NL9201089A - Werkwijze voor de bereiding van een gefermenteerd melkprodukt. - Google Patents

Description

Werkwijze voor de bereiding van een gefermenteerd melkprodukt.

De uitvinding betreft een werkwijze voor de bereiding van een gefermenteerd melkprodukt door fermentatie van melk met behulp van ten minste een stam van de soort Streptococcus thermophilus en een stam van de soorten Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus of Lactobacillus helveticus.

Gefermenteerde melkprodukten van dit type, zoals yoghurt, vormen van oudsher voor de consument aantrekkelijke voedingsmiddelen. Daarnaast wordt de consumptie ervan, vooral indien de produkten tevens bepaalde andere organismen zoals Bifidobacterium bifidum of Lactobacillus acidophilus bevatten, vaak geacht een gunstig effect op de gezondheid te hebben. De basis voor de bereiding van deze produkten vormt de combinatie van de micro-organismen Streptococcus thermophilus enerzijds en Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus anderzijds. In deze combinatie treedt protoco-operatie op: wanneer deze soorten samen worden gekweekt stimuleren zij eikaars groei, waarbij de voor deze produkten karakteristieke structuur en smaak ontstaan. De combinatie van Streptococcus thermophilus en Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus wordt vaak aangeduid als yoghurtcultuur. Een dergelijke protocoöperatie treedt ook op in de combinatie van Streptococcus thermophilus met Lactobacillus helveticus.

Bekend is dat zich bij de fermentatie met genoemde coöperatieve combinaties een probleem voordoet: de lactobacil, die onmisbaar is vanwege zijn bijdrage aan het aroma en zijn produktie van verbindingen die de groei van de streptococ stimuleren, is tevens de oorzaak van vaak te ver voortschrijdende zuurvorming en eiwitafbraak, die dan weer leiden tot het optreden van een afwijkende, wrange en/of bittere smaak gedurende de opslag van het gefermenteerde produkt. Een te ver voortschrijdende verzuring komt tot uiting in zowel de doorzuring tijdens de laatste fase van de bereiding als de nazuring tijdens de opslag bij lage temperatuur. Naarmate de schaalvergroting in de zuivelfabrieken voortgaat en de te verwerken volumina toenemen wordt de duur van verwerking langer, waardoor ook de verschijnselen van doorzuring en nazuring sterker worden. Dit probleem heeft dan ook al veel aandacht gekregen, en is op verschillende manieren aangepakt.

Een directe aanpak berust op het uitschakelen van de lactobacil. Beschreven is het doden van alle bacteriën door pasteurisatie van het gerede, verse produkt (Zuivelzicht 38 [1982] 852-854); hierbij treedt structuurverlies op dat door gebruik van verdik kingsmiddelen moet worden opgevangen. Een ander bezwaar is dat de afwezigheid van (voldoende) levende kiemen in vele landen op problemen van warenwettelijke aard stuit.

Ook kan men de aanwezigheid van levende kiemen van de lactobacil in het, wel levende streptococcen bevattende, eindprodukt voorkomen. Om bij totale afwezigheid van de lactobacil niettemin een goede groei van de streptococ te bewerkstelligen worden groeistimulantia zoals caseïnehydrolysaat aan de melk toegevoegd, of in de melk zelf vrijgemaakt door enzymatische hydrolyse (J. Dairy Res. 49 [1982] 147-152).

Een alternatief vormt het incuberen van ten minste een gedeelte van de melk met de lactobacil en het doden van dit organisme alvorens men de melk met de streptococ beent (EP-A-443.653).

Weer een andere mogelijkheid wordt beschreven in EP-A-322.010: de lacto-bacillen en de streptococcen worden op zodanige wijze gescheiden van elkaar gekweekt dat via een semipermeabel membraan uitwisseling van de metabole produkten optreedt. Het uiteindelijke produkt wordt verkregen door voortgezette incubatie van het materiaal waarin de streptococcen zich bevinden.

