LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS VETERINARIJOS AKADEMIJA
Veterinarijos fakultetas
Rūta Čijunskaitė
Motininio kefyro raugo, brandinto skirtingose žaliavose,
tyrimas
The analysis of the kefir grain cultivation in the
different raw material
Veterinarinės maisto saugos ištęstinių studijų
MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS
Darbo vadovė: lekt. dr. I. Sinkevičienė Biochemijos katedra
2 DARBAS ATLIKTAS BIOCHEMIJOS KATEDROJE
PATVIRTINIMAS APIE ATLIKTO DARBO SAVARANKIŠKUMĄ
Patvirtinu, kad įteikiamas magistro baigiamasis darbas „Motininio kefyro raugo, brandinto skirtingose žaliavose, tyrimas”.
1. Yra atliktas mano pačios.
2. Nebuvo naudotas kitame universitete Lietuvoje ir užsienyje.
3. Nenaudojau šaltinių, kurie nėra nurodyti darbe, ir pateikiu visą naudotos literatūros sąrašą. 2016 m. balandžio 28 d. Rūta Čijunskaitė
(data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)
PATVIRTINIMAS APIE ATSAKOMYBĘ UŽ LIETUVIŲ KALBOS TAISYKLINGUMĄ ATLIKTAME DARBE
Patvirtinu lietuvių kalbos taisyklingumą atliktame darbe. 2016 m. balandžio 28 d. Rūta Čijunskaitė
(data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)
MAGISTRO BAIGIAMOJO DARBO VADOVO IŠVADA DĖL DARBO GYNIMO
2016 m. balandžio 28 d. Lekt. dr. Ingrida Sinkevičienė
(data) (darbo vadovo vardas, pavardė) (parašas)
MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS APROBUOTAS KATEDROJE (INSTITUTE)
(aprobacijos data) (katedros (instito) vedėjo (-os)
vardas, pavardė) (parašas)
Magistro baigiamojo darbo recenzentai 1)
2)
(vardas, pavardė) (parašai)
Magistro baigiamųjų darbų gynimo komisijos įvertinimas:
3
TURINYS
SANTRAUKA ... 4 SUMMARY ... 5 ĮVADAS ... 6 1. LITERATŪROS APŽVALGA ... 81. 1. Lietuvos pieno sektoriaus situacija ... 8
1. 2. Pienas – žaliava pieno produktų gamyboje ... 9
1. 3. Pieno produktų asortimentas ... 9
1. 4. Kefyras kaip maisto produktas ... 10
1. 5. Kefyro gamyba ... 11
1. 6. Kefyro grybelio panaudojimas ... 12
1. 6. 1. Motininio raugo gamyba ... 14
1. 7. Antriniai maisto produktai pieno pramonėje ... 14
1. 7. 1. Išrūgos ... 15
1. 7. 2. Pasukos ... 16
1. 7. 3. Liesas nugriebtas pienas ... 17
1. 8. Kefyro grybelio dauginimas išrūgose ir pasukose ... 18
2. TYRIMO METODAI IR MEDŽIAGA... 20
2. 1. Medžiagos, naudotos laboratorinio kefyro raugo gamybai ... 20
2. 2. Motininio raugo gamyba ... 21
2. 3. Pagaminto motininio raugo savybių nustatymas ... 23
2. 3. 1. Fizikinės savybės ... 23
2. 3. 2. Cheminės savybės ... 23
2. 3. 3. Mikrobiologiniai tyrimai ... 23
2. 3. 4. Statistinių duomenų apdorojimas ... 24
3. TYRIMO REZULTATAI ... 25
3. 1. Motininio kefyro raugo, pagaminto iš skirtingų žaliavų, aktyviojo rūgštingumo palyginimas ... 25
3. 2. Motininio kefyro raugo cheminės savybės ... 27
3. 2. 1. Laktozės pokyčiai motininiame kefyro rauge ... 27
3. 2. 2. Baltymų kitimas kefyro motininiame rauge ... 29
3. 2. 3. Riebalų kiekio kitimas kefyro motininiame rauge ... 31
3. 2. 4. Sausųjų medžiagų kiekio kitimas motininiame kefyro rauge ... 33
3. 3. Mikrobiologinis žaliavų ir motininio kefyro raugo tyrimas ... 35
3. 3. 1. Mielių ir pienarūgščių bakterijų skaičiaus kitimas ... 36
4. REZULTATŲ APTARIMAS ... 39
IŠVADOS ... 41
4
SANTRAUKA
Motininio kefyro raugo, brandinto skirtingose žaliavose, tyrimas Rūta Čijunskaitė
Magistro baigiamasis darbas
Darbe 47 puslapiai, 11 lentelių, 21 paveikslėlis.
Darbas parengtas – 2013–2016 m. LSMU Biochemijos katedroje.
Magistro baigiamajame darbe nagrinėjami kefyro motininio raugo, kultivuoto skirtingose terpėse, fizikiniai, cheminiai ir mikrobiologiniai rodikliai. Rūgštingumas nustatytas naudojant pH-metrą 766 Laboratory pH Meter. Laktozės, baltymų, riebalų, sausųjų medžiagų kiekiai nustatyti, naudojant analizatorių MilkoScan FT 120. Mikrobiologiniai rodikliai analizuoti naudojant RIDA® COUNT plokšteles ir specifinę mitybinę terpę (MRS agaras).
Atlikus tyrimus nustatyta, kad kokybišką ir vartotojui priimtiną kefyrą galima pagaminti tik naudojant kefyro grybelio raugą. Pradėti gaminti geriamąjį kefyrą galima tada, kai motininio kefyro raugo titruojamasis rūgštingumas siekia 4,2–4,6. Tarp cheminių motininio kefyro raugo, pagaminto iš skirtingų žaliavų, parametrų – laktozės, baltymų, riebalų, sausųjų medžiagų – ir laikymo trukmės fiksuojamas koreliacinis ryšys. Taip pat pastebima, jog motininiuose kefyro rauguose, pagamintuose iš skirtingų žaliavų, cheminiai rodikliai skiriasi. Pagrindinė kefyro grybelio ir kefyro motininio raugo mikrobiota yra mielės ir pienarūgštės bakterijos, tarp šių organizmų egzistuoja simbiozė.
5
SUMMARY
The analysis of the kefir grain cultivation in the different raw material Rūta Čijunskaitė
Master‘s Thesis
Volume of work 47 pages, 11 tables, 21 illiustrations.
The work was prepared 2013–2016 years in LSMU department of Biochemistry.
The physical, chemical and microbiological indicators are analysed in the mother kefir leaven, cultivated in different raw materials in this master's thesis. Acidity is determined by using a pH – meter 766 Laboratory pH Meter. The lactose, proteins, fats, dry materials are investigated using the analyzer MilkoScan FT 120. Microbiological indicators are analyzed using RIDA® COUNT plates and specific culture media (MRS agar).
The quality and user-acceptable kefir can only be made using kefir grains. Kefir can be start making when acidity reaches 4.2 to 4.6. Among the chemical parameters – lactose, proteins, fats, dry matters –in mother leaven made from different raw materials and the storage time is fixed correlation. The chemical parameters are different in the mother kefir leaven made from the different raw materials. The most important microbiota are yeast and lactic acid bacteria in mother kefir leaven, among these organisms exist symbiosis.
6
ĮVADAS
Pieno ir pieno produktų suvartojimas visame pasaulyje nuolat didėja. Paskaičiuota, kad siekiant visapusiškai patenkinti vartotojų poreikius, pieno produktų gamyba auga apie 1,5 proc. kasmet. Pieno produktų vartojimo didėjimas, pavyzdžiui, varškės arba sviesto, taip pat padidina šalutinių produktų, tokių kaip išrūgų arba pasukų gamybą. Bėgant metams, nuomonė apie šiuos šalutinius produktus pasikeitė. Šiuo metu pripažįstama, kad išrūgų ir pasukų sudedamosios dalys turi biologinių, maistinių savybių ir yra naudingos sveikatai. Šie šalutiniai produktai bandomi įvairiai panaudoti maisto pramonėje.
Pastaraisiais metais išaugo susidomėjimas raugintais pieno produktais, kurie savo sudėtyje turi naudingų organizmui probiotikų. Daugelis šių mikroorganizmų yra apibūdinami kaip pieno rūgšties gamintojai ir plačiai aptinkami kefyre bei jogurte. Kefyras – tai gaivus, natūraliai prisotintas anglies dvideginio fermentuotas pieno gėrimas, šiek tiek rūgštaus mielių skonio. Mikrobiologinė ir cheminė kefyro sudėtis dažnai skiriasi, kadangi šiam fermentuotam produktui įtakos turi kefyro grūdelių veikimas. Be to kefyro kokybės rodiklius įtakoja skirtingų tipų pienas (įvairios rūšys, įvairus riebalų kiekis) ir skirtingi gamybos metodai. Šiuos rodiklius dažnai nusako kefyre esantys cheminės sudėties komponentai – CO2, baltymų, lipidų (riebalų), laktozės, etanolio ir
pieno rūgšties kiekiai [1].
Kefyras skiriasi nuo kitų fermentuotų pieno produktų, kadangi jis nėra vienos ar keleto mikroorganizmų rūšių metabolizmo rezultatas. Mokslininkai ir pieno pramoninkai siekė sukurti kefyro tipo gėrimą, naudodami mezofilines ir termofilines skirtingas pieno rūgšties bakterijas ar net grynas mikroorganizmų kultūras, izoliuotas iš kefyro grybelių, tačiau produktas neprilygo natūraliai pagamintam kefyrui [2]. Nors šis kefyro tipo gėrimas yra vartojamas daugelyje šalių, tačiau jis ne visada pasižymi tikrosiomis kefyro savybėmis. Pagrindiniai šio kefyro tipo gėrimo trūkumai: nemalonus pernelyg išreikštas mielių skonis ir aromatas, dėl didelio acto rūgšties kiekio – rūgštus ar pelėsinių grybelių sukeltas – kartus skonis [3].
