Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Биотехнологические основы сыроделия. Учебное пособие
.pdf
Наибольшее распространение получили говяжий и свиной
пепсины. Пепсины чаще всего используют в виде смесей друг с
другом или с сычужным порошком. Главным образом используют
коровий пепсин. Свиной пепсин очень нестабилен при значениях
рН, слегка превышающих значение 6 ед. Имеются сведения об использовании куриного пепсина, хотя он обладает очень высокой
протеолитической активностью.
Кислые протеазы микробиального происхождения. Некото-
рые дрожжи и плесени продуцируют пригодные для сыроделия
протеиназы. Наиболее широко используются ферменты, полученные из Rhizomucor meihei (прежнее название Mucor meihei). Также
можно применять ферменты, продуцируемые Rhizomucor pusillus
(прежнее название Mucor pusillus). Протеиназы из Cryphonectria
parasitica (прежнее название Endothia parasitica) наиболее подходят для сыров с высокой температурой второго нагревания
(например, Швейцарского).
Химозин, полученный ферментацией (рекомбинантный
химозин). Ген телячьего химозина был внедрен в геном несколь-
ких микроорганизмов–хозяев, в результате чего они стали способны при ферментации продуцировать протеин, идентичный телячьему химозину.
Рекомбинированный химозин могут производить отдельные
штаммы таких микроорганизмов, как Escherichia coli, Aspergillus
niger, Kluyveromyces lactis, Rhizomucor miehei, Cryphonectria parasitica и др. Этот фермент прекрасно себя зарекомендовал при изго-
товлении многих видов сыра.
Для свертывания молока при изготовлении некоторых сыров
(например, португальского сыра «Serra da Estrela») используют
растительные ферменты. Например, растительные молокосвертывающие ферменты получают из цветов артишока испанского
(Cynara cardunculus), который произрастает в диком виде в Испа-
нии и Португалии. К молокосвертывающим препаратам растительного происхождения могут быть отнесены препараты, синтезированные из чертополохов семейства Cyranacadunculus.
Большинство протеолитических ферментов в большей или
меньшей степени способны гидролизовать каппа-казеин и в присутствии ионов Са2+ образовывать сгусток.
51
Молокосвертывающие ферменты, применяемые при произ-
Наименование показателя
Норма для
сычужного
фермента
говяжьего
пепсина
куриного
пепсина
сычужно-говяжьих
препаратов
комплексных
препаратов
Общая молокосвертывающая активность 1 г препарата по свертыванию
молочного субстрата, усл. ед./г, не
менее
100 000
Доля молокосвертывающей активности
химозина от общей молокосвертывающей активности, %
не менее
80,0
–
–
не более
80,0
–
Доля молокосвертывающей активности
говяжьего пепсина от общей молокосвертывающей активности, %
–
не менее
80,0
– – –
Доля молокосвертывающей активности
куриного пепсина от общей молокосвертывающей активности, %
не допускается*
не допускается*
100,0
не допуска-
ется*
не
более
50,0
Массовая доля влаги, %, не более
2,0
Массовая доля поваренной соли, %, не
менее
80,0
Массовая доля нерастворимого остатка, %, не более
2,0
Доля молокосвертывающей активности
свиного пепсина
Не допускается*
* Показатели определяют при возникновении разногласий при оценке каче-
ства препарата
водстве сыров должны соответствовать требованиям ГОСТ Р
52688–2006 «Препараты ферментные молокосвертывающие животного происхождения сухие. Технические условия» (табл. 5.1).
Таблица 5.1
Физико-химические показатели ферментных препаратов
Импортные натуральные препараты животного происхождения представлены на отечественном рынке сычужным ферментом
и смесевыми композициями, различающимися по соотношению
химозина и пепсина (табл. 5.2).
52
Таблица 5.2
Наименование
препарата
Декларируемый состав, %
Производитель
Химозин
Пепсин
Clerici 20/80
(сухой и жидкий)
20
80
«Caglificio Clerici»,
Италия
Clerici 50/50
(сухой и жидкий)
50
50
«Caglificio Clerici»,
Италия
Clerici 96/4
(сухой и жидкий)
96
4
«Caglificio Clerici»,
Италия
Stabo 1290
(сухой)
20
80
«Chr. Hansen»,
Дания
Kalase
(жидкий)
80
20
«CSK Food Enrichment»,
Голландия
REN–NA
(сухой и жидкий)
85
15
«Mayasan A.S.»,
США
Основные натуральные молокосвертывающие ферментные
препараты импортного производства
Импортные препараты стабильны по составу и качеству и выпускаются, как правило, в двух вариантах – сухом и жидком.
