4. Влияние реакции среды на жизнедеятельность микроорганизмов.

На жизнедеятельность микроорганизмов различное воздействие оказывает реакция среды. Большинство микробов развивается в нейтральной среде (рН = 7) или слабощелочной (рН = 8), а плесени и дрожжи — в слабокислой среде (рН = 3—6). Изменяя реакцию среды, можно влиять на развитие микроорганизмов. На этом основаны способы консервирования, маринования продуктов, в процессе которых подавляется развитие гнилостных бактерий.

Степень кислотности или щелочности среды оказывает сильное воздействие на микроорганизмы. Кислотность и щелочность здесь понимаются как концентрация водородных и гидроксильных ионов.

Под влиянием реакции среды могут изменяться активность ферментов, характер обмена веществ клетки с окружающей средой, а также проницаемость клеточной оболочки для различных веществ.

Разные микроорганизмы приспособлены к обитанию в средах с различной реакцией. Некоторые из них лучше развиваются в кислой среде, другие - в нейтральной или слабощелочной. Для большинства плесневых грибов и дрожжей наиболее благоприятна слабокислая среда. Бактерии нуждаются в нейтральной или слабощелочной среде. Изменение реакции среды на микроорганизмы действует угнетающе. Повышение кислотности среды может вызвать гибель бактерий, особенно губительна повышенная кислотность для гнилостных бактерий.

Споры бактерий более устойчивы к изменениям реакции среды, чем вегетативные клетки.

Некоторые бактерии в процессе жизнедеятельности сами вырабатывают органические кислоты. Такие бактерии (например, молочнокислые) выносливее других, однако и они после накопления в среде определенного количества кислоты постепенно погибают.

Встречаются микроорганизмы, способные регулировать реакцию среды, доводя ее до нужного уровня путем выделения веществ, которые подкисляют или подщелачивают среду. К подобным микроорганизмам относятся, например, дрожжи. Для них нормальной является кислая среда, в которой и протекает спиртовое брожение. Однако, если дрожжи попадают в слабо­щелочную или нейтральную среду, то вместо спирта они образуют уксусную кислоту. После того как среда приобретет благоприятную для дрожжей кислую реакцию, они начинают вырабатывать этиловый спирт.

На подавляющем действии реакции среды на гнилостные бактерии основаны такие методы консервирования пищевых продуктов, как квашение и маринование. При квашении (молочных продуктов, овощей) в продукте развиваются молочнокислые бактерии, образующие молочную кислоту, которая подавляет жизнедеятельность гнилостных бактерий.

Для маринования в продукты (овощи, рыбу) добавляют уксусную кислоту, также препятствующую развитию гнилостных бактерий.

Однако в теплом помещении квашеные и маринованные продукты в негерметической упаковке продолжительное время храниться не могут, так как в них начнут развиваться плесневые грибки и дрожжи, для которых кислая среда является бла­гоприятной.

