66121 (Микробиология дрожжевого производства), страница 2

Микроорганизмы Leuconostoc agglutinans встречаются в мелассе очень редко и в небольшом количестве, но, прилипая к дрожжевым клеткам, размножаются в хранящихся засевных дрожжах, задерживаются в изгибах трубопроводов, размножаются там на остатках питательной среды и на разлагающихся дрожжевых клетках. Капсула увеличивает их устойчивость к дезинфектантам и к высокой температуре при пропаривании трубопроводов.

Кокковая микрофлора. Это микроорганизмы — представители родов Micrococcus, Tetracoccus, Sarcina. Они попадают в мелассу так же из свеклы, в процессе сахарного производства, из воздуха и воды и являются в значительной мере случайной микрофлорой, но постоянно присутствующей в мелассе. Морфология: мелкие кокки род Micrococcus, педиококки или тетра-кокки — род Tetracoccus, пакеты по восемь, шестнадцать и более клеток — род Sarcina. Размеры их в поперечнике от 1,2 до 2,5 мкм. Эти микроорганизмы неподвижные, грамположительные. Колонии их на агаровых средах гладкие, блестящие, с ровным краем или складчатые (у Sarcina), цвет— от белого до желтого и желто-оранжевого. В хранящейся мелассе размножаются медленно и в больших количествах обнаруживаются редко.

Дрожжевые грибки. Рода Saccharomyces, Torulopsis, Candida. Они попадают в мелассу случайно, из воды, воздуха или аппаратуры и в зависимости от рода грибков могут причинить различным вред. В густой мелассе дрожжевые грибки, как и все микроорганизмы, не размножаются, однако некоторые из них сохраняются в жизнеспособном состоянии и при разбавлении мелассы водой (атмосферными осадками или паром при сливе) начинают размножаться и сбраживать сахар мелассы, превращая его в спирт и углекислоту.

Дрожжевые грибки, особенно из родов Torulopsis и Candida, попадая вместе с мелассой в дрожжерастильные аппараты, при благоприятных для них условиях аэрации и притока питательных веществ могут быстро размножаться. Скорость роста и почкования этих дрожжей в несколько раз больше, чем основной культуры пекарских дрожжей, вследствие чего может появиться опасность снижения качества готовой продукции. Поэтому мелассу, содержащую дрожжевые грибки нельзя использовать для приготовления чистой культуры маточных и засевных дрожжей.

Рис. 3. Несовершенные дрожжи: а — род Candida; б — род Torulopsis

Морфология: форма клеток дрожжевых грибков очень разнообразная — круглая, овальная, продолговатая, в виде колбасок, иногда мицелиевидная. Размеры также различные: длина их от 4 до 10 мкм, ширина от 3 до 7 мкм.

На агаровых сахарных средах (сусло-агар с мелом и агаризованная дрожжевая вода с сахарозой) образуют довольно крупные колонии белого или розового цвета, слегка выпуклые, с гладкой или морщинистой поверхностью или реже плоские, матовые, при росте внутри среды колонии чечевицеобразные или треугольные, иногда разрывающие агар. В жидких сахаристых средах — солодовом сусле или дрожжевой воде с сахарозой некоторые виды дрожжей бродят сильно, другие — слабее, третьи — совсем не бродят.

3.2 МИКРОФЛОРА ВОДЫ И ВОЗДУХА

Дрожжевое производство характеризуется большим расходом воды. Вода используется для разбавления мелассы, для промывания дрожжей после их отделения от питательной среды, для мойки аппаратуры, регулирования температуры в дрожжерастильных аппаратах. Вода, сильно обсемененная микроорганизмами, может стать серьезным источником инфекции на заводе, поэтому к воде в производстве дрожжей предъявляют те же требования, что и к питьевой. Она должна соответствовать действующему ГОСТу.

Для того чтобы обеспечить энергичное размножение и накопление биомассы хлебопекарных дрожжей, необходимо огромное количество воздуха — от 10 до 80 тыс. м3/ч (в зависимости от мощности завода). В атмосферном воздухе находится значительное количество микроорганизмов и он может стать дополнительным источником проникновения в производство посторонней микрофлоры. Поэтому воздух подвергается фильтрованию.

