Лекция 2. Характеристика основных представителей микрофлоры молочных продуктов молочнокислые стрептококки

ГОМОФЕРМЕНТАТИВНЫЕ МОЛОЧНОКИСЛЫЕ СТРЕПТОКОККИ

Молочный стрептококк. Str. lactis. Форма клеток в молоке — оваль­ные кокки величиной от 0,5 до 1 мк, соединенные попарно или в ви­де коротких цепочек . Хорошо окрашиваются обычными крас­ками, красятся по Граму, неподвижны, спор не образуют. На плот­ных питательных средах образуют колонии: поверхностные — мел­кие (диаметром до 1 мм), круглые, светлые, глубинные — чечевице-образные. Оптимальная температура развития 25—30° С, максимальная 40° С, минимальная 10° С и иногда несколько ниже. При внесении культуры петлей в 10 мл молока и при оптималь­ной температуре активные штаммы свертывают молоко за 10—12 ч, образуя плотный ровный сгусток. Через 18 ч кислотность сгустка до­стигает 80—90° Т, а через 5—7 дней — 100—125° Т. Str. lactis — основной компонент микрофлоры заквасок для тво­рога, сметаны, простокваши. Он входит также в состав микрофлоры кефирного грибка. Str lactis восстанавливают и свертывают лакмусовое молоко, не образуют ацетоина, растут при 39° С и при наличии 4% NaCl обра­зуют значительное количество кислоты, разлагают аргинин с выде­лением аммиака; не развиваются в среде, в которой содержится 6,5% NaCl и в щелочной среде (при рН 9,5). Str. lactis используют в заквасках как активный кислотообразователь в начале процесса сквашпвания. Благодаря относительно низ­кому конечному пределу кислотообразования можно получить про­дукт со сравнительно невысокой кислотностью. Развитие Str lactis, попадающих в пастеризованное молоко с обору­дования, является основной причиной снижения стойкости питьево­го молока..

Разновидностью Str. lactis является Sir. lactis var. maltigenes, вызывающий образование в молоке и сливках солодового, хлебного запаха. Установлено, что хлебный запах обусловлен образованием 3-метилбутанола. Г. А. Харрисон, Е. А. Капрала и др. (1969) выявили наличие у этих микроорганизмов дегидрогеназы, обусловливающей образование 3-метилбутанола и 2-метилпропанола. Реакция эта оказалась необра­тимой, она ускорялась при добавлении лактозы и альдегидов.

Сливочный стрептококк Str. cremoris. Многие штаммы Str. сгеmoris отличаются от Str. lactis по морфологии клеток — они часто дают в молоке сочетание в виде цепочек. Форма колоний такая же, как и у Str. Lactis. Оптимальная температура развития 25—30° С. максимальная 36° С, предельная кислотность молока 110—115° С. При пониженных температурах культивирования (15—20° С) некоторые штаммы Str. cremoris образуют значительное количество летучих кислот; восста­навливают и свертывают (иногда только частично) лакмусовое мо­локо, дают отрицательную или лишь слабоположительную пробу на ацетон, не расщепляют аргинина, при 39° С не растут и в среде с 4% NaCl не развиваются или развиваются слабо. Развиваясь в молоке, Str. cremoris образует сгусток, напоминаю­щий по консистенции сметану. Это свойство Str. cremoris можно использовать при подборе заквасок для продуктов, характеризую­щихся густой консистенцией (сметана).

Термофильный молочнокислый стрептококк Str. thermophilus. Форма клеток в молоке — кокки, часто соединенные в длинные цепочки. По величине клетки не­сколько крупнее, чем клетки Str. lactis , что позволяет при­близительно разграничивать (по микроскопическому препарату) эти два вида при совместном раз­витии их в культуре. На агаре с гидролизованным молоком тер­мофильные молочнокислые стреп­тококки развиваются медленнее, чем мезофильные (через 48ч), и дают более мелкие колонии - темные, зернистые, иногда локопообразные (В. М. Богданов, 1959). Оптимальная температура развития 40—45° С; свертывает моло­ко при 50° С. При внесении культуры петлей в 10 мл молока и при оптимальной температуре активные штаммы свертывают молоко за 12—14 ч. Предел кислотообразования отдельных штаммов Str. ther­mophilus - 100-115° Т.

Str. thermophilus не развивается при наличии в молоке 0,1% метиленового голубого, не обесцвечивает лакмусовое молоко, образует ацетон в небольшом количестве (В. М. Богданов, 1959.б, Р. Любенау-Нестле н X. Маир-Вальдбург, 1966). В бульоне с глюкозой и 4% NaCl кислотообразование не наблюдается, а с 2% оно наблюдается только у некоторых штаммов.