13 Билет

1.Технология производства ацидофильно-дрожжевого молока. Ацидофильно-дрожжевое молоко — продукт острого кисловатого, освежающего вкуса с легким спиртовым привкусом, имеющий консистенцию от слегка вязкой до слаботягучей. Вырабатывают ацидофильно-дрожжевое молоко заквашиванием чистыми культурами, ацидофильной палочки и молочных дрожжей. Сквашивают молоко, охлажденное до 35°С. При использовании винных, пивных или хлебных дрожжей перед пастеризацией, в молоко вносят 2-3% свекловичного сахара. Вначале процесс заквашивания проводят при температуре около 30°С, до образования сгустка, затем при температуре около 18°С выдерживают 12-18 ч. За это время в продукте усиленно развиваются дрожжи, образуя спирт и углекислоты. Ацидофильно-дрожжевое молоко вырабатывают жирное и нежирное. Молоко должно иметь консистенцию, напоминающую жидкую сметану, с нарушенным или ненарушенным сгустком, со свойственными данному продукту вязкостью и тягучестью. Допускается газообразование в виде отдельных глазков и незначительное отделение сыворотки. Кислотность ацидофильно-дрожжевого молока 80-120°Т. Жирное ацидофильно-дрожжевое молоко содержит 3,2% жира.... Ацидофилин. Для приготовления используют закваску одной культуры или комбинированную, состоящую из ацидофильной палочки, молочнокислого стрептококка и кефирных грибков. Молоко нагревают до температуры 85 °С, а затем охлаждают до 40 – 43 °С в холодной воде, после чего в него вносят подготовленную ацидофильную закваску (на 1 л молока 50 г закваски), хорошо размешивают, выдерживают до сквашивания, которое длится обычно 6 – 8 ч. В первые 2 ч сквашивания молоко два-три раза перемешивают. После сквашивания ацидофилин охлаждают до 6 – 8 °С.Кислотность продукта невелика, так как сквашивание длится недолго. Для готового ацидофилина характерны однообразный и довольно плотный сгусток без резкого отделения сыворотки. Можно приготовить и сладкий ацидофилин, добавив в молоко перед сквашиванием сахарный сироп по вкусу.Ацидофильное молоко. Вырабатывается из обычного молока, разогретого до 90 – 95 °С с выдержкой 2 – 5 мин. В качестве закваски используется ацидофильная палочка. Иногда в ацидофильное молоко добавляют сахар, мед, ванилин и др. Имеет консистенцию вязкой жидкости. Хранится при 3 – 6 °С. Ацидофильно-дрожжевое молоко. Молоко пастеризуется, а затем охлаждается до 30 – 32 °С. Закваска состоит из ацидофильной палочки и молочных дрожжей. В остальном процесс приготовления ацидофильно-дрожжевого молока подобен приготовлению ацидофилина.