Een geheel andere aanpak van het probleem van het te ver doorzuren tijdens de opslag van het gefermenteerde melkprodukt wordt beschreven in EP-A-81.705: daarbij worden speciale stammen van Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus met een sterk verlaagde proteolytische activiteit toegepast. Ook elders is de bereiding van "mild zurende" yoghurt met behulp van een zwak proteolytische stam van Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus beschreven (Voedingsmiddelentechnologie 25 [1992](3) 11-13). Een voordeel van deze aanpak is dat de werkwijze, in tegenstelling tot bij de hierboven beschreven methoden, nauw aansluit bij de gebruikelijke werkwijze van yoghurtbereiding. Hierbij wordt echter de gehele verzuring vertraagd, wordt minder aceetaldehyde (de stof die van essentieel belang is voor de karakteristieke smaak van yoghurt) gevormd en is de gevoeligheid van het produkt voor structuurafbraak groter, in vergelijking met het geval waarin een gebruikelijke yoghurtcultuur wordt gebruikt.

Aan alle hiervoor beschreven werkwijzen blijken dus een of meer nadelen verbonden te zijn: het gebruik van toevoegingen die kostenverhogend werken en bovendien het risico van het optreden van smaakgebreken in het produkt meebrengen, weinig karakteristieke smaak en minder goede structuur van het produkt, en het, eveneens kostenverhogend werkende, gebruik van technisch gecompliceerde apparatuur. Daarnaast voldoen de produkten van sommige hierboven beschreven werkwijzen niet aan de wettelijke eisen door het ontbreken van voldoende levensvatbare kiemen.

Gebleken is nu dat men de genoemde nadelen kan vermijden en, aansluitend bij de traditionele werkwijzen, niettemin een mild-zuur gefermenteerd melkprodukt kan verkrijgen door bij de fermentatie van de melk een stam van de soort Streptococcus thermophilus te gebruiken met een proteolytisch vermogen dat ten minste gelijk is aan dat van de in de entcultuur gebruikelijke lactobacil. Als referentiestam voor een gebruikelijke lactobacil dient de stam CBS 903.87 (CBS: Centraal Bureau voor Schimmelcultures te Baam) van Lactobacillus delbrueckii susp. bulgaricus. Dit proteolytisch vermogen onderscheidt een dergelijke Streptococcus-stam van de gewoonlijk in yoghurt-culturen voorkomende Streptococcus-stammen. De eigenschap komt bij het kweken van een dergelijke sterk proteolytische stam in melk tot uiting in het vrijkomen van relatief veel eiwitfragmenten (peptiden en aminozuren), maar ook in een verhoogde verzu-ringsactiviteit. Hoewel laatstgenoemde activiteit slechts indirect met de proteolytische eigenschap is verbonden wordt als maat voor de proteolytische activiteit in het kader van de uitvinding de relatief eenvoudig te meten verzuringsactiviteit gebruikt.

Proteolytische streptococcen kunnen worden aangetroffen in thermofïele zuursels waarin 5. thermophilus een van de belangrijkste verzurende organismen is, zoals gebruikt voor de bereiding van bepaalde Italiaanse kaassoorten. De aanwezigheid van een Streptococcus-stam van de gewenste aard kan op een voor de deskundige bekende wijze worden vastgesteld, door uitstrijken op een selectieve voedingsbodem (bijvoorbeeld ST-agar: Biotechnol. and Bioeng. XIX [1977] 821-839) van een bepaalde verdunning van het zuursel en kweken van aldus verkregen isolaten in melk. Eventuele snel in melk groeiende organismen worden vervolgens op eveneens bekende wijze taxonomisch onderzocht om te verifiëren of er inderdaad sprake is van een stam van S. thermophilus.

Het mild-zure produkt dat met de werkwijze volgens de uitvinding kan worden verkregen blijkt wat betreft viscositeit en structuur gelijk te zijn aan het op de gebruikelijke wijze bereide produkt; slechts de doorzuring en de nazuring zijn sterk verminderd. Hoewel het aceetaldehydegehalte van het produkt bij toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding wat lager kan liggen dan bij de traditionele werkwijze worden waarden van boven 10 mg CH3CHO per kg produkt verkregen zolang de entverhouding tussen proteolytische streptococ enerzijds en de lactobacil anderzijds niet te ongunstig is. Slechts boven een extreme waarde als 1000:1 kan men verwachten dat het aceetaldehyd-gehalte op een organoleptisch onvoldoende niveau komt te liggen.

