а) продукты молочного брожения;
б) продукты смешанного брожения.
Молочные продукты содержат легкоусвояемые, необходимые для организма питательные вещества. Некоторые из молочных продуктов обладают не только диетическими, но и лечебными свойствами. По составу микроорганизмов и вызываемых ими процессов различают продукты молочнокислого и смешанного брожения.
Кисломолочные продукты . Продукты молочного брожения. Простокваша - широко распространенный кисломолочный продукт. В зависимости от режима термической обработки молока и состава микрофлоры закваски различают разные виды простокваш: обыкновенную, мечниковскую (болгарскую), южную, ряженку, варенец, ацидофильную и другие.
Обыкновенную простоквашу готовят из пастеризованного молока путем внесения в него 5% закваски, содержащей чистые культуры мезофильных молочнокислых стрептококков (Str. lactis и Str. cremoris). Молоко пастеризуют при 85°С в течение 10-15 мин. Для придания готовому продукту определенной консистенции иногда добавляют 0,5% закваски, состоящей из чистой культуры болгарской палочки. При температуре 30°С через 5-6 ч происходит свертывание молока. Продукт приобретает плотную консистенцию и слабокислый вкус (кислотность 90-110°Т).
Мечниковская (болгарская) простокваша - кисломолочный продукт, который готовят из молока, пастеризованного при температуре 85-90°С. В состав закваски входят термофильный молочнокислый стрептококк и болгарская палочка (Str. thermophilus и Lactobact. bulgari-cum). Молоко заквашивают при температуре 40°С. Через 3-4 ч молоко свертывается, кислотность продукта достигает 70°Т. Простокваша имеет плотный сгусток, сметанообразную консистенцию и кислый вкус. Чем выше температура заквашивания, тем больше кислотность продукта.
Южная простокваша. В пастеризованное и охлажденное до 30°С молоко вносят закваску, состоящую из болгарской палочки, термофильного молочнокислого стрептококка и культуры молочных дрожжей, сбраживающих лактозу. Сквашивание молока проводят при температуре 45-50°С. Кислотность продукта повышается до 130- 140°Т, после чего простоквашу охлаждают до 8-10°С.
Ряженка. Для ее приготовления используют молоко, содержащее до 6% жира (смесь молока и сливок). Стерилизацию проводят при 95°С в течение 2-3 ч. В результате продукт приобретает специфический цвет, запах и вкус. Молоко сквашивают термофильными расами молочнокислого стрептококка. Образуемый сгусток имеет кремовый цвет, плотную консистенцию и привкус пастеризованного молока.
Варенец. Молоко для варенца стерилизуют в паровом стерилизаторе при 120°С в течение 15 мин или кипятят, охлаждают до 40°С и заквашивают молочнокислым стрептококком и болгарской палочкой. Готовый продукт имеет кремовый цвет, вкус топленого молока. Его кислотность достигает 80-110°Т.
Кисломолочный напиток «Снежок». Его готовят из пастеризованного молока с содержанием 7% сахара. В состав закваски входит 4% термофильного стрептококка и 1% болгарской палочки. Сквашивание проводят при температуре 42-50°С. Через 3 ч молоко свертывается, кислотность достигает 80°Т. После охлаждения сгустка до 8-10°С к нему добавляют фруктовый сироп, размешивают и разливают в бутылки.
Ацидофильная простокваша. Ее готовят так же, как и мечниковскую простоквашу, но в состав закваски вместо болгарской вводят ацидофильную палочку (Lactobact. acidophilum). Ацидофильная палочка в отличие от болгарской приживается в желудочно-кишечном тракте, то есть в той среде, из которой ее выделяют, а поэтому эффективность такого кисломолочного продукта выше, а его действие более продолжительное. Ацидофильную простоквашу применяют при расстройствах желудочно-кишечного тракта.
Продукты смешанного брожения:
Кефир - кисломолочный продукт, для приготовления которого используют грибки, в состав которых входят мезо-фильные молочнокислые микроорганизмы и дрожжи. Такой симбиоз - результат длительного культивирования микроорганизмов в одной среде. Внешне кефирные грибки представляют собой светло-желтые белковые образования неправильной формы (рис. 53). Они могут быть сухими и влажными. В первом случае у них плотная консистенция, во втором - рыхлая. Сухие грибки неактивны. Поэтому перед применением их помещают на 12-24 ч в кипяченую и охлажденную до 30°С воду, а затем - в теплое пастеризованное молоко. За это время грибки набухают и после промывания могут быть использованы в качестве закваски для приготовления кефира.
Пастеризованное молоко сквашивают кефирными грибками при температуре 20°С, а затем при 10°С. Поскольку в состав закваски входят микроорганизмы с разной оптимальной температурой роста, то, регулируя ее, можно изменить течение вызываемых ими процессов. Культивирование кефира при температуре ниже способствует развитию дрожжей и увеличению продукта брожения - этилового спирта; при более высокой температуре интенсивнее развиваются молочнокислые микроорганизмы, что повышает содержание в продукте молочной кислоты.
В зависимости от времени созревания продукта различают слабый кефир (односуточный), средний (двухсуточный) и крепкий (трехсуточный). С увеличением экспозиции соответственно возрастает количество этилового спирта (0,2; 0,4; 0,6%) и кислотность (90; 105; 120) Кефир может быть жирным, если используется цельное молоко, и обезжиренным, в котором содержится много белков и почти отсутствует жир.
Кавказский кефир готовят из молока, в которое вносят сахар и закваску, состоящую из молочнокислых бактерий и дрожжей.
В таком продукте образуется большое количество этилового спирта и углерода диоксида, что придает ему острый специфический вкус.
Кумыс - диетический легкоусвояемый кисломолочный напиток. Готовят его из молока кобылиц или коров. Кумыс, как и кефир, продукт смешанного брожения - молочнокислого и спиртового, причем главную роль в таком продукте играет спиртовое брожение. Закваской для кумыса часто служит местная простокваша - катык, в состав которой входят дрожжи, болгарская палочка и термофильный стрептококк. В готовом продукте содержатся только дрожжи и молочнокислые палочки. Стрептококки отсутствуют. Это объясняется тем, что после добавления закваски происходит быстрое снижение рН (4,0-4,2). В такой среде рост и развитие стрептококков прекращаются.
Молоко кобылиц по сравнению с коровьим имеет более низкую буферность. Так, при кислотности кобыльего молока 110°Т величина рН составляет 3,47; при кислотности коровьего молока 240°Т - 3,52. Вот почему в готовом кумысе обнаруживаются молочнокислые палочки и дрожжи. Палочки - факультативные анаэробы, дрожжи - аэробы. Поэтому более интенсивному развитию дрожжей способствует частое перемешивание, поступление в среду кислорода воздуха. Дрожжи, сбраживающие молочный сахар, образуют вещества, задерживающие рост туберкулезных палочек. В связи с этим кумыс используют при лечении людей, больных туберкулезом.
Кумыс в большинстве случаев готовят кустарным способом - в липовых или дубовых бочках. В парное кобылье молоко при температуре 25°С вносят 20-25% закваски и перемешивают мутовкой, в результате чего кислотность продукта повышается, достигает 60-70°Т. Кумыс разливают в бутылки или другую посуду, закрывают и после небольшой выдержки (1-2 ч) оставляют на холоде.
Кумыс из коровьего молока готовят после его обезжиривания и добавления сахара. Сквашивание такого молока проводят чистыми культурами болгарской и ацидофильной молочнокислых палочек и дрожжей, сбраживающих лактозу
Чал (шубат) - кисломолочный напиток, получаемый из верблюжьего молока. Для приготовления чала используют непастеризованное молоко, к нему добавляют 10- 40% готового продукта, который служит закваской. В закваске содержатся молочнокислые палочки (стрептобактерии), молочнокислые стрептококки и дрожжи, сбраживающие лактозу. Заквашивание молока происходит при температуре 25-30°С в течение 3-4 ч, а через 8 ч продукт бывает готов к употреблению. Чал - диетический продукт и используется с лечебной целью. Его применяют при желудочно-кишечных болезнях, туберкулезе, цинге.
Чал можно готовить и из пастеризованного молока с использованием чистых культур, входящих в состав закваски.
Микробиология масла. В масле содержатся ценные и легкоусвояемые вещества, поэтому оно может служить хорошей средой для развития микроорганизмов. В масло микробы попадают из сырья, аппаратуры, окружающей среды. Сырьем для получения масла являются сливки, которые должны быть свежими, чистыми, без посторонних запахов и привкусов. Сливки подвергают пастеризации, в результате чего разрушаются некоторые ферменты (липаза, пероксидаза, протеаза) и погибает до 99,9% микроорганизмов. Пастеризация может быть длительная и кратковременная. Длительную пастеризацию проводят в больших емкостях при перемешивании продукта в течение 30 мин и нагревании его до 70°С. Кратковременная пастеризация проходит при непрерывном движении сливок и нагревании их до 85-87°С.
Пастеризованные сливки охлаждают. При температуре 1-8°С развитие микроорганизмов приостанавливается и происходит физическое созревание сливок: уплотнение жира, повышение вязкости, образование комочков масла. Чем ниже температура (плюсовая), тем хуже условия для развития микробов и лучше для созревания сливок.