Tradicinei kefyro gamybai naudojami maži, netaisyklingos formos, baltai gelsvi kefyro grybeliai, kurie kultivuojami geriamajame piene. Kefyro grūdeliai sudaryti iš baltymų ir polisacharidų bei turi sudėtingą mikrofloros tinklą. Egzistuoja simbiozė tarp mielių ir pieno rūgšties bakterijų, dėl kurios vyksta pieno rūgšies fermentacija [4].
Nors jau pripažįstamos teigiamos pieno šalutinių produktų savybės ir jų teikiama nauda, tačiau dideli šių produktų kiekiai vis dar nėra pilnai sunaudojami. Susiduriama su opia problema – išrūgos, pasukos yra išpilamos, kaip gamybos atliekos. Dėl šalutiniuose produktuose aptinkamų cheminių medžiagų ir jų skilimo produktų, aplinka yra smarkiai teršiama. Pasaulyje atlikta įvairių
7 tyrimų, kuriais siekiama realizuoti gaunamus šalutinius produktus ir mažinti aplinkos teršimą. Alternatyvus būdas – gaminti pieno produktus, panaudojant susidariusias išrūgas bei pasukas [5].
Darbo tikslas – nustatyti ir palyginti skirtingų pradinių žaliavų (lieso pieno, pasukų ir išrūgų) ir jose brandinto motininio kefyro raugo fizikines (aktyvusis rūgštingumas), chemines (laktozė, baltymai, riebalai, sausosios medžiagos) ir mikrobiologines (Salmonella, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, mielės, pieno rūgšties bakterijos) savybes.
Darbo uždaviniai:
1. Nustatyti ir palyginti skirtingų pradinių žaliavų ir iš jų pagaminto motininio kefyro raugo fizikines, chemines ir mikrobiologines savybes.
2. Nustatyti motininio kefyro raugo aktyviojo rūgštingumo kitimo priklausomybę nuo laiko. 3. Nustatyti motininio kefyro raugo cheminių savybių – laktozės, baltymų, riebalų, sausųjų medžiagų priklausomybę nuo laiko.
4. Nustatyti motininio kefyro raugo mikrobiologinių rodiklių – Salmonella, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, mielių, pieno rūgšties bakterijų kolonijas sudarančių vienetų priklausomybę nuo laiko.
8
1. LITERATŪROS APŽVALGA
1. 1. Lietuvos pieno sektoriaus situacija
Žemės ūkis yra viena svarbiausių ir seniausių šalies nacionalinio ūkio šakų. Lietuva anksčiau nei kitos buvusios Sovietų Sąjungos šalys, pradėjo reformuoti savo žemės ūkį, siekdama sukurti ūkininkavimo sistemą, pagrįstą privačia nuosavybe ir šeimos darbu bei orientuotą į rinką, konkurencingą tarptautinėse rinkose [6].
Stoškus S., Glinskienė R. pažymėjo, kad pienininkystė Lietuvoje turi geras plėtros galimybes: tai palanki geografinė padėtis ir klimatas, tinkantis pieno gamybai, seniai susiformavusios pieno gamybos ir perdirbimo tradicijos, kelių tinklas, leidžiantis lengvai transportuoti produkciją, pakankamas šio sektoriaus darbuotojų bendrasis ir techninis išprusimas [7].
Lietuvai tapus Europos Sąjungos nare, pieno sektoriui iškilo nauji reikalavimai, pasikeitė pieno sektoriaus rinka. Nuo 2004 m. gegužės 1 d. Lietuvoje įsigaliojo griežtesni reikalavimai superkamam pienui.
Vykdant ES Bendrosios žemės ūkio politikos (BŽŪP) reformą, pasikeitė pieno sektoriaus rinkos organizavimo priemonės. Jau pirmaisiais jos vykdymo metais parama pienininkystei buvo atsieta nuo gamybos, o išmokos siejamos su aplinkosaugos, maisto saugos, gyvūnų gerovės, sveikatos ir darbo saugos standartais [8].
Nuo 2007 m. Lietuvoje be jokių išlygų taikomi ES pieno kokybės reikalavimai (ES Bendrosios žemės ūkio politikos reformos poveikis Lietuvos pieno sektoriui vidutinėje perspektyvoje 2008) [8]. Livanas R. teigia, kad atsivėrusi bendroji ES rinka suteikia geresnes galimybes pieno gamybos vystymui Lietuvoje [9].
Lietuviškas pienas užima tik apie 1,4 proc. ES rinkos. Tai rodo, kad Lietuvos pieno ūkis dar itin atsilieka nuo ES šalių senbuvių. Daugumos smulkiųjų ūkių Lietuvoje laikomų karvių produktyvumas mažesnis nei ES net 35 proc. Kita, taip pat svarbi priežastis, kodėl mūsų šalies pieno gamintojai užima tik tokią nedidelę ES rinkos dalį, ta, kad pieno kokybė dar atsilieka nuo gaminamo Vakarų Europoje.
Labai svarbu užtikrinti kuo aukštesnę pieno žaliavos kokybę, kad mūsų šalyje būtų pagaminti aukštos kokybės perdirbti pieno produktai, konkurencingi Europos maisto produktų rinkose [10].
9
1. 2. Pienas – žaliava pieno produktų gamyboje
Pienas – tai skystis, išskiriamas visų žinduolių patelių, kurių yra apie 4000 [11].
Žalias karvių pienas – natūralus karvių pienas, kuris nebuvo pašildytas iki aukštesnės kaip 40 °C temperatūros ir neapdorotas kitu tokios pat vertės efektyvumo metodu, be priedų, nepakeistos pirminės sudėties (riebalų kiekis 2–7 proc., baltymų kiekis 2–5 proc., laktozės kiekis 3–6 proc.) [12].
Iš pieno gamintojų superkamo pieno sudėtis ir kokybė vertinama vadovaujantis 2004 m. balandžio 29 d. Europos Parlamento ir Tarybos reglamentu (EB) Nr. 853/2004, nustatančiu konkrečius gyvūninės kilmės maisto produktų higienos reikalavimus su pakeitimais, padarytais 2009 m. kovo 11 d. Europos Parlamento ir Tarybos reglamentu (EB) Nr. 219/2009 ir Pieno supirkimo taisyklių 13 punkto lentelėje (patvirtinta Lietuvos Respublikos žemės ūkio ministro 2001 m. gegužės 9 d. įsakymu Nr.146 (Lietuvos Respublikos žemės ūkio ministro 2009 m. gruodžio 10 d. įsakymo Nr. 3D-963 redakcija) [12].
Pieno sudėčiai ir kokybei labiausiai įtakos turi riebalai, baltymai, somatinių ląstelių kiekis, bendras bakterinis užterštumas, inhibitorinių medžiagų ir užšalimo temperatūros rodikliai. Pagal gautus parodymus galima spręsti apie pieno kokybiškumą [13]. Pieno sudėtis dažnai yra nepastovi,
todėl įvairiuose literatūros šaltiniuose, ji gali būti pateikiama skirtingai.
1 lentelė. Cheminė karvių pieno sudėtis, proc. [14, 15, 16]
Pieno sudedamosios dalys Petit HV. ir kiti, 2001 m. [14] Looper M., 2005 m. [15] Guetouache M. ir kiti, 2014 m. [16] Riebalai, proc. 3,9 3,5 3,9 Laktozė, proc. 4,6 4,9 4,9 Baltymai, proc. 3,3 3,6 3,5
1. 3. Pieno produktų asortimentas
Šiuo metu pieno produktų gamintojai siūlo itin didelį pieno produktų pasirinkimą [17].
Saldaus pieno produktų asortimentas: nenugriebtas pienas – riebumas nuo 1 iki 3,5 proc.; pasterizuotas liesas pienas – gautas separuojant nenugriebtą pieną ir atskyrus grietinėlę; grietinėlė gaminama separuojant pieną. Ji būna nuo 10 iki 40 proc. riebumo. Pieno ir grietinėlės kokybė nustatoma pagal išvaizdą, spalvą, kvapą, skonį bei laboratoriniais tyrimais. Geros kokybės nenugriebtas pienas yra vienalytis, be nuosėdų, baltos spalvos, su gelsvu atspalviu, o liesas – baltos spalvos su nežymiu melsvu atspalviu. Skonis ir kvapas būdingas šviežiam pienui. Grietinėlės gelsvas atspalvis priklauso nuo riebumo: kuo riebesnė, tuo geltonesnė [18].
10 Rūgštaus pieno produktai – tai produktai, gauti rauginant pieną arba grietinėlę natūraliomis pieno bakterijomis: rūgpienis, grietinė, varškė arba alkoholinio rūgimo būdu: kefyras, jogurtas [19]. Grietinė gaminama iš pasterizuotos grietinėlės, kuri užraugiama, o vėliau laikoma kad subręstų, per tą laiką susiformuoja skonis ir kvapas, išbrinksta baltymai, produktas sutirštėja [20]. Parduodama grietinė 15–40 proc. riebumo. Kuo daugiau riebalų, tuo jos spalva geltonesnė.
Varškė gaminama pieną užraugiant mezofilinių pieno rūgščių streptokokų ir probiotinių kultūrų raugu. Po užraugimo mišinys gerai išmaišomas ir paliekamas ramiai, kol gaunama tanki sutrauka. Iš sutraukos pašalinus drėgmę, gaunama varškė [19]. Pagal riebalų kiekį varškė būna: 18 proc., 9 proc., 2 proc. riebumo ir liesa. Taip pat gaminama grūdėta varškė, kuri nuo įprastos skiriasi tuo, kad yra biri, grūdelių forma panaši į kukurūzo grūdą. Iš varškės taip pat gaminami įvairūs gaminiai: varškės masė, kuri gaunama pertrynus varškę iki vientisumo; varškės sūreliai; varškės tortai; varškės kremai; varškės sūriai. Visi šie gaminiai gali būti su įvairiais priedais: cukrumi, vanile, kakava, razinomis, druska, česnaku ir t.t. [18].
Rūgpienis gaminamas iš pasterizuoto nenugriebto pieno. Raugui naudojamos natūralios gryno pieno bakterijos. Kefyras gaminamas iš tų pačių žaliavų, kaip ir rūgpienis, tik vyksta dvigubas rūgimas: natūralus ir alkoholinis, nes naudojamos specialios rauginimo bakterijos. Kefyro riebumas būna nuo 1–7 proc. Jogurtas rauginamas specialia bakterija, kuri vadinama bulgariška lazdele [18].
