1. Микробиология молока

Существуют два пути контаминации молока: эндогенный и экзогенный.

При эндогенном пути молоко обсеменяется микроорганизмами непосредственно в вымени животного.

Экзогенное обсеменение происходит из внешних источников: кожи жи­вотного, подстилочных материалов, кормов, воздуха, воды, доильной аппаратуры и посуды, рук и одежды работников молочной фермы.

Эндогенное обсеменение. В железистой части вымени микроорганизмы могут находиться непостоянно и в единичном количестве клеток. В выводных протоках и молочной цистерне количество бактерий может достигать нескольких десятков или сотен клеток в 1 см. Это мик­роорганизмы— комменсалы вымени. К ним относятся энтерококки, микрококки, иногда маститные стрептококки и др. У старых коров больше содержится в вымени микробов, чем у молодых. Здоровый сосковый канал защищает вымя от внешней среды благодаря его анатомическому строе­нию. Кроме того, свободные жирные кислоты, синтезируемые слизистой оболочкой сосково­го канала, оказывают бактерицидное воздействие. Секрет соскового канала содержит также фосфолипиды, убивающие маститнье стрептококки и другие микроорганизмы. При наруше­нии защитных функций соскового барьера микроорганизмы, постоянно находящиеся в сос­ковом канале, могут попадать в вымя и там размножаться. У входа в сосковый канал, в кап­лях молока, оставшихся от предыдущей дойки, постоянно размножаются микроорганизмы. образуя так называемую бактериальную пробку, в которой количество бактерий достигает сотен тысяч клеток в 1 см³ молока. Поэтому перед дойкой первые струйки молока необходи­мо сдаивать в отдельную посуду, т. е. бактериальные пробки не должны попадать в общую массу молока.

Эндогенное обсеменение молока вымени может происходить также при маститах, септических инфекционных болезнях, травмах и воспалительных процессах соскового канала и вымени.

Экзогенное обсеменение.

1. Кожа. Важнейшим источником бактерий сырого молока является кожа животного и особенно кожа вымени и сосков, на которые надевают доильные стака­ны. Молочная пленка, образующаяся в процессе доения между кожей сосков и доильными стаканами, наличие на коже грубых и мелких складок, а также относительно высокая темпе­ратура создают благоприятные условия для развития микрофлоры. Она состоит из микро­кокков, энтерококков, кишечных палочек и других сапрофитов, а также патогенных и нежела­тельных для производства молока микроорганизмов. Следует стремиться к тому, чтобы после обмывания и дезинфекции перед доением концентрация микробов на коже вымени была не выше 10³ микробов на 1 см².

2. Подстилочные материалы из соломы и сена являются существенным источником за­грязнения кожного покрова животного, а затем и молока кишечными палочками, маслянокис-лыми бактериями, энтерококками, гнилостными слорообразующими дрожжами, плесенями, молочнокислыми бактериями и др. Нельзя использовать в качестве подстилки торфяную крошку. В кормах также содержится много разнообразных микроорганизмов, В свежескошен-ной траве больше молочнокислых бактерий, в грубых кормах — гнилостных спорообразую-щих аэробных бацилл. В кормах содержатся пропионовокислые, уксуснокислые бактерии, актиномицеты, дрожжи и др.

3. Кормление коров прокисшим или смешанным с землей кормом, плохим силосом или кислой бардой а сочетании с имеющимися недостатками в гигиене содержания животных ведет к загрязнению молока маслянокислыми и другими бактериями.

Недоброкачественный корм вызывает у коров понос, а молоко загрязняется бакте­риями через содержимое кишечника, в 0,1 г которого содержится от 10 до 100 тыс. бактерий. В содержимом кишечника возможно наличие патогенных и нежелательных для молочного производства микроорганизмов.

4. Воздух. Общее количество микроорганизмов в воздухе составляет 300—1500 клеток в 1 м³. Содержание микробов в воздухе в течение одного дня сильно меняется. Во время операций раздачи и приема корма количество микробов воздуха достигает максимальной величины. Молоко загрязняется микрофлорой воздуха при ручном доении.

5. Вода. Вода, применяемая для питья и мытья молочной посуды и аппаратуры, должна содержать незначительное количество микроорганизмов. В плохо вымытой и иепросушенной аппаратуре размножаются также молочнокислые бактерии, кишечные палочки, микрококки, гнилостные микроорганизмы и др.