Микробы в масло могут попадать из аппаратуры. Ее чистота зависит от качества мойки, дезинфекции и промывной воды. На стенках аппаратуры обнаруживаются молочнокислые, споровые и другие микробы. Их больше в деревянных маслоизготовителях и меньше в металлических, поскольку последние можно более эффективно подвергать стерилизации. Вода и ее состав оказывают большое влияние на качество масла. Она может быть причиной многих пороков и источников микробов. Микробы в масло попадают также из соли, поэтому перед употреблением ее необходимо обрабатывать жаром при температуре 150-180°С.
В кислосливочном масле содержатся десятки и сотни миллионов микробов, их увеличение происходит за счет молочнокислых, которые вносят для сквашивания сливок. Обычно микробов больше при длительном (12-16 ч) сквашивании сливок и меньше при кратковременном (20-30 мин). Через 4-6 недель количество микробов уменьшается, к этому времени в 1 г масла насчитывается несколько десятков тысяч микробных клеток. В сладкосливочном масле содержатся микробы, которые остаются после стерилизации сливок, а также попадают во время их созревания и сбивания. На численность микробов в продукте влияет температура: чем она выше, тем больше микробов. Так, если в 1 г свежего сладкосливочного масла содержатся сотни и тысячи микробных клеток, то через неделю при температуре 14-15°С их количество достигает сотен миллионов. При такой температуре развиваются главным образом молочнокислые стрептококки. В сладкосливочном масле нежелательных микробов больше, чем в кислосливочном.
Микробиологические процессы при хранении масла и его пороки. При хранении масла в нем наряду с химическими протекают и микробиологические процессы. Микробы чаще всего находятся на поверхности масла, среди них могут быть гнилостные аэробы и плесневые грибы. Такие микроорганизмы разлагают белки в жиры. Образуемые продукты придают маслу неприятный запах и вкус. Микробы вызывают следующие пороки масла.
Горький вкус. Он появляется в результате разложения белков протеолитическими бациллами и некоторыми флуоресцирующими бактериями. Такой порок при низкой положительной температуре наблюдается в сладкосливочном масле.
Прогорклый вкус вызывается плесневыми грибами, некоторыми видами дрожжей, флуоресцирующими, маслянокислыми и другими микробами. Они разлагают жиры на глицерин и жирные кислоты, а маслянокислые к тому же образуют масляную кислоту.
Спорообразующие микробы могут попадать в сладкосливочное и кислосливочное масла и вызывать в них разложение жира. Поэтому необходимо соблюдать режим пастеризации и предохранять продукты от попадания в них посторонней микрофлоры.
Кислый вкус наблюдается в сладкосливочном масле при температуре выше 10°С, его придает маслу молочная кислота, которая образуется в результате сбраживания лактозы молочнокислыми бактериями. В кислосливочном масле повышенная кислотность обусловливается несоблюдением технологии сквашивания сливок.
Плесневение - результат неправильного хранения масла (повышенная влажность, высокая температура, аэрация поверхности масла). Плесневые грибы - аэробы, они чаще встречаются на влажной, плохозащищенной поверхности масла. Среди них можно обнаружить Endo-myces lactis, Penicillium glaucum, Aspergillus, Mucor и другие грибы. Плесневение внутри масла наблюдается редко и бывает в том случае, если в нем имеются пустоты, содержащие воздух. Чем плотнее масло, тем хуже условия для развития грибов. Соблюдая технологию производства масла, можно получить высококачественный продукт без пороков.
Микробиология сыров. Для правильного течения микробиологических процессов, от которых зависит качество сыра, необходимы определенные условия и состав сырья. Не всякое молоко можно использовать в сыроделии. Если оно медленно свертывается или совсем не свертывается, то его называют сыронепригодным. Причин сыронепригодности молока много, однако, этот вопрос до конца не изучен.
Микробиологическая сущность сыроделия. Процесс сыропроизводства включает в себя следующие операции: образование казеинового сгустка и его обработку, прессование и придание сырной массе определенной формы, посолку и созревание продукта. Для производства сыров используют пастеризованное и сырое молоко. Парное молоко непригодно. Во время пастеризации уничтожаются микроорганизмы, которые могут быть причиной вспучивания сыров и других пороков. Однако нагревание молока замедляет процесс свертывания, так как при этом происходит осаждение солей кальция.
Свертывание молока (метод получения белка в сыроделии) осуществляется с помощью молочнокислых микробов (при выработке кисломолочных сыров) и микробов в сочетании с сычужным ферментом (при выработке других видов сыров). Под действием микробов в сырной массе происходят сложные биохимические процессы: созревание, формирование органолептических и других свойств, характерных определенному виду сыра. Из пастеризованного молока сыр можно приготовить путем внесения чистых культур молочнокислых бактерий (закваски). При этом учитывают их способность образовывать молочную кислоту, ароматические вещества, а также разрушать белки. Штамм микроорганизма придает продукту определенные свойства, поэтому для каждого вида сыра должна быть своя закваска. Многоштаммовые закваски одного и того же вида бактерий лучше приспосабливаются к непостоянным условиям молочной среды.
При выработке твердых сычужных сыров бактериальную закваску вносят в количестве 0,2-0,5%, при изготовлении мягких сыров -3-5%. В состав бактериальных заквасок входят кислотообразователи (Str. lactis и Str. cremoris), а также микробы, образующие кислоту и ароматические вещества (Str. diacetilactis, Str. paracitrovorum).
В зависимости от режима технологии применяют также Lactobact. helviticum, Str. thermophilus и другие, из антагонистов маслянокислых бацилл - Lactobact. plantarum и т.д.
Сычужный фермент получают из сычугов 2-3-недельных телят. Он представляет собой порошок, который вносят в молоко для получения сгустка (геля). Активность сычужного фермента должна быть 1: 100 000, то есть при температуре 35°С в течение 40 мин 1 г фермента должен свернуть 100000 г (100 кг) молока. В промышленности применяют более высокую концентрацию фермента 2,5: 100000, то есть 2,5 г на 100 кг молока. Оптимальная температура действия фермента 40-41°С, рН 6,2. Ускорение действия фермента происходит при добавлении на 100 кг молока 15-20 г кальция хлорида. Состав заквасок в зависимости от вида сыров неодинаков.
Сычужный фермент и молочнокислые микробы вызывают разложение белков, причем при совместном действии они обладают наибольшей протеолитической активностью, чем при раздельном. По данным В. М. Богданова, при действии сычужного фермента на белки молока содержание растворимого азота от общего составило 11,8%, при действии Str. lactis -2,5%. При одновременном использовании фермента и молочнокислого стрептококка количество растворимого азота в молоке достигало 60,5%. Сычужный фермент разлагает белки до пептонов, ферменты молочнокислых микробов - до аминокислот и аммиака. Более глубокий распад белков происходит в твердых сырах. Процесс созревания твердых и полутвердых сыров идет из глубины к поверхности, мягких - наоборот. Молочный сахар при созревании сыров сбраживается полностью.
Микробиологические процессы при выработке сыров. В сырной ванне сгусток разрезают, в результате чего он обезвоживается, выделяя 90% сыворотки, что создает условия для развития молочнокислых микробов. Выделению сыворотки из сгустка способствуют увеличение свободной поверхности, продуктов жизнедеятельности молочнокислых микробов, температура и другие факторы. Основная масса микробов (до 75%) остается в сгустке, остальное количество находится в сыворотке. В процессе обработки сгустка в среде накапливаются белки, которые связывают молочную кислоту и тем самым создают наиболее благоприятные условия для развития микроорганизмов. Микроорганизмы же, в свою очередь, способствуют формированию зерна.
Твердые сыры должны содержать небольшое количество влаги. Это достигается обработкой сыра - дроблением сгустка и его вторым нагреванием, при этом происходит большее обезвоживание зерна и его уплотнение. Перемешивание сырной массы предотвращает образование комков и создает наиболее благоприятные условия для развития микроорганизмов.
Второе нагревание, проводимое при температуре 40°С, создает оптимальные условия для развития большинства молочнокислых микроорганизмов. Более высокая температура (55-59°С) угнетает микробиологические процессы. Происходит не только задержка роста, но и гибель мезофильных молочнокислых стрептококков и частично палочек. Изменяется соотношение между молочнокислыми стрептококками и палочками. Сохраняются лишь термофильные микробы, в основном палочки, и то в небольшом количестве. Общее содержание микробов к концу второго нагревания достигает сотен миллионов в 1 г зерна.
Прессование сыров проводят после нагревания, при этом происходит выделение сыворотки и дальнейшее уплотнение сырной массы, в которой еще сохраняется тепло. Чем толще сырная масса, крупнее сыр, тем более продолжительное время удерживается в нем повышенная температура. Прессовать сыр рекомендуется при 18-22°С. Такая температура способствует развитию микроорганизмов, в результате чего их количество достигает миллиарда в 1 г сырной массы.
Посолка сыров преследует цель: придать продукту определенный вкус, аромат и частично - консистенцию. Соль регулирует микробиологические, ферментативные и другие процессы. Казеин после набухания делается более эластичным. Сыр солят в концентрированном растворе натрия хлорида (22-24%) при температуре 8-10°С и выдерживают в течение 6-8 суток. Соль способствует образованию корки, которая препятствует проникновению посторонней микрофлоры и тем самым предохраняет продукт от порчи. Низкая температура (8-10°С) и натрия хлорид замедляют жизнедеятельность также и молочнокислых микроорганизмов.
