PL190537B1 - Sposób wytwarzania produktu mleczarskiego i układdostarczania do zaszczepiania mleczarskiej kultury zakwasu - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania produktu mleczarskiego w mleczarni, w którym mikrobowa kulture zakwasu dostarcza sie do mleczarni w postaci koncentratu kultury zawartego w szczelnym opakowaniu oslo- nowym, które jest wyposazone w elementy wylotowe do przylaczania opakowania bezposrednio do linii procesowej mleczami, laczy sie koncentrat kultury zakwasu z mlekiem w mleczarskiej linii procesowej i utrzymuje sie zaszczepione mleko w warunkach fermentacji kultury zakwasu dla otrzymania produk- tu mleczarskiego, znamienny tym, ze dostarczany do mleczarni koncentrat kultury wybiera sie z grupy skladajacej sie z osuszonego koncentratu, zamrozo- nego koncentratu i cieklego...................................... 7. Uklad dostarczania do zaszczepiania mleczar- skiej kultury zakwasu do linii procesowej w mle- czarni, zawierajacy uszczelnione opakowanie oslo- nowe, zawierajace koncentrat kultury zakwasu i/lub enzym powodujacy zsiadanie mleka, przy czym opakowanie jest wyposazone w elementy wylotowe, znamienny tym, ze opakowanie wykonane jest z materialu elastycznego a elementy wylotowe (2) sa gwintowane i maja srubowe polaczenie do mleczar- skiej linii procesowej (6), przy czym...................... Fig. 5 PL PL PL

Description

Przy wytwarzaniu większości produktów mleczarskich stosuje się mikroorganizmy-. Kultury bakterii, w szczególności bakterii, które są ogólnie sklasyfikowane jako bakterie kwasu mlekowego mają zasadnicze znaczenie do wytwarzania wszystkich produktów sfermentowanego mleka, serów i masła. Kultury takich nieszkodliwych bakterii są nazywane zakwasem mleczarskim i nadają specyficzne cechy rozmaitym produktom mleczarskim przez wykonywanie rozlicznych funkcji.

Przykładowo kultury zakwasu powodują fermentację laktozy do kwasu mlekowego a ponieważ czas kalkulacji poprzez enzymy powodujące zsiadanie się mleka maleje poprzez zwiększenie kwasowości mleka, zatem kultury zakwasu wspomagają enzymatyczną koagulację mleka przy produkcji sera.

Następnym przykładem jest ograniczanie poprzez kultury zakwasu rozrostu mikroorganizmów zanieczyszczających w wyniku szybkiego wzrostu poziomu kwasu mlekowego w trakcie procesu produkcyjnego. Przy wytwarzaniu sera, kultura zakwasu wzmaga wyciek serwatki z twarogu. Bakterie wytwarzające kwas mlekowy również wytwarzają enzymy proteolityczne, które wspomagają degradację protein zawartych w serze, co stanowi ważny udział w dojrzewaniu sera. Ponadto, bakteryjne kultury kwasu mlekowego powodują fermentację laktozy i kwasu cytrynowego do związków aromatycznych, takich jak diacetyl i acetaldehyd, które nadają produktom fermentacji mleka pożądany aromat i smak.

Przemysłowe mleczne kultury zakwasu (startowe) zawierają głównie bakterie kwasu mlekowego, wytwarzające kwas mlekowy i powodujące fermentację kwasu cytrynowego. W kontekście obecnego opisu wyrażenie „bakterie kwasu mlekowego” oznacza grupę bakterii gram-dodatnich, mikroaerofilowych lub anaerobowych, które powodują fermentację cukru z wytworzeniem kwasów obejmujących kwas mlekowy, jako głównie wytwarzany kwas, kwas octowy, kwas mrówkowy i kwas propionowy. Najbardziej przydatne przemysłowo bakterie kwasu mlekowego są to bakterie spośród grupy Lactococcus, Streptococcus, Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus i Brevibacterium.

Powszechnie stosowane mleczne kultury zakwasu bakterii kwasu mlekowego są ogólnie podzielone na organizmy mezofilowe, mające optymalną temperaturę wzrostu około 30°C i organizmy termofilowe mające optymalną temperaturę wzrostu w zakresie około 40 do około 45°C. Typowe organizmy należące do grupy mezofilowej obejmują Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris, Leuconostoc cremoris, Lactobacillus delbrueckli subsp. bulgaricus, Lactococcus lactis subsp. lactis biovar. diacetylactis, Lactobacillus casei, Streptococcus durans i Streptococcus faecalis. Termofilowe bakterie kwasu mleko4

190 537 wego obejmują jako przykłady Streptococcus thermophilus, Lactobacillus lactis, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus bulgaricus i Lactobacillus acidophilus.

Jako mleczne kultury zakwasu są również powszechnie stosowane bakterie aenaerobowe należące do gałęzi Bifidobacterium obejmującej Bifidobacterium bifidum i Bifidobacterium longum, które ogólnie są włączone do grupy bakterii kwasu mlekowego. Dodatkowo jako mleczne kultury zakwasu są stosowane odmiany Propionibacterium, w szczególności do wytwarzania sera.

Następną grupę mikrobowych kultur zakwasu stanowią kultury grzybowe, obejmujące kultury drożdżowe i kultury grzybów nitkowych, które są szczególnie stosowane do wytwarzania niektórych rodzajów sera. Przykłady obecnie stosowanych kultur grzybów obejmują Penicillium roąueforti, Penicillium candidum, Geotrichum candidum, Torula kefir i Saccharomyces kefir.

Obecnie, przemysłowe kultury zakwasu (startowe) są sprzedawane jako zamrożone koncentraty w środowisku składników mlecznych, białek i związków stymulujących wzrost, w takich warunkach, zostaje zachowana żywotność kultur w przedłużonym okresie czasu, i po rozmrożeniu, kultury te mogą być szczepione bezpośrednio do mleka bez stadium przejściowego. Tego rodzaju kultury są zwykle określane jako kultury (DVS) - bezpośrednio wprowadzane do kadzi. Inną postacią występowania przemysłowych kultur zakwasu DVF są osuszone w stanie zamrożonym lub liofilizowane kultury w postaci proszku. W tej postaci, kultura zakwasu może być sprzedawana bez zamrożenia, jednakże zaleca się magazynowanie poniżej temperatur zamrażania.

Jakkolwiek przemysłowe zakwasy mleczne są dostępne jako kultury, które mogą być dodawane do mleka bez jakiegokolwiek pośredniego przejścia Iub rozmnażania, to jednak czasami mleczarnie wytwarzają własne zakwasy masowe w regularnych odstępach czasu w zależności od danego wymagania. Zakwas masowy jest określany jako kultura zakwasu wytwarzana w mleczami przeznaczona do wszczepiania do mleka. Tego rodzaju zakwasy masowe są wytwarzane w ogólności przez zaszczepianie podgrzanego mleka daną objętością uprzedniego zakwasu masowego Iub kulturą zakwasu osuszoną po zamrożeniu Iub zamrożoną, po czym następuje inkubacja tak zaszczepionego mleka w warunkach umożliwiających rozrost kultury zakwasu przez wystarczający okres czasu dla otrzymania odpowiedniej liczby komórek. Okres inkubacji jest zwykle w zakresie 18 do 24 godzin.

Jednakże te obecnie stosowane sposoby stosowania zaczynów mlekowych łączą się z występowaniem wielu problemów w nowoczesnych mleczarniach, w których linie procesowe obejmują zbiorniki, naczynia, pojemniki, kadzie centryfugi, wyposażenie do obróbki cieplnej, wyposażenie napełniające i przewody rurowe łączące elementy linii procesowej, stanowiące zasadniczo całkowicie zamknięte systemy. Jakikolwiek etap procesu obejmujący konieczność otwarcia tego zamkniętego systemu względem środowiska w sposób oczywisty obejmuje poważne niebezpieczeństwo zanieczyszczenia linii procesowej niepożądanymi organizmami takimi jak bakterie powodujące psucie mleka, np. z grupy Bacillus Iub bakterii gram-ujemnych Iub bakteriofagów, które atakują kultury startowe powodując zakłócenie fermentacji.

Dodatkowo do niebezpieczeństwa zanieczyszczenia linii procesowej, zastosowanie zaczynów masowych wytwarzanych w mleczami obejmuje następujące problemy: (i) przygotowanie startera masowego jest bardzo pracochłonne i zajmuje znaczną przestrzeń i wyposażenie, (ii) istnieje znaczne niebezpieczeństwo zanieczyszczenia bakteriami niszczącymi i/lub fagami podczas etapu wytwarzania, oraz (iii) przez przepuszczanie zmieszanej populacji bakterii zakwasu pomiędzy jednym starterem masowym a następnym, występuje selekcja szczepów bakteryjnych w przeciągu czasu, przez co można zniekształcić pożądane właściwości danej kultury. Podobnie do zastosowania starterów masowych, zastosowanie kultur zakwasu DVS również zawiera niebezpieczeństwo zanieczyszczenia i wymaga zaangażowania obsługi ręcznej.

