Микробиология молока

Тольяттинский филиал

МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ 

Кафедра «Общеобразовательные дисциплины» 
 
 
 
 
 
 
 
 

Контрольная работа 

по дисциплине «Пищевая микробиология»

на тему: «Микробиология молока»

Вариант - 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнена студентом

Группы  ТЗ-501

Кахун Ю.О. 

Проверила:

Тарасова  Н.Г. 
 
 
 
 
 
 

Тольятти, 2012 г.

Содержание: 

Молоко  как питательная среда для  микроорганизмов…………………………3

Фазы  изменения молока при хранении………………………………………....5

Обработка молока в целях снижения его бактериальной обсемененности…..9

Переработка молока для длительного хранения………………………………12

Виды  порчи молока……………………………………………………………...13

Список  литературы………………………………………………………………15

Молоко  как питательная  среда для микроорганизмов.

     Молоко  – секрет молочных желез млекопитающих, физиологически предназначен для вскармливания детенышей. Молоко образуется из составных частей крови эпителиальными клетками альвеол и является ценным пищевым продуктом. В его состав входят жирные кислоты, аминокислоты, белки, минеральные вещества, витамины, молочный сахар и большое количество ферментов. Альвеолы через выходные протоки, молочную цистерну и сосковый канал сообщаются с внешней средой, откуда могут проникать микроорганизмы, поэтому молоко служит хорошей питательной средой для некоторых микроорганизмов. Микробов больше всего бывает в сосковом канале, молочной цистерне и меньше – в выводных протоках и альвеолах. Часть микробов под влиянием бактерицидных веществ, содержащихся в молоке, погибает; сохраняются лишь более стойкие микрококки и стрептококки, которые по своим свойствам близки к молочнокислым стрептококкам. Микробы, скапливаясь у соскового канала, образуют пробку, в которой наряду с сапрофитами могут находиться возбудители инфекционных болезней. Обычно их больше в первых порциях молока и меньше в последних. Поэтому первые порции молока необходимо сливать в отдельную посуду, чтобы исключить загрязнение всего молока и окружающей среды. Обсеменение молока микроорганизмами зависит от чистоты и состояния вымени, кожного покрова животного, рук человека, посуды и другого инвентаря.

     Особенно  много различных микробов находится  в молоке животных, больных маститом. Одной из причин могут быть микробы, которые проникают в молочную железу через сосковый канал или  гематогенным путем. Способствующими факторами являются переохлаждение, травмы, генетическая предрасположенность. Продукты воспаления снижают качество молока, при этом уменьшается количество лактозы, кальция, казеина. В маститном молоке можно обнаружить стафилококки, стрептококки, кишечную палочку и другие микроорганизмы. Их численность во многом обусловливается состоянием внешней среды.

     На  поверхности кожного покрова  животного также находится большое  количество микробов. Чем грязнее  кожа,  тем больше микробов попадает в молоко. Микробы на поверхность кожи попадают из корма, подстилки, навоза, воздуха. В 1 мл молока коровы с нечищеной кожей насчитывается от 170 тыс. до 2 млн микробов, коровы с чистой кожей — 20 тыс. При систематической чистке животного количество микробов снижается до 3 тыс. в том же объеме.

     Источником  загрязнения молока могут быть корма  при раздаче, когда образуется много  пыли. Поэтому раздавать корма во время доения не следует. Если в качестве подстилки используют старую прелую солому, в ней может содержаться большое количество микроорганизмов, особенно плесневых грибов. Разбрасывание такой подстилки перед доением увеличивает число микробов и их спор как в воздухе, на поверхности тела животного, так и в молоке. В связи с этим в качестве подстилки лучше использовать свежую солому, опилки, стружку, сухие листья или торф, которые поглощают влагу, газы и в некоторой степени препятствуют развитию гнилостных и патогенных микроорганизмов.

     Человек тоже может быть источником обсеменения  молока микробами при несоблюдении правил личной гигиены. Поэтому руки доярки (дояра) должны быть чистыми, сухими, с коротко остриженными ногтями.

     Микроорганизмы  могут попадать в молоко и через  воздух от животных, больных туберкулезом, сальмонеллезом и т. д.

     Огромна роль мух в обсеменении молока микробами. На поверхности их тела содержится от нескольких тысяч до миллиона микробов, среди которых могут быть и патогенные. Для борьбы с мухами проводят тщательную очистку, мойку, побелку, дезинфекцию ферм, молокоприемных пунктов и окружающей территории. Помещения лучше убирать влажным способом, что значительно уменьшает численность микробов, а следовательно, снижает и загрязнение молока.