Созревание сыров. Сыры после поселки непригодны к употреблению. Приобретение специфических свойств происходит в сравнительно теплых помещениях (подвалах), где сыры выдерживаются (созревают) от 10 дней (закусочный) до 8-10 мес (швейцарский). Вкус и запах сыра обусловливают продукты распада белков, молочного сахара и жира, которые образуются под воздействием ферментов молочнокислых бактерий и сычужного фермента. С повышением температуры жизнедеятельность молочнокислых бактерий продолжается. Они используют остатки молочного сахара и пептоны - продукты расщепления белков сычужным ферментом. По мере созревания сыров наступает гибель молочнокислых бактерий, вначале стрептококков, а затем и палочек.
По истечении нескольких месяцев в процесс формирования сыров (советского, швейцарского) включаются пропионовокислые бактерии, которые сбраживают молочную кислоту в пропионовую и уксусную с выделением углерода диоксида. Газ растворяется в сырной влаге и после ее насыщения образует глазки, и чем больше газа, тем больше их размеры. В эластичной массе сыра глазки принимают округлую форму и придают определенный рисунок продукту. В хрупкой массе глазки имеют неправильную форму, а иногда появляются даже трещины. При попадании в сыр бактерий из группы кишечной палочки (эшерихий) и маслянокислых образуется водород, который не растворяется в воде. Накопление газа ведет к появлению трещин. Таким образом, по рисунку на разрезе сыра в какой-то степени можно судить о течении микробиологических процессов.
Пороки сыров микробного происхождения. Сыр без глазков («слепой сыр»)-отсутствие или недостаточное количество пропионовокислых бактерий. Этот порок возникает в результате гибели пропионовокислых бактерий во время нагревания. Отсутствие глазков у таких сыров, как чеддер, горноалтайский, не считается пороком.
Сыр с большим количеством глубоких глазков. Недостаточное количество молочнокислых бактерий приводит к тому, что сырная масса уплотняется. В такой массе плохо растворяются газы и образуются глубокие глазки. Большое количество глазков появляется при преждевременном развитии газообразующих бактерий. Способствующим фактором является неправильный тепловой режим.
Вспучивание в начале процесса созревания сыров могут вызывать бактерии из группы кишечной палочки, если в среде содержится молочный сахар. Рисунок сыра на разрезе становится неправильным, рваным. В конце процесса созревания, когда уменьшается количество молочнокислых бактерий и образуемых ими продуктов, происходит повышение рН среды. В такой среде могут проявлять свое действие маслянокислые бациллы, которые в форме спор длительное время сохраняются в сырной массе. Образуемый бациллами водород и другие газы вызывают вспучивание сыра. Для предупреждения вспучивания сыр необходимо вырабатывать из бактериально чистого молока.
Антагонисты маслянокислых микробов - продукты молочнокислых стрептококков (низины), молочнокислой палочки Lactobact. plantarum и др. Применение их в сыроделии дает положительные результаты. Из силоса и навоза в молоко иногда попадает Вас. polymyxa - аэробная бацилла, которая развивается при пониженной кислотности среды. Она часто является причиной раннего вспучивания швейцарского сыра.
Горький вкус. Некоторые молочнокислые стрептококки (маммококки), содержащиеся в небольшом количестве в молоке и сырах, разлагают белки и при их высокой протеолитической активности придают сыру горький вкус. Сырная масса приобретает горький вкус также при сильном развитии маслянокислых бацилл. Они кроме газа образуют масляную кислоту.
Изъязвление корки вызывается осповидной плесенью (Oospora). На поверхности сыра появляются изъязвления, которые иногда поражают и подкорковый слой. В образованные пустоты могут попадать микробы. При проникновении гнилостных микробов происходит разрушение сырной массы, она приобретает мажущуюся консистенцию и гнилостный запах. В пустотах сыра часто развиваемся зеленая плесень-пенициллиум. Она разлагает жиры, продукт приобретает горький вкус.
Соблюдение технологии, санитарно-гигиенических условий производства, проведение тщательного контроля за сырьем предупреждают пороки сыров и дают возможность получить продукт хорошего качества.
Вопросы для самоконтроля: 1.Какие существуют источники загрязнения молока?
2 Какие,бывают пороки молока?
3 Какие существуют методы сохранения молока?
4. Какие,бывают пороки сыров?
Введение
Микробиология молока. Микробы попадают в молоко уже в момент выдаивания. Происхождение микрофлоры молока очень разнообразно. Некоторые микробы обитают в каналах сосков вымени и поэтому всегда находятся в выдоенном молоке. Кроме того, в молоко попадает множество микробов с поверхности вымени, шерсти животных, с рук доилыциков, с унавоженной подстилки, инвентаря и т. д., микробы могут заноситься в молоко мухами. За счет этих источников количество микробов в 1 мл после доения увеличивается с нескольких тысяч до десятков и сотен тысяч после обработки - фильтрации, охлаждения и разлива. В результате формируется очень богатая по составу микрофлора. Быстрое охлаждение является обязательной операцией, в противном случае в неохлажденном молоке развитие микрофлоры происходит быстро. Этому способствует благоприятный химический состав молока. В неохлажденном молоке за 24 ч численность микрофлоры увеличивается в 2-3 раза. При охлаждении до 3-8 °С наблюдается обратная картина- уменьшение количества микроорганизмов, происходящее под влиянием бактерицидных веществ, содержащихся в свежевыдоенном молоке. Период задержки развития микробов или их отмирания в молоке (бактерицидная фаза) тем продолжительнее, чем ниже температура хранящегося молока, чем меньше в нем микробов. Обычно эта фаза длится от 2 до 40 ч.
В дальнейшем наступает быстрое развитие всех микробов. Однако молочно-кислые бактерии, если они до этого находились даже в меньшинстве, постепенно становятся преобладающими. Это объясняется тем, что они используют молочный сахар, недоступный большинству прочих, микроорганизмов, а также тем, что молочная кислота и выделяемые некоторыми из них вещества - антибиотики (низин) угнетают развитие всех остальных микробов. Постепенно под влиянием накопившейся молочной кислоты прекращается размножение и молочно-кислых бактерий. В молоке, подвергшемся сквашиванию, создаются условия для развития плесневых грибов.
Активнее всего развиваются оидиум, пенициллиум и различные дрожжи. Потребляя кислоты, опресняя этим продукты, плесневые грибы создают возможность вторичного заселения объекта гнилостными бактериями. В конечном счете происходит полная гнилостная порча молока.
В пастеризованном молоке, кратковременно нагретом до 63-90 °С, последовательность смены микрофлоры резко меняется. Почти все молочно-кислые бактерии погибают, и полностью разрушаются бактерицидные вещества молока. В то же время сохраняются термостойкие и споровые формы микроорганизмов. Поэтому через некоторое время в таком молоке может начаться бурное размножение сохранившейся разнообразной микрофлоры. Отсутствие бактерицидных веществ, малочисленность или полное отсутствие молочно-кислых бактерий делают молоко «беззащитным». В этих условиях скисание, молока может не произойти, но даже незначительное обсеменение гнилостными или болезнетворными бактериями приводит его к порче, делает опасным для употребления. В этой связи ясно, почему при торговле пастеризованным молоком необходимо особенно строго выполнять санитарно-гигиенические требования и соблюдать температурные режимы хранения.
В последние годы в реализацию поступает много стерилизованного молока. При стерилизации полностью уничтожается микрофлора и молоку придается высокая стойкость при хранении. Для приготовления стерилизованного молока используют малообсемененное, абсолютно свежее, предварительно гомогенизированное сырое молоко. Однократная стерилизация его проводится при 140°С в течение нескольких секунд. Поэтому в. молоке сохраняются все биологические свойства, мало разрушаются даже витамины - С, В1, В6, B12.
При использовании молока низкого качества могут сохраняться споры сенной и картофельной палочек, бациллы цереус и др. Они способны вызывать порчу стерилизованного молока, разлагая в нем белки.
Помимо рассмотренной выше нормальной микрофлоры молока, следует учитывать возможность формирования в нем микрофлоры необычной, т. е. анормальной. К ней относят возбудителей различных инфекций - брюшного тифа, дизентерии, бруцеллеза и др., а также микробов, вызывающих появление в молоке горького, соленого, мылистого вкуса, синего или красноватого цвета и др.
Микробиология молочных продуктов. Сгущенное молоко представляет собой стойкий продукт. В процессе нагрева и стерилизации упакованного в банки молока в нем отмирает большинство микроорганизмов. Жизнеспособность сохраняют только некоторые споровые.
Микробиологическая порча чаще всего возникает при использовании непригодного, т. е. сильно обсемененного микробами, сырья. Развитие споровых бактерий и реже термофильных грибов приводит к забраживанию и гнилостным процессам в сгущенном молоке.
Менее жесткие требования по обсемененности микрофлорой и кислотности предъявляются к сырому молоку, используемому для выработки сгущенного молока с сахаром. Действие второго консервирующего фактора - высокого осмотического давления, создаваемого сахаром, препятствует прорастанию к развитию спор. Такое молоко микробиологической порче подвергается редко.
Сухое молоко имеет более обильную микрофлору, чем сгущенное. Это объясняется кратковременностью нагрева и невысокой температурой при сушке. В молочном порошке сохраняются все виды споровых микроорганизмов, термоустойчивые неспоровые виды микрококков, стрептококков, некоторые молочно-кислые бактерии, споры плесневых грибов. Эта нормальная микрофлора может вызывать порчу - прокисание, плесневение и т. д.- лишь при значительном увлажнении сухого молока.