Sūriai – tai labai maistingi, aštraus skonio, žadinantys apetitą produktai [17]. Visų fermentinių sūrių išskirtinė savybė yra ta, kad jie brandinami tam tikroje aplinkoje. Brandinimo trukmę reguliuoja standartai pagal sūrio rūšis ir technologiją. Sūrių riebumas būna nuo 20 iki 50 proc., o varškės sūrių – 22 proc. Priklausomai nuo pieno sutraukimo būdo sūriai būna: fermentiniai; pienarūgščiai. Gaminant fermentinius sūrius į pieną pridedama šliužo fermento, kuris gaunamas iš veršiukų, ėriukų skrandžių dalies. Gaminant pienarūgščius sūrius pieną sutraukia raugas, paruoštas iš pieno rūgšties bakterijų. Sūrių asortimentas yra labai platus, skiriasi vienas nuo kito gamybos būdu, brandinimu, skoninėmis savybėmis, konsistencija, išvaizda, forma [19].
1. 4. Kefyras kaip maisto produktas
Žodis kefyras yra kilęs iš turkiško žodžio „keyif“, kuris reikšia „jaustis gerai jį nurijus“ [3, 21, 22]. Kefyras yra raugintas pieno gėrimas, kilęs iš šiaurės Kaukazo kalnų šlaitų beveik prieš 1000 metų. Žmonės, sukūrę ir vartoję šį gėrimą, garsėjo savo ilgaamžiškumu bei stipria sveikata. Šiuo metu didėjantis kefyro suvartojimas daugelyje pasaulio šalių yra sietinas su jo unikaliomis juslinėmis savybėmis ir nauda žmogaus sveikatai [18].
Kefyro konsistencija yra vientisa, šiek tiek primenanti kreminę, skonis rūgščiai gaivus su šiek tiek jaučiamu mielių aromatu [23].
11 Kefyras gali būti pagamintas iš bet kokios rūšies natūralaus pieno (karvės, ožkos, avies, kupranugario, buivolo) ir pasižymi šiomis savybėmis: pH apie 4,0; alkoholio kiekis nuo 0,5 proc. iki 2 proc.; riebalų kiekis priklauso nuo panaudoto pieno tipo [24].
Pastaraisiais metais atlikti bandymai gaminant kefyrą iš sojos pieno. Buvo nustatyta, kad pieno rūgšties bakterijos iš kefyro grybelio auga lėčiau sojos piene lyginant su karvės pienu. Taip pat kefyro grūdelių dydis kultivuojant sojos piene yra mažesnis nei kultivuojant karvių piene. O polisacharidų kiekis kefyre, kuris pagamintas iš sojos pieno, buvo beveik du kartus mažesnis nei pagamintame iš karvės pieno [25].
Geros kokybės kefyro mikrofloroje turėtų būti: homofermentinių mezofilinių pienarūgščių streptokokų – 108–109 KSV/ml, termofilinių laktobacilų – 105 KSV/ml, heterofermentinių pienarūgščių streptokokų – 107–108 KSV/ml, mielių – 105–106 KSV/ml, acto rūgšties bakterijų – 105–106 KSV/ml [26].
Kefyro sudedamosios medžiagos teigiamai veikia daugelį žmogaus organizmo funkcijų. Jo siūloma gerti esant medžiagų apykaitos sutrikimams, sergant ateroskleroze, alerginėmis ligomis ir net tuberkulioze. Kefyras padeda reguliuoti ląstelių augimą, cholesterolio kiekį kraujyje, skrandžio ir žarnyno veiklą, hipertenziją. Švelniai rūgštus kefyro skonis ir jam būdinga mikroflora stimuliuoja skrandžio sulčių išsiskyrimą, gerina peristaltiką [27].
Lietuvos pieno produktų gamintojų teigimu, gaminant tradicinius raugintus pieno produktus yra prisilaikoma nuostatų gamybos procese naudoti kuo mažiau maisto priedų ir kokybei pasiekti stengiamasi visapusiškai išnaudoti natūralias produktų savybes bei sudėtines pieno žaliavos dalis. Pieno produktų rinkoje pastebima nemaža konkurencija tarp vietinių pieno produktų gamintojų bei atvežtinių iš kitų šalių, ypač iš Lenkijos bei Vokietijos [23]. Todėl Lietuvos gamintojams itin svarbu pagaminti geros kokybės pieno produktus, tarp jų, vartotojų itin mėgstamus mažesnio riebumo raugintus pieno produktus kaip grietinę, raugintą pieną, kefyrą, jogurtą. Šie produktai savo savybėmis, išvaizda, skoniu bei tekstūra turi būti pastoviai aukštos kokybės bei rinkoje nenusileisti kitų šalių produktams [28].
1. 5. Kefyro gamyba
Kefyro gamybos termostatiniu būdu technologinė schema:
1. Žaliavos priėmimas. Žalias pienas, medžiagos ir maisto priedai priimami pagal reikalingą kiekį ir kokybę. Žalias pienas priimamas pateikus veterinarinį pažymėjimą. Iš pristatyto pieno paimami mėginiai ir atliekami fizikiniai – cheminiai ir mikrobiologiniai tyrimai, įvertinamas antibiotikų buvimas. Įvertinus pieno kokybę, pienas priimamas.
12 2. Pieno valymas, atšaldymas, sukaupimas ir laikymas. Pienas valomas pieno filtruose, atšaldomas iki ne aukštesnės kaip +6 °C temperatūros, sukaupiamas ir laikomas žaliavinio pieno talpyklose ne ilgiau kaip 36 val., o atšaldytas iki ne aukštesnės kaip +4 °C temperatūros – ne ilgiau kaip 48 val.
3. Homogenizavimas – tai pieno riebalų rutulėlių susmulkinimas, siekiant išvengti riebalų skyrimosi produktą laikant arba kitų technologijos proceso operacijų metu. Pieno lipidų rutulėlių išsiskyrimo greitis tiesiogiai proporcingai priklauso nuo jų spindulio. Laikant pieną, riebalų rutulėliai iškyla į paviršių sudarydami grietinėlės sluoksnį, kuri vėliau nesimaišo su pagrindine pieno mase. Tai blogina pradines pieno savybes bei pagamintų ilgo laikymo pieno produktų kokybę. Homogenizatoriuose arba separatoriuose–klasifikatoriuose lipidų rutulėlių skersmuo mažinamas iki 1μm, o tuo pačiu didinamas 4–6 kartus lipidų ir plazmos susilietimo paviršiaus plotas [29].
4. Pasterizavimas. Homogenizuotas mišinys patenka į pasterizacijos sekciją. Sekcijoje cirkuliuoja karštas +88 °C temperatūros vanduo. Mišinys kaitinamas karštu vandeniu tik 15–20 s, kad nepridegtų dėl didelio temperatūrų skirtumo. Iš pasterizavimo sekcijos mišinys pereina per išlaikytuvą, kur atšaldomas iki +6 °C.
5. Rauginimas. Gaminant kefyrą termostatiniu būdu mišinys užraugiamas kefyro grybelių raugu. Mišinio ir raugo padavimo metu, turinys talpoje yra maišomas, užpildžius talpą 15 min. maišymas tęsiamas. Užraugtas mišinys iš vienos talpos turi būti išpilstytas per 20–40 min., kad nesusidarytų sutraukos dribsnių. Išpilstytas kefyro mišinys termostate rauginamas 8–12 val. 20–25 °C temperatūroje, kol susidaro 75–80 °T rūgštumo sutrauka (pH 4,75–4,85).
6. Atšaldymas ir brandinimas. Suraugintas kefyras vežamas į šaldymo kamerą, kur atšaldomas iki 8 °C temperatūros ir brandinamas 9–13 val.
7. Sandėliavimas. Pagamintas kefyras laikomas 2–8 °C temperatūroje ne daugiau kaip 36 valandas, iš jų įmonėje ne daugiau kaip 18 val [30].
1. 6. Kefyro grybelio panaudojimas
Tradicinis kefyras gali būti pagamintas tik naudojant motininį raugą.
Kefyras yra gyvų organizmų: bakterijų ir mielių simbiozė. Šie organizmai kartu formuoja į grūdelius ar žiedinius kopūstus panašias struktūras. Šie gyvi organizmai fermentuoja pieną į gyvą maistą – kefyrą [31].
Kefyro grūdeliuose esti rūgšties lazdelinių bakterijų (streptabakterijų, -bakterijų, termofilinių), streptokokų (S. lactis, S. cremoris, S. diacetilactis, S. acetoinicus ir kt.), acto rūgšties bakterijų ir mielių. Tačiau remiantis Witthuhn R. C., Schoeman T., Britz T. J. bei kitų moklininkų
13 atliktais tyrimais, pateikiamomis išvadomis, jog kefyro grybeliuose tiksli mikrobinė kompozicija negali būti nustatyta, kadangi ją įtakoja daugelis veiksnių – kefyro gamybos metodas, grūdelių kilmė, mikroorganizmų identifikavimas ir kiti [32]. Kefyro grūdeliuose esantys mikroorganizmai sukelia dalinį baltyminių medžiagų skilimą, todėl juose yra daug hidrolizuotų baltymų. Dėl to grūdeliuose susidaro geros sąlygos vystytis mikroorganizmams. Jie išlieka aktyvūs metus ir ilgiau. Mielės yra svarbios kefyro fermentacijos procesui – dalyvauja formuojant kvapą, skonį, stimuliuoja pieno rūgšties bakterijų augimą, slopina pašalinių mikroorganizmų augimą, tačiau per didelis mielių kiekis produkte sukelia pakuočių pūtimąsi, atsiranda mielių prieskonis [33, 34].
Kefyro grybeliai sudaryti iš kazeino masės, kurioje randama įvairių mikrobų. Grybeliai yra gelsvos spalvos, jų paviršius nelygus, raukšlėtas, primena graikiško riešuto branduolį. Grybelių mikroflorą sudaro 3 pagrindinės mikrobų grupės: rutulinės pieno rūgšties bakterijos, lazdelinės pieno rūgšties bakterijos ir mielės. Optimali vystymosi temperatūra 18–22 °C [19].