     Источником  загрязнения молока могут быть также  посуда и доильная аппаратура. Поэтому  доильные аппараты, используемую посуду, фильтры надо содержать в чистоте. При машинном доении молоко поступает в закрытую систему, что препятствует попаданию в него микробов извне. Однако плохая организация машинного доения приводит к ухудшению санитарного состояния молока. При этом число микробов по сравнению с ручным доением возрастает в 4—5 раз, а иногда и более.

Фазы изменения  молока при хранении.

     Как видно, имеется множество источников загрязнения молока микробами, состав и численность которых изменяются в зависимости от времени хранения продукта. При этом выделяют несколько фаз.

• Антимикробная (статическая) фаза характерная для свежевыдоенного молока, в нем отмечается задержка роста микроорганизмов. Иногда эту фазу называют бактерицидной, что не соответствует действительности. Антимикробные вещества молока обладают статическим действием: задерживают рост микробов и не разрушают их клеток.

      Антимикробные свойства молока связаны с у- и  В-глобулинами и обусловливаются содержанием в нем лизоцимов, лактенинов, бактериолизинов, антитоксинов, агглютининов и других веществ, которые поступают из крови или синтезируются молочной железой. Антимикробные свойства молока объясняет наличием в нем лизоцима М, а в вымени — лизоцима В. Например, лизоцим М обладает широким спектром действия: задерживает рост как сапрофитов, так и патогенных микробов. В конце лактации он инактивируется. Лизоцим В хотя и имеет более узкий спектр, но его действие проявляется в течение всей лактации.

      Кроме лизоцимов в молоке обнаружено два  лактенина. Первый из них содержится в молозиве, термолабилен; второй — в молоке, устойчив к высокой температуре. Лактенины связаны с одной из фракций белков молока — В- глобулинами. Их больше содержится в начале лактации и меньше — в конце ее.

      Активность  антимикробных веществ обусловлена чистотой продукта и температурой его хранения. С повышением температуры их активность понижается, а при 55 °С и выше наступает инактивация.

      Статическая фаза молока имеет большое практическое значение, так как молоко можно  считать свежим и полноценным  только в течении этой фазы. Продолжительность этой фазы зависит от количественного и качественного состава первичной микрофлоры молока, температуры его хранения. Особенно большое значение имеет температура хранения молока. ниже приводится зависимость продолжительности антимикробной фазы молока от температуры.  

        Увеличение числа клеток микроорганизмов на несколько тысяч в 1 мл при одной и той же температуре хранения сокращает продолжительность фазы примерно в 2 раза. Существуют 2 способа увеличения статистической фазы: во-первых, получение бактериально чистого молока, а во-вторых, немедленное охлаждение молока. Молоко охлаждают сразу же после доения и до отправки его на молочный завод хранят при температуре 5... 6°С. Для охлаждения молока применяют специальные охладители или бассейны с льдосолевой смесью, в которую погружают фляги с молоком. Охлажденное молоко должно быть доставлено на молочный завод в состоянии статической фазы. Продлить срок хранения пастеризованного молока таким образом невозможно, поскольку под действием высокой температуры при нагревании происходит разрушение антимикробных веществ.

• Фаза смешанной микрофлоры - это период наиболее активного размножения микробов в молоке. С инактивацией лизоцимов, лактенинов и других веществ заканчивается антимикробная фаза, после чего начинают развиваться все микроорганизмы, попавшие в молоко. При хранении Антимикробные вещества молока постепенно разрушаются, причем тем быстрее, чем выше температура хранения. Увеличивается количество молочнокислых бактерий, происходят накопление кислот, понижение рН. В такой среде деятельность гнилостных, маслянокислых и бактерий других групп замедляется, а многие микробы гибнут. Продолжительность фазы смешанной микрофлоры составляет 12—18 ч. За этот период число клеток микроорганизмов в 1 мл. молока может достигать до сотен миллионов.

      Качественный  состав микрофлоры молока в этой фазе определяется ее исходным составом, скоростью  развития отдельных видов микроорганизмов и температурой хранения молока.

      В зависимости от температуры хранения молока различают три типа микрофлоры в данной фазе: криофлора, или флора  низких температур (О...8°С); мезофлора, или флора средних температур (10... 35 °С); термофлора, или флора высоких температур (40...45 °С).

      Криофлора молока состоит из психротрофных  микроорганизмов, которые могут  медленно развиваться в молоке при  температуре его хранения 8оС (пептонизирующие  и гнилостные). Молочнокислые бактерии и кишечная палочка практически не развиваются. Фаза может продолжаться до нескольких суток без видимого изменения молока. Однако при длительном хранении при этой температуре число клеток психротрофных бактерий может достигать десятков и сотен миллионов в 1 мл молока, при этом ведущее место занимают микрококки, флюоресцирующие бактерии и спорообразующие гнилостные бактерии. Возникают пороки молока.