6. Персонал. Руки и одежда работников ферм могут стать источником обсеменения молока возбудителями {кишечными палочками, стафилококками, стрептококками и др.) различных болезней. Работники ферм, соприкасающиеся с молоком, обязаны строго выполнять правила личной гигиены, предупреждающие обсеменение молока микроорганизмами.

ИЗМЕНЕНИЕ МИКРОФЛОРЫ МОЛОКА ПРИ ХРАНЕНИИ

Во время хранения молока изменяется количество содержащихся в нем микроорганизмов, а также соотношение между отдельными группами и видами бактерий. Характер этих изменений зависит от тем­пературы и продолжительности хранения молока, а также от степени обсеменения и состава микрофлоры. Размножающаяся и накапливающаяся в процессе хранения молока микро­флора называется вторичной. Изменение микрофлоры происходит по опреде­ленным закономерностям, т. е. проходит через определенные естественные фазы развития: бактерицидная фаза, фаза смешанной микрофлоры, фаза мо­лочнокислых бактерий, фаза дрожжей и плесеней.

Статическая фаза. Время, в течение которого микроорганизмы не развиваются в свежевыдоенном молоке, называют статическая фазой. Бак­терицидные свойства молока обусловлены присутствием в нем лизоцимов, нормальных антител, лейкоцитов и др.

Лизоиимы (пактенины) представляют собой вещества белковой природы (фермен­ты), образующиеся в организме животного и обладающие бактерицидным и бактериостати-ческим действием по отношению ко многим видам бактерий. Большое количество лизоцимов находится в различных жидкостях организма: слезной жидкости, слюне, спинно-мозговой жидкости, молоке и особенно в молозиве и околоплодной жидкости. В молоке коров нахо­дятся четыре группы лизоцимов: лизоцим М (молока), лизоцим В (вымени), лизоцим О (ос­новной), лизоцим Т (термостабильный). Они вырабатываются молочной железой или посту­пают в молоко из крови. При пастеризации молока лизоцимы (кроме термостабильного) инахтивируются.

Наибольшей бактерицидной активностью отличается лизоцим М. Он действует губи­тельно на патогенных стафилококков, маститного стрептококка, сальмонелл, кишечных па­лочек, возбудителя сибирской язвы и других, особенно грамположительных, микроорганиз­мов. Отсутствие лизоцима М в свежевыдоенном молоке свидетельствует о заболевании молочной железы; такое молоко является биологически неполноценным, так как в нем могут размножаться микроорганизмы. В молоке, содержащем большое количество микроорганиз­мов лизоцимы быстро расходуются и довольно скоро утрачивают! свое антибактериальное действие.

Антитепа— гамма-глобулины, образующиеся в макроорганизме в ответ на введе­ние в него микроорганизмов, их продуктов обмена или Других чужеродных белковых ве­ществ. Антител являются термолабильными, т. е. они разрушаются при пастеризации моло­ка.

Лейкоциты (фагоциты) — клеточные элементы крови макроорганизма, способные активно поглощать и растворять живые и убитые микроорганизмы. Они всегда содержатся в небольшом количестве в молоке, выполняя защитную антибактериальную функцию. При воспалении молочной железы количество лейкоцитов в молоке увеличивается в сотни раз о является диагностическим признаком ранних форм маститов. При тепловой обработке лейкоциты уничтожаются.

Таким образом, наличие бактерицидной фазы молока обусловлено присутствием логических защитных факторов, созданных самой природой.

Продолжительность бактерицидной фазы имеет большое значение в сохранении хо-jero качества молока. Она зависит от температуры хранения молока, степени его обсе­чения, состава микрофлоры и индивидуальных особенностей дойных животных. Особен-болыиов влияние на продолжительность бактерицидной фазы оказывает температура шения молока. Чем она выше, тем короче бактерицидная фаза. Зависимость продолжи­мости бактерицидной фазы от степени обсеменения молока тоже обратная: чем больше фоорганизмов в молоке, тем менее продолжительна бактерицидная фаза. С увеличением щентрации бактерий в молоке на несколько тысяч при одной и той же температуре хрзне-я Продолжительность бактерицидной фазы сокращается в два раза. Таким образом, существует два пути увеличения продолжительности бактери­йной фазы: получение бактериально чистого молока и его немедленное охлажде-е до низких плюсовых температур.