Термофильные стрептококки применяют при производстве южной п мечниковской простокваши, йогурта, ряженки, варенца. Многие культуры отличаются способностью образовывать вязкие, иногда тягучие сгустки, но встречаются штаммы, образующие колющиеся сгустки.

Из-за сравнительно низкой энергии кислотообразования Str. thermophilus редко используют в чистой культуре, чаще их при­меняют в комбинации с молочнокислыми палочками — болгарской и ацидофильной или мезофильными молочнокислыми стрептокок­ками. Термофильные стрептококки могут попадать в молоко и не с за­квасками. По данным В. М. Богданова, В. Г. Геймберг и др. (1961), в молоке, пастеризованном при 73—76° С, значительную часть оста­точной микрофлоры составляют термофильные стрептококки. Вслед­ствие довольно низкой биохимической активности термофильный стрептококк, содержащийся в пастеризованном молоке, по-видимо­му, не играет большой роли в снижении стойкости питьевого молока, а также в формировании качества ряда кисломолочных продуктов. Однако в таких продуктах, как ацидофильное молоко, при производ­стве которого сквашивание осуществляют при высоких температу­рах с участием чистых культур ацидофильной палочки, нередко воз­никает порок, выражающийся в потере типичности вкуса и конси­стенции, обусловленный развитием стрептококков. По-видимому, в данном случае причиной порока является именно термофильный стрептококк .

Энтерококки.

В группу энтерококков входят Str. faecalis, Str. faecium, Str. liquefaciens, Str. zymogenes, Str. durans. К ним относятся также два вида стрептококков, составляющих нормальную микро­флору кишечника крупного рогатого скота — Str. bovis — и лоша­дей — Str. equinus (Г.П. Калина и А. П. Калина, 1969). Форма клеток — диплококки, реже короткие цепочки, коло­нии — прозрачные, голубоватые, иногда мутноватые с ровными краями. Эти бактерии развиваются как при 10° С, так и при 45° С. Выдерживают нагревание до 63° С в течение 30 мин, гибнут при 85° С с кратковременной выдержкой при этой температуре. При ми­нимальном обсеменении и оптимальной температуре свертывают мо­локо в течение 20—24 ч, иногда и более. Предельная кислотность 80—100°Т (В. М. Богданов, 1959). Лакмусовое молоко восстанав­ливают и свертывают. Развиваются при наличии в молоке 0,1% метиленового голубого, 6,5% NaCl и при рН 9,6, образуют из аргинина аммиак.. Str. liquenfaciens (маммококк) выделяет сычужный фер­мент, в результате чего, молоко свертывается при сравнительно низ­кой кислотности, при этом образуются пептиды, придающие продук­ту горький вкус. В большом количестве энтерококки находятся в сыром молоке, часть из них выдерживает пастеризацию, поэтому они всег­да обнаруживаются в пастеризованном молоке и молочных про­дуктах. При оценке качества питьевой воды и некоторых пищевых про­дуктов наличие энтерококков рассматривается как показатель фе­кального загрязнения (Г. П. Калина, А. П. Калина, 1969). Не исклю­чена возможность применения этого теста и для характеристики санитарно-гигиенического качества молочных продуктов (Э. С. Дербинова. 1969, П. К. Полищук, 1971). Однако ценность его снижается из-за высокой термостойкости энтерококков и их способ­ности размножаться в молоке (Н. С. Королева, В. Ф. Семенихина, 1972). Многие авторы пытались использовать энтерококки для приго­товления молочных продуктов — сыров, а также лечебных кисломолочных продуктов (Л. А. Банникова и И. Н. Пятницына, 1960). За рубежом разработаны сухие молочные препараты, в состав микро­флоры которых входят энтерококки (релактон в ЧР, лактобацпллин в Англии). Н. Н. Седова (1969) установила, что энтерококки безвредны для человека и оказывают определенное профилактиче­ское действие па работу кишечника. Исключение составляли лишь культуры Str. faecalis var. liquefaciens, при употреблении которых до 70% случаев (для отдельных штаммов) наблюдались пищевые токсикоинфекции.

Наиболее надежным признаком дифференциации является серо­логическая реакция. По классификации Ленсфильда все истинные молочнокислые стрептококки относятся к серологической группе N, энтерококки — к группе D.