1 pav. Kefyro grybelis. [35]
Kefyro grybelio mikroorganizmai gamina polisacharidus, vienas iš daugiausiai tirtų yra kefyranas. Šio polisacharido biosintezę vykdo Lactobacillus kefyr ir Lactobacillus kefyranofaciens. Tai vandenyje tirpus šakotosios grandinės gliukonolaktonas, kuris sudarytas iš vienodo kiekio D-gliukozės ir D-galaktozės [36]. Šis polisacharidas naudojamas maisto pramonėje kaip tirštiklis, lipnumą reguliuojanti medžiaga, emulsiklis, stingdiklis ar kitas maisto priedas. Taip pat įrodytas kefyrano antinavikinis poveikis [37].
Kultivuotus kefyro grybelio mikroorganizmus buvo pasiūlyta naudoti ir kitose maisto pramonės šakose: gaminant alkoholinius gėrimus, kepimo mieles, sūrių gamyboje, baltymų hidoizoliatams bei naudojami kaip antimikrobiniai junginiai [38]. Visi šie tyrimai suteikia perspektyvų kefyro grybelio platesniam panaudojimui. Svarbu yra tai, jog probiotinės kefyro
14 grybelio savybės išlieka pagamintame produkte, o mikroflora nepakinta, lieka stabili vykdant gamybos procesą [39].
1. 6. 1. Motininio raugo gamyba
Pasterizuotas liesas pienas kaitinamas, kol pasiekia 92–95 °C temperatūrą. Raugintuve pienas šioje temperatūroje automatiškai išlaikomas 20–30 min. ir užpildomas šaltu vandeniu. Ši procedūra vyksta, kol pienas ataušinamas iki rauginimo temperatūros.
Į pasterizuotą ir atšaldytą (iki rauginimo 19±1°C temperatūros vasarą, 21±1 °C žiemą) liesą pieną sudedami nukošti kefyro grybeliai. Liesas pienas užraugiamas įvedant tokį kefyro grybelių kiekį, kad vienai daliai grybelių tektų 30–50 dalių lieso pieno.
Cilindrai patalpinami į termostatą, kuriame palaikoma 19±1 °C temperatūra. Rauginama ne ilgiau kaip 20 val. iki pieno baltyminės tvirtos sutraukos susidarymo, kurios rūgštingumas 95–110 °T arba 4,3–4,55 pH.
Suraugintas kefyro grybelių laboratorinis raugas šaldymui patalpinamas į šaldytuvą ir šaldomas iki 2–6 °C temperatūros.
Atšaldytas kefyro grybelių laboratorinis raugas išmaišomas ir perkošiamas. Likę ant sieto grybeliai nukreipiami lieso pieno užraugimui, pagal anksčiau aprašytą tvarką.
Iškoštas ir atšaldytas iki 2–6 °C temperatūros kefyro grybelių laboratorinis raugas toliau paliekamas šaldymo temperatūroje iki panaudojimo gaminant kefyro gamybinį raugą, bet ne ilgiau, kaip 24 val.
Pagamintų laboratorinių raugų skonis ir kvapas vertinami organoleptiškai, konsistencija – vizualiai; rūgštingumas nustatomas titravimo būdu. Pagamintame motininiame rauge nustatomos koliforminės bakterijos kasdien bei mikrobiologinis grynumas nustatomas mikroskopuojant [40].
1. 7. Antriniai maisto produktai pieno pramonėje
Perdirbant pieną, gaunami šalutiniai pieno produktai: separuojant – liesas pienas, mušant grietinėlę į sviestą – pasukos, o gaminant varškę ir sūrius – išrūgos. Apskaičiuota, kad perdirbant 100 kg pieno gaunama 80–85 kg šalutinių produktų [9].
15 2 lentelė. Antrinių maisto produktų maistinė vertė. [9]
Produktas
100 g produkto maistinė vertė Energetinė vertė, kcal Sausosios medžiagos, g Baltymai, g Riebalai, g Laktozė, g Mineralinės medžiagos, g Pienas 3,5 proc. riebumo 65 12,3 3,3 3,5 4,8 0,7 Nugriebtas pienas 33 8,8 3,4 0,1 4,9 0,7 Pasukos 36 8,8 3,5 0,7 4,4 0,5 Išrūgos 26 6,6 0,8 0,1 5,1 0,6
Antriniai pieno produktai – vertingi, turintys beveik visas maistingas pieno medžiagas, t.y. pasižymi aukšta maistine ir palyginti nedidele energine verte. Į nugriebtą pieną ir pasukas pereina 80–90 proc. pilnaverčių pieno baltymų, beveik visas pieno cukrus, mineralinės medžiagos, daugelis vitaminų. Išrūgose lieka biologiškai vertingi išrūginiai baltymai, mineralinės medžiagos, vandenyje tirpūs vitaminai, laktozė. Todėl svarbu kuo racionaliau šiuos produktus panaudoti [9].
1. 7. 1. Išrūgos
Išrūgos – varškės, sūrių gamybos antrinė žaliava, kuri gaunama iš surauginto pieno atskyrus sutrauką. Gaminant fermentinius sūrius, gaunamos saldžios išrūgos (pH = 5,9–6,6), o gaminant varškę, varškės sūrius – rūgščios išrūgos (pH = 4,3–4,6). Pieno pH svyruoja nuo 6,55 iki 6,75.
Išrūgų cheminė sudėtis yra skirtinga, ji priklauso nuo keletos veiksnių: išrūgos gautos iš sūrio ar varškės gamybos (rūgščios išrūgos arba saldžios išrūgos), nuo kazeino nusodinimo metodo, pieno terminio apdorojimo, pieno laikymo po melžimo ir kitų [41]. Išrūgose paprastai lieka apie 50 proc. pieno sudedamųjų dalių, tokių kaip laktozė (~ 70 proc.), išrūgų baltymai (~ 14 proc.), mineralų ir riebalų. Saldžiose ir rūgščiose išrūgose skiriasi kalcio, fosfato, pieno rūgšties ir laktato kiekiai (3 lentelė).
3 lentelė. Saldžių ir rūgščių išrūgų sudėtis. [42].
Išrūgos Kietosios medžiagos, g/l Laktozė, g/l Baltymai, g/l Kalcis, g/l Fosfatai, g/l Laktatai, g/l Chloridai, g/l Saldžios 63–70 46–52 6–10 0,4–0,6 1–3 2 1,1 Rūgščios 63–70 44–46 6–8 6–8 2–4,5 6,4 1,1
Koloidinis kalcis tampa tirpesnis rūgštinėje terpėje ir vykstant rūgštinei kazeino koaguliacijai, dalis kalcio ištirpsta ir patenka į išrūgas. Saldžiosiose išrūgose baltymų yra daugiau, kadangi vyksta
16 fermentinė hidrolizė iš κ-kazeino. Dalis rūgščių išrūgų baltymų susigeria į varškę. Ši baltymų grupė – išrūgų baltymai. Maistiniu požiūriu jie yra vertingiausi išrūgų komponentai. Jie sudaryti iš temperatūrai jautrių frakcijų, tokių kaip β-laktoglobulinas, α-laktoalbuminas, kraujo serumo albuminas ir imunoglobulinas, taip pat termiškai stabilios proteazės.
Be to, išgaunant išrūgas kaip šalutinį produktą, į jas skverbiasi vandenyje tirpūs vitaminai, tačiau jų kiekiai yra labai nepastovūs ir juos įtakoja gamybos procesas. Dažniausiai aptinkami vitaminai – riboflavinas, folio rūgštis, kobalaminas. Minėti vitaminai yra susijungę su išrūgų baltymais, todėl jie varškės ir sūrių gamybos metu patenka į išrūgas. Be to, vitamino B2
(riboflavino) išrūgose yra daugiau nei pačiame piene dėl raugo kultūrų veiklos. Dėl santykinai didelio riboflavino kiekio išrūgoms būdinga spalva yra gelsvai žalsva [42].
Išrūgos – maistingas produktas. Jose lieka didelė dalis pieno maistinių medžiagų: tirpių, todėl lengvai pasisavinamų baltymų (albuminų ir globulinų), laktozės, vitaminų, mineralinių medžiagų. Pastaruoju metu išrūgos naudojamos įvairiems maisto produktams gaminti, tokiems kaip išrūgų milteliai, koncentruotos išrūgos, visiškai ar iš dalies hidrolizuota laktozė. Dažnai perdirbtos išrūgos yra įvairių maisto produktų komponentai, taip gaunamas „funkcionalusis maistas“ [43].
Ilgą laiką išrūgas geriausiu atveju naudojo gyvuliams šerti, blogiausiu – išmesdavo kaip atliekas. Lietuvoje naudingai perdirbama tik apie 21 % išrūgų. Mokslininkai pastoviai tiria aktualias problemas, susijusias su maisto ir pašarų resursų didinimu ir racionaliu antrinių maisto gamybos atliekų panaudojimu [44].
1. 7. 2. Pasukos
Pasukos – šalutinis produktas, gaunamas mušant grietinėlę į sviestą. Tai vertingas produktas, pasižymintis dietinėmis gydomosiomis savybėmis. Mušimo procese suyra riebalų rutulėlius supantys baltyminiai apvalkalėliai, kurie kartu su plazma pereina į pasukas. Į pasukas pereina 75 proc. grietinėlėje esančių fosfolipidų, reguliuojančių riebalų apykaitą žmogaus organizme ir pasižyminčių antisklerotinėmis savybėmis. Iš jų svarbią reikšmę turi lecitinas, kuris dalyvauja žmogaus organizmo riebalų apykaitoje bei teigiamai veikia smegenis ir nervus. Į pasukas pereina visi pieno baltymai, kurie sviesto gamybos procese disperguojasi, o tai palengvina jų pasisavinimą. Cholinas, įeinantis į lecitino sudėtį, skatina organizmo augimą ir vystymąsi [19].
Mušant sviestą iš grietinėlės baltymai, mineralai, laktozė pereina į pasukas. Pasukų sudėtis pateikta 4 lentelėje.
17 4 lentelė. Pasukų cheminė sudėtis [45].
