Свойства творожной (молочной) сыворотки

ТВОРОЖНАЯ СЫВОРОТКА - ОСНОВА ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ БАКТЕРИАЛЬНЫХ  КОНЦЕНТРАТОВ

---

1. ТВОРОЖНАЯ СЫВОРОТКА КАК ОДНА ИЗ ОСНОВ ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД ДЛЯ БАКТЕРИЙ - ПРОБИОТИКОВ

Многие уже заметили, что в состав предлагаемых нами заквасок (жидких пробиотиков) входит гипоалергенная сывороточная основа (осветленная творожная сыворотка), которая по существу является в наших бактериальных концентратах основой для питательной среды-консерванта микроорганизмов. Почему же выбрана именно данная основа для "хранения" полезных бактерий?

Это обстоятельство продиктовано оптимальным химическим составом данного продукта, который при определенной подготовке обеспечивает длительную жизнеспособность клеток бактерий и в дальнейшем создает благоприятные условия для накопления биомассы пробиотических микроорганизмов при их применении в качестве заквасок или биодобавок.

Применение сыворотки для культивирования микроорганизмов обусловлено содержащимися в ней углеводами (моно-, олиго- и аминосахарами), минеральными солями, витаминами, органическими кислотами, ферментами и микроэлементами. Лактоза является энергетическим субстратом для развития микроорганизмов, входящих в состав инокулята. Для роста молочнокислых бактерий большое значение имеют буферные свойства среды. Сыворотка по сравнению с обезжиренным молоком обладает меньшей буферной емкостью, поэтому в состав среды вносят натрий лимоннокислый.

Можно сказать, что выбор творожной (молочной) сыворотки в качестве основы питательной среды для бактериальных культур в заквасках (биодобавках) вытекает как из общих требований, предъявляемых к  питательным средам в микробиологии, так и из потребностей конкретных видов бактерий в жизненно важных веществах и физических условиях своего существования.

Общие требования к питательным средам

Питательные среды должны отвечать определенным стандартам, создавая оптимальные условия для роста, размножения и жизнедеятельности микроорганизмов: легко усваиваться с определенным составом азотистых веществ, углеводов, витаминов и соответствующей концентрацией солей, быть изотоническими, стерильными, иметь буферные свойства (позволяющие поддерживать оптимальный рН), иметь оптимальную вязкость и определенный окислительно-восстановительный потенциал.

В первую очередь, бактерии нуждаются в азоте, углероде (для этого служит лактоза сыворотки) и водороде для построения собственных белков. Водород для клеток поставляет вода. Как правило, источником азота выступают многочисленные вещества, в основном, животного происхождения, а также белковые гидролизаты, пептиды, пептоны. Среды должны быть сбалансированными по микроэлементному (!) составу и содержать ионы железа, меди, марганца, цинка, кальция, натрия, калия, иметь в своем составе неорганические фосфаты.

---

На заметку

Подбор питательной среды для культивирования пропионовокислых бактерий

Жизнедеятельность микроорганизмов неразрывно связана с условиями окружающей среды. Влияние внешних факторов на развитие микроорганизмов зависит от их биологических особенностей и от особенностей воздействующего фактора, который может иметь как благоприятное, так и губительное действие. Важную роль при этом играет состав питательной среды.

Питательные среды по своему назначению делятся на диагностические и производственные. Первые предназначены в основном для обнаружения, выделения и идентификации микроорганизмов. Производственные питательные среды по составу делятся на посевные и основные ферментационные, приготовленные в большинстве случаев на полупродуктах и отходах сельскохозяйственного и пищевого производства с добавками минеральных солей. Химический состав этих сред не всегда точно известен, но он должен содержать все необходимые для роста и развития микробов вещества: азот, углерод, неорганические соединения в виде солей, витамины, микроэлементы и другие компоненты. Среда считается оптимальной, если она имеет определенные показатели рН, окислительно-восстановительного потенциала, осмотического давления и т.д.

