МИКРОБИОЛОГИЯ Учебное пособие - 2012

ГЛАВА 15. МИКРОБИОЛОГИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

15.1. МИКРОБИОЛОГИЯ МОЛОКА И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

15.1.3. Кисломолочные продукты

В технологии изготовления кисломолочных продуктов используют специфическую микрофлору, которая в результате своей жизнедеятельности формирует вкус, запах и консистенцию готового продукта. В качестве специической микрофлоры используют комбинации культур молочнокислых бактерий (МКБ), иногда с участием бифидобактерий, дрожжей, уксуснокислых, пропионовокислых бактерии.

Основным продуктом метаболизма МКБ является молочная кислота. Присутствие молочной кислоты в кисломолочных продуктах в некоторой степени предотвращает размножение в них гнилостных и патогенных микроорганизмов. Однако бактерии родов Salmonella, Shigella, а также стафилококки могут длительное время выживать в этих продуктах и являться причиной инфекционных заболеваний или пищевых отравлений. Поэтому наиболее важными предпосылками при производстве кисломолочных продуктов являются высокое качество сырого молока, правильно проведенная пастеризация, высокая активность заквасочной микрофлоры и предотвращение повторной контаминации пастеризованного молока и готового продукта патогенными бактериями.

Йогурт — кисломолочный продукт с повышенным содержанием сухих веществ (16 %), что достигается выпариванием определенного количества влаги или добавлением сухого обезжиренного молока. В состав закваски для йогурта, а также простокваши южной, мечниковской, болгарского кислого молока входят два вида МКБ — болгарская палочка (Lactobacillus delbruekii subsp. bulgaricus) и термофильный стрептококк (Streptococcus salivarius subsp. thermophilus). Соотношение между видами (кокки-палочки) в йогурте, мечниковской и болгарской простокваше должно составлять 1:1, а в простокваше южной — 4:1. Сквашивание молока проводится при температуре 40—45 °С в течение 3—4 ч. Кислотность йогурта, простокваши мечниковской и болгарской не должна превышать 110 °Т, а простокваши южной — 140 °Т. В 1 см3 готового продукта содержание МКБ составляет 107—108 клеток.

С целью предупреждения появления излишне кислого вкуса в готовом продукте за счет доминирования болгарской палочки следует уменьшить количество вносимой закваски до 1,0—1,5 %, поддерживать температуру сквашивания молока в пределах 39—42 °С, быстро охлаждать продукт после сквашивания до температуры 5—6 °С.

Простокваша обыкновенная. В пастеризованное и охлажденное до температуры 30 °С молоко вносят 3—5 % закваски на основе мезофильных лактококков: Lac. lactis ssp lactis, Lac. lactis ssp. cremoris, Lac. lactis ssp. diacetylactis. Простоквашу обыкновенную вырабатывают в основном термостатным способом. Заквашенное молоко разливают в потребительскую тару и помещают в термостатную камеру с температурой (30 ± 2) °С. Сквашивание молока при этих условиях длится 6—8 ч, после чего продукт перемещают в холодильную камеру. Готовый продукт должен иметь ровный плотный сгусток без выделения сыворотки, кислотность в пределах 75—80 °Т.

Для улучшения консистенции простокваши иногда в молоко вводят дополнительно 0,5 % закваски на основе болгарской палочки в соотношении 1:4—1:10 к лактококкам. При выборе соотношения необходимо учитывать длительность сквашивания молока, характер образующегося сгустка, кислотность готового продукта.

Ряженка — кисломолочный продукт, изготавливаемый из молока, подвергнутого высокотемпературной обработке с длительной выдержкой, за счет чего готовый продукт имеет кремовую окраску и характерный привкус. Ряженку вырабатывают из сырья повышенной жирности — от 3,2 до 6,0 %. Смесь для приготовления продукта нагревают до температуры 92—95 °С и выдерживают в течение 2—3 ч. В процессе «топления» смесь перемешивают 2—3 раза для предотвращения образования пенок. После тепловой обработки молоко охлаждают до 43—45 °С и вносят 3—5 % закваски на основе Streptococcus thermophilus. Ряженку вырабатывают термостатным и резервуарным способами. Как показала практика, при использовании закваски на основе только термофильного стрептококка продукт часто получается пресным, с невыраженным вкусом. В связи с этим в состав закваски для ряженки вводят дополнительно болгарскую палочку в соотношении 1:4—1:5 к стрептококкам.

