Мікрофлора кисломолочних продуктів

 

До молочнокислих продуктів належать дієтичні кисломолочні напої (простокваша, кефір, ацидофільне молоко та ін.), а також сме­тана й кисломолочний сир, тобто всі ті продукти, в основі виробництва яких лежить життєдіяльність молочнокислих бактерій, що перетворюють лактозу в молочну кислоту.

Кисломолочні продукти отримують заквашуванням пастеризо­ваного молока (вершків, сколотин, сироватки) різними заквасками, в склад яких входять різні види молочнокислих бактерій, а інколи й дріжджів. Тільки таким шляхом можна забезпечити отримання продуктів високої якості з запрограмованими споживними власти­востями та інтенсифікувати процес виробництва.

При самоскисанні молока, а також при виготовленні кислого молока в домашніх умовах, молочнокислі бактерії потрапляють в мо­локо з навколишнього середовища. В повітрі, поряд з іншими мікро­організмами, завжди є значна кількість молочнокислих бактерій, зокрема молочнокислих стрептококів. Молоко є елективним середо­вищем саме для молочнокислих бактерій, тому останні розвиваються в ньому значно швидше, ніж інші мікроорганізми. Підвищуючи кис­лотність молока, молочнокислі бактерії створюють несприятливі умови для розвитку інших бактерій, що потрапили в молоко із навко­лишнього середовища.

Всім молочнокислим напоям притаманні дієтичні та цілющі властивості. Всі вони дуже легко засвоюються організмом людини, сприяють травленню, а головне – регулюють мікрофлору кишечнику. В останньому знаходиться величезна кількість мікроорганізмів
(в тому числі гнійних), що викликають розпад залишків білкової їжі. В процесі гниття, як проміжні продукти, утворюються різні токсини, які через стінки кишечнику потрапляють в кров, розносяться по всьому організму і поступово його отруюють. Це отруєння, так само, як і отру­єння нікотином курців, проходить не відразу, а поволі, непо­мітно, поступово.

При вживанні молочнокислих напоїв у кишечник потрапляє без­ліч живих молочнокислих бактерій (1 мл напою вміщує їх мільйони). Вони приживаються у кишечнику і перетворюють там залишки їжі, що вміщують цукор, у молочну кислоту. Остання створює кисле середовище, в якому не можуть розвиватись гнильні бактерії. Таким чином, вживання молочнокислих напоїв гальмує процеси гниття
в кишечнику. Довголіття верховинців І.І. Мечніков (засновник
теорії антагонізму серед мікроорганізмів) пов’язував із вживанням молочнокислих напоїв. Цілющі та дієтичні властивості молочно­кислих напоїв зумовлені й тим, що вони, в порівнянні з молоком, вміщують у 2-3 рази більше вітамінів – аскорбінової, нікотинової кислот, вітамінів групи В. Ці вітаміни, як і різні антибіотики, відіграють значну роль в життєдіяльності молочнокислих бактерій
та дріжджів.

Всі молочнокислі напої поділяються на дві групи:

– до першої групи належать всі молочнокислі напої, які виго­товляють тільки з культур молочнокислих бактерій. До цієї групи належать всі простокваші (звичайна, мечніківська, південна, ацидофільна, варенець, ряжанка), а також ацидофільне молоко і йогурт;

– до другої групи належать напої змішаного бродіння (молочно­кислого та спиртового, при виготовленні яких використовують закваски, що складаються із молочнокислих бактерій та дріжджів), а також кефір, кумис, ацидофільно-дріжджове молоко та ін.

При виготовленні всіх видів простокваш закваска складається із молочнокислого стрептокока та інших молочнокислих бактерій (або без них). У звичайній простокваші в склад закваски входить тільки молочнокислий стрептокок. У всіх інших видах простокваш, крім молочнокислого стрептокока, є інші види молочно­кислих бактерій. Так, в ацидофільній є ацидофільне молоко (Васt.acidofilyn), в бол­гарській – болгарська (Bact. bulgarucum) та ін. Молочнокислі стреп­тококи є мезофілами і найкраще розвиваються при температурі 25–30°С. Винятком є термофільний стрептокок (Str.termophilus), опти­мум розвитку якого лежить в межах 40–45°С. Цей стрептокок часто використовують для комбінованих заквасок в сполученні з молочно­кислими паличками, більшість яких відноситься до термофілів.

