Новые сложные модели симуляции помогут уменьшить порчу йогурта дрожжами

Порча йогурта дрожжами создаёт проблемы для молочной промышленности, включая экономические потери от испорченной продукции. Понимание влияния таких факторов, как условия хранения, виды дрожжей и биозащитные культуры, на порчу может помочь производителям йогурта принимать решения для улучшения качества и минимизации потерь. В статье, опубликованной в Journal of Dairy Science, учёные из Копенгагенского университета, Chr. Hansen A/S и Корнеллского университета разработали прогностические модели для оценки влияния биозащитной культуры на порчу йогурта.

От 11% до 25% молочных продуктов в мире теряется, отчасти из-за грибковой порчи. Один из методов её снижения — добавление пищевых культур, известных биозащитным эффектом, который задерживает рост нежелательных микроорганизмов в течение срока годности. Авторы этого исследования первыми разработали модели симуляции методом Монте-Карло для оценки порчи йогурта дрожжами, учитывающие начальный уровень контаминации, разные виды дрожжей, условия хранения и добавление пищевых культур с биозащитным эффектом.

«Эти прогностические модели позволили предсказать порчу йогурта, вызванную разными видами дрожжей, а также эффект от включения биозащитной культуры в продукт для её снижения», — сказала первый автор Лине Нильсен, Ph.D., факультет пищевых наук, Копенгагенский университет, Фредериксберг, Дания. «Такие модели могут помочь производителям йогурта понять, как различные параметры влияют на качество продукта, и использовать эти результаты для поддержки принятия решений в управлении качеством».

Модели из этого исследования способны предсказать количество испорченного продукта при наличии в производстве четырёх распространённых штаммов дрожжей-порчи (Debaryomyces hansenii, Yarrowia lipolytica, Saccharomyces cerevisiae и Kluyveromyces) при разных температурах хранения, с биозащитной культурой, содержащей Lacticaseibacillus rhamnosus, или без неё, в течение 30-дневного периода хранения. Хотя исследователи обнаружили, что эффект биозащитной культуры был наиболее выражен при 7 градусах Цельсия для всех дрожжей по сравнению с 16 градусами, именно штамм дрожжей оказывал наибольшее влияние на её эффективность. Модели Монте-Карло были валидированы с реальными данными от европейского молочного завода.

Нильсен добавила: «Если на производстве есть проблема с штаммом дрожжей, чья картина ингибирования роста в присутствии биозащитной культуры схожа с одним из протестированных в этом исследовании, данные по этому штамму можно использовать в модели для прогнозирования ожидаемого уровня порчи, релевантного для конкретного завода. Таким образом, прогностическая модель может использоваться как инструмент, позволяющий отрасли лучше оценить потенциал улучшения контроля грибковой порчи с помощью биозащитных культур в конкретных производственных условиях».

Исследование представляет ценный инструмент для помощи в управленческих решениях, которые могут помочь снизить экономические потери из-за пищевых отходов. Кроме того, методы, использованные для разработки модели, могут быть применены и далее для создания новых и улучшенных моделей.