекомбинанты», при прочих равных условиях – также важнейший фактор снижения остроты проблемы фаголизиса заквасочных культур. Другим существенным фактором предупреждения фаголизиса в предлагаемом способе производства сыра является использование мультикомпонентной нативной микрофлоры части высококачественного сырья, что в настоящее время становится реальным с получением развития средних фермерских хозяйств, в которых непосредственно осуществляется переработка молока.

При этом для созревания не менее ½ части молочного сырья высокого качества используют закваску, состоящую из молочнокислых культур Lactococcus lactis subsp. lactis. Lactococcus lactis subsp. cremoris, Leuconostoc lactis или Leuc.mesenteroides subsp. cremoris. При этом сокращается продолжительность охлаждённого хранения молока до переработки и снижаются отрицательные последствия, проходимые при этом, в том числе развитие психротрофных бактерий, возрастание уровня ферментативной активности молока за счёт продуцирования бактериальный протеиназ и увеличение степени гидролиза казеина, образование небелкового растворимого азота, увеличению времени сычужного свёртывания, повышению активности воды, уменьшению плотности получающегося сгустка, снижению выхода сыра, его качества [заявка].

Для кислотно-сычужного свёртывания молока в предлагаемом способе используют Streptococcus thermophilus, Lactobacterium brevis, Lactobacillus acidophilus, Propionibacterium shermanlii. Propionibacterium freudenreichii subsp. shermani – одина из наиболее значимых пробиотических культур. Streptococcus thermophilus, Lactobacterium brevis, Lactobacillus acidophilus – также используются в составе «защитных» культур, однако в отличие от «защитных» культур они используются не в дополнении к основной закваске, а вместо основной закваски.

Как известно, потребительские предпочтения в последнее время всё больше отдаются продуктам, которые могут быть отнесены к продуктам здорового питания при высоком качестве.

Известно также, что ведущей причиной ингибирования заквасочных штаммов является бактериофаг, масштаб которой - снижение качества продукта в 15% случаев, а фаговый мониторинг прописан (рекомендательно) в основополагающем документе по организации микробиологического контроля на предприятиях молочной промышленности, но не проводится в производственных лабораториях российских предприятий и достаточно сложен для определения группами ХАССП, разрабатывающими предупреждающие действия против загадочного фаголизиса, который в последние годы чаще вместо научной терминологии производственники называют «усталостью закваски». Таким образом, остается актуальным определение бактериофага в сыворотке (творожной, подсырной) и (или) молоке-сырье – двух ОККТ, которые, как показывают исследования последних лет [27, 28], остаются важным условием определения риска (идентификации опасного фактора) и разработки предупреждающих воздействий, снижающих риск генетических мутаций между бактериофагами, лизирующими штаммы отечественных и зарубежных бактериальных концентратов. Однако их контроль в силу несовершенства существующего метода индикации, сложного для производственной лаборатории, как вариант предлагается закрепить за внешними лабораториями. Подобно контролю стафилококка, афлатоксинов, тяжелых металлов такой мониторинг может быть «слабым» и ограничиваться одной-двумя ОККТ до тех пор, пока в них нет критического содержания бактериофага. Как в нашей стране, так и за рубежом продолжает активно развиваться направление фагодиагностики. В США, Канаде и странах Евросоюза с конца 1990-х годов рост числа спорадических случаев и вспышек кишечных инфекций послужил поводом для развития нового сегмента пищевых добавок, содержащих бактериофаги [28]. Однако, когда речь идет о молочной промышленности, то бактериофаги – это наиболее часто встречающаяся и трудно устранимая причина поражения заквасочной микрофлоры. Поражение заквасочной микрофлоры бактериофагами при получении ферментируемых продуктов приводит к материальным потерям, а также увеличению возможности возникновения пищевых инфекций за счет развития остаточной микрофлоры и микрофлоры вторичного обсеменения, в том числе

Наше мнение о необходимости пересмотра статуса фагового мониторинга из рекомендательного в ГОСТ или систему ХАССП – замечено другими исследователями [29].