W przemyśle mleczarskim istnieje wyraźna tendencja w stronę zwiększania jednostek produkcyjnych. Jest zatem oczywiste, że powyższe problemy towarzyszące obecnemu stosowaniu kultur zakwasu stają się coraz bardziej znaczące i spotęgowane.

190 537

Jest zatem ważnym celem obecnego wynalazku opracowanie udoskonalonego sposobu dostarczania mlecznych kultur zakwasu do linii procesowej, który to sposób będzie nie tylko przystosowany do wzrastającej potrzeby dokładnej kontroli zanieczyszczenia zamkniętych linii procesowych mleczami, ale który umożliwi zmniejszenie lub wyeliminowanie powyższych problemów towarzyszących przygotowywaniu starterów masowych na miejscu. Ponadto, układ dostarczania kultur zakwasu powinien zapewnić duży stopień wygody obsługi dla użytkownika.

Tak więc głównymi celami wynalazku jest opracowanie sposobu, w którym mleko przerabiane w zamkniętej linii procesowej mleczami może być zaszczepiane odpowiednią kulturą zakwasu bezpośrednio w linii procesowej oraz układu dostarczania do zaszczepiania mleczarskiej kultury zakwasu przydatnego do stosowania w tym sposobie.

Sposób wytwarzania produktu mleczarskiego w mleczami, w którym mikrobową kulturę zakwasu dostarcza się do mleczami w postaci koncentratu kultury zawartego w szczelnym opakowaniu osłonowym, które jest wyposażone w elementy wylotowe do przyłączania opakowania bezpośrednio do linii procesowej mleczami, łączy się koncentrat kultury zakwasu z mlekiem w mleczarskiej linii procesowej i utrzymuje się zaszczepione mleko w warunkach fermentacji kultury zakwasu dla otrzymania produktu mleczarskiego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że dostarczany do mleczami koncentrat kultury wybiera się z grupy składającej się z osuszonego koncentratu, zamrożonego koncentratu i ciekłego koncentratu oraz przed przyłączeniem opakowania do linii procesowej dostarcza się medium wodne, zawiesza się koncentrat mikrobowej kultury zakwasu w środowisku wodnym i otrzymuje się przynajmniej 4% wagowo-objętościowo (w/v) wodną zawiesinę mikrobowej kultury zakwasu.

Kulturę zakwasu wybiera się z grupy składającej się z bakterii kwasu mlekowego, gatunków Bifidobacterium, Propionibacterium, pleśni i drożdży a korzystnie kultura zakwasu zawiera mieszaninę szczepów

Produkt mleczarski wybrany jest z grupy składającej się z sera, jogurtu, masła, zaszczepionego mleka słodkiego i płynnego sfermentowanego produktu mlecznego.

Koncentrat kultury dostarcza się w uszczelnionym opakowaniu osłonowym w połączeniu z przynajmniej jednym komponentem wybranym z grupy składającej się z enzymu powodującego zsiadanie mleka, pożywki bakteryjnej, czynnika stabilizującego enzym powodujący zsiadanie mleka, czynnika neutralizującego chlor, czynnika smakowego, czynnika barwnikowego, czynnika zagęszczającego sfermentowane mleko i czynnika stabilizującego sfermentowane mleko.

Enzym powodujący zsiadanie mleka wybiera się z grupy składającej się z koagulanta mikrobiologicznego, naturalnej podpuszczki zwierzęcej i podpuszczki wytworzonej poprzez rekombinację.

Gdy zaszczepione i sfermentowane mleko jest przerabiane dalej na ser, wówczas należy dodać enzym powodujący zsiadanie mleka dla otrzymania twarogu. Szczególnym celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania sera, w którym uszczelnione opakowanie osłonowe oprócz kultury zakwasu zawiera enzym powodujący zsiadanie mleka.

Jednakże rozważa się, że opisane opakowanie osłonowe może zawierać enzym powodujący zsiadanie mleka bez kultury zakwasu i że sposób wytwarzania sera obejmuje stosowanie oddzielnych opakowań osłonowych według wynalazku, zawierających kulturę zakwasu Iub enzym powodujący zsiadanie mleka, który jest wprowadzany do linii procesowej oddzielnie, np. z różnicą czasową.

Układ dostarczania do zaszczepiania mleczarskiej kultury zakwasu do linii procesowej w mleczami, zawierający uszczelnione opakowanie osłonowe, zawierające koncentrat kultury zakwasu i/lub enzym powodujący zsiadanie mleka, przy czym opakowanie jest wyposażone w elementy wylotowe, według wynalazku charakteryzuje się tym, że opakowanie wykonane jest z materiału elastycznego a elementy wylotowe są gwintowane i mają śrubowe połączenie do mleczarskiej linii procesowej, przy czym linia procesowa jest wyposażona w elementy łączące z osprzętem do łączenia elementów wylotowych opakowania do mleczarskiej linii procesowej do wprowadzania kultury zakwasu do mleczarskiej linii procesowej.

Układ ma elementy umożliwiające zawieszenie opakowania.

190 537

Pojemnik z zawiesiną wyposażony jest w dodatkowe elementy wybrane z grupy składającej się z wlotu powietrza, mieszadeł, wlotu wody, elementów chłodzących, elementów do zawieszania uszczelnionego opakowania osłonowego, elementów do monitorowania temperatury i elementów do pomiaru pH.

Uszczelnione opakowanie osłonowe jest wyposażone w elementy wlotowe i elementy wylotowe do przyłączania opakowania do mleczarskiej linii procesowej, a elementy wlotowe umożliwiają wprowadzanie medium wodnego zasadniczo aseptycznie do opakowania a elementy wylotowe umożliwiają przyłączanie opakowania do mleczarskiej linii procesowej dla wprowadzenia kultury zakwasu do linii procesowej.

Elementy wlotowe zawierają elementy umożliwiające przyłączanie wlotu do wylotu środowiska wodnego. Elementy wlotowe korzystnie wyposażone są w elementy filtrujące, przy czym elementy wlotowe zawierają filtr obejmujący membranę filtracyjną o porach o wielkości najwyżej 0,45 pm.

Elastyczny materiał zawiera polimer wybrany z grupy składającej się z poliolefiny, podstawionej olefiny, kopolimeru etylenu, poliestru, poliwęglanu, poliamidu, akrylonitrylu i pochodnych celulozy, korzystnie elastyczny materiał zawiera metalową folię.

Przed uszczelnieniem układ zawiera gaz nieatmosferyczny.

Uszczelnione opakowanie osłonowe według wynalazku ma objętość przynajmniej 10 litrów.

Zasadniczą cechą sposobu opracowanego do przygotowywania produktu mleczarskiego jest, że kultura zakwasu stosowana do wszczepiania do mleka może być dostarczana do mleczami jako koncentrat kultury, taki jak np. zamrożony, osuszony lub płynny koncentrat kultury, zawarty w uszczelnionym opakowaniu osłonowym, które jest wyposażone w elementy wylotowe do przyłączania opakowania bezpośrednio do linii procesowej.

Sposób według wynalazku jest oparty na zaskakującym stwierdzeniu, że kultura zakwasu w stanie zamrożonym, osuszonym lub ciekłym, jak opisano powyżej, może utrzymywać swoją żywotność i aktywność fermentacyjną w znacznym okresie czasu po jej osadzeniu w środowisku wodnym. Środowisko wodne może stanowić wodę łącznie z wodą z kranu, wodą destylowaną lub wodą dejonizowaną lub też może stanowić dowolne środowisko wodne odpowiednie do tworzenia zawiesiny mlecznej kultury zakwasu, takiej jak mleko, zawiesina mleka w proszku, drożdży lub roztworów zawierających sól. Środowisko wodne może ponadto zawierać czynniki buforowe i/lub pożywki mikrobowe.

W obecnie zalecanym sposobie według wynalazku stosuje się etapy dostarczania mikrobowej kultury zakwasu w postaci koncentratu kultury jak wspomniano powyżej, w uszczelnionym opakowaniu osłonowym, które jest wyposażone w element wylotowy do łączenia opakowania osłonowego z pojemnikiem z zawiesiną. Pojemnik z zawiesiną jest wyposażony w elementy do łączenia opakowania osłonowego z pojemnikiem i element wylotowy do łączenia pojemnika z zawiesiną z innymi zespołami linii procesowej. Wprowadzanie kultury zakwasu do pojemnika z zawiesiną jest przeprowadzane poprzez łączenie, w warunkach zasadniczo aseptycznych, elementu wylotowego opakowania osłonowego z elementem łączącym pojemnika z zawiesiną, i łączenie wprowadzonej kultury zakwasu ze środowiskiem wodnym dla uzyskania zawiesiny kultury w pojemniku. Następnie, zawiesina kultury zakwasu jest wprowadzana do linii procesowej w zasadniczo aseptycznych warunkach poprzez połączenie pomiędzy elementem wylotowym pojemnika a jednym lub więcej zespołów linii procesowej, przez co zawiesina kultury zakwasu jest łączona z mlekiem.

