Микробиология молочных продуктов.

Человеку давно известно, что молоко после получения быстро сквашивается. Но он узнал также, что в кислом молоке не так быстро происходит разложение белка и другие нежелательные изменения, поэтому при обработке молока он создавал условия для его сквашивания, что позволяло сохранять его в течение нескольких дней. Методы обработки молока у разных народов были различны, в связи с чем получаемые продукты также отличались один от другого. Таким образом, возникало большое число кисломолочных продуктов, известных под различными названиями: у осетин - кефир, у русских - простокваша, у татар – катык, у армян - мацун, у украинцев – ряженка, у народностей, занимающихся коневодством, - кумыс. Все они сквашиваются молочнокислыми бактериями, а в некоторых, кроме того, одновременно идет и спиртовое брожение.

Интерес к кисломолочным продуктам возник под влиянием идей и трудов И.И. Мечникова (1907 г). Он обратил внимание на то, что жители стран Балканского полуострова отличаются особым долголетием. Причину этого он связывал с тем, что жители этих стран регулярно употребляют в пищу большое количество кисломолочных продуктов. По мнению И.И. Мечникова, молочнокислые бактерии, содержащиеся в этих продуктах, способны приживаться в кишечнике человека и благотворно влиять на организм. В толстом отделе кишечника обычную микрофлору составляют гнилостные бактерии, выделяющие индол, скатол, которые, всасываясь через стенки кишечника в кровь, постепенно отравляют организм человека. Ученый пришел к выводу, что гнилостный процесс в кишечнике можно ослабить или совсем заглушить, употребляя постоянно кисломолочные продукты. В результате жизнедеятельности молочнокислых бактерий образуется молочная кислота, и реакция среды кишечника из щелочной становится кислой. В кислой среде гнилостные бактерии не могут развиваться, поэтому устраняется источник отравления организма. Кроме того, продукты метаболизма молочнокислых бактерий содержат антибиотические вещества (низин), губительные для гнилостных и патогенных микроорганизмов.

Мечниковская теория об удлинении жизни сильно стимулировала общественный интерес к кисломолочным продуктам. Также известно, что кисломолочные продукты в диетическом отношении более ценны, чем молоко и, кроме того, обладают лечебными свойствами. Усвояемость кисломолочных продуктов повышается также в результате частичной пептонизации белков, т.е. разложении их на более простые вещества. Так цельное молоко за час усваивается на 32%, а кисломолочные продукты – на 92%. Учитывая этот факт в детских молочных кухнях, кефир предлагают самым маленьким детям, как заменитель материнского молока.

Все кисломолочные продукты делят на две группы: продукты молочнокислого брожения - простокваша, ацидофильное молоко, сметана и продукты смешанного молочнокислого и спиртового брожения – кефир, кумыс, катык. Продукты первой группы характеризуются плотным сгустком, а второй - более острым вкусом, нежным сгустком, пронизанным пузырьками углекислого газа, исчезающими при встряхивании.
Продукты молочнокислого брожения. Простокваша – как показывает само название «молоко просто сквасилось» в результате жизнедеятельности бактерий, попавших в молоко из соскового канала и молочной посуды, а по сути дела, это молоко в фазе молочнокислых бактерий. Такую простоквашу готовят в домашних условиях только из сырого молока.

На молочном заводе все поступившее молоко подвергают обязательной пастеризации, при этом основная масса молочнокислых бактерии погибает, а главное, не могут специалисты молочного дела доверить приготовление кисломолочных продуктов «диким штаммам» молочнокислых бактерий. Для этой цели бактериологи молочного завода покупают закваски из чистых культур молочнокислых бактерий из производственных лабораторий. На каждую культуру молочнокислых бактерий имеется паспорт, в котором дается полная характеристика микроба: название в латинской транскрипции, морфологические, культуральные, биохимические свойства и предельная кислотообразующая способность в градусах по Тернеру. Молочнокислые закваски выпускают в двух видах: лиофильно высушенные и жидкие концентрированные, разлитые во флаконы с этикетками.

Сухой бактериальный концентрат используют для приготовления производственной закваски или непосредственно продукта после его активизации. Для приготовления производственной закваски 1 порцию (флакон) для активизации вносят в 1 л стерильного молока, а при непосредственном приготовлении продукта вносят содержимое флакона в 6-8 л стерильного молока. При этом мезофильные молочнокислые стрептококки выдерживают при 30⁰С, а термофильные - при 38-40⁰С в течение 1,5-3 часов для приготовления производственной закваски или 3,5-5 часов для непосредственного приготовления продукта.

