МИКРОБИОЛОГИЯ Учебное пособие - 2012

ГЛАВА 15. МИКРОБИОЛОГИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

15.13. МИКРОБИОЛОГИЯ КВАШЕНЫХ И СОЛЕНЫХ ОВОЩЕЙ

Сохранение продуктов растительного происхождения может быть достигнуто за счет развития в них молочнокислых бактерий. Такой способ консервирования имеет ряд преимуществ, поскольку молочная кислота подавляет рост нежелательных микроорганизмов (гнилостных, масляно-кислых и др.) и нет необходимости использовать химические консерванты. Накапливающиеся в квашеных овощах и фруктах продукты молочнокислого и отчасти спиртового брожения придают им определенный вкус и запах. В зависимости от вида перерабатываемого сырья готовый продукт называют квашеным (капуста), соленым (огурцы, томаты) или моченым (яблоки, груши и др.). При солении и квашении добавляют поваренную соль, при мочении соль не применяется.

Квашение капусты. Кочанная капуста культивируется человеком уже более четырех тысяч лет, при этом основным способом ее консервирования является квашение. В процессе квашения капусты участвуют молочнокислые бактерии, осуществляющие молочнокислое брожение, и дрожжи, вызывающие спиртовое брожение. Капусту и морковь измельчают и плотно укладывают в подготовленные емкости. Брожение осуществляется в присутствии поваренной соли (1,5—2 %), которую добавляют, чтобы извлечь сок из растительных тканей. Для создания анаэробных условий на капусту кладут гнет.

При 21—24 °С брожение протекает обычно в течение 6—8 сут. Готовый продукт должен быть хрустящим, иметь выраженный кислый вкус, приятный запах и содержать до 1,25—1,7 % молочной кислоты.

Самопроизвольное брожение в подготовленной капусте начинается уже через несколько часов при 15—24 °С. В первый период брожения размножаются бактерии группы кишечной палочки, Aerobacter cloacae, Flavobacterium rhenanus и др., накапливающие в капусте летучие кислоты — муравьиную и уксусную, небольшое количество молочной и янтарной кислот, спирт, газы и др.

Условия начальной фазы квашения капусты характеризуются значением pH 6,2 и концентрацией хлорида натрия 2,5 %. При этих условиях через 2—3 сут брожения преобладающими становятся гетероферментативные молочнокислые кокки — Leuconostoc mesenteroides. К этому времени общая кислотность продукта повышается до 0,7— 1,0 % (в пересчете на молочную кислоту), образуются продукты гетероферментативного молочнокислого брожения: молочная кислота, этанол, уксусная кислота, диоксид углерода, а также маннит, который придает капусте горький привкус.

Через 4—6 сут лейконостоки в основном отмирают и доминирующей группой становятся лактобациллы, преимущественно вида L. plantarum. Они накапливают до 1,5—2,0 % молочной кислоты и завершают молочнокислое брожение. Палочки вида L. plantarum ферментируют маннит и таким образом устраняют горький привкус капусты. При наличии в соке капусты несброженных сахаров (капуста содержит от 2,9 до 6,4 % сахара) начинают размножаться гетероферментативные дактобациллы вида L. brevis, которые накапливают молочную и уксусную кислоты до содержания 2,4 %, за счет чего продукт приобретает острый привкус.

Концентрация хлорида натрия и температура оказывают существенное влияние на ход брожения и видовой состав лактобактерий. При повышенной концентрации соли (3,5 %) и температуре брожения около 30 °С подавляется развитие Leuconostoc mesenteroides и преобладающими становятся лактобактерии видов Pediococcus cerevisiae и L. planrarum (встречаются также энтерококки вида S. faecalis), что приводит к появлению нежелательного запаха. При пониженном содержании соли и низкой температуре (ниже 15 °С) брожение замедляется, нарушается последовательность развития молочнокислых бактерий, осуществляющих брожение, и это также отрицательно влияет на органолептические свойства готового продукта.

С целью правильного осуществления процесса ферментации при квашении капусты предложено использовать чистые культуры микроорганизмов. Разработан сухой препарат культуры L. plantarum. В капусте, сквашенной чистыми культурами лактобактерий, лучше сохраняются витамины, уменьшается распад белков.

По окончании брожения готовую капусту следует хранить при температуре не выше 4—5 °С без доступа кислорода воздуха.

Возбудителями порчи капусты могут быть:

• гнилостные бактерии — вызывают размягчение капусты и придают ей неприятный гнилостный вкус и запах;

• маслянокислые бактерии — вызывают появление резкого прогорклого вкуса и запаха;

• спорообразующие пектолитические бактерии — вызывают размягчение продукта, появление неприятного вкуса;

• дрожжи — образуют пленку на поверхности, вызывают ослизнение капусты.

Соление огурцов. Спонтанное брожение огурцов обусловлено развитием находящихся на них микроорганизмов. Направленность процесса ферментации определяется температурой, наличием сбраживаемых веществ, концентрацией соли, видовым составом микрофлоры. При посоле огурцов вносят большее количество соли (6—8 %), чем при квашении капусты.

Процесс самопроизвольного брожения огурцов состоит из нескольких стадий (табл. 17).

Таблица 17. Состав микрофлоры на разных стадиях брожения огурцов (Е. И. Квасников, О. А. Нестеренко, 1975)

Стадия брожения

Микроорганизмы

Первичная (2—3 сут)

Aerobacter, Escherichia, В. subtilis, В. megatherium, В. polymyxa, В. macerans

Промежуточная (до 14 сут)

Leuc. mesenteroides, L. plantarum, L. brevis, L. fermentum

Конечная

L. plantarum, L. brevis, L. fermentum

На первичной стадии в большом количестве обнаруживаются плесневые грибы, дрожжи, бактерии родов Pseudomonas, Flavobacterium, Achromobacter, Bacillus, бактерии группы кишечных палочек. Все эти микроорганизмы в количественном отношении преобладают над молочнокислыми бактериями. Любой из нежелательных микроорганизмов на этой стадии может стать доминирующим и вызвать порчу продукта. Первичная стадия характеризуется подкислением рассола, накоплением газов (Н2 и СO2), являющихся продуктами муравьинокислого брожения, вызываемого колиформными бактериями. В конце первичной стадии увеличивается количество лактобактерии и дрожжей, возрастает кислотность рассола.

В промежуточной стадии брожения доминирующими являются гомо- и гетероферментативные молочнокислые бактерии, а также присутствует большое количество дрожжей. В начале этой фазы брожение осуществляют преимущественно лейконостоки, а в конце превалируют более кислотоустойчивые лактобациллы, главным образом L. plantarum.

При переходе к конечной стадии брожения кислотность рассола увеличивается до 0,7—1,0 % (в пересчете на молочную кислоту), pH снижается до 3,5—3,8. В этой стации брожение полностью осуществляется лактобациллами. Высокая кислотность рассола и недостаток питательных веществ приводят к подавлению развития молочнокислых бактерий, и брожение прекращается. Готовые соленые огурцы содержат молочную кислоту (0,5—1,0 %), уксусную, этанол, следы глицерина и маннита, незначительные количества ароматических веществ.

Микробиологическая порча соленых огурцов возникает при развитии на поверхности рассола пленчатых дрожжей или молочной плесени, в результате чего огурцы размягчаются. Образование пустот внутри огурцов может быть вызвано размножением колиформ, излишне интенсивным развитием гетероферментативных лактобацилл или дрожжей. Обычно порча огурцов происходит при нарушении режимов квашения и хранения. Для предупреждения размножения дрожжей и плесеней в рассол вводят 0,1 %-ный раствор сорбата калия или натрия.