Należy uwzględnić, że pojemnik z zawiesiną stosowany w powyższym sposobie, może w razie potrzeby być wyposażony w dodatkowy element taki jak wlot powietrza, mieszadło, wlot wody, środek chłodzący, środek do zawieszania uszczelnionego opakowania osłonowego, środek do monitorowania temperatury, środek do podawania gazu, takiego jak atmosfera zmodyfikowana i środek do pomiarów pH. Rozmiar pojemnika z zawiesiną będzie między innymi zależeć od skali produkcji mleczami. Tak więc w rozwiązaniu specyficznym, pojemnik z zawiesiną ma pojemność wynoszącą przynajmniej 100 litrów; np. przynajmniej 500 litrów, a nawet przynajmniej 1000 litrów.

Jak wspomniano powyżej, koncentrat kultury zakwasu jest połączony z medium wodnym w pojemniku z zawiesiną. Ponadto, do pojemnika z zawiesiną można dodać przynajmniej jedną dodatkową substancję taką jak np. enzym powodujący zsiadanie mleka, pożywkę

190 537 bakteryjną, czynnik stabilizujący enzym powodujący zsiadanie mleka, czynnik neutralizujący chlor, czynnik smakowy, czynnik barwiący, czynnik zagęszczający sfermentowane mleko i czynnik stabilizujący sfermentowane mleko.

W korzystnym rozwiązaniu sposobu według wynalazku, uszczelnione opakowanie osłonowe zawierające koncentrat kultury zakwasu jak wspomniano powyżej, jest wyposażone w elementy wlotowe i wylotowe do przyłączania opakowania osłonowego do linii procesowej. Wlot służy do umożliwiania wprowadzania środowiska wodnego do opakowania osłonowego zawierającego koncentrat kultury zakwasu, bez niebezpieczeństwa zanieczyszczenia kultury zakwasu, dla otrzymania wodnej zawiesiny kultury w opakowaniu osłonowym. Po otrzymaniu zawiesiny kultury zakwasu w stale uszczelnionym opakowaniu osłonowym, zawiesina ta jest wprowadzana do linii procesowej mleczami, zawierającej mleko. To wprowadzenie zawieszonej kultury zakwasu, powodujące wszczepienie materiału zakwasu do mleka jest przeprowadzane przez łączenie w warunkach zasadniczo aseptycznych wylotu opakowania osłonowego z jednym lub więcej zespołami linii procesowej, przez co zawiesina kultury zakwasu zostaje połączona z mlekiem.

Połączenie może być wyposażone samo w sobie w obsady, które mogą być bezpośrednio przyłączone do odpowiadających części łączących w lub na linii procesowej lub też połączenie może być ustanowione poprzez odpowiedni rurociąg, tak jak np. rurociąg wyposażony w układ z zapadką do czyszczenia, względnie orurowanie. Dla zapewnienia aseptycznego połączenia opakowania osłonowego można zastosować dowolne znane środki zapobiegawcze, takie jak sterylizacja elementów połączenia poprzez zastosowanie ciepła lub chemicznych czynników biocydowych takich jak alkohol.

Zwykła woda z kranu, może, jak wspomniano powyżej, być stosowana do tworzenia zawiesiny kultury zakwasu w opakowaniu osłonowym lub we wspomnianym pojemniku z zawiesiną. W tym celu, wlot opakowania osłonowego i/lub wlot wody do pojemnika z zawiesiną mogą być wyposażone w filtr, który jest korzystnie wyposażony w membranowy człon filtracyjny mający wielkość porów zapobiegającą przejściu przynajmniej bakterii, np. wielkość porów rzędu 0,45 pm lub mniejszą, takąjak 0,20 pm. Dodatkowo, środek filtracyjny może być wyposażony w filtr wstępny umieszczony z przodu sterylnego filtra dla przytrzymania składnika cząsteczkowego takiego jak cząstki mineralne występujące w wodzie z kranu lub może zawierać czynnik, który neutralizuje lub absorbuje chlor i inne biocydowo aktywne czynniki które mogą występować w systemach wodnych. W rozwiązaniach korzystnych, środek filtracyjny jest również wyposażony w środek do przyłączania filtra do wylotu środowiska wodnego, takiego jak kran z wodą.

W wielu krajach, czynniki biocydowe takie jak chlor są dodawane do publicznej sieci wodnej. Jak wiadomo w przemyśle mleczarskim, nawet ślady takich czynników mogą zahamować aktywność kultur zakwasu lub nawet wywierać efekt zabójczy na takie kultury. Dla uniknięcia takich efektów, środek filtracyjny może być wyposażony w substancje, które mogą neutralizować tego rodzaju czynniki biocydowe. Przykładowo można zastosować tiosiarczan sodu, który neutralizuje chlor, względnie węgiel.

Jak wspomniano wyżej, gdy koncentrat kultury zakwasu zostanie połączony ze środowiskiem wodnym, wówczas otrzymuje się zawiesinę kultury zakwasu. Gdy koncentrat kultury zakwasu jest połączony ze środowiskiem wodnym w uszczelnionym opakowaniu osłonowym, wówczas może być konieczne potrząśnięcie lub zmieszanie napełnionego opakowania osłonowego dla jednolitego rozproszenia zawiesiny organizmów kultury. Ewentualnie, opakowanie osłonowe w stanie dostarczonym może zawierać stałe, nierozpuszczalne cząstki np. polimerów, szkła lub metalu dla ułatwienia formowania zawiesiny kultury. Podobnie, można zastosować środki do mieszania lub dowolne inne znane sposoby do otrzymywania jednorodnego rozprowadzenia kultury w powyższym pojemniku z zawiesiną.

Jeżeli opakowanie osłonowe zawiera cząstki stałe jak wspomniano powyżej, to środek łączący opakowania osłonowe powinien korzystnie być wyposażony w elementy do przytrzymywania takich cząstek, względnie taki środek może być zastosowany w linii procesowej. Wprowadzanie zawiesiny kultury zakwasu do linii procesowej może występować w wyniku siły ciężkości lub też poprzez środek pompujący.

190 537

Następnie do wprowadzenia kultury zakwasu do mlecznego materiału zakwasu tak zaszczepione mleko może być poddawane dalszej obróbce dla otrzymania finalnego produktu mlecznego takiego jak ser, jogurt, masło, zaszczepione mleko słodkie lub płynny sfermentowany produkt mleczny, taki jak np. maślanka Iub jogurt pitny. Tego rodzaju dalsze procesy obróbcze są przeprowadzane poprzez konwencjonalne etapy procesu.

Przy wytwarzaniu sfermentowanych produktów mlecznych, zaszczepione mleko jest utrzymywane w warunkach fermentacji kultury zakwasu dla otrzymania sfermentowanego produktu mleczarskiego. Warunki te obejmują ustawianie temperatury która jest korzystna dla danych szczepów kultury zakwasu. Gdy kultura zakwasu zawiera mezofilowe bakterie mleczne, to ta temperatura wynosi około 30°C a jeśli kultura zawiera termofilowe szczepy bakterii kwasu mlekowego, to temperatura jest utrzymywana w zakresie 35-50°C, korzystnie 40-45°C.

Wynalazek dotyczy również sposobu wytwarzania produktów mlecznych, które zawierają bakterie kwasu mlekowego ale nie zostały poddane warunkom fermentacji po dodaniu kultury zakwasu. Typowym przykładem takiego produktu mlecznego „słodkiego” zaszczepionego kulturą zakwasu jest „słodkie mleko acidofilne (biogurt)”, które jest również zwykle nazywane produktem czynnym probiotycznie.

W korzystnym i bardzo wygodnym rozwiązaniu, uszczelnione opakowanie osłonowe jest wykonane z materiału elastycznego, jak opisano szczegółowo poniżej. Zastosowanie materiału elastycznego powoduje, że opakowanie po załadowaniu kultury zakwasu może być odpowietrzone przed jego powietrzno-szczelnym uszczelnieniem, przez co opakowanie osłonowe będzie załadowane możliwie minimalnie. W sposób oczywisty ułatwia to dystrybucję i znacząco redukuje wymagania dotyczące przestrzeni magazynowej. Opakowanie osłonowe może być również wypełnione gazem nieatmosferycznym przed uszczelnieniem. Wyrażenie „gaz nieatmosferyczny” oznacza gaz obojętny Iub atmosferę zmodyfikowaną, takąjak np. N2 i CO2.

