Тема 3: мікробіологія молочнокислих заквасок

1. Характеристика мікроорганізмів молочнокислих заквасок. Виділення чистих культур молочнокислих бактерій із різних джерел.

2. Види заквасок. Методи їх приготування в лабораторіях. Оживлення заквасок. Приготування заквасок у виробничих умовах.

3. Основні критерії оцінки молочнокислих заквасок. Вимоги до стерильності проведення робіт.

4. Теплова обробка молока.

5. Біохімія сквашування молока.

6. Підбір мікрофлори заквасок для маргарину.

1. Характеристика мікроорганізмів молочнокислих заквасок.

Виділення чистих культур молочнокислих бактерій із різних джерел.

Всю мікрофлору можна поділити на дві групи: мікроорганізми заквасок і мікроорганізми незаквашувального походження - залишкова мікрофлора після пастеризації, миття устаткування і трубопроводів тощо. Крім того, джерелами сторонньої мікрофлори можуть бути повітря, тара, пакувальні матеріали, руки і одяг працівників. Мікроорганізми незаквашувального походження, проявляючи свою діяльність, можуть викликати різні вади.

Застосовуючи ж закваски молочнокислих бактерій з певними культурально-біохімічними властивостями, можна не тільки зумовити хімічні, але і поліпшити органолептичні властивості продукту. При виробленні кисломолочних продуктів, кисловершкового масла, сирів використовують молочнокислі бактерії у вигляді чистих, спеціально підібраних культур заквасок.

Процес виділення чистих культур молочнокислих бактерій складається з наступних операцій: вибір джерел; відбір зразків; збагачення рідкого поживного середовища молочнокислими бактеріями; посів на тверді поживні середовища: дослідження колоній, що виросли, і відведення їх в стерильне молоко; збагачення стерильного молока молочнокислими бактеріями; перевірка якості виділених чистих культур молочнокислих бактерій (вивчення їх властивостей, ідентифікація відібраних кращих штамів).

Мезофільні молочнокислі бактерії. Джерелами виділення мезофільних молочнокислих стрептококів можуть бути сире молоко, кисломолочні продукти (сир, сметана), рослини (за винятком цибулі, часнику, кульбаби), плоди, грунт, розташований в зоні кореневої системи рослин.

Для виділення мезофільних молочнокислих стрептококів частину рослини масою близько 1 г відрізають і розтирають в стерильній ступці, куди вносять 10 мл фізіологічного розчину. З приготованої таким чином суспензії відбирають 0,5—0,25 мл і переносять в 10 мл стерильного молока.

При виділенні мезофільних молочнокислих стрептококів з кисломолочних продуктів невелику кількість продукту петлею вносять до стерильного молока. Посіви витримують в термостаті при 25—30ºС до згортання молока. Якщо утворився рівний щільний згусток і мікроскопування підтверджує наявність диплококів або стрептококів, то отриману збагачену культуру висівають на щільне поживне середовище.

Колонії (дрібні, краплевидні), що виросли, голкою відводять в стерильне молоко, яке витримують при 25—З0°С до згортання; отриману культуру пересівають в нову порцію стерильного знежиреного молока, із згустка роблять препарат і мікроскопіюють.

Відібрані культури стрептококів відводять в стерильне молоко і визначають їх якість: за тривалістю згортання молока (активності), за органолептичними показниками (згусток повинен бути рівним, щільним, з чистим кисломолочним смаком і запахом); кислотність згустка через 10 год повинна бути 80—85°Т, через 24 год — 100—110°Т (у активних кислотоутворювачів).

Ароматоутворюючі бактерії (Str. diacetilactis і ін.) досліджують додатково по їх здатності утворювати диацетил і вуглекислий газ.

Серед виділених культур молочнокислих стрептококів можуть бути штами кишкового походження (ентерококи), які потрібно ретельно диференціювати, а також відбракувати.

Термофільні молочнокислі бактерії. Процес виділення чистих культур термофільних мікроорганізмів аналогічний процесу виділення мезофільних молочнокислих стрептококів. Термофільні бактерії виділяють з інших об'єктів і культивують при оптимальних для відповідних видів бактерій температурах.

Термофільні молочнокислі стрептококи і болгарську паличку виділяють з самоквасних кисломолочних продуктів південної і південно-східної зон країни. Культивують їх при 40—45°С.

Ацидофільну паличку виділяють з вмісту кишковика телят і дітей в молочний період живлення, культивування проводять при 37°С.

Термофільну паличку — Lbm. helveticum виділяють з сирів типу швейцарського, культивування проводять при 40—45°С.