ГЕТЕРОФЕРМЕНТАТИВНЫЕ МОЛОЧНОКИСЛЫЕ СТРЕПТОКОККИ

Str. diacetilactis. Клетки расположены чаще всего в виде диплококков и коротких цепочек. На питательных средах образуют колонии: поверхностные, крупные, каплевидные, глубинные—чечевицеобразные. Установлено (Л. А. Луковникова, 1962), что при росте на плот­ной питательной среде, содержащей 3% агара, Str. diacetilactis обра­зуют глубинные колонии в виде паучков или комочков ваты, напоми­нающие колонии молочнокислых палочек. Этим можно пользоваться для дифференциации Str. diacetilactis от молочнокислых стрептокок­ков других видов. Оптимальная температура развития в молоке 25—30° С. Str. diacetilac­tis растет при 39—40° С, при температуре 45° С рост отсутствует. Предельная кислотность 90—100° Т.

При внесении петлей 10 мл молока активные штаммы свертывают молоко через 16—18 ч, менее активные — через 24—48 ч. Сгусток молока плотный, часто с наличием пузырьков газа. Вкус чистый, кисловатый, слегка щиплющий, иногда сладковатый. Аромат специ­фический, обусловленный накоплением диацетила. Лакмусовое мо­локо свертывают и восстанавливают.Реакция может быть нетипич­ной: сначала наступает порозовение и свертывание, затем более или менее быстрое обесцвечивание. Штаммы Str. diacetilactis сбраживают лактозу, соли лимонной кислоты с образованием С0₂, а также и диацетила и ацетоина. Большей частью разлагают аргинин с вы­делением аммиака, устойчивы к наличию в среде 4% NaCl. Str. diace­tilactis вводят в закваску для творога, сметаны, простокваши. До сих пор нет единого мнения о том, относятся ли Str. diacetilactis к группе гетсроферментативных или гомоферментативных стрепто­кокков. По способности образовывать значительное количество мо­лочной кислоты они приближаются к Str. lactis, а по способности образовывать побочные продукты брожения — к гетероферментативным стрептококкам. Ц. А. Е. Бриггсом (1952) установлена серологиче­ская идентичность их со Str. lactis и Str. cremoris. На близость Str. diacetilactis к Str. lactis указывают также получаемые из них му­танты, не способные сбраживать цитраты (Дж. М. Шерман, 1955). Однако В. Коллинз и Харвей (1962) установили, что в расщеплении цитратов участвуют два фермента — цитратаза и цитратпермеаза. Первый фермент превращает цитрат в уксусную и щавелевоуксусную кислоты, а второй — осуществляет транспортировку цитрата в клет­ку через клеточный барьер. Мутанты Str. diacetilactis, не расщепля­ющие цитрат, содержат цитратазу, но не продуцируют цитратпермеа-зу. Str. lactis и Str. cremoris не продуцируют ни одного из этих фер­ментов. Таким образом, по ферментным системам Str. diacetilactis существенно отличаются от гомофермеитативиых стрептококков. И. И. Климовский с соавторами (1969) выявил также отличия в протеолитичсской активности и характере продуктов протеолпза у Str. diacetilactis и Str. lactis. У штаммов Str. diacetilactis была от­мечена разница в способности образовывать диацетил. Многие штам­мы не продуцируют диацетила, но продуцируют много ацетоипа. М. И. Пнменова (1957) предложила такие штаммы объединить в от­дельный вид — Str. acetoinicns. Введение в закваски Str. acetoinicus позволяет улучшить их вкус. В СССР этот микроорганизм широко исполь­зуют при составлении заквасок для творога, сметаны, простокваши.

Leuc. citrovorum ( Str. citrovorus (Хаммер, 1928) и Leuc. Dextranicum Sir. paracitrovorus (Хаммер, 1928). Клетки шарообразные, соединены в пары и цепочки. Величина клеток — как у Str. lactis, редко — меньше. На агаре образуют мелкие сероватые колонии, на среде с лимоннокислым кальцием — более крупные, каплевидные, окруженные зоной просветления в результате сбраживания лимонно­кислого кальция. Оптимальная температура роста 25—30° С, хорошо растут и при 20—21° С; при температуре 45° С не развиваются. Молоко свертыва­ют редко, обычно максимальная кислотность не превышает 40— 50° Т. Не образуют аммиака из аргинина. Сбраживают лимонную кислоту и ее соли с образованием ацетоина, диацетила, 2-3-бутилен-гликоля, уксусной кислоты, углекислого газа.

Входя в состав микрофлоры естественной кефирной закваски. Leuc. citrovorum и Lenc. dextranicnra играют большую роль в образовании вкуса и аромата кефира. В случае излишнего их развития наблюда­ется вспучивание.