Микробиология кисломолочных напитков молочнокислого брожения

Микробиология кисломолочных  напитков молочнокислого брожения

Содержание

1. Характеристика и классификация продуктов

К продуктам молочнокислого брожения относят простоквашу, ацидофилин и  ацидофильное молоко, сметану, творог, йогурт и др.

Простоквашу вырабатывают из пастеризованного или стерилизованного цельного обезжиренного молока сквашиванием закваской чистых культур молочнокислых  бактерий. В зависимости от вида применяемой закваски и используемого сырья различают несколько видов простокваши: обыкновенная, мечниковская, варенец, ацидофильная, ряженка, обезжиренная.

Обыкновенная простокваша  вырабатывается сквашиванием пастеризованного цельного молока чистыми культурами молочно-кислых стрептококков.

Мечниковская простокваша  вырабатывается из пастеризованного молока сквашиванием чистыми культурами молочнокислых  стрептококков и болгарской палочки.

Ацидофильная простокваша  вырабатывается из молока сквашиванием чистыми культурами молочно-кислых стрептококков и ацидофильной палочки.

Южная простокваша вырабатывается сквашиванием пастеризованного молока чистыми культурами термофильных молочнокислых  стрептококков и болгарской палочки  с добавлением дрожжей.

Ацидофилин содержит в составе закваски преимущественно ацидофильную палочку. Способность этого микроорганизма накапливать повышенное количество молочной кислоты и антибиотические вещества, а также хорошая приживаемость в кишечнике позволяют успешно использовать ацидофилин в лечебной практике. Вкус ацидофилина более кислый, чем простокваши. Содержание жира почти во всех диетических кисломолочных продуктах, за исключением кефира нежирного, 3,2 % (в ряженке - 6%, в Таллиннском кефире - 1 %). Кислотность ряженки - 75-100°Т, ацидофилина - 75-120, кефира - 85-120 (Таллиннского - 85-130°Т), остальных продуктов - 80-110°Т.

Сметана - это национальный русский продукт, известный за рубежом  под названием «Русские сливки». От других кисломолочных продуктов  она отличается высоким содержанием  жира. Вместе с жиром в сметану переходят жирорастворимые витамины; так, содержание витамина. А в ней в 10 разбольше, чем в молоке.

Вырабатывают сметану  из пастеризованных сливок путем  их заквашивания специальной закваской  из молочнокислых и ароматообразующих  стрептококков. При этом в сливках увеличивается кислотность, и при накоплении ее в минимально допустимых стандартом нормах (65Т) она оказывает консервирующее действие и придает сметане приятный киломолочный вкус. Ароматообразующие бактерии, вводимые в закваску, способствуют образованию характерного аромата.

Творог представляет собой белковый кисломололный продукт, кроме полноценного молочного белка, в нем содержатся ценные для человека минеральные вещества: кальций (140 - 1б4 мг на 100 г продукта), фосфор (130-160 мг на 100 г продукта), а также железо, магнии и др.

По содержанию жира творог подразделяют на жирный (18 % жира), полужирный (9 % жира) и нежирный. Содержание белков в твороге - соответственно 14-16, 14-17 и 18-22 %, влаги - 65, 78 и 80 %, а кислотность - 200-225, 210-240 и 220-270°Т.

Творог диетический  пресный нежирный изготавливают  обезжиренного молока путем добавлений раствора лимонной кислоты, хлорида  кальция и последующего смешивания с закваской. Содержание влаги в  таком твороге - не более 80%, кислотность - не выше 95°Т.

Творог столовый вырабатывают из смеси пахты и обезжиренного  молока путем сквашивания чистыми  культурами молочнокислых стрептококков. Содержание жира в твороге - не менее 2 %, влаги - не более 76%, кислотность - не выше 220°Т.

К творожным изделиям относятся: масса, сырки, паста и крем, торты.

