2. Загальна характеристика основних груп мікроорганізмів.

Молочнокислі бактерії.

У групі молочнокислих бактерій є бактерії як кулястої форми (стрептококи), так і циліндричної (палички). Причому, в кожній підгрупі присутні гомо- і гетероферментативні бактерії.

Молочнокислі стрептококи.

Молочнокислі стрептококи є факультативними анаеробами, що сприяє їх розмноженню в різних субстратах і широкому розповсюдженню в природі. Їх можна знайти на квітах, на листі і на плодах рослин, в кормах, в молочних і м'ясних продуктах, в кишечнику людини і тварин.

Багато видів молочнокислих стрептококів використовують у складі заквасок при виробництві кисломолочних продуктів, кисловершкового масла, сирів. Деякі стрептококи кишкового походження (ентерококи) при розвитку в продукті погіршують його якість, тому вони не входять до складу заквасок.

Вживані в молочній промисловості молочнокислі стрептококи розділяють на гомоферментативні і гетероферментативні (ароматоутворюючі), які в процесі бродіння утворюють, окрім молочної кислоти, диацетил, етиловий спирт, летючі кислоти і інші ароматичні речовини.

До гомоферментативних стрептококів відносять мезофільні стрептококи (Str. lactis і Str.cremoris), а до гетероферментативних (ароматоутворюючих) — Str.diacetilactis, Str. acetoinicus, Str. paracitrovorus, Str. citrovorus.

Термофільний молочнокислий стрептокок (Str. thermophilus) відносять до гомоферментативних бактерій, проте багато його штамів в процесі бродіння утворюють підвищену кількість ароматичних речовин.

Окрім цих молочнокислих стрептококів в молоці і молочних продуктах виявляють декілька видів стрептококів кишкового походження (ентерококів), в числі яких є як корисні види (Str. bovis, Str. durans), так і шкідливі види (Str. liquefaciens, Str. zymogenes).

Молочнокислий стрептокок (Str. lactis). Його клітини круглої форми, розташовуються зазвичай у вигляді диплококів (мал.1), або у вигляді коротких ланцюжків (до утворення згустку в молоці). При рості на поверхні щільних поживних середовищ цей стрептокок утворює дрібні краплевидні колонії з рівним краєм, глибинні колонії — човникоподібні або у формі чечевиці.

Оптимальна температура розвитку клітин 30°С. При цій температурі молоко звертається через 4—7 год (при внесенні 0,5 мл 10—12-годинної культури в 10 мл стерильного молока). При згортанні молока утворюється рівний щільний згусток консистенції, яка колеться.

Мал. 1. Str. lactis: а – клітини; б – поверхнева колонія; в – глибинна.

Гранична кислотність, що утворюється в молоці після культивування Str. lactis протягом 7 діб при оптимальній температурі, коливається від 110 до 120°Т, але зустрічаються і малоактивні штами, що створюють граничну кислотність не вище 90—110° Т. Смак і запах сквашеного молока чистий, кисломолочний. Для виробництва молочних продуктів штами цього стрептокока, що обумовлюють утворення пригорілого, нечистого смаку і запаху, непридатні. У молочній промисловості широко використовують Str. lactis при виробництві кисломолочних продуктів, кисловершкового масла, сирів. Вершковий стрептокок (Str. cremoris). Цей стрептокок відрізняється від молочнокислого стрептокока тим, що його клітини розташовуються у вигляді ланцюжків (середніх, довгих). У молодій культурі деяких штамів клітини (мал.2) оточені капсулою. У молоці утворюється слиз в результаті життєдіяльності вершкового стрептокока. Величина і форма колоній такі ж, як і у Str. lactis.

Мал. 2. Str. cremoris: а – клітини; б – ланцюжки, оточені капсулами.

Оптимальна температура зростання вершкового стрептокока 25°С. При внесенні 0,5 мл в 10 мл молока активні штами згортають молоко через 5—8 год, утворюючи рівний, щільний згусток сметаноподібної консистенції. Смак і запах чистий, кисломолочний, приємний. Гранична кислотність, яку може утворити вершковий стрептокок в молоці, не перевищує 110—115°Т.

Вершковий і молочнокислий стрептококи мають багато загальних біохімічних властивостей; відрізняються вони один від одного здатністю зброджувати мальтозу і декстрин, утворювати аміак з аргініну, рости при 40°С, в середовищі з 4%NaCl, при рН 9,2 (у першого ці властивості відсутні, а у другого - виражені).

Вершковий стрептокок використовують у складі комбінованих заквасок для сметани, кислого молока, кисловершкового масла, сирів.

Ароматоутворюючі стрептококи. Ці стрептококи містять фермент цитразу, унаслідок чого вони характеризуються здатністю зброджувати лимонну кислоту; за цю здатність їх називають «цитроворусами».

Мають промислове значення чотири види ароматоутворюючих стрептококів - Str.diacetilactis, Str. acetoinicus, Str. paracitrovorus, Str. citrovorus. Клітини цих стрептококів трохи дрібніші, ніж клітини Str. lactis і Str.cremoris, і розташовуються вони у вигляді диплококів і ланцюжків різної довжини.

При рості на щільних поживних середовищах ці стрептококи утворюють поверхневі колонії — дрібні, круглі, краплевидні, з рівним краєм; глибинні — човникоподібні.

Оптимальна температура розвитку «цитроворусів» біля 25— 30° С. Ріст і енергія кислотоутворення цих стрептококів істотно відрізняються. Найбільш активний з них Str. acetoinicus, що утворює переважно ацетоїн і мало диацетилу. Str.diacetilactis — порівняно слабкий кислотоутворювач, але утворює диацетил в значній кількості. Ще слабкішим кислотоутворювачем є Str. paracitrovorus, який згортає молоко при оптимальній температурі через 2—З дні. Наймалоактивніший з ароматоутворюючих стрептококів - Str. citrovorus, поволі розвивається в молоці і його не квасить.