При длительном использовании в молочном производстве заквасок, состоящих из одних и тех же культур, в них могут накопиться бактериофаги. Поэтому закваски различных партий следует менять не реже чем один раз в неделю.

Продукты молочнокислого брожения. Мечниковская (болгарская) простокваша – в пастеризованное при 85⁰ С и охлажденное до 40⁰С молоко, вносят 5% закваски, состоящей из термофильного молочнокислого стрептококка и болгарской палочки (Str.thermophilus и Lactobact.bulgaricum). Через 4 часа молоко свертывается, кислотность продукта достигает 70⁰Т. Простокваша имеет плотный сгусток, сметанообразную консистенцию и кислый вкус. Чем выше температура заквашивания, тем больше кислотность продукта.

Ацидофильная простокваша. Ее готовят так же, как мечниковскую простоквашу, только закваска состоит из чистой культуры ацидофильной палочки (Lactobact. acidophilum). Ацидофильная палочка, в отличие от болгарской, хорошо приживается в желудочно-кишечном тракте, т.е. в той среде, которая является естественным местом обитания для нее, поэтому лечебная эффективность такого кисломолочного продукта выше, а его действие более продолжительное.

Сметана. В 20-30%-ные пастеризованные при 85⁰С без выдержки и охлажденные до 22⁰С сливки вносят 5% закваски, в состав которой входят молочнокислый и сливочный стрептококки и ароматообразующие бактерии (Str.lactis, Str.cremoris, Str.diacetylactis). В первые три часа сливки нужно перемешивать 2-3 раза, а затем оставить в покое до конца сквашивания, определяемого по кислотности. Сквашенные сливки созревают в помещении с температурой 5-8⁰С, консистенция созревшей сметаны становится густой вследствие набухания белков и агрегирования жировых шариков. Готовая сметана должна иметь кислотность 85⁰Т, ее рекомендуют хранить при 4⁰С.

Продукты смешанного брожения. С кефиром, широко распространенным напитком, связано много легенд. Еще при жизни А.С. Пушкина было известно, что у карачаевцев есть целебный напиток, название которого происходило от слова «кайф» - наслаждение, но как готовится этот напиток, никто не знал. Горцы оберегали секрет приготовления напитка, так как считали, что таинственная сила напитка исчезнет, если о нем узнают «неверные».

Первое научное сообщение о кефире было сделано на заседании кавказского медицинского общества в 1867 г. Вскоре, после этого, было открыто несколько лечебниц, где основным лекарством был кефир.

Кефир – отличительной особенностью этого продукта является использование кефирных грибков, представляющих собой белые белковые гроздевидные образования диаметром от 2 мм до 3 см. При гистологическом исследовании срезов тела грибков обнаруживали тесные переплетения нитей, которые составляли строму грибка, удерживающую остальные группы микроорганизмов: молочнокислые стрептококки, палочки и молочные дрожжи. По С. Королеву кефирные грибки представляют собой прочное симбиотическое образование, ведущее себя как единый, живой организм, который растет, размножается и передает свои свойства последующим поколениям. Многокомпонентность микробного симбиоза обусловливает трудности получения стабильного и оптимального состава закваски, что является обязательным для выработки стандартного кефира. Любое отклонение от принятого режима культивирования ведет за собой изменение микробного состава закваски, что свидетельствует об исключительной способности кефирных грибков к саморегулированию микрофлоры. Регулируя температуру заквашивания, можно изменить течение вызываемых ими процессов. Культивирование грибков при температуре ниже 15⁰С способствует активизации спиртового брожения; при более высокой температуре интенсивнее развиваются молочнокислые микроорганизмы, что повышает содержание в продукте молочной кислоты.

Кумыс является самым древним молочным напитком в нашей стране. Еще в пятом веке до нашей эры греческий историк Геродот, описывая быт далеких предков-скифов, сообщал, что они умеют делать из молока кобылиц вкусный напиток.

Благодаря своим лечебным свойствам кумыс получил широкую известность. Напитком бодрости, веселья и долголетия называли кумыс в народе. Издавна считалось, что кумыс укрепляет здоровье и особенно полезен для ослабленных людей.