Wielkość opakowania osłonowego będzie między innymi zależała od skali produkcji mleczami. Jak wyjaśniono poniżej, wysoce korzystną cechą wynalazku jest to, że układ dostarczania kultury zakwasu może być przystosowany do szczególnych potrzeb indywidualnych użytkowników. Dotyczy to zarówno ilości jak i kompozycji kultury zakwasu, rodzaju i ilości dodatkowych składników aktywnych i dodatków a także zawartości pojemnościowej opakowania osłonowego. Tak więc w rozwiązaniu szczególnym, uszczelnione opakowanie osłonowe ma zawartość objętości przynajmniej 10 litrów, np. przynajmniej 20 litrów tak jak przynajmniej 100, np. przynajmniej 250 litrów łącznie z przynajmniej 500 litrami, np. przynajmniej 750 litrów Iub przynajmniej 1000 litrów

Według wynalazku, można zastosować dowolną kulturę zakwasu, która jest stosowana w przemyśle mleczarskim. Tak więc, kulturę zakwasu można wybrać spomiędzy grupy obejmującej bakterie kwasu mlekowego, Bifidobacterium, Propionibacterium Iub spośród bakterii pleśniowych takich jak Torula i Saccharomyces. Odpowiednie kultury grupy bakterii kwasu mlekowego obejmują powszechnie stosowane szczepy Lactococcus, Streptococcus, szczepy Lactobacillus obejmują Lactobacillus acidophilus i Leuconostoc. Lactococcus obejmują szeroko stosowane Lactococcus lactis, łącznie z Lactococcus lactis subsp. lactis i Lactococcus lactis subsp. cremoris, które są powszechnie stosowane do wytwarzania serów o teksturze zamkniętej, np. serów typu Cheddar, Feta i serów krowich.

Jak jest to zwyczajowe w przemyśle mleczarskim, kultura zakwasu może zawierać mieszaninę szczepów obejmującą szczepy rozmaitych bakterii kwasu mlekowego, tak jak np. mieszanina Streptococcus trhermophilus i Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus.

Specyficzny dobór szczepów kultury zakwasu będzie zależał od konkretnego rodzaju sfermentowanego produktu mleczarskiego pożądanego do wytworzenia. Tak więc, przy wytwarzaniu sera i masła, stosowane są kultury mezofilowe Streptococcus, Leuconostoc i Lactobacillus, zaś do jogurtu i innych produktów sfermentowanego mleka stosowane są termofilowe szczepy Streptococcus i Lactobacillus.

Przy wytwarzaniu sera, do mleka jest dodawany enzym powodujący zsiadanie mleka lub podpuszczka dla otrzymania twarogu, który jest następnie oddzielany od serwatki. Tego rodzaju enzymy powodujące zsiadanie mleka mogą pochodzić z rozmaitych źródeł. Tradycyjną podpuszczkę stanowi podpuszczka, która jest odciągana z tkanki żołądkowej bydła i innych zwierząt a zwłaszcza z żołądków cieląt.

190 537

Obecnie, najbardziej aktywny enzym powodujący zsiadanie mleka, pochodzący z tkanek żołądka, chymozyna, jest również wytwarzany za pomocą mikroograninmów rzkambinowanych. Ponadto, przemysłowe enzymy powodujące zsiadanie mleka obejmują tak zwane mikrobowe koagulanty, stanowiące enzymy proteolityczne wytwarzane naturalnie przez np. bakterie Bacillus i grzyby nitkowe.

W ogólności, enzymy powodujące zsiadanie mleka są najbardziej aktywne na kwasowych poziomach pH i z tego względu mleko do wytwarzania sera jest konwencjonalnie zakwaszane przez dodatek kultur zakwasu bakterii kwasu mlekowego, po którym jest dodawany enzym powodujący zsiadanie mleka.

Stwierdzono obecnie, że jest możliwe dodawanie kultury zakwasu i enzymu powodującego zsiadanie mleka równocześnie do mleka przeznaczonego na ser i otrzymywanie odpowiedniego procesu wytwarzania sera włącznie z otrzymywaniem sera porównywalnego z serem otrzymywanym poprzez proces konwencjonalny. Stwierdzono ponadto, że kultury zakwasu sera mogą utrzymywać swą żywotność i aktywność metaboliczną w fazie płynnej zawierającej enzym powodujący zsiadanie mleka. Te niespodziewane stwierdzenia umożliwiły opracowanie sposobu według wynalazku, w którym koncentrat kultury zakwasu jest stosowany w uszczelnionym opakowaniu osłonowym w połączeniu z enzymem powodującym zsiadanie mleka, jak wspomniano powyżej.

Korzystną cechą sposobu według wynalazku jest, że zawiesina/roztwór kultury zakwasu i/lub enzymu powodującego zsiadanie mleka, przygotowana według wynalazku jest stabilna pod względem żywotności i aktywności metabolicznej przez przedłużony czas, do 24 godzin lub dłużej, do 48 godzin lub nawet do 72 godziny lub dłużej. Oczywiście, cecha ta powoduje, że sposób jest bardzo wsnzchstroony, ponieważ można przygotować kilka zawiesin kultur zakwasu do zastosowania w przeciągu 1-3 dni lub więcej równocześnie i można stosować je w razie potrzeby.

Zalecana temperatura utrzymywania zawiesiny kultury zakwasu jest najwyżej 20°C, np. najwyżej 15°C, tak jak najwyżej 12°C, łącznie z najwyżej 10°C, np. najwyżej 8°C, tak jak najwyżej 6°C, łącznie z najwyżej 2°C, tak jak najwyżej -0,5°C.

Koncentrat kultury zakwasu może również być połączony z dodatkowymi składnikami, które wspomagają aktywność fermentacyjną kultury zakwasu i/lub enzymem powodującym zsiadanie mleka, takim jak np. pożywki bakteryjne obejmujące źródła węgla, źródła azotu, witaminy i mikropażywki, czynniki stabilizujące enzym powodujący zsiadanie mleka i czynnik neutralizujący chlor. Odpowiednie czynniki stabilizujące enzym powodujący zsiadanie mleka obejmują substancje, które chronią enzymy przed substancjami utleniającymi, takimi jak chlor, który może być obecny w źródle wody lub które są stosowane jako czynniki dezynfekujące podczas czyszczenia linii procesowej. Przykłady takich czynników stabilizujących obejmują aminokwasy takie jak metionina, peptydy, proteiny i kwas askorbinowy.

Ponadto jest możliwe dodawanie dodatków produktu mlecznego do opakowania osłonowego zawierającej kulturę zakwasu, taką jak np. czynnik smakowy, czynnik barwiący, czynnik zagęszczający sfermentowane mleko i czynnik stabilizujący sfermentowane mleko.

Według następnego aspektu wynalazek dotyczy układu dostarczania przydatnego w powyższym sposobie, zaprojektowanego do wszczepiania mlecznej kultury zakwasu do mleczarskiej linii procesowej. Jakkolwiek obecnie zaleca się stosowanie układu do wprowadzania kultury zakwasu do zamkniętej linii procesowej, to jednak oczywiste jest, że rozwiązanie układu dostarczania jest możliwe do stosowania również w innych konwencjonalnych układach takich jak nie zamknięte układy seryjne.

System zawiera, jak opisano powyżej, uszczelnione opakowanie osłonowe zawierające koncentrat kultury zakwasu, i/lub enzym powodujący zsiadanie mleka. Opakowanie osłonowe jest wyposażone w element wylotowy do przyłączania opakowania osłonowego do linii procesowej, który to element wylotowy umożliwia podłączanie opakowania osłonowego do linii procesowej mleczami dla otrzymania kultury zakwasu do linii procesowej.

W szczególnym rozwiązaniu uszczelnione opakowanie osłonowe jest ponadto wyposażone w element wlotowy umożliwiający wprowadzanie środowiska wodnego zasadniczo aszatycznie do opakowania osłonowego.

190 537

Opakowanie osłonowe pełniące funkcję opakowania kultury zakwasu może mieć dowolny wzór, projekt, konfigurację lub kształt i może być wykonane z dowolnego materiału kompatybilnego do stosowania jako pojemnik mlecznych kultur zakwasu, to jest materiał musi być nietoksyczny względem organizmów kultury i musi być klasy spożywczej i jakości. Opakowania osłonowe lub pojemniki z zawiesiną wykonane z materiału nieelastycznego mogą mieć dowolny odpowiedni kształt, taki jak np. kształt butelki, cylindra, bębna, tulei, pudełka lub słoja, w każdym przypadku wyposażonych w element zamykający taki jak wieko lub nasadka.

Jakkolwiek rozważa się, że można stosować materiały nieelastyczne, takie jak np. tektura wyłożona polimerem i/lub metalową folią, nieelastyczne materiały polimerowe, szkło i metale, to jednak obecnie zaleca się aby uszczelnione opakowanie osłonowe było wykonane z materiału elastycznego, ponieważ jak opisano powyżej, ułatwia to obkurczenie opakowania osłonowego przez przyłożenie podciśnienia po wypełnieniu opakowania osłonowego kulturą zakwasu.