Обнаружение в сухом молоке нетермостойких форм - кишечной палочки и патогенных стрептококков - может свидетельствовать об использовании низкокачественного сырья, несоблюдении термического режима обработки, нарушении санитарных норм при расфасовке и упаковке.
Микробиология кисло-молочных продуктов. Определяется она в первую очередь составом применяемых заводских заквасок, микрофлорой используемого молока и санитарно-гигиеническим состоянием производственного оборудования - вместимостей для молока, трубопроводов и др.
Для приготовления, кисло-молочных продуктов в пастеризованное охлажденное молоко вносят закваски чистой культуры того или иного вида или смеси чистых культур нескольких видов молочно-кислых бактерий. Для производства кефира и кумыса используют закваски, в составе которых имеются еще и дрожжи.
Применение чистых культур различных возбудителей молочно-кислого брожения обеспечивает получение готовых продуктов высокого качества с определенными стабильными свойствами. Примесь случайной микрофлоры ухудшает качество этих продуктов.
Микрофлора сыров представлена в основном микроорганизмами, принимавшими участие в сквашивании молока и в процессах созревания. Микрофлора, развившаяся из закваски, сохраняется лишь частично, так как значительная ее часть во время продолжительного второго подогрева сырного зерна (до 40-57 °С) гибнет. В 1 г сырного зерна сохраняется до 100 млн. клеток. В дальнейшем при прессовании число их в несколько раз увеличивается. Образование корки на сыре, просолка препятствуют развитию микрофлоры на поверхности. Дальнейшее развитие микробиологических процессов - молочно-кислого и пропионово-кислого брожений - идет при созревании сыров. Развиваются эти анаэробные процессы внутри и постепенно захватывают периферийные части сыра. В зависимости от температуры, влажности, солености, плотности головок, количества остаточного сахара и других факторов преимущественно идет тот или иной процесс, от чего и зависят специфические потребительские достоинства сыров. К концу созревания количество молочно-кислых бактерий снижается и увеличивается число пропионово-кислых. Вызываемый ими слабый протеолиз белков, накопление различных кислот, образование глазков за счет умеренного углекислого газа формируют вкус, аромат, консистенцию и рисунок сырного теста.
У мягких, слизистых сыров в отличие от твердых процесс созревания идет от поверхности внутрь. В созревании участвуют различные аэробные, и условно-анаэробные бактерии и плесневые грибы. Общее количество бактерий в 1 г сыра составляет миллиарды клеток.
В сырах могут оказываться и некоторые споровые микроорганизмы, например масляно-кислые. Обильно выделяя углекислый газ и водород, они могут вызывать образование неправильного рисунка, вспучивание, растрескивание головок сыров, придавать им несвойственный вкус. При хранении сыров в условиях повышенной влажности в местах повреждения корки они могут поражаться плесневыми грибами. Порча постепенно развивается вглубь и сопровождается размягчением сыров, образованием пушистого налета на поверхности, появлением неприятного запаха.
1. Дрожжи, встречающиеся в производстве молока и молочных продуктов. Их роль в формировании качества молочных продуктов
Основной микрофлорой кисломолочных продуктов является молочнокислые бактерии и дрожжи. В лабораториях микроорганизмы выделяют в чистом виде и специально выращивают (культивируют). Такие микроорганизмы, выращиваемые в специальных целях, называются «культурами» (культура молочнокислого стрептококка).
Молоко, сквашенное путем внесения в него определенных культур молочнокислых бактерий или дрожжей, называется закваской и предназначается для сквашивания молока при производстве кисломолочных продуктов. Для приготовления заквасок применяются следующие чистые молочнокислые культуры и дрожжи: молочный стрептококк (S. Lactis), болгарская палочка (L. Bulgaricus), ацидофильная палочка (L. acidophilus), ароматообразующие бактерии (S. diacetylactis, L. cremoris, S. acetoinicus, S. cremoris) и молочные дрожжи (Torula), сбраживающие лактозу, бифидобактерии и другие пробиотические культуры.
Молочнокислые стрептококки повышают кислотность молока до 120 °Т, молочнокислые палочки (болгарская и ацидофильная) - до 200-300 °Т и являются наиболее сильными кислотообразователями.
Для приготовления производственных заквасок применяют закваски чистых культур молочнокислых бактерий, которые могут быть жидкими и сухими. На жидких или сухих заквасках сначала готовят первичную (лабораторную) закваску. Для этого в стерильное молоко вносят порцию жидкой или сухой закваски, перемешивают и выдерживают в термостатах при температуре, являющейся оптимальной для данного вида культур.
Из первичной (лабораторной) закваски готовят вторичную (пересадочную), для этого 5% первичной закваски вносят в охлажденное молоко и выдерживают при температуре сквашивания. Вторичную закваску можно использовать как основную для получения производственной закваски.
Кислотность производственной закваски на молочнокислых стрептококках должна быть 90-100 °Т, на молочнокислых палочках 100-110°Т.
Перед использованием закваски проверяют ее органолептические показатели. Доброкачественная закваска должна достаточно быстро сквашивать молоко, иметь чистый вкус и запах.
Сгусток должен быть однородным, достаточно плотным, без газообразования и выделившейся сыворотки.
Для приготовления лабораторной закваски при производстве кефира используются кефирные грибки (зерна), микрофлора которых представляет собой симбиоз молочнокислых стрептококков и палочек, ароматообразующих бактерий и молочных дрожжей, микодермы и уксуснокислых бактерий.
Активность и чистота заквасок во многом определяют качество готового продукта.
При снижении активности заквасок (продолжительности свертывания) молоко не сквашивается или образуется дряблый сгусток. При развитии термоустойчивых молочнокислых палочек появляется излишняя кислотность продукта. Дрожжи, участвующие в созревании кефира, кумыса, ацидофильно-дрожжевого молока, при излишнем размножении вызывают вспучивание этих продуктов. Попадание уксуснокислых бактерий в сметану, творог может вызвать пороки консистенции.
Микробиология молока. Микробы попадают в молоко уже в момент выдаивания. Происхождение микрофлоры молока очень разнообразно. Некоторые микробы обитают в каналах сосков вымени и поэтому всегда находятся в выдоенном молоке. Кроме того, в молоко попадает множество микробов с поверхности вымени, шерсти животных, с рук доилыциков, с унавоженной подстилки, инвентаря и т. д., микробы могут заноситься в молоко мухами. За счет этих источников количество микробов в 1 мл после доения увеличивается с нескольких тысяч до десятков и сотен тысяч после обработки - фильтрации, охлаждения и разлива. В результате формируется очень богатая по составу микрофлора. Быстрое охлаждение является обязательной операцией, в противном случае в неохлажденном молоке развитие микрофлоры происходит быстро. Этому способствует благоприятный химический состав молока. В неохлажденном молоке за 24 ч численность микрофлоры увеличивается в 2-3 раза. При охлаждении до 3-8 °С наблюдается обратная картина- уменьшение количества микроорганизмов, происходящее под влиянием бактерицидных веществ, содержащихся в свежевыдоенном молоке. Период задержки развития микробов или их отмирания в молоке (бактерицидная фаза) тем продолжительнее, чем ниже температура хранящегося молока, чем меньше в нем микробов. Обычно эта фаза длится от 2 до 40 ч.
В дадьнейшем наступает быстрое развитие всех микробов. Однако молочно-кислые бактерии, если они до этого находились даже в меньшинстве, постепенно становятся преобладающими. Это объясняется тем, что они используют молочный сахар, недоступный большинству прочих, микроорганизмов, а также тем, что молочная кислота и выделяемые некоторыми из них вещества - антибиотики (низин) угнетают развитие всех остальных микробов. Постепенно под влиянием накопившейся молочной кислоты прекращается размножение и молочно-кислых бактерий. В молоке, подвергшемся сквашиванию, создаются условия для развития плесневых грибов.
Активнее всего развиваются оидиум, пенициллиум и различные дрожжи. Потребляя кислоты, опресняя этим продукты, плесневые грибы создают возможность вторичного заселения объекта гнилостными бактериями. В конечном счете происходит полная гнилостная порча молока.
В пастеризованном молоке, кратковременно нагретом до 63-90 °С, последовательность смены микрофлоры резко меняется. Почти все молочно-кислые бактерии погибают, и полностью разрушаются бактерицидные вещества молока. В то же время сохраняются термостойкие и споровые формы микроорганизмов. Поэтому через некоторое время в таком молоке может начаться бурное размножение сохранившейся разнообразной микрофлоры. Отсутствие бактерицидных веществ, малочисленность или полное отсутствие молочно-кислых бактерий делают молоко «беззащитным». В этих условиях скисание, молока может не произойти, но даже незначительное обсеменение гнилостными или болезнетворными бактериями приводит его к порче, делает опасным для употребления. В этой связи ясно, почему при торговле пастеризованным молоком необходимо особенно строго выполнять санитарно-гигиенические требования и соблюдать температурные режимы хранения.
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
МИКРОБИОЛОГИЯ МОЛОКА И МОЛО Ч НЫХ
ПР О ДУКТОВ
Учебное п о собие
И .А. Ер ё мина
Кемерово 2004
УДК 637.1: 579
Печатается по решению Редакционно-издательского совета
Кемеровского технологического института пищевой промышленности
Рецензенты:
Кандидат технических наук, доцент Кемеровского института (филиала) РГТЭУ О.С. Габинская;
Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Кемеровского сельскохозяйственного института Л.Г. Пинчук.