Verrassend is dat, hoewel de nazuring sterk is verminderd, het aantal lactobacil-len in het produkt op een niveau kan blijven dat vergelijkbaar is met (meer dan 10% bedraagt van) dat van het langs gebruikelijke weg verkregen produkt.

Bij de bebroeding van een sterk proteolytische Streptococcus-stam samen met een gebruikelijke yoghurtcultuur blijkt, in vergelijking met de bebroeding van alleen een gebruikelijke yoghurtcultuur, in eerste instantie een in snelheid vergelijkbare verzuring op te treden: een pH-waarde tussen 4,8 en 4,6 wordt ongeveer even snel bereikt. De verdere, tijdens het aftappen optredende pH-daling (doorzuring) tot een waarde van omstreeks 4,3 blijkt echter aanzienlijk trager; ook bij opslag van het produkt bij lagere temperatuur is de verzuring sterk verminderd; bij de werkwijze volgens de uitvinding is dus sprake van zowel een verminderde doorzuring tijdens de bereiding als een verminderde nazuring tijdens de opslag.

De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding kan worden toegepast zowel bij de bereiding van roeryoghurt en daarmee vergelijkbare produkten, als bij de bereiding van produkten zoals standyoghurt. Bij de bereiding van standyoghurt wordt in het algemeen de melk met een relatief hoog percentage yoghurtcultuur (bijvoorbeeld 2,5%) beent en bij een hoge temperatuur (40-45 °C), maar daarom gedurende betrekkelijk korte tijd, in de uiteindelijke verpakking bebroed; in de roeryoghurtbereiding wordt de met een laag percentage yoghurtcultuur (bijvoorbeeld 0,025%) beënte melk gedurende langere tijd, maar bij lagere temperatuur (meestal tussen 30 en 37 °C) in een tank bebroed, en vervolgens eerst geroerd tot een glad, homogeen produkt is verkregen, voordat de uiteindelijke verpakking met het geroerde produkt wordt gevuld. Overigens zijn ook bereidingswijzen bekend waarin kenmerken van beide methoden zijn verenigd.

Onder melk wordt hier te verstaan iedere voor de bereiding van gefermenteerde melkprodukten in aanmerking komende grondstof: in de eerste plaats koemelk, maar ook melk van andere zoogdieren, zoals paard, schaap of geit. Het melkvet kan geheel of gedeeltelijk zijn vervangen door plantaardig vet; in sommige gevallen zullen aan de melk bestanddelen zoals vet, water of caseïne zijn onttrokken, maar ook kunnen melk-bestanddelen -in het bijzonder in de vorm van ultrafiltratieretentaat- zijn toegevoegd.

De streptococcen in de gebruikelijke yoghurtculturen zijn veelal zeer zwak proteolytisch; sterk proteolytische streptococcen moeten worden gezocht in andere bronnen zoals sommige thermofiele kaaszuursels.

Het sterk proteolytische vermogen van de volgens de uitvinding toe te passen stammen van de soort Streptococcus thermophilus komt onder andere tot uiting in de hoogte van de verzuringsactiviteit1. Uit tabel 1 blijkt dat ST8 en LO (gedeponeerd onder nrs. CBS 263.92 en CBS 262.92), voorbeelden van dergelijke proteolytische stammen van S. thermophilus, een duidelijk hogere verzuringsactiviteit vertonen dan andere stammen van S. thermophilus, die uit in de handel verkrijgbare yoghurtculturen zoals ISt zijn geïsoleerd. Bij voorkeur wordt de werkwijze volgens de uitvinding dan ook uitgevoerd met gebruikmaking van de stam ST8 of LO, en in het bijzonder met de stam ST8, die opvalt door zijn proteolytische vermogen.