W rozwiązaniach zalecanych opakowanie osłonowe jest zalecane jako worek mający otwór do załadowywania kultury zakwasu, który jest ograniczony przez uszczelniane części i środek umożliwiający zawieszenie opakowania osłonowego. Ponadto, uszczelnione opakowanie osłonowe może być wyposażone w nagwintowany wylot dla umożliwienia przykręcenia opakowania osłonowego do linii procesowej lub dowolne inne połączenie umożliwiające zasadniczo aseptyczne wprowadzanie zawiesiny kultury zakwasu do linii procesowej. Połączenie śrubowe może być ponadto chronione przed jakimkolwiek uszkodzeniem pod wpływem transportu za pomocą śrubowej nasadki, która jest zdejmowana przed przyłączeniem opakowania osłonowego do linii procesowej. W szczególnym rozwiązaniu, wylot opakowania osłonowego zawiera jedną lub więcej warstw metalowej folii, takiej jak folia aluminiowa, dla umknięcia wprowadzania powietrza atmosferycznego do uszczelnionego opakowania osłonowego. Ponadto opakowanie osłonowe może zawierać zacisk lub dowolny inny środek do oddzielania koncentratu kultury zakwasu w opakowaniu osłonowym od wylotu.

Po załadowaniu kulturą zakwasu, kultura jest uszczelniona dla uniknięcia wchodzenia do niej powietrza. Sposób uszczelniania zależy od materiału. Tak więc, gdy materiał stanowi materiał termoplastyczny, wówczas uszczelnienie jest korzystnie utworzone przez przyłożenie ciepła do części materiału tworzących otwór podczas ściskania przeciwległych części. lnne sposoby uszczelniania obejmują stosowanie kleju.

Tego rodzaju elastyczne opakowanie osłonowe po obciążeniu, odpowietrzeniu i uszczelnieniu będzie zwykle miało wygląd „płaskiego worka”. Tak więc w rozwiązaniu szczególnym opakowanie osłonowe jest wypełnione nieatmosferycznym gazem po odpowietrzeniu. Elastyczny materiał może zawierać jedną lub więcej warstw materiału polimerowego, kompatybilnego w sposobie wytwarzania żywności i tego rodzaju polimery mogą być wybrane spośród poliolefin, podstawionych olefin, kopolimeru etylenu, poliestru, poliwęglanu, poliamidu, akrylonitrylu i pochodnych celulozowych lub ich mieszanin. W korzystnych rozwiązaniach materiał może być w postaci przynajmniej dwóch warstw polimerów, takich jak przynajmniej materiał trójwarstwowy.

Ponadto, elastyczny materiał opakowania osłonowego może zawierać metalową folię lub przynajmniej jedną warstwę papieru, ewentualnie w połączeniu z jedną lub więcej warstwami polimeru w postaci materiałów kompozytowych.

W poniższej tabeli podano przykład elastycznego materiału opakowania osłonowego, zawierającego trzy warstwy materiału polimerowego, jedną warstwę folii aluminiowej.

190 537

Tabela 1

	grubość (pm)	ciężar (g/m2)
PETP	12,0	16,8
materiał wiążący	2,6	2,6
Alu	9,0	24,3
materiał wiążący	2,6	2,6
OPA	15,0	17,3
materiał wiążący	1,8	1,8
PE	70,0	64,3
Łącznie	113,0	129,7

Ogólne rozwiązanie i funkcja rozmaitych elementów opakowania osłonowego i szczegóły odnośnie kultury zakwasu i inny składnik zamknięty w opakowaniu osłonowym zostały opisane powyżej. Wspomniano również, że objętościową zawartość opakowania osłonowego można dobierać dla dopasowania do szczególnych wymagań końcowych nakładanych przez użytkownika.

Spełnienie takich szczególnych wymagań może obejmować dobieranie pojemności przetrzymywania środowiska wodnego w opakowaniu osłonowym tak, aby otrzymać ilość kultury zakwasu i/lub enzymu powodującego zsiadanie mleka, potrzebną do wytworzenia jednej serii produktu mleczarskiego lub wielu serii.

Jest zatem znaczącą cechą układu do dostarczania według wynalazku, że daje on możliwość dostarczania „dobranych do potrzeb klienta” lub mających szczególne własności opakowań kultury zakwasu i/lub enzymu powodujące zsiadanie mleka, nie tylko pod względem ilości składników aktywnych, ale również pod względem doboru szczepów kultur zakwasu i kompozycji wieloszczepowych kultur zakwasu.

Z powyższego opisu stosowania układu dostarczania w sposobie według wynalazku wynika, że główna korzyść towarzysząca układowi dostarczania sprowadza się do faktu, że umożliwia on zaszczepianie mleka w zamkniętej linii procesowej kulturą zakwasu bez otwierania zamkniętego układu względem środowiska.

Ilość kultury zakwasu opakowana w układzie według wynalazku zależy od stężenia żywotnych komórek (cfu/g kultury) i pożądanej szybkości rozcieńczania. Zwykle ilość kultury będzie stanowiła ilość, która przy całkowitym napełnieniu opakowania osłonowego środowiskiem wodnym, będzie wynikała z proporcji kultury, która jest w zakresie 1 do 50% (w/v), tak jak zakres 1 do 33,3% obejmujący zakres 1 do 25, np. 1 do 10%.

Przedmiot wynalazku jest zilustrowany w następujących przykładach i rysunkach, na którym fig. 1 przedstawia opakowanie osłonowe 1 zawierające wylot 2 nagwintowany dla umożliwienia połączenia śrubowego. Wylot jest uszczelniony metalową folią 3 i chroniony śrubową nasadką 4. Figura 2 przedstawia opakowanie osłonowe 1 zawierające wylot 2 nagwintowany dla umożliwienia połączenia śrubowego i wyposażony w zacisk 5 do oddzielania kultury zakwasu od wylotu 2. Wylot jest uszczelniony metalową folią 3 i chroniony śrubową nasadką 4. Figura 3 przedstawia połączenie pomiędzy opakowaniem osłonowym 1 a linią procesową 6. Wylot 2 opakowania osłonowego jest połączony z rurociągiem 7 przyłączonym do wlotu 8 linii procesowej 6. Figura 4 ilustruje połączenie pomiędzy opakowaniem osłonowym 1 i linią procesową 6. Wylot 2 opakowania osłonowego jest połączony z jednym końcem rurociągu 7. Drugi koniec rurociągu jest wyposażony w układ przyłączający w postaci zatrzasku oczyszczającego 9 a rurociąg jest przyłączony do wlotu 8 linii procesowej 6. Figura 5 ilustruje zastosowanie układu dostarczania w mleczami, gdzie opakowanie osłonowe 1 jest przyłączone do pojemnika 10 z zawiesiną, wyposażonego w mieszadło 12 i przyłączonego do zbiorników wszczepiających 13. Wprowadzanie tu roztworu kultury zakwasu z pojemnika z zawiesiną 10 jest dokonywane za pomocą pompy 14 i monitorowane przez przekaźnik przepływu 15.

190 537

Przykład 1

Stabilność kultur zakwasu w zawiesinach wodnych zawierających enzym powodujący zsiadanie mleka

Celem badania było przetestowanie stabilności przemysłowych mezofilowych i termofilowych bakteryjnych kultur zakwasu kwasu mlekowego w zawiesinie wodnej zawierającej enzym powodujący zsiadanie mleka.

1.1. Materiały i sposoby

Testowane kultury (i) Zamrożona kultura DVS, kultura LD-CH-N 11™ (Chr. Hanse A/S, Horsholm, Dania), (ii) Zamrożona kultura DVS, O-kultura R-604™ (Chr. Hanse A/S, Horsholm, Dania), (hi) Zamrożona kultura dVs, S. thermophilus TH-4™ (Chr. Hanse A/S, Horsholm,

Dania).

Kultura CH-N-11 stanowi kulturę wielokrotnie zmieszanego szczepu zawierającego Lactococcus lactis subsp cremoris, Lactococcus lactis subsp. lactis, Leuconostoc mesenteroides subsp.. cremoris i Lactococcus lactis subsp. diacetylactis. Kultura powodowała wytwarzanie aromatu i CO2. Stężenie komórkowe wynosi przynajmniej 1 x 10¹⁰ cfu/g.

Kultura posiada wskazaną aktywność w warunkach zakwaszania wodnej zawiesiny mleka odtłuszczonego, mającej zawartość składnika suchego rzędu 9,5% wag. przy wielkości wszczepiania rzędu 0,01% wag. i inkubacji przy 30°C przez 6 godzin, która wynosi pH rzędu 5,00 do 5,50 i jest stosowana do wytwarzania sfermentowanego mleka, masła i gatunków sera mających dziury takie jak ser Gouda i ser Edam.

