Микроорганизмы используемые при производстве молочных продуктов

МИКРООРГАНИЗМЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

К основным группам микроорганизмов, используемым при производстве молочных продуктов, относят молочнокислые, пропионовокислые бактерии, бифидобактерии, уксуснокислые бактерии, дрожжи. В созревании сыров со слизевой поверхностью участвует заквасочный  пигментообразующий микроорганизм слизи Brevibacterium lines.

Бифидобактерии — это облигатная и доминирующая часть кишечной микрофлоры здорового человека и теплокровных животных. Она проявляет антагонистическую активность по отношению к патогенным, условно-патогенным и нежелательным микроорганизмам в кишечнике.

В настоящее время идентифицировано 24 вида бифидобактерий (от лат. bifidus - раздвоенный, расщепленный надвое), объединенных в род Bifidobacterium, который относится к семейству Actinomycetaceae.

Наиболее изученными видами бифидобактерий являются:   B. bifidum, B. adolescentis, B. breve, B. longum, B. infantis, B. pseudolongum, B. thermophilum и др. Типовой вид –B. bifidum.

Содержание моль % гуанина + цитозина (Г+Ц) в молекуле ДНК бифидобактерий составляет 57-64.

 

 

Морфология бифидобактерий

 

Бифидобактерии представляют собой чрезвычайно вариабельные по форме палочки - прямые, изогнутые, разветвленные, раздвоенные Y- или V-формы, булавовидные, лопатовидные. Клетки располагаются одиночно, парами, иногда цепочками, палисадом или розетками, размер клеток 0,5-1,3 х 1,5-8 мкм. Грамположительные, не образуют спор и капсул, неподвижные. Микроскопическая картина каждого вида бифидобактерий имеет особенности по размеру, форме и расположению клеток.

При выращивании культур бифидобактерий на печеночном агаре или в молоке ветвление исчезает, клетки становятся грамвариабельными, слабее окрашиваются кислыми и щелочными красителями, появляется много гранулированных форм, которые иногда можно принять за кокки. Грануляция у бифидобактерий наблюдается также в средах с высоким содержанием сухих веществ.

Ветвление происходит в среде, неполноценной в отношении источников питания. Появление полиморфных клеток у бифидобактерий индуцируется и катионами одновалентных металлов: калия, натрия, лития, цезия, а также исключением из среды культивирования одной из четырех аминокислот: DL-аланина, DL-серина, DL-аспарагиновой кислоты, L(+)-глутаминовой кислоты, смесь которых предотвращает ветвление клеток.

Среди штаммов, выделенных из кишечника взрослых людей, преобладают палочковидные и булавовидные формы; ветвящиеся палочки чаще встречаются у детей грудного возраста. На ранних стадиях развития у бифидобактерий преобладают палочковидные формы, а при дальнейшем культивировании образуются разветвленные нити с многочисленными перегородками в основном стволе и ответвлениях.

 

Культуральные свойства

 

Все виды бифидобактерий при первичном выделении являются строгими анаэробами. В присутствии углекислого газа они могут быть толерантными к кислороду. При лабораторном культивировании эти микроорганизмы приобретают способность развиваться в присутствии некоторого количества кислорода, а в высокопитательных средах - расти в полностью аэробных условиях. Чувствительность к кислороду у многих штаммов бифидобактерий варьирует, что обусловлено различиями в механизме брожения. Некоторые виды могут расти в атмосфере воздуха, обогащенного 10 % ССЬ. Оптимальной является температура 37-41 °С. Оптимальное значение рН 6-7, при рН ниже 4,5 и выше 8,5 рост микроорганизмов прекращается.

Размножение бифидобактерий обусловлено огромным количеством факторов роста. Многие виды нуждаются в биотине, пантотеновой кислоте, цистеине, рибофлавине, пуриновых и пиримидиновых основаниях, пептидах, аминосахарах, коферменте А, олигосахаридах, некоторых ненасыщенных жирных кислотах и др. Отдельные штаммы нуждаются в углекислом газе, аммиаке, гистидине. Из аминокислот требуется лизин, пролин, серин, аланин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты.

Некоторые штаммы бифидобактерий растут при наличии азотфиксирующих олигосахаридов - N-ацетил-глюкозамина, N-ацетил-галактозамина, N-ацетил-маннозамина и др, которые отсутствуют в коровьем молоке (содержатся в женском молоке).

В синтетических средах бифидобактериям для роста необходимы железо, магний, фосфаты, хлориды калия и натрия, в некоторых случаях -марганец.