Sudedamosios dalys Kiekiai
Kietosios dalelės, proc. 9,5-10,5
Laktozė, proc. 3,6-4,3
Baltymai, proc. 3,3-3,9
Riebalai, proc. 0,3-0,7
Fosfolipidai, proc. 0,07-0,18
Pelenai, proc. 0,55-0,90
Įvairiuose literatūros šaltiniuose pasukų sudėtis pateikiama nevienoda, kadangi tai priklauso nuo sviesto išsukimo greičio, pasukose komponentų kiekis įvertinamas skirtingai. Ypatingas dėmesys yra skiriamas pasukų komponentui – likusioms pieno riebalų globulių membranoms. Ši biologinė membrana užtikrina pieno riebalų stabilumą ir vientisumą vandeninėje fazėje. Globulės membrana sudaryta iš specifinių baltymų ir unikalių lipidų. Kai kurie iš šių komponentų yra vertinami kaip itin palankūs sveikatai [46].
Mušant 1 kilogramą grietinėlės dažniausiai yra gaunama 0,5 kg sviesto ir 0,5 kg pasukų. Skystos pasukos yra linkusios oksiduotis, todėl šis šalutinis produktas yra koncentruojamas ir džiovinamas, siekiant pratęsti jo galiojimo laiką. Šiuo metu džiovintos pasukos daugiausia naudojamos gyvūnų pašarams bei maisto pramonėje dėl gerų emulsinimo savybių [45]. Atsižvelgiant į aukštą fosfolipidų kiekį, pasukos yra naudojamos kaip funkcinis ingredientas daugelyje maisto produktų, pvz., salotų padažams, makaronų padažams, šokoladui, sūrio pagardams, ledų mišiniams bei jogurtams [29].
1. 7. 3. Liesas nugriebtas pienas
Dar iki 1940 metų visuomenė negalėjo įsivaizduoti nugriebto lieso pieno, kadangi buvo naudojamas šis produktas tik natūralus. Tuo metu buvo manoma, jog kuo storesnis yra susidaręs grietinėlės sluoksnis ant pieno, tuo pienas kokybiškesnis, nes jis nebuvo homogenizuojamas. Po Antrojo Pasaulinio karo atlikus tyrimus, buvo teigiama, jog sočiųjų riebalų rūgščių vartojimas sukelia širdies ir kraujagyslių ligas. Būtent dėl šios, šiais laikais paneigtos išvados, amerikiečiai pradėjo gaminti ir į rinką tiekti liesą nugriebtą pieną [47].
Lietuvoje nugriebtas liesas pienas nėra toks populiarus tarp vartotojų. Liesas nugriebtas pienas gaunamas kaip šalutinis produktas gaminant pieno riebalų produktus.
Separavimas – tai procesas, kurio metu medžiagų mišiniai išskirstomi į atskiras sudėtines dalis pagal jų skirtingą tankį. Pagrindinis separavimo tikslas – gauti atitinkamo riebumo grietinėlę, atskiriant separuotą pieną. Separavimo metu vykdomi šie procesai: pienas separuojamas ir
18 išvalomas. Pienui separuoti naudojami išcentrinės jėgos principu veikiantys įrenginiai – separatoriai – skirtuvai.
Separavimo metu būgnas sukasi dideliu greičiu (5500–8000 aps./min.). Sukantis būgnui tokiu dideliu greičiu, sukuriama ir didelė išcentrinė jėga. Pienas, patekęs tarp būgno lėkščių, įgauna didelį išcentrinį pagreitį, kuris 4000 kartų viršija svorio jėgos, t.y. laisvo kritimo pagreitį. Veikiant tokiai jėgai, riebalų rutulėliai akimirksniu atskiriami nuo plazmos. Kuo aukštesnė separuojamo pieno temperatūra, tuo mažesnis jo klampumas, didesni riebalų rutulėliai, susidaro didesnis skirtumas tarp pieno plazmos ir riebalų tankio, todėl riebalai geriau ir greičiau atsiskiria. Optimali separuojamo pieno temperatūra yra 35–40 °C. Separuojant tik smulkūs riebalų rutulėliai patenka į separuotą pieną. Separavimas efektyvus, kai separuoto pieno riebumas ne didesnis kaip 0,05 proc., tada grietinėlė gaunama 36–38 proc. riebumo [19].
Liesame nugriebtame piene esantis itin mažas riebalų kiekis sumažina jo kaloringumą. Būtent dėl šios priežasties, jo nerekomenduojama duoti vaikams iki penkerių metų amžiaus. Tačiau jis idealiai tinka suaugusiems, norintiems apriboti suvartojamų kalorijų kiekį. Nugriebtas liesas pienas yra šiek tiek vandeningesnės konsistencijos, lyginant su riebesnėmis pieno rūšimis, o skonis mažiau riebus. Iki 0,05 proc. riebumo pienas pasižymi žemu cholesterolio kiekiu, turi daug kalcio, magnio, fosforo, kalio ir vitamino A, taip pat nemažai pieno cukraus (2 pav.) [48].
2 pav. Lieso nugriebto pieno kietųjų medžiagų pasiskirstymas. [48].
1. 8. Kefyro grybelio dauginimas išrūgose ir pasukose
Efektyvaus ir racionalaus išrūgų perdirbimo situacija pasaulyje iki šiol neišspręsta. Šiuo metu perdirbama apie 50 proc. šios vertingos žaliavos. Tarptautinė pienininkystės federacija skiria didelį
19 dėmesį išrūgų perdirbimo problematikai. Organizuojamose konferencijose analizuojamos išrūgų perdirbimo tendencijos skirtingose šalyse, naujos technologijos, nauji mokslinio tyrimo rezultatai taikomosios biochemijos ir fizikinės chemijos srityse [49].
Pasaulio mokslas nuolat domisi maisto resursų didinimu, tyrimais, racionaliu antrinių maisto gamybos atliekų panaudojimu. Pieno perdirbimo srityje mokslo ir technikos naujovės taikomos itin aktyviai, pasitelkiamos naujausios technologijos, praktiškai visiškai į maisto produktus perdirbami liesas pienas ir pasukos. Išlieka aktuali išrūgų, gaunamų gaminant varškę, fermentinius sūrius, kazeiną ir baltymų koncentratus, racionalaus panaudojimo problema. Gaminant minėtus baltyminius produktus, išrūgos sudaro 80–90 proc. perdirbto pieno. Lietuvoje kasmet gaunama apie 63 tūkst. t., o naudingai perdirbama tik apie 21 proc. išrūgų.
Ilgą laiką išrūgos buvo laikomos atliekomis ir dažniausiai naudotos gyvuliams šerti arba tiesiog išpilamos, darant didžiulę žalą gamtai. Išrūgų utilizavimo ekonominės išlaidos tampa vis reikšmingesnės pieno perdirbimo įmonėms, kadangi aplinkos apsaugos įstatymai griežtėja [50]. Pastaruoju metu daugelyje šalių ieškoma ekonomiškai naudingų išrūgų perdirbimo būdų, pirmiausia kreipiamas dėmesys į jų sausųjų medžiagų panaudojimą.
Iš pieno į išrūgas pereina daugybė svarbių žmonių mitybai mineralinių medžiagų, tokių kaip Ca, P, Mg, K, Na bei mikroelementų Fe, Zn, Cu, Co. Iš pieno į išrūgas taip pat pereina beveik visi vandenyje tirpūs vitaminai: tiaminas, riboflavinas, biotinas, askorbo rūgštis. Išrūgose aptinkama ir riebaluose tirpių vitaminų bei organinių rūgščių.
Apie kefyro grybelio biomasės auginimą išrūgų terpėje mokslinės literatūros yra mažai, minimas senas Didžiosios Britanijos patentas (Didžiosios Britanijos patentas, 1938). Galima teigti, jog ilgai niekas nesidomėjo kefyro grybelio biologine ir maistine verte, jo augimo ypatumais išrūgų terpėje bei panaudojimo vertingų maisto produktų gamyboje perspektyvomis.
Kefyro grybelis gali augti ne tik pieno terpėje, bet ir išrūgose [51]. Išrūgose kefyro grybelis rūgština baltymus, mažina laktozės koncentraciją, gaminamas tirpus vandenyje polisacharidas kefyranas bei didėja kefyro grybelio masė.
Pasukose yra 3,2 proc. vertingų baltymų, 0,5 proc. riebalų, 4,7 proc. pieno cukraus – laktozės bei 0,7 proc. mineralinių medžiagų. Pasukų baltymai taip pat skiriasi nuo pieno baltymų, nes į pasukas pereina riebalų rutulėlių membranos baltymai. Pasukose taip pat yra daugiau fosfolipidų, nei piene [52].
20
2. TYRIMO METODAI IR MEDŽIAGA
Magistro darbas atliktas 2013–2016 metais. Kefyro gamybos technologija įsisavinta ir laboratoriniai tyrimai atlikti pieno perdirbimo įmonėje „A“.
Tyrimo objektas – motininis kefyro raugas, pagamintas iš skirtingų žaliavų (lieso pieno, išrūgų ir pasukų).
2. 1. Medžiagos, naudotos laboratorinio kefyro raugo gamybai
Darbe tirtos motininio kefyro raugo cheminės – fizinės savybės ir mikrobiologiniai rodikliai. Kefyro motininis raugas gamintas laboratorinėmis sąlygomis.
Motininio raugo gamybai buvo naudotas kefyro grybelis. Liesas pienas, išrūgos ir pasukos naudojamos kaip žaliavos kultivuoti kefyro grybelį.
5 lentelėje pateiktos lieso pieno, išrūgų, pasukų bei kefyro grybelio cheminės ir fizikinės savybės, o šeštoje lentelėje mikrobiologiniai rodikliai.