Всі паличкоподібні молочнокислі бактерії є значно активнішими кислотоутворювачами, ніж стрептококи. Вони можуть накопичувати до 3% молочної кислоти (піднімати кислотність до 300°Т), тоді як стрептококи накопичують не більше 1% молочної кислоти (вища кислотність діє на них згубно). Ось чому звичайна простокваша менш кисла в порівнянні з ацидофільною, а ацидофільне молоко, яке виготовлене з використанням тільки ацидофільних паличок (без стрептококів) – кисліше.

Із нетипових молочнокислих паличкоподібних бактерій остан­нім часом практичне використання набувають біфідобактерії як закваски для молочнокислих бактерій. Вони, подібно до ацидофільної палички, добре пристосовані до умов перебування в кишковому тракті людини і мають особливо цілюще значення, нормалізуючи мікрофлору кишечнику.

Виробничі штами молочнокислих бактерій і дріжджів виділяють із високоякісних молочних продуктів заводського виробництва і отриманих "самоквасом", а також із навколишнього середовища та кишечнику людини.

Закваски у вигляді чистих або комбінованих культур виготов­ляють в Центральній мікробіологічній лабораторії, а звідти сухі або рідкі культури в пробірках відправляють на всі молочні заводи України. На заводах в мікробіологічних лабораторіях спочатку готують лабораторну закваску, а потім на її основі – виробничу.

Для виготовлення лабораторної закваски в літрову колбу зі стерильним молоком вносять сухі або рідкі культури мікроорганізмів і витримують 24 години в термостаті при оптимальній температурі для даного виду культури. Таким чином отримують первинну лабораторну закваску, яка повинна мати рівний щільний згусток з кислотністю 75–85°Т для молочнокислих стрептококів і 100–130^оТ для молочнокислих паличок.

Лабораторну закваску застосовують для виготовлення вироб­ничої, її готують в значно більшій кількості (100 л) і використовують у виробництві готових продуктів. Для цього в пастеризоване молоко вносять лабораторну закваску в кількості від 1 до 3% і залишають для сквашування на 8–10 год для молочнокислих стрептококів або на
4–6 год для молочнокислих паличок. Весь процес виготовлення виробничої закваски (пастеризація молока, його охолодження, заквашування та зберігання готової закваски) проводять в одній ванні, щоб уникнути забруднення сторонньою мікрофлорою. Якість вироб­ничої закваски ретельно контролюють, і якщо не використовують відразу після сквашування, то охолоджують до 4–6°С і зберігають не більше 24 год, тому що при подальшому зберіганні в ній може розвинутись стороння мікрофлора. Не виключена можливість попадання в закваску бактеріофага, що значно знижує її активність.

При виготовленні окремих молочних продуктів в пастеризовану молочну основу вносять 3–5% виробничої закваски.

Відповідно до інструкції з мікробіологічного контролю вироб­ництва готова кисломолочна продукція перевіряється на наявність бактерій групи кишкової палички за бродильним титром і за наяв­ністю сторонньої незаквашеної мікрофлори (шляхом мікроскану­вання). Бродильний титр кисломолочних напоїв має бути не нижчим 0,3 см³, кисломолочного сиру – 0,0001 г, сметани – 0,001 г.

Основною причиною псування не закритих герметично кисломолочних продуктів є молочна плісень (Oidium lactis), що розвивається на поверхні продукту у вигляді товстої, бархатистої плівки кремового кольору. При цьому в продукті з’являється сторонній неприємний запах і прогірклий смак, що зумовлені високою протеолітичною й ліполітичною активністю плісені.

 

Мікрофлора сирів

 

Сири – це концентровані молочні продукти, в яких є ті ж самі поживні речовини, що й в молоці, за винятком лактози. Остання в процесі виробництва сирів перетворюється різними видами мікро­організмів в інші продукти, які зумовлюють консистенцію і смакові особливості сирів. Виробництво сиру – класичний приклад біотех­нології, тобто використання спрямованої життєдіяльності мікроорга­ніз­мів для отримання визначеного продукту.