Kultura R-604 stanowi oznaczoną kulturę szczepu o polepszonej odporności na bakteriofagi (wirusy bakteryjne). Kultura zawiera Lactococcus lactis subsp cremoris i Lactococcus lactis subsp. lactis i nie wytwarza SO2. Stężenie komórek wynosi przynajmniej 1 x 10¹⁰ cfu/g a aktywność zakwaszania kultury w powyższych warunkach wynosi 4,95 do 5,40.

Kultura jest stosowana głównie do wytwarzania serów o teksturze zamkniętej, np. typu Cheddar, Feta i serów krowich. Kultura może być stosowana w innych fermentacyjnych produktach mleczarskich, zwykle w połączeniu z innymi kulturami bakterii kwasu mlekowego.

Kultura TH-4 stanowi oznaczony szczep kultury o polepszonej rezystancji na wirusy bakteryjne. Kultura ta zawiera Streptococcus thermophilus. Kultura ta jest stosowana głównie do wytwarzania sera takiego jak gatunki serów włoskich i sery twarde. Kultura może być stosowana samodzielnie lub w połączeniu z innymi bakteryjnymi kulturami kwasu mlekowego, np. Lactobacillus delbrueckii subsp.. bulgaricus i Lactobasillus helveticus.

Stężenie komórkowe wynosi przynajmniej 1 x 10^w cfu/g i aktywność zakwaszania kultury po przetestowaniu w powyższej zawiesinie mleka odtłuszczonego przy wielkości wszczepiania 0,01% i inkubacji przy 37°C przez 4 godziny wynosi 4,90 do 5,30.

Enzym powodujący zsiadanie mleka

Do wodnego medium zawiesinowego dodano przemysłowy płynny mikrobowy koagulant o nazwie Naturen STD 180™ (Chr. Hansen A/S horsholm, Dania).

Protokół z badań

Przygotowano następujące mieszaniny dla każdej z powyższych kultur zakwasu:

(i) próbka testowana A zawierająca 10 ml powyższego koagulanta, 10 g kultury i 10 ml wody z kranu, gotowanej przez 0,5 godziny (33,3% zawiesiny kultury (w/v)), (ii) próbka testowana B zawierająca 10 ml koagulanta, 1 g kultury i 98 ml wody z kranu gotowanej przez 0,5 godziny (1% zawiesiny kultury w/v)), (iii) jako próbka kontrolna zastosowana była kultura bezpośrednio odmrożona.

Powyższe zawiesiny dla każdego z testowanych szczepów i kultury kontrolnej przetestowano pod względem aktywności zakwaszania przy wielkości wszczepiania przy wielkości rzędu 0,01% w odniesieniu do kultury w zawiesinie mleka odtłuszczonego (9,5% wag. składnika suchego) przy To i po zmagazynowaniu zawiesin przez odpowiednio 8, 24, 48 i 72 godziny. Warunki testowania aktywności zakwaszania były następujące: inkubacja przez 6 godzin przy 30°C (CH-N 11 i R-604) lub 43°C (TH-4).

Monitorowano pH zaszczepionych mieszanin reakcyjnych i pH po 6 godzinach zaszczepienia rejestrowano jako aktywność. Rezultaty dla próbek testowych porównano z odpowied190 537 nimi rezultatami dla próbki kontrolnej wszczepionej bezpośrednio do zawiesiny mleka w momencie rozpoczęcia inkubacji. Obliczono różnicę pomiędzy aktywnością pH zgromadzonych zawiesin odpowiedniej kultury i kulturą kontrolną (Δ pH). Dodatnie Δ pH wskazuje, że aktywność zawiesiny jest obniżona, zaś dodatnie Δ pH wskazuje, że aktywność była wyższa w porównaniu z próbką kontrolną.

1.2 Rezullaay

Rezultaty eksperymentu zebrano w poniższych tabelach.

Tabela 1.1. wartości Δ pH dla kultury TH-4 po zgromadzeniu w zawiesinie wodnej

	Godziny magazynowania
Test	0	8	24	48	72
Δ	-0,03	-0,03	0,14	0,09	0,24
B	-0,01	0,07	0,12	0,13	0,16
Kontr. (pH)	4,57	4,43	4,46	4,48	4,46

Tabela 1.2. wartości Δ pH dla kultury CH-N 11 po zgromadzeniu w zawiesinie wodnej

	Godziny magazynowania
Test	0	8	24	48	72
Δ	0,07	0,23	0,29	0,28	0,55
B	0,04	0,06	0,17	0,26	0,43
Kontr. (pH)	5,20	5,17	5,27	5,27	5,33

Tabela 1.3 wartości Δ pH dla kultury R-604 po zgromadzeniu w zawiesinie wodnej

	Godziny magazynowania
Test	0	8	24	48	72
Δ	0,16	0,24	0,13	0,21	0,31
B	-0,01	0,15	0,21	0,12	0,12
Kontr. (pH)	5,03	4,97	5,12	5,07	5,10

1.3. Wnioski

Ogólne stwierdzenie polegało na tym, że zgromadzenie wodnej zawiesiny kultury spowodowało niewielką redukcję aktywności zakwaszania, która różniła się pomiędzy kulturami i w obrębie poszczególnej kultury, pomiędzy wielkości rozcieńczenia. Tak więc, termofilowa kultura TH-4 wykazywała tylko bardzo niewielką zmianę aktywności nawet po zgromadzeniu przez 72 godziny, zaś dwie inne zawieszone kultury miały większy spadek aktywności, jednakże z praktycznego punktu widzenia ich zastosowanie jako kultur zakwasowych nie jest ograniczone.

Wyniki te wskazują, że jest możliwe przechowywanie wodnych zawiesin kultur zakwasów przez 72 godziny bez praktycznie istotnej redukcji ich aktywności zakwaszania.

Przykład 2

Stabilność kultur zakwasów w zawiesinach wodnych

Celem badania było przetestowanie stabilności przemysłowych i doświadczalnych bakteryjnych kultur kwasu mlekowego po zawieszeniu w środowisku wodnym w rozmaitych warunkach przechowywania.

2.1. Ma^t^e^r^i^ły i sposoby

Przetestowano szeroki zakres przemysłowych i eksperymentalnych kultur do wytwarzania sera Cheddar. Przetestowane kultury obejmowały:

190 537

FD-DVS	F-DVS
R-703	R-603
R-704	R-604
R-707	R-607
R-708	R-608
TH-3	TH-3
TH-4	TH-4
St-36	St-36
Stl 21	Stl 21
RST 743	n.a.
RST 776	n.a.

Protokół doświadczalny:

Przetestowano kultury zakwasu pod względem aktywności zakwaszania przy wielkości wszczepiania rzędu 0,002% wag/objętość zamrożonych i osuszonych kultur i 0,01% wag./objętość dla zamrożonych kultur w odniesieniu do kultury w zawiesinie wodnej.

Etap 1: W pierwszym etapie kulturę zawieszono w środowisku wodnym i utrzymywano w temperaturze 10°C przez 24 godziny, bez żadnych innych stwierdzeń.

Etap 2: Przetestowano aktywność zawiesiny kultury otrzymanej w etapie 1 w pasteryzowanym mleku pełnym z zastosowaniem standardowego testu Pearce'a (IDF Nr 129, 1980).

Monitorowano pH zawiesiny w etapie 1 i zaszczepionego mleka z etapu 2, zaś pH po 6 i odpowiednio 8 godzinach inkubacji rejestrowano odpowiednio jako aktywność.

2.2. Wyniki

2.2.1. Ocena rozmaitych czynników stosowanych w etapie 1

Etap 1:

Ocena wody, roztworu 0,9% solanki, mleka pełnego i 2% RSM jako medium zawiesinowego w etapie 1. Jako kultura testowa zastosowano kulturę R-704. Kultura ta była zawieszona w 4% w etapie 1.

Tabela 2.1: Zakwaszenie R-704 w rozmaitych środowiskach wodnych

Jednostka	Testowana zawiesina	6 godzin	8 godzin
pH	R-704, woda	6,39	6,39
PH	R-704, NaCl	6,32	6,32
pH	R-704, 2% RSM	4,78	4,74
PH	R-704, mleko pełne	5,00	4,94
°C	Temperatura kąpieli wodnej	9,93	9,94

Etap 2:

Zastosowano wodne zawiesiny kultur otrzymane w etapie 1 dla zaszczepiania pasteryzowanego mleka pełnego. Porównano aktywność zawieszonej kultury w stosunku wszczepienia bezpośredniego (tabela 2.2.).

