Микробиология молока и молочных продуктов

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.

2. Характеристика  заквасок и бактериальных  концентратов, используемых  в молочной промышленности

Бактериальные закваски предназначены для приготовления производственной закваски методом пересадок согласно классической схеме.

Бактериальные закваски содержат дружественные человеку чистые культуры молочнокислых и  бифидобактерий и применяются для  приготовления кисломолочных продуктов  в домашних условиях. Кроме того, они по настоящему живые. Благодаря  высокому содержанию живых полезных бактерий и молочной кислоты кисломолочные продукты домашнего приготовления подавляют развитие болезнетворных и гнилостных микробов в кишечнике, способствуя восстановлению микрофлоры, укреплению иммунитета, нормализации пищеварения.

Кисломолочные продукты, приготовленные с использованием бактериальных заквасок, широко применяют для кормления детей раннего возраста. Наиболее важным для кормления детей является гарантированная свежесть продукта, а так же отсутствие пищевых добавок: консервантов, красителей, ароматизаторов, стабилизаторов, загустителей и т.д. В списке достоинств не на последнем месте и высокое содержание живых бифидо- и латобактерий, а также полезных биологически активных продуктов метаболизма этих бактерий (витамины, аминокислоты, пептиды и др.). Среди "магазинных" йогуртов есть множество вариантов, которые подвергаются стерилизации. Стерильные йогурты хранятся дольше, но они обладают сниженной биологической ценностью. Иногда продаваемый йогурт может не содержать даже молочной кислоты. Такой псевдойогурт делается из пастеризованного молока, к которому для нужной консистенции добавляется желатин, а кислотность и вкус создаются фруктовыми концентратами. Кисломолочные продукты, приготовленные в домашних условиях с выполнением необходимых требований (чистота, стерилизация посуды и молока), не содержат посторонней микрофлоры. В магазинных йогуртах микробиологические исследования выявляют большое количество посторонней микрофлоры, в том числе дрожжей и малое количество или полное отсутствие бифидобактерий.