Не кожне молоко придатне для сироваріння. Зокрема, молоко, забруднене маслянокислими бактеріями не може бути використане для виготовлення сирів. Це зумовлено тим, що спори маслянокислих бактерій не гинуть при пастеризації молока, і потім, розвиваючись при дозріванні і зберіганні сирів, надають їм неприємного прогірк­лого смаку та губчастого рисунку. Останнє зумовлене утворенням в результаті життєдіяльності маслянокислих бактерій значної кількості вуглекислого газу й водню.

Виготовляють сири з пастеризованого молока, в яке вносять сичужний фермент (для зсідання білків молока) і закваски молочнокислих бактерій, яким надалі приділяється вирішальне значення в формуванні виду та якості сирів. В склад закваски входять як молочнокислі стрептококи, так і паличкоподібні молочнокислі бактерії. При виготовленні кожного виду сиру застосовують такі технологічні прийоми і режими, які спрямовані на протікання в сирній масі характерних мікробіологічних процесів.

Найскладніший і найдовший процес при виробництві сирів – дозрівання. На першій його стадії в сирній масі розвиваються молочнокислі бактерії, що перетворюють лактозу в молочну кислоту. При цьому спочатку йде розвиток менш кислотостійких стрептококів, а потім розвиваються палички, яким притаманна вища кислото­стійкість.

Розвиток молочнокислого бродіння йде впродовж перших семи днів, доки в сирній масі є лактоза. Далі молочнокислі бактерії, яким вже немає чого споживати, гинуть. Тут же, в сирній масі проходить автоліз їхніх клітин, в результаті чого з клітин у сирну масу переходять протеолітичні ферменти, які за життя молочнокислих бактерій діяли тільки всередині клітини. Вивільнені в результаті автолізу протеолітичні ферменти ведуть гідролітичний розклад білків сирної маси до поліпептидів й амінокислот. В результаті змінюється консистенція та інші органолептичні показники сирної маси. Таким чином, і живі, і мертві молочнокислі бактерії мають вагоме значення при дозріванні сирів.

Коли гинуть молочнокислі бактерії, їм на зміну приходять й розвиваються ті бактерії, поживою для яких є молочна кислота та її солі. Це пропіоновокислі бактерії, що перетворюють молочну кислоту в пропіонову, а молочнокислий кальцій – в пропіоновокислий. При цьому в незначній кількості утворюються також оцтова кислота й вуглекислий газ. Пропіонова кислота – це кислота, що зумовлює характерний сирний смак і запах. Пропіоновокислий кальцій, що має солодкуватий смак, надає типового сирно-солодкуватого смаку сирам групи швейцарських. Вуглекислий газ, що виділяється при пропіо­новокислому бродінні, зумовлює утворення рисунка сиру. В залеж­ності від того, як проходить процес дозрівання – поволі чи швидко – утворюються різні рисунки. Якщо вуглекислий газ накопичується поволі (це характерно для пропіоновокислого бродіння), то утворю­ються великі, але не часті "вічка" (газ спрямовується до тих центрів газоутворення, які вже виникли в сирній масі). Якщо сир дозріває швидко, утворюється частий дрібний рисунок. Це характерно для м'яких сирів, в яких багато води, лактози; мікробіологічні процеси в них протікають дуже бурхливо.

Крім сирів, у дозріванні яких беруть участь лише молочно­кислі й пропіоновокислі бактерії, є такі, при дозріванні котрих, крім молочнокислих, яким завжди належить провідне місце в цих процесах, беруть участь й інші мікроорганізми, зокрема плісеневі гриби – нир. Реnісillium roquorti. Такі сири мають гострий, пікантний смак, оскільки плісені виділяють ферменти, які ведуть розщеплення не тільки білків, але й ліпідів, а вільні низькомолекулярні кислоти, що з’являються в результаті гідролізу жирів ліпазами, ведуть до появи характерного легкого смаку перцю.