3.3 ВТОРИЧНЫЕ ИСТОЧНИКИ ИНФЕКЦИИ

К вторичным источникам инфекции относятся микроорганизмы, обнаруживаемые в аппаратуре, приточной мелассе, засевных дрожжах.

Аппаратура. Для производства хлебопекарных дрожжей применяется следующее оборудование:

- дрожжерастильные аппараты емкостью от 1 м3 до 150— 200 м3, в которых имеются змеевики и лестницы. Аппараты снабжены аэрационными системами, состоящими из многочисленных перфорированных с мелкими отверстиями трубочек или пластин;

- мелассовые кларификаторы, машины, состоящие из большого количества частей;

- сборники приточной мелассы и сборники для растворов солей, многочисленные трубопроводы и воздухопроводы, часто изогнутые со слепыми отростками, суживающиеся и расширяющиеся, растянутые на десятки и сотни метров.

Все это оборудование (аппаратуру) необходимо поддерживать в чистоте, в противном случае на остатках питательной среды и дрожжей, задержавшихся в изгибах трубопроводов, в аэрационной системе и других труднодоступных местах бактерии и посторонние дрожжевые грибки начинают быстро размножаться. Эта вторичная инфекция является даже более опасной и многочисленной, чем первичная инфекция, вносимая с сырьем или водой, так как здесь происходит как бы отбор микроорганизмов, хорошо размножающихся в условиях дрожжевого производства

Микроорганизмы, наиболее часто попадающие из аппаратуры.

1. Посторонние дрожжевые грибки являются наиболее опасными микроорганизмами, так как примесь их снижает подъемную силу готовой продукции. Candida Guillermondii. Форма клеток довольно изменчива — удлиненная или овальная, иногда вытянутая; почкование прямое или под углом; в дрожжерастильных аппаратах при сильной аэрации образуются довольно крупные сростки (веточки) почкующихся клеток. При высеве на сусло-агар Candida guillermondii образует колонии диаметром от 1 до 2 мм, желтовато сероватые, слегка выпуклые, гладкие. В жидком солодовом сусле образует кольцо и осадок. Эти дрожжевые грибки сахара сбраживают слабо. Очень воздухолюбивы в условиях сильной аэрации в дрожжерастильных аппаратах быстро размножаются, часто опережая рост основной культуры сахаромицетов. Оптимальная активная кислотность (рН) Candida guillermondii 3,5—6,0. Оптимальная температура роста 28—33 °С.

У другого дрожжеподобного грибка Candida Krusei форма клеток еще более изменчивая — круглая, овальная; почкование прямое или иногда под углом. В дрожжерастильных аппаратах при сильной аэрации одиночные клетки иногда трудно отличить по форме от основной культуры. Изредка можно наблюдать небольшие сростки почкующихся клеток, но сцепленные непрочно и быстро рассыпающиеся. Candida Krusei глюкозу, мальтозу, сахарозу, галактозу почти не сбраживают, но интенсивно утилизируют для своего роста. Они чрезвычайно воздухолюбивы и очень быстро размножаются в дрожжерастильных аппаратах, нетребовательны к составу среды. Они развиваются при рН ниже 4,0 размножаются также интенсивно; температура 35 °С.

Из одиночных клеток Candida Krusei, попавших тем или иным путем в дрожжерастильный аппарат, через несколько часов может размножиться такое количество их, что они начнут угнетать рост основной культуры сахаромицетов, а подъемная сила готовой продукции резко ухудшится..

2. Бактерии, попадающие из аппаратуры, не всегда являются опасными, так как условия для их быстрого размножения не особенно благоприятны: кислая реакция среды, усиленная аэрация и т. д. Однако, если они имеются в большом количестве тогда влияние бактерий становится заметным.

Наиболее часто встречаются бесспоровые виды: лейконо-сток, флавобактерии, кишечная палочка, различные микрококки и др.

Приточная меласса является очень часто источником инфекции как бактериальной, так и дрожжевой. Обработанная таким образом меласса перекачивается насосами в сборники, а оттуда в приточные чаны. Разбавленная водой приточная меласса, содержащая от 18 до 40% сухих веществ, является очень хорошей питательной средой для размножения различных микроорганизмов. рН от 6,0 до 7,5, т. е. нейтральная или слабокислая реакция среды, является благоприятной для размножения бактерий, более кислая реакция (рН 3,5—4,5) задерживает их размножение. рН приточной мелассы зависит от способа ее осветления: при кислотнохолодном и кислотногорячем отстойных способах рН приточной мелассы 4,0—4,5; при механическом способе осветления мелассу подкисляют серной кислотой очень, слабо или совсем не подкисляют и рН раствора может колебаться в пределах от 6,5 до-8,0. Температурные пределы размножения бактерий от 15 до 45 °С. Чаще всего в приточной мелассе размножаются бактерии из группы кислотообразующих: Leuc. mesente-rioides и Leuc. agglutinans. Бактерии из группы спорообразующих: Вас. subtilis, Вас. mesentericus, Вас. megatherium — денитрификаторы, восстанавливающие до нитритов нитраты мелассы; при долгом стоянии приточной мелассы (более 24 ч) на поверхности жидкости иногда может образоваться пленка из дрожжеподобных грибков Candida Krusei.

Инфицированная приточная меласса представляет значительную опасность, так как в результате притока такой мелассы количество посторонних микроорганизмов в дрожжерастильном аппарате увеличивается, может появиться агглютинация — склеивание дрожжевых клеток в комки, в среде появляются нитриты (иногда и то, и другое вместе), посторонние дрожжевые грибки начинают усиленно размножаться в условиях аэрации. В результате нарушается нормальное течение технологического процесса выращивания дрожжей, снижается выход и качество продукции (рис. 4).

Рис. 4. Пробы содержимого дрожжерастильных аппаратов: а — нормально идущий процесс — почкование правильное, примесь посторонних дрожжей незначительная; б — неправильно идущий процесс, клетки угнетены, почкование неправильное (1), значительная примесь посторонних дрожжевых грибков (2), есть мертвые клетки, окрашенные метиленовой синью (3).

Засевные дрожжи в прессованном виде хранятся в холодильных камерах при 2—4°С в течение разных сроков: дрожжи чистой культуры до 1 месяца, а дрожжи естественной чистой культуры 3—4 суток. Засевные дрожжи, особенно дрожжи чистой культуры, не должны содержать посторонней микрофлоры. Однако часто засевные дрожжи становятся источником инфекции на заводе, особенно при удлиненных схемах выращивания дрожжей. Часто встречаются в засевных дрожжах дрожжеподобныё грибки Candida guaiermondii и Candida Krusei, причем особенно опасным является вид Candida Krusei. Этот, грибок, как известно, очень быстро размножается при аэрировании среды и количество клеток его сильно увеличивается и особенно быстро в стадии получения товарных дрожжей.

Бактериальная микрофлора засевных дрожжей чаще всего состоит из гетероферментативных молочнокислых бактерий Leuconostoc mesenterioides и Leuconostoc agglutinans, реже встречаются спорробразующие нитритообразователи — Вас. subtilis и Вас. mesentericus, а также Вас. proteus vulgare. При продолжительном хранении прессованных, дрожжей бактерии могут в них размножаться. Размножение Leuconostoc agglutinaus может вызвать агглютинацию — склеивание дрожжей в дрожжерастильных аппаратах.

4. МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ДРОЖЖЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА

Микробиологический контроль осуществляется на всех стадиях производства хлебопекарных дрожжей, начиная с контроля сырья, поступающего на переработку, и кончая готовой продукцией.

Контроль сырья. Контроль микробиологической чистоты сырья имеет очень большое значение, поскольку при инфицировании процесса от сырья будут заражены все технологические стадии и фактически вся продукция будет забракована.

Меласса. В ней определяют общее количество микроорганизмов в 1 г., качественный (видовой) состав микрофлоры с целью выявления микроорганизмов — вредителей производства и их процентное соотношение, количественный состав.

Для определения общего количества микроорганизмов в 1 г. мелассы используют агаризованное мелассное сусло (с содержанием сухого вещества (СВ) 12% с дрожжевым автолизатом (СВ 0,5—1,0%), а для отдельных групп микроорганизмов — специальные и элективные среды. Общее количество микроорганизмов в 1 г. мелассы хорошего качества не должно превышать 2000; меласса считается непригодной, если в 1 г. содержится более 20000 микроорганизмов.

Для обнаружения молочнокислых бактерий в сусло добавляют стерильный мел. Молочнокислые бактерии определяют по прозрачным зонам, образующимся в результате растворения мела вокруг мелких круглых полупрозрачных колоний за счет выделения кислот. Лейконосток образует крупные, слизистые, легко растекающиеся прозрачные колонии, напоминающие капли воды с более слабой зоной просветления.

Гнилостные бактерии определяют на молочном агаре. Гнилостные бактерии обнаруживают по зонам просветления вокруг колоний за счет разложения казеина молока протеолитическими ферментами этих бактерий.

При содержании спорообразующих гнилостных бактерий 90% от общего количества микроорганизмов ее не следует использовать в дрожжевом производстве, так как среди них возможно присутствие нитритобразующих бактерий.

Определение нитритобразующей способности у спорообразующих бактерий осуществляют с использованием реактива Грисса. При наличии нитритов в среде, в которой развиваются эти бактерии, появляется красное окрашивание.

Минеральные соли и кукурузный экстракт. Обсеменённость минеральных солей микроорганизмами определяют путем микроскопирования. Допускается присутствие единичных клеток, но не в каждом поле зрения. Кукурузный экстракт контролируют микроскопированием или путем высева на питательные среды, используемые при анализе мелассы. Допускается заражение от 500 до 10000 микроорганизмов в 1 г. Более обсемененный экстракт может стать источником инфекции.

Контроль дрожжей на основных стадиях выращивания. Микробиологическому контролю подлежат дрожжи на всех стадиях размножения. В исходной чистой двухсуточной культуре перед ее разведением определяют: однородность дрожжевых клеток путем микроскопирования — все клетки должны быть одной применяемой расы дрожжей; чистоту культуры путем высева на плотную среду — посторонних дрожжей и бактерий не должно быть; ферментативную активность (зимазную и мальтазную) — она должна соответствовать показателям применяемой расы дрожжей.

На всех стадиях выращивания дрожжей (стадия ЧК, стадия ЕЧК и стадия товарных дрожжей) каждый час отбирают пробы и микроскопируют их (в 10 полях зрения). При этом отмечают количество почкующихся клеток (в %), правильность почкования, наличие мелких клеток, содержание мертвых клеток (%), присутствие посторонних дрожжей и бактерий. Количество почкующихся клеток колеблется от 10 до 80% в зависимости от момента взятия пробы. Количество мертвых клеток не должно превышать нескольких долей процента. Бактерии в посторонние дрожжи — несахаромицеты должны отсутствовать. Их не всегда удается обнаружить микроскопированием, поэтому проводят высев проб на две питательные среды: с антибиотиком нистатином, который подавляет рост дрожжей и позволяет выявить бактерии, и с ацетатом, на котором появление пленки или помутнение среды через 1—2 сут. указывает на наличие дрожжей-несахаромицетов (сахаромицеты на этой среде не размножаются).

Наличие посторонней микрофлоры свидетельствует о неудовлетворительном качестве дрожжей ЧК и ЕЧК и их непригодности для использования в качестве засевных при работе по удлиненным схемам. Появление пленки на поверхности среды или помутнение через 5 сут. и более дает основание считать, что культура чистая, не содержит посторонних дрожжей. Если пленка образовалась через 3—4 сут, то дрожжи ЧК и ЕЧК удовлетворительные.