Йогурт – от других кисломолочных продуктов отличается повышенным содержанием сухих обезжиренных веществ молока. Его готовят из молока или молочной смеси с добавлением  сухого молока, сахара, плодово-ягодных сиропов. В зависимости от применяемого сырья йогурт и биойогурт подразделяют на: йогурт из натурального молока; йогурт из нормализованного молока или нормализованных сливок; йогурт из восстановленного (или частично восстановленного) молока; йогурт из рекомбинированного (или частично рекомбинированного) молока. В зависимости от применяемых пищевкусовых продуктов, ароматизаторов и пищевых добавок йогурт подразделяют на фруктовый (овощной), ароматизированный и витаминизированный. В зависимости от нормируемой массовой доли жира различают следующие виды йогурта: молочный нежирный; молочный пониженной жирности; молочный полужирный; молочный классический; молочно-сливочный; сливочно-молочный; сливочный. Вырабатывается йогурт 1,5%, 3,2% и 6% жирности. В зависимости от применяемых вкусов и ароматических веществ выпускают йогурт несладкий, сладкий, с ванилином и плодово-ягодный, цвет которого зависит от цвета введенного сиропа. Ацидофильные молочные продукты – их получают сквашиванием молока чистыми культурами ацидофильной палочки. К таким продуктам относят следующие. Ацидофильное молоко вырабатывают из цельного или обезжиренного молока с добавлением или без добавления сахара, которое сквашивают чистыми культурами ацидофильной палочки. Выпускают ацидофильное молоко жирным, нежирным, а также с добавлением витамина или корицы. Ацидофилин готовят из цельного или обезжиренного молока с добавлением или без добавления сахара, сквашиваемого чистыми культурами ацидофильной палочки и кефирной закваски. Ацидофилин может быть жирным или нежирным.

2. Источники обсеменения продуктов

Большое значение в обсемени кисломолочных напитков молочнокислого брожения имеет первоначальное бактериальное  обсеменение и механическая загрязненность сырого молока. Эффективность пастеризации выражают отношением количества бактерий, уничтоженных пастеризацией, к количеству бактерий, содержавшихся в исходном молоке.

Обсеменонность зависит  также от степени чистоты шкуры животных и доильных аппаратов, от чистоты используемой воды и многих других факторов.

В сборном молоке, взятом на пробу непосредственно на фермах, общее количество бактерий колеблется от 4,6 х 10⁴ до 1,2 х 10⁶ в 1 см³.

Производство кисломолочных  продуктов (кисломолочных напитков, сметаны, творога) относится к наиболее уязвимым в эпидемическом отношении технологическим процессам в молочной промышленности. В отличие от технологической схемы производства питьевого молока при выработки кисломолочной продукции после пастеризации в молоко вносится закваска и создаются термостатные условия для протекания молочнокислого процесса в течение длительного времени. В этих условиях выдержки молока при повышенных температурах может происходить размножение остаточной после пастеризации микрофлоры молока, а также, в случае повторного обсеменения пастеризованного молока, потенциально-патогенной или патогенной микрофлоры.

В основном, это молочнокислые  стрептококки, могут встречаться  кишечные и споровые палочки, энтерококки, дрожжи. Они составляют нормальную микрофлору молока.

Основным источником обсеменения является воздух. При этом среди микрофлоры могут встречаться микроорганизмы, способные вызывать различные пороки молока (прогоркание, посторонние привкусы и запахи, изменение цвета). Могут встречаться возбудители некоторых инфекционных заболеваний (дизентерии, брюшного тифа, бруцеллеза, туберкулеза) и пищевых отравлений (золотистый стафилококк, сальмонеллы).

Имеющиеся в производстве кисломолочных продуктов открытые технологические процессы создают  возможность их бактериального загрязнения.

Исследования закономерностей развития патогенных микроорганизмов при производстве кисломолочных продуктов показывают, что интенсивно протекающий молочнокислый процесс подавляет размножение большинства из них. Поэтому основным гигиеническим требованием к производству этих продуктов является строгое соблюдение технологии производства, особенно на этапах заквашивания, и сквашивания молока.