Содержание клеток МКБ в готовом продукте составляет 107—108 КОЕ/ см3. Кислотность готового продукта 80—90 °Т.

Варенец готовят из стерилизованного молока или молока, подвергнутого тепловой обработке при 95 ± 2 °С с выдержкой в течение 1 ч. В дальнейшем технология производства варенца аналогична технологии ряженки.

Ацидофильное молоко. Продукт получают путем сквашивания пастеризованного молока закваской на основе ацидофильной палочки (Lactobacillus acidophilus). В молоко с температурой 37—39 °С вносят 1—5 % закваски и сквашивают в течение 3—4 ч до достижения кислотности 70—80 °Т. Кислотность готового продукта 90—120 °Т. Количество клеток ацидофильных палочек в готовом продукте достигает 108—109 в 1 см3.

Наиболее частыми затруднениями при изготовлении ацидофильного молока являются развитие посторонних мезофильных молочнокислых стрептококков (если температура сквашивания ниже 37 °С) или термофильного стрептококка (если температура сквашивания превышает 40 °С). Размножение указанных микроорганизмов приводит к образованию простоквашного вкуса и снижению лечебных свойств готового продукта.

Ацидофилин. Продукт вырабатывают из пастеризованного молока путем сквашивания его следующими видами заквасок в равных соотношениях: на основе ацидофильной палочки; на основе мезофильных лактококков и кефирной. Сквашивание проводят при температуре 30—35 °С в течение 6—8 ч до достижения кислотности сгустка 80—85 °Т.

Кефир — единственный кисломолочный напиток, для изготовления которого используют естественную симбиотическую закваску — кефирные грибки. Они имеют неправильную форму, складчатую или бугристую поверхность, упругую консистенцию. Диаметр кефирных грибков от 1—2 до 5—6 см. Основными представителями микрофлоры кефирного грибка являются мезофильные лактококки, лактобациллы, дрожжи и уксуснокислые бактерии. Лактобациллы, выделенные из кефирного грибка, идентифицированы как L. plantarum, L. casei, L. kefir, L. brevis, L. buchneri. Среди дрожжей, выделенных из кефирного грибка, наиболее распространенными являются Saccharomyces lactis, S. cartilaginosus, S. unisporus, Candida kefir, Kluyveromyces fragilis. В поверхностных слоях кефирного грибка располагаются молочнокислые стрептококки, отнесенные к видам Lac. lactis subsp. lactis, Lac. lactis subsp. cremoris, Lac. lactis subsp. diacetylactis, Leuconostoc cremoris. Уксуснокислые бактерии — Acetobacter aceti также относят к постоянной микрофлоре кефирного грибка. Они, по-видимому, играют значительную роль в симбиозе организмов грибка. Таким образом, в кефире происходят разные типы брожений: гомо- и гетероферментативное молочнокислое и спиртовое.

К порокам кефира относятся образование глазков и появление броженого вкуса при нарушении санитарно-гигиенических услвоий производства. Образование глазков в кефире могут вызывать дрожжи, ароматобразующие лактококки, гетероферментативные молочнокислые палочки и колиформные бактерии.

Исследованиями японских ученых показано, что полисахарид кефиран, содержащийся в кефирных грибках, обладает антиканцерогенным действием.

Кумыс — традиционный кисломолочный напиток степных народов Азии, вырабатываемый из кобыльего или коровьего молока, смешанного брожения — молочнокислого и спиртового. Кумыс готовят путем сквашивания кобыльего молока культурами болгарской и ацидофильной палочек и дрожжами, сбраживающими лактозу. Штаммы указанных лактобактерий и дрожжи обладают высокой антагонистической активностью по отношению к микобактериям туберкулеза и нежелательным микроорганизмам кишечника.