1) verkrijgbaar bij de Coöperatieve Stremsel- en Kleurselfabriek te Leeuwarden

2) de streptococ in cultuur RR

3) de lactobacil in cultuur RR

De verhouding tussen de te enten hoeveelheid van een volgroeide melkcultuur van de proteolytische S. thermophilus enerzijds en de hoeveelheid overig entmateriaal anderzijds ligt bij voorkeur tussen 1:1 en 100:1; in de meeste gevallen van roeryoghurt-bereiding zal deze verhouding tussen 1:1 en 10:1 liggen, terwijl bij standyoghurtberei-ding, in verband met de relatief korte bereidingsduur, veelal een verhouding tussen 10:1 en 100:1 zal worden gekozen.

1 Meting van de verzuringsactiviteit werd uitgevoerd door meting van de zuurtegraad (gemeten volgens NEN Norm 613 (1963) en uitgedrukt in °N) van melk die na enting van 2% van de desbetreffende cultuur gedurende 5 h werd bebroed bij 32°C.

Wanneer in deze gevallen de bedoelde verhouding lager is dan de aangegeven ondergrens blijkt de nazuring niet voldoende te worden onderdrukt; een gehalte hoger dan dat van de aangegeven bovengrens kan aanleiding geven tot organoleptisch afwijkende eigenschappen, of tot ongewenst lage aantallen lactobacillen (Figuur 1).

Bij de gebruikelijke bereiding van gefermenteerde melkprodukten door enting van een mengsel van streptococcen en lactobacillen ligt het direct na enten in de melk aanwezige aantal lactobacillen vrijwel altijd boven 104 CFU/ml. Hoewel bij de onderhavige werkwijze met lagere aantallen kan worden volstaan, zal men bij voorkeur bij het enten aantallen lactobacillen nastreven die overeenkomen met die in de traditionele bereiding.

Kweektemperatuur en entingspercentage van de gebruikelijke yoghurtculturen zijn gelijk aan die welke men bij de gebruikelijke produktbereiding toepast. Uiteraard kan men, zoals gebruikelijk bij de industriële yoghurtbereiding, de volgroeide culturen vervangen door culturen in gedroogde of anderszins geconcentreerde vorm.

De uitvoering van de nieuwe werkwijze, ter bereiding van welk gefermenteerd melkprodukt ook, is bovendien in beginsel niet gecompliceerder dan de overeenkomstige traditionele werkwijze, omdat slechts het gebruik van een extra entcultuur is vereist zonder dat andere aanpassingen nodig zijn: de voorbehandeling van de melk zoals pasteurisatie en homogenisatie en de verwerking ervan (kweken, eventueel roeren en afvullen) worden geheel als bij een gebruikelijk bereidingsproces uitgevoerd. Ook de te gebruiken apparatuur en de naast de proteolytische streptococ in te zetten culturen zijn niet anders.

De werkwijze is toepasbaar voor de bereiding van zowel roer- als standyoghurt, waarbij de proteolytische streptococ wordt gebruikt in combinatie met gebruikelijke yoghurtculturen.

In een andere uitvoering van de werkwijze wordt yoghurt bereid door de proteolytische streptococ te gebruiken in plaats van de streptococ uit het als yoghurt-cultuur aangeduide mengsel, dus in combinatie met alleen de lactobacil.

In weer een andere uitvoering van de werkwijze wordt de sterk proteolytische streptococ gecombineerd met een yoghurtcultuur en een cultuur van Bifidobacterium en/of L acidophilus. Ook hier is in beginsel geen andere wijziging van de bekende werkwijze nodig dan de toepassing van de sterk proteolytische streptococ, als toevoeging of als vervanging van de niet-proteolytische streptococ in het cultuurmengsel.