Кобылье молоко резко отличается от коровьего по химическому составу (жира 1,5%, сахара 6,7% и высокое содержание альбумина, который при воздействии слабых кислот не изменяется) и это сказывается на свойствах получаемого продукта. При сквашивании кобыльего молока образуется рыхлый неплотный сгусток с мелкими хлопьями казеина, вот почему сквашенное кобылье молоко остается жидким и не выпадает в осадок

Готовят кумыс из парного непастеризованного кобыльего молока. В качестве закваски раньше использовали кумыс прежней выработки. В настоящее время на молочных заводах для приготовления кумыса применяют чистые культуры Lactobacterium bulgaricum и дрожжи рода Torula. В кобылье молоко вносят 1% закваски, оставляют при 30⁰С на 6-8 часов, разливают по бутылкам, плотно закупоривают и ставят в холодильник для созревания на 2-3 дня. Различают кумыс слабый, содержащий 1,0% спирта; средний – до 1,75% и крепкий – до 2,5% спирта.

Специалисты много лет разрабатывали способы выработки этого целебного напитка из коровьего молока, который обладает такими же высокими питательными и вкусовыми достоинствам. Благодаря жизнедеятельности молочнокислых палочек и дрожжей кумыс из коровьего молока содержит не только спирт и молочную кислоту, но и витамины группы В.

Бифидобактерин - новый кисломолочный напиток, готовят с использованием Bifidobacterium bifidum. Бифидобактерии относятся к нормальной микрофлоре кишечника молодняка, находящегося на молочном вскармливании. Они хорошо приживаются в естественной среде обитания, поэтому их используют в составе микрофлоры пробиотиков, нормализующих микрофлору желудочно-кишечного тракта. Из чистых культур бифидобактерий готовят закваски в сочетании с известными молочнокислыми бактериями, которые используют для приготовления лечебных кисломолочных продуктов, таких как бифидок, бифилюкс, бифидумпростокваша, бифидокефир.

В микробиологических лабораториях при молочном заводе регулярно контролируют качество производственной закваски на активность, продолжительность сквашивания, кислотность и бродильный титр. Под микроскопом просматривают не менее 10 полей зрения на чистоту закваски. Проверяют качество сгустка, вкус и запах, полученного кисломолочного продукта. Наличие бактерий группы кишечной палочки устанавливают путем посева 10 мл закваски в 50 мл среды Кесслера.

Микробиология масла. Сырьем для получения масла являются 25-35%-е сливки, которые должны быть свежими, без посторонних запахов и привкусов. Сливки подвергают пастеризации, в результате чего разрушаются некоторые ферменты и погибает до 99,9% микроорганизмов. Пастеризация может быть длительная и кратковременная. Кратковременную пастеризацию проводят при непрерывном движении сливок и нагревании их до 85⁰С.

После пастеризации сливки охлаждают до 4-6⁰С, чтобы приостановить развитие оставшейся микрофлоры. При такой температуре происходит физическое созревание сливок: уплотнение жира, повышение вязкости. Масло изготавливают сбиванием сливок в маслоизготовителях, при сбивании жировые шарики сбиваются в масляные зерна, которые отделяют от пахты и обрабатывают. Чем сливки жирнее, тем быстрее они сбиваются, оптимальная температура для сбивания 9-16⁰С.

Различают два типа сливочного масла: сладкосливочное и кисло-сливочное. В сладко-сливочном масле содержатся микробы, которые остаются после пастеризации сливок, а также попадают во время их созревания и сбивания. На количество микробов влияет температура, чем она выше, тем больше микробов. В 1 г сладко-сливочного масла допускается до 10000 бактерий, при коли-титре – 0,1 г. Кисло-сливочное масло готовят внесением в пастеризованные сливки закваски из Str.lactis, Str.cremoris, Str.diacetilactis, поэтому в 1 г такого масла содержатся десятки и сотни миллионов молочнокислых микробов, коли-титр такой же - 0,1 г. Обычно микробов больше при длительном (12-16 ч) сквашивании сливок и меньше при кратковременном (20-30 мин). В сладкосливочном масле нежелательных микробов больше, чем в кислосливочном.

Микробы в масло могут попасть из аппаратуры, чистота которой зависит от качества мойки, дезинфекции и чистоты промывной воды. Вода и ее состав оказывают большое влияние на качество масла. Она может быть причиной многих пороков масла.

Микробиологические процессы при хранении масла и его пороки. Микроорганизмы, попавшие в масло в течение технологического процесса при нарушении санитарно-гигиенических требований, могут разлагать белки и жиры. В результате жизнедеятельности микроорганизмов в масле появляются следующие изменения.

В результате разложения белков масла протеолитическими ферментами бактерий оно становится горьким. Такой порок появляется в результате длительного хранения сладко-сливочного масла при низкой положительной температуре.

Прогорклый вкус вызывают плесневые грибы, некоторые виды дрожжей, флуоресцирующие, маслянокислые и другие микробы. Они разлагают жиры на глицерин и жирные кислоты, а маслянокислые бациллы к тому же образуют масляную кислоту. Такой порок появляется при нарушении режима пастеризации.