Гранична кислотність, що утворюється в молоці цими стрептококами, різна. Str. acetoinicus - 110—115° Т, Str.diacetilactis - біля 100°Т, Str. paracitrovorus — не більше 80°Т, а Str. citrovorus — 40—50°Т.

При згортанні молока утворюється рівний і щільний згусток, в якому можна виявити дрібні бульбашки вуглекислого газу в невеликій кількості. В результаті утворення диацетилу, ефірів, летючих кислот ароматоутворюючі стрептококи збагачують смак і запах кисломолочних продуктів, кисловершкового масла, сирів; їх використовують в заквасках для цих продуктів в комбінації з активними кислотоутворювачами (Str. lactis і Str.cremoris). Найбільш цінний з ароматоутворюючих стрептококів — Str.diacetilactis, що створює диацетил і надає продукту приємний запах. У виробництві кисломолочних продуктів і кисловешкового масла з числа «цитроворусів» використовують Str.diacetilactis, а в сироварінні також Str. paracitrovorus, при виробленні сиру, сметани, кислого молока Str. acetoinicus .

При посіві на агар з лимоннокислим кальцієм виростають колонії «цитроворусів» із зонами просвітління, що з'являються унаслідок зброджування лимоннокислого кальцію і утворення водорозчинних продуктів бродіння. Колонії інших молочнокислих бактерій зон просвітління не мають.

Термофільний стрептокок (Str. thermophilus). Клітини термофільного стрептокока розташовуються, подібно Str. cremoris, у вигляді ланцюжків різної довжини (часто довгих), причому по величині клітини в ланцюжку трохи більші, ніж клітини вершкового стрептокока (мал.3).

В порівнянні з мезофільними стрептококами термофільні краще розвиваються при підвищеній температурі. Оптимальна температура їх розвитку біля 40—45°С. На щільних поживних середовищах ці стрептококи утворюють поверхневі колонії круглої форми із зернистою структурою; глибинні — човникоподібні, іноді з виростами. Від мезофільних стрептококів термофільні відрізняються здатністю зброджувати сахарозу. Тому для їх виділення з посівного матеріалу, що містить різні види стрептококів, до безвуглеводневого поживного середовища додають сахарозу.

Мал. 3. Str. thermophilus

При оптимальній температурі розвитку 40°С термофільний стрептокок зквашує молоко через 3,5—6 год, утворюється рівний, щільний згусток сметаноподібної консистенції, приємного кисломолочного смаку і запаху. Деякі штами термофільних стрептококів утворюють диацетил, внаслідок чого поліпшується якість молочних продуктів. Гранична кислотність, що утворюється цими стрептококами при оптимальній температурі культивування, біля 110—120°Т.

Термофільні стрептококи в комбінації з болгарською паличкою застосовують при виробленні йогурту, кислого молока, ряжанки; спільно з ацидофільною паличкою - у виробництві ацидофільного кислого молока в комбінації з Lbm. helveticum — при виробленні швейцарського сиру.

Ентерококи (молочнокислі стрептококи кишкового походження). До групи ентерококів входять Str. faecalis, Str. liquefaciens, Str. zymogenes, Str. faecium, Str. durans, Str. bovis. Температура росту ентерококів, за винятком Str. bovis, коливається від 8—10 до 45°С. Ентерококи характеризуються стійкістю до куховарської солі (4 і 6,5%), лужної реакції середовища (рН 9,6), термостійкістю (65°С протягом 30 хв), жовчостійкістю (40% жовчі), стійкістю до метиленового синього в концентрації 0,1 % і до пеніциліну в концентрації 0,3 од. у 1 мл. Більшість ентерококів зброджують різні вуглеводи і п'ятиатомні спирти. Ентерококи містяться у великій кількості в сирому молоці і в невеликому — в пастеризованому. Місцем постійного проживання ентерококів є кишковик людини і тварин, тому виявлення їх в молоці свідчить про його фекальне забруднення. Отже, ентерококи можна використовувати як санітарно-показникові мікроорганізми. Деякі з них (Str. bovis) застосовують у складі закваски для дієтичного кислого молока. Будучи термостійкими, ентерококи складають значну частину залишкової мікрофлори пастеризованого молока і грають певну роль при дозріванні сиру. Str. durans застосовують у складі закваски для деяких сирів.

Str. faecalis. Ентерокок характеризується розташуванням клітин у вигляді диплококів і коротких ланцюжків, здатністю зброджувати глюкозу, лактозу, маніт, сорбіт, гліцерин і арабінозу, відновлювати лакмусове молоко, обезбарвлювати метиленовий синій, згортати молоко.

Str. liquefaciens. За морфологічними ознаками, формою колоній, активністю кислотоутворення, граничною кислотностю схожий з Str. lactis. При оптимальній температурі, рівній 37°С, він зквашує молоко через 7 год, а гранична кислотність досягає 110—115°Т. Str. liquefaciens виділяє сичужний фермент і є пептонізуючим мікроорганізмом.

Str. zymogenes. За морфологією, формою колоній стрептокок схожий з Str. liquefaciens, він частково розкладає казеїн. На відміну від інших ентерококів цей стрептокок викликає -гемоліз еритроцитів, унаслідок чого на кров'яному агарі навколо колоній утворюються прозорі зони. Гемоліз еритроцитів вважається ознакою патогенності мікроба.

Str. faecium. Розташуванням клітин у вигляді диплококів і коротких ланцюжків Str. faecium має схожість з Str. faecalis. Він зброджує гліцерин, арабінозу, рідше сорбіт, викликає часткове відновлення лакмусового молока, погано обезбарвлює метиленовий синій.

Str. durans. Як в інші ентерококи, він стійкий до високої температури, зброджує частіше глюкозу, лактозу, мальтозу і рідше сахарозу, саліцин, а також маніт. Не зброджує рафінозу, інулін, сорбіт, утворює аміак з аргініну.