5 lentelė. Lieso pieno, pasukų, išrūgų, kefyro grybelio cheminės ir fizikinės savybės. Fizikiniai – cheminiai rodikliai Liesas
pienas Pasukos Išrūgos
Kefyro grybelis Riebalai, proc. 0,04±0,002 0,54±0,002 1,21±0,002 0,27±0,002 Baltymai, proc. 3,16±0,002 3,13±0,002 1,08±0,002 4,98±0,002
Laktozė, proc. 4,53±0,002 4,47±0,002
Sausosios medžiagos, proc. 8,70±0,002 8,60±0,002 7,10±0,002 13,21±0,002 Sausosios baltyminės medžiagos,
proc. 8,91±0,002 8,03±0,002 – –
Citrinos rūgštis, proc. – 0,131±0,002 – –
Užšąlimo taškas – 0,466 – –
Rūgštingumas – 14,8 – –
Drėgmė, proc. – – – 86,79±0,002
pH 6,78 6,70 4,49 4,10
6 lentelė. Lieso pieno, pasukų, išrūgų, kefyro grybelio mikrobiologiniai rodikliai.
Mikrobiologiniai rodikliai Liesas pienas Pasukos Išrūgos Kefyro grybelis Enterobakterijos, KSV/ml 1,2x102 3,0x10 3,1x102 – Escherichia coli, KSV/ml <1,0x102 <1,0x10 5,2x102 – Staphylococcus aureus, KSV/ml 1,6x102 <1,0x10 8,0x10 1,0x102 Salmonella, KSV/ml <1,0x10 <1,0x10 6,1x102 – Mielės, KSV/ml 3,0x101 1,2x103 <1,0x10 1,0x107 Pienarūgštės bakterijos, KSV/ml – – – 1,0x107
21
2. 2. Motininio raugo gamyba
Liesas pienas, pasukos ir išrūgos išpilstomos į cilindrus po du litrus. Cilindruose esantys skysčiai kaitinami raugintuve kol pasiekia 95 °C temperatūrą ir joje išlaikomi 20 min. Po pasterizacijos liesas pienas, pasukos ir išrūgos atvėsinamos iki 20 °C temperatūros. Į cilindruose esančius skysčius, sudedama kefyro grybelio masė, kurios svoris 50 g. Cilindrai patalpinami į termostatą, kuriame palaikoma 19±1 °C temperatūra. Po 19 val. tikrinama ar cilindruose susidarė sutrauka ir tiriamos fizikinės, cheminės savybės bei mikrobiologiniai rodikliai. Visi mėginiai toliau laikomi vienodomis sąlygomis šaldytuve 0–+6 °C temperatūroje. Susidariusio kefyro motininio raugo fizikiniai (aktyvusis rūgštingumas), cheminiai (laktozė, baltymai, riebalai, sausosios medžiagos) ir mikrobiologiniai (Salmonella, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, mielės, pieno rūgšties bakterijos) tyrimai atlikti po 24 val., 48 val., 72 val. ir 96 val. išlaikymo šaldytuve. Prieš tyrimus visi bandiniai buvo gerai išmaišyti, atskirti nuo kefyro grybelio. Laukiama kol bandinių temperatūra pasieks 15±1 °C.
22 3 pav. Kefyro motininio raugo gamyba ir savybių tyrimų schema.
Liesas pienas Pasukos Išrūgos
Pasterizacija 95 °C temperatūroje
Išlaikymas 95 °C temperatūroje 20 minučių
Aušinimas iki 20 °C temperatūros
Kefyro grybelis Rauginimas 19±1 °C temperatūroje Laikymas 0–+6 °C temperatūroje Susidariusi sutrauka Brandinimas 24 val. Brandinimas 48 val. Brandinimas 72 val. Brandinimas 96 val. Fizikiniai – cheminiai tyrimai:
Riebalų kiekis
Baltymų kiekis
Laktozės kiekis
Sausųjų medžiagų kiekis
pH Mikrobiologiniai tyrimai: Enterobakterijos Escherichia coli Staphylococcus aureus Salmonella spp. Mielės Pienarūgštės bakterijos
23
2. 3. Pagaminto motininio raugo savybių nustatymas
2. 3. 1. Fizikinės savybės
Aktyvusis rūgštingumas (pH) nustatytas pH-metru 766 Laboratory pH Meter. Į 50 ml tūrio cheminę stiklinę įpilama bandinio, kurio temperatūra 25 ± 1 o
C. Elektrodai nuplaunami vandeniu, nušluostomi filtravimo popieriumi ir pamerkiami į tiriamąjį bandinį, kad nesiektų stiklinės dugno arba sienelės. Po 3–5 s termometru išmatuojama temperatūra ir temperatūros nukrypimo sukeltas pH pokytis kompensuojamas atitinkamu rezistoriumi. Po 10–15 s fiksuojamas pH-metro rodmuo. Po kiekvieno matavimo pieno likučiai nuo elektrodų nuplaunami acetonu ir 30–35 oC temperatūros
oksiduotu vandeniu. Atliekami du mėginio matavimai [53].
2. 3. 2. Cheminės savybės
Riebalų, baltymų, laktozės, sausųjų medžiagų kiekiai buvo nustatyti naudojant analizatorių MilkoScan FT 120 pagal šio prietaiso naudojimo taisykles. Prieš analizę mėginys pašildomas iki 40±1 °C temperatūros ir kruopščiai išmaišomas vartant. Pieno mėginyje infraraudonosios spinduliuotės spektrometru išmatuojamas spindulių kiekis, absorbuotas:
• glicerido esterinių jungčių karboksigrupių, kai bangos ilgis 5,7 μm, ir (arba) CH– grupių, kai bangos ilgis 3,5 μm, riebalų kiekiui nustatyti;
• peptidinių jungčių antrinių amido grupių, kai bangos ilgis 6,5 μm, baltymų kiekiui nustatyti; • laktozės hidroksilinių grupių, kai bangos ilgis 9,6 μm, laktozės kiekiui nustatyti.
Kiekvieno komponento koncentracija nustatoma absorbuotu infraraudonųjų spindulių kiekiu, arba vandeniu, kai yra tas pats bangos ilgis, arba pieno produktu, kai yra kitas bangos ilgis esant matuojamojo komponento absorbcija silpna (LST ISO 962).
2. 3. 3. Mikrobiologiniai tyrimai
Kefyro motininio raugo mikrobiologiniai rodikliai turi atitikti Lietuvos higienos normoje HN 26:2006 „Maisto produktų mikrobiologiniai kriterijai“ [54]. Laboratorijoje nustatytos enterobakterijos, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella, mielės ir pienarūgštės bakterijos.
Pieno rūgšties bakterijų skaičius nustatomas ribinių skiedimų metodu. Identifikuojant pienarūgštes lazdeles, kultūros buvo izoliuojamos pasėjus kultivuotų išrūgų skiedinius į MRS agarą.
24 Lėkštelės buvo termostatuojamos anaerobinėmis sąlygomis (anaerostate) 25 °C temperatūroje. Atrinktos kolonijos persėjamos du kartus kontroliuojant izoliuotų kultūrų grynumą.
Enterobakterijos, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella, mielės buvo sėjami į RIDA® COUNT plokšteles, padengtas paruošta mitybine terpe, kiekvienam mikroorganizmų nustatymui. RIDA® COUNT plokštelės aprobuotos AOAC – RI (Association of Analytical Communities Research Institute). Paruošto mėginio 1 ml užpilamas ant plokštelės. Inkubuojama pagal tiriamas bakterijas:
enterobakterijos 35 ºC/24 h Escherichia coli 35 ºC/24–48 h
Staphylococcus aureus 35 ºC/24–48 h
Salmonella 35 ºC/24–48 h
mielės 25 ºC/24–48 h.
Suskaičiuojamos kolonijos užaugusios ant plokštelės.
2. 3. 4. Statistinių duomenų apdorojimas
Duomenų analizė atlikta naudojant Microsoft Office Excel programą, duomenys išreikšti procentais. Kategorinių duomenų analizei pasitelktas χ kvadrato (χ2
) metodas. Skirtumas statistiškai reikšmingas, kai P < 0,05.
25
3. TYRIMO REZULTATAI
3. 1. Motininio kefyro raugo, pagaminto iš skirtingų žaliavų, aktyviojo
rūgštingumo palyginimas
Tiriamajame darbe buvo nustatyta kaip kinta aktyvusis motininio kefyro raugo rūgštingumas, gaminant jį iš skirtingų žaliavų bei kokią įtaką turi jo išlaikymo trukmė.
Eksperimento pradžioje nustatytas pradinis kefyro grybelio biomasės pH siekė 4,1±0,002. Lyginant su literatūros šaltiniuose rekomenduojamu pH 4,2–4,6, galima daryti prielaidą, kad naudojamo grybelio masė yra per rūgšti ir būtų tikslinga sumažinti rūgštingumą mažinant kefyro grybelio kiekį arba atlikti kefyro grybelio plovimą pasterizuotu pienu.
Nustatytas skirtingų žaliavų – lieso pieno, išrūgų ir pasukų pH. Rezultatai pateikiami 4 paveikslėlyje. Nustatyta, kad šviežio lieso pieno pH siekia 6,76±5 proc., pieno terpė yra silpnai rūgštinė. Pagal pH reikšmę, pienas buvo tinkamas pasterizavimui. Pieno pasukų pH 6,70±5 proc. ir labai nežymiai skyrėsi nuo pieno pH. Lyginant išrūgų pH (4,49±5 proc.), jos yra rūgštesnės nei kiti tirti mėginiai, kadangi jos gautos kaip šalutinis produktas varškės gamyboje.
4 pav. Lieso pieno, pasukų ir išrūgų pH.
Gaminat motininį kefyro raugą, būtina jog sutrauka, brandinant ją termostate, pasiektų pH 4,3–4,55 ribą. Tik tada raugas bus tinkamas kefyro gamybai. Po brandinimo tuo pačiu metu išmatavus visų mėginių pH (5 pav.), nustatyta, kad reikiama pH riba pasiekta visuose bandiniuose ir svyruoja nuo 4,46 (motininis raugas pagamintas iš išrūgų) iki 4,37 (motininis raugas pagamintas iš pasukų). Motininio raugo pagaminto naudojant liesą pieną pH = 4,41.
26 5 pav. Iš skirtingų žaliavų pagaminto motininio raugo pH.
