Лекция № 11

Тема: «Микробиология кисломолочных продуктов»

План:

1. Кисломолочные продукты (определение, история получения, классификация, виды, технология производства, роль в питании человека).

2. Микрофлора продуктов молочно-кислого брожения (простокваша, йогурт, ряженка, варенец, ацидофилин и др.).

3. Микрофлора продуктов смешанного брожения (кефир, кавказский кефир, кумыс и т.д.).

4. Микрофлора творога.

5. Микрофлора сметаны.

6. Микробиология сыра.

7. Микробиология масла сливочного.

8. Микробиологические показатели качества молочнокислых продуктов.

9. Виды порчи кисломолочных продуктов.

1. Кисломолочные продукты – это

 продукты с определёнными химическими и органолептическими свойствами, которые получают путём добавления к молоку специально подобранных заквасок из чистых или смешанных культур молочно-кислых бактерий.

 История получения:

Период эвристический – до н. э. закисшее молоко применяли для лечения желудка, кожных заболеваний. Геродот в V веке до нашей эры сообщал, что самым любимым напитком скифов было особым образом приготовленное молоко кобыл – кумыс.

Период эмпирический – в лечебниках XVII века упоминаются кумыс и простокваша как лекарство против туберкулёза, брюшного тифа и лихорадки. И. И. Мечников использовал молочно-кислые палочки для получения простокваши с целью коррекции биохимических процессов, протекающих в кишечнике.

Период микробиологии молока и молочных продуктов – основоположники С. А. Королёв (1876-1932), работал в Вологодском молочном институте, С. Ф. Войткевич (1875-1950), изучал молочнокислые бактерии в лаборатории Московской сельскохозяйственной академии им К. А. Тимирязева, промышленное производство кефира в России началось в 1908 г.

Период современный – создание биотехнологических штаммов заквасочных культур, пробиотических кисломолочных продуктов (кефир «Бифидок»).

 По типу брожения различают кисломолочные продукты двух видов:

I – продукция молочно-кислого брожения (простокваша обыкновенная, простокваша мечниковская или болгарская, южная простокваша, ряженка, варенец, кисломолочный напиток «Снежок», ацидофильные продукты и т. д.).

II – продукция смешанного брожения (кефир, кавказский кефир, кумыс, чал (шубат) и др.).

 В зависимости от заквасочных микроорганизмов кисломолочные продукты разделяют на 4 группы:

1. Продукты, приготовляемые с использованием многокомпонентных заквасок: кефир, кумыс.

2. Продукты, приготовляемые с использованием термофильных молочно-кислых бактерий: йогурт, простокваша южная, ряженка, варенец.

3. Продукты с применением мезофильных и термофильных молочнокислых бактерий: напитки пониженной жирности с плодово-ягодными наполнителями.

4. Продукты с добавление ацидофильных бактерий и бифидобактерий: ацидофильное молоко, ацидофилин, ацидофильно-дрожжевое молоко, ацидофильная паста, детские ацидофильные смеси, бифилин.

 Технология производства кисломолочных продуктов:

1. приём и подготовка сырья: молоко, сахар, стабилизаторы

2. нормализация, очистка, гомогенизация молока

3. пастеризация молока

4. охлаждение нормализованной смеси (молоко, сахар и т.д.)

5. заквашивание

6. сквашивание, созревание, анализ

7. розлив, упаковывание, маркирование

Роль в питании человека:

1. Являются сбалансированными, легкоусвояемыми продуктами.

2. Стойкие при хранении, реже подвергаются порче.

3. Высокая пищевая ценность (белки, витамины).

4. Улучшают обмен веществ, стимулируют выделение пищеварительных соков, возбуждая аппетит.

5. Молочно-кислые бактерии, входящие в состав заквасок, участвуют в физиологических процессах:

   1. иммуномодулирующая активность;

   2. антагонистическая роль, т.к. подавляют гнилостный распад белков, препятствуют образованию ядовитых продуктов, поступающих в кровь человека и вызывающих старение организма;

   3. дезинтоксикационная активность: способствуют нейтрализации токсинов, поступающих из окружающей среды, и образующихся в результате обмена веществ;

   4. синтетическая роль: участвуют в обмене веществ, образовании ферментов, витаминов, биологически активных веществ, обладающих гормоноподобным, психотропным действием.

2. Микрофлора продуктов молочно-кислого брожения (простокваша, йогурт, ряженка, варенец, ацидофилин)

 Молочно-кислое брожение – процесс превращения сахара в молочную кислоту под воздействием ферментов молочно-кислых бактерий.

По характеру брожения различают две группы молочно-кислых бактерий: гомоферментативные и гетероферментативные.

Гомоферментативные (однотипнобродящие) бактерии – это бактерии, вызывающие молочнокислое брожение по гомоферментативному типу с преимущественным образованием (не менее 85-90%) молочной кислоты при небольшом количестве побочных продуктов.

С6 н12 о62сн3 снон соон (молочная кислота)

Например: молочнокислые стрептококки, палочки

Гетероферментативные (разнотипно-бродящие) бактерии – бактерии, вызывающие молочнокислое брожение по гетероферментативному типу с небольшим образованием (47-50%) молочной кислоты наряду с выделением углекислого газа, уксусной кислоты, этилового спирта, ацетоина и диацетила.

