Традиционное производство йогурта требует закваски, то есть особой микробной культуры, которую образуют две молочнокислые бактерии: термофильный стрептококк (Streptococcus thermophilus) и болгарская молочная палочка (Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus). Для микробов создают среду, где они начинают размножаться, и эту закваску добавляют в пастеризованное молоко. Затем оно ферментируется при температуре 40-45 градусов Цельсия в течение четырех-шести часов и даже меньше.
Как только йогурт приобретает нужный вкус и консистенцию, его сразу охлаждают, чтобы остановить процесс брожения и закисления. При более низкой температуре бактерии практически не репродуцируются, а при более высокой гибнут.
Именно этим свойством ученые решили воспользоваться, чтобы приостановить их рост и предотвратить тем самым процесс постокисления, из-за чего продукт становится горьким и начинает портиться. В этот период бактерии продолжают свою деятельность, перерабатывая лактозу (молочный сахар) и выделяя молочную кислоту, что и приводит к снижению pH и изменению вязкости.
Кроме того, йогурты портятся из-за избытка дрожжей или при добавлении фруктов и ягод. Чтобы решить эту проблему, поставщики культур начали продавать так называемые биозащитные культуры, но их использование удваивает затраты на производство.
Ученые предложили снизить риск порчи микробами и увеличить сроки годности йогурта, внедрив двухэтапный подход к его ферментации. Сначала наращивали биомассу бактерий при температуре 42 градуса Цельсия, как и на производстве, затем повышали ее до 51 градуса, способствуя подкислению. Бактерии при этом переставали размножаться, но продолжали вырабатывать молочную кислоту, а 99,9 процента дрожжевых клеток и спор плесени были уничтожены. В диапазоне от 50 до 57 градусов 51 градус оказался идеальным для достижения стандартного значения pH, который составляет для йогурта 4,6.
Новый метод биотехнологи протестировали на трех заквасочных культурах, и во всех случаях он сработал. Ученые подчеркивают, что добавляли в молоко всего 20 процентов от привычного объема закваски. Значит, расход сырья при таком способе приготовления йогурта можно сократить в пять раз.
Насколько увеличится срок годности продукта, точно сказать пока сложно, но, по мнению исследователей, он должен значительно превзойти сегодняшние три или четыре недели, которые гарантируют производители.
Научная работа опубликована в журнале Food Bioscience.