З перевірених за основними показниками і відібраних культур термофільних і мезофільних молочнокислих бактерій складають колекцію, яку зберігають шляхом перевивань штамів в стерильному молоці не рідше за один раз на місяць. При культивуванні в лабораторних умовах молочнокислі стрептококи нерідко знижують свою біохімічну активність і змінюють деякі властивості (спонтанна мінливість). Тому 1—2 рази на рік перевіряють штами по їх активності, чистоті, органолептичним і біохімічним властивостям.

Підбір культур при складанні комбінованих заквасок. Для виробництва кисломолочних продуктів, кисловершкового масла і сирів застосовують закваски, що складаються з різних штамів, а часто різних видів і родів мікроорганізмів. Такі закваски найбільш стійкі до несприятливих дій і дозволяють отримати продукт хорошої якості. При складанні закваски необхідно враховувати наступні чинники: специфічні властивості продукту, що виробляється, температурні режими виробництва, взаємини між мікроорганізмами, можливість розвитку бактеріофага.

Специфічні властивості продукту, що виробляється. При складанні закваски для сиру необхідно врахувати, що мікроорганізми, повинні активно підвищувати кислотність на початку циклу виробництва (перші 6 год), але здатність їх до подальшого кислотоутворення повинна бути обмежена. Разом з тим молочнокислі стрептококи повинні надавати продукту гарний смак і запах, утворювати згустки, що легко відокремлюють сироватку від решти вмісту, затримувати появу вади «зайва кислотність» сиру. З урахуванням цього до складу закваски для сиру вводять штами різних видів мезофільних молочнокислих стрептококів.

Для кислого молока, сметани необхідно підбирати культури, що створють при згортанні молока згустки в'язкої консистенції без відділення сироватки.

Для отримання продуктів з лікувальними властивостями до складу закваски вводять ацидофільні палички, що характеризуються антибіотичною активністю.

До складу закваски для кисловершкового масла вводять молочнокислі стрептококи, що забезпечують помірне кислотоутворення (Str. lactis, Str. cremoris, Str. diacetilactis) та утворення ароматичних речовин в вершках і в маслі.

До складу заквасок для сирів повинні входити молочнокислі бактерії (стрептококи і палички), активні і слабкі кислотоутворювачі, що характеризуються високою протеолітичною активністю, надають специфічного смаку і запаху продукту і затримують розвиток шкідливих бактерій в сирі (кишкової палички і маслянокислих бактерій).

Температурні режими виробництва. Якщо процес здійснюється при 20—30°С, то в заквасці повинні переважати мезофільні мікроорганізми, а при 40—45°С термофільні види бактерій.

Взаємини між мікроорганізмами. При підборі культур, що входять до складу заквасок, враховують взаємини між окремими штамами і видами бактерій, а також між мікроорганізмами закваски і мікрофлорою пастеризованого молока.

У лабораторії складають комбінації з 3 - 5 культур, невелику частину кожної комбінації (5%) вносять до пастеризованого молока, перевіряють смак, запах, консистенцію згустків і відбирають комбінації, кращі за цими показниками. Одні штами мезофільних молочнокислих стрептококів (Str. lactis, Str. cremoris) можуть пригнічувати, а інші стимулювати розвиток небажаних термостійких молочнокислих паличок в сирі, сметані, кислому молоці. Тому визначають взаємини мікроорганізмів закваски з термостійкими паличками. Результати досліджень використовують при підборі культур для заквасок і встановленні оптимальної кількості закваски, що вноситься.

На основі використання антагонізму між мікроорганізмами були створені низинні і антагоністичні закваски, що пригнічують розвиток маслянокислих бактерій в сирі. Низинні закваски містять штами Str. lactis, що створюють антибіотик низин, який перешкоджає проростанню спор маслянокислих бактерій. До складу антагоністичної закваски входять штами Lbm. plantarum, що пригнічують розвиток маслянокислих бактерій в результаті утворення незначних кількостей перекису водню.

Штами молочнокислих стрептококів в заквасці для сиру підбирають за ознакою антибіотичної активності їх відносно бактерій групи кишкових паличок.

Можливість розвитку бактеріофага. В цілях запобігання розвитку бактеріофага при використанні одноштамових заквасок підбирають штами, стійкі до бактеріофага, і розробляють комплекс прийомів, направлених на оберігання закваски від зараження бактеріофагом ззовні.

Перевага застосування багатоштамових заквасок в порівнянні з одноштамовими полягає в тому, що якщо в такій заквасці і з'явиться фаг, то він лізує один-два штами, останні ж продовжують розвиватися і кислотоутворення відбувається нормально, якщо не проводять пересадки заквасок.