De uitvinding wordt geïllustreerd aan de hand van enkele voorbeelden. Voorbeeld 1 Roeryoghurt

Men bereidde porties roeryoghurt door enting, in magere melk waaraan 2 gew.% magere melkpoeder was toegevoegd, van volgroeide yoghurtculturen ISt en RR in een verhouding 1:1 en een volgroeide cultuur van S. thermophilus-stam ST8 (CBS 263.92). Het entingspercentage van laatstgenoemde stam bedroeg steeds 0,1 % (v/v); het entingspercentage van het mengsel van ISt en RR werd gevarieerd zoals in Tabel 2 is aangegeven. De mengsels werden bebroed bij 32 °C totdat een pH van 4,40 werd bereikt, vervolgens tot een gladde massa geroerd en tenslotte gekoeld tot 7 °C. De verkregen produkten werden gedurende 15 dagen bij 7 °C bewaard. Daarnaast werd op traditionele wijze een portie roeryoghurt (het referentiemonster) bereid, met enting van uitsluitend 0,025 % (v/v) van het ISt/RR-mengsel.

Gemeten werden het verloop van de pH-waarde tijdens de bereiding (figuur 2), de mate van nazuring gedurende 14 dagen bij 7 °C (pH-waarden pHj en pH2 van, respectievelijk, het verse produkt en het bewaarde produkt, en de toename Δ°Ν van de zuurtegraad in bedoelde periode), en zowel het gehalte aan aceetaldehyde (in mg/kg) als de aantallen lactobacillen (L) en streptococcen (S) (in log[CFU/ml], waarin CFU is: aantal kolonievormende eenheden) in het bewaarde produkt. De resultaten zijn vermeld in tabel 2.

Het produkt dat was bereid met ST8 en yoghurtcultuur in een verhouding 4:1 werd in een zogenoemde blinde keuring door een panel van geoefende keurders vergeleken met het referentieprodukt. Direct na de bereiding werden aroma en structuur van beide produkten gelijkelijk gewaardeerd; na 14 dagen opslag bij 7 °C bleek de vertraagde nazuring te hebben geleid tot een algemene voorkeur van het keuringspanel voor het produkt volgens de uitvinding boven het langs traditionele weg bereide produkt.

Voorbeeld 2 Standyoghurt

Volle melk (3 gew.% vet) werd gehomogeniseerd (20 MPa en 55 °C), gepasteuriseerd (5 min; 85 °C) en gekoeld tot 45 °C. Vervolgens werden 250 ml porties van de aldus behandelde melk beent met totaal 2,5 % (v/v) van een mengsel van volgroeide yoghurtculturen ISt en RR (in een verhouding 1:1) en een volgroeide cultuur van S. thermophilus-stam ST8 (CBS 263.92), waarbij voor de entverhouding tussen enerzijds de yoghurtcultuur en anderzijds de ST8-cultuur verschillende waarden werden gekozen. De mengsels werden bebroed bij 45 °C totdat een pH van 4,45 was bereikt, en vervolgens gekoeld tot 7 °C. Gemeten werden het verloop van de pH-waarde tijdens de bereiding (figuur 3), de mate van nazuring gedurende 14 dagen bij 7 °C (pH-waarden pHj en pH2 van, respectievelijk, het verse produkt en het bewaarde produkt, en de toename Δ°Ν van de zuurtegraad in bedoelde periode), en zowel het gehalte aan aceetaldehyde (in mg/kg) als de aantallen lactobacillen (L) en streptococcen (S) (in log-[CFU/ml], waarin CFU is: aantal kolonievormende eenheden) in het bewaarde produkt. De resultaten zijn vermeld in tabel 3.

De produkten die ST8 bevatten bleken een met langs traditionele weg bereide standyoghurt vergelijkbare structuur te bezitten; de doorzuring bleek te zijn vertraagd en de nazuring tijdens opslag was aanmerkelijk gereduceerd ten opzichte van het referentie-produkt dat op overigens gelijke wijze, maar zonder ST8 was bereid.

