Молочнокислое брожение

Практическое применение молочнокислого брожения в народном хозяйстве.

Молочнокислое брожение используется в молочной промышленности для изготовления простокваши, творога, сметаны, кефира, сливочного масла, ацидофильного молока и ацидофильной простокваши, сыров, квашеных овощей, при приготовлении хлебных заквасок, молочной кислоты. Молочнокислые бактерии широко применяют также при силосовании кормов, при выделке меховых шкурок и в производстве молочной кислоты.

Большое значение эти бактерии имеют  при квашении овощей, силосовании  кормов (растительной массы) для животных, в хлебопечении, особенно при изготовления ржаного хлеба. Положительные результаты дают исследования по использованию молочнокислых бактерий при изготовлении некоторых сортов колбас, солено-вареных мясных изделий, а также при созревании слабосоленой рыбы для ускорения процесса и придания продуктам новых ценных качеств(вкуса, аромата, консистенции и др.).

Промышленное значение имеет также  применение молочнокислых бактерий для получения молочной кислоты, которую используют в безалкогольных напитках.

Спонтанно (самопроизвольно) возникающее  молочнокислое брожение в продуктах (молоке, вине, пиве, безалкогольных напитках и др.) приводит к их порче (прокисанию, помутнению, ослизнению).

Применение молочнокислых  бактерий в домашнем хозяйстве, сельском хозяйстве и для приготовления  пищевых продуктов. Если нестерильный раствор, содержащий наряду с сахарами также сложные источники азота и факторы роста, оставить без доступа воздуха или просто налить в сосуд достаточно большое количество такого раствора, то вскоре в нем появятся молочнокислые бактерии. Они снижают рН до значений < 5 и тем самым подавляют рост других анаэробных бактерий, которые не могут развиваться в столь кислой среде. Какие именно молочнокислые бактерии вырастут в таких накопительных культурах, зависит от прочих условий. Благодаря своему стерилизующему и консервирующему действию, основанному на подкислении среды, молочнокислые бактерии используются в сельском и домашнем хозяйстве и в молочной промышленности.

Приготовление силоса. Молочнокислые бактерии, обитающие на растениях, играют большую роль при запасании впрок кормов для скота. Для приготовления силоса используют листья сахарной свеклы, кукурузу, картофель, травы и люцерну. Растительную массу прессуют и прибавляют к ней мелассу, чтобы повысить отношение C/N, и муравьиную или какую-либо неорганическую кислоту, чтобы заранее обеспечить преимущественный рост лактобацилл и стрептококков. В таких условиях происходит контролируемое молочнокислое брожение.

Приготовление кислой капусты. Кислая капуста тоже представляет собой продукт, в приготовлении которого участвуют молочнокислые бактерии. В мелко нарезанной, посыпанной солью (2-3%) и спресованной белокочанной капусте при исключении доступа воздуха начинается спонтанное молочнокислое брожение, в котором принимает участие сначала Leuconostoc (с образованием С02), а позднее Lactobacillus plantarum.

Молочные продукты. Молочнокислые бактерии, образующие кислоту и придающие продуктам определенный вкус, находят широкое применение в молочной промышленности. Стерилизованное или пастеризованное молоко или же сливки сбраживают, прибавляя в качестве закваски чистые («стартовые») культуры молочнокислых бактерий. Кисломолочное масло готовят из сливок, сквашенных с помощью Streptococcus lactis, S. cremoris и Leuconostoc cremoris. Образующийся в процессе брожения диацетил придает маслу специфический аромат.

Закваски, содержащие Streptococcus lactis или Lactobacillus bulgaricus и Streptococcus thermophilus, вызывают свертывание казеина при приготовлении творога и немецких сыров (гарцского и майнцского). При изготовлении твердых сыров (в отличие от сыров из кислого молока) для свертывания казеина пользуются сычужным ферментом. Молочнокислые бактерии (Lactobacillus casei, Streptococcus lactis) вместе с пропио-новокислыми участвуют лишь на стадии созревания сыров.