Температура, °С 0 5 10 25 30 37

Продолжительность фазы, ч 48 36 24 6 3 2

Фаза смешенной микрофлоры продолжается 12... 18 ч. При хране­нии антимикробные вещества молока постепенно разрушаются, причем тем быстрее, чем выше температура хранения. С оконча­нием антимикробной фазы в молоке начинают развиваться все микроорганизмы, попавшие в него. Начинается фаза смешенной микрофлоры — период наиболее активного размножения микро­организмов в молоке. За 12...48 ч число клеток микроорганизмов в 1 мл молока может увеличиться от нескольких тысяч до сотен миллионов.

Качественный состав микрофлоры молока в этой фазе опреде­ляется ее исходным составом, скоростью развития отдельных ви­дов микроорганизмов и температурой хранения молока.

В зависимости от температуры хранения молока различают три типа микрофлоры в данной фазе: криофлора, или флора низких температур (О...8°С); мезофлора, или флора средних температур (10... 35 °С); термофлора, или флора высоких температур (40... 45 °С).

Криофлора молока состоит из психротрофных микроорганиз­мов, которые могут медленно развиваться в молоке при температу­ре его хранения 8 °С (пептонизирующие и гнилостные). Молочно­кислые бактерии и кишечная палочка практически не развиваются. Фаза может продолжаться до нескольких суток без видимого из­менения молока. Однако при длительном хранении при этой тем­пературе число клеток психротрофных бактерий может достигать десятков и сотен миллионов в 1 мл молока. При этом характер изменений молока обусловлен Развитием сна­чала микрококков, затем палочек Вас. rneqatherium, Вас. subtilis и других гнилостных микро­организмов, т. е. процессы идут в направлении гнилостного разложения белков и отчасти жиров. Возникают пороки молока.

Если в начале фазы смешенной микрофлоры молоко пропа-стеризовать, то психротрофная микрофлора будет уничтожена и качество молока сохранится.

Мезофлора состоит из мезофильных микроорганизмов, раз­витие которых происходит в молоке, хранящемся при темпера­туре 10... 35 °С. При этой температуре микроорганизмы размножа­ются в геометрической прогрессии, преобладают молочнокислые бактерии. Однако интенсивно развиваются также бактерии груп­пы кишечной палочки, флюоресцирующие, гнилостные, микро кокки, стафилококки, которые разлагают белки и жир молока, выделяют продукты жизнедеятельности и ухудшают качество мо­лока.

Термофлора состоит из термофильных бактерий, размножаю­щихся в молоке при температуре его хранения свыше 40 "С. Такие условия наблюдаются в сыроделии при производстве твердых сыров. Происходит накопление молочнокислых термофильных палочек и стрептококков.

Фаза молочнокислых бактерий наблюдается только при темпера­туре хранения молока выше 10 °С. За начало фазы условно при­нимают момент заметного нарастания кислотности и преобла­дания молочнокислых бактерий: более 50 % общего числа клеток бактерий. Полное проявление этой фазы представляет собой аб­солютное преобладание молочнокислых бактерий, увеличение кислотности до 60 °Т и более и сквашивание молока. Все осталь­ные группы бактерий прекращают свое развитие и постепенно отмирают.

В результате молочнокислого процесса наступает самоочище­ние молока, количество молочнокислых бактерий приближается к 100 %. Речь идет уже о кисло-молочном продукте, а не о свежем молоке. В результате сквашивания молоко как бы самоконсерви­руется на основе антибиоза, консервирующим началом является молочная кислота.

Фаза плесневых грибов и дрожжей является заключительной. В этой фазе за счет продуктов своей жизнедеятельности молочнокислые бактерии не выдерживают низкого рН и к концу фазы погибают. С накоплением кислоты рН среды вновь понижается и создаются условия для развития плесневых грибов и дрожжей. Развиваются мицелиальные и безмицелиальные грибы: молочная плесень, пе-нициллы, пленчатые дрожжи и др. Грибы используют молочную кислоту, разлагают белки с образованием щелочных продуктов, в результате чего повышается рН и начинают развиваться аммони-фикаторы и маслянокислые бактерии. Исчезает сгусток молока, оно приобретает жидкую консистенцию, накапливаются газы, про­дукт становится непригодным к употреблению.

