Микробиология кисломолочных напитков молочнокислого брожения

 

 

Микробиология кисломолочных  напитков молочнокислого брожения

 

 

Содержание

 

 

 

1. Характеристика и классификация продуктов

 

 

К продуктам молочнокислого брожения относят простоквашу, ацидофилин и  ацидофильное молоко, сметану, творог, йогурт и др.

Простоквашу вырабатывают из пастеризованного или стерилизованного цельного обезжиренного молока сквашиванием закваской чистых культур молочнокислых  бактерий. В зависимости от вида применяемой закваски и используемого сырья различают несколько видов простокваши: обыкновенная, мечниковская, варенец, ацидофильная, ряженка, обезжиренная.

Обыкновенная простокваша  вырабатывается сквашиванием пастеризованного цельного молока чистыми культурами молочно-кислых стрептококков.

Мечниковская простокваша  вырабатывается из пастеризованного молока сквашиванием чистыми культурами молочнокислых  стрептококков и болгарской палочки.

Ацидофильная простокваша  вырабатывается из молока сквашиванием чистыми культурами молочно-кислых стрептококков и ацидофильной палочки.

Южная простокваша вырабатывается сквашиванием пастеризованного молока чистыми культурами термофильных молочнокислых  стрептококков и болгарской палочки  с добавлением дрожжей.

Ацидофилин содержит в составе закваски преимущественно ацидофильную палочку. Способность этого микроорганизма накапливать повышенное количество молочной кислоты и антибиотические вещества, а также хорошая приживаемость в кишечнике позволяют успешно использовать ацидофилин в лечебной практике. Вкус ацидофилина более кислый, чем простокваши. Содержание жира почти во всех диетических кисломолочных продуктах, за исключением кефира нежирного, 3,2 % (в ряженке - 6%, в Таллиннском кефире - 1 %). Кислотность ряженки - 75-100°Т, ацидофилина - 75-120, кефира - 85-120 (Таллиннского - 85-130°Т), остальных продуктов - 80-110°Т.

Сметана - это национальный русский продукт, известный за рубежом  под названием «Русские сливки». От других кисломолочных продуктов  она отличается высоким содержанием  жира. Вместе с жиром в сметану переходят жирорастворимые витамины; так, содержание витамина. А в ней в 10 разбольше, чем в молоке.

Вырабатывают сметану  из пастеризованных сливок путем  их заквашивания специальной закваской  из молочнокислых и ароматообразующих  стрептококков. При этом в сливках увеличивается кислотность, и при накоплении ее в минимально допустимых стандартом нормах (65Т) она оказывает консервирующее действие и придает сметане приятный киломолочный вкус. Ароматообразующие бактерии, вводимые в закваску, способствуют образованию характерного аромата.

Творог представляет собой белковый кисломололный продукт, кроме полноценного молочного белка, в нем содержатся ценные для человека минеральные вещества: кальций (140 - 1б4 мг на 100 г продукта), фосфор (130-160 мг на 100 г продукта), а также железо, магнии и др.

По содержанию жира творог подразделяют на жирный (18 % жира), полужирный (9 % жира) и нежирный. Содержание белков в твороге - соответственно 14-16, 14-17 и 18-22 %, влаги - 65, 78 и 80 %, а кислотность - 200-225, 210-240 и 220-270°Т.

Творог диетический  пресный нежирный изготавливают  обезжиренного молока путем добавлений раствора лимонной кислоты, хлорида  кальция и последующего смешивания с закваской. Содержание влаги в  таком твороге - не более 80%, кислотность - не выше 95°Т.

Творог столовый вырабатывают из смеси пахты и обезжиренного  молока путем сквашивания чистыми  культурами молочнокислых стрептококков. Содержание жира в твороге - не менее 2 %, влаги - не более 76%, кислотность - не выше 220°Т.

К творожным изделиям относятся: масса, сырки, паста и крем, торты.