Для приготовления  молочнокислых продуктов в качестве заквасок тоже используются стартовые культуры молочнокислых бактерий, образующих кислоту и некоторые вещества, придающие продукту характерный запах. Ароматное пахтанье получают с помощью упомянутых выше заквасок, применяемых для приготовления кисломолочного масла. Пахтанье наряду с молочной кислотой содержит также уксусную кислоту, ацетоин и диацетил. Йогурт получают из пастеризованного гомогенизированного цельного молока, инокулированного Streptococcus thermophilus и Lactobacillus bulgaricus (после внесения закваски молоко выдерживают 2-3 ч при 43-45°С). Под названием биогурт в продажу поступает кислое молоко, сквашенное Lactobacillus acidophilus и Streptococcus thermophilus. Кефир принадлежит к молочнокислым продуктам, содержащим кислоты и этанол; его получают из молока (коровьего, овечьего или козьего). Закваску готовят на так называемых кефирных зернах, которые состоят из пока еще не полностью изученного сообщества организмов, включающего лактобациллы, стрептококки, микрококки и дрожжи. Сквашивание молока ведут при 15-22°С в течение 24-36 ч. Для приготовления кумыса используют ослиное молоко, которое инокулируют культурой, содержащей Lactobacillus bulgaricus и дрожжи рода Torula.

Чистую молочную кислоту, которая используется для различных промышленных целей и как добавка к пищевым продуктам, получают в результате брожения. Молоко или сыворотку сбраживают при помощи Lactobacillus casei или L. bulgaricus. Для сбраживания глюкозы и мальтозы применяют L. delbruckii, L. leichmannii или Sporolactobacillus inulinus. Источником  необходимых  факторов  роста служат меласса  и  солод.

Образование кислоты в кислом тесте, используемой для его подъема, тоже обеспечивается молочнокислыми бактериями, в частности Lactobacillus plantarum и L. coryneformis. Стартовые культуры лактобацилл и микрококков применяются также для приготовления сырокопченых колбас (салями, сервелат). Образуя молочную кислоту и снижая рН, молочнокислые бактерии предохраняют от порчи те виды колбас, которые не подвергаются варке.

Продукты, получаемые с использованием молочнокислого брожения.

В основе получения кисломолочных  продуктов лежит направленная и  регулируемая деятельность определенных видов молочнокислых бактерий. В  результате жизнедеятельности молочнокислых  микроорганизмов молоко изменяется и приобретает новые вкусовые, диетические, биологические и лечебные свойства.

Кисломолочные продукты лучше и  быстрее усваиваются. Если обычное  молоко через час после потребления  усваивается на 32%, то кефир, простокваша  и др. усваиваются на 91%.

При сквашивании молока образуются мелкие, легкоусвояемые хлопья. Белок молока подвергается частичному расщеплению (пептонизации) и приобретает мелкодисперсную структуру, в связи с чем для его усвоения не требуется той обработки в желудке, которой подвергается обычное молоко.

Важнейшей составной частью кисломолочных  продуктов является молочная кислота, которая обладает биологической  активностью, создавая оптимальные  условия для проявления действия антибиотических веществ и жизнедеятельности  молочнокислых бактерий. В то же время молочная кислота тормозит развитие гнилостных и других немолочнокислых (в том числе и патогенных) бактерий.

Кисломолочные продукты содержат огромное количество живых бактерий однородного  состава (молочнокислые бактерии), которые  способны подавить развитие других видов микроорганизмов. Если в доброкачественном бутылочном молоке количество микроорганизмов исчисляется десятками тысяч в 1 мл, то в простоквашах количество микробов составляет не менее 100 млн. в 1 мл. По существу кисломолочные продукты можно рассматривать как своеобразные бактериальные культуры.

С помощью кисломолочных напитков представляется возможным ограничить и даже полностью прекратить образование  в кишечнике вредных веществ  гнилостными микробами. Знаменитый русский ученый И. И. Мечников экспериментально доказал, что при введении в кишечник животных этих вредных продуктов жизнедеятельности гнилостных микробов через несколько месяцев у животных развивается склероз аорты. По-видимому, в развитии атеросклероза у человека немалую роль играет интенсивная жизнедеятельность гнилостной микрофлоры кишечника.

Определенные виды молочнокислых  бактерий — ацидофильная палочка, молочнокислый  стрептококк и др., способны образовывать в кисломолочных напитках антибиотические  вещества, обладающие бактериостатическим и бактерицидным действием. Изучение антибиотических свойств ацидофильных бактерий выявило способность их продуцировать ряд термостабильных антибиотических веществ: низин, лактолин, лактомин, стрептоцин и др., проявляющие свое действие преимущественно в кислой среде.

Во всех случаях нарушения нормального  состава кишечной микрофлоры использование  кисломолочных, ацидофильных продуктов  позволяет в значительной степени  нормализовать микрофлору кишечника, особенно в отношении снижения интенсивности  гнилостных процессов.