Пастеризацию молока для большинства  кисломолочных продуктов проводят при более жестких режимах, чем  для питьевого молока (при температурах 80-85-90-99 градусов С в течение от 2-3 минут до 1 часа и более). В связи с этим патогенная микрофлора в молоке, прошедшем такие высокие режимы пастеризации, может обнаруживаться только при грубых нарушениях режима пастеризации. Если патогенная микрофлора попадает в молоко после пастеризации (низкое качество воды, инфицирование работниками и другие причины) то при ниже перечисленных условиях она может обильно размножаться:

1) пастеризованное молоко, находящееся  в емкостях и нагретое до  температуры заквашивания, длительное время выдерживается до момента внесения закваски;

2) медленное протекание молочнокислого  брожения, связанное с внесением  в молоко недостаточного количества  или пониженной активности закваски, наличием в молоке антибиотиков  или других ингибирующих веществ, нарушением температурных режимов сквашивания.

3. Изучение микрофлоры  продукта под давлением факторов  внешней среды или в процессе  хранения

Систематическая принадлежность молочнокислых бактерий

В соответствии с классификацией бактерий Берги молочнокислые бактерии относятся к царству прокариот, отделу скотобактерий, классу истинных бактерий (Eubacteriales), к семействам Streptococcaceae (молочнокислые стрептококки) и Lactobacillaceae (молочнокислые палочки).

К семейству Streptococcaceae относятся род Streptococcus и Leuconostoc.

Молочнокислые бактерии рода Streptococcus широко используются при производстве творога, сметаны, кисломолочных напитков и других продуктов. Этот род объединяет виды: Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris, Streptococcus diacetylactis, Streptococcus acetoinicus, Streptococcus thermophilus. Все молочнокислые стрептококки грамположительные, имеют клетки шаровидной формы, располагаются в зависимости от вида попарно, короткими и длинными цепочками.

Из рода Leuconostoc только Leuconostoc cremoris, Leuconostoc lactis и Leuconostoc dextranicum используются в молочной промышленности. Эти бактерии, как и стрептококки, имеют шарообразные клетки, соединенные в пары или цепочки. Многие представители рода Leuconostoc образуют капсулы, поэтому при их развитии на сахаросодержащих средах образуется слизь.

До последнего времени в нашей  стране молочнокислые палочки было принято относить к семейству  Lactobacterium  (согласно классификации Красильникова, предложенной в 1949 г). Однако в современном определителе бактерий Берги эти микроорганизмы отнесены к семейству Lactobacillaceae, роду Lactobacillus. По морфологии эти бактерии имеют форму палочек, расположенных по одиночке, попарно, цепочками. Грамположительные, спор и капсул не образуют.

Все молочнокислые бактерии вызывают молочнокислое брожение – сбраживают лактозу и глюкозу до молочной кислоты. Особенностью молочнокислых бактерий является наличие у них ферментов: b-галактозидазы, осуществляющей гидролиз лактозы до глюкозы и галактозы, и лактатдегидрогеназы, восстанавливающей пировиноградную кислоту, образующуюся при гликолизе, в молочную кислоту. В зависимости от вида возбудителя различают две формы молочнокислого брожения: гомоферментативное и гетероферментативное.

При гомоферментативном молочнокислом брожении конечным продуктом является молочная кислота:

С₆Н₁₂О₆ ® 2 СН₃СН₂ОСООН + Е

                                                   ГЛЮКОЗА               МОЛОЧНАЯ КИСЛОТА

К возбудителям гомоферментативного  молочнокислого брожения относятся следующие молочнокислые бактерии: Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum.