 Из литературных источников известно, что пропионовокислые бактерии, так же как и бифидобактерии, относятся к актиномицетной группе микроорганизмов.

Пропионовокислые бактерии имеют ясно выраженную склонность к образованию утолщений и веточек на концах клеток, как и бифидобактерии, у которых способность к бифуркации резко выражена. Также для количественного учета бактерий применяются идентичные среды, вследствие чего для накопления биомассы пропионовокислых бактерий была взята среда на основе молочной сыворотки для культивирования бифидобактерий с последующей оптимизацией.

Состав питательной среды представлен в табл. 1. Данные табл. 1 указывают, что питательная среда для культивирования пропионовокислых бактерий относится к естественным средам, так как в основе ее лежит сыворотка творожная. Также в ее состав входят дополнительные, необходимые для нормального роста бактерий вещества. Для стабилизации действия ферментов вносят магний хлористый, в качестве редуцирующего вещества - аскорбиновую кислоту, агар - для создания условий, близких к анаэробным. Для поддержания оптимальной буферной емкости среды использованы натриевые и калиевые соли лимонной и уксусной кислоты. Водородный показатель среды воздействует на ионное состояние, следовательно, и на доступность для организма многих метаболитов и неорганических ионов.

Таблица 1. – Состав питательной среды для наращивания биомассы пропионовокислых бактерий.

Компоненты	Количество, г
Сыворотка творожная	1000
Магний хлористый	0,3
Натрий лимоннокислый трех-замещенный	1,0
Калий фосфорнокислый одно-замещенный	0,5
Аскорбиновая кислота	0,1
Агар микробиологически	1,3

Для создания асептических условий развития микроорганизмов питательную среду подвергали стерилизации при температуре (121±1)⁰С 30 мин. Это необходимо для получения чистых культур микроорганизмов, так как посторонняя микрофлора может влиять на рост бактерий, изменять свойства среды и т.д. Таким образом, питательная среда для культивирования пропионовокислых бактерий содержит все необходимые источники питания и обладает оптимальными физико-химическими показателями.

---

Дополнительные компонеты питательной среды:

Как было уже отмечено, питательную среду всегда подготавливают, т.е. вносят дополнительные компоненты, позволяющие обеспечить необходимые условия для жизни микроорганизмов. Например, для поддержания рН в заданных пределах в сыворотку могут вносить хлориды (например хлорид магния MgCl₂) и различные буферные соли. Также в состав бактериальных концентратов входит Агар, который, в частности, используется для создания в среде условий, близких к анаэробным (т.к. бифидобактерии и пропионовокислые бактерии являются анаэробами, для которых не требуется молекулярный кислород), а также для обеспечения гибкой адаптации и защиты бактерий от неблагоприятных факторов внешней среды (изменение температуры, низкие значения рН, замораживание и обезвоживание) за счет присутствия полисахаридов, которые служат барьером между клетками и окружающей средой, выполняя протекторную роль (см. также экзополисахариды).

Агар (малайск. агар-агар) является классическим представителем класса загустителей, стабилизаторов и гелеобразующих веществ (используется как уплотнитель сред в микробиологической и пищевой промышленности). Агар-агар - твердый волокнистый материал, получаемый из красных и бурых водорослей (Gracilaria, Gelidium, Ceramium и др.), произрастающих в Белом море и Тихом океане. Он является удобным и необходимым компонентом сред, поскольку не потребляется бактериями как ростовой субстрат и обеспечивает необходимую плотность среды, в водных растворах он образует густой гель (плотный студень).  Агар состоит из 70—75 % полисахаридов, 2—3 % белков и других азотсодержащих веществ, 2—4 % золы. Основу агара составляет дисахарид агароза, моллекула которой построена из D-галактозы и 3,6-ангидридо-L-галактозы. С гигиенической точки зрения агар безвреден и во всех странах допускается его использование в пищевых целях. Концентрация его не лимитирована и обусловлена рецептурами с стандартами на пищевые продукты - Объединенный комитет  экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам считает допустимой суточную дозу агара для человека 0 …. 50 мг/кг массы тела, что значительно выше той дозы, которая может поступить в организм с пищевыми продуктами и БАДами.