Išanalizavus statistiškai patikimus duomenis (P < 0,05), pastebima, jog pH tendencingai rūgštėja, ilgėjant mėginių išlaikymo trukmei. Didžiausi aktyviojo rūgštingumo skirtumai buvo pastebėti motininiame kefyro rauge, pagamintame iš lieso pieno. Šiuo atveju nustatytas pH pokytis nuo 4,23 (po 24 val. išlaikymo) iki 4,05 (po 96 val. išlaikymo). Lėčiau rūgštėjo motininis kefyro raugas, kuris buvo pagamintas iš pasukų. Tačiau jo pH reikšmė buvo mažiausia, iš visų tirtų mėginių ir svyravo nuo 4,13 (po 24 val.) iki 4,04 (po 96 val.) (5 pav).
6 pav. Iš skirtingų žaliavų pagaminto motininio kefyro raugo pH priklausomybė nuo laiko.
Atikus duomenų statistinę analizę, nustatytas statistinis ryšys tarp kintamųjų – koreliacija. Mėginių išlaikymo trukmė neigiamai koreliuoja su mėginiuose nustatyta pH verte – trukmei ilgėjant, pH vertė mažėja. Motininio kefyro raugo, pagaminto iš lieso pieno, pH vertės koreliacijos stiprumas (r) su laikymo trukme yra lygus -0,99233; motininio kefyro raugo, pagaminto iš išrūgų, pH vertės – r=-0,98432; o motininio kefyro raugo, pagaminto iš pasukų pH vertės r=-1. Koreliacijos
27 koeficiento reikšmių skalė pateikta 7 lentelėje. Apskaičiuota neigiama tiesinė koreliacija yra statistiškai reikšminga, kadangi reikšmingumo lygmuo (P) visais atvejais gautas P < 0,05.
7 lentelė. Koreliacijos koeficiento reikšmių skalė.
Koreliacijos koeficiento reikšmių skalė Labai
stipri Stipri Vidutinė Silpna
Labai silpna
Nėra ryšio
Labai
silpna Silpna Vidutinė Stipri
Labai stipri -1 nuo -1 iki -0,7 nuo -0,7 iki -0,5 nuo -0,5 iki -0,2 nuo -0,2 iki 0 0 nuo 0 iki 0,2 nuo 0,2 iki 0,5 nuo 0,5 iki 0,7 nuo 0,7 iki 1 +1
3. 2. Motininio kefyro raugo cheminės savybės
3. 2. 1. Laktozės pokyčiai motininiame kefyro rauge
Vienas iš pagrindinių rodiklių motininiame rauge yra likęs po fermentacijos laktozės kiekis. Gaminant motininį kefyro raugą, buvo nustatytas laktozės kiekis pradinėse žaliavose (7 pav.). Iš atlikto tyrimo rezultatų matyti, kad laktozės kiekis pradinėse žaliavose yra nevienodas. Nustatytas laktozės kiekis liesame piene (4,53±0,02 proc.) yra būdingas natūraliam, neatskiestam, šviežiam pienui. Mažiausias laktozės kiekis (4,20±0,02 proc.) nustatytas išrūgose.
7 pav. Laktozės kiekis pradinėse žaliavose.
Laktozės kiekis mėginiuose buvo nustatytas ir po motininio kefyro raugo fermentacijos (8 pav.). Didžiausias laktozės kiekis nustatytas motininiame kefyro rauge, pagamintame iš lieso pieno (4,07±0,02 proc.), o mažiausias – iš išrūgų (3,87±0,02 proc.). Lyginant laktozės kiekius pradinėse žaliavose ir jau pagamintame kefyro motininiame rauge pastebimas laktozės kiekio sumažėjimas.
28 Laktozės kiekis motininiame kefyro rauge pagamintame iš lieso pieno sumažėjo 10 proc., iš pasukų – 11 proc., o iš išrūgų – 8 proc.
8 pav. Laktozės kiekis kefyro motininiame rauge, pagamintame iš skirtingų žaliavų.
Kaip matyti iš 9 pav. pateiktų diagramų, laktozės kiekis ilgėjant bandinių išlaikymo trukmei pastoviai mažėjo. Kuo ilgiau brandinami bandiniai, tuo mažesnis laktozės kiekis. Po 96 val. išlaikymo mažiausias laktozės kiekis nustatytas bandiniuose, pagamintuose iš išrūgų (3,37±0,02 proc.), tačiau jau ir pradinėse žaliavose laktozės kiekis šiame bandinyje buvo mažiausias (4,20±0,02 proc.).
9 pav. Laktozės kiekio motininiame kefyro rauge pagamintame iš lieso pieno, pasukų bei išrūgų priklausomybė nuo išlaikymo trukmės.
29 Išanalizavus laktozės kiekio kitimą motininio kefyro raugo mėginiuose ir atlikus statistinius skaičiavimus, galima teigti, jog tarp kintamųjų yra tiesinio pobūdžio koreliacija. Koreliacijos koeficiento (r) reikšmės pateiktos 8 lentelėje. Pagal šias reikšmes, koreliacija yra stipri ir statistiškai reikšminga (P < 0,05).
8 lentelė. Koreliacijos koeficientų reikšmės. Koreliacija tarp laktozės kiekio motininiame kefyro rauge, pagamintame iš lieso pieno, ir laikymo trukmės Koreliacija tarp laktozės kiekio motininiame kefyro rauge, pagamintame iš išrūgų, ir laikymo
trukmės
Koreliacija tarp laktozės kiekio motininiame kefyro rauge, pagamintame iš pasukų, ir laikymo
trukmės Koreliacijos koeficientas (r) -0,9843 -0,9667 -0,9762
3. 2. 2. Baltymų kitimas kefyro motininiame rauge
Darbe buvo atlikti baltymų kiekio tyrimai, siekiant nustatyti jų kitimo dinamiką kintant motininio kefyro išlaikymo trukmei, o taip pat palyginti skirtingose pradinėse žaliavose esančius baltymų kiekius. Kadangi naudojamos žaliavos skirtingos, mažiausias baltymų kiekis nustatytas antriniame pieno gamybos produkte – išrūgose, jis siekė 1,08±0,02 proc., kadangi pieno baltymai buvo panaudoti formuojant pagrindinį produktą – varškę. Baltymų kiekis liesame piene (3,16±0,02 proc.) ir pasukose (3,13±0,02 proc.) skyrėsi nežymiai (10 pav.).
10 pav. Baltymų kiekiai skirtingose žaliavose.
Baltymų kiekis nustatytas subrandinus mėginius. Pastebėta, kad baltymų kiekis visuose tiriamuosiuose mėginiuose padidėjo lyginant su grynomis žaliavomis. Liesame piene baltymų
30 kiekis padidėjo 1,9 proc., pasukose – 4,5 proc., išrūgose – 66,1 proc. Didžiausias statistiškai patikimas baltymų kiekis nustatytas mėginyje, pagamintame iš pasukų (3,27±0,02 proc.), o mažiausiai – bandinyje iš išrūgų (3,19±0,02 proc.) (11 pav.).
11 pav. Baltymų kiekis šviežiai subrandintame motininiame kefyro rauge, pagamintame iš skirtingų žaliavų.
Ilginant motininio kefyro raugo išlaikymo trukmę 0–+6 ºC temperatūroje, baltymų kiekis ne daug, tačiau didėja (12 pav.). Didžiausias baltymų kiekis nustatytas motininiame kefyro rauge, pagamintame iš pasukų (3,78±0,02 proc. po 96 val. išlaikymo), būtent šiame mėginyje baltymų kiekis buvo didžiausias vos tik subrandinus kefyro motininį raugą (3,41±0,02 proc.). Mažiausias baltymų kiekio pasikeitimas fiksuojamas bandinyje, pagamintame iš išrūgų (3,36±0,02 proc. po 24 val. išlaikymo, o 3,49±0,02 proc. po 96 val išlaikymo).
31 12 pav. Baltymų kiekio, motininiame kefyro grybelio rauge, priklausomybė nuo pradinės žaliavos ir išlaikymo trukmės.
Buvo atlikta statistinė duomenų analizė ir skaičiuojamas Pirsono koreliacijos koeficientas. Gauti koeficientai (9 lentelė) parodo tiesinę kintamųjų priklausomybę: teigiamas koreliacijos koeficientas rodo tiesioginę kintamųjų priklausomybę (didesnės vieno kintamojo reikšmės atitinka didesnes kito kintamojo reikšmes). Gautos koreliacijos yra statistiškai reikšmingos.
9 lentelė. Pirsono koreliacijos koeficiento reikšmės. Koreliacija tarp
baltymų kiekio motininiame kefyro rauge, pagamintame
iš lieso pieno, ir laikymo trukmės
Koreliacija tarp baltymų kiekio motininiame kefyro rauge, pagamintame iš išrūgų, ir laikymo
trukmės
Koreliacija tarp baltymų kiekio motininiame kefyro rauge, pagamintame iš pasukų, ir laikymo
trukmės Pirsono koreliacijos
koeficientas (r) 0,9791 0,9897 0,9486
Kriterijus P <0,05 <0,05 <0,05
3. 2. 3. Riebalų kiekio kitimas kefyro motininiame rauge
Riebalų kiekis pasirinktose pradinėse žaliavose buvo skirtingas. Riebalų kiekis liesame piene buvo pats mažiausias ir tesiekė 0,04±0,02 proc., o išrūgose – didžiausias (0,40±0,02 proc.) (13 pav.)
32 13 pav. Riebalų kiekis pradinėse žaliavose.
Riebalų kiekis taip pat nustatytas ir jau subrandintuose motininio kefyro raugo bandiniuose, pagamintuose naudojant skirtingas pradines žaliavas (14 pav.). Riebalų kiekis šiuose bandiniuose nuo riebalų kiekio pradinėse žaliavose skyrėsi labai nežymiai. Didžiausias riebalų kiekis 0,39±0,02 proc. nustatytas motininiame kefyro rauge pagamintame iš išrūgų, nuo jo nežymiai skyrėsi riebalų kiekis 0,37±0,02 proc. rauge, pagamintame iš pasukų. Mažiausias riebalų kiekis 0,06 proc. buvo motininiame kefyro rauge pagamintame iš lieso pieno. Lyginant pradinių žaliavų ir pagamintų motininių kefyro raugų riebalų kiekius, pastebima, jog užraugtuose mėginiuose iš pieno ir pasukų šis kiekis didėjo, o bandinyje pagamintame iš išrūgų – nežymiai sumažėjo (išrūgose riebalų kiekis 0,40±0,02 proc., o motininiame kefyro rauge – 0,39±0,02 proc.)