С жидким удобнее и проще работать, однако сроки годности жидких препаратов ниже, чем их сухих вариантов.
Например, жидкий сычужный фермент фирмы «Caglificio
Clerici» (Италия) «Clerici» 96/4 имеет срок годности 6 мес., а его
сухой вариант – 2 года (при правильном хранении фирма гарантирует потерю не более 4 % активности в год).
Заменители сычужного фермента, полученные путем микробиологического синтеза («Мейто», «Фромаза», «Милаза» и др.),
широко используются в США, в европейских странах и России. Но
истинные сыроделы отдают предпочтение молокосвертывающим
препаратам животного происхождения.
Мировой опыт работы с заменителями сычужного фермента
показывает, что препараты животного происхождения по стабильности процесса производства сыра и качеству готовой продукции
превосходят заменители из микробиологических источников.
В табл. 5.3 приведен перечень молокосвертывающих ферментных
препаратов, рекомендованных для изготовления определенных
групп сыров.
53
Таблица 5.3
Наименование препарата
Рекомендуемые группы сыров
Молокосвертывающие ферментные препа-
раты животного происхождения
(сычужный фермент)
Возможность использования –
для всех групп сыров, рекомендуется
для сыров с высокой температурой
второго нагревания
Молокосвертывающие ферментные препа-
раты животного происхождения (пепсин
говяжий, пепсин куриный, сычужно–
говяжий ферментный препарат, комплекс-
ные ферментные препараты)
Возможность использования – для
всех групп сыров, рекомендуется для
сыров с низкой и промежуточной
температурой второго нагревания,
сыров с коротким сроком созревания
и реализации (не более 30 сут.)
Молокосвертывающие ферментные
препараты микробного происхождения
(«Фромаза», «Ренилаза», «Супарен»,
«Мейто» и др., разрешенные к применению
Минздравом России)
Рекомендуется
для свежих сыров
Молокосвертывающие ферментные препараты,
рекомендованные для производства отдельных групп сыров
3. Бактериофаги. Бактериофаги (от греч.«bakteria» –
палочка и греч. «phagos» – пожиратель) – это вирусы, поражаю-
щие бактерии и не способные к самостоятельному размножению.
Фаги молочнокислых бактерий состоят из кеглеобразной головки,
переходящей в хвост, конец которого может иметь различную
форму (рис. 5.1.)
Рис. 5.1. Схематическое изображение строения бактериофага
54
В зависимости от формы головки (шарообразной или вытянутой) фаги делятся на два морфологических типа: изометрический и
удлиненный. Наиболее распространены фаги изометрического типа, но на практике более опасны фаги с головкой вытянутой формы, так как они способны нападать на большее количество штаммов микроорганизмов.
Крепление фага к бактериям осуществляется за счет сцепления
их хвоста с дополнительными структурами (рецепторами) на поверхности бактерий. Каждый фаг приклепляется к определенному
типу рецептора. Белковая оболочка остается снаружи, а ДНК фага
инъекцируется в бактерию, где управляет образованием новых фагов, которые приводят к лизису клетки с последующим выходом из
них новых фаговых частиц в окружающую среду (рис. 5.2).
Рис. 5.2. Механизм размножения бактериофага
Время между моментом заражения фага на бактерии и моментом ее лизиса с выделением в среднем сорока новых фагов (лагфаза) составляет около 30 мин. Через следующие полчаса сорок зараженных бактерий выделят 1600 фагов и т. д. За 2 часа количество
55
фагов может увеличиться от 1 до 200 000, тогда как количество молочнокислых бактерий за это время может возрасти лишь в 16 раз.
Именно это исключительно быстрое размножение фагов представляет наибольшую опасность и может привести к значительному замедлению процесса сквашивания даже в случае присутствия незначительного количества фагов в начале производства.
Размножение фагов происходит во всех диапазонах температур развития бактерий. При 10 оС оно лишь немного медленнее,
чем при 22 или 30 оС. Это означает, что фаги могут развиваться во
время фаз созревания молока при 10–15 оС, используемых при
производстве некоторых видов сыра.
Следует иметь в виду, что в целом бактериофаги являются
более резистентными по отношению к физико-химическим условиям среды, чем их хозяева. Например, многие фаги, атакующие
мезофильные молочнокислые лактококки, выдерживают пастеризацию, а для их полного уничтожения приходится проводить такую обработку, как нагревание до 90 оС с выдержкой около 20 с.