Появляет­ся прогорклый вкус, обусловленный продуктами разложения жира, что особенно бывает заметно в кислых сливках (сметане). Появляются плесневый и дрожжевой привкусы. Через некоторое время под пленкой начинают появляться признаки пелтонизации в виде слоя по­лупрозрачной жидкости светло-желтого или темно-бурого цвета. Слой быстро увеличивается за счет исчезающего сгустка, который в дальнейшем полностью растворяется, превращаясь В буроватую жидкость, закрытую сверху, как пробкой, толстой пленкой плесени. По мере распада белка реакция среды становится щелочной, в результате чего создаются условия для развития гнилостных бактерий.

Обработка молока в целях снижения его бактериальной обсемененности.

Снизить бактериальную обсемененность и сохранить качество молока можно путем очистки, охлаждения и тепловой обработки.

Очистка молока проводится в целях освобождения его от меха­нических примесей, в которых скапливаются различные микроор­ганизмы. Для этого применяют фильтрацию или центрифугирование. Лучшие результаты получают центрифугированием, при котором удаляется большая часть механических примесей и лейкоцитов.

Для более полного удаления бактерий из молока применяют специальные центрифуги, а сам процесс называют бактофугированием. При бактофугировании из молока удаляется около 95 % бактерий в виде вегетативных клеток и спор.

Охлаждение молока до 3...5°С предотвращает развитие не­желательных микроорганизмов при временном хранении сырого и пастеризованного молока. Молоко может хра­ниться в течение суток без изменения качества.

Тепловая обработка:

В зависимости от цели производства молочных продуктов ис­пользуют разные режимы тепловой обработки молока: пастериза­цию и стерилизацию.

Эффективность пастеризации зависит от температуры и про­должительности ее воздействия, а также от механической загряз­ненности и бактериальной обсемененности сырого молока. Установлено, что при 75 °С микрококки погибают через 3... 5 с, кишечные палочки — через 2... 3 с; при 70 °С микрококки погиба­ют только через 10...20 с. Наиболее стойкими из патогенных микроорганизмов являются микобактерии туберкулеза. Поэтому основным критерием надеж­ности режимов пастеризации служит гибель этих бактерий.

Остаточная микрофлора пастеризованного молока зависит от эффективности пастеризации и оценивается по двум микробио­логическим показателям:

1. процентному соотношению количества бактерий, оставшихся после пастеризации, к количеству бактерий, содержавшихся в сыром молоке;

2. отсутствию кишечной палочки при посеве 10 мл пастеризо­ванного молока в среду Кесслера.

Для сливок режимы пастеризации более жесткие, чем для моло­ка: температура 85 °С, продолжительность 15...20 с. Это связано с тем, что жир в сливках оказывает защитное действие на микроор­ганизмы.

Стерилизация молока приводит к уничтожению как вегетатив­ных клеток бактерий, так и их спор.

Стерилизованное молоко должно удовлетворять следующим требованиям:

• достаточно долго храниться;

• не содержать патогенные и токсигенные микроорганизмы и их токсины;

• не содержать микроорганизмы, способные размножаться и вы­зывать порчу молока.

Стерилизованное молоко может храниться при комнатной тем­пературе несколько недель.

При отклонении технологического процесса стерилизации моло­ка в нем могут остаться в жизнеспособном состоянии и развиваться некоторые микроорганизмы, вызывая порчу молока. Стерилизация считается эффективной, если из 1 млн спор, содержащихся в мо­локе, после стерилизации остается одна спора.

Наиболее часто в стерилизованном молоке развиваются споро-образующие палочки Вас. subtilis, Вас. cereus. Обнаружение в молоке Вас. cereus указывает на недостаточную тепловую обработку молока. Обнаружение Вас. subtilis в отсутствие Вас. cereus также свиде­тельствует о недостаточной, хотя и более высокой температуре тепловой обработки.

При нарушении режима стерилизации порче подвергается вся партия молока; виды возбудителей порчи и их характер зависят от предела температуры, до которой было нагрето молоко.

Пороки молока микробного происхождения.

С исчезновением антимикробных свойств и при неправильном хранении молока создаются условия для развития нежелательной микрофлоры, в результате чего продукт портится. Чаще всего в молоко попадают гнилостные микробы, плесневые грибы, маслянокислые бациллы, иногда — возбудители инфекционных болез­ней.

Гнилостные микробы проявляют свое действие в нейтральной и слабощелочной средах, т. е. до развития молочнокислых бакте­рий или после фазы плесневых грибов и дрожжей, а также при низкой температуре. из-за развития гнилостных бактерий мо­локо свертывается. В процессе разложения белков изменяется консистенция, образуются газы (аммиак), молоко приобретает горький вкус.

