Zastosowanie koncentratu i izolatu białek serwatkowych do produkcji mleka fermentowanego przez Bifidobacterium animalis ssp. lactis Bb-12

• Autorzy: Agata Znamirowska , Magdalena Buniowska , Katarzyna Szajnar

Warianty tytułu

Application of Whey Protein Concentrate and Isolate in the Production of Milk Fermented by Bifidobacterium animalis ssp. lactis Bb-12

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Mleko fermentowane o zwiększonej zawartości białka może być atrakcyjnym produktem w żywieniu człowieka. Uważa się, że wzrost zapotrzebowania konsumentów na produkty o zwiększonej zawartości białka, w tym napoje, będzie dostrzegalny. Napoje takie mogą być korzystne w dietach o obniżonej wartości energetycznej, ponieważ spożycie energii z białka wydaje się mieć większy wpływ na uczucie sytości niż spożycie tłuszczów lub sacharydów. Celem pracy było określenie wpływu zagęszczenia mleka do ok. 6 % białka koncentratem (WPC80) lub izolatem białek serwatkowych (WPI) na właściwości fizykochemiczne, sensoryczne, teksturę oraz wzrost Bifidobacterium animals ssp. lactis Bb-12 podczas fermentacji. Próbę kontrolną stanowiło mleko zagęszczone odtłuszczonym mlekiem w proszku (OMP). Mleko zagęszczono do zawartości 6 % białka przy użyciu OMP, WPC80 lub WPI. Po 10-godzinnej fermentacji (37 ºC) istotnie niższe pH oraz wyższą kwasowość ogólną i zawartość kwasu mlekowego stwierdzono w mleku z dodatkiem WPI i WPC80 w porównaniu do mleka OMP. Zagęszczanie mleka przez dodatek OMP skutkowało istotnym wzrostem twardości, adhezyjności i kleistości. Próbki mleka fermentowanego o zwiększonej zawartości białka (OMP, WPI, WPC80) spełniały kryterium minimum terapeutycznego, tj. zawierały ponad 6 log jtk Bifidobacterium animalis ssp. lactis Bb-12 w 1 g produktu. Najlepszym stymulatorem wzrostu Bifidobacterium okazał się koncentrat białek serwatkowych (WPC80). Zwiększając zawartość białka w mleku fermentowanym poprzez stosowanie WPI, WPC80, OMP można świadomie kształtować profil smakowy. Zagęszczenie mleka WPC80 skutkowało intensywniejszą fermentacją, wyższą liczbą komórek bakterii (10,52 log jtk·g-1) i zawartością kwasu mlekowego (0,78 g/l), co w konsekwencji zintensyfikowało smak kwaśny i zapach fermentacji oraz zmniejszyło odczucie słodkości. Za najkorzystniejszy zamiennik OMP ze względu na cechy sensoryczne mleka fermentowanego uznano izolat białek serwatkowych (WPI). (abstrakt oryginalny)

EN

Fermented milk with an increased protein content could be an attractive product for human nutrition. It is believed that there would be a noticeable increase in the demand for products with higher protein content including beverages. Such beverages can be beneficial when used in calories-reduced diets because the intake of energy from the protein seems to have a greater effect on the feeling of satiety than the intake of fat or carbohydrates. The objective of the research study was to determine the effect of concentrating milk to approx. 6 % of protein with a concentrate (WPC80) and whey protein isolate (WPI) on the physicochemical and sensory properties of Bifidobacterium animalis ssp. lactis Bb-12, and on its texture and growth during fermentation. The control sample was milk concentrated by skimmed milk powder (OMP). The milk was concentrated to a protein content of 6 % using OMP or WPC80, or WPI. After 10-hour fermentation (37 ºC, 10 hours) there were determined a significantly lower pH value and a higher total acidity and lactic acid content in milk with WPI and WPC80 added compared to the OMP milk. Concen88 trating milk by adding OMP resulted in a significant increase in hardness, adhesiveness and stickiness. The fermented milk samples containing an increased amount of protein (OMP, WPI, WPC80) met the minimum therapeutic criterion, i.e. they contained more than 6 log of Bifidobacterium animalis ssp. lactis Bb-12 in 1 g of the product. The best stimulator of the Bifidobacterium growth was the concentrate of whey proteins (WPC80). By increasing the protein content in fermented milk using WPI, WPC80, OMP it is possible to knowingly shape the taste profile. Concentrating milk with WPC80 resulted in a more intensive fermentation, a higher count of bacterial cells (10.52 log CFU·g-1) and in lactic acid content (0.78 g/l), and as a consequence this intensified the acidic taste and smell of fermentation and reduced the sensation of sweetness. The whey protein isolate (WPI) was found to be the most advantageous replacement for OMP owing to the sensory characteristics of fermented milk. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Żywność; Technologia produkcji żywności; Mikrobiologia; Towaroznawstwo żywności; Badania towaroznawcze; Mleczarstwo