В классификаторе пищевых добавок агар имеет номер E 406. По качеству агар-агар подразделяется па два сорта — высший и первый. Цвет для высшего сорта: белый или светло — желтый, допускается слегка сероватый оттенок. Цвет для первого сорта: от желтого до темно — желтого. Марка агара (700, 800, 900, 1000) определяет силу геля. Агар-агар продается в виде толстых пластинок, тонких полосок либо порошка. Агар-агар лишен вкуса и запаха, однако вбирает в себя аромат любых приправ, с которыми его подают.

---

Следует отметить, что существует много разновидностей питательных сред, применение которых зависит от конкретного вида микроорганизмов (их потребностей) и целей их практического использования. Бывают среды естественные и искусственные, белковые и безбелковые и т.д.

В нашем случае, творожная сыворотка, благодаря своему составу (который будет рассмотрен ниже), оптимально подходит в качестве основы питательной (консервирующей) среды для бактерий при производстве бакконцентратов. В результате, были получены закваски и биодобавки с высоким количеством жизнеспособных клеток пробиотических микроорганизмов, а также созданы благоприятные условия для дальнейшего развития бифидо- и пропионовокислых бактерий в ЖКТ при их непосредственном употреблении, в т.ч. значительно сокращено время наращивания биомассы при ферментации (сквашивании) молока.

Пример использования (подготовки) творожной сыворотки в качестве основы питательной среды можно посмотреть здесь: Разработка бифидосодержащего БАД синбиотика

2. ПОЛЕЗНЫЕ СВОЙСТВА ТВОРОЖНОЙ СЫВОРОТКИ ДЛЯ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА

Пищевая (энергетическая) ценность творожной сыворотки.

По своему внешнему виду творожная сыворотка представляет собой не особенно лицеприятное зрелище, бледно-желтая и даже зеленоватая жидкость не вызывает аппетита…

Творожная сыворотка - это не что иное, как разновидность молочной сыворотки. В молочной индустрии образуется несколько видов сыворотки: творожная, подсырная и казеиновая.

Энергетическая ценность продукта: 18.1 кКал. Энергетическое соотношение БЕЛКИ – ЖИРЫ - УГЛЕВОДЫ: 18% (~3 кКал) - 10% (~2 кКал) - 77% (~14 кКал)

Массовое (среднее) соотношение белков, жиров, углеводов:
Белки: 0.8 г.
Жиры: 0.2 г.
Углеводы: 3.5 г.

Таблица 2. Химический состав и свойства творожной сыворотки
Сухие вещества, в %	4,2-7,4
в том числе:
лактоза (углеводы)	3,5
белок	0,8-1,0
молочный жир	0,05-0,4
минеральные вещества	0,5-0,8
Кислотность,°Т	50-85
Плотность, кг/м3	1019-1026

*Приведены средние значения данных о пищевой ценности творожной сыворотки, в зависимости от происхождения продукта показатели могут отличаться от фактических.

Сыворотка является вторичным сырьем переработки молока, состав которой преимущественно представлен молочным сахаром (лактозой), сывороточными белками, остаточным жиром и солями. Основным компонентом в составе сыворотки является лактоза.

За счет сбраживания лактозы в молочную кислоту в творожной сыворотке лактозы меньше, чем в подсырной, что отражается на кислотности сыворотки - творожную сыворотку называют кислой за отличительные вкусовые и потребительские параметры. 

Творожная сыворотка образуется в результате производства сыров или творога. Как правило, творожная сыворотка образуется в процессе изготовления твердых сортов сыра (швейцарских сыров или чеддера). Кроме того творожную (или кислую) сыворотку получают в процессе изготовления прессованного творога или кислых сортов сыра.