Str. bovis. На відміну від Str. durans цей стрептокок зброджує арабінозу, рафінозу і інулін. В порівнянні з іншими ентерококами Str. bovis чутливіший до лужного середовища, куховарської солі і жовчі. Лакмусове молоко відновлює тільки частково без згортання, в молоці з метиленовим синім не росте і його не обезбарвлює, при 10° С не росте. Багато властивостей цього стрептокока схожі з властивостями термофільного стрептокока, але в порівнянні з ним Str. bovis стійкіший до куховарської солі і жовчі (слабо росте в середовищах, що містять 40% жовчі).

Молочнокислі палички.

Молочнокислі палички (лактобактерії), так само як і молочнокислі стрептококи, широко поширені в природі: знаходяться на квітах, на листі і на плодах рослин, в кормах, в рослинних, м'ясних і молочних продуктах, в кишковику людини і тварин. Молочнокислі палички характеризуються стійкістю до кислого середовища, здатністю рости при температурах від 15— 20 до 38—50°С в умовах аеробів (погано) і анаеробних. Молочнокислі палички використовують при виготовленні йогурту, кислого молока і інших кисломолочних продуктів, а також сирів.

За кількісним співвідношенням продуктів бродіння молочнокислі палички поділяють на гомо- і гетероферментативні палички. До першої групи відносять термофільні палички (термобактерії) і мезофільні палички (стрептобактерії), а до другої — мезофільні палички бета-бактерії, що є слабкими кислотоутворювачами.

Окрім молочнокислих паличок, вживаних в молочній промисловості, в молочних продуктах і на устаткуванні часто виявляють термостійкі молочнокислі палички, що є збудниками вад молочних продуктів, і мікробактерії, що витримують нагрівання до 85°С і обнасінюють пастеризоване і сухе молоко.

Термофільні молочнокислі палички (термобактерії). Вони найактивніше розвиваються в слабкокислому середовищі (рН 6,5), але здатні рости і в кислому (рН 3,8), в якому молочнокислі стрептококи повністю припиняють розвиток.

Оптимальна температура розвитку термобактерій 40—45°С. Більшість з них — енергійні кислотоутворювачі. При внесенні 0,5мл в 10мл стерильного молока і термостатуванні при оптимальній температурі вони сквашують молоко через 4—5 год. Гранична кислотність молока, сквашеного термобактеріями, досягає 200—350°Т. Внаслідок цього смак сквашеного молока чистий, але кислий; згусток рівний і щільний.

Термобактерії нерухомі, спор і капсул не утворюють, за Грамом фарбуються (грампозитивні). Їх клітинами є досить крупні палички (часто із зернами волютину), розташовані по одній, у вигляді диплобактерій або ланцюжків (мал.4, а). Поверхневі колонії на щільних поживних середовищах локоноподібні (мал.4, б), глибинні, — у вигляді шматочків вати або павучків.

Мал. 4. Lbm. Bulgaricum: а — клітини; б — колонії.

Lbm. helveticum. Паличка, що застосовується при виготовленні сирів, росте при 22—50° С. Максимальна кислотність молока досягає 300—350°Т. Lbm. helveticum характеризується здатністю зброджувати мальтозу і декстрин. Ця паличка не зброджує сахарозу, рафінозу, саліцин. Деякі її штами розвиваються при підвищеному вмісті кухонної солі (до 5,0%) в середовищі.

Lbm. bulgaricum (болгарська паличка, мал.4). Паличку застосовують при виробництві йогурту, кислого молока і інших кисломолочних продуктів. У молоці росте при 22—53° С. Максимальна кислотність молока досягає 200—З00°Т. На відміну від Lbm. helveticum болгарська паличка погано зброджує мальтозу і зовсім не зброджує декстрин. Lbm. acidophilum (ацидофільна паличка, мал.5). Паличку застосовують при виробленні ацидофільного кислого молока, ацидофільного молока, ацидофільно-дріжджового молока, ацидофільної пасти, ацидофіліну.

Мал.5. Lbm. аcidophilum

Температура росту клітин 20—45°С, гранична кiслотность 200-250°Т. Ацидофільна паличка характеризується здатністю зброджувати сахарозу, мальтозу, саліцин, а також (хоча і не завжди) рафінозу, декстрин.

Lbm. lactis. Використовується в сироварінні, температура розвитку клітин 22—50°С, гранична кислотність сквашеного молока 120—180°Т. Lbm. lactis характеризується ферментативною активністю: зброджує глюкозу, галактозу і лактозу, сахарозу, мальтозу, рафінозу, декстрин і саліцин.

Стрептобактерії (мезофільні молочнокислі палички). Клітини цих бактерій дрібніші, ніж клітини термобактерій, і часто розташовуються у вигляді ланцюжків.

Колонії на поверхні щільних поживних середовищ круглі, з рівними краями, а глибинні — човникоподібні, іноді з виростами. Оптимальна температура розвитку близько 30°С.

При розвитку в молоці ці бактерії малоактивні; молоко сквашують тільки через 2—3 доби. Після семидобового культивування гранична кислотність досягає 180°Т. Згусток молока, що утворюється, рівний, щільний, з чистим кислим смаком. Стрептобактерії зброджують значну кількість вуглеводів.

З числа цих бактерій в молочних продуктах частіше за інші зустрічаються Lbm. casei і Lbm. plantarum, які грають важливу роль в сироварінні. Невелика кількість цих бактерій присутня у складі залишкової мікрофлори пастеризованого молока. Оскільки стрептобактерії можуть розвиватися в безвуглеводневому середовищі, вони розмножуються в сирі і досягають значної кількості після повного зброджування лактози.

Lbm. casei. Грає позитивну роль при дозріванні багатьох сирів, причому може розмножуватися в сирах після зброджування лактози і при вмісті в середовищі куховарської солі в кількості 5,5%. Гранична кислотність молока досягає 80—180° Т. Цей мікроб не зброджує арабінозу, рафінозу, рамнозу, гліцерин.

Lbm. plantarum. Деякі штами викликають утворення іржавих плям на поверхні сирів. При розвитку бактерій цього виду гранична кислотність молока досягає 180° Т. За біохімічними властивостями даний вид близький до Lbm. casei — не зброджує рамнозу, гліцерин і крохмаль. Деякі штами цього виду бактерій характеризуються антагоністичними властивостями відносно маслянокислих бактерій і кишкових паличок.