14 pav. Riebalų kiekis šviežiai subrandintame motininiame kefyro rauge, pagamintame iš skirtingų žaliavų.
33 Riebalų kiekis sutraukoje išlieka artimas žaliavų riebalų kiekiui (P < 0,05). Ilgėjant bandinių laikymo trukmei riebalų kiekis labai nežymiai kinta (15 pav.). Riebalų kiekis pagamintame kefyro motiniame rauge iš lieso pieno sumažėjo tik 0,01 proc. – po 24 val. išlaikymo siekė 0,04±0,02 proc., o po 96 val. 0,03±0,02 proc. Mėginiuose, pagamintuose iš pasukų, pastebimas riebalų kiekio mažėjimas išlaikius 72 val. (0,35±0,02 proc.), ištyrus po 96 val. fiksuojamas nedidelis padidėjimas (0,37±0,02 proc.). Likusiame mėginyje iš išrūgų laikant 72 val. fiksuojamas riebalų kiekio mažėjimas (po 24 val. 0,40±0,02 proc., po 48 val. 0,39±0,02 proc., o po 72 val. 0,37±0,02 proc.), tačiau po 96 val. išlaikymo riebalų kiekis padidėjo 0,02 proc. ir siekė 0,39±0,02 proc.
15 pav. Riebalų kiekio, motininame kefyro grybelio rauge, priklausomybė nuo pradinės žaliavos ir laikymo laiko.
Išanalizavus gautus duomenis buvo atliktas parametrinės hipotezės apie Pirsono (r) tiesinio ryšio koreliacijos koeficientą tarp dviejų kiekybinių kintamųjų tikrinimas. Pagal riebalų kiekį mėginiuose ir jų kitimą keičiant laikymo trukmę, fiksuojamas tiesinis koreliacinis ryšys. Pagal gautas koeficientų reikšmes, nustatytas labai stiprus ryšys tarp riebalų kiekio motininiame kefyro rauge, pagamintame iš išrūgų, ir laikymo trukmės (r=-1, P < 0,05). Kitais dviem atvejais koreliacinis ryšys yra stiprus.
3. 2. 4. Sausųjų medžiagų kiekio kitimimas motiniame kefyro rauge
Atlikus sausųjų medžiagų kiekio tyrimus skirtingose pradinėse žaliavose, nustatyta, kad didžiausias sausųjų medžiagų kiekis buvo liesame piene (9,71±0,02 proc.), o mažiausias – išrūgose (7,13±0,02 proc.) (16 pav.).
34 16 pav. Sausųjų medžiagų kiekis pradinėse žaliavose.
Sausųjų medžiagų kiekis, po fermentacijos, mėginiuose išliko artimas žaliavų sausųjų medžiagų kiekiui (P < 0,05). Didžiausias sausųjų medžiagų kiekis nustatytas kefyro motininiame rauge, pagamintame iš lieso pieno (9,68±0,02 proc.), o mažiausias – kefyro motininiame rauge, pagamintame iš išrūgų (7,12±0,02 proc.) (17 pav.). Lyginant sausųjų medžiagų kiekio pokytį tarp pradinių medžiagų ir jau pagaminto kefyro raugo didžiausias šių medžiagų kiekio sumažėjimas nustatytas bandiniuose pagamintuose iš lieso pieno ir sudarė 0,3 proc.
17 pav. Sausųjų medžiagų kiekis, motininiame kefyro rauge, pagamintame iš iš skirtingų žaliavų.
Mėginiuose, kuriuose buvo kultivuojamas kefyro grybelis, priklausomai nuo laikymo trukmės, sausųjų medžiagų kiekis labai nekito (P < 0,05) (18 pav.). Laikant mėginius 0–+6 ºC temperatūroje, pagamintus iš lieso pieno stebimas sausųjų medžiagų pastovus mažėjimas (po 24 val.
35 9,67±0,02 proc., po 96 val. 9,65±0,02 proc.). Kituose mėginiuose fiksuojamas sausųjų medžiagų padidėjimas (po 48 val. išlaikymo) ir sumažėjimas (po 72 val. išlaikymo).
18 pav. Sausųjų medžiagų kiekio priklausomybė nuo motininio kefyro grybelio raugo išlaikymo trukmės.
Ranginiai kintamieji analizuojami naudojantis koreliacijos koeficiento skaičiavimu – ryšio tarp požymių stiprumo matu. Kadangi tai matematinės reikšmės, nagrinėjamas paprastas tiesinis ryšys. Tarp visų sausųjų medžiagų kiekių ir laikymo trukmės nustatyta statistiškai reikšminga koreliacija (P < 0,05). Gauta viena reikšmė, jog stiprumo ryšys yra vidutinis tarp sausųjų medžiagų kiekio motininiame kefyro rauge, pagamintame iš pasukų ir laikymo trukmės. Kitais dviem atvejais ryšys yra stiprus.
3. 3. Mikrobiologinis žaliavų ir motininio kefyro raugo tyrimas
Vadovaujantis higienos normos HN 26:2006 „Maisto produktų mikrobiologiniai kriterijai“ [54] ir Europos Reglamentu (EB) Nr.1441/2007 iš dalies keičiantis Reglamentą (EB) Nr. 2073/2005 dėl maisto produktų mikrobiologinių kriterijų [55] buvo ištirti žaliavose ir motininiuose kefyro rauguose, pagamintų iš skirtingų žaliavų, mikrobiologiniai rodikliai.
Siekiant patikrinti terminio apdorojimo veiksmingumą ir pakartotinio užteršimo prevenciją bei žaliavų kokybę, tirtos enterobakterijos. Visuose tirtuose mėginiuose jų nustatyta <1KSV/ml.
Kaip nurodyta HN 26:2006 „Maisto produktų mikrobiologiniai kriterijai“, jog maisto produktų gamintojai gali išplėsti tikrinamų mikroorganizmų sąrašą, buvo papildomai tiriamos Salmonella, Escherichia coli. Visuose ištirtuose motininio kefyro grybelių raugo mėginiuose salmonelių 25 g neišaugo. Taip pat buvo auginamos Escherichia coli, tačiau išaugusių kolonijų
36 skaičius neviršija nustatytų ribų (100KSV/ml–1000KSV/ml) (10 lentelė). Mikrobiologinių tyrimų rezultatai įrodo, kad gamybos higiena yra užtikrinama ir prižiūrima.
10 lentelė. Mėginių užteršimas Escherichia coli.
Mėginys Užteršimo vidurkis Escherichia coli, KSV/ml
Liesas pienas 1,0x102
Motininis kefyro raugas, pagamintas iš lieso
pieno 3,0x10
2
Pieniškos pasukos <1,0x10
Motininis kefyro raugas, pagamintas iš pieniškų
pasukų 1,1x102
Išrūgos 5,2x102
Motininis kefyro raugas, pagamintas iš išrūgų 1,3x102
Taip pat analizuotas ir koagulazę gaminačių stafilokokų (Staphylococcus aureus) kiekis. Jis neviršijo nustytos užteršimo ribos tirtuose mėginiuose (10KSV/ml–100KSV/ml) (11 lentelė). Neaptikus šių mikroorganizmų, įrodyta, jog žaliavos atrinktos tinkamai ir jos yra kokybiškos.
11 lentelė. Mėginių užterštumas Staphylococcus aureus.
Mėginys Užterštumo vidurkis Staphylococcus aureus,
KSV/ml
Liesas pienas 1,6x10
Motininis kefyro raugas, pagamintas iš lieso
pieno <1,0x10
Pieniškos pasukos <1,0x10
Motininis kefyro raugas, pagamintas iš pieniškų
pasukų <1,0x10
Išrūgos 8,0x10
Motininis kefyro raugas, pagamintas iš išrūgų <1,0x10
3. 3. 1. Mielių ir pienarūgščių bakterijų skaičiaus kitimas
Mielės turi įtakos ne tik kefyro skoninėms savybėms, bet taip pat ir pieno rūgšties bakterijų aktyvumui. Tiriant mielių skaičių kefyro motininiame rauge, jis siekė 105 KSV/ml. Laikant šaldytuve mielių skaičius kito nežymiai, nustatytas nedidelis padidėjimas (po brandinimo 2,9x105 KSV, po 96 val. 3,1x105 KSV) (P < 0,05). Pienarūgščių bakterijų skaičius šiek tiek
37 mažesnis, tiriamuose mėginiuose siekė 104–105 KSV/ml. Pastebėta, kad tarp mielių ir pienarūgščių
bakterijų egzistuoja simbiozė (17–19 pav.).
17 pav. Motininiame kefyro rauge, pagamintame iš lieso pieno, mielių ir pienarūgščių bakterijų simbiozė.
18 pav. Mielių ir pienarūgščių bakterijų kiekio kitimas motininiame kefyro grybelio rauge, pagamintame iš pieniškų pasukų.
38 19 pav. Motininiame kefyro rauge, pagaminto iš išrūgų, esančių mielių ir pienarūgščių bakterijų skaičiaus kitimas priklausomai nuo laikymo trukmės.
Visuose tirtuose mėginiuose, nustatytas mielių kiekis 105 KSV/ml. Mielių kiekis didėjo
ilgėjant mėginių laikymo trukmei. Taip pat, nors ir nežymiai nuolat augo pienarūgščių bakterijų skaičius. Visuose mėginiuose pastebima mikroorganizmų skaičiaus didėjimo tendencija.
Išanalizavus gautus mikrobiologinius duomenis, atliktas parametrinės hipotezės tarp dviejų kiekybinių kintamųjų tikrinimas apie Pirsono (r) tiesinio ryšio koreliacijos koeficientą. Pagal mielių ir pienarūgščių kiekius mėginiuose ir jų augimą keičiant laikymo trukmę, fiksuojamas tiesinis koreliacinis ryšys. Apskaičiavus koeficientų reikšmes, pastebimas labai stiprus ryšys tarp minėtų bakterijų kiekio motininiame kefyro rauge, pagamintame iš išrūgų, ir laikymo trukmės (r=-1, P < 0,05). Kitais dviem atvejais koreliacinis ryšys yra stiprus.