Еремина И.А.
Микробиология молока и молочных продуктов : Учебное пособие. - Кемерово, 2004. - 80 с.
Учебное пособие составлено в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования направления 6556900 - "Технология сырья и продуктов животного происхождения" для специальности 271100 "Технология молока и молочных продуктов".
Показана роль микроорганизмов в формировании качества молочных продуктов, рассмотрены их биологические свойства, а также микробиологические процессы, вызываемые технически важной микрофлорой, патогенными и условно-патогенными микроорганизмами.
Изложены основные принципы микробиологического контроля производства различных групп молочных продуктов.
Содержание
Некоторые представители технически важной микрофлоры могут играть как положительную, так и отрицательную роль в формировании качества молочных продуктов. Так, молочнокислые бактерии участвуют в процессе сквашивания молока, но могут вызывать и прокисание продукта; дрожжи участвуют в созревании кефира и кумыса, ацидофильно-дрожжевого молока, однако их развитие в других продуктах, а также излишнее размножение в вышеперечисленных продуктах приводит к их вспучиванию; уксуснокислые бактерии входят в состав микрофлоры кефирного грибка и способствуют образованию типичного вкуса кефира, но при этом они могут вызывать пороки вкуса и консистенции творога.
Условно-патогенные микроорганизмы являются возбудителями пищевых отравлений: токсикоинфекций и интоксикаций. Многие условно-патогенные микроорганизмы (например, Bacillus cereus, Clostridium perfringens, Staphylococcus aureus) способны размножаться в молочных продуктах, влияя на их органолептические показатели и накапливая токсины. Во многих молочных продуктах для оценки их качества определяют наличие золотистого стафилококка.
В нашей стране в качестве санитарно-показательных микроорганизмов для оценки санитарного состояния молока и молочных продуктов выбраны бактерии группы кишечной палочки (БГКП). По содержанию БГКП судят о степени загрязнения продуктов выделениями человека и, следовательно, о степени их эпидемиологической опасности для потребителя. Поэтому наличие БГКП нормируется для всех без исключения молочных продуктах.
Молочнокислые бактерии рода Streptococcus широко используются при производстве творога, сметаны, кисломолочных напитков и других продуктов. Этот род объединяет виды: Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris, Streptococcus diacetylactis, Streptococcus acetoinicus, Streptococcus thermophilus. Все молочнокислые стрептококки грамположительные, имеют клетки шаровидной формы, располагаются в зависимости от вида попарно, короткими и длинными цепочками.
Из рода Leuconostoc только Leuconostoc cremoris, Leuconostoc lactis и Leuconostoc dextranicum используются в молочной промышленности. Эти бактерии, как и стрептококки, имеют шарообразные клетки, соединенные в пары или цепочки. Многие представители рода Leuconostoc образуют капсулы, поэтому при их развитии на сахаросодержащих средах образуется слизь.
До последнего времени в нашей стране молочнокислые палочки было принято относить к семейству Lactobacterium (согласно классификации Красильникова, предложенной в 1949 г). Однако в современном определителе бактерий Берги эти микроорганизмы отнесены к семейству Lactobacillaceae, роду Lactobacillus. По морфологии эти бактерии имеют форму палочек, расположенных по одиночке, попарно, цепочками. Грамположительные, спор и капсул не образуют.
Все молочнокислые бактерии вызывают молочнокислое бр о жение - сбраживают лактозу и глюкозу до молочной кислоты. Особенностью молочнокислых бактерий является наличие у них ферментов: -галактозидазы , осуществляющей гидролиз лактозы до глюкозы и галактозы, и лактатдегидрогеназы , восстанавливающей пировиноградную кислоту, образующуюся при гликолизе, в молочную кислоту. В зависимости от вида возбудителя различают две формы молочнокислого брожения : гомоферме н тативное и гетероферментати в ное .
Микроорганизмы |
Продукты, для производства которых применяются |
Пороки, которые вызывают |
|
Streptococcus lactis |
Творог, сметана, напитки с плодово-ягодными наполнителями |
Нетипичный вкус, дряблая консистенция ацидофильных продуктов, прокисание пастеризованных молока, сливок |
|
Streptococcus cremoris |
Творог, сметана |
||
Streptococcus diacetylactis, Streptococcus аcetoinicus |
Творог, сметана, кислосливочное масло |
Стимулируют развитие термоустойчивых молочнокислых палочек - возбудителей порока "излишняя кислотность" |
|
Streptococcus thermophilus |
Ряженка, варенец, йогурт |
Нетипичный вкус и консистенция |
|
Lactobacillus acidophilus |
Ацидофилин, ацидо-фильное молоко, детские кисломолочные продукты |
Излишняя кислотность при медленном охлаждении после сквашивания |
|
Leuconostoc cremoris |
Творог, сметана |
Теряют активность в весеннее время |
|
Leuconostoc dextranicus |
Вспучивание кефира при активном развитии |
Физиологические свойства молочнокислых бакт е рий
Все молочнокислые бактерии факультативные анаэробы, ацидофилы. Большинство молочнокислых бактерий мезофилы, т.е. оптимальная температура для их развития 30 0 С. К термофилам (Т опт 35-40 0 С) относятся следующие молочнокислые бактерии: Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus lactis, Lactobacillus bulgaricus.
Молочнокислые бактерии очень требовательны к питательной среде. Они нуждаются в полном наборе аминокислот, витаминах группы В, компонентах нуклеиновых кислот (пуриновых и пиримидиновых основаниях). Естественным местообитанием молочнокислых бактерий являются поверхность растений, желудочно-кишечный тракт, молоко и молочные продукты, места разложения растительных остатков, навоз и др.
1 .2 Дрожжи
Систематическая принадле ж ность дрожжей
Дрожжи - это высшие грибы, утратившие способность образовывать мицелий и превратившиеся в одноклеточные организмы
Относятся к надцарству эукариот, отделу истинных грибов, большинство дрожжей являются представителями двух классов: аскомицетов и дейтеромицетов. Кроме того, дрожжи делятся на спорогенные и аспорогенные. В молоке и молочных продуктах чаще всего встречаются спорогенные дрожжи семейства Saccharomycetaceae (например, родов Saccharomyces, Zygosaccharomyces) и аспорогенные дрожжи семейства Torulopsidaceae (родов Torulopsis, Candida, Mycoderma и др.).
В основу классификации дрожжей положены следующие признаки: различия в характере их вегетативного размножения, способность к спорообразованию и половому размножению, а также другие морфологические и физиологические свойства.
Многие дрожжи являются возбудителями спиртового брож е ния - процесса анаэробного окисления сахаров до этилового спирта:
С 6 Н 12 О 6 2СН 3 СН 2 ОН 2СО 2 Е
глюкоза этиловый спирт
Возможность дрожжей размножаться в молоке и молочных продуктах определяется их способностью сбраживать или окислять лактозу, а также наличием в молоке микрофлоры, обладающей -галактозидазной активностью (см. п.1.1.). В связи с этим дрожжи, встречающиеся в молоке и молочных продуктах, делятся на 3 гру п пы :
· Дрожжи, не способные к спиртовому брожению, но п о требляющие лактозу путем непосредственного окисления (в молоке растут, но лактозу не сбраживают). К таким дрожжам относятся дрожжи родов Mycoderma, Torula.
· Дрожжи не сбраживающие лактозу, но сбраж и вающие другие сахара . Эти дрожжи могут развиваться только в совместной культуре с микроорганизмами, которые обладают -галактозидазной активностью и осуществляют гидролиз молочного сахара до глюкозы и галактозы. Такими дрожжами являются большинство видов дрожжей рода Saccharomyces.
· Дрожжи, сбраживающие лактозу . Таких дрожжей не много. Наиболее часто в молочных продуктах встречаются следующие виды дрожжей этой группы: Saccharomyces lactis, Saccharomyces fragilis, Torulopsis kefir, Torulopsis sphaerica, Candida pseudotropicalis и др.
Физи о логические свойства дрожжей
Большинство дрожжей являются факультативными анаэробами, некоторые дрожжи - аэробы. Хорошо растут в кислой среде (ацидофилы). По отношению к температуре дрожжи являются мезофилами, так как оптимальная температура для их развития 25-30 0 С. Более высокая температура стимулирует развитие дрожжей вида Torulopsis sphaerica и дрожжей, не сбраживающих лактозу. В качестве источника углерода лучше всего используют гексозы, другие углеводы, спирты, органические кислоты. Источниками азота для них являются соли аммония, аминокислоты, пептиды.
Естественным местообитанием дрожжей является поверхность плодов и ягод, сок и поверхность листьев, нектар, вода, почва, кожные покровы и пищеварительный тракт людей и животных. Имеются патогенные и условно-патогенные формы дрожжей, которые вызывают кандидомикозы.
Роль дрожжей в формировании качества молочных пр о дуктов исключительно велика. Они используются при производстве кефира и кумыса, являясь не только возбудителями спиртового брожения, но и продуцентами витаминов группы В, антибиотических веществ, подавляющих развитие туберкулезной палочки и других патогенных микроорганизмов. Продукты жизнедеятельности дрожжей активизируют развитие молочнокислых бактерий. Некоторых дрожжи используются в производстве масла, так как предотвращают развитие на его поверхности микроскопических грибов и, таким образом, повышают стойкость масла в процессе хранения.