Бета-бактерії (мезофільні гетероферментативні палички). Ці бактерії характеризуються слабкою енергією кислотоутворення і молоко не сквашують. При додаванні дріжджового автолізату до молока розвиток бета-бактерій посилюється і кислотність молока може досягти 150—160°Т. При розвитку в молоці бета-бактерій утворюється незначна кількість летючих кислот, вуглекислий газ, етиловий спирт і молочна кислота. Вони здатні зброджувати лактозу, глюкозу, мальтозу, рафінозу, арабінозу. На поверхні щільних поживних середовищ утворюються круглі колонії, схожі з колоніями молочнокислих стрептококів (мал. 6), глибинні колонії —S-форми. Бета-бактерії мають позитивне значення у виробництві кефіру. Бета-бактерії утворюють аміак з аргініну.

Мал. 6. Бета-бактерії: а— клітини; б— колонії.

Термостійкі молочнокислі палички. Вони нерідко виявляються в кисломолочних продуктах і потрапляють туди, очевидно, з устаткування. Ці палички можна виявити в продуктах (сир, сметана, кисле молоко), при виготовленні яких застосовують закваски, що складаються тільки із стрептококів. Їх важко відрізнити від паличок самої закваски, якщо в її складі є лактобактерії.

Клітинами цих бактерій є досить крупні палички величиною 4—10Х0,7—0,9 мкм, розташовані поодиноко або ланцюжками із зернами в цитоплазмі, нерухомі, спор не утворюють, грампозитивні.

В порівнянні з використовуваними в молочній промисловості лактобактеріями, термостійкі молочнокислі палички на поверхні агару з гідролізованим молоком утворюють колонії більші, локоноподібні або зернисті з темним центром; глибинні колонії дрібні, темні або жовтувато-бурі, іноді з короткими нитками, що відходять.

Термостійкі молочнокислі палички є активними кислотоутворювачами і сквашують молоко через 8—10 год. Утворюваний згусток рівний (без газу), слизистий або без слизу.

Ці бактерії зброджують лактозу, глюкозу, галактозу, сахарозу, мальтозу, левульозу, рафінозу і декстрин; відрізняються термостійкістю і термофільністю: витримують короткочасне нагрівання в молоці до 85— 90°С, ростуть при температурі від 20 до 60— 65°С (оптимум 45—55°С); стійкі до кухонної солі (до 2—3%), до жовчі (до 30—40%) і до дії дезинфікуючих засобів, вживаних в молочній промисловості.

Термостійкі палички виявляють як в сирому молоці, так і в молоці після пастеризації при 75°С з витримкою 15—20с і 80—85°С з витримкою 5—10 хв. Крім того, вони присутні на устаткуванні молочних підприємств, а також в готових кисломолочних продуктах (іноді в заквасках) і викликають ваду продуктів — зайву кислотність.

Мікробактерії (рід Мiсrоbacterium). Мікробактерії, що часто виявляються в молоці і молочних продуктах, є найбільш термостійкими зі всіх відомих бесспорових бактерій. Деякі їх штами витримують нагрівання до 80—85°С протягом 10 хв. Це може бути причиною обнасінення ними пастеризованого і сухого молока.

Мікробактерії є дрібними паличками, нерухомими, бесспорові, грампозитивні. Вони мають неправильну форму і при фарбуванні метиленовим синім здаються зернистими. Будучи аеробами, вони добре ростуть на поверхнях поживних середовищ і погано — в глибині; розвиваються при 15—35°С (оптимальна температура росту 30°С); у молоці утворюють молочну кислоту. Мікробактерії виявляють на посуді, в гної, а також в молоці і у вершковому маслі. При рості на агарі при 30°С протягом

3 днів утворюють дрібні колонії.

Бактерії групи кишкових паличок.

Ці бактерії відносять до сімейства кишкових бактерій (Еnterobacteriaceae), широко поширених в природі. У сімействі кишкових бактерій є велика кількість непатогенних (сапрофітних), умовно-патогенних і патогенних видів.

Патогенні бактерії цього сімейства — збудники черевного тифу, паратифів, сальмонельозів (харчових токсикоінфекцій), дизентерії, коліентеритів (ешерихіозів).

Непатогенні види є мешканцями кишковика людини, численних видів тварин, птахів і риб.

Родоначальником сімейства є кишкова паличка (Еscherichia coli), в результаті мінливості якої в процесі еволюції сформувалися самостійні види патогенних і непатогенних бактерій. Мікроорганізми цієї групи мають форму поліморфних паличок довжиною 1,5-3 мкм (мал.7); вони грамнегативні, неспороутворюючі, рухомі, — перитрихи (зустрічаються і нерухомі види).

Більшість з них — факультативні анаероби. На звичайних поживних середовищах із слаболужною реакцією вони добре ростуть при 37°С, але можуть рости при значних коливаннях рН середовища і температури. На щільних поживних середовищах утворюють плоско-опуклі колонії діаметром 2—3 мм, з рівним краєм, сірувато-мутнуватого кольору, з блискучою поверхнею. В результаті розвитку цих бактерій в бульйоні утворюються мутність і невеликий осад. Вони можуть зберігатися протягом тривалого часу у воді і грунті. При 60°С бактерії гинуть тільки через 15 хв; знешкоджуються при дотриманні прийнятих в молочній промисловості режимів пастеризації.

Мал.7. Кишкова паличка: а – клітини; б – колонії.

Непатогенні види бактерій сімейства кишкових характеризуються найбільш вираженою ферментативною активністю; добре пристосовуються до існування в кишковику різних тварин, при розвитку в молоці і молочних продуктах викликають бродіння лактози (зброджують також глюкозу, маніт), утворюючи молочну, оцетову, пропіонову і інші кислоти, а також вуглекислий газ і водень; не розкладають казеїн і інші білки, але енергійно розщеплюють пептони і пептиди, утворюючи при цьому аміак, сірководень, індол.

