Микробиологический контроль производства и качества заквасок

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное  автономное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Дальневосточный федеральный  университет»

(ДВФУ)

Школа биомедицины

 РЕФЕРАТ

по дисциплине "Общая биология и микробиология"

на тему:

"Микробиологический контроль производства и качества заквасок"

                                                  Выполнила: Иванова Л. И., С7205

                                Руководитель: Соколова Т. В.

Владивосток, 2013

Кисломолочные продукты получают сквашиванием молока или сливок чистыми  культурами молочнокислых бактерий, иногда с участием дрожжей и уксуснокислых  бактерий. В процессе сквашивания  протекают сложные микробиологические и физико-химические процессы, в  результате которых формируются  вкус, запах, консистенция и внешний  вид готового продукта. К кисломолочным  продуктам относятся кисломолочные  напитки, сметана, творог и творожные  изделия. Заквасками называют чистые культуры или смесь культур микроорганизмов, используемых при изготовлении кисломолочных  продуктов, кислосливочного масла и сыров. Чаще в качестве заквасок применяют молочнокислые и пропионовокислые бактерии, иногда плесневые грибы. В состав естественной симбиотической закваски для кефира кроме молочнокислых бактерий входят также дрожжи и уксуснокислые бактерии. Основные кисломолочные продукты в зависимости от применяемых при их производстве заквасочных микроорганизмов могут быть разделены на пять групп, представленных ниже.

I - продукты, приготовляемые  с использованием многокомпонентных  заквасок (кефир, кумыс);

II - продукты, приготовляемые  с использованием мезофильных молочнокислых стрептококков (творог, сыр домашний, сметана, простокваша обыкновенная);

III - продукты, приготовляемые  с использованием термофильных  молочнокислых бактерий (йогурт, простокваша  мечниковская, южная, ряженка, варенец и др.);

IV - продукты, приготовляемые  с использованием мезофильных и термофильных молочнокислых бактерий (сметана пониженной жирности, творог, напитки пониженной жирности с плодово-ягодными наполнителями);

V - продукты, приготовляемые  с использованием ацидофильных  палочек и бифидобактерий (ацидофильное молоко, ацидофилин, ацидофильно-дрожжевое молоко, ацидофильная паста, бифилин, детские ацидофильные смеси). Закваски, выращиваемые в специальных научно-производственных лабораториях, называют маточными или лабораторными. Они являются основой для получения производственных или потребительских заквасок.

Потребительские закваски подразделяют на материнские, или первичные; промежуточные, или вторичные, и производственные, или третичные.

Материнские закваски получают при посевах маточных заквасок, промежуточные  и производственные - соответственно при посевах материнских и  промежуточных заквасок.

Различают одноштаммовые закваски, состоящие из одного штамма микроорганизма, многоштаммовые — из нескольких штаммов одного вида и смешанные закваски, в состав которых входят многие штаммы разных видов микробов.

По составу микрофлоры основные закваски, применяемые в  молочной промышленности, подразделяют на 3 группы: бактериальные, грибковые  и смешанные. Для поддержания заквасок в наиболее активном состоянии необходимо постоянно производить замену заквасочных штаммов, что связано с изменением биологических свойств заквасочных микроорганизмов при их длительном культивировании и хранении. Этим обусловлена необходимость выделения чистых культур молочнокислых бактерий с целью получения производственноценных штаммов заквасочных микроорганизмов.

Выделение чистых культур  молочнокислых бактерий включает ряд  этапов: выбор источников, отбор  образцов, посев на жидкую питательную  среду для обогащения молочнокислой  микрофлорой, посев на плотную среду  для выделения чистой культуры, пересев  чистой культуры (колоний) в стерильное молоко, исследование биологических  свойств выделенных штаммов в  целях их идентификации и определении  производственной ценности. V. ПРИНЦИПЫ ПОДБОРА КУЛЬТУР В СОСТАВ ЗАКВАСОК

Важным показателем качества закваски является ее пригодность для  производства заданного продукта, что  должно быть проверено исследованиями в производственных условиях.

При составлении заквасок необходимо учитывать специфические  свойства вырабатываемого продукта, температурные режимы производства, взаимоотношения между микроорганизмами, возможность развития бактериофага и др.

В зависимости от назначения в состав заквасок вводят штаммы, обладающие определенными особенностями. Так, закваски для производства масла  должны иметь свойства кислото- и ароматобразования, незначительную протеолитическую активность. При составлении закваски для творога вводят штаммы, сообщающие продукту хорошие вкус и запах, образующие сгустки, легко отделяющие сыворотку.

Для получения кисломолочных  продуктов с лечебными свойствами в состав закваски вводят ацидофильные палочки и бифидобактерии, образующие антибиотические вещества. В состав заквасок для сыров вводят молочнокислые бактерии, обладающие относительно высокой протеолитической активностью, придающие специфические вкус и аромат продукту.