Кислый вкус появляется в масле при хранении его при температуре выше 10⁰С, в результате сбраживания лактозы молочнокислыми бактериями до молочной кислоты.

Плесневение вызывают плесневые грибы Penicillium, Aspergillus, Mucor, являющиеся строгими аэробами. Этот порок появляется при нарушении технологических процессов, наличии пустот в глубине масла, при плохой герметизации упаковочным материалом. Следовательно, чем плотнее масло и ниже температура хранения, тем меньше условий для развития аэробных микроорганизмов.

Высококачественный продукт можно получить при соблюдении технологии производства масла. Готовое масло хранят при температуре минус 20⁰С, при которой происходит полная задержка развития микрофлоры.

Микробиология сыроделия. Сыр относится к молочным продуктам и является идеальным белково-жировым концентратом молока. Из 90 различных веществ молока – 85% поступают в сыр в тех же пропорциях. Сыр это молочный продукт, получаемый в результате сычужного свертывания молока, обработке сгустка, его созревания с целью получения продукта со специфическим запахом, консистенцией и вкусом.

Не всякое молоко можно использовать в сыроделии – только молоко высокого качества. Например, швейцарский сыр готовят из молока коров, пасущихся на Альпийских лугах, при этом коров нельзя кормить силосом и корнеплодами. Если молоко медленно свертывается или совсем не свертывается, то такое молоко называют сыронепригодным. Причин сыронепригодности молока много, однако, этот вопрос еще до конца не изучен.

Микрофлора молока для сыроделия имеет первостепенное значение, т.к. процесс свертывания молока происходит под влиянием продуктов жизнедеятельности микроорганизмов в сочетании с сычужным ферментом.

Приготовление сыра состоит из следующих этапов:

1. Подготовка молока

2. Получение казеинового сгустка

3. Обработка сгустка для удаления влаги

4. Формирование сыра и прессование

5. Посолка сыра

6. Созревание сыра

1. Первый этап начинается с проверки качества молока: не всякое молоко можно использовать в сыроделии – только высокого качества. Для производства сыров используют и сырое, и пастеризованное молоко. При пастеризации погибают микроорганизмы, вызывающие вспучивание сыров, молоко становится стандартным. Однако прогревание молока замедляет процесс свертывания, т.к. при этом происходит осаждение солей кальция. При использовании пастеризованного молока обязательно вносят чистые культуры молочнокислых бактерий. В состав бактериальных заквасок входят кислотообразователи (Str.lactis, Str.cremoris), а также микробы, образующие кислоту и ароматические вещества (Str.diacetilactis, Str.paracitrovorum). Многоштаммовые закваски молочнокислых бактерий лучше приспосабливаются к непостоянным условиям молочной среды. При использовании сырого молока необходимо изменять технологический процесс, учитывая физико-химические свойства каждой партии. Многое зависит от мастерства сыродела. Молоко, применяемое для производства сыра, должно обладать определенной степенью зрелости, кислотностью 21⁰ по Тернеру, т.е. нельзя использовать парное молоко. Повышение кислотности главный фактор, ускоряющий и усиливающий стягивание сычужного сгустка и выделение из него сыворотки. Лучше, если молоко по своему микробиологическому состоянию находиться на границе между двумя фазами: смешанной и молочнокислой.

2. Молочный сгусток получают двумя методами: а) с помощью молочнокислых бактерий при выработке кисломолочных сыров б) и с помощью микробов в сочетании с сычужным ферментом (получают из сычугов 2-3 недельных телят) при выработке твердых сыров.

Сычужный фермент в сочетании с молочнокислыми бактериями обладает наибольшей протеолитической активностью. Сычужный фермент разлагает белки молока до пептонов, ферменты молочнокислых бактерий - до аминокислот. Видимо, в связи с этим усвояемость жиров и белков из сыра достигает 95-97%. Молочный сахар (лактоза) при созревании сыров сбраживается полностью.

В сыроделии применяют главным образом сычужное свертывание молока. Для этого в сырную ванну с подготовленным молоком вносят 0,5% бактериальной закваски и 2.5 г порошка сычужного фермента на 100 л молока, которое должно свернуться при температуре 40⁰С за 40 мин. От плотности сгустка зависит качество сыра, его выход. Сгусток, полученный из зрелого молока, легче отдает сыворотку, чем из незрелого молока.

3. В сырной ванне, чтобы ускорить и облегчить удаление сыворотки, сгусток разрезают специальным ножом в виде «лиры», при этом должны образоваться сырные зерна величиной 2-5 мм. Основная масса микробов (до75%) остается в сгустке, остальные выходят с сывороткой.