Накопичуючи в молоці і молочних продуктах продукти розкладання вуглеводів і білкових речовин, бактерії цієї групи викликають численні вади: нечистий запах і смак, вздуття, ваду збродженного молока і ін.

Бактерії групи кишкових паличок є санітарно-показниковими мікроорганізмами - індикаторами фекального забруднення молока і молочних продуктів, води, устаткування, рук виробничого персоналу. Фекальне забруднення навіть в малій мірі небезпечне, тому що при цьому можуть потрапляти в продукти і воду патогенні мікроорганізми (збудники черевного тифу, паратифів, дизентерії, холери і ін.). Виявити патогенні мікроби в об'єктах зовнішнього середовища украй важко. Присутність санітарно-показникових мікробів в тому або іншому об'єкті зовнішнього середовища (вода, молоко) вказує на можливу наявність і патогенних бактерій.

Як санітарно-показникові бактерії використовують наступні бактерії групи кишкових паличок: Еscherichia coli, Citrobacter freundii, Enterobacter (Аеrоbacter) аеrоgenes.

Бактерії Еscherichia coli постійно мешкають тільки в кишковику людини і тварин. Виявлення бактерій Еscherichia coli характеризує свіже фекальне забруднення, оскільки, при тривалому перебуванні поза кишковиком вони або гинуть, або піддаються мінливості.

Патогенні бактерії при такому тривалому перебуванні в зовнішньому середовищі гинуть. Бактерії Еscherichia coli вважаються умовно патогенними, оскільки вони нерідко утворюють ентеропатогені мутанти.

Бактерії Citrobacter і Enterobacter (Аеrоbacter) при виявленні в продуктах, воді або інших об'єктах, в яких не виявляється Еscherichia coli, не можуть характеризувати їх фекального забруднення або можуть бути показниками лише старого фекального забруднення (багато тижнів, місяці), тому що представники Citrobacter і Enterobacter є сапрофітами, що мешкають в грунті, на рослинах, у водоймах.

Для оцінки санітарно-епідеміологічного стану молока, молочних продуктів і інших об'єктів (при визначенні колі-титру, колі-індексу) необхідно диференціювати бактерії групи кишкових паличок, що виділяються з них. Для цього використовують комплекс ознак ТІМАЦ: температурний тест (ріст при 43-44°С); утворення індолу; метиловий червоний (зміна ясно-жовтого кольору цього реактиву на червоний при рН 5 і нижче при інтенсивній ферментації глюкози); утворення ацетоїну при рості в поживному середовищі з глюкозою; цитратний тест (здатність мікробів засвоювати лимонну кислоту або її солі і рости в середовищі Козера з індикатором бромтимоловим синім).

Для різних бактерій групи кишкових паличок характерні наступні ознаки (табл. 1).

Таблиця 1

Ознаки	Бактерії
	Еscherichia	Citrobacter	Enterobacter (Аеrоbacter)
Температурний тест Утворення індолу Метиловий червоний Утворення ацетону Цитратний тест	+ + + - -	+ - + - +	- - - + +

З метою диференціації бактерій групи кишкових паличок роблять висів на середовище Ендо, у складі якого є лактоза. Бактерії цієї групи утворюють на середовищі Ендо колонії від рожевого до темно-червоного кольору (залежно від інтенсивності зброджування лактози). Еscherichia coli найінтенсивніше ферментує лактозу і утворює колонії темно-червоного кольору з металевим блиском. Проте зустрічаються варіанти Еscherichia, що втратили здатність бродіння лактози і утворюють на середовищі Ендо безбарвні колонії. Такі варіанти слід враховувати при визначенні колі-титру об'єкту. Патогенні бактерії сімейства Еnterobacteriaceae (Salmonella typhi, Salmonella paratyphi і ін.) ферментують лактозу і теж утворюють на середовищі Ендо безбарвні колонії, тому виявлення таких колоній зобов'язує проводити ретельну ідентифікацію для виключення присутності в об'єкті патогенних бактерій.

Дріжджі.

Дріжджі є одноклітинними, нерухомими мікроорганізмами, що фарбуються за Грамом. Це факультативні анаероби; вони краще розвиваються в кислому середовищі.

Оптимальна температура розвитку дріжджів 20—30°С, але багато хто з них здатний розвиватися і при 10°С. Вегетативні клітини дріжджів гинуть вже при 60—65°С, а спори — при 70—75°С. Вони широко поширені в природі — в грунті, на рослинах, в кормах, в повітрі, звідки потрапляють в молоко і молочні продукти.

Дріжджі сімейства Saccharomycetaceae (справжні дріжджі) є найбільш активними збудниками спиртного бродіння, а дріжджі сімейства Тоrulopsidaceae (несахароміцети) слабко зброджують цукри або зовсім їх не зброджують (Mycoderma).

Дріжджі використовують при виробництві кефіру, кумису, ацидофільно-дріжджового молока, для підвищення стійкості масла застосовують дріжджі, що не зброджують вуглеводів.

Так звані «дикі» дріжджі обох сімейств часто виявляють в молоці, кисломолочних продуктах (особливо в сметані і сирі), маслі, де вони утворюють етиловий спирт і створюють умови для розвитку оцтовокислих бактерій. При розвитку в цих продуктах, а також в згущеному молоці, в сирі дріжджі нерідко викликають такі вади продуктів, як спиртний смак і запах, рясне газоутворення (молоко, що бродить), бомбаж баночних консервів, іноді здуття сирів.

Пропіоновокислі бактерії.

Пропіоновокислі бактерії (Рrорiоnibacterium) — це неспорогенні, нерухомі палички, що відрізняються поліморфністю, - прямі, зігнуті, розгалужені палички середньої величини, дрібні і навіть коковидні бактерії (мал. 8); добре

розвиваються без доступу повітря (анаероби).

Мал. 8. Пропіоновокислі бактерії.