Tabela 2.2: Aktywność R-704 i aktywność poprzez bezpośrednie zaszczepienie DVS

Jednostka	Testowana zawiesina	5 godzin	8 godzin
pH	R-704, bezpośrednio	5,73	5,28
PH	R-704,z wody	5,75	5,29
pH	R-704, z solanki	5,79	5,34
pH	R-704, z 2% RSM	5,84	5,39
°C	R-704, z mleka pełnego	5,89	5,45

190 537

Jak pokazano w tabeli 2.1, gdy kulturę R-704 zawieszono w wodzie lub w solance 0,9%, zarówno zamrożony jak i zamrożony i osuszony koncentrat nie powodował zakwaszenia tych ośrodków Jednakże w obydwu ośrodkach mlecznych wystąpiła znacząca zmiana pH w przypadku zarówno zamrożonej jak i zamrożonej i osuszonej kultury zakwasu.

Test zakwaszania w etapie 2 wykazał, że stwierdzono nieznacznie mniejszą aktywność gdy zamiast wody w etapie 1 zastosowano mleko. Dodatek soli (0,9%) nie wprowadził jakiejkolwiek znaczącej różnicy pod względem aktywności zakwaszania w etapie 2 dla zamrożonych i osuszonych kultur.

Ze względu na znaczną aktywność zakwaszania kultur zakwasów w etapie 1 w ośrodkach mlecznych, jako medium rozcieńczające dla zamrożonych i osuszonych kultur wybrano wodę w następujących testach.

2.2.2 Ocena aktywności rozmartych li^ltur po zawie szeniu w wodzie

Kultury zawieszono w wodzie z kranu (etap 1) w rurkach 200 ml i przetrzymywano w 10°C przez 24 godziny bez mieszania i gazu nad kulturą. Kultury te całkowicie nasączono wodą przez odwracanie butelki górą w dół kilkakrotnie przed wszczepieniem. Po zaszczepieniu i inkubacji przy 10°C pobrano próbkę do testu aktywności (etap 2). W tabelach poniżej pokazano dane otrzymane z tego testu aktywności.

Tabela 2.3: Aktywność w pasteryzowanym pełnym mleku kultury ST 121 w porównaniu z aktywnością bezpośredniego zaszczepienia kultury ST 121

Jednostka	Zaszczepienie	6 godzin	8 godzin
PH	FD-DV S ST-121, z 4% zawiesiny w wodzie	5,69	4,79
pH	FD-DVS ST-121, bezpośrednio	5,65	4,73
pH	F-DVS ST-121, z 17% zawiesiny w wodzie	5,49	4,68
PH	F-DVS ST-121, bezpośrednio	5,50	4,67
°C	Temperatura kąpieli wodnej	37,95	37,91

Jak pokazano w tabeli 2.3, kultura ST-121 była zdolna do utrzymania swej pełnej aktywności po zawieszeniu w wodzie przez 24 godziny przy 10°C.

Tabela 2.4: Aktywność w pasteryzowanym mleku pełnym kultury TH-4 w porównaniu z aktywnością poprzez bezpośrednie zaszczepienie kulturą TH-4

Jednostka	Zaszczepienie	6 godzin	8 godzin
pH	F-DVS TH-4, z 4% zawiesiny w wodzie	6,14	4,88
pH	F-DVS TH-4, bezpośrednio	6,15	4,85
°C	Temperatura kąpieli wodnej	38,18	38,18

Jak pokazano w tabeli 2.4, kultura TH-4 ma zdolność utrzymania swej pełnej aktywności po zawieszeniu jako zamrożony i osuszony koncentrat w wodzie przez 24 godziny przy 10°C.

Tabela 2.5: Aktywność w pasteryzowanym mleku pełnym zawieszonej kultury ST-36 w porównaniu z aktywnością poprzez bezpośrednie zaszczepienie kulturą ST-36 w pasteryzowanym mleku pełnym

Jednostka	Zaszczepienie	6 godzin	8 godzin
pH	FD-DVS ST-36, z 4% zawiesiny w wodzie	4,98	4,48
PH	FD-DVS ST-36, bezpośrednio	5,60	4,65
ph	F-DVS ST-36, z 17% zawiesiny w wodzie	4,72	4,35
pH	F-DVS ST-36, bezpośrednio	5,10	4,50
°C	Temperatura kąpieli wodnej	37,96	37,93

190 537

Kultura ST-36 utrzymuje aktywność po jej zawieszeniu w wodzie przez 24 godziny. Tabela 2.6: Aktywność w pasteryzowanym mleku pełnym kultury TH-3 w porównaniu z aktywnością poprzez bezpośrednie zaszczepienie kultury TH-3 w pasteryzowanym mleku pełnym

Jednostka	Zaszczepienie	6 godzin	8 godzin
PH	FD-DVS TH-3, z 4% zawiesiny w wodzie	6,29	5,08
pH	F-DVS ST-36, bezpośrednio	6,32	5,20
°C	Temperatura kąpieli wodnej	37,96	37,93

Kultura TH-3 utrzymuje lub nawet polepsza swą aktywność po zawieszeniu w wodzie przed użyciem.

2.2.3. Ocena stabilności kulturk R-^7(^3 pozawie szeniu w rozmartych temperańirarh Oceniono aktywność kultury R-703 w pasteryzowanym mleku pełnym po zawieszeniu (etap 1) w rozmaitych temperaturach. Zawiesiny wykonany jako 10% wag./obj. lub jako 25% wag./obj. kultur zamrożonych i osuszonych w wodzie z kranu:

Tabela 2.7: Aktywność zakwaszania za pomocą kultury R-703 po zawieszeniu w wodzie jako zamrożony i osuszony kubcabrrar o stężeniu 10% lub 25% w rozmaitych temperaturach (etap 1)

Jednostka	Zaszczepienie	6 godzin	8 godzin
PH	R-703 0,002% bezpośrednio	5,5 4,77
pH	R-703 10%, 10°C	5,51	4,76
pH	R-703 10%, 22°C	5,65	4,87
PH	R-703 10%, 30°C	5,64	4,89

pH	R-703 25%, 10°C	5,61	4,81
pH	R-703 25%, 22°C	5,62	4,84
pH	R-703 25%, 30°C	5,83	5,02

Okazuje się, że aktywność R-704 zmniejsza się lub wzrasta, gdy temperatura medium zawiasinowago zbliża się do 22°C lub jeżeli stężenie kultury w zawiasinia osiąga 25%.

Tabela 2.8: Aktywność zakwaszania kulturą RST-743 po zawieszeniu jej w wodzie jako zamrożony i osuszony koncentrat o stężeniu 10% w rozmaitych temperaturach (etap 1)

Jednostka	Zaszczepienie	6 godzin	8 godzin
PH	RST-703, bezpośrednio	5,06	4,77
pH	RST-703 przy 6°C	5,51	4,41
PH	RST-703 przy 8°C	5,65	4,41
pH	RST-703 przy 12°C	5,64	4,44

Aktywność kultury RST-743 jest stusunkumu stabilna w przedziale testowanych temperatur. Występuje tendencja w stronę mniejszej aktywności przy 12°C niż przy 6°C lub 8°C. Jednakże aktywność jest ciągle większa niż przy bezpośrednim zaszczepianiu osuszonej i zamrożonej kultury RST-743.

190 537

2.2.4 Ocena wpływu dhigoterminowego wagazynowzma zawie siny RST-74S Określono wpływ 4ST-743 po zawieszeniu w waezia przez odpowiednio 1, 2, 3, 4 i 7 dni. Zawiesinę kultury zakwasu wytworzono w 15 litrowej kadzi fermentacyjnej i przetrzymano w 10°C. Zawiesinę dokładnie przemieszano.

Tabela 2.9: Aktywność kultury 4ST-743 po długoterminowym magazynowaniu jako 1% zawiesiny w wodzie przy 10°C

Jednostka	Zaszczepienie	Mierzone po	5 godzin	6 godzin
pH	Bezpośrednie szczepienie	24 godzinach	5,8	5,12
pH	Bezpośrednie szczepienie	48 godzinach	5,6	4,95
pH	Bezpośrednie szczepienie	72 godzinach	5,62	4,96
PH	Bezpośrednie szczepienie	96 godzinach	5,57	4,94
pH	Bezpośrednie szczepienie	168 godzinach	5,5	4,88
PH	farbowany materiał	24 godzinach	5,68	5,00
pH	farbowany materiał	48 godzinach	5,83	5,11
PH	farbowany materiał	72 godzinach	6,00	5,39
pH	farbowany materiał	96 godzinach	5,95	5,24
PH	farbowany materiał	168 godzinach	6,22	5,78

Zakwaszenie wystąpiło nawet po 168 godzinach zawiesiny w wodzie z kranu, i można było wyprodukować ser za pomocą tej kultury po takim przedłużonym czasie inkubacji, aczkolwiek musiały być zastosowane znacznie zwiększone wielkości wszczepiania.

2.2.5 Wpływ osadzania i mieszania zawiesiny kultury

Kulturę R-704 zawieszono w wodzie w szklanym cylindrze. Wykonano zawiesinę o stężeniu 4%. Kulturę zawieszono jednorodnie i pozostawiono przez 24 godziny Obserwowano osad zarówno naocznie jak i przez określanie aktywności zakwaszania próbek od góry i od dołu szklanego cylindra.