Voorbeeld 3 Roeryoghurt

Men bereidde porties roeryoghurt op dezelfde wijze als beschreven in voorbeeld 1, met dien verstande dat een volgroeide cultuur van Lactobacillus delbruecfdi subsp. bulgaricus Rb en een volgroeide cultuur van S. thermophilus-stam ST8 (CBS 263.92) werden geënt. Het entingspercentage van Rb werd gevarieerd zoals in Tabel 4 is aangegeven; het totale entingspercentage bedroeg steeds 0,1 % (v/v). Daarnaast werd op traditionele wijze een portie roeryoghurt (het referentiemonster) bereid, met enting van (uitsluitend) 0,025 % (v/v) van het ISt/RR-mengsel.

Gemeten werden het verloop van de pH-waarde tijdens de bereiding (figuur 4), de mate van nazuring gedurende 14 dagen bij 7 °C (pH-waarden pHj en pH2 van, respectievelijk, het verse produkt en het bewaarde produkt, en de toename Δ°Ν van de zuurtegraad in bedoelde periode), en zowel het gehalte aan aceetaldehyde (in mg/kg) als de aantallen lactobacillen (L) en streptococcen (S) (in log[CFU/ml], waarin CFU is: aantal kolonievormende eenheden) in het bewaarde produkt. De resultaten zijn vermeld in tabel 4.

Figuurbeschrijving

Figuur 1. Het aantal lactobacillen in yoghurt bereid volgens de uitvinding, in afhankelijkheid van de verhouding tussen het aantal kiemen van de proteolytische streptococ enerzijds en dat van de yoghurtcultuur anderzijds in het entmateriaal. De bereidingswijze was gelijk aan die beschreven in voorbeeld 2, zij het dat andere entverhoudingen zijn toegepast.

Figuur 2. Het verloop van de pH-waarde tijdens de bereiding van roeryoghurt zoals beschreven in voorbeeld 1, bij verhoudingen in het entmateriaal tussen het aantal kiemen van de proteolytische streptococ enerzijds en dat van de yoghurtcultuur ISt+RR (1:1) anderzijds van 0:1 (a), 4:1 (b), 40:1 (c) en 400:1 (d). De pH-metingen werden verricht in een monster dat niet na gladroeren bij 7 °C werd geplaatst, maar steeds op 32 °C werd gehouden.

Figuur 3. Het verloop van de pH-waarde tijdens de bereiding van standyoghurt zoals beschreven in voorbeeld 2, bij verhoudingen in het entmateriaal tussen het aantal kiemen van de proteolytische streptococ enerzijds en dat van de yoghurtcultuur anderzijds van 0:1 (a), 10:1 (b), 25:1 (c), 100:1 (d) en 1000:1 (e). De pH-metingen werden verricht in een monster dat steeds op 45 °C werd gehouden.

Figuur 4. Het verloop van de pH-waarde tijdens de bereiding van roeryoghurt volgens voorbeeld 3, bij verhoudingen in het entmateriaal tussen het aantal kiemen van de proteolytische streptococ enerzijds en dat van de lactobacil anderzijds van 0:1 (a), 4:1 (b), 10:1 (c) en 100:1 (d). De pH-metingen werden verricht in een monster dat steeds op 32 °C werd gehouden.

Claims (6)

1. Werkwijze voor de bereiding van een gefermenteerd melkprodukt door fermentatie van melk met behulp van ten minste een stam van Streptococcus thermo -philus en een stam van Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus of Lactobacillus helveticus.met het kenmerk dat een stam van de soort Streptococcus thermophilus met een proteolytisch vermogen dat ten minste gelijk is aan dat van Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus stam CBS 903.87 wordt toegepast.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de stam van de soort Streptococcus thermophilus de stam CBS 262.93 of de stam CBS 263.92 is.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de verhouding tussen de hoeveelheid van een volgroeide melkcultuur van de proteolytische S. thermophilus enerzijds en de hoeveelheid overig entmateriaal anderzijds ligt tussen 1:1 en 100:1.

4. Werkwijze volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk dat de melk wordt beent met ten minste 104 kolonievormende eenheden van de stam van de lactobacil per ml melk.

5. Werkwijze volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk dat de melk bovendien met een cultuur van Bifidobacterium en/of L. acidophilus wordt beent.

6. Produkt bereid met de werkwijze volgens een der conclusies 1-6.