EN

Food; Food production technology; Microbiology; Food commodities; Commodity research; Dairy

• Czasopismo: Żywność: nauka - technologia - jakość
• Rocznik: 26 (2019)
• Numer: nr 4 (121)
• Strony: 77--88

Twórcy

autor

Agata Znamirowska

• Uniwersytet Rzeszowski

autor

Magdalena Buniowska

• Uniwersytet Rzeszowski

autor

Katarzyna Szajnar

• Uniwersytet Rzeszowski

Bibliografia

• [1] Agarwal S., Beausire R.L., Patel S., Patel H.: Innovative uses of milk protein concentrates in product development. J. Food Sci., 2015, 80, A23-A29.
• [2] Baryłko-Pikielna N., Matuszewska I.: Sensoryczne badania żywności. Podstawy. Metody. Zastosowania. Wyd. II. Wyd. Nauk. PTTŻ, Kraków 2014.
• [3] Benelam B.: Satiation, satiety and their effects on eating behaviour. Nutrition Bulletin, 2009, 34, 126-173.
• [4] Bong D.D., Moraru C.I.: Use of micellar casein concentrate for Greek-style yogurt manufacturing: Effects on processing and product properties. J. Dairy Sci., 2014, 97, 1259-1269.
• [5] Chever S., Guyomarch F., Beaucher E., Famelart M.H.: High-protein fat-free acid milk gels: Control of protein composition and heat treatment. Int. Dairy J., 2014, 37, 95-103.
• [6] Codex Alimentarius: Milk and milk products. WHO and FAO, Rome, 2011, pp. 6-7.
• [7] Damin M.R., Alcantara M.R., Nunes A.P., Oliveira M.N.: Effects of milk supplementation with skim milk powder, whey protein concentrate and sodium caseinate on acidification kinetics, rheolog ical properties and structure of nonfat stirred yogurt. LWT - Food Sci. Technol., 2009, 42 (10), 1744-1750.
• [8] Gustaw W., Kozioł J., Waśko A., Skrzypczak K., Michalak-Majewska M., Nastaj M.: Właściwości fizykochemiczne i przeżywalność Lactobacillus casei w mlecznych napojach fermentowanych otrzymanych z dodatkiem wybranych preparatów białek mleka. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2015, 6 (103), 129-139.
• [9] Hall W.L., Millward D.J., Long S.J., Morgan L.M.: Casein and whey exert different effects on plasma amino acid profiles, gastrointestinal hormone secretion and appetite. Brit. J. Nutr., 2003, 89, 239-248.
• [10] Huppertz T., Fox P.F., Kelly A.L.: The caseins: Structure, stability and functionality. In: Proteins in food processing. 2nd ed. Ed. R.Y. Yada. Woodhead Publishing, Cambridge, UK, 2018, 49-92.
• [11] Jędrzejczak-Krzepkowska M., Bielecki S.: Bifidobakterie i stymulujące ich wzrost fruktany typu inuliny. Post Bioch., 2011, 57 (4), 392-399.
• [12] Jemaa M.B., Falleh H., Neves M.A., Isoda H., Nakajima M., Ksouri R.: Quality preservation of deliberately contaminated milk using thyme free and nanoemulsified essential oils. Food Chem., 2017, 217, 726-734.
• [13] Jørgensen C.E., Abrahamsen R.K., Rukke E., Johansen A., Schuller R.B., Skeie S.B.: Improving structure and rheology of high protein, low fat yoghurt with undenatured whey proteins. Int. J. Dairy Technol., 2015, 47, 6-18.
• [14] Jørgensen C.E., Abrahamsen R.K., Rukke E.O., Hoffmann T.H., Johansen A.G., Skeie S.B.: Processing of high-protein yoghurt - a review. Int. Dairy J., 2019, 88, 42-59.
• [15] Keogh M.K., O'Kennedy B.T.: Rheology of stirred yogurt as affected by added milk fat, protein and hydrocolloids. J. Food Sci., 1998, 63 (1), 108-112.
• [16] Kozioł J., Skrzypczak K., Gustaw W., Waśko A.: Wpływ preparatów białek mleka na wzrost bakterii z rodzaju Bifidobaacterium. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2013, 3 (88), 83-98.
• [17] Kücükcetin A.: Effect of heat treatment and casein to whey protein ratio of skim milk on graininess and roughness of stirred yoghurt. Food Res. Int., 2008, 41, 165-171.