Таким чином, всі види сирів утворюються в результаті життєдіяльності тих чи інших мікроорганізмів, і без мікроорганізмів отримати їх неможливо. Дещо специфічна в цьому відношенні мікрофлора розсільних сирів (головний представник – бринза), в яких мікробіологічні процеси протікають в’яло, тому що консер­вуються розчином кухонної солі високої концентрації.

Мікрофлора масла

Масло – це емульсія молочного жиру з водою. Вміст останньої, в залежності від виду масла, складає 16–36%. Виготовляють його з пастеризованих вершків. Воно буває солодковершковим і кисло­верш­ковим (із сквашених вершків); несолоним і солоним.

Мікроорганізми розвиваються у водній фазі масла, тому чим більше в маслі води, тим швидше розвиваються мікроорганізми, і тим менші терміни зберігання масла. Термін зберігання фасованого бутербродного масла (вміст води до 36%) складає всього 10 діб. Солоне масло краще зберігається від несолоного. Солі в маслі не більше 1,5%, але вона вся розчиняється тільки під час водяної фази, і тому концентрація солі є достатньою, щоб гальмувати розвиток мікроорганізмів. Кисловершкове масло зберігається краще, ніж солодковершкове. Це зумовлено тим, що гнильні бактерії, які є однією з головних причин псування масла, не можуть розвиватися у кислому середовищі.

Якість масла за мікробіологічними показниками в Україні та інших країнах Східної Європи є дуже різна і в цілому вказує на незадовільний стан гігієни продукції.

Причиною псування масла, поряд з гнильними бактеріями, можуть бути дріжджі, плісені та бактерії, які розкладають жири. Розвиток дріжджів Тоrulа yf надає маслу специфічного фермен­тованого запаху. Ліполітичні бактерії (Рseodomanas fluorescens) є причиною прогірклого смаку, зумовленого появою вільних масляної і капроно­вої кислот. Рseodomanas fluorescens виділяє також про­теолітичні ферменти і розкладає білки, яких в маслі від 1 до 6%. (Чим вища вологість масла, тим більше в ньому білкових речовин). Ліполітичні бактерії належать до психрофілів і можуть розмножуватись навіть при зберіганні масла в холодильнику при температурі вище -6°С. Тому при довготривалому зберіганні масла (до 12 місяців) температура повинна підтримуватись на рівні -18°С.

Дріжджі та плісені, поряд з розкладом ліпідів, є причиною утворення кольорових плям у маслі. Плісені розвиваються тільки на поверхні масла (аероби). Джерелом забруднення масла мікроорганіз­мами, крім сировини, обладнання і повітря, є пакувальні матеріали, зокрема пергамент та дерев'яні ящики. Використання фольги як паку­вального матеріалу зберігає масло від забруднення мікроорганізмами із зовнішньої тари, тоді як пергамент не дозволяє попередити їхнє проникнення. Це стосується, перш за все, проникнення плісені, яка найчастіше псує масло. Таким чином, тільки фольга, що забезпечує герметичність, дозволяє продовжити термін зберігання масла.

Вимоги щодо мікробіологічних показників якості масла в різних країнах не однакові. В Україні солодковершкове масло, що призна­чене для експорту, повинно відповідати таким вимогам: загальна кількість мікроорганізмів (КУО) – не більше 10000 в 1 г, титр coli (кишкової палички) – не нижче 0,1 г. В Болгарії масло 1-го класу може вміщувати до 100 одиниць плісені і до 200 дріжджових клітин в 1 г; титр coli – 1. У маслі 2-го класу допускається до 5000 плісені та дріжджів в 1г; титр сoli –0,01. Хвороботворні мікроорганізми не допускаються.

Країни Заходу ставлять значно вищі вимоги. Наприклад, в Австрії загальна кількість бактерій в маслі не повинна перевищувати 5000 в 1 г паличок групи coli – 10 / г. Escherichia coli – 1 / г, дріжджі та плісені – 10 / г. У Новій Зеландії якісне масло повинно містити не більше 5000 бактерій в 1 г, дріжджів і плісені – не більше 100 / г. Рseudomonas fradi і палички з групи coli в 0,1г масла повинні бути відсутні. За вимогами США в 1 г масла повинно бути не більше
10 бактерій групи соlі, а кількість дріжджів і плісені не повинна перевищувати 20 / г. Згідно з рекомендаціями Всесвітньої Організації Здоров'я (ВОЗ) масло не може містити хвороботворні мікро­організми, кількість дріжджів і плісені не повинна перевищувати 10 / г. Рекомендується визначати кількість протеолітичних і ліполі­тичних мікроорганізмів.