При гетероферментативном молочнокислом брожении образуется целый ряд конечных продуктов (молочная, янтарная, уксусная кислоты, этиловый спирт, диоксид углерода, молекулярный водород):

С₆Н₁₂О₆ ® СН₃СН₂ОСООН + СООНСН₂СН₂СООН +

                         ГЛЮКОЗА               МОЛОЧНАЯ КИСЛОТА                     ЯНТАРНАЯ КИСЛОТА          

+ СН₃СООН + СН₃СН₂ОН + СО₂­ + Н₂­ + Е

                                  УКСУСНАЯ КИСЛОТА  ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ

Возбудителями гетероферментативного  молочнокислого брожения являются: Streptococcus diacetylactis, Streptococcus acetoinicus, Lactobacillus brevis, Lactobacillus fermentum, все виды рода Leuconostoc.

Молочнокислые бактерии обладают различной  ферментативной активностью при  сбраживании лактозы. Наиболее активными  кислотообразователями являются Streptococcus lactis, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus.

Рассмотрим роль основных видов молочнокислых бактерий в формировании качества молочных продуктов

Физиологические свойства молочнокислых бактерий

Все молочнокислые бактерии факультативные анаэробы, ацидофилы. Большинство молочнокислых бактерий  мезофилы, т.е. оптимальная температура для их развития 30⁰С. К термофилам  (Т_опт 35-40⁰С) относятся следующие молочнокислые бактерии: Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus lactis, Lactobacillus bulgaricus.

Молочнокислые бактерии очень требовательны  к питательной среде. Они нуждаются в полном наборе аминокислот, витаминах группы В, компонентах нуклеиновых кислот (пуриновых и пиримидиновых основаниях). Естественным местообитанием молочнокислых бактерий являются поверхность растений, желудочно-кишечный тракт, молоко и молочные продукты, места разложения растительных остатков, навоз и др.

Для приготовления сметаны  необходимы сливки. При этом используются чистые бактериальные культуры, в состав которых входят молочнокислый и сливочные стрептококки и ароматообразующие бактерии.

Творог — благоприятная  среда для развития микроорганизмов, которые могут вызвать его  порчу. Творог сквашивают чистыми культурами молочнокислых стрептококков и ароматообразующих бактерий. Закваска обычно имеет кисломолочный вкус, без каких-либо запахов, газообразования, выступающей сыворотки.

Творог не выдерживает  длительного хранения, так как  в нем быстро размножаются молочнокислые  бактерии, плесени.

В йогурте в качестве закваски используют открытую И. И. Мечниковым разновидность  молочнокислых бактерий — Болгарскую палочку. При приготовлении йогурта  закваска состоит из чистых культур  термофильного стрептококка и болгарской палочки, содержащихся в равных соотношениях. При нарушении такого соотношения продукт может приобрести резкокислый вкус, зернистую структуру или быстро выделить сыворотку.

Как любой кисломолочный продукт, йогурт, безусловно, полезен (особенно с биодобавками), но живые бактерии сохраняются в нем, как правило, не больше одной — двух недель. Поэтому отечественные йогурты с обычными сроками хранения полезнее импортных. Йогурты с длительным сроком хранения чаще всего представляют собой стерильный молочный десерт, с фруктами или без них. Исключение составляют кисломолочные продукты фирмы «Данон», в которых живые микроорганизмы сохраняются в течение месяца.

Йогурт характеризуется  положительно, если присутствует приятный кисломолочный вкус и аромат, однородная структура и достаточно плотная  консистенция.

Йогурт быстро снимает  чувство голода, как и большинство  кисломолочных продуктов, он полезен  людям всех возрастов.

4. Дефекты продукта микробного происхождения или инфекционной болезни

Обыкновенная простокваша. Наиболее распространенным пороком  является слабый, дряблый сгусток  с выделением сыворотки и недостаточно выраженным вкусом. Этот порок возникает  в результате применения молока с низким содержанием белка, снижения активности закваски и несоблюдения температурных режимов сквашивания.

Сметана. Основными пороками сметаны являются вспучивание, излишняя кислотность, тягучесть сгустка  и плесневение.