      Если  в начале фазы смешенной микрофлоры молоко пропастеризовать, то психротрофная  микрофлора будет уничтожена и качество молока сохранится.

      Мезофлора состоит из мезофильных микроорганизмов, развитие которых происходит в молоке, хранящемся при температуре 10... 35 °С. При этой температуре микроорганизмы размножаются в геометрической прогрессии, преобладают молочнокислые бактерии. Однако интенсивно развиваются также бактерии группы кишечной палочки, флюоресцирующие, гнилостные, микроккоки, стафилококки, которые разлагают белки и жир молока, выделяют продукты жизнедеятельности и ухудшают качество молока.

      Термофлора  состоит из термофильных бактерий, размножающихся в молоке при температуре его хранения свыше 40оС.

• Фаза молочнокислых бактерий наблюдается только при температуре хранения молока выше 10°С. За начало фазы условно принимают момент заметного нарастания кислотности и преобладания молочнокислых бактерий: более 50% общего числа клеток бактерий. Молоко сквашивается. В такой среде клетки других микробов погибают. В результате молочнокислого процесса наступает самоочищение молока, количество молочнокислых бактерий приближается к 100 %. Речь идет уже о кисло-молочном продукте, а не о свежем молоке. В результате сквашивания молоко как бы самоконсервируется на основе антибиоза, консервирующим началом является молочная кислота. Смена одних форм молочнокислых бактерий другими происходит в течение 3—4 недель. С накоплением кислоты рН среды вновь понижается и создаются условия, благоприятные для развития плесневых грибов и дрожжей.
• Фаза плесневых грибов и дрожжей является заключительной. В этой фазе за счет продуктов своей жизнедеятельности молочнокислые бактерии не выдерживают низкого рН и к концу фазы погибают. С накоплением кислоты рН среды вновь понижается и создаются условия для развития плесневых грибов и дрожжей. Характеризуется развитием мицелиальных и безмицелиальных грибов. Основные представители таких микроорганизмов — молочная плесень, зеленый кистевик, пленчатые дрожжи и др. Грибы используют молочную кислоту, разлагают белки с образованием щелочных продуктов, в результате чего повышается рН и среда становится пригодной для развития аммонификаторов и маслянокислых микробов. Исчезает сгусток молока, оно приобретает жидкую консистенцию. При комнатной температуре гнилостные процессы прогрессируют, накапливаются газы, продукт становится непригодным к употреблению.

      Таким образом, в процессе хранения исчезают антимикробные свойства молока, и при несоблюдении правил хранения в нем создаются условия для развития нежелательной микрофлоры, в результате чего продукт портится. Чаще всего в молоко попадают аммонификаторы (гнилостные микробы), плесневые грибы, маслянокислые бациллы, реже — возбудители инфекционных болезней.

     Аммонификаторы проявляют свое действие в нейтральной и слабощелочной средах, т. е. до развития молочнокислых бактерий или после фазы плесневых грибов и дрожжей, а также при низкой температуре. В процессе разложения белков изменяется консистенция, образуются газы (аммиак), молоко приобретает горький вкус.

     Маслянокислые микробы в большом количестве содержатся в почве, на растениях, на предметах ухода за животными и при несоблюдении чистоты попадают в молоко. В анаэробных условиях они разлагают молочный сахар с образованием масляной кислоты и газов. Продукт приобретает неприятный запах и прогорклый вкус. Пастеризация не предотвращает порчу молока, так как споры маслянокислых микробов при этом не погибают.

     Плесневые грибы, развиваясь на поверхности молока, разлагают жиры и придают ему горький вкус и травянистый запах. Споры гриба содержатся в кормах, на оборудовании, аппаратуре и часто попадают в молоко. При длительном хранении, когда повышается кислотность продукта, создаются условия для роста грибов.

     Кишечная  палочка (эшерихии), попадая в молоко, вызывает сбраживание лактозы с образованием кислоты и газа. Наступает быстрое свертывание молока, но его качество остается низким. С накоплением газа плотная масса разрывается, а иногда вслед за этим наступает ее разжижение. Молоко, загрязненное кишечной палочкой, непригодно для изготовления сыров и других продуктов. Сыр, приготовленный из такого молока, бывает пронизан большим количеством пузырьков, при слиянии которых образуются полости. Такой продукт теряет питательную ценность и товарный вид.