С другой стороны, дрожжи являются вредителями производства многих молочных продуктов.
Интенсивное развитие дрожжей незаквасочного происхождения нередко приводит к вспучиванию, изменению вкуса творога, сметаны, сладких творожных изделий, обильному газообразованию сгущенного молока с сахаром (бомбаж банок), возникновению спиртового вкуса и запаха, а также к вспучиванию сыров.
1.3 Уксу с нокислые бактерии
Систематическая принадлежность уксуснокислых бакт е рий и их морфол о гические свойства
Относятся к роду Acetobacter, в который входят 11 видов, типовым из которых является Acetobacter aceti.
Уксуснокислые бактерии (ацетобактерии), выделенные из молочных продуктов, являются подвижными грамотрицательными палочками, которые располагаются поодиночке, попарно, цепочками. Спор и капсул не образуют.
Ацетобактерии осуществляют уксуснокислое брожение - окисление спирта в аэробных условиях в уксусную кислоту:
СН 3 СН 2 ОН О 2 СН 3 СООН Н 2 О Е
этиловый спирт уксусная кислота
Физиологические свойства уксу с нокислых бактерий
Уксуснокислые бактерии являются строгими аэробами. Оптимальная температура роста 30 0 С, температурные пределы развития 5-42 0 С. Ацидофилы (оптимум рН 5,4-6,3, но могут расти при рН 4,0-4,5). Растут на простых и сложных питательных средах, большинство штаммов не нуждается в витаминах. Этанол и молочная кислота являются хорошими источниками углерода.
Способны окислять молочную и уксусную кислоту до диоксида углерода и воды (сверхокисление). Хорошо окисляют также многие аминокислоты, лактозу не гидролизуют.
Пигментов не образуют, но клеточная масса может быть розовой из-за наличия порфиринов; некоторые штаммы образуют коричневый водорастворимый пигмент.
На жидких подкисленных средах образуют пленку. В молоке развиваются плохо и кислоты не образуют.
микробиология молоко молочный продукт
Местообитание : на фруктах, овощах, в скисших фруктовых соках, в уксусе, алкогольных напитках.
Роль ацетобактерий в формировании качества молочных пр о дуктов может быть как положительной, так и отрицательной.
С одной стороны, уксуснокислые бактерии входят в состав естественной симбиотической закваски для кефира и придают кефиру при умеренном развитии специфический вкус и аромат.
С другой стороны, развитие этих бактерий в сметане, твороге, простокваше приводит к появлению нежелательного запаха и привкуса уксусной кислоты и ослизнению продукта.
1 .4 Пропионовокислые ба к терии
Систематическая принадлежность пропионовокислых бактерий и их морфологические сво й ства
Пропионовокислые бактерии относятся к семейству Propioni-bacteriaceae, роду Propionibacterium, который включает 8 видов.
В молочной промышленности, в частности, в сыроделии, наиболее часто используют Propionibacterium shermanii.
Пропионовокислые бактерии представляют собой мелкие неподвижные, не образующие спор и капсул полиморфные палочки.
Клетки могут быть кокковидными, удлиненными, раздвоенными или разветлеными. Располагаются одиночно, попарно, короткими цепочками, в виде букв V или Y или в виде китайских иероглифов
Пропионовокислые бактерии являются возбудителями пр о пион о вокислого брожения - процесса сбраживания моносахаров, молочной и яблочной кислот, глицерина, пептонов и других веществ в пропионовую и уксусную кислоты, диоксид углерода и воду:
3С 6 Н 12 О 6 4СН 3 СН 2 СООН 2СН 3 СООН 2СО 2 2Н 2 О Е
глюкоза пропионовая кислота уксусная кислота
Физиологические сво й ства
Пропионовокислые бактерии являются факультативными анаэробами: они могут развиваться в аэробных и анаэробных условиях, хотя большинство штаммов лучше растут в строго анаэробных условиях. Оптимальный рост наблюдается при температуре 30-37 0 С и рН около 7. Для своего роста требуют наличия в среде витаминов (пантотеновой кислоты, тиамина и биотина), белков, аминокислот, но могут развиваться и на средах с внесением неорганических соединений азота (например, солей аммония). В молоке пропионовокислые бактерии развиваются медленно и свертывают его через 5-7 дней.
Местообитание : желудочно-кишечный тракт жвачных животных, молоко и молочные продукты.
Роль в формировании качес т ва молочных продуктов
Используются в производстве твердых сыров с длительным сроком созревания: сбраживают молочную кислоту, которая образуется при сбраживании лактозы молочнокислыми бактериями, в пропионовую и уксусную кислоту. Эти кислоты придают сырам острый вкус, а образующийся в процессе брожения диоксид углерода формирует рисунок сыра. Кроме того, пропионовокислые бактерии, являясь активными продуцентами витамина В 12 , обогащают сыры этим витамином.
1 .5 Бифид о бактерии
Систематическая принадлежность биф и добактерий, их морфологические и физиологические сво й ства
Бифидобактерии относятся к семейству Actinomycetaceae, роду Bifidobacterium, который включает более 20 видов. Типовым видом является Bifidobacterium bifidum.
Бифидобактерии представляют собой чрезвычайно вариабельные мелкие палочки - прямые, изогнутые, разветвленные, раздвоенные V - или Y-формы, булавовидные, лопатовидные. Грамположительные, спор и капсул не образуют.
По отношению к кислороду бифидобактерии являются строгими анаэробами, однако в процессе культивирования они приобретают способность развиваться в присутствии небольшого количества кислорода. Оптимальной является температура 36-38 0 С, температурные пределы роста 20-50 0 С. Оптимальное значение активной кислотности 6-7.
Бифидобактерии культивируют на молоке, гидролизованном молоке или на гидролизате казеина, а также на печеночном бульоне с добавлением ростовых веществ (дрожжевого автолизата, кукурузного экстракта, цистеина и др.).
Большинство штаммов бифидобактерий не сквашивают молоко или сквашивают его через 4 суток и более. Однако в процессе культивирования биохимическая активность этих бактерий повышается и свертывание молока происходит через 24-36 часов.
Бифидобактерии сбраживают глюкозу, галактозу, фруктозу, лактозу и др. При сбраживании глюкозы образуются уксусная, молочная кислоты, небольшое количество муравьиной и янтарной кислот.
Местообитание : Бифидобактерии являются облигатной микрофлорой кишечника.
Выполняют ряд полезных для организма фун к ций :
· Оказывают положительное влияние на структуру слизистой оболочки кишечника и ее адсорбционную способность;
· Активно синтезируют витамины группы В, аскорбиновую кислоту, витамин К;
· Образуют из неорганических соединений азота некоторые незаменимые аминокислоты (например, аланин, валин, аспарагин);
· Создают кислую реакцию среды в кишечнике;
· Обладают антагонистической активностью против патогенных микроорганизмов - возбудителей кишечных инфекций;
· Способствуют лучшему усвоению солей кальция, витамина Д, железа.
В связи с вышесказанным, бифидобактерии в настоящее время нашли широкое применение при создании новых молочных продуктов детского и лечебно-профилактического питания, а также используются в качестве пробиотиков для животных, так как способствуют нормализации микрофлоры кишечника.
Вопросы для самопрове р ки
1. Какова систематическая принадлежность молочнокислых ба к терий ?
2. Охарактеризуйте морфологические свойства молочнокислых стрептококков, лейконостоков, молочнокислых п а лочек .
3. В чем отличие гомоферментативного молочнокислого брожения от гет е роферментативного ?
4. Перечислите виды гомоферментативных молочнокислых бакт е рий .
5. Какие виды гетероферментативных молочнокислых бактерий Вам и з вестны ?
6. Где обитают молочнокислые ба к терии ?
7. Какова роль молочнокислых бактерий в формировании к а чества молочных проду к тов ?
8. Какие дрожжи встречаются в молоке и молочных проду к тах ?
9. На какие группы делятся дрожжи в зависимости от способн о сти сбраживать ла к тозу ?
10. Какова роль дрожжей в формировании качества молочных пр о дуктов ?
11. В каком продукте уксуснокислые бактерии входят в состав п о лезной микрофл о ры ?
12. Какова роль пропионовокислых бактерий в формировании кач е ства тве р дых сыров ?
13. Перечислите морфологические и физиологические свойства бифидобакт е рий .
14. Какую роль выполняют бифидобактерии в органи з ме ?
Аэробные спорообразующие бактерии относятся к семейству Bacillaceae, роду Bacillus. Это грамположительные палочки, образующие термоустойчивые споры. Палочки в зависимости от вида могут располагаться поодиночке, попарно и цепочками. В молоке и молочных продуктах чаще всего встречаются Bacillus subtilis, Bacillus polymyxa, Bacillus megaterium, Bacillus coagulans, Bacillus stearother-mophilus. Многие аэробные спорообразующие бактерии вызывают пороки молочных продуктов (горький вкус, преждевременное свертывание молока без повышения кислотности и др.).
Бесспоровые факультативно-анаэробные гнилостные бакт е рии представляют семейство Enterobacteriaceae родов Proteus (Proteus vul-garis) и Ecsherichia (Ecsherichia coli). Это грамотрицательные бесспоровые палочки, располагающиеся поодиночке. Капсул не образуют. В молочных продуктах вызывают пороки: нечистый вкус, горький вкус, коричневые пятна на корке голландского сыра и др.