Твердые сыры должны содержать небольшое количество влаги. Это достигается дроблением сгустка и вторым нагреванием, при этом происходит большее обезвоживание зерна и его уплотнение. Второе нагревание, проводимое при 40-55⁰С, создает оптимальные условия для развития, особенно термофильных палочек. Зерно опускается на дно ванны, и мастер приступает к следующей операции.

1. После формирования сырной головки в зависимости от сорта, его прессуют. Прессование происходит под давлением вышележащих слоев, это необходимо для закрепления формы, плотного соединения зерен в сплошной монолит и для удаления лишней сыворотки. Чем крупнее сыр, тем продолжительнее удерживается в нем повышенная температура. Прессовать сыр рекомендуется при 18-20⁰С. Такая температура способствует развитию микроорганизмов, в результате чего их количество достигает нескольких млрд. в 1 г сырной массы.

2. Посолка сыра проводится с целью улучшения консистенции вследствие набухания казеина, он становится пластичным, приобретает определенный вкус и аромат. При погружении в ванну с концентрированным раствором натрия хлорида (22-24%) при температуре 8-10⁰С из поверхностных слоев сыра извлекаются вещества, находящиеся в растворенном состоянии – молочный сахар, соли молочной кислоты, а внутрь - взамен их – проникает соль, которая замедляет развитие не только вредных, но и полезных молочнокислых бактерий. Продолжительность посолки зависит от сорта сыра и длится от 2 до 10 дней.

3. Созревание сыров. Сыры сразу после посолки еще непригодны к употреблению. Созревание и приобретение специфических свойств происходит в подвалах, где сыры переворачивают, регулируют температуру, влажность, т.е. мастер, управляет процессом созревания. Сыры выдерживают от 10 дней (закусочные) до 8-10 месяцев (швейцарские, твердые). Вкус и запах сыра обусловливают продукты распада белков, молочного сахара и жира, которые образуются под воздействием ферментов молочнокислых бактерий и сычужного фермента. По мере созревания сыров наступает гибель молочнокислых микробов, вначале стрептококков, а затем и палочек.

По истечении нескольких месяцев, в процесс формирования твердых сыров включаются пропионовокислые бактерии, которые сбраживают молочную кислоту до пропионовой и уксусной с выделением диоксида углерода. Газ растворяется в сырной массе, и после ее насыщения образует глазки. В эластичной массе сыра глазки имеют правильную форму и придают определенный рисунок различным сортам сыра. При нарушении технологического процесса в сыр попадают БГКП и маслянокислые бактерии, образующие такие газы, которые вызывают появление трещин и рваных глазков. 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) – этот порок у твердых сыров возникает в результате гибели пропионовокислых бактерий во время нагревания, т.е. при нарушении режима пастеризации.

Сыр с большим количеством глубоких глазков – этот порок появляется в результате неправильного теплового режима в процессе созревания сыра. Большое количество глазков появляется при преждевременном развитии газообразующих бактерий.

Вспучивание в начале созревания сыра могут вызвать БГКП, когда в сырной массе содержится еще несброженный молочный сахар. Рисунок сыра на разрезе становится неправильным, рваным. Если этот порок наблюдается в конце процесса созревания, когда уменьшается количество молочнокислых микробов и образуемых ими продуктов, происходит повышение рН среды. В таких условиях могут активизироваться маслянокислые бациллы, споры которых продолжительное время сохраняются в сырной массе. Образуемый бациллами водород и другие газы вызывают вспучивание сыра. Для предупреждения этого порока, необходимо применять молоко высокого качества и бактериально чистое.

Горький вкус придают продукты жизнедеятельности некоторых молочнокислых стрептококков (маммококков), обладающих протеолитическими ферментами и разлагающих белки до конечных продуктов. Сырная масса приобретает также прогорклый вкус, если проявили активность маслянокислые бациллы, образующие масляную кислоту.

Изъязвление корки вызывает осповидная плесень, которая иногда поражает и подкорковый слой. В образованные пустоты проникают гнилостные микробы, разлагающие сырную массу, которая приобретает мажущуюся консистенцию и гнилостный запах. Если в пустотах развивается зеленая плесень – пенициллиум, сыр приобретает горький вкус, т.к. ферменты плесени расщепляют жиры до конечных продуктов.

Для предупреждения появления пороков сыра и получения продукта хорошего качества, необходимо соблюдать технологический процесс, санитарно-гигиенические условия производства, проводить тщательный контроль качества применяемого сырья.

⇐ Предыдущая9101112131415161718Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: