Микробиология молочных продуктов

ТЕМА: микробиология молочных продуктов.

1. Кисломолочные продукты:

        а) продукты молочного брожения;

        б) продукты смешанного брожения.

1. Микробиология масла. Пороки масла.
2. Микробиология сыров. Пороки сыров микробного происхождения.

1

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).

Рекомендуемые материалы

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.

2

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.

3

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.

Лекция "39.Общий замысел Человеческой комедии Бальзака" также может быть Вам полезна.

    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?