Несмотря на известный афоризм Гиппократа «еда – это лекарство для здоровых», продукты питания, в том числе функциональные, лекарствами официально не являются. Государство регулирует качество таких продуктов с помощью федеральных законов: от 02.01.2000 № 29-ФЗ «О качестве и безопасности пищевых продуктов»; от 07.02.1992 № 2300-1 (ред. от 13.07.2015) «О защите прав потребителей». Наличие объективной и воспроизводимой (проверяемой) информации об антиоксидантной активности продуктов функционального питания позволит отказаться от стереотипа стихийно-субъективного выбора биологически активных субстратов, ведущего к рискованным экспериментам над собственным здоровьем. На смену практике самодеятельных проб и ошибок в функциональном питании должен прийти обоснованный индивидуальный подбор адаптогенов с объективными характеристиками их регуляторной способности, что и предполагает развитие системы управления качеством функциональных пищевых продуктов.

Применение биотехнологий в сфере производства пищи при условии контролировании генно-инженерной деятельности считается исключительно перспективным направлением [30].

Пищевая продукция, полученная с использованием современных биотехнологий, c целью реализации прав потребителей на объективную информацию, в большинстве стран мира подлежит контролю. В частности кукуруза Starlink с рекомбинантной ДНК не разрешена для употребления в пищу человеком, т.к. не решена проблема её потенциальной аллергенности, однако в 2000 г. из реализации в США отозвано более 300 продуктов из такой кукурузы, что побудило к совершенствованию методов контроля генно-инженерно-модифицированных организмов (ГМО).

Аналитические методы, используемые для этих целей, многочисленны. Выбор методов основан на специфичности, чувствительности, практичности при проведении анализа. В качестве мишени для определения ГМО используется белок, определяющий заданный в ходе генетической трансформации признак, или рекомбинантная ДНК [30].

Обнаружение компонентов генно-модифицированных компонентов (микроорганизмов, белков) в продуктах имеет существенные сходства с определением пищевых аллергенов и проводится иммунохимическими методами, методами ДНК-ДНК полимеризации, ПЦР-диагностики и др. Многие методы являются качественными, т.к. сильно зависят от точности воспроизведения пищевого матрикса, подготовки проб, стандартизации получения антител и др. Чувствительность различных количественных методов колеблется от 0,1 до 1000 нг/мл [30].

Иммунохимический метод (иммуноферментный анализ) основан на применении для выявления конкретных белков в сложных пищевых матриксах специфических антител. Методы определения экспрессированного белка имеют целый ряд преимуществ, которые связаны с достаточно простым форматом и относительно низкой стоимостью анализа по сравнению с другими методами (рис. 1). Однако эти методы могут рассматриваться только в качестве альтернативного подхода для определения ГМО. Иммуноферментный анализ из-за нестабильности белкового субстрата пригоден только для растительного сырья и технологически не обработанной пищи и не пригоден для анализа пищевых продуктов, при производстве которых исходное сырье подвергается значительной технологической обработке (высокая температура, кислая среда, ферментативная обработка и др.).

Размер частиц исследуемого продукта при использовании тест-наборов иммуноферментного анализа имеет существенное значение, так изменчивость данных для муки грубого помола почти в два раза выше, чем для муки тонкого помола [30].

Методы, основанные на основе анализа рекомбинантной ДНК, не анализируют непосредственно белок, а выявляют контролирующий этот белок ген.

ДНК является более стабильной и предпочтительной мишенью при определении ГМО. Для определения рекомбинантной ДНК в пищевых продуктах применяется метод полимеразной цепной реакции (ПЦР), который обладает большей чувствительностью по сравнению с иммуноферментным анализом. Этот метод позволяет идентифицировать ГМО в пищевых продуктах на нескольких уровнях специфичности.

К первому уровню (с наименьшей специфичностью) относят методы, основанные на определении нуклеотидных последовательностей, регулирующих работу гена, кодирующего новый признак, что позволяет проводить широкие скрининговые исследования пищевых продуктов. Для рутинного скрининга в качестве мишени чаще используют промотор 35S из вируса мозаики цветной капусты или рекомбинантной ДНК nopaline synthase из Agrobacterium tumefaciens.

Ко второму уровню (средней специфичности) относят методы ПЦР, позволяющие выявлять непосредственно смысловой ген или генетическую конструкцию. ПЦР-диагностика (метод на основе полимеразной цепной реакции) помогает выявить ничтожно малое содержание модифицированного гена в продукте, т.к. предполагает повышение общей чувствительности анализа посредством предварительной многократной ампфликации материала.

 Для количественного анализа применяется ПЦР с гибридизационнофлуоресцентной <