2.Технология производства крестьянского масла. Крестьянское масло- несоленое сливочное масло (сладкосливочное и кислосливочное ), вырабатывают его способом преобразования высокожирных сливок и способом сбивания сливок в маслоизготовителях непрерывного действия. Для получения крестьянского масла из высокожирных сливок добиваются повышения содержания влаги в них, путем изменения сечений каналов , для выхода пахты и сливок в барабане сепаратора или другими способами. Для выработки крестьянского сладкосливочного масла , способом непрерывного сбивания, рекомендуется использовать сливки жирностью 40%. Крестьянское масло содержит повышенное количество молочной плазмы: оно содержит влаги не более 25% и жира не менее 72,5%. Крестьянское масло свое название получило в связи с тем, что по составу напоминает масло, которое производилось раньше крестьянами в домашних условиях. В масле сладкосливочном несоленом должно содержаться не менее 72,5% жира, не более 25% влаги и 1,5% сухого обезжиренного молочного остатка. При выработке масла способом преобразования сливок содержание влаги в высокожирных сливках должно быть 24 – 24,2%, содержание жира в пахте не выше 0,5%. Масло характеризуется повышением содержанием пахты, богато лецитином и ненасыщенными жирными кислотами. Приемка и сортировка молока. На основании органолептической оценки и лабораторных исследований, поступающее молоко сортируется на высший сорт, первый и второй сорт, руководствуясь ГОСТом 13264. Лаборант молоко каждого поставщика проверяет на органолептические показатели ГОСТ 22283, плотность – ГОСТ 3625, кислотность – ГОСТ 3624, жирность – ГОСТ 5869, степень чистоты – ГОСТ 8218, бактериальную обсемененность – ГОСТ 9225, содержание соматичесикх клеток – ГОСТ 23453. Все результаты записываются в журнал. Не подлежит приемке молоко, не удовлетворяющее требованиям стандарта по физико-химическим показателям, а также полученных от коров в первые и последние семь дней лактации, с добавлением нейтрализующих, консервирующих веществ, имеющее запах химикатов, с прогорклым, затхлым запахом. Молоко, подвергнутое в хозяйстве термической обработке, относят к несортовому. Количество принимающего молока на заводе определяет взвешиванием с помощью счетчика. Перед счетчиком встроен металлический фильтр для отчистки молока от посторонних примесей. Далее молоко в зависимости от сорта направляют в танки. Принятое молоко далее направляется на переработку. В случае вынужденного хранения молоко охлаждают до температуры +10 0С и хранят в танках 24 часа. При охлаждении до +5 0С – 36 часов. Сепарирование молока Сепарирование молока начинают после поступление его в количестве, обеспечивающее непрерывную работу сепаратора в течение 20 – 30 минут. При сепарировании молока соблюдаются правила эксплуатации сепаратора, изложенные в инструкции: сепаратор должен быть в исправности, правильно собран. После достижения нормальной скорости вращения барабана, через него пропускают небольшое количество воды температурой 50 – 60 0С, а затем молоко. Сепарирование молока ведут при температуре 35 – 40 0С, для этого его подогревают в специальной ванне. Жирность сливок регулирует поворотом сливочного винта. При повороте в право жирность сливок увеличивается, при повороте в лево – уменьшается. По окончании процесса сепарирования пропускают три литра обратно для полного извлечения жира из барабана. В период сепарирования лаборант постоянно определяет жирность сливок и обрата, а результаты записывать в журнал. Жирность сливок колеблется от 30 до 40%, а жирность обрата не должна превышать 0,05%. Промежуточное хранение сливок. При сепарировании сливки поступают в приемную ванну, в которой они хранятся, сливки имеют кислотность 14 – 16 0Т и хранятся при температуре 4 – 6 0С. Пастеризация . Сливки пастеризуют при температуре 90 – 95 0С, 2 – 3 секунды. При наличии в сливках кормовых и других привкусов и запахов повышает температуру пастеризацию (в осенне-зимний период 103 – 108 0С, а в весенне-летний 100 – 103 0С) с учетом кислотности сливок. Пастеризацию проводят с целью уничтожения микроорганизмов и для повышения стойкости масла при хранении. Получение высокожирных сливок. После пастеризации сливки сразу же направляют на повторное сепарирование на специальном сепараторе для получения высоко жирных сливок (84-85% жирности). Перед подачей сливок в барабан сепаратора при полном числе оборотов промывают горячей водой. Затем пускают сливки. Оставшаяся в барабане сепаратора вода напором продукта вытесняете через отверстие для пахты. Производительность сепаратора регулируют так, чтобы содержание влаги в высоко жирных сливках было 15,0 – 15,2%, а жирность пахты не превышало 0,5%. Пахту собирают в специальную бочку для дальнейшей нормализации. Чтобы в сливках было меньше воздуха, они вытекают из приемного устройства сепаратора по специально направляющим лотками, обеспечивающих стекание их по стенкам ванн. Заполнять ванну высокожирными сливками следует сразу от работающего сепаратора. Нормальное содержание воздуха составляют 0,3-0,5мл/100 грамм. По окончанию повторного сепарирования вслед за последними порциями сливок в приемную ванну подают пахту, смывают остатки сливок на стенках приемной ванны. Окончание сепарирование определяют по прекращению выхода из сепаратора высоко жирных сливок. Далее сепаратор разбирают для мойки. Получение сливок заданным содержанием влаги 24,8-25 %, далее обуславливает увеличение в масле сухого обезжиренного молочного остатка и повышения устойчивости процесса маслообразования. Нормализация по влаге. После заполнения ванны на 2/3 её объема, лаборант берет пробу высокожирных сливок для определения в них влаги, но перед этим продукт тщательно перемешивают 5-7 минут, а далее уже добавляют пахту для нормализации сливок. Высокожирные сливки нормализуют пахтой. Затем лаборант снова определяет содержание влаги. Пахту вносят до тех пор, пока содержание влаги не будет 24,8 – 25%. Маслообразование Высокожирные сливки находятся в ванне в пределах 30 - 40 минут и перемешиваются в течение 2-3 минут через каждые 10-15 минут. Нормализованные сливки тщательно перемешиваются и из промежуточной ванны насосом перекачиваются в маслообразователь, где они охлаждаются при непрерывном механическом перемешивании и превращаются в масло. В процессе маслообразования (перехода высокожирных сливок в масло) условно можно выделить три стадии: Охлаждение высокожирных сливок от 60-70 0С до 22-23 0С, начинается основная кристаллизация высокожирных сливок; Дестабилизация жировой фазы и образование центров кристаллизации глицеридов; Формирование структуры масла;Температура масла на выходе из маслообразователя в осенне-зимний период 12-130С, а в весенне-летний 13-15 0С. Упаковка, маркировка и хранение Масло выходят из маслообразователя в полужидком состоянии и сразу же поступает в стандартные ящики по 20 кг, выстланные пергаментом, установленные на площадке весов.