Подвергая сыворотку микрофильтрации (задержка мельчайших частиц казеиновой пыли, жира, бактерий и спор) получают осветленную творожную сыворотку.

О кислотности творожной сыворотки

Как уже было отмечено, творожная (молочная) сыворотка является побочным продуктом при производстве сыров, творога, пищевого и технического казеина. Сыворотка отделяется после свёртывания молочного белка — казеина в результате снижения pH до 4,6 ед. под воздействием молочной кислоты, образуемой микроорганизмами при сбраживании лактозы, либо внесённой искусственно любой кислотой, или в результате воздействия протеолитическими ферментами (сычужный фермент).

Как указано выше (в таблице 2), титруемая кислотность (или общая кислотность) творожной сыворотки находится в диапазоне от 50 до 85 °Т (градусов Тернера). Под общей  кислотностью подразумевается содержание в продукте всех кислот и их кислых солей, реагирующих со щелочью при титровании. Метод определения титруемой кислотности основан на нейтрализации кислот, содержащихся в продукте, раствором гидроксида натрия в присутствии индикатора фенолфталеина.

Зачастую многие задаются вопросом о соотношении титруемой кислотности (кислотности в градусах Тернера) и активной кислотности (или истинной кислотности), которая характеризуется величиной водородного показателя pH (концентрация ионов водорода в среде). Например, существуют т.н. усредненные соотношение между величиной рН и титируемой кислотностью кисломолочных напитков из которых следует, что для творожной сыворотки усредненный показатель активной кислотности pH находится в пределах от 4,0 до 5,0 ед. Однако кислотность зависит от многих факторов: характеристики исходного молочного сырья, температуры, длительности хранения (pH снижается). Более того, для приготовления питательной  среды (при производстве бактериальных заквасок) творожную сыворотку осветляют и приводят к определенному показателю килотности, например, раскисляют (до pH 6,0-6,5 и выше). Таким образом, pH нативной творожной сыворотки и сыворотки обработанной значительно отличаются.

Витаминно-минеральный состав молочной (творожной) сыворотки.

Состав молочной сыворотки богат витаминами: Е, С, витаминами группы В, причем жидкость содержит достаточно редкие их формы: биотин (витамин В7 , витамин Н, кофермент R) и холин (витамин В4). Польза холина  для организма проявляется в улучшении работы мозга, усилении памяти. Богата сыворотка кальцием, 1 литр напитка содержит суточную дозу кальция взрослого человека и 40% от нормы калия. Также сыворотка молока содержит ценные минеральные соли фосфора, магния. В составе этой жидкости до 200 наименований биологически активных веществ, которые самым благоприятным образом влияют на деятельность всех систем и органов в организме человека.

Таблица 3. Витаминно-минеральный состав творожной сыворотки
Витамины и витаминоподобные вещества		Минерльные вещества
Холин	14 мг	Кобальт (Co)	0,1 мкг
Витамин PP	0,2 мг	Молибден (Mo)	12 мкг
Биотин (Витамин H)	2 мкг	Медь (Cu)	4 мкг
Витамин Е	0,03 мг	Йод (I)	8 мкг
Витамин С	0,5 мг	Цинк (Zn)	0,5 мг
Витамин В12 (кобаламины)	0,3 мкг	Железо (Fe)	0,06 мг
Витамин В9 (фолиевая кислота)	1 мкг	Хлор (Cl)	67 мг
Витамин В6 (пиридоксин)	0,1 мг	Фосфор (P)	78 мг
Витамин В5 (пантотеновая кислота)	0,3 мг	Калий (K)	130 мг
Витамин В2 (рибофлавин)	0,1 мг	Натрий (Na)	42 мг
Витамин В1 (тиамин)	0,03 мг	Магний (Mg)	8 мг
		Кальций (Ca)	60 мг

Лечебно-профилактические свойства творожной сыворотки.