С₆ Н₁₂ О₆СН₃ СНОН СООН + С₂ Н₅ ОН + СО₂ + СН₃ СНОН СООН₃ + СН₃ СОСОСН₃

(молочная кислота) (этанол) (ацетоин) (диацетил)

Например: молочно-кислые гетероферментативные стрептококки, палочки, бифидобактерии.

Характеристика возбудителей молочнокислого брожения

Наиболее важными представителями гомоферментативных молочнокислых бактерий являются: кокковые микроорганизмы (Streptococcus lactis, Sstreptococcus lactis subsr. diacetilactis (подвид S. lactis), S. cremoris, S. thermophylus) и палочковидные бактерии (Lactobacillus bubgaricus, L. acidophilus, L. delbrueckii, L. plantarum).

Кокковая флора:

1. молочнокислый стрептококк (S. lactis) – кокки, соединённые попарно или короткими цепочками. Мезофилы, свертывают молоко при t 25-30^оС через 10-12 час. Диапазон температур развития 10^оС – 45^оС. Некоторые штаммы продуцируют антибиотическое вещество «низин», губительно действующее на туберкулёзную палочку.

2. S. lactus subsp. diacetilactis (подвид S. lactis) – сбраживает углеводы и соли лимонной кислоты с образованием ацетоина и диацетила, обладающих ароматизирующими свойствами.

3. Сливочный стрептококк (S. cremoris) – сферические клетки в длинных цепочках. Мезофиллы, оптимальная температура развития 24^оС при диапазоне 10^оС-36-39^оС. Некоторые штаммы вырабатывают антибиотическое вещество «диплококцин».

4. Термофильный стрептококк (S. thermophilus) – кокки в длинных цепочках. Термофилы, оптимальная температура развития 40-45^оС.

Палочковидные микроорганизмы:

1. болгарская палочка (Lactobacterium bulgaricus) – крупные палочки, зернистые, в виде длинных цепочек. Термофилы, оптимальная температура развития 40-45^оС. Не расщепляет сахарозу, образует много молочной кислоты (2,5-3,5%), продуцирует биологически активные вещества (БАВ) булгарицин, булгарикан, которые действуют на гнилостную микрофлору.

2. ацидофильная палочка (L. acidophilus) – выделена впервые из фекалий ребёнка в 1910 г., мелкие палочки в длинных цепочках. Термофилы, оптимальная температура 40^оС. Способна к слизеобразованию, выделению БАВ: ацидоцина, лактоцидина, нейтрализует ядовитые вещества в кишечнике, действует губительно на патогенные энтеробактерии. Образует молочной кислоты до 2,2%.

3. дельбрюковская палочка (L. delbrueckii) – зернистая палочка, располагается одиночно и короткими цепочками. Термофил, оптимальная температура 45-50^оС.

Не расщепляет лактозу, поэтому в молоке не развивается, активный кислотообразователь, накапливает до 3,5%. применяется в производстве молочной кислоты и хлебопечении.

г) молочнокислая мезофильная палочка (L. plantarum) – небольшие палочки, располагающиеся попарно или цепочками; оптимальная температура роста 30^оС; накапливает в среде до 1,3% кислоты; продуцирует БАВ: плантарицbн. Является основным возбудителем брожения при квашении овощей и силосовании кормов.

Среди возбудителей гетероферментативного молочнокислого брожения также различают кокковые микроорганизмы (Leuconostoc cremoris, Str. citrovorus, Str. paracitrovorus, Str. diacetilactis) и палочковидные бактерии (Lactobacterium brevis, Befidobacterium)/

Кокковая флора:

1. Leuconostoc cremoris – удлинённые кокки, располагающиеся поодиночке, парами и короткими цепочками; при сбраживании лимонной кислоты образуют диацетил (ароматизирующее вещество); оптимальная температура роста 20-25^оС; некоторые штаммы образуют слизь; в субстратах с сахарозой продуцируют клейкий полисахарид (декстрин). Вводится в закваски для ароматизации получаемых продуктов.

2. Str. citrovorus, Str. paracitrovorus, Str. diacetilactis кроме молочной кислоты образуют летучие кислоты, ароматические вещества, углерода диоксид; способны сбраживать лимонную кислоту; оптимальная температура роста 30^оС. В производстве их соединяют с гомоферментативными стрептококками.

Палочковидные микроорганизмы:

1. Lactobacterium brevis – короткие палочки, расщепляют сахара при квашении капусты и огурцов с образованием кислот (молочной и кислой), этилового спирта. углекислого газа; выделяют БАВ: лактобревин

2. бактерии рода Bifidobacterium – палочковидные бактерии (прямые или разветвлённые), спор не образуют, неподвижные, строгие анаэробы; сбраживают глюкозу с образованием молочной и уксусной кислот; продуцируют БАВ: бифидоцин, антагонист гнилостной и патогенной микрофлоры.

3. E. coli, Enterobacter aerogenes: грамотрицательные палочки, мелкие, подвижные, образуют до 40% молочной кислоты, 20% - янтарной, 10% - этилового спирта, 10% - уксусной кислоты, 20% - различных газов; могут продуцировать муравьиную кислоту. Вызывают дефекты продуктов.