Zaobserwowano przejrzystą fazę przy wierzchu szklanego cylindra i ciężkie osady przy dnie. Wykonano testy aktywności dla fazy wierzchniej i fazy dolnej. Na koniec, wykonano próbkę fazy wierzchniej i dolnej przez zmieszanie tych faz i zmierzono jej aktywność.

Tabela 2.10: Aktywność zakwaszania kulturą R-704 w rozmaitych fazach po 22 godzinach osadzania

Jednostka	Zaszczepienie	6 godzin	8 godzin
PH	R-704, górna próbka	5,77	5,00
pH	R-704, dolna próbka	5,31	4,61
pH	R-704, jednorodna	5,70	4,89
°C	Temperatura kąpieli wodnej	37,6	37,83

Stwierdzono wyższą aktywność próbki dolnej w stosunku do aktywności próbki wierzchniej.

Określono wpływ mieszania dla kultur RST-776, RST-743 i R-704. Nie stwierdzono efektu mieszania poprzez okres zawiesiny z etapu 1 w porównaniu z mieszaniem przed pobraniem próbek, (jako dane pokazano jadynie dla kultury RST-776).

Tabela 2.11: Wpływ mieszania w etapie 1 na aktywność kultury RST-776

Jednostka	Warunki	6 godzin	8 godzin
pH	R-776, z 4% zawiesiny w wodzie, z mieszaniem	4,88	4,44
PH	R-776, z 4% zawiesiny w wodzie, bez mieszania	4,91	4,47
pH	R-776, bezpośrednie zaszczepienie	4,89	4,44
°C	Temperatura kąpieli wodnej	37,96	37,91

190 537

2.2.6 Ocena wpływu napowietrzania zawiesiny kultury

Wybrano dwie kultury dla określania ich zdolności do utrzymywania aktywności zakwaszania, gdy do pojemnika z zawiesiną jest przyłożone nadciśnienie powietrza atmosferycznego. Zastosowano 15 litrową kadź fermentacyjną z mieszadłem.

Tabela 2.12: Wpływ napowietrzania w pojemniku z zawiesiną (etap 1) na kulturę RST-743 i na kulturę ST121

Jednostka	Warunki	6 godzin	8 godzin
pH	RST-743, z 1% zawiesiny w wodzie, 24 godz. ze sprężonym azotem w przestrzeni czołowej	4,93	4,45
pH	RST-743, bezpośrednio zaszczepione	4,96	4,44
pH	RST-743, z 1% zawiesiny w wodzie, 24 godz. ze sprężonym powietrzem atmosferycznym w przestrzeni czołowej	5,18	4,52
pH	RST-743, bezpośrednie zaszczepione	4,92	4,47

pH	ST-121, z 4% zawiesiny w wodzie, 24 godz. z atmosferycznym powietrzem w przestrzeni czołowej	6,19	5,07
pH	ST-121, bezpośrednie zaszczepienie	5,87	4,8
°C	Temperatura kąpieli wodnej	37,88	37,82

Aktywność została utrzymana gdy zastosowano azot gazowy w przestrzeni czołowej. Utrata aktywności była znacząca gdy zastosowano nad powierzchnią przepływ powietrza atmosferycznego.

2.2.7. Ocena wpływu chloru w wodzie zawiesinowej

Ze względu na to, że w wielu środowiskach mleczarskich jest stosowana woda chlorowa, przebadano wpływ dodania chloru do wody zawiesinowej (etap 1). Kulturę zawieszono w wodzie przez 24 godziny przy 10°C z dodatkiem chloru pod rozmaitymi stężeniami. Przetestowano aktywność kultury zakwasu (etap 2).

Tabela 2.13: Wpływ chloru w wodzie zawiesinowej na kulturę RST-743

Claims (17)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania produktu mleczarskiego w mleczami, w którym mikrobową kulturę zakwasu dostarcza się do mleczami w postaci koncentratu kultury zawartego w szczelnym opakowaniu osłonowym, które jest wyposażone w elementy wylotowe do przyłączania opakowania bezpośrednio do linii procesowej mleczami, łączy się koncentrat kultury zakwasu z mlekiem w mleczarskiej linii procesowej i utrzymuje się zaszczepione mleko w warunkach fermentacji kultury zakwasu dla otrzymania produktu mleczarskiego, znamienny tym, że dostarczany do mleczami koncentrat kultury wybiera się z grupy składającej się z osuszonego koncentratu, zamrożonego koncentratu i ciekłego koncentratu oraz przed przyłączeniem opakowania do linii procesowej dostarcza się medium wodne, zawiesza się koncentrat mikrobowej kultury zakwasu w środowisku wodnym i otrzymuje się przynajmniej 4% wagowo-objętościowo (w/v) wodną zawiesinę mikrobowej kultury zakwasu.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kulturę zakwasu wybiera się z grupy składającej się z bakterii kwasu mlekowego, gatunków Bifidobacterium, Propionibacterium, pleśni i drożdży.
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że kultura zakwasu zawiera mieszaninę szczepów.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że produkt mleczarski wybrany jest z grupy składającej się z sera, jogurtu, masła, zaszczepionego mleka słodkiego i płynnego sfermentowanego produktu mlecznego.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że koncentrat kultury dostarcza się w uszczelnionym opakowaniu osłonowym w połączeniu z przynajmniej jednym komponentem wybranym z grupy składającej się z enzymu powodującego zsiadanie mleka, pożywki bakteryjnej, czynnika stabilizującego enzym powodujący zsiadanie mleka, czynnika neutralizującego chlor, czynnika smakowego, czynnika barwnikowego, czynnika zagęszczającego sfermentowane mleko i czynnika stabilizującego sfermentowane mleko.
6. 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że enzym powodujący zsiadanie mleka wybiera się z grupy składającej się z koagulanta mikrobiologicznego, naturalnej podpuszczki zwierzęcej i podpuszczki wytworzonej poprzez rekombinację.
7. 7. Układ dostarczania do zaszczepiania mleczarskiej kultury zakwasu do linii procesowej w mleczami, zawierający uszczelnione opakowanie osłonowe, zawierające koncentrat kultury zakwasu i/lub enzym powodujący zsiadanie mleka, przy czym opakowanie jest wyposażone w elementy wylotowe, znamienny tym, że opakowanie wykonane jest z materiału elastycznego a elementy wylotowe (2) są gwintowane i mają śrubowe połączenie do mleczarskiej linii procesowej (6), przy czym linia procesowa jest wyposażona w elementy łączące z osprzętem (9) do łączenia elementów wylotowych (2) opakowania (1) do mleczarskiej linii procesowej (6) do wprowadzania kultury zakwasu do mleczarskiej linii procesowej (6).
8. 8. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że ma elementy umożliwiające zawieszenie opakowania.
9. 9. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że pojemnik z zawiesiną wyposażony jest w dodatkowe elementy wybrane z grupy składającej się z wlotu powietrza, mieszadeł, wlotu wody, elementów chłodzących, elementów do zawieszania uszczelnionego opakowania osłonowego, elementów do monitorowania temperatury i elementów do pomiaru pH.
10. 10. Układ uedług zastrz. 7, znam ienny itym, żeuszczelnione opakowanie o.sloieDo^tł(l) jest wyposażone w elementy wlotowe i elementy wylotowe (2) do przyłączania opakowania do mleczarskiej linii procesowej, a elementy wlotowe umożliwiają wprowadzanie medium wodnego zasadniczo aseptycznie do opakowania a elementy wylotowe (2) umożliwiają przyłączanie opakowania do mleczarskiej linii procesowej (6) dla wprowadzenia kultury zakwasu do linii procesowej (6).

    190 537
11. 11. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że elementy wlotowe zawierają elementy umożliwiające przyłączanie wlotu do wylotu środowiska wodnego.
12. 12. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że elementy wlotowe wyposażone są w elementy filtrujące.
13. 13. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że elementy wlotowe zawierają filtr obejmujący membranę filtracyjną o porach o wielkości najwyżej 0,45 pm.
14. 14. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że elastyczny materiał zawiera polimer wybrany z grupy składającej się z poliolefiny, podstawionej olefiny, kopolimeru etylenu, poliestru, poliwęglanu, poliamidu, akrylonitrylu i pochodnych celulozy.
15. 15. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że elastyczny materiał zawiera metalową folię (3).
16. 16. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że przed uszczelnieniem zawiera gaz nieatmosferyczny.
17. 17. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że uszczelnione opakowanie osłonowe (1) ma objętość przynajmniej 10 litrów

    Wynalazek dotyczy dziedziny wytwarzania produktów mleczarskich przez stosowanie kultur zakwasu (startowych) i dostarcza bezpieczny wygodny układ do dostarczania takich kultur bezpośrednio do mleczarskiej linii procesowej.