Грибы - аэробы, но могут расти и в глубине продукта при наличии пустот и минимальном доступе воздуха. Мезофилы, но могут развиваться в очень широком температурном диапазоне (термотолерантны), например, при низких температурах - от 5 до 2 0 С. Являются ацидофилами, т.к. предпочитают кислую реакцию среды. Споры грибов погибают при пастеризации молока, но устойчивы к дезинфицирующим растворам.
Окисление жира микроскопическими грибами начинается с гидролиза жира под действием липолитических экзоферментов до глицерина и высших жирных кислот. Этот процесс не обеспечивает микроорганизмы энергией, поэтому образовавшиеся продукты гидролиза используются в качестве энергетического материала. Процесс окисления глицерина и высших жирных кислот протекает только в аэробных условиях. Глицерин быстро окисляется до диоксида углерода и воды. Окисление высших жирных кислот идет медленно. В процессе окисления образуются промежуточные продукты: кетоны, альдегиды, оксикислоты, которые придают окисленному жиру прогорклый вкус.
Некоторые виды гриба Penicillium, такие как Penicillium roqui-forti, Penicillium camamberti, Penicillium candidum, называются "благородными плесенями". Они используются в производстве некоторых видов мягких сыров, придавая сыру своеобразные вкус, обусловленный изменением молочного сахара, белковых веществ, молочного жира и образованием летучих жирных кислот.
При производстве кисломолочных продуктов наибольшее значение имеют фаги, поражающие мезофильные молочнокислые стрептококки: Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris, Streptococcus diacetilactis. Обнаружены бактериофаги, поражающие Streptococcus thermophilus и молочнокислые палочки. Однако среди этих микроорганизмов бактериофаги встречаются очень редко.
При инфекции клеток умеренными фагами (профагами) нуклеиновая кислота фага встраивается в генетический аппарат клетки, не принося ей вреда. При размножении бактерий происходит синтез не только ДНК клетки, но и нуклеиновой кислоты фага. Потомство клетки, содержащей профаг, называется лизогенной культ у рой . Под действием на лизогенную культуру внешних факторов умеренный фаг может превратиться в вирулентный и вызвать лизис клеток бактерий.
· Патогенность - потенциальная способность микроорганизма определенного вида приживаться в макроорганизме, размножаться в нем и вызывать определенное заболевание. Патогенность является видовым признаком болезнетворных микроорганизмов. Для оценки и сравнения патогенности отдельных штаммов патогенных микробов используется понятие "вирулентность " - степень их болезнетворного действия. Вирулентность не является постоянным признаком патогенных микробов и под влиянием различных факторов внешней среды она может быть повышена, понижена и даже утрачена.
Эндотоксины (внутренние токсины) прочно связаны с микробной клеткой и выделяются в среду только после гибели микроорганизма. Эндотоксины обычно образуют грамотрицательные бактерии. По химической природе это липополисахаридный комплекс, который входит в состав липополисахаридного комплекса клеточной стенки. По характеру действия на организм эндотоксины не отличаются строгой специфичностью и вызывают общие признаки интоксикации организма: головную боль, повышение температуры, слабость, отдышку, рвоту, кишечные расстройства. Эндотоксины устойчивы к действию высокой температуры: выдерживают длительное кипячение и даже автоклавирование в течение 30 мин.
Источниками инфекции являются больные и переболевшие люди и животные, выделяющие болезнетворные микробы в окружающую среду. Существуют два основных способа передачи возб у дителей инфекционных болезней : путем прямого контакта с источником инфекции и путем непрямого контакта через посредников. Период от момента заражения до появления первых симптомов (признаков) заболевания называется и н кубационным периодом .
Бактерицидные свойства парного молока. Пути проникновения микроорганизмов. Санитарное качество молока при стойловом содержании коров. Переработка загрязненных партий УВТ или стерилизованных молочных продуктов. Качественный состав микрофлоры продукции.
реферат , добавлен 23.11.2010
Микрофлора внешней среды как основной источник инфицирования продуктов микроорганизмами - возбудителями пищевых отравлений. Группы вирусов и бактерий молока, молочных продуктов и сыров. Характеристика отдельных видов инфекций. Меры профилактики.
реферат , добавлен 30.04.2011
Основные понятия и свойства молочных и кисломолочных продуктов. Исследование ассортимента молочных изделий магазина "Кировский". Анализ товароведных особенностей избранной группы продовольственных товаров. Оценка результатов экспертизы качества.
курсовая работа , добавлен 09.07.2015
Технология производства и товароведная характеристика молока: классификация, химический состав и пищевая ценность, условия хранения и транспортирования. Экспертиза молока и молочных товаров: нормативные документы, методы определения показателей качества.
курсовая работа , добавлен 13.01.2014
Состояние и перспективы развития рынка молочных товаров. Характеристика основных показателей качества продуктов. Сравнительная характеристика качества молочных товаров в ТП "Астор" с требованиями стандарта на примере молока питьевого пастеризованного.
курсовая работа , добавлен 14.03.2016
Сухие молочные продукты как сыпучие порошки, которые характеризуются высокой массовой долей сухих веществ. Физические модели частиц сухого молока. Технологии производства сухих молочных продуктов. Цельное сухое молоко: свойства, выработка, пастеризация.
реферат , добавлен 25.11.2010
Способы и режимы технологических процессов. Требования к органолептическим и микробиологическим показателям молочных продуктов. Состав молочного сырья. Потери сливок при сепарировании. Нормы расхода молока, сметаны, творога и кефира при фасовании.
курсовая работа , добавлен 17.02.2012
Правила, методы и приборы для измерения жирности молочных продуктов: фотоэлектрические и ультразвуковые жиромеры, жиромеры, основанные на измерении удельной теплоемкости молока. Контроль деталей по альтернативному признаку с использованием калибров.
курсовая работа , добавлен 08.12.2010
Ассортимент и потребительские свойства молочных товаров: молока и сливок, сгущенного и сухого молока, кисломолочных продуктов, сыров и мороженного. Рассмотрение классификации молочных товаров в Товарной номенклатуры внешне-экономической деятельности.
курсовая работа , добавлен 07.11.2014
Ассортимент продукции, способы ее производства, определение объемов выработки. Характеристика молока и молочных продуктов. Технохимический и микробиологический контроль качества. Выбор оборудования. Расчет технико-экономических показателей предприятия.
Количественный и качественный состав микрофлоры свежего сырого молока очень разнообразен. Он зависит от многих факторов, например от степени чистоты шкуры животного и доильных аппаратов; воды, используемой для мойки; воздуха доильных помещений и многих других причин. В молоке, полученном даже в асептических условиях, содержатся микроорганизмы, количество которых колеблется от единиц до тысяч клеток в 1 мл. В основном это стафилококки, молочнокислые стрептококки, микрококки, могут встречаться бактерии группы кишечной палочки, спорообразующие бактерии. Среди них имеются микроорганизмы, способные вызывать различные пороки молока, например, прогоркание, посторонние привкусы и запахи, изменение цвета (посинение, покраснение), тягучесть. Могут встречаться возбудители различных инфекционных заболеваний (дизентерии, брюшного тифа, бруцеллеза, туберкулеза и др.). Наибольшее содержание психротрофных бактерий в сыром молоке отмечается летом (1 * 10 6 в 1 мл) и осенью (8 10 5 в 1 мл). Дальнейшее изменение микробной обсемененности молока определяется режимами его охлаждения и продолжительностью выдержки до переработки.
В свежем молоке содержатся бактерицидные вещества - лактенины, которые в первые часы после дойки задерживают развитие в молоке бактерий, а многие из них даже гибнут. Период времени, в течение которого сохраняются бактерицидные свойства молока, называют бактерицидной фазой. Бактерицидность молока со временем снижается и тем быстрее, чем больше в молоке бактерий и выше его температура. Чтобы удлинить бактерицидную фазу молока, необходимо возможно скорее охладить его до 10°С, обычно эта фаза длится от 2 до 40 ч.
В дальнейшем наступает быстрое развитие всех микробов. Однако молочнокислые бактерии, если они до этого находились даже в меньшинстве, постепенно становятся преобладающими. Это объясняется тем, что они используют молочный сахар, недоступный большинству прочих микро организмов, а также тем, что молочная кислота и выделяемые некоторыми из них вещества-антибиотики (низин) угнетают развитие всех остальных микробов. Постепенно под влиянием накопившейся молочной кислоты прекращается размножение и молочнокислых бактерий. В молоке, подвергшемся сквашиванию, создаются условия для развития плесневых грибов и дрожжей. Эти микроорганизмы используют молочную кислоту и образуют щелочные продукты распада белка; кислотность молока снижается, снова в нем могут развиваться гнилостные бактерии. В конечном счете происходит полная гнилостная порча молока.
В пастеризованном молоке, кратковременно нагретом до 63-90°С, последовательность смены микрофлоры резко меняется. Почти все молочнокислые бактерии погибают, и полностью разрушаются бактерицидные вещества молока. В то же время сохраняются термостойкие и споровые формы микроорганизмов. Хранить пастеризованное молоко необходимо при температуре ниже 10°С не более 36-48 ч с момента пастеризации.
Молоко, поставляемое в торговую сеть и на предприятия общественного питания, должно соответствовать требованиям стандарта на молоко питьевое.