Бифидобактерии культивируют, создавая анаэробные условия или снижая окислительно-восстановительный потенциал среды, на молоке, гидролизованном молоке и гидролизате казеина, а также на печеночном бульоне с добавлением ростовых веществ (дрожжевого автолизата, кукурузного экстракта, цистеина и др.). На плотных питательных средах бифидобактерии образуют разнообразные колонии: плоские, полушаровидные, блестящие, шероховатые, окруженные валиком, имеющие более темный центр и т.д. Цвет колоний изменяется от белого и серого до темно-коричневого. Колонии часто напоминают по форме зерно гречихи или усеченную треугольную пирамиду, на некоторых средах колонии имеют форму чечевичек. Размеры колоний от 0,5 до 5 мм.

В молоке бифидобактерии развиваются медленно, так как коровье молоко не является естественной средой их обитания. Одной из причин плохого роста бифидобактерий в молоке служит растворенный в нем кислород. У них не обнаружено казеолитической активности, т.е. они могут усваивать казеин только после частичного гидролиза. В результате расщепления казеина образуются полипептиды, гликопептиды, аминосахара, стимулирующие рост бифидобактерий. Другой причиной заторможенного роста бифидобактерий может быть и их низкая фосфатазная активность.

Рост бифидобактерий в коровьем молоке стимулируют экстракты дрожжей, гидролизованное молоко, а также увеличение соотношения белок: лактоза. Сильный стимулирующий эффект роста бифидобактрий получают при использовании гидролизатов казеина.

Растительными стимуляторами роста бифидобактерий в молоке являются обезжиренная соя, экстракт картофеля, тростниковый сахар, кукурузный экстракт, морковный сок. В качестве стимуляторов роста применяют также соли железа, сорбит, микроэлементы в виде сернокислой меди и лактата железа.

Одним из способов активации роста бифидобактерий в молоке является получение мутантов этих микроорганизмов, способных расти без какой-либо защиты от кислорода.

Для культивирования бифидобактерий наиболее распространенной считается печеночно-цистеиновая среда (среда Блаурока).

Для ее приготовления 500 г говяжьей печени, освобожденной от сухожилий, пропускают через мясорубку, заливают двойным количеством воды и кипятят в течение 2 ч, затем отфильтровывают. Фильтрат доводят дистиллированной водой до 1 000 см и вносят 10 г пептона, 10 г лактозы, 100 мг хлористого цистеина, 5 г NаС1 и агара 1-2 г. рН среды 6,8-7,0. Однако эта среда дорога, содержит дефицитные компоненты, поэтому мало пригодна для использования в промышленных условиях.

В молочной промышленности для выявления бифидобактерий рекомендована гидролизатно-молочная среда (ГМ-среда). Для ее приготовления в небольшом количестве разведенного гидролизованного молока (гидролизата) расплавляют агар из расчета 2,5 г. на 1 дм3 приготовленной среды. К остальному количеству гидролизата добавляют 20 г. пептона и 3,5 г. хлористого натрия, смесь нагревают до температуры 80°С, после чего соединяют с расплавленным агаром. Устанавливают рН 7,5 и смесь кипятят в течение 15 мин, дают отстояться, сливают с осадка, не фильтруя, доливают горячей дистиллированной водой до заданного объема и добавляют в нее 10 г. лактозы и 0,15 г. солянокислого цистеина. Среду разливают в пробирки высоким столбиком по 10 см3 и стерилизуют при температуре 112 °С в течение 30 мин.

 

 

 

Микробиологический контроль производства кисломолочных продуктов

 

Задачи микробиологического контроля сводятся к обеспечению надлежащей направленности микробиологических процессов и соблюдению санитарно-гигиенических условий производства.

Исходя из этого, санитарно-микробиологический контроль, производства кисломолочных продуктов заключается в проведении) контроля технологического процесса производства и готовой продукции, а также санитарно-гигиенического состояния цеха (оборудования, посуды, воздуха и др.).

Микробиологический контроль технологии производства кисломолочных продуктов состоит в исследовании пастеризованного молока, предназначенного для заквашивания, закваски, полуфабрикатов и готовой продукции.

Контроль технологического процесса производства кисломолочных продуктов производится один раз в месяц. Контроль термограмм с пастеризационных установок проводится ежедневно.

При контроле технологии проверяют эффективность пастеризации молока не реже 1 раза в 10 дней. При этом БГКП не должны обнаруживаться в 10 см3.