Оптимальна температура росту пропіоновокислих бактерій 30-35°С. У молоці вони розвиваються поволі і згортають його через 5—7 днів. Не дивлячись на слабку енергію кислотоутворення, при розвитку цих бактерій кислотність молока може підвищитися до 160—170°Т.

При зброджуванні молочного цукру (а в сирах — солей молочної кислоти) пропіоновокислі бактерії утворюють кислоти пропіонову і оцетову і вуглекислий газ; кислоти збагачують смак і запах сирів, а вуглекислий газ, що поволі накопичується, обумовлює утворення в сирі крупних вічок правильної округлої форми.

Зважаючи на повільний розвиток і високу чутливість до умов середовища, ці бактерії мають велике значення тільки при виробництві крупних сирів (швейцарського, алтайського) з тривалим періодом дозрівання.

В процесі розмноження ці бактерії здатні синтезувати вітамін В12 і збагачувати молочні продукти.

Оцтовокислі бактерії.

Оцтовокислі бактерії (Асеtоbacter) представлені декількома видами. Вони є неспорогенними рухомими паличками, розташованими поодиноко, у вигляді диплобактерій або ланцюжків. Колонії ростуть тільки на поверхні щільного середовища, мають круглу форму.

На рідких підкислених середовищах ці бактерії утворюють плівку. Оптимальна температура розвитку 30° С. Желатин не розріджують. У молоці розвиваються погано і кислоти не утворюють. У результаті аеробного процесу (окислення етилового спирту) бактерії утворюють оцтову кислоту. При виробленні кефіру оцотовокислі бактерії грають позитивну роль при помірному розвитку, а при їх розвитку в кислому молоці, сметані, сирі вони можуть викликати небажаний запах і присмак оцтової кислоти, ослизнення.

Характерні ознаки оцтовокислих бактерій: утворення оранжевого кільця на поверхні молока, що згорнулося; наявність плівки на поверхні рідких підкислених середовищ; виявлення при мікроскопуванні препаратів (придавленої або висячої краплі) рухомих бактерій.

Маслянокислі бактерії.

Маслянокислі бактерії (Clostr. amylobacter, С1оstr. saccharobutyricum, С1оstr. thyrobutyricum) — крупні, анаеробні, спорові палички. За наявності спор палички часто мають форму веретена (мал.9). У спеціально приготованому препараті виявляють зерна гранульози в цитоплазмі бактерій.

Мал. 9. Маслянокислі бактерії.

Ці бактерії зброджують молочний цукор, молочну кислоту і її солі з утворенням масляної, оцетової, пропіонової, мурашиної кислот, невеликої кількості етилового спирту і великої кількості газів — водню і вуглекислого газу.

В результаті газоутворення маслянокислі бактерії викликають ваду — здуття сирів.

Маслянокислі бактерії — ґрунтові мікроорганізми — потрапляють в молоко з частинками корму, гною, ґрунту.

Відмінні ознаки цих бактерій: бурхливе газоутворення при їх розвитку; неприємний запах масляної кислоти; крупні, веретеноподібні палички із спорами; позитивна реакція на гранульозу (забарвлюється йодом в синій колір).

ПРОТЕОЛІТИЧНІ І ЛІПОЛІТИЧНІ

МІКРООРГАНІЗМИ

Гнильні бактерії.

До групи гнильних бактерій входять бактерії, що викликають глибокий розпад білків.

По відношенню до кисню повітря гнильні бактерії можна розділити на три підгрупи: аероби; факультативні анаероби; облігатні анаероби. Ці мікроорганізми спочатку згортають молоко, виділяючи сичужний фермент, а потім розкладають згусток, що утворився, до пептонів і поліпептидів. Далі глибина розпаду білків і продукти, що утворюються при цьому, у різних підгруп гнильних бактерій різні. Залежно від глибини розпаду білка можуть з'явитися різні вади молочних продуктів: гіркий, сирний, гнильний смак і запах.

Гнильні аероби. Аероби характеризуються здатністю повністю мінералізувати білки, утворюючи такі продукти, як аміак і вуглекислий газ. Гнильні аероби бувають спорогенними і неспорогенними. З числа спорогенних бактерій в молоці і молочних продуктах найчастіше зустрічаються Вас. subtilis, Вас. mesentericus, Вас. megatherium, Вас. cereus, Вас. mycoides.

Вас. subtilis. (сінна паличка). Паличка грампозитивна, рухома, із заокругленими кінцями (3—5х0,6 мкм), утворює овальні спори; при рості сінної палички на м´ясо-пептонному агарі формуються сухі горбисті колонії сіруватого кольору з лопатевим краєм (мал.10). У рідких середовищах на поверхні утворює зморшкувату білувату плівку. Ця паличка широко поширена в природі. У молоко потрапляє з грубих кормів, підстилкових матеріалів і шкірного покриву тварин; характеризується високою протеолітичною здатністю. Оптимальна температура розвитку 37°С, але може рости при низьких температурах трохи вище 0°С.

Вас. mesentericus. (картопляна паличка). Морфологічні властивості картопляної палички схожі з властивостями сінної палички: її клітини величиною 3-6х0,5-0,6 мкм, розташовуються як поодиноко, так і ланцюжками (мал. 11); грампозитивні, рухомі. Сухі колонії, що утворюються на м´ясо-пептонному агарі, мають хвилястий край і радіальні складки. Оптимальна температура розвитку 35°С, але може рости і при низьких температурах трохи вище 0°С.

Мал.10. Вас. subtilis: а – клітини; б – колонія.

Мал.11. Вас. mesentericus: а – клітини; б – колонія.

Мал.12. Вас. cereus.

Картопляна паличка широко поширена в природі: знаходиться в ґрунті, на кормах, на підстилкових матеріалах, звідки потрапляє на шкіру і шерсть тварин. При розкладанні білків утворює багато сірководню.

Вас. megatherium. Має розмір 3,5—7х1,5—2 мкм; грампозитивна, рухома; постійно зустрічається в ґрунті і на поверхні матеріалів, що гниють. При рості цього мікроба на м´ясо-пептонному агарі утворюються колонії сіруватого кольору, гладенькі, блискучі, з рівним краєм.