При додатніх температурах зберігання солодковершкового масла кількість мікроорганізмів в ньому збільшується, і тим швидше, чим вища температура. При 15°С уже за 5 днів число бактерій в 1 г доходить до мільйона (головним чином, в результаті розвитку молочнокислих бактерій). При низьких додатніх температурах (біля 5°С) бактерії розвиваються значно повільніше і ростуть, головним чином, не молочнокислі, а протеолітичні (в більшості випадків – це гнильні) спороутворюючі і неспорові палички, а також мікрококи та дріжджі.

В кисловершковому маслі, в якому мікрофлора представлена, головним чином, молочнокислими стрептококами, при зберіганні спостерігається зниження кількості мікроорганізмів. Стороння мікро­флора через високу кислотність плазми (водного розчину білкових речовин, лактози і солей) в такому маслі майже не розвивається.

На забрудненість масла мікроорганізмами суттєво впливає спо­сіб його виготовлення (збивання чи повторне сепарування вершків). Масло, виготовлене повторним сепаруванням, містить менше мікро­організмів, бо повторне сепарування вершків прово­диться при темпе­ратурі, близькій до пастеризації. Крім того, в такому маслі плазма дуже тонко диспергована, що утруднює розвиток мікроорганізмів при його зберіганні.

 

Мікрофлора морозива

 

Мікрофлора морозива зумовлена мікрофлорою сировини, яка використовується при його виробництві, а також дотриманням технологічного процесу виробництва. Зокрема, дуже важливим є створення таких умов, що виключають повторне забруднення суміші після її пастеризації.

Найбільше бактерій попадає в морозиво з молоком (чи верш­ками), бо саме ці компоненти є головними складовими рецептури морозива. Кількість бактерій в готовому продукті знаходиться в прямій залежності від кількості термофільних мікроорганізмів, що зна­хо­дяться у використаній сировині. Небезпечним джерелом забруд­нення морозива мікроорганізмами можуть бути яйця (якщо їх використання передбачено рецептурою). Мікроорганізми знаходяться на поверхні шкаралупи, тому перед розбиванням яйця необхідно помити. Вони можуть також бути забруднені бактеріями Salmonеllа. Найбільшу небезпеку в цьому плані становлять яйця водопла­ваючих птахів (гусячі, качині), тому використання їх при виробництві морозива заборонено. З цукром в морозиво попадає відносно незнач­на кількість мікроорганізмів.

Пастеризація суміші, в яку введені всі рецептурні компоненти, за винятком фруктових наповнювачів та стабілізаторів (крохмаль, агар, метилцелюлоза, желатин чи пектини), дозволяє суттєво змен­шити забруднення морозива мікроорганізмами. Існують різні режими пастеризації: низький – при температурі 65°С впродовж 30 хв і при температурі 75° впродовж 15 хв, а також високий – при температурі
80–85°С впродовж 5–10 хв.

Причини повторного забруднення морозива мікроорганіз-
мами такі:

– погано вимиті дерев'яні лопатки, які використовують для перемі­шування морозива під час пастеризації;

– неякісні стабілізатори (зокрема желатин);

– охолоджування суміші у відкритих ємкостях чи у відкритих охолоджуючих пристроях.

При умові швидкого охолодження після пастеризації в готовому продукті кількість мікроорганізмів повинна досягати таких меж, як і в суміші після пастеризації. Залишкова мікрофлора морозива скла­дається, головним чином, із сироутворюючих паличок і ентерококів. В готовому морозиві через низьку мінусову температуру залишкова мікрофлора не розвивається. Згідно з рекомендаціями Міжнародної Млечарської Федерації загальна кількість бактерій в морозиві не повинна перевищувати 50000 / г бактерії роду Salmonеllа і патогенні не допускаються.