Молочнокислые бактерии являются продуцентами витаминов группы В. Путем подбора  культур молочнокислых бактерий представляется возможным получить кисломолочные продукты с высоким  содержанием витаминов. Таким образом, кисломолочные продукты обладают разносторонними биологическими и лечебными свойствами. Известно лечебное действие кисломолочных продуктов (напитков) при многих заболеваниях пищеварительной системы. Они улучшают желудочную секрецию, нормализуют перистальтику кишечника, снижают газообразование.

Биологические свойства кисломолочных  продуктов оказывают оздоровляющее  действие на полезную кишечную микрофлору.

В СССР промышленное производство кисломолочных продуктов было организовано на основе широкого использования чистых культур молочнокислых бактерий и молочных дрожжей. Была создана сеть специальных лабораторий по подбору культур и производству заквасок, которыми обеспечиваются предприятия молочной промышленности. В производстве кисломолочных напитков использовались современные установки, обеспечивающие выпуск продуктов высокого качества.

Кисломолочные продукты подразделяются на продукты молочнокислого и смешанного брожения.

При приготовлении йогурта, в отличие от сыра, для изготовления которого используется определенная фракция молока, заквашивают цельное молоко. Первоначально йогурт получался более жидким и кислым, однако затем в западных странах его вкус и консистенцию существенно изменили в соответствии с национальными традициями. Поскольку сам по себе йогурт является кислым (рН 3,7—4,3), для улучшения вкуса в него добавляют фрукты.

Для приготовления йогурта можно использовать любые виды молока, по отдельности или в смеси, включая цельное, снятое, наполовину снятое, сгущенное и сухое. Каждая из комбинаций даст особый вид йогурта. Наибольшей популярностью пользуются сорта с низким содержанием жира. Схема производственного процесса приведена на рисунке.

Сыр. Перед изготовлением сыра молоко разделяют на творожную массу и сыворотку. Для этого в молоко в тщательно контролируемых стерильных условиях вносят стартовую культуру, содержащую нужные микроорганизмы. Образующаяся в процессе ферментации молочная кислота начинает заквашивать молоко, вызывая коагуляцию (затвердение) казеина — растворимого белка, который содержится в молоке. Именно это происходит при «свертывании» молока. Добавление сычужного фермента, который содержит реннин, позволяет ускорить коагуляцию и более точно ее контролировать. Обычно сычужный фермент получают из телячьих желудков, однако сходную по свойствам протеиназу можно выделить из определенных видов грибов или штаммов бактерий, модифицированных методами генной инженерии. Преимуществом таких новых ферментов является возможность их использования для приготовления кошерных и вегетарианских сыров.

Творожную массу отделяют, прессуют, придавая желаемую форму, и высушивают. Сыворотку можно использовать в качестве источника питания при выращивании дрожжей, которые в свою очередь после определенной обработки можно добавлять в корм скоту. Продукт содержит много белка и ряд витаминов.

Для придания сыру характерного вкуса и консистенции в процессе созревания в него добавляют различные микроорганизмы: бактерии (сыр чеддер), плесневые грибы (рокфор и другие голубые сыры) либо их комбинации (Камамбер). Все эти процессы проводят в контролируемых условиях, которые различны при изготовлении разных сортов сыра. Некоторые сыры, такие как деревенский и сливочный, остаются незрелыми.

Масло делают из сливок, снятых со свежего молока, и по закону оно должно содержать не менее 80% жира. Сначала сливки пастеризуют, а затем сбивают.

Простокваша — это кисломолочный напиток, выработанный из пастеризованного молока путем сквашивания его закваской, приготовленной на чистых культурах молочнокислых растений. В зависимости от культур молочнокислых бактерий различают простоквашу обыкновенную, мечниковскую, южную, украинскую (ряженка), ацидофильную и варенец. Обыкновенную простоквашу готовят на чистых культурах молочнокислых стрептококков; она имеет нежный сгусток с освежающим, приятным, слабокислым вкусом. Мечниковская простокваша отличается от обыкновенной более плотным сгустком и кисловатым вкусом. Это объясняется тем, что ее готовят из чистых культур болгарской палочки и молочнокислых стрептококков. Южная простокваша имеет консистенцию сметаны, слегка вязкую, вкус кисловатый, щиплющий, освежающий. При приготовлении кроме молочнокислых стрептококков и палочек используют дрожжи.  
 
Варенец готовят из стерилизованного молока, выдержанного при высокой температуре в течение 2—3 ч (томленого). Варенец имеет плотную, слегка вязкую консистенцию, кисловатый вкус со сладковатым привкусом томленого молока, кремовый цвет. Варенец готовят на тех же культурах, что и мечниковскую простоквашу.