Употребление молочной сыворотки благотворно влияет на пищеварительный тракт, очищает кишечник, нормализует флору, выводит токсины, шлаки, стимулирует работу печени и почек. Сыворотка особенно полезна людям, страдающим заболеваниями органов ЖКТ:гастритами, колитами,  панкреатитами, энтероколитами, дисбактериозом, запорами.

Польза молочной сыворотки для кровеносной системы также велика, она способствует профилактике атеросклероза, показана при гипертонии, ишемической болезни сердце, при нарушениях кровообращения в головном мозге.

Также сыворотка влияет и на надпочечники, которые вырабатывают гормоны стресса, при употреблении сыворотки работа улучшается, и выработка гормонов стресса без причины прекращается.

Таким образом, творожная сыворотка относится к оздоровительным и спортивным продуктам питания, и благодаря своему витаминно-минеральному составу, может стать прекрасной и более полезной альтернативой кефира.

Диетические свойства творожной сыворотки.

Польза сыворотки и в ее способности снижать аппетит, многие диеты основаны на употреблении сыворотки и позволяют снизить вес легко и безопасно для организма. Из углеводов в сыворотке содержится легко усвояемая лактоза, не вызывающая образование жиров, а ценные аминокислоты, входящие в состав этой жидкости, жизненно необходимы организму и участвуют в белковом обмене и в кроветворении.

См. также: Концентрат сывороточных белков, обогащенный железом

Творожная сыворотка в пищевом производстве.

Отличительные свойства творожной сыворотки нашли широкое применение, как в кулинарии, так и в пищевой промышленности в целом. Творожную сыворотку применяют а процессе производства некоторых видов мягких сыров, к примеру сыр рикотта, который производят на основе козьего молока. Творожную сыворотку нередко добавляют в качестве пищевой добавки в хлебобулочные изделия. Творожная сыворотка способна также значительно улучшить вкусовые качества некоторых разновидностей выпечки, а также пригодится и в процессе приготовления летних холодных супов.

Творожная сыворотка нашла применение и в косметологии.

Домашние косметические средства на основе творожной сыворотки веками использовали отечественные красавицы для продления молодости и ухода за кожей лица, а также тела и волосами. Эту жидкость используют в основе многих масок для кожи лица и шеи, ею ополаскивают волосы, чтобы они лучше росли и не выпадали. Сыворотка молока – ценный заживляющий продукт, который поможет при солнечных ожогах.

См. также: Способ получениия косметической маски

Как получают сыворотку в домашних условиях?

Сыворотку часто можно встретить в отделах магазинов, где продают молочные продукты. Также эту жидкость можно получить и дома, в процессе приготовления домашнего творога. Для того чтобы получить сыворотку, возьмите 1 литр свежего молока и превратите его в простоквашу (можно просто оставить молоко в теплом месте, а можно для ускорения процесса добавить ложку сметаны или кефира). Когда молоко сквасилось, его наливают в эмалированную кастрюльку и нагревают на медленном огне. Следите за тем, чтобы масса не кипела, а просто грелась до температуры 60-70 градусов. Когда творожная масса отделится от сыворотки, откиньте массу в марлю и дайте стечь сыворотке.

Полученный творог готов к употреблению, а сыворотка может быть использована в любых целях: как основа для супа (на ее основе готовят рассольники), как основа для дрожжевого теста (на сыворотке оно получается особенно нежным м пышным), как лекарственный продукт (пить чистую сыворотку рекомендуют и взрослым и детям). Если дети отказываются пить сыворотку, ее можно добавлять в овощные и фруктовые соки. Такие «сывороточно-соковые коктейли» будут особенно богаты витаминами и минералами.

При употреблении сыворотки, следует помнить, что она оказывает легкий слабительный эффект, если у вас нет проблем с дефекацией, то не стоит употреблять этот напиток перед выходом из дома, перед долгой дорогой.

Будьте здоровы!