Пробиотические кондитерские изделия

Помещение живых микроорганизмов в кондитерское изделие выглядит малообещающе: сахар, нагрев и долгое хранение при комнатной температуре. На деле шоколад — один из лучших доступных носителей, и причина этого объясняет почти всё в этой категории.

Активность воды, а не содержание воды#

Выживаемость микроорганизмов в сухой матрице определяется активностью воды — доступностью воды, выражаемой отношением давления пара матрицы к давлению пара чистой воды, — а не общей влажностью.

Отсюда два следствия. Ниже примерно 0,6 не растёт ни один микроорганизм, поэтому матрица микробиологически стабильна без консервирования. И, что решающе, низкая активность воды замедляет также те реакции, которые убивают покоящийся организм: окисление липидов мембраны, денатурация белков и повреждение по Майяру требуют молекулярной подвижности, которую даёт вода.

Так что высушенный пробиотик в матрице с очень низкой активностью воды находится в состоянии, близком к приостановленной жизни. Шоколад обычно лежит заметно ниже 0,5, — поэтому выживаемость на протяжении месяцев там достижима, тогда как тот же организм во влажном кондитерском изделии погиб бы за недели.

Жиронепрерывное лучше сахаронепрерывного#

Второе достоинство шоколада — его структура. Это жиронепрерывная система: частицы сахара и какао взвешены в непрерывной фазе какао-масла. Вода и кислород диффундируют сквозь жир медленно, поэтому высушенная клетка в нём защищена от влажности окружающей среды — главной угрозы, поскольку поглощение влаги повышает активность воды и вновь запускает разрушение.

У леденца или сахарного стекла активность воды тоже очень низка, но стекло гигроскопично и, что важнее, изготавливается при температурах, которых не переживает ни одна вегетативная клетка. Жиронепрерывные системы ведут в тепле, но не в жару.

Температурные окна узки, но реальны#

Шоколад темперируют около 45–50 °C, чтобы расплавить неустойчивые формы кристаллов какао-масла, а затем охлаждают, засевая нужный полиморф. Такую температуру высушенные покоящиеся культуры за короткое время выдерживают — гораздо лучше, чем тот же организм в воде, поскольку скорость термической гибели круто падает со снижением активности воды. Культуру поэтому вносят в самой поздней возможной точке, после самой горячей стадии и с минимальным временем пребывания.

Прессованные таблетки и дражированные изделия создают не тепловую, а механическую нагрузку: усилие прессования повреждает мембраны, и выживаемость падает с ростом давления, что ставит предел твёрдости таблетки.

Спорообразующие Bacillus применяют в этой категории по той же причине, по какой они господствуют в кормах: эндоспоры переносят тепловую и механическую нагрузку, недоступную вегетативным клеткам, — тогда как лактобациллы и бифидобактерии требуют максимально щадящего обращения и обычно микрокапсулирования.

Что проверять на этикетке#

Значимость цифры определяют две вещи. Счёт должен приводиться на конец срока годности, а не на момент выпуска, потому что жизнеспособность падает всё хранение: цифра на производстве не говорит потребителю ничего о продукте у него в руках. И вместе с ней должны указываться условия хранения, поскольку несколько градусов температуры и небольшой рост влажности заметно меняют скорость падения.

Помимо выживаемости, делает ли выживший организм что-либо — отдельный вопрос, решаемый штамм за штаммом, и доставка через кондитерскую матрицу сама по себе не доказывает, что дошедшая до кишечника доза даёт эффект.