• [18] Lima K.G., Kruger M.F., Behrens J., Destro M.T., Landgraf M., Franco B.D.G.: Evaluation of culture media for enumeration of Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei and Bifidobacterium animalis in the presence of Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus and Streptococcus thermophilus. LWT - Food Sci. Technol., 2009, 42, 491-495.
• [19] Lucas A., Sodini I., Monnet C., Jolivet P., Corrieu G.: Effect of milk base and starter culture on acidification, texture, and probiotic cell counts in fermented milk processing. J. Dairy Sci., 2004, 85, 2479-2488.
• [20] Marafon A.P., Sumi A., Alcântara M.R. Tamime A.Y., de Oliveira M.N.: Optimization of the rheological properties of probiotic yoghurts supplemented with milk proteins. LWT - Food Sci. Technol., 2011, 44 (2), 511-519.
• [21] Martin N.C., Skokanova J., Latrille E., Beal C., Corrieu G.: Influence of fermentation and storage conditions on the sensory properties of plain low fat stirred yogurts. J. Sens. Stud., 1999, 14, 139-160.
• [22] Martinéz C.G., Becerra M., Cháfer M., Albor A., Carot J.M., Chiralt A.: Influence of substituting milk powder for whey powder on yogurt quality. Food Sci. Technol., 2003, 13, 334-340.
• [23] McComas K.A., Gilliland S.E.: Growth of probiotic and traditional yogurt cultures in milk supplemented with whey protein hydrolysate. J. Food Sci., 2003, 68, 2090-2095.
• [24] Meletharayil G.H., Patel H.A., Huppertz T.: Rheological properties and microstructure of high protein acid gels prepared from reconstituted milk protein concentrate powders of different protein contents. Int. Dairy J., 2015, 47, 64-71.
• [25] Mellentin J.: 10 key trends in food, nutrition & health 2017. New Nutrition Business, London, UK, 2016.
• [26] Nastaj M., Sołowiej B.G., Gustaw W., Peréz-Huertas S., Mleko S., Wesołowska-Trojanowska M.: Physicochemical properties of high-protein-set yoghurts obtained with the addition of whey protein preparations. Int. J. Dairy Technol., 2019, 72 (3), 395-402.
• [27] Pachołek B., Żmudziński W., Posiadłowska J.: Towaroznawstwo żywności. Wyd. III. Wyd. UE, Poznań 2015.
• [28] Patocka G., Cervenkova R., Narine S., Jelen P.: Rheological behaviour of dairy products as affected by soluble whey protein isolate. Int. Dairy J., 2006, 16, 399-405.
• [29] PN-ISO 11035:1999. Analiza sensoryczna. Identyfikacja i wybór deskryptorów do ustalania profilu sensorycznego z użyciem metod wielowymiarowych.
• [30] Salaün F., Mietton B., Gaucheron F.: Buffering capacity of dairy products. Int. Dairy J., 2005, 15 (2), 95-109.
• [31] Skrzypczak K., Gustaw W.: Wpływ dodatku prebiotyków i białek serwatkowych na właściwości fizykochemiczne biojogurtów. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2012, 5 (84), 155-165.
• [32] Tipton K.D., Elliott T.A., Cree M.G., Aarsland A.A., Sanford A.P., Wolfe R.R.: Stimulation of net muscle protein synthesis by whey protein ingestion before and after exercise. Am. J. Physiol-Endocrinol. Metab., 2007, 292(1), E71-E76.
• [33] Vasiljevic T., Shah N.P.: Probiotics - from Metchnikoff to bioactives. Int. Dairy J., 2008, 18, 714-728.
• [34] Vedamuthu E.R.: Starter cultures for yoghurt and fermented milks. In: Manufacturing Yogurt and Fermented Milks. Eds. R.C. Chandan, C.H. White, A. Kilara, Y.H. Hui. Blackwell Publishing Professional, Ames, IA, USA, 2006, pp. 93-119.
• [35] Vinderola C.G., Costa G.A., Regenhardt S., Reinheimer J.A.: Influence of compounds associated with fermented dairy products on the growth of lactic acid starter and probiotic bacteria. Int. Dairy J., 2002, 12 (7), 579-589.
• [36] Zimecki M., Artym J.: Właściwości terapeutyczne białek i peptydów z siary i mleka. Postępy Hig. Med. Dośw., 2005, 59, 309-323.

Identyfikatory

DOI

10.15193/zntj/2019/121/314