Вас. cereus. Бацили величиною 3—5х1—1,5 мкм, розташовуються як подиноко, так і заплутаними ланцюжками (мал. 12). Цитоплазма клітин зерниста або вакуолиста. На кінцях клітин часто утворюються блискучі жироподібні зерна. Палички рухомі, грампозитивні. При розвитку на м´ясо-пептонному агарі крупні компактні колонії мають складчастий центр і хвилястий ризоїдний край, іноді бувають колонії дрібнобугристі з бахромчатими краями і джгутиковидними виростами.

Вас. cereus в м´ясо-пептонному бульйоні утворює рясне однорідне помутніння, пластівцевидний осад і ніжну плівку на поверхні; розріджує желатин, пептонізує молоко, гідролізує крохмаль. Оптимальна температура розвитку 30°С, а максимальна 37—48°С. Ця бацила зустрічається в ґрунті, у воді, в повітрі, на рослинах і в кормах. Вас. cereus має багато загальних морфологічних і культуральних властивостей з Вас. mycoides.

Вас. mycoides. (грибоподібна паличка). Грибоподібна паличка є рухомою бацилою. Клітини розташовуються поодиноко або у вигляді ланцюжків і диплобацил. Величина клітин 5—7х0,8—1,2 мкм. На щільних середовищах мікроб утворює дуже характерні колонії - ризоїди або міцелієвидні, що стеляться по поверхні агару (мал. 13).

Внаслідок чутливості до кислого середовища Вас. mycoides, як і інші бацили, розвивається в молоці і молочних продуктах тільки в тих випадках, коли відсутній молочнокислий процес.

Мал. 13. Вас. mycoides: а – клітини; б – колонія.

Неспорогенні бактерії аеробів — грамнегативні рухомі палички, що утворюють пігменти різного кольору. Найбільший вплив на якість молочних продуктів створюють наступні бактерії цієї групи: Васt. рrоdigiosum, Рseudomonas fluorescens, Рseudomonas pyocyаnеа, Васt. linens. Васt. рrоdigiosum. (Serratia marcescens, «чудова паличка»). Дуже маленька паличка (1—1,5х0,5 мкм) з джгутиками, що перитрихіально розташовані. При розвитку на м´ясо-пептонному агарі або на поверхні желатинових середовищ утворює колонії темно-червоного кольору, що нагадують краплі крові. «Чудова паличка» утворює червоні плями на молочних продуктах і є збудником вад — гіркого і згірклого смаку молока.

Рseudomonas fluorescens (флюоресцуючі бактерії). Маленька паличка (1—2х0,6 мкм) з джгутиками, що лофотрихіально розташовані (мал. 14). Утворює пігмент зелено-жовтого кольору, що розчиняється в поживному середовищі і в продуктах; розкладає не тільки білки, але і жири, викликаючи численні вади смаку і запаху молока і молочних продуктів.

Мал. 14. Рseudomonas fluorescens: а – клітини; б – паличка роду Рseudomonas із джгутиком.

Рseudomonas pyocyаnеа (aeruginosa). Невелика паличка (2—3х0,6 мкм), утворює синій і зелений пігменти. Внаслідок цього поживне середовище або продукт забарвлюються в синьо-зеленуватий колір. Паличка виділяє ферменти, які розкладають білок і жир.

Васt. linens. За властивостями відрізняється від гнильних бактерій аеробів; це дрібна, трохи викривлена, нерухома, грампозитивна, неспорогенна паличка, на щільних поживних середовищах утворює характерні колонії буро-червоного кольору, розріджує желатин. При оптимальній температурі 21°С паличка поволі розкладає білок, підлужнюючи середовище. Васt. linens росте при рН 6—9,8 і 15%-ній концентрації NаС1. Вуглеводи і пептози не зброджує. У складі мікрофлори поверхневого слизу м'яких сирів ця паличка грає позитивну роль. Зустрічається вона також в маслі і вершках, на які впливає негативо.

Гнильні факультативні анаероби. Найпоширеніші в природі бактерії групи протеус (рід. Рrоteus), до яких відноситься декілька видів мікробів — Рrоteus vulgaris, Рrоteus mirabilis і ін. (мал. 15).

Мал. 15. Рrоteus vulgaris

Це поліморфні (1—3х0,5 мкм), а також ниткоподібні (10— 20 мкм), грамнегативні, перитрихіальні неспорогенні палички, що утворюють в молоці кислоти і газ, які інтенсивно розкладають білок і білкові речовини з утворенням аміаку і сірководню; при розвитку їх на щільних поживних середовищах спостерігається характерне повзуче розростання, внаслідок чого поверхня середовищ суцільно покривається тонким прозорим шаром.

Оптимальна температура розвитку 25—37°С, а при температурі біля 5°С ріст припиняється.

Гнильні облігатні анаероби. Вони викликають неповну мінералізацію білків, утворюючи отруйні речовини і гази з поганим запахом (аміак і сірководень). З них найбільш поширені Сlostridium putrificus і Сlostridium sporogenes.

Сlostridium putrificus. Довга рухома паличка з перитрихіально розташованими джгутиками (7—9х0,4—0,7мкм), розміщується поодиноко або у вигляді ланцюжків. Кулясті спори знаходяться на кінці клітин, роздуваючи їх. Температурний оптимум розвитку 37°С. Ця паличка часто зустрічається в ґрунті, воді і гниючих субстратах, розкладає білки, але не ферментує вуглеводи.

Сlostridium sporogenes. Це крупна паличка із заокругленими кінцями,

представляє собою окремі клітини чи ланцюжки (мал. 16); характеризується великою рухливістю. Овальні спори, що утворюються, розташовуються центрально або ближче до одного з кінців і деформують клітини. Оптимальна температура розвитку 37°С. Мікроб викликає глибоке розкладання білків, згортає і пептонізує молоко, розкладає желатин; здатний розкладати вуглеводи з утворенням газів.