В кобыльем молоке меньше содержание казеина и жира, но больше лактозы, чем в коровьем молоке, при этом казеин и альбумин находятся в равных количествах. В связи с этим при сквашивании кобыльего молока сгусток не образуется, а выпадает в виде рыхлых мелких хлопьев. Кобылье молоко более богато витаминами С, В1, В2 и микроэлементами, чем коровье.

Разработана технология кумыса из специальной молочной смеси, состоящей из цельного и обезжиренного коровьего молока, подсырной сыворотки с добавлением лактозы и витамина С. Особенностью этой технологии является внесение в подготовленную смесь большого количества закваски (до 20 %), благодаря чему интенсивно размножаются дрожжи и молочнокислые бактерии.

Творог — белковый кисломолочный продукт, получаемый в процессе сквашивания молока мезофильными лактококками с последующим отделением молочной сыворотки до определенного содержания влаги в готовом продукте.

Для производства творога используют закваски следующего состава: Lactococcus lactis ssp. lactis, Lactococcus lactis ssp. diacetylactis (с добавлением или без добавления Lactococcus lactis ssp. cremoris).

Основными затруднениями, наиболее часто возникающими при производстве творога, являются:

• размножение термоустойчивых молочнокислых палочек, что является причиной появления порока творога «излишне кислый вкус»;

• замедление процесса сквашивания молока в результате сезонных изменений состава молока, наличия в молоке ингибирующих веществ или инфицирования культур закваски бактериофагом;

• контаминация готового продукта БГКП;

• тягучесть сгустка и плохое отделение сыворотки из-за попадания в молоко уксуснокислых бактерий.

При изготовлении творожных изделий (творожных сырков, тортов, кремов) необходимо осуществлять строгий санитарно-бактериологический контроль вспомогательных материалов (сахара, соли, изюма, кураги, орехов, цукатов, вкусовых и ароматических добавок) и всех этапов технологического процесса (измельчение, смешивание с ингредиентами, охлаждение, фасовка).

Наиболее часто встречающийся порок творожных изделий, особенно в летний период года, — вспучивание. Причиной порока является накопление продуктов жизнедеятельности дрожжей, попадающих в изделия с сахаром, изюмом и другими ингредиентами.

Творог и творожные изделия на разных этапах их приготовления могут быть контаминированы патогенными или условно-патогенными микроорганизмами. В частности, в 7—10 % проб творожных изделий были обнаружены золотистые стафилококки; из 9 % проб творога были выделены возбудители иерсиниозов (Yersinia enterocolitica). Патогенные микроорганизмы могут достаточно длительное время сохраняться в твороге при температуре хранения 2—4 °С. Описаны вспышки заболевании при употреблении творога и творожных изделии, контаминированных сальмонеллами, шигеллами, иерсиниями, энтеропатогенными эшерихиями.

Сметана — кисломолочный продукт, получаемый в результате сквашивания сливок различной жирности закваской на основе мезофильных лактококков: Lac. lactis ssp. lactis, Lac. lactis ssp. cremoris, Lac. lactis ssp. diacetylactis. Сливки при производстве сметаны пастеризуют при высоких температурах (95 ± 2 °С с выдержкой 2—10 мин), поэтому остаточная микрофлора представлена главным образом спорообразующими бактериями.

После пастеризации и гомогенизации сливки охлаждают до температуры заквашивания — 18—22 °С летом и 22—23 °С зимой, после чего вносят от 0,5 до 5,0 % бактериальной закваски. Сливки из-за повышенного содержания жира, меньшего количества белка и доступных минеральных веществ являются менее благоприятной питательной средой для развития МКБ, чем молоко, в связи с этим продолжительность сквашивания сливок значительно больше, чем молока, и составляет в среднем 12—16 ч. Окончание сквашивания устанавливают по титруемой кислотности (60—75 °Т) и плотности образовавшегося сгустка. В процессе охлаждения и созревания размножение лактококков замедляется, однако кислотность продолжает нарастать до оптимального значения — 85—100 °Т. Количество клеток лактококков в готовом продукте составляет около 107 КОЕ/г.