Вспучивание. Оно происходит в результате развития дрожжей, попадающих в сметану с оборудования, рук работников, из воздуха. Повышенные температуры хранения сметаны способствуют возникновению этого порока.

Излишняя кислотность. Этот порок связан с развитием  термоустойчивых молочнокислых палочек, попадающих в сливки с оборудования. Способствуют развитию палочек повышение температуры сквашивания и большое количество вносимой закваски, тягучесть, излишняя вязкость сгустка. Порок может быть обусловлен способностью молочнокислых стрептококков образовывать слизистые сгустки. Во избежание этого порока необходимо сменить закваску.

Таким образом, наиболее распространенными являются пороки вкуса и консистенции. Отразим для наглядности перечисленные пороки, их причины возникновения и меры предупреждения в таблице.

Таблица 1  - Дефекты  вкуса

Таблица 2 - Дефекты консистенции

Таким образом, кислый вкус возникает при повышении кислотности в результате нарушения температурного режима сквашивания и хранения продукта.

Пресный, недостаточно выраженный вкус – результат использования  малоактивной закваски и пониженной температурой сквашивания. Одновременно формируется слабый малоустойчивый сгусток, который при транспортировании легко разрушается с последующим выделением сыворотки.

Металлический привкус  появляется в продуктах при длительном хранении плохо луженной посуде.

Тягучая или чрезмерно  слизистая консистенция появляется при увеличении в закваске удельного веса слизистых рас ацидофильной или болгарской палочки.

Жидкая консистенция возможна при нарушении технологии выработки кисломолочной продукции.

5. Условия и  сроки хранения в торговой  сети

Хранят готовую продукцию при температуре не выше 8°, на промышленных предприятиях не более 18 часов.

Реализация кисломолочных напитков может производится как в течении текущих суток, та к и следующих до скончания срока хранения.

Простокваша, кефир, ацидофилин и ацидофильное молоко поступает расфасованной в бутылки и бочки, стаканы, коробочки из пастирола, бумажные пакеты с полимерным покрытием емкостью 0.15, 0.2 и 0.5л, Тетрапак.

Каждая единица расфасовки должна иметь этикетку, бандероль  с указанием наименования предприятия  и его подчиненности, наименование продукта, массы нетто, даты выпуска, цены, номера стандарта.

Каждая партия особо  скоропортящейся продукции должна быть замаркирована предприятием-изготовителем с указанием на ярлыках или упаковке температуры и окончания срока хранения. Если продукцию поставляют в нерасфасованном виде, ярлыки следует направлять в магазин и при реализации продукции выкладывать их на прилавок.

Правильная организация  хранения товаров, сокращение товарных потерь являются важнейшей обязанностью работников торговли, обеспечивающей вовлечение в реализацию максимального количества товаров, направляющихся в торговую сеть, снижение материальных и трудовых затрат и повышение рентабельности торговли.

Основными условиями, соблюдение которых обеспечивает надлежащее хранение, являются: определенная температура и относительная влажность воздуха, соответствующие освещение и вентиляция; соблюдение товарного соседства; закрепление постоянных мест за товаром; обеспечение материальной ответственности; выполнение санитарно-гигиенических мероприятий предупреждающих убыль и порчу товаров.

При размещении кисломолочных  товаров на хранение следует предусматривать  возможность быстрого нахождения товара, удобного отбора для подачи в торговый зал учитывать длительность его хранения.

Хранить кисломолочные продукты необходимо при температуре не выше 8⁰С. Сроки хранения и реализации установлены следующие: простокваши, кефира, кумыса, ацидофилина и ацидофильного молока, – 24ч (без охлаждения не реализуют). Хранение кисломолочных продуктов при более высоких температурах приводит к повышению их кислотности, отделению сыворотки, ухудшению качества и порче.

На упаковке всех кисломолочных  напитков проставляют число или  день конечного срока реализации, а не их выработки.