3.Посолка сыров. Цель посолки — придать определенный вкус сыру и в какой - то степени регулировать микробиологические процессы во вре¬мя его созревания. Для посолки используют как сухую соль, так и рассол. Сухую соль обычно применяют для некоторых сыров, созрева¬ющих в воздушной среде в формах, в первые 1—2 дня во избе¬жание деформации. Сыры с гладкой поверхностью солят соля-, ной гущей (соль, смоченная небольшим количеством воды), а остальные сухой соль. При производстве сыров группы чеддер применяют посолку сухой солью. Для этого после чеддеризации сырный пласт дробят на мелкие куски, а затем уже вносят требуемое коли¬чество соли строго по массе (2,5%), формуют, прессуют сыр и больше не солят. Существует способ частичной посолки в зерне. Соль обыч¬но вносят из расчета 500—700 г на 100 л молока. Такое коли¬чество обеспечивает массовую долю соли в свежем, только что^ сформованном сыре в количестве лишь 0,7—0,8% во всех сло¬ях. Частичная посолка в зерне заключается в том, что, когда (после второго нагревания) сырное зерно готово, из аппарата выработки сырного зерна удаляют 65—70% сыворотки и в оставшуюся массу вносят мелкую соль (вакуумную), которую до внесения растворяют в горячей воде (80—85°С), охлажда¬ют до 58—60 °С. Затем массу перемешивают в течение 20— 25 мин, после чего оставляют в покое на 15—20 мин, потом зер¬но отделяют от сыворотки и формуют. При частичной посолке в зерне необходимо досаливать сыры в рассоле в течение 2— 3 дней.Для посолки сыра обычно используют помещение (камеры) с бассейнами, наполненными рассолом. В зависимости от объ¬ема производства бассейны строят разных размеров. Большей частью они бывают бетонными, иногда с внутренней и наруж¬ной стороны их выкладывают кафелем. При посолке сыров в Этажерах или контейнерах можно устраивать глубокие бассей¬ны до 2 м, а в других случаях лучшей считается глубина от 1 до 1,5 м, при этом наземная часть не должна превышать 80 см, ширина бассейна составляет от 1 до 2 м. Температура солильных помещений и самого рассола должна быть в пределах 8—12 °С, относительная влажность воздуха 92—96%. В солильных камерах помимо бассейнов час¬то устраивают и стеллажи для обсушки сыров после изъятия их из рассола. В зависимости от вида, сыры выдерживают на стеллажах от 2 до 15 дней. Операцию посолки осуществляют различными способами в зависимости от сортов сыра. Чаще всего солят мелкой, чистой, сухой и хорошо измельченной растертой солью. Соль рассыпается по поверхности (посолка мягких сыров, сыров с типичной плесенью группы рокфор) или непосредственно вводится в тесто (посолка канталя, честерского сыра). Иногда посолку ведут, погружая сыры в ванну с насыщенным рассолом (сен-полен, голландские сыры, эмментальский сыр). Пребывание сыров в ванне сопровождается дополнительным удалением сыворотки из сгустка. В результате происходит постепенное разбавление рассола, который используется в течение нескольких месяцев. Периодически нужно восстанавливать первоначальную концентрацию, чтобы осмотический обмен между сгустком и рассолом протекал нормально. Контролирование кислотности раствора позволяет наблюдать за степенью его разбавления, которое происходит из-за попадания в рассол кислой сыворотки, выделяющейся из сыров. При кислотности свыше 20-25° D концентрация рассола считается недостаточной. Вместе с тем по мере использования рассола в ванне увеличивается содержание солей кальция, что может привести к излишнему затвердению корки сыра. Это происходит в том случае, если вместо смены старого рассола довольствуются просто восстановлением его концентрации и последующей нейтрализацией. Продолжительность выдержки сыров в ванне с рассолом различна: б-12 часов для сыра сен-полен, 24-72 часа для эмментальского сыра, иногда несколько больше для голландского. Сыры в ванне следует иногда переворачивать, чтобы обеспечить равномерность посолки. Наконец, определенную роль играет и температура рассола. Речь идет о том, чтобы стабилизировать биологическое развитие сгустка во время обработки. Поэтому рассол должен быть охлажден до 10-13° С. Посолку можно провести очень быстро, если солить готовые сыры после формования, причем между посолкой верхней и нижней поверхностей должно пройти не более нескольких часов (мягкие сыры с поверхностной плесенью). Посолка может также продолжаться в период созревания: корку сыров протирают и промывают тряпкой, пропитанной в рассоле (это относится к мягким сырам с промытым зерном, сен-полену, канталю, честерскому сыру).Количество соли, поглощаемой в среднем различными сырами, колеблется от 1 до 5%.