Основными пороками сметаны являются:

• излишне кислый вкус, обусловленный размножением термоустойчивых молочнокислых палочек (до 107);

• вспучивание, дрожжевой привкус — контаминация продукта дрожжами, сбраживающими лактозу (до 106);

• горький, прогорклый вкус — расщепление белка и жира ферментами психротрофных бактерий родов Pseudomonas, Achromobacter, Flavobacterium;

• нечистый вкус — контаминация БГКП (более 104);

• плесневение — размножение на поверхности молочной плесени Endomyces lactis и других видов мицелиальных грибов.

Кисломолочные напитки (за исключением термизированных), творог, сметану разрешается хранить в торговой сети не более 72 ч (с момента выработки) при температуре (4 ± 2) °С.

Пробиотические продукты. Разработка концепции «пробиотики и функциональное питание» является одним из важнейших достижений конца XX в. В настоящее время пробиотиками называют живые микроорганизмы и вещества микробного происхождения, оказывающие позитивное влияние на физиологические функции, биохимические и поведенческие реакции организма хозяина через оптимизацию его микроэкологического статуса. К пробиотикам относятся бифидобактерии, МКБ, пропионовокислые бактерии, Е. coli штамм М17 и др. Из молочнокислых бактерий обычно используют следующие лактобациллы: L. acidophilus, L. casei, L. rhamnosus, L. plantarum, L. helveticum, L. brevis, L. fermentum, L. buchneri.

Пробиотики способствуют поддержанию баланса нормофлоры кишечника, препятствуют колонизации патогенных и условно-патогенных микробов, оказывают противоинфекционный и иммуностимулирующий эффект, улучшают белковый и минеральный обмен веществ в организме, синтезируют некоторые витамины и незаменимые аминокислоты, снижают уровень холестерина в крови. Продукты, содержащие пробиотики, относятся к функциональным.

Лактобактерии и бифидобактерии в последние годы нашли широкое применение в производстве ферментированных молочных продуктов, обладающих лечебно-профилактическими свойствами (табл. 10).

Таблица 10. Ферментированные молочные продукты с лакто- и бифидобактериями

Название продукта

Состав микрофлоры продукта

Напиток «Вита»

L. acidophilus, В. bifldum

Напиток «Углический»

Lac. diacetilactis, В. bifidum

Бифилакт

В. bifidum, L. plantarum, L. fermentum

Бифидин

L. acidophilus, B. adolescentis

Бифидок, бифидокефир

Кефирная закваска, В. bifidum

Бифилайф

В. bifidum, В. longum, В. breve, В. adolescentis, В. infantis

Бифивит

L. acidophilus, B. bifldum и/или B. longum

Лактиналь

L. plantarum, L.casei, L. brevis, L. fermentum

Актимель

L. casei Defensis

Имунеле

L. casei, L. rhamosus

Вифидумбактерин кисломолочный

B. bifidum, B. longum

Вещества, стимулирующие размножение бифидобактерий в организме человека, называются пребиотиками или бифидогенными факторами. К ним относятся олигосахариды (лактулоза, лактитол), полисахариды (инулин, пектины, пуллулан), растительные или микробные экстракты. Функциональные продукты, содержащие пробиотики и пребиотики, называют синбиотиками.

В последние годы для производства ферментированных молочных продуктов широкое применение нашли бактериальные препараты или так называемые закваски прямого внесения(DVS — от англ. Direct Vat Set), представляющие собой высушенную биомассу лакто- и бифидобактерий. Основными поставщиками заквасок прямого внесения в Россию являются главным образом иностранные фирмы — «Христиан Хансен» (Дания), концерн «Техе1», имеющий заводы во Франции и «Biolacta-Texel» в Польше, «Даниско» (Германия). Закваски прямого внесения имеют следующие преимущества перед традиционными жидкими заквасками:

• простота применения;

• гарантия стабильного качества и активности закваски и улучшение микробиологического состава готового продукта;

• надежность и воспроизводимость технологического процесса и обеспечение бесперебойной работы предприятия;

• снижение опасности бактериофаговой инфекции и вырождения культур закваски;

• возможность быстрого изменения ассортимента вырабатываемой продукции.