23.Производственно полезные микроорганизмы и возбудители порчи молочных продуктов

В производстве молочных продуктов используются молочнокислые, пропионовокислые, уксуснокислые бактерии, бифидобактерии, дрожжи, слизеобразующие бактерии и плесневые грибы.

Молочнокислые бактерии. Это специфическая группа микроорганизмов, которые осуществляют молочнокислое брожение углеводов с образованием молочной кислоты и других продуктов: уксусной кислоты, этилового спирта, диоксида углерода и веществ, обусловливающих аромат. Клетки молочнокислых бактерий могут иметь шаровидную (кокки) и палочковидную (лактобактерии) формы. Кокки относятся к семейству Streptococcaceae, поэтому их называют стрептококками. Молочнокислые стрептококки представлены тремя родами – Lactococcus, Leuconostoc и Streptococcus, лактобактерии – родом Lactobacillus.

Пропионовокислые бактерии. Бактерии рода Propionibacterium являются возбудителями пропионовокислого брожения, при котором главным продуктом является пропионовая кислота, а также присутствуют уксусная, муравьиная, янтарная, молочная, диоксид углерода. Это факультативные анаэробы, оптимальная температура для их роста 30–37С, значение рН около 7. В молоке пропионовокислые бактерии развиваются медленно и свертывают его только через 5–7 дней. Эти бактерии используют в составе заквасок при производстве сыров с длительным сроком созревания. После окончания молочнокислого брожения лактозы наступает стадия пропионовокислого брожения, на которой молочная кислота сбраживается в пропионовую и уксусную, которые придают сырам острый вкус, а выделяющийся диоксид углерода способствует формированию глазков. Пропионовокислые бактерии синтезируют витамин В₁₂ и обогащают им молочные продукты.

Уксуснокислые бактерии. В род Acetobacter входят 7 видов, все они являются облигатными аэробами, оптимальная температура роста 25–30С, значение рН 5,4–6,3. Уксуснокислые бактерии этанол окисляют в уксусную кислоту, ацетат и лактат – до СО₂ и Н₂О. Эти бактерии входят в состав симбиотической закваски кефирный грибок, способствуют формированию вкуса и консистенции кефира. Развитие уксуснокислых бактерий при сквашивании молока в производстве сметаны и творога нежелательно, так как это приводит к ослизнению продукта, появлению привкуса и запаха уксусной кислоты.

Бифидобактерии. Эти бактерии преобладают в составе микробиоты кишечника человека и теплокровных животных. К нежелательным микроорганизмам они проявляют антагонистическую активность. Род Bifidobacterium включает 24 вида, из которых наиболее изучены В.bifidum, B.adolescentis, B.breve, B.longum, B.infantis и др. Все виды бифидобактерий при первичном выделении являются строгими анаэробами, при лабораторном культивировании они приобретают способность развиваться в присутствии некоторого количества кислорода, а в высокопитательных средах растут в аэробных условиях. Оптимальная температура 37–41С, значение рН 6–7. Продуктами сбраживания лактозы являются уксусная и молочная кислоты, а также примеси муравьиной, янтарной кислот и этанола. Предельная кислотность 120–130Т достигается за 8–12 ч. Бифидобактерии синтезируют витамины группы В, витамин К, незаменимые аминокислоты. Их используют при производстве кисломолочных продуктов для детей раннего возраста и пробиотиков для людей и животных.

Дрожжи. В состав заквасок (кефирных грибков, заквасок для кумыса и других кисломолочных продуктов) входят молочные дрожжи, осуществляющие спиртовое брожение: Saccaromyces lactis, Saccaromyces casei. Дрожжи являются факультативными анаэробами, оптимальная температура развития для них 25–30С. Молочные дрожжи участвуют в формировании специфических вкуса и запаха продуктов, обогащают их витаминами, синтезируют антибиотические вещества, подавляющие развитие туберкулезной палочки, БГКП и других нежелательных микроорганизмов.

Слизеобразующие бактерии. При созревании сыров могут создаваться условия для образования на их поверхности слизи. Важная роль в этом процессе принадлежит Brevibacterium linens, вырабатывающим красных пигмент. Они продуцируют протео- и липолитические ферменты, которые расщепляют белки и жиры, в результате чего сыр приобретает характерный пикантный аромат. При этом протеолиз не должен быть слишком активным, приводящим к сильному выделению аммиака. Эти бактерии являются облигатными аэробами, развиваются при температуре 20–35С и значении рН 6,0–10,0. Могут выдерживать высокие концентрации (до 15%) NaCl. Культуру этих бактерий не вводят в состав закваски, а опрыскивают суспензией бактерий уже сформованный сыр перед созреванием.

Плесневые грибы. При производстве мягких сыров созревание может происходить при участии плесневых грибов, которые развиваются либо на поверхности, либо во всем объеме сыра. Используют плесневые грибы рода Penicillium: Pen. roquefortii, Pen. camеmberti, Pen. candidum, Pen. album.

К возбудителям порчи молочных продуктов относят гнилостные, маслянокислые бактерии, энтерококки, термоустойчивые молочнокислые палочки и фаги (вирусы, поражающие бактерии).

Гнилостные бактерии вызывают распад белков. Антагонистами гнилостных являются молочнокислые бактерии, и гнилостный процесс протекает только там, где не идет молочнокислое брожение. Среди гнилостных бактерий есть спорообразующие аэробы (бактерии рода Bacillus) и анаэробы (Clostridium). Бесспоровые формы представлены пигментными бактериями (Pseudomonas и Serratia) и факультативно-анаэробными (Proteus vulgaris, Escherichia coli).

Маслянокислые бактерии (род Clostridium) являются возбудителями маслянокислого брожения. Маслянокислые бактерии сбраживают молочный сахар и соли молочной кислоты. В результате брожения кроме масляной кислоты образуются уксусная, пропионовая и муравьиная кислоты, этиловый, бутиловый и пропиловый спирт. При этом выделяется большое количество газов (СО₂, Н₂), что может привести к позднему вспучиванию сыров.

К энтерококкам относят молочнокислые стрептококки кишечного происхождения, т.е. они являются представителями нормальной микробиоты кишечника человека и животных. К энтерококкам относят два основных вида рода Enterococcus: Ent. faecalis и Ent. fecium. Энтерококки устойчивы к нагреванию (переносят температуру 60С в течение 30 мин), к действию активного хлора, некоторых антибиотиков. Они составляют значительную часть остаточных микроорганизмов после пастеризации молока, играют определенную роль при созревании сыра. Наиболее вредными являются маммококки (Ent. faecalis biovar. liguefaciens) – обитатели молочной железы, которые выделяют сычужный фермент, вызывают прогоркание молочных продуктов и преждевременное свертывание молока.

Термоустойчивые молочнокислые палочки являются сильными кислотообразователями, и их развитие приводит к появлению излишне кислого вкуса творога, сметаны, простокваши. Эти бактерии могут выдерживать кратковременное нагревание до 85–90С, устойчивы к действию дезинфицирующих средств, что затрудняет борьбу с ними.

Бактериофаги вызывают лизис (разрушение) клеток бактерий, входящих в состав заквасок, что снижает активность заквасок, увеличивает сроки выработки молочной продукции и ухудшает ее качество.