Кисломолочная продукция  должна быть снабжена ценником с указанием наименования, сорта и цены товара. На упаковках или во вкладных ярлыках товаров, фасуемых в магазине, указывается наименование и сорт товара, масса нетто, стоимость (с упаковкой), дата фасовки, номер или фамилия фасовщика или продавца.

В магазинах или отделах  самообслуживания кисломолочные напитки  размещают в охлаждаемых прилавках. Кисломолочные напитки подают в торговый зал в ящиках, кассетах, корзинах. Если в торговом зале магазина нет холодильного оборудования, запас кисломолочных продуктов, подаваемых в зал, должен быть рассчитан на 2-3ч. реализации.

6. Микробиологические  показатели безопасности

Микробиологические показатели санитарного  состояния продукта определяются с целью установления его эпидемиологической безопасности. Непосредственное выявление патогенных микроорганизмов в молочных продуктах затруднительно в связи с очень малым количеством этих микроорганизмов по сравнению с содержанием сапрофитной микрофлоры. Поэтому, при санитарной оценке молочных продуктов пользуются косвенными методами, позволяющими определить уровень загрязнения продукта выделениями человека (уровень фекального загрязнения). Чем выше этот уровень, тем вероятнее попадание в исследуемый объект патогенных микроорганизмов - возбудителей кишечных инфекций. К таким методам относятся количественный метод определения количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФА_нМ) и качественный метод определения санитарно-показательных микроорганизмов – бактерий группы кишечной палочки (БГКП).

Определение КМАФА_нМ в кисломолочных напитках молочнокислого брожения позволяет судить  о надежности режима пастеризации молока, об эффективности мойки и дезинфекции оборудования, о соблюдении санитарно-гигиенических условий производства и правил личной гигиены работников, об условиях хранения, транспортирования готовой продукции. Поэтому этот показатель нормируется для всех молочных продуктах за исключением продуктов, вырабатываемых с использованием технически полезной микрофлоры (микрофлоры заквасок) - кисломолочных продуктов, сыров, кислосливочного масла и др.

Санитарно-показательными микроорганизмами называются микроорганизмы, которые отвечают следующим требованиям:

• эти микроорганизмы должны обитать, развиваться и размножаться в организме человека и животных;
• должны выделяться в окружающую среду в больших количествах;
• в окружающей среде они должны длительное время сохраняться, но не размножаться;
• не должны изменяться под действием факторов внешней среды, подавляться или стимулироваться другими микроорганизмами;
• должны равномерно распределяться в исследуемых объектах внешней среды;
• должны определяться простыми методами.

При  исследовании в кисломолочных  напитках молочнокислого брожения ни одна из групп санитарно-показательных  микроорганизмов не отвечает всем указанным выше требованиям, так как все обитатели кишечника человека и животных способны размножаться в молоке, подавляются в присутствии микроорганизмов заквасок и изменяют свои биологические свойства. Тем не менее, в качестве санитарно-показательных микроорганизмов для пищевых продуктов в нашей стране выбраны бактерии группы кишечной палочки, объединяющие следующие роды семейства Enterobacteriaceae: Escherichia, Enterobacter, Citrobacter, Klebsiella, Serratia. Являются нормальными обитателями кишечника человека и теплотворных животных. Это мелкие грамотрицательные бесспоровые палочки, способные сбраживать углеводы с образованием газа. Факультативные анаэробы. Оптимальная температура роста –37⁰С. Истинная (фекальная) кишечная палочка Escherichia coli считается показателем свежего фекального загрязнения и отличается от других представителей этой группы способностью сбраживать углеводы при повышенной температуре – 42-44⁰С.

Во всех кисломолочных напитках молочнокислого брожения продуктах  нормируется количество продукта, в котором БГКП не допускаются. Выявление БГКП свидетельствует о низком санитарном состоянии объекта и возможном наличии в нем возбудителей кишечных инфекций.