Особое внимание должно быть уделено качеству заквасок. Их исследуют, отбирая пробы из трубы при подаче закваски в ванну, на наличие кишечных палочек. При этом БГКП не должны выявляться в 10см3.

В дальнейшем контроль технологического процесса проводят путем исследования смеси после заквашивания и сквашивания. В последнем случае, пробы отбирают из ванны, резервуара или бутылки при термостатном способе производства. Определяют наличие БГКП, которые не должны обнаруживаться в 1 см3.

Контроль технологического процесса производства творога и сметаны производится не реже двух раз в месяц. На наличие БГКП контролируют пастеризованное молоко из ванны до заквашивания, молоко после заквашивания, сгусток и творог. Закваску контролируют ежедневно.

В случаях появления в готовом продукте порока «излишняя кислотность» пастеризованное молоко из ванны и закваску проверяют на наличие термоустойчивых палочек. При появлении в продукции порока «вспучивание» готовый продукт проверяется на наличие дрожжей (по микроскопическому препарату).

Для выработки кефира необходимо, чтобы в заквашенном молоке БГКП отсутствовали в 0,3 см3. Во время розлива отбирают одновременно пробы из ванн (танков) с заквашенным молоком и бутылки с конвейера различных автоматов и проверяют их на наличие БГКП.

Готовую продукцию контролируют, как правило, на наличие бактерий группы кишечных палочек, золотистого стафилококка, иногда выявляют плесени и дрожжи, а при необходимости - и по микроскопическому препарату не реже одного раза в 5 дней. При эпидемических показаниях выявляют патогенные микроорганизмы, в том числе и сальмонеллы как основные возбудители пищевых отравлений, Пробы отбирают из продукта после разливочно-укупорочного автомата или из бутылки и хладостата.

Бактерии группы кишечных палочек не допускаются в простоквашах в 1 см3. В твороге, сыре домашнем и других творожных изделиях, вырабатываемых без термической обработки, а также в сметане всех видов БГКП не должны обнаруживаться в 0,001 г (1 см3).

Творожные изделия и сметана, вырабатываемые с термообработкой, а также кисломолочные напитки, напитки из сыворотки, десерты сливочные не должны содержать БГКП в массе меньше 0,01г (1 см3). Золотистые стафилококки не должны содержаться в 1 см сметаны, различных простоквашах (обычной, мечниковской, южной, ацидофильной, ряженке, варенце, йогурте и др.), а также в других кисломолочных напитках.

В творожных изделиях золотистые стафилококки не допускаются в 0,1 г продукта.

В сметане «Истринская» нормируется также количество плесеней и дрожжей, КОЕ которых не должно превышать 50 в 1 г продукта.

Патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы, в кисломолочных продуктах не допускаются в 25 г.

При контроле кисломолочных продуктов методом микроскопирования просматривают окрашенные препараты под микроскопом для характеристики микрофлоры этих продуктов.

При ухудшении микробиологических показателей готового продукта проводят дополнительный контроль технологических  процессов  этих  продуктов для установления причин, влияющих на качество готовой продукции.

Одновременно с отбором проб для контроля технологического процесса берут пробы для контроля санитарно-гигиенического состояния цеха (эффективность мойки оборудования, посуды, чистота воздуха, чистота рук и одежды рабочих и др.) и наличия на оборудовании термоустойчивых молочнокислых палочек и дрожжей (в случае появления в продукции пороков - излишняя кислотность и вспучивание).

Проверяется каждая партия плодово-ягодных наполнителей.

К кисломолочным продуктам детского питания предъявляются более высокие микробиологические требования, чем к продуктам массового потребления, соответственно и к пищевому сырью и компонентам, используемым для их изготовления.

В жидких кисломолочных продуктах детского питания общее количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов не нормируется. Колиформные бактерии для большинства продуктов не допускаются в 3 см3. В заквасках не должны выявляться в 10 см3, а в кефирной закваске должны отсутствовать в 3 см3.

Коагулазоположительные стафилококки (Staph. aureus) не допускаются, как правило, в продукте в 10 см3, а в закваске - в 1 см3. Патогенные микроорганизмы, в том числе. сальмонеллы, не должны обнаруживаться в 50 см3 продукта и в 100 см3 закваски.

В некоторых детских продуктах нормируется количество бифидобактерий, ацидофильных палочек, плесневых грибов, дрожжей, Вас. сеreus, Е. соli и др.