Эти фаги выдерживают также распылительную сушку и продолжают существовать в сухом молоке после продолжительного
хранения. Эффективным средством их уничтожения являются
многие дезинфицирующие препараты, в частности, формалин и
надуксусная кислота.
Типичным способом выявления бактериофагов в производственной закваске является следующая методика.
В чистую пробирку вносят 20 см3 пастеризованного и охлажденного до 40 °С молока, добавляют в нее 1 см3 раствора метиленового голубого и 3 капли производственной бактериальной закваски, подлежащей проверке. Пробирки с пробой ставят в редуктазник или термостат при температуре 37–39 °С. Если молоко пригодно для закваски, то метиленовый голубой должен полностью
восстановиться примерно через 2 ч. Если в процессе культивирования после обесцвечивания метиленового голубого через 4–5 ч
снова наблюдается посинение молока, то это указывает на наличие
бактериофага.
Бактериофаги не всегда убивают своих хозяев. Некоторые, так
называемые умеренные, фаги могут сосуществовать с ними.
В этом случае, после инъекции в бактерию ДНК фага остается в
латентном состоянии и фаг не размножается. Такие бактерии
56
называются лизогенными. Они сохраняют прежнюю способность к
размножению и сквашиванию молока. С другой стороны, они становятся нечувствительными к воздействию фагов, идентичных или
близких к тем, которые в них паразитируют, оставаясь уязвимыми
по отношению к другим фагам.
В процессе размножения лизогенные бактерии передают ДНК
своего фага потомству, т. е. лизогения носит наследственный характер. Однако это сосуществование между фагами и их хозяевами
не всегда устойчиво и может нарушаться. В таком случае фаги
возобновляют нормальный цикл размножения, ведущий к появлению новых фагов и лизису бактерий. Это явление объясняет постоянное присутствие в культурах лизогенных бактерий свободных фагов. Но поскольку другие клетки при этом продолжают
оставаться лизогенными и сопротивляются атакам фагов, развитие
культур в целом проходит нормально.
В подборе чистых культур, входящих в состав закваски, необходимо прежде всего определить те фаги, которые они могут выделять, и убедиться в том, что эти фаги не действуют ни на какой другой из штаммов, входящих в состав комбинированной закваски.
Особенности действия фагов в сыроделии. Бактериофаги яв-
ляются проблемой сыроделия. В результате поражения микроорганизмов закваски бактериофагами происходит гибель клеток молочнокислых бактерий и замедляется или вовсе прекращается образование ими молочной кислоты. Вначале, после инфицирования вирулентными фагами развитие молочнокислых бактерий происходит
без заметных отклонений от нормы. Но через 2–6 часов после
накопления значительного количества частиц фагов лизируется
большая часть лактобактерий, что и приводит к замедлению или
прекращению нарастания кислотности. Свертывание молока заквасочной микрофлорой при 30 оС и 5%-м инокулировании в присутствии фага происходит не через 5–7 часов, а через 20–36 ч, причем
клетки в сгустке будут представлять главным образом не исходный
штамм, а его спонтанные фагорезистентные мутанты.
При приготовлении многовидовых и многоштаммовых заквасок полная остановка нарастания кислотности молока может произойти при одновременном заражении закваски фагами, способными лизировать все входящие в ее состав виды и штаммы лактобактерий с достаточно высокой скоростью кислотообразования в моло-
57
ке, что бывает редко. Чаще всего поражается один или несколько
таких штаммов, что ведет к снижению кислотности закваски в конце ее культивирования в течение обычного промежутка времени.
Такая закваска должна сниматься с производства даже при небольшом снижении ее кислотности, так как она содержит большое количество вирионов (вирионы фагов состоят из головки, содержащей
ДНК вируса, и более или менее выраженного отростка), среди которых могут появиться или уже появились мутанты, способные лизировать другие штаммы, входящие в состав закваски.
Для того чтобы не остановить производство сыра, предприятие должно иметь бакконцентраты, пригодные для непосредственного внесения в смесь для выработки сыра или для приготовления
производственной закваски ускоренными способами.
При загрязнении фагами, лизирующими газообразующую
микрофлору, закваски перестают образовывать диацетил и СО2 и
становятся непригодными для выработки сыров с правильным рисунком. Это маловероятно для заквасок, в состав которых входят
лейконостоки, поскольку фаги лейконостоков редко обнаруживаются на сыродельных предприятиях, а активное размножение лейконостоков во время выработки сыра начинается уже в сформированном сыре, когда фагам труднее вступить в контакт с клетками
возможного хозяина.