     На  молочных заводах в целях сохранения молока как продукта непосредственного потребления или в качестве сырья для производства молочных продуктов его подвергают специальной обработке и переработке.

Обработка молока в целях  снижения его бактериальной  обсемененности.

      Качество  молока зависит от его бактериальной  обсемененности: чем выше обсемененность, тем ниже качество. Снизить бактериальную  обсемененность и сохранить качество молока можно путем очистки, охлаждения и тепловой обработки.

      Очистка молока проводится в целях освобождения его от механических примесей, в которых скапливаются различные микроорганизмы. Для этого применяют фильтрацию или центрифугирование. Лучшие результаты получают центрифугированием, при котором удаляется часть механических примесей и лейкоцитов.

      Для более полного удаления бактерий из молока применяют специальные  центрифуги, а сам процесс называют бактофугированием. При бактофугировании из молока удаляется около 95% бактерий в виде вегетативных клеток и спор.

      Полностью удалить все микроорганизмы из молока пока не удается, поэтому бактофугирование следует сочетать с пастеризацией. При такой обработке из молока удаляется до 99,9% бактерий. Применение этого комбинированного способа особенно целесообразно при обработке питьевого молока, детских смесей и др.

      Охлаждение молока до 3…5 °С предотвращает развитие нежелательных микроорганизмов при временном хранении сырого и пастеризованного молока. При этой температуре в молоке могут развиваться флюросцирующие и гнилистые бактерии которые вызывают возникновении пороков вкуса и консистенции. При соблюдении санитарных правил получения и транспортировании молока количество их бывает незначительным, молоко моет храниться в течении суток без изменения качества.

      Тепловой  обработке молоко подвергают:

- для получения молока и молочных продуктов, безопасных для потребления, т.е. уничтожение патогенных микроорганизмов;

- резкого  снижения содержания микроорганизмов  и инвактивации ферментов, которые  уменьшают стойкость питьевого  молока и вызывают пороки молочных продуктов;

- изменение физико-химических свойств молоко в целях получения готовых продуктов с необходимыми свойствами;

      В зависимости от цели производства молочных продуктов используют разные режимы тепловой обработки молока: пастеризацию истерилизацию.

      Пастеризация молока в молочной промышленности производится в одном из 4 режимов:

- длительная  – при температуре 63…65°С  в  течении 30 мин;

-  кратковременная  – в промежутке температур 72…75°С  в течении 15…20с.;

- моментальная  – при температуре 85…90°С без выдержки или с кратковременной выдержкой;

- высокотемпературная  – при температуре 90…95°С  в  течении 30 мин для приготовления  заквасок.

      Эффективность пастеризации зависит от температуры  и продолжительности ее воздействия, а так же от механической загрязненности и бактериальной обсемененности сырого молока.

      Установлено что при 75°С  микрококки погибают через 3-5 сек, кишечные палочки – через 2…3 сек, при 70°С  микрококки погибают только через 10-20 сек.

      Стерилизация — нагрев продукта при температуре выше 100°С. При стерилизации уничтожаются вегетативные и споровые формы микробов. Различают высокотемпературную (120—140°С в течение 2-10 секунд) и длительную (15-20 минут при 115°С) стерилизацию. Так стерилизуют продукты, предназначенные для длительного хранения.

      Наиболее  стойкими из патогенных микроорганизмов  являются микобактерии туберкулеза. Поэтому  основным критерием надежности режимов  пастеризации служат гибель этих бактерий.

      Остаточная  микрофлора пастеризованного молока зависит  от эффективности пастеризации и оценивается по двум микробиологическим показателям:

1. процентному  соотношению количества бактерий, оставшихся осле пастеризации, к  количеству бактерий, содержащихся в сыром молоке;

2. отсутствию кишечной палочки при посеве 10мл пастеризованного молока в среду Кесслера.

      Для сливок режимы пастеризации более жесткие, чем для молока: температура 85°С , продолжительность 15…20с. Это связано с тем. Что жир в сливках оказывает защитное действие на микроорганизмы.

      Общее количество бактерий в пастеризованном молоке и в сливках после розлива в пакеты или бутылках бывает довольно значительным.

      Ниже  приведены биологические показатели пастеризованного молока и сливок. 

      При отклонении технологического процесса стерилизации молока в нем в нем  могут остаться в жизнеспособном состоянии и развиваться некоторые  микроорганизмы, вызывая порчу молока. стерилизация считается эффективной, если за 1 млн спор, содержащихся в молоке стерилизации остается одна спора.