Предельно допустимое количество бактерий в 1 мл пастеризованного молока и его категория в зависимости от бактериальной обсемененности указаны в таблице 13.
В молоке не допускается содержание патогенных микроорганизмов. На предприятия общественного питания молоко должно поступать охлажденным, хранят его в холодильной камере при температуре 4-8°С. Срок хранения не должен превышать 36 ч.
Стерилизованное молоко (нагретое до 140° С несколько секунд), приготовленное из свежего качественного молока, микробов не содержит и поэтому в герметичной упаковке сохраняется до 4-х месяцев.
В молоко могут попадать болезнетворные микробы - возбудители дизентерии, брюшного тифа, бруцеллеза, туберкулеза. Поэтому в общественном питании молоко обязательно кипятят.
Сухое молоко - неблагоприятная среда для развития микробов (в силу пониженной влажности продукта), хотя в нем сохраняются все споры бацилл, термостойкие неспоровые виды микрококков, стрептококков, некоторые молочно-кислые бактерии, плесневые грибы. Эти микробы могут вызвать при сильном увлажнении молока плесневение, прокисание его.
Обнаружение в сухом молоке кишечной палочки, патогенных стрептококков свидетельствует об использовании низкокачественного сырья, несоблюдение температуры сушки молока, расфасовки, упаковки его.
Сгущенное молоко хорошо сохраняется, т.к. большая концентрация сахара или стерилизация убивает большинство микробов. Жизнеспособность сохраняют только некоторые споровые бактерии. Сильно обсемененное сырье, из которого изготовлено сгущенное молоко, может привести к забраживанию или гниению его.
По сравнению с молоком кисломолочные продукты обладают повышенной стойкостью при хранении. Они являются, кроме того, неблагоприятной средой для развития многих патогенных бактерий. Это обусловлено их повышенной кислотностью и содержанием антибиотических веществ, вырабатываемых некоторыми молочнокислыми бактериями.
Для приготовления кисломолочных продуктов в пастеризованное охлажденное молоко вносят закваски чистой культуры того или иного вида или смеси чистых культур нескольких видов молочнокислых бактерий.
Применение чистых культур различных возбудителей молочнокислого брожения обеспечивает получение готовых продуктов высокого качества с определенными стабильными свойствами. Примесь случайной микрофлоры ухудшает качество этих продуктов.
При санитарной оценке кисломолочных продуктов обычно определяют их органолептические свойства, кислотность, и некоторых случаях - бактериологические показатели.
Несвежее молоко прокисает, творожные изделия при порче прогоркают, ослизняются, приобретают кислый запах; кефир, простокваша расслаиваются, приобретают неприятный запах.
Кисломолочные продукты содержат в себе микроорганизмы, входящие в состав заводской закваски: чистые культуры молочно-кислого стрептококка, болгарской и ацидофильной палочек, дрожжей - для кефира и кумыса. Кроме того, микрофлора кисломолочных продуктов зависит от микробов молока и санитарного состояния оборудования.
Сыры содержат микроорганизмы закваски и процесса созревания, под действием которых протекает молочнокислое и пропионовокислое брожение внутри сыров. В зависимости от температуры, влажности, солености, плотности головок сыра, количества остаточного сахара идет тот или иной процесс, от чего зависят специфические потребительские достоинства сыров. К концу созревания молочнокислое брожение снижается, а пропионовокислое увеличивается, вызывая гидролиз белков, накопление различных кислот, образование глазков, появление вкуса, аромата, консистенции сыров.
У мягких слизистых сыров процесс созревания идет от поверхности, где находятся различные бактерии, плесневые грибы, а затем проникает внутрь сырной массы.
Порчу сыров в виде неправильного рисунка , вспучивания, растрескивания головки, несвойственного вкуса и запаха вызывают масляно-кислые бактерии, а плесневение сыров вызывают плесневые грибы.
Микробиология пищевых жиров
Сливочное масло, содержащее много воды, белков, углеводов, обсеменено сотнями тысяч гнилостных, молочно-кислых, жирорасщепляющих и протеолетических бактерий, а в кисло-сливочном масле, кроме того, содержатся и ароматообразующие кокки. Жирорасщепляющие бактерии могут вызывать прогоркание жиров, придавая маслу горький вкус. Поэтому сливочное масло хранится не долго (до 10 суток) при температуре + 4°С.
Жиры топленые животные и растительные масла, содержащие мало влаги (до 0,3 %), стойки к воздействию микробов, а следовательно, хорошо хранятся.
Посторонняя микрофлора, попавшая в жиры из того или иного источника, может вызвать ряд нежелательных пороков вкуса и запаха.
Горький вкус жира может возникнуть при обильном обсеменении его гнилостными бактериями, например неспороносными флюоресцирующими бактериями (Pseudomonas fluorescens), обладающими термоустойчивыми протеолитическими ферментами, выдержавшими пастеризацию молока. При разложении белков плазмы этими микроорганизмами образуются пептоны, имеющие горький вкус. Прогорклый вкус и неприятный запах возникают в жирах вследствие их разложения некоторыми дрожжами, мицелиальными грибами и флюоресцирующими гнилостными бактериями. Некоторые из образующихся низкомолекулярных летучих жирных кислот, например масляная, обладают едким запахом, напоминающим запах прогорклого масла.
Плесневение жира происходит в результате развития аэробных мицелиальных грибов и только при доступе воздуха.
Кислый вкус жира возникает в результате хранения его при температуре выше 10°С, когда в нем развиваются термофильные молочнокислые бактерии.
Для защиты жиров от бактериальной порчи в них вводят консерванты, способные тормозить развитие некоторых видов мицелиальных грибов, дрожжей и бактерий. В качестве консервантов применяются бензойная кислота, бензойнокислый натрий, сорбиновая кислота и сорбат натрия. Количество консервантов не должно превышать 0,07- 0,12%. Увеличение их концентрации ведет к ухудшению органолептических показателей жиров.
Микробилогия яйца
Яйцо обсеменяется микроорганизмами во время снесения. Внутреннее содержимое яйца здоровой птицы долго остается без микробов, благодаря естественному иммунному веществу яйца - лизоциму, высохшей пленки на поверхности яйца и подскорлупной оболочки, препятствующих проникновению микробов внутрь. В процессе хранения защитные силы яйца слабеют, надскорлупная и подскорлупная оболочки разрушаются. Микробы (кишечная палочка, про-i ей, стафилококки, плесневые грибы) через поры проникают в яйцо, подвергая его порче: гниению белка с выделением неприятного запаха (аммиак, сероводород), плесневению с появлением черных пятен под скорлупой.
У больной птицы, часто водоплавающей, в кишечнике могут содержаться сальмонеллы, обсеменяющие яйцо внутри при формировании его в организме птицы и на скорлупе. Такое яйцо вызывает у и людей заболевание - сальмонеллез. Запрещается использовать утиные и гусиные яйца для изготовления кондитерских изделий с кремом, мороженого, майонеза, меланжа, яичных порошков. Такие яйца используют в производстве кондитерских изделий, где они подвергаются воздействию высоких температур. Поэтому гусиные, утиные яйца в общественное питание и в торговлю не поступают. Чтобы удалить микробы с поверхности куриных яиц, их перед использованием тщательно моют с использованием моющих и дезинфицирующих средств.
При продолжительном или неправильном хранении яиц постепенно снижается активность лизоцима, изменяются физико-химические свойства их содержимого, нарушается целостность оболочек и яйцо может подвергнуться микробиологической порче. Скорость порчи яиц зависит от температуры хранения, относительной влажности воздуха, состояния скорлупы, состава микрофлоры. Большое значение имеет состояние тары и упаковочного материала. Яйца с грязной и влажной скорлупой портятся значительно быстрее, чем с чистой и сухой. Размножение микроорганизмов в яйце вызывает гнилостное разложение его содержимого. Микробы могут разжижать белок, придавать ему несвойственную окраску (покраснение, позеленение, почернение) и неприятный запах (гнилостный, затхлый, сырный). Желток при этом может оставаться неизменным. Внутри яйца может скапливаться большое количество газов (NH 3 , H 2 S), иногда разрывающих скорлупу. Нередко белок перемешивается с желтком - образуется однородная, мутная, бурая жидкая масса с неприятным запахом. При овоскопировании такое яйцо не просвечивается. Возбудителями порчи яиц чаще всего являются кишечная палочка, протей, стафилококки, плесневые грибы (аспергиллюс, пенициллиум и др.).
Меланж - замороженная смесь белка и желтка. является скоропортящимся яичным продуктом, поэтому поступает в общественное питание всегда в замороженном виде и используется только в тесто, изделия из которого подвергают длительной тепловой обработке. Хранить меланж допускается только в замороженном виде. В меланже обычно содержится значительное количество разнообразных микроорганизмов, поэтому размороженный меланж необходимо реализовать в течение нескольких часов, сохраняя его в охлажденном виде. В нем нормируется обсемененность микробами, т. е. титр кишечной палочки должен быть не менее 0,1; не должно содержаться патогенных микробов.
Яичный порошок содержит несколько сот тысяч микроорганизмов в 1 г продукта, в том числе, обнаруживают кишечную палочку, сальмонеллы, гнилостную палочку (протей). Яичный порошок следует хранить сухим (влаги до 8,5 %), а в разведенном виде быстро подвергать тщательной тепловой обработке при высокой температуре.