Маслянокислые микробы в большом количестве содержатся в почве, на растениях, на предметах ухода за животными и при несоблюдении чистоты попадают в молоко. В анаэробных усло­виях они разлагают молочный сахар с образованием масляной кислоты и газов. Продукт приобретает неприятный запах и про­горклый вкус. Пастеризация не предотвращает порчу молока, так как споры маслянокислых микробов при этом не погибают.

Молочнокислые стрептококки Str. cremoris и палочки Lact. acidophilum обладают спо­собностью образовывать слизь.

Плесневые грибы, развиваясь на поверхности молока, разлага­ют жиры и придают ему горький вкус и травянистый запах. Споры гриба содержатся в кормах, на оборудовании, аппаратуре и часто попадают в молоко. При длительном хранении, когда повышается кислотность продукта, создаются условия для роста грибов.

Кишечная палочка (эшерихии), попадая в молоко, вызывает сбраживание лактозы с образованием кислоты и газа. Наступает быстрое свертывание молока, но его качество остается низким.. При развитии в молоке кишечные палочки раз­лагают азотистые вещества и образуют летучие продукты с разно­образными запахами: навозным, травяным, репным, сырным, тухлым. С накоплением газа плотная масса разрывается, а иногда вслед за этим наступает ее разжижение. Молоко, загрязненное кишечной палочкой, непригодно для изготовления сыров и других продук­тов. Сыр, приготовленный из такого молока, бывает пронизан большим количеством пузырьков, при слиянии которых образу­ются полости. Такой продукт теряет питательную ценность и товарный вид.

Инфекционные болезни животных, передаваемые через молоко. Патогенные микробы в молоко попадают от больных животных, из окружающей среды во время его транспортирования или переработки. Микробы, передаваемые через молоко, делят на две группы. В первую группу входят возбудители зооантропонозов — болезней, общих для животных и человека. К ним относятся туберкулез, бруцеллез, ящур и др. Во вторую группу входят воз­будители антропонозов — болезней, которые передаются от чело­века человеку (дизентерия, дифтерия, брюшной тиф, скарлати­на).

Туберкулез — хроническая болезнь, возбудитель которой вместе с молоком выделяется во внешнюю среду. В такой среде микобактерии сохраняются до 10 дней, а в сливочном масле на холоде — до 300 дней, в сырах — до 200 дней. При туберкулезе вымени происходит изменение молока: оно становится зеленова­то-желтоватым с хлопьями. Такое молоко подвергают кипячению и используют животным при откорме.

Бруцеллез — хроническая болезнь. В охлажденном молоке бруцеллы сохраняются до 8 дней, в замороженном — до 60, в сква­шенном — до 4, в сливках — до 10, в масле — 40—60, в сырах — до 40 дней. Бруцеллы чувствительны к высокой температуре: при 65 °С они погибают через 15 мин, при 70 "С — через 5 мин. Молоко от больных животных пастеризуют при 70 °С в течение 30 мин.

Ящур — острая сильноконтагиозная болезнь. Вирус ящура в свежем молоке сохраняется до 12 ч, в охлажденном — до 2 нед. Молоко от больных ящуром животных пастеризуют при темпера­туре 80 °С в течение 30 мин или кипятят в течение 5 мин. Обез­зараженное молоко перерабатывают в топленое масло или ис­пользуют в корм животным.

Салмонеллезы — острые желудочно-кишечные болезни, вызы­ваемые салмонеллами и их токсинами, которые вместе с моло­ком могут попадать в организм человека. Источники загрязнения молока салмонеллами — больные животные, корма, вода, а также обслуживающий персонал. Люди, переболевшие салмонеллезом, могут оставаться длительное время бактерионосителями.

Мастит (воспаление вымени) может быть вызван микробами, которые проникли в молочную железу. Это заболевание у животных вызывают чаще всего Streptococcus agalactiae (не патогенны для человека), а также другие виды стрептококков, стафилококки, Bacillus cereus. При мастите в молоке появляются хлопья

Энтеротоксигенные стафилококки могут быть причиной тяжелых отрав­лений людей, особенно детей.

При мастите, туберкулезе, ящуре и некоторых других болезнях молоко приобретает желтый или голубоватый оттенок.