      Наиболее  часто в стерилизованном молоке развиваются спорообразующие палочки  Bac. Subtilis, Bac. Cereus и другие, вызывающие появление горечи без образования сгустка, иногда ис  образованием сгустка, но при низкой кислотности. Обнаружение в молоке Bac. Cereus указывает на недостаточную тепловую отработку молока, т.к. споры Bac. Cereus не обладают высокой теплостойкостью. Обнаружение Bac. Subtilis  в отсутствие Bac. Cereus так же свидетельствует о недостаточной, хотя и более выхокой температуре тепловой обработки.

      При нарушении режима стерилизации порче  подвергается вся партия молока; виды возбудителей порчи и их характер зависят от предела температуры, до которой было нагрето молоко.

Переработка молока для длительного  хранения.

     С целью уничтожения патогенных микроорганизмов  и увеличения сроков хранения молока, его подвергают консервированию. Консервирование - это обработка пищевых продуктов  для увеличения сроков их хранения. Для этого молоко консервируют путем тепловой обработки продукта, удалением из него влаги, высушивания или добавления сахара.

     Тепло вызывает гибель микробов, что повышает стойкость продукта, поэтому сохранение молока таким способом получило широкое  распространение.

     Для получения сгущенного концентрированного молока в банках молоко стерилизуют  при температуре 115…118°С в течении 15 мин. При такой температуре не все микроорганизмы погибают, остаются споровые бактерии, поэтому при изготовлении молочных консервов особое внимание уделяют качеству исходного сырья. Сохранившиеся споры могут прорастать, разлагать продукт с образованием газов, которые вызывают вспучивание банок (бомбаж). Качество термической обработки проверяют путем выдерживания банок в течении 10 суток при температуре 37°С. Отсутствие бомбажа указывает на стерильность продукта, что позволяет хранить его длительное время.

     Для получения сгущенного молока с сахаром  пастеризованное молоко сгущают  до1\3 первоначального объема, чтобы  в нем содержалось не более 26,5% влаги, и к нему добавляют не менее 43,5% сахар. Такое отношение создает высокое осмотическое давление, которое неблагоприятно для развития кишечной палочки, молочнокислых бактерий, дрожжей и многих плесневых грибов. Однако при попадании (в основном из сахара) шоколадно-коричневой плесени Catenularia и цветных митрококков с протеолитическими свойствами происходит порча продукта. Его сохранность в таком случае не превышает 6…12 мес. Соблюдении технологии и санитарных правил в процессе производства позволяет хранить сгущенное молоко с сахаром в течении 2 лет.

     По  физико-химическим показателям к  пастеризованному приближается сухое  молоко.

     В 1 г сухого молока высшего сорта  должно содержаться не более 50 тыс. клеток микроорганизмов, 1-ого сорта  – не более 100 тыс. клеток. Сухое молоко хранят в жестяных банках, бочках или бумажных мещках. 

Виды порчи молока.

      Все виды порчи молока можно подразделить на группы: изменение консистенции молока; изменение вкуса и запаха; изменение цвета; смешанный вид  порчи.

      Изменение консистенции молока характеризуется:

- преждевременным  свертыванием молока, когда молоко, имеющее нормальную или незначительную  повышенную кислотность, свертывается  при нагревании. При нормальной  кислотности молоко свертывается  из-за развития глинистых бактерий, а при незначительно повышенной кислотности из-за развития микрококков. Все эти бактерии образуют фермент типа сычужного, который и обуславливает свертывание молока;

- ослизнением,  или тягучестью, когда молоко  становиться тягучим, но сгусток не образуется. Этот вид порчи возникает без нарастания кислотности молока. Вызывает его неподвижная палочка Bact. lastis viscosum,  или палочка тягучего молока. Молочнокислые стрептококки Str. cremoris и палочки Lact. acidophilum обладают способностью образовывать слизь.

   Изменение вкуса характеризуется появлением:

   - горького вкуса, который возникает  в пастеризованном охлажденном  молоке при длительном хранении  из – за развития гнилостных  спорообразующих бактерий, споры  которых не погибают при пастеризации, а также микрококков и других бактерий, образующих и не образующих споры. Это бактерии, развивающиеся в молоке, образуют протеолитические экзоферменты, которые разлагают белки с образованием пептонов и горьких пептидов;

- прогорклого  вкуса, который является следствием образования и накопления в молоке масляной кислоты, альдегидов и кетонов. Возбудителями являются флюоресцирующие бактерии, образующие фермент липазу, разрушающий молочный жир;

- мыльного  щелочного вкуса, который появляется  при образовании щелочных продуктов белкового распада и омыления молочного жира. Возбудителями являются Bact. Lactis saponacei и Bact. Sapolacticum, образующие экзопротеазы.