При составлении заквасок необходимо учитывать также температурные  режимы производства молочных продуктов. Если процесс осуществляется при 20-30 °С, то в закваску вводят преимущественно  мезофильные микроорганизмы, а при 40-45 °С -термофильные. Штаммы, вводимые в состав заквасок, проверяют на чувствительность к бактериофагам. Для проверок используют широко распространенные бактериофаги, известные своей агрессивностью к многочисленным штаммам. В питательную среду (плотную или жидкую), инфицированную бактериофагом, высевают проверяемый штамм бактерий. При этом, если наступает лизис бактерий, на плотной питательной среде появляются зоны просветления, так называемые негативные колонии, в которых нет роста бактерий. В жидких средах чувствительные к бактериофагу штаммы бактерий не развиваются (нет помутнения) или происходит слабый гликолиз (медленное накопление молочной кислоты), или он отсутствует совсем. На молокоперерабатывающие предприятия должны поступать высококачественные закваски или их концентраты, проверенные учреждением, которое их разрабатывает и производит. Задача молокоперерабатывающего предприятия состоит в том, чтобы сохранить их полную эффективность.

Производственные закваски на предприятии получают в отделениях чистых культур или в специальном  боксе при микробиологической лаборатории  предприятия. Приготовление производственной закваски из чистых культур и кефирной закваски (грибковой и производственной) проводят в отдельных изолированных  помещениях заквасочного отделения. На небольших предприятиях допускается  приготовление заквасок чистых культурах  и кефирной в одном помещении. В помещениях необходимо поддерживать чистоту. Не допускается одновременно проводить посевы по контролю готовой продукции, контролю условий производства и готовить закваски, Термостаты и холодильники, предназначенные для приготовления и хранения производственных заквасок и активизации бактериальных концентратов, не должны использоваться для других целей. Воздух в отделении чистых культур или боксе дезинфицируют с помощью бактерицидных ламп.

Предприятию от учреждения - изготовителя вместе с получаемыми  заквасками выдается копия удостоверения  о качестве, где указывается дата выработки и срок годности закваски, данные результатов анализов заквасок по кислотности, активности, микроскопическому  препарату, количеству жизнеспособных клеток молочнокислых, пропионовокислых, бифидобактерий, также по количеству спор мезофильных аэробных бацилл, бактерий группы кишечных палочек, дрожжей и патогенных микроорганизмов, в том числе по сальмонеллам.

Закваски и бактериальные  концентраты нужно использовать вскоре после получения из специальных  цехов или лабораторий. До употребленш их хранят в холодильнике при температуре не выше 8 °С. Нельзя применять закваски и бактериальные концентраты с истекшим сроком хранения, Флаконы с заквасками вскрывают непосредственно перед употреблением и используют все содержимое флакона сразу.

Поступающие на предприятие  закваски ослаблены в результате транспортирования и воздействия  температуры, поэтому их необходимо восстановить с помощью предварительного культивирования. Критерием оценки восстановления закваски является определение  сквашивающей активности. Их выращивают на стерилизованном молоке, допускается  использование пастеризованного молока (92-95 °С 20-30 мин). Посуду и инвентарь, используемые для приготовления заквасок, моют и дезинфицируют в отдельном помещении заквасочного отделения. Дли дезинфекции используют растворы препаратов хлора, содержащие 150-200 мг/л активного хлора. Мелкий инвентарь и посуду стерилизуют в автоклаве или сушильном шкафу. Для получения материнской закваски мезофильных молочнокислых стрептококков одну порцию сухой закваски вносят в 2 л стерилизованного молока и термостатируют при 26 °С в течение 12-16 ч. Для приготовления вторичной (промежуточной) закваски в стерилизованное молоко вносят 0,5-1 % материнской закваски и культивируют посевы 10-12 ч. Если в закваске преобладает Lac.cremoris, то период сквашивания продлевают до 12-14 ч., или увеличивают количество посевного материала до 2-3 %. Производственную закваску мезофильных стрептококков получают посевом в пастеризованное молоко 0,5-1% или 2-3 % вторичной производственной закваски и выращиванием посевов также в течение 10-12 ч. или 12-14 ч. XII. МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ЗАКВАСОК

Молоко, используемое для  приготовления заквасок, должно соответствовать  требованиям первого класса по редуктазной пробе, которую производят 2-3 раза в неделю.

Эффективность пастеризации молока для производства заквасок контролируют 1 раз в 10 дней на наличие бактерий группы кишечных палочек. Для этого 10 см3 пастеризованного молока высевают в 40 см3 среды Кесслер и культивируют при 37 °С в течение 24 ч. БГКП не должны выявляться в 10 см3 пастеризованного молока.

Эффективность пастеризации молока проверяют также в том  случае, если в стрептококковых заквасках  обнаружены палочки.

Для этого асептически отбирают 10 см3 пастеризованного молока и помещают его в стерильную пробирку или колбу. Пробу выдерживают 24-48 ч при 40-45 °С, после чего отмечают характер полученного сгустка и просматривают его микроскопический препарат.