Мал. 16. Сlostridium sporogenes.

Цвілеві гриби.

Цвілеві гриби — найпоширеніші і найчисленніші мікроорганізми, вони знаходяться в ґрунті, гною, повітрі (спори), на рослинах і в кормах. Найбільш сприятливі умови для їх розвитку — вільний доступ кисню і кисла реакція середовища. На відміну від інших мікроорганізмів цвілеві гриби є найменш вибагливими мікроорганізмами, здатними розвиватися і в несприятливих умовах середовища: при вмісті вологи біля 10-15%, рН від 1,5 до 11, температурах до —11°С, високому осмотичному тиску. Окремі види цвілі можуть розвиватися і при обмеженому доступі кисню. Разом з цим цвілеві гриби вельми стійкі до дії дезинфікуючих речовин, що вкрай ускладнює боротьбу з ними на підприємствах молочної промисловості. Надійними способами знешкодження цвілі є теплова обробка (стерилізація і пастеризація) молочних продуктів і дезинфекція устаткування гарячою водою і водяною парою, оскільки ці мікроорганізми нетермостійкі. Цвіль викликає глибокий розпад білків і білкових речовин, розкладання жирів до жирних кислот, альдегідів і кетону, тому є збудникам вад молочних продуктів.

Цвілеві гриби знайшли дуже обмежене використання в молочній промисловості (у виробництві сирів — рокфору і закусочного). Вони можуть викликати пліснявіння масла і кисломолочних продуктів (сметана, сир) при відносно тривалому їх зберіганні; виразки шкірки сиру, утворення грудок і «гудзиків» в згущеному молоці з цукром; пліснявіння сухого молока при зволоженні.

Головними заходами боротьби з цвіллю, окрім теплової обробки продуктів та термічних способів дезинфекції різних об'єктів, є недопущення забруднення продуктів цвіллю і створення несприятливих умов для їх розвитку: ізоляція продукту від доступу повітря, створення атмосфери СО2, пониження відносної вологості повітря, низька температура в складських приміщеннях.

Пептонізуючі бактерії.

Мікрококи.

Мікрококи широко поширені в природі: зустрічаються в ґрунті, у воді, в гною, в повітрі, на погано вимитому устаткуванні. Це — клітини кулястої форми (діаметр 0,8—1,2 мкм), грампозитивні, нерухомі, неспороутворюючі, розташовуються поодиноко або у вигляді скупчень; утворюють колонії середнього розміру, злегка опуклі, з рівним краєм, білого [Мiсrососсus (Staphilococcus) albus], жовтого [Мiсrососсus (Staphilococcus) luteus], лимонно-жовтого (Staphilococcus citreus), золотистого кольору (Staphilococcus aureus).

Окремі види мікрококів переносять нагрівання до 6З—65°С протягом 30 хв і короткочасну пастеризацію при високій температурі. Токсигенні стафілококи, на відміну від нетоксигенних, обумовлюють коагуляцію плазми крові і гемоліз еритроцитів, згортають молоко, розріджують желатин, зброджують маніт.

Мікрококи завжди виявляються в молоці (іноді у великих кількостях), ростуть при підвищених концентраціях хлористого натрію і цукру і можуть розвиватися при 5—8°С (оптимальна температура 25—30°С) як в умовах аеробів, так і в анаеробних. Оскільки вони зброджують лактозу, підвищуючи кислотність молока до 40—45°Т, і одночасно виділяють сичужний фермент, це призводить до утворення згустку молока і появи вад молока і молочних продуктів: передчасне згортання молока, гіркий смак молока, загусання згущеного молока з цукром.

Деякі види мікрококів розкладають жир і викликають згірклий смак продукту. Разом з цим деякі мікрококи утворюють ентеротоксин, що накопичується в молоці і сирі при інтенсивному їх розвитку і викликає важке отруєння при вживанні таких продуктів.

Сарцини.

Сарцини зустрічаються в ґрунті, воді, повітрі, звідки потрапляють в молоко. Клітини сарцин (2—2,5 мкм в діаметрі) розташовуються у формі пакетів, нерухомі, неспороутворюючі, грампозитивні; на щільних поживних середовищах вони утворюють кольорові колонії (білі, жовті, рожеві) з рівним краєм, що не відрізняються формою від колоній стафілококів. Зважаючи на повільний їх розвиток в молоці не виникають помітні зміни.

Маммококи. Маммококи (Str. liquefaciens) відносяться до групи ентерококів. Характерною їх властивістю є здатність розкладати білок до пептонів. Разом з утворенням і накопиченням в молоці молочної кислоти маммококи виділяють сичужний фермент. В результаті одночасної дії молочної кислоти і сичужного ферменту на казеїн утворюється змішаний сичужно-кислотний згусток молока, що відрізняється від згустку, утворюваного Str. lactis. Під дією сичужного ферменту виділяється сироватка, а потім згусток поступово розкладається, утворюються пептони. Внаслідок накопичення значної кількості пептонів молоко і молочні продукти набувають гіркого смаку.

Бактеріофаги.

Найбільше розповсюдження мають фаги, що лізують мезофільні молочнокислі стрептококи — Str. lactis, Str.cremoris, Str.diacetilactis. Проте виявлені також бактеріофаги, які вражають Str.thermophilus, молочнокислі палички — Lbm. plantarum і Lbm. helveticum. Труднощі боротьби з бактеріофагами пов'язані з тим, що вони стійкіші до високих температур, ніж мікроорганізми, що вражаються ними. Фаги витримують нагрівання до 75°С протягом 15 хв. Особливо високу стійкість до дії температури проявляють бактеріофаги у висушеному стані.

Бактеріофаги можуть зберігатися протягом тривалого часу (роками) при 4—5°С. Вони стійкі до дезинфікуючих засобів, що вживаються на підприємствах молочної промисловості.

Для знищення бактеріофагів в повітрі і на устаткуванні ефективною мірою є опромінювання ультрафіолетовими променями.