4.Влияние биологических факторов на жизнедеятельность микрооргонизмов. Микроорганизмы, находясь в. естественных условиях существования, вступают в определенные взаимоотношения с другими видами микроорганизмов. Эти взаимоотношения могут проявляться в виде симбиоза и антагонизма. Симбиоз — это такое сожительство, когда один вид не мешает развитию другого, метабиоз — сожительство, при котором один вид создает благоприятные условия для другого, и антагонизм — сожительство, при котором один вид микроорганизма подавляет развитие другого. В последние десятилетия установлено, что многие микробы-антагонисты выделяют в питательную среду особые вещества — антибиотики (анти — против, биос — жизнь). Разные виды микроорганизмов выделяют различные антибиотики. Так, зеленые плесени Penicillium chrysogenum и Penicillium notatum выделяют антибиотик пенициллин; актиномицет Actinomyces aureofaciens — два антибиотика: биомицин (хлортетра-циклин) и тетрациклин; актиномицет Act. rimosus — террамицин (окситетрациклин); гриб Aspergillus fumigatus — фумагиллин (фумидил В). В настоящее время на специальных заводах разводят в больших количествах эти микроорганизмы и получают из них антибиотики. Каждый антибиотик обладает свойством подавлять развитие определенных микроорганизмов, в том числе и энтомопатогенных. Антибиотики, которые подавляют развитие возбудителей болезней пчел и шелковичных червей, нашли широкое применение в практике.Антибиотические вещества, выделяемые высшими растениями, получили название фитонцидов. Мед, пыльца, прополис, собираемые с цветущих растений, также содержат разнообразные фитонциды, подавляющие развитие многих микроорганизмов. Фаги, или бактериофаги (фаг — пожиратель), — мельчайшие живые существа, паразитирующие на бактериях и лизирующие (растворяющие) их. Бактериофаги очищают сточные воды и используются, в частности, против возбудителей болезней пчел. Изменчивость микроорганизмов. Не все микроорганизмы погибают под влиянием внешних воздействий. Некоторые из них, приспособляясь, приобретают новые свойства, изменяются.Различают следующие виды изменчивости микроорганизмов. Диссоциация — измельчение гладких форм колоний (S-форма) в шероховатые (R-форма). Такой переход от S- к R-форме совершается под влиянием бактериофага и других внешних условий. С изменением формы микроорганизма меняются его некоторые морфологические и физиологические свойства. Адаптация — приспособление к новым условиям существования, это временные изменения. Трансформация — передача определенных свойств одного микроорганизма другому посредством дезоксирибонуклеиновой (ДНК) или рибонуклеиновой кислот (РНК). Мутация — вновь возникающее изменение свойств микроорганизма, передающееся по наследству. Распространение микроорганизмов в природе. Микрофлора биосферы. Микроорганизмы распространены в биосфере повсюду. Они находятся в воздухе, воде, в корнях и зеленых частях растений, почве, на покровах и в кишечнике позвоночных и беспозвоночных животных, в том числе насекомых.Микрофлора воздуха. Воздух представляет неблагоприятную среду для микроорганизмов. В нем нет питательных веществ и достаточной влаги. Развитие микроорганизмов в воздухе задерживает высушивание и солнечный свет. Но в воздухе всегда имеются разнообразные микроорганизмы: бактерии, вирусы, грибы, дрожжи, простейшие, в том числе и патогенные. Бактерии и трибы обнаружены на высоте 20, 48 и 85 км, при том чем выше, тем их меньше. Микрофлора воды. Вода — хорошая среда для размножения микроорганизмов. В ней содержатся минеральные соли и часто различные соединения. В воде определяют количество микроорганизмов в 1 мл. Установлено, что микроорганизмов в 1 мл содержится в ключевой воде рек 1000—1000000, в поилках для пчел — 1000—1000000. В океанах они обнаружены во впадинах на глубине 10—11 км.