Йогурт – от других кисломолочных продуктов отличается повышенным содержанием сухих обезжиренных веществ молока. Его готовят из молока или молочной смеси с добавлением  сухого молока, сахара, плодово-ягодных сиропов. В зависимости от применяемого сырья йогурт и биойогурт подразделяют на: йогурт из натурального молока; йогурт из нормализованного молока или нормализованных сливок; йогурт из восстановленного (или частично восстановленного) молока; йогурт из рекомбинированного (или частично рекомбинированного) молока. В зависимости от применяемых пищевкусовых продуктов, ароматизаторов и пищевых добавок йогурт подразделяют на фруктовый (овощной), ароматизированный и витаминизированный. В зависимости от нормируемой массовой доли жира различают следующие виды йогурта: молочный нежирный; молочный пониженной жирности; молочный полужирный; молочный классический; молочно-сливочный; сливочно-молочный; сливочный. Вырабатывается йогурт 1,5%, 3,2% и 6% жирности. В зависимости от применяемых вкусов и ароматических веществ выпускают йогурт несладкий, сладкий, с ванилином и плодово-ягодный, цвет которого зависит от цвета введенного сиропа. Ацидофильные молочные продукты – их получают сквашиванием молока чистыми культурами ацидофильной палочки. К таким продуктам относят следующие. Ацидофильное молоко вырабатывают из цельного или обезжиренного молока с добавлением или без добавления сахара, которое сквашивают чистыми культурами ацидофильной палочки. Выпускают ацидофильное молоко жирным, нежирным, а также с добавлением витамина или корицы. Ацидофилин готовят из цельного или обезжиренного молока с добавлением или без добавления сахара, сквашиваемого чистыми культурами ацидофильной палочки и кефирной закваски. Ацидофилин может быть жирным или нежирным.

 

2. Источники обсеменения продуктов

 

Большое значение в обсемени кисломолочных напитков молочнокислого брожения имеет первоначальное бактериальное  обсеменение и механическая загрязненность сырого молока. Эффективность пастеризации выражают отношением количества бактерий, уничтоженных пастеризацией, к количеству бактерий, содержавшихся в исходном молоке.

Обсеменонность зависит  также от степени чистоты шкуры животных и доильных аппаратов, от чистоты используемой воды и многих других факторов.

В сборном молоке, взятом на пробу непосредственно на фермах, общее количество бактерий колеблется от 4,6 х 10⁴ до 1,2 х 10⁶ в 1 см³.

Производство кисломолочных  продуктов (кисломолочных напитков, сметаны, творога) относится к наиболее уязвимым в эпидемическом отношении технологическим процессам в молочной промышленности. В отличие от технологической схемы производства питьевого молока при выработки кисломолочной продукции после пастеризации в молоко вносится закваска и создаются термостатные условия для протекания молочнокислого процесса в течение длительного времени. В этих условиях выдержки молока при повышенных температурах может происходить размножение остаточной после пастеризации микрофлоры молока, а также, в случае повторного обсеменения пастеризованного молока, потенциально-патогенной или патогенной микрофлоры.

В основном, это молочнокислые  стрептококки, могут встречаться  кишечные и споровые палочки, энтерококки, дрожжи. Они составляют нормальную микрофлору молока.

Основным источником обсеменения является воздух. При этом среди микрофлоры могут встречаться микроорганизмы, способные вызывать различные пороки молока (прогоркание, посторонние привкусы и запахи, изменение цвета). Могут встречаться возбудители некоторых инфекционных заболеваний (дизентерии, брюшного тифа, бруцеллеза, туберкулеза) и пищевых отравлений (золотистый стафилококк, сальмонеллы).

Имеющиеся в производстве кисломолочных продуктов открытые технологические процессы создают  возможность их бактериального загрязнения.

Исследования закономерностей развития патогенных микроорганизмов при производстве кисломолочных продуктов показывают, что интенсивно протекающий молочнокислый процесс подавляет размножение большинства из них. Поэтому основным гигиеническим требованием к производству этих продуктов является строгое соблюдение технологии производства, особенно на этапах заквашивания, и сквашивания молока.

Пастеризацию молока для большинства  кисломолочных продуктов проводят при более жестких режимах, чем  для питьевого молока (при температурах 80-85-90-99 градусов С в течение от 2-3 минут до 1 часа и более). В связи с этим патогенная микрофлора в молоке, прошедшем такие высокие режимы пастеризации, может обнаруживаться только при грубых нарушениях режима пастеризации. Если патогенная микрофлора попадает в молоко после пастеризации (низкое качество воды, инфицирование работниками и другие причины) то при ниже перечисленных условиях она может обильно размножаться:

1) пастеризованное молоко, находящееся  в емкостях и нагретое до  температуры заквашивания, длительное время выдерживается до момента внесения закваски;

2) медленное протекание молочнокислого  брожения, связанное с внесением  в молоко недостаточного количества  или пониженной активности закваски, наличием в молоке антибиотиков  или других ингибирующих веществ, нарушением температурных режимов сквашивания.

 

3. Изучение микрофлоры  продукта под давлением факторов  внешней среды или в процессе  хранения

 

Систематическая принадлежность молочнокислых бактерий

В соответствии с классификацией бактерий Берги молочнокислые бактерии относятся к царству прокариот, отделу скотобактерий, классу истинных бактерий (Eubacteriales), к семействам Streptococcaceae (молочнокислые стрептококки) и Lactobacillaceae (молочнокислые палочки).