Массовое загрязнение фагами смеси для выработки сыров в
сыродельной ванне может оказать сильное воздействие на микробиологические процессы и качество сыра, но это влияние начинает
проявляться не в ванне, а во время прессования, и оно может быть
обнаружено по рН сыров после прессования. Вследствие этого
необходимо обязательно включать определение рН сыров после
прессования в схему контроля производственных процессов.
Источники загрязнения бактериофагами. На сыродельных
заводах бактериофаги можно выявить практически во всех исследуемых объектах: сыром и пастеризованном молоке, сыворотке,
производственной закваске, рассоле, сыре, воздухе, смывах с оборудования, санитарной одежды и открытых частей тела производственного персонала.
Источники загрязнения бактериофагов относятся к следующим типам.
58
1. Источники загрязнения, опасность которых, несмотря на их
небольшую количественную долю, заключается в том, что они
вносят в промышленную среду новые типы фагов. Это относится к
свежевыдоенному молоку и, в особенности, к лизогенным штаммам самих заквасок.
Как правило, первичное загрязнение молока бактериофагами
происходит на ферме. Источники загрязнения: воздух, зараженная
фагами вода, плохо вымытые и продезинфицированные емкости и
другое оборудование.
2. Источники загрязнения, опасность которых заключается в
очень высоком количестве вносимых с ними фагов. Так обстоит
дело с молочной сывороткой. Фаги, поступающие с молоком, бактериями и появляющиеся в результате некачественной мойки и
дезинфекции оборудования, размножаются на всем протяжении
технологического процесса и в максимальном количестве переходят в сыворотку. Из сыворотки бактериофаги попадают в воздух,
на санитарную одежду и открытые части тела персонала, инвентарь и т. д. С воздухом они могут распространиться по всем производственным помещениям.
При недостаточно высоком уровне санитарии и гигиены фаги
постоянно циркулируют на предприятии и наносят существенный
урон качеству и безопасности сыров, а также экономике предприятия.
Средства защиты от бактериофагов. При производстве
сыра основными условиями, подавляющими развитие бактериофага, служат:
– термизация молока перед резервированием или созреванием;
– внесение в молоко вместе с бактериальной закваской моло-
косвертывающего фермента;
– обработка оборудования УФ-лучами, раствором хлорной из-
вести или другими моюще–дезинфицирующими растворами;
– пропаривание острым паром трубопроводов, всего оборудо-
вания, инвентаря, стеллажей и салфеток, а также обрабатывать
стены, окна, поступающий в цех воздух;
– предупреждение разбрызгивания сыворотки и др.
Производственные помещения сыродельных заводов должны
проектироваться таким образом, чтобы свести к минимуму возможный контакт между резервуарами-заквасочниками и конечны-
59
ми участками технологических процессов (особенно, это касается
молочной сыворотки).
Перспективными мерами обеспечения стабильности фермен-
тационных процессов на сыродельных предприятиях, в плане
предотвращения развития фаговой инфекции, являются:
– использование многоштаммовых заквасочных культур и их
ротация;
– соблюдение требований, которые предъявляются к обработке сырья, дезинфекции оборудования и общего санитарногигиенического состояния производства;
– мониторинг за наличием бактериофагов, проявляющих активность по отношению к каким-либо видам заквасочных культур.
С целью предупреждения накопления специфичных бактериофагов и внезапного поражения ими заквасочной микрофлоры
на сыродельном предприятии необходимо вести планомерную и
постоянную смену партий бакконцентратов и бакзаквасок, закупая
их у биофабрик.
Контрольные вопросы
1. Роль заквасочной микрофлоры в сыроделии.
2. На какие группы делятся молочнокислые бактерии, входя-
щие в состав используемых в сыроделии заквасок?
3. Назовите ферментные препараты, используемые в сыроделии.
4. Сычужный фермент и пепсин. Источники.
5. Как определяют дозу внесения сычужного фермента?
6. Для каких видов сыров применяют только растительные
ферменты? Источники получения растительных ферментов.
7. Заменители сычужного фермента. Их краткая характери-
стика.
8. Что такое бактериофаг и каким способом его выявляют в
производственной закваске?
9. Какие бактерии называют лизогенными?
10. Особенности действия бактериофагов в сыроделии.
11. Назовите основные источники загрязнения бактериофагом
и меры защиты от бактериофагов.
12. Какие необходимо создать условия на производстве для
подавления развития бактериофага?
Литература: 1, 5, 6, 12, 13, 14.
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]