В воде обитают и наиболее часто встречаются следующие роды микроорганизмов: Micrococcus, Sarcina, Pseudomonas, Bacillus, Bacterium. Из энтомопатогенных микроорганизмов в воде наиболее часто обнаруживаются Escherichia coli, Proteus, Pseudomonas, Fluorescens. В воду могут быть занесены и патогенные для пчел микробы. Микрофлора почвы. Почва содержит влагу и разнообразные питательные вещества. Поэтому она изобилует разнообразной микрофлорой. В почве учитывают количество микроорганизмов в 1 г. В верхнем слое почвы микроорганизмов мало, так как они гибнут от лучей солнца и высыхания. На глубине 5—20 см почва содержит от нескольких миллионов до нескольких миллиардов микроорганизмов. В подпочвенных слоях микроорганизмов нет или они встречаются в небольшом числе.В почве обитают сложные ассоциации микроорганизмов. В верхних слоях, соприкасающихся с воздухом, обитают аэробы, поглощающие атмосферный кислород, в нижних слоях — анаэробы. В почве обитают микроорганизмы, разрушающие белки и синтезирующие азотистые соединения. В ней обитают или сохраняются энтомопатогенные микроорганизмы, возбудители бактериальных и грибковых болезней пчел. Микрофлора растений. Растения имеют богатую микрофлору в зоне ризосферы (от греч. ризо — корень). Надземные части растений также имеют свою эпифитную (эпи — на, фитон — растение) микрофлору. Нередко в 1 г зеленой массы растений обнаруживают десятки, сотни и даже миллионы микроорганизмов. Среди них имеются фиксаторы атмосферного азота, микробы, синтезирующие витамины и антибиотики, а также фитопатогенные микроорганизмы. Многие из них образуют пигменты, защищающие их от света. Среди эпифитной микрофлоры наиболее часто встречаются микрококки, сардины, Streptococcus lactis, Pseudomonas herbicola, P. fluorescens, Bacterium plantarum, Микрофлора позвоночных животных. Здоровый организм животного имеет микрофлору, которая находится на коже, слизистых оболочках рта и носоглотки, в пищеварительном трактеНаиболее распространенными обитателями кишечника позвоночных животных являются кишечная палочка, энтерококк и др. Микрофлора насекомых. Микрофлора здоровых насекомых делится на внутриклеточную и внеклеточную. К внутриклеточной относится та, которая медленно размножается и сохраняется в цитоплазме или ядре клеток тканей насекомых. В присутствии этой микрофлоры насекомые живут и совершают обычный цикл развития. Эти микроорганизмы представляют собой симбионтов насекомого. Клетки насекомого, в которых живут симбионты, называются мицетомами. Они располагаются обычно в брюшке насекомого. Мицетомы имеются только у некоторых насекомых: долгоносиков, цикад, тлей, клопов. Внутриклеточные микроорганизмы, как правило, не культивируются на питательных средах. Внеклеточная микрофлора здоровых насекомых значительно богаче и разнообразнее, чем внутриклеточная. Она развивается в основном на покровах и в кишечнике насекомых. В пищеварительном аппарате здоровых насекомых из отряда чешуекрылых (сибирский шелкопряд, сосновая пяденица), перепончатокрылых (медоносная пчела, сосновый звездчатый пилильщик-ткач) и жесткокрылых (майский восточный жук) было выделено 1414 культур и установлено, что они относятся к родам (в%): Bacillus — 19,8, Clostridium — 0,4, Pseudomonas — 24,1, Bacterium — 25,3, Chromobacterium — 1,7, Pseudobacterium — 30,0, Lactobacterium — 4,0, Mycobacterium — 1,6, Actinomycetes — 0,6, Proactinomycetes — 0,1, Streptococcus — 2,5, Micrococcus — 15,3. Круговорот веществ в природе. Микроорганизмы играют неоценимую роль в природе: они разрушают различные мертвые органические остатки растений, животных, в том числе пчел и шелкопрядов, и их продуктов— хитина, воска, шелка, коконов. Они возвращают связанные мертвые органические соединения и восстанавливают общий баланс веществ в круговороте природы. Особо важную роль в круговороте веществ играет круговорот азота и углерода. Свободный азот воздуха могут усваивать с помощью фотосинтеза зеленые растения и с помощью хемосинтеза — азотфиксирующие клубеньковые бактерии. Животные используют готовые органические соединения азота.