К семейству Streptococcaceae относятся род Streptococcus и Leuconostoc.

Молочнокислые бактерии рода Streptococcus широко используются при производстве творога, сметаны, кисломолочных напитков и других продуктов. Этот род объединяет виды: Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris, Streptococcus diacetylactis, Streptococcus acetoinicus, Streptococcus thermophilus. Все молочнокислые стрептококки грамположительные, имеют клетки шаровидной формы, располагаются в зависимости от вида попарно, короткими и длинными цепочками.

Из рода Leuconostoc только Leuconostoc cremoris, Leuconostoc lactis и Leuconostoc dextranicum используются в молочной промышленности. Эти бактерии, как и стрептококки, имеют шарообразные клетки, соединенные в пары или цепочки. Многие представители рода Leuconostoc образуют капсулы, поэтому при их развитии на сахаросодержащих средах образуется слизь.

До последнего времени в нашей  стране молочнокислые палочки было принято относить к семейству  Lactobacterium  (согласно классификации Красильникова, предложенной в 1949 г). Однако в современном определителе бактерий Берги эти микроорганизмы отнесены к семейству Lactobacillaceae, роду Lactobacillus. По морфологии эти бактерии имеют форму палочек, расположенных по одиночке, попарно, цепочками. Грамположительные, спор и капсул не образуют.

Все молочнокислые бактерии вызывают молочнокислое брожение – сбраживают лактозу и глюкозу до молочной кислоты. Особенностью молочнокислых бактерий является наличие у них ферментов: b-галактозидазы, осуществляющей гидролиз лактозы до глюкозы и галактозы, и лактатдегидрогеназы, восстанавливающей пировиноградную кислоту, образующуюся при гликолизе, в молочную кислоту. В зависимости от вида возбудителя различают две формы молочнокислого брожения: гомоферментативное и гетероферментативное.

При гомоферментативном молочнокислом брожении конечным продуктом является молочная кислота:

 

С₆Н₁₂О₆ ® 2 СН₃СН₂ОСООН + Е

                                                   ГЛЮКОЗА               МОЛОЧНАЯ КИСЛОТА

 

К возбудителям гомоферментативного  молочнокислого брожения относятся следующие молочнокислые бактерии: Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum.

 

При гетероферментативном молочнокислом брожении образуется целый ряд конечных продуктов (молочная, янтарная, уксусная кислоты, этиловый спирт, диоксид углерода, молекулярный водород):

С₆Н₁₂О₆ ® СН₃СН₂ОСООН + СООНСН₂СН₂СООН +

                         ГЛЮКОЗА               МОЛОЧНАЯ КИСЛОТА                     ЯНТАРНАЯ КИСЛОТА          

+ СН₃СООН + СН₃СН₂ОН + СО₂­ + Н₂­ + Е

                                  УКСУСНАЯ КИСЛОТА  ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ

 

Возбудителями гетероферментативного  молочнокислого брожения являются: Streptococcus diacetylactis, Streptococcus acetoinicus, Lactobacillus brevis, Lactobacillus fermentum, все виды рода Leuconostoc.

Молочнокислые бактерии обладают различной  ферментативной активностью при  сбраживании лактозы. Наиболее активными  кислотообразователями являются Streptococcus lactis, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus.

Рассмотрим роль основных видов молочнокислых бактерий в формировании качества молочных продуктов

 

Микроорганизмы	Продукты, для производства которых применяются	Пороки, которые  вызывают
Streptococcus lactis	Творог, сметана,  напитки с плодово-ягодными наполнителями	Нетипичный вкус, дряблая  консистенция ацидофильных продуктов, прокисание пастеризованных  молока, сливок
Streptococcus cremoris	Творог, сметана	Теряют активность в весеннее время
Streptococcus diacetylactis, Streptococcus аcetoinicus	Творог, сметана, кислосливочное масло	Стимулируют развитие термоустойчивых  молочнокислых палочек – возбудителей порока «излишняя кислотность»
Streptococcus thermophilus	Ряженка, варенец, йогурт	Нетипичный вкус и консистенция
Lactobacillus acidophilus	Ацидофилин, ацидо-фильное молоко, детские кисломолочные продукты	Излишняя кислотность при медленном  охлаждении после сквашивания
Leuconostoc cremoris	Творог, сметана	Теряют активность в весеннее время
Leuconostoc dextranicus	Кефир	Вспучивание кефира при активном развитии