Благодаря разработке датских биотехнологов, затраты на ингредиенты для производства йогурта удалось снизить в пять раз, при этом улучшилось качество и увеличился срок его хранения. Для достижения этого не пришлось внедрять инновационную технологию, достаточно было оптимизировать температурный режим производства, который был определен в ходе экспериментальных исследований.
Для изготовления йогурта традиционным способом необходима закваска – это специфическая микробная культура, формирующаяся благодаря двум видам молочнокислых бактерий: термофильному стрептококку (Streptococcus thermophilus) и болгарской молочной палочке (Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus). В подходящей среде микроорганизмы начинают активно размножаться, и полученная закваска добавляется в пастеризованное молоко. После этого продукт ферментируется при температуре 40-45 градусов Цельсия в течение четырех-шести часов и даже меньше.
После достижения желаемого вкуса и текстуры йогурт немедленно охлаждают, чтобы прекратить брожение и закисление. При пониженной температуре размножение бактерий сведено к минимуму, а при повышенной они погибают.
Ученые решили использовать это свойство, чтобы остановить рост бактерий и, как следствие, предотвратить постокисление, которое приводит к появлению горечи и порче продукта. В это время бактерии продолжают свою деятельность, расщепляя лактозу (молочный сахар) и вырабатывая молочную кислоту, что вызывает снижение pH и изменение вязкости.
Повреждение йогуртов может быть вызвано избыточным количеством дрожжей или использованием фруктов и ягод. Для решения этой задачи производители заквасок стали предлагать биозащитные культуры, однако их применение приводит к увеличению производственных расходов вдвое.
Для уменьшения вероятности микробиологического разложения и продления срока хранения йогурта исследователи предложили использовать двухэтапный процесс ферментации. На первом этапе, как и в промышленном производстве, увеличивали количество бактерий при температуре 42 градуса Цельсия, после чего повышали ее до 51 градуса, что способствовало подкислению продукта. В этот момент размножение бактерий прекращалось, однако они продолжали синтезировать молочную кислоту, а также уничтожались 99,9 процента дрожжевых клеток и спор плесени. В температурном диапазоне от 50 до 57 градусов, 51 градус был признан оптимальным для получения стандартного значения pH, которое для йогурта составляет 4,6.
Новый биотехнологический метод был проверен на трех культурах закваски, и во всех случаях оказался эффективным. Исследователи отмечают, что при его использовании в молоко добавлялось лишь 20 процентов от обычного количества закваски. Это позволяет сократить потребление сырья при производстве йогурта в пять раз.
Оценить, насколько увеличится срок хранения продукта, на данном этапе затруднительно, однако, согласно мнению экспертов, он, вероятно, будет существенно больше, чем нынешние три или четыре недели, предоставляемые производителями.
Научная работа опубликована в журнале Food Bioscience.