3.2.2 Комбинированная закваска из термофильного стрептококка и болгарской палочки

Для культивирования термофильного стрептококка и болгарской палочки используют стерилизованное обезжиренное молоко, охлажденное до 43-45˚С.

В это молоко вносят 1 мл комбинированной закваски и термостатируют при 43˚С в течении 160-170 мин до образования сгустка. После образования сгустка препарат закваски просматривают под микроскопом. При микроскопировании в поле зрения должно обнаруживаться большое число стрептококков и 10-15 палочек в закваске для йогурта.

Если в микроскопическом препарате наблюдается много палочек, то необходимое количество вносимой закваски при последующем пересеве уменьшают до 0,5-0,7%. Если число палочек недостаточно, то количество закваски увеличивают до 1,2-1,5%. Готовую закваску охлаждают и хранят при температуре 3-5˚С.

Для пересева закваски используют свежее стерилизованное молоко. Для приготовления производственной закваски применяют молоко, пастеризованное при 92-95˚С с выдержкой 20-30 мин и охлаждённое до 43-45˚С. Количество вносимой закваски составляет 1%.

Заквашенное молоко перемешивают и оставляют на 150-170 мин до образования сгустка. После образования сгустка закваску охлаждают.

Кислотность готовой закваски должна быть 80-85˚Т, и при микроскопировании должно наблюдаться в каждом поле зрения большое число стрептококков и 5-10 палочек.

3.2.3 Закваска из болгарской палочки

Для приготовления первичной лабораторной закваски одну порцию сухой закваски болгарской палочки вносят в 100 мл стерилизованного и охлаждённого до 40˚С молока. Перед внесением в молоко сухую закваску предварительно нужно растереть в стерильной ступке с 10-15 мл стерильного молока. После внесения закваски молоко термостатируют при 40˚С в течение 12-18 ч до образования сгустка. Готовую первичную лабораторную закваску охлаждают до 4-8˚С.

Вторую лабораторную закваску готовят на стерилизованном и охлаждённом до40˚С молоке. В него вносят 0,5-1 или 2-3% первичной лабораторной закваски и выдерживают при этой температуре соответственно 10-12 или 4-6 ч до образования сгустка. Готовую закваску охлаждают до 4-8˚С и сохраняют до употребления. Производственную закваску получают аналогично вторичной лабораторной закваске.

3.3 Химизм и механизм биотехнологических реакций

В основе производства йогурта лежит молочнокислое брожение, т.е. процесс образования молочной кислоты из молочного сахара под воздействием молочнокислых бактерий.

Молоко является благодатной средой для развития микроорганизмов, особенно молочнокислых бактерий. В вымени здоровой коровы молоко практически стерильно, т.е. не содержит бактерий. Они попадают в молоко в процессе доения, охлаждения и хранения из воздуха, с вымени и кожаных покровов животного, с рук доярки, с доильной аппаратуры, посуды и т.д., и в неохлаждённом молоке быстро размножаются.

При молочнокислом брожении, вызванном молочнокислыми бактериями, лактоза (молочный сахар) сбраживается, т.е. распадается на ряд веществ с образованием в итоге молочной кислоты. Молоко скисает, а содержащийся в нём казеин коагулирует (свёртывается) с образованием сгустка. Это превращение происходит следующим образом.

Микроорганизмы выделяют ферменты, ничтожно малое количество которых способно превратить большие массы одних веществ в другие. Ферменты обладают избирательной способностью, т.е. каждый из них действует только на одно какое - либо вещество или группу веществ, характеризующихся теми или иными особенностями строения молекул и свойствами.

Под действиями фермента лактозы молекула дисахарида лактозы расщепляется на две молекулы моносахаридов - глюкозу и галактозу:

С12Н22О11 + Н2О С6Н12О6 + С6Н12О6

лактоза глюкоза галактоза

В результате ферментных превращений из глюкозы и галактозы образуются по две молекулы пировиноградной кислоты. Пировиноградная кислота под действием фермента кодегидразы восстанавливается до молочной кислоты.

Таким образом, из одной молекулы молочного сахара образуется четыре молекулы молочной кислоты. Суммарное уравнение молочнокислого брожения можно представить в следующем виде:

С12Н22О11 + Н2О 4С3Н6О3.

При благоприятной для развития молочнокислых бактерий температуре (30 - 45˚С) молочнокислое брожение протекает интенсивнее. Чем выше температура молока, тем меньше требуется кислоты для его свёртывания.

Казеин находится в молоке в виде казеинкальцийфосфатного комплекса. Молочная кислота разрушает этот комплекс, в результате чего отделяется казеин, лишённый кальция, и молочнокислый кальций. Частицы казеина укрупняются и образуют сгусток; это происходит в изоэлектрической точке при рН =4,7, т.е. когда частицы становятся электронейтральными.

Молочнокислое брожение при производстве кисломолочных продуктов даже при благоприятных условиях постепенно приостанавливается, когда сброжена незначительная часть молочного сахара. Причина этого заключается в том, что продукт жизнедеятельности молочнокислых бактерий - молочная кислота - накапливаясь, губительно действует на эти бактерии, и жизнедеятельность их затормаживается и даже прекращается.

Так как накопление в молоке молочной кислоты, т.е. повышение его кислотности, связано с расходованием молочного сахара, между кислотностью молока или кисломолочных продуктов и количеством оставшегося несброженным молочного сахара существует обратная зависимость: чем выше кислотность, тем меньше осталось в нём молочного сахара.

Параллельно с молочнокислым брожением обычно протекают побочные процессы, в результате которых образуются летучие кислоты, спирты, углекислый газ и другие продукты.

Некоторые ароматобразующие бактерии разлагают молочный сахар с образованием ароматических веществ - диацетила и ацетоина, обуславливающих специфический аромат кисломолочных продуктов. Ароматобразующие бактерии цитроворусы и парацитроворусы могут образовывать диацетил и из лимонной кислоты, образующейся в молоке.

При спиртовом брожении также сбраживается молочный сахар. Вызывают спиртовое брожение дрожжи и некоторые бактерии. Дрожжи, сбраживающие лактозу, как правило, не сбраживают другие сахара, например сахарозу (свекловичный сахар); в то же время хлебные, пивные и винные дрожжи не сбраживают лактозу и не могут развиваться в молоке без сахарозы. Эти свойства дрожжей используют при изготовлении ацидофильно -дрожжевого молока или кумыса из коровьего молока.

Спиртовое брожение в общем виде может быть выражено следующим уравнением:

С12Н22О11+ Н2О = 4С2Н5ОН + 4СО2

молочный этиловый углекислый

сахар спирт газ

Фактически спиртовое брожение протекает сложнее, с образованием промежуточных продуктов, в том числе пировиноградной кислоты. В конечной стадии брожения пировиноградная кислота под действием фермента карбоксилазы, находящейся в клетках дрожжей и ароматобразующих молочнокислых бактерий, расщепляется на уксусный альдегид и углекислый газ.