Если пастеризация была проведена  при температуре ниже 90 °С, сгусток получается плотным и под микроскопом обнаруживают большое количество стрептококков; при пастеризации 92-95 °С и недостаточной выдержке или без эффективного перемешивания, сгусток в пробирках может быть слабым, микроскопированием выявляют в препаратах зернистые и незернистые палочки.

При правильно проведенной  пастеризации (температура 92-95 °С с выдержкой 20-30 мин) в молоке наблюдается пептонизация (отделение сыворотки и наличие зоны просветления в верхнем слое), а при микроскопировании выявляются споровые палочки.

Качество маточной и производственной заквасок на стерилизованном молоке контролируют по активности (предельной кислотности и продолжительности  свертывания молока). В случае ее снижения проверяют количество технологической  заквасочной микрофлоры и чистоту  закваски путем просмотра окрашенного  микроскопического препарата не менее чем в 10 полях зрения микроскопа.

Качество производственной закваски на пастеризованном молоке проверяют ежедневно, определяя  активность, наличие посторонней  микрофлоры путем просмотра микроскопического  препарата, содержание БГКП, органолептические  свойства сгустка, наличие ацетоина, диацетила, углекислоты и выясняют причины нарушения процесса сквашивания, если таковые имеются.

Контроль кефирных грибковой  и культуральной заквасок проводят по кислотности, содержанию БГКП и микроскопическому препарату. При возникновении пороков кефирной закваски проводят дополнительное исследование состава микрофлоры. В кефирных заквасках БГКП должны отсутствовать в 3 см3. Соотношение различных микроорганизмов, входящих в состав кефирных грибковой и культуральной заквасок, примерно одинаковое и составляет в 1 см3: мезофильных молочнокислых стрептококков 108-109; термофильных молочнокислых стрептококков 105-106; ароматобразующих

молочнокислых бактерий 107-108; дрожжей 104-105; уксуснокислых бактерий 103-104.

Активность закваски контролируют по кислотности и продолжительности  сквашивания. Производственные закваски для творога, сметаны и обыкновенной простокваши должны иметь кислотность 80-85 °Т; для масла и сыров с низкой температурой второго нагревания — 90-100 °Т. Кислотность заквасок молочнокислых палочек (сырной, ацидофильной и болгарской) не должна превышать 95-110 °Т, кефирной — 95-100, закваски для кумыса — 130-160 °Т.

Продолжительность сквашивания  при внесении материнской закваски молочнокислых стрептококков (1-3 %) составляет 6-8 ч, молочнокислых палочек (0,5-1 %) — 4-6 ч.

Чистоту закваски. а также соотношение между компонентами закваски (например, между молочнокислыми стрептококками и палочками) проверяют ежедневно непосредственным микроскопированием препаратов.

Микроскопические препараты  заквасок просматривают в 10 полях  зрения. При этом в заквасках, состоящих  из молочнокислых стрептококков (для  сметаны, творога, простокваши обыкновенной, масла, сыров с низкой температурой второго нагревания), должны обнаруживаться только цепочки кокков и диплококки, равномерно расположенные в поле зрения микроскопа.

В закваске для ряженки, варенца, простокваш мечниковской и южной, йогурта должны присутствовать молочнокислые стрептококки и в меньшем количестве палочки. В закваске для ацидофильной пасты и ацидофильного молока - только палочки.

В кефирной грибковой закваске должны выявляться молочнокислые стрептококки, клетки палочек и дрожжей; в кефирной производственной закваске - молочнокислые  стрептококки в преобладающем количестве, единичные палочки и клетки дрожжей. В случае если возникает сомнение в микроскопической чистоте заквасок, а при микроскопировании окрашенных препаратов посторонней микрофлоры обнаружить не удается, из заквасок делают посев нулевого и 4-5 разведений в стерильное обезжиренное молоко. Посевы термостатируют в течение 72 ч. Закваску молочнокислых стрептококков проверяют на наличие посторонних термофильных палочек, поэтому посевы культивируют при 42 °С. Закваски молочнокислых полочек контролируют на присутствие посторонних стрептококков при температуре 30 °С. Из сгустков готовят микроскопические препараты, просматривают их и определяют наличие или отсутствие посторонних микроорганизмов.

Использование этого метода дает возможность установить наличие  в закваске посторонней микрофлоры в количестве менее десятков тысяч  в 1 см3, которое нельзя обнаружить методом  непосредственного микроскопирования.

Посторонняя микрофлора не должна обнаруживаться при посеве 1 см закваски.

Наличие бактерий группы кишечных палочек в закваске определяют посевом  ее на среду Кесслер. Закваску предварительно нейтрализуют до рН 7,4-7,6, добавляя к 10 см3 закваски 1 см3 10%-ного раствора питьевой соды. Посевы термостатируют при 37 °С в течение 24 ч. Результаты оценивают по образованию или отсутствию газа в газовке. БГКП должны отсутствовать при посеве 3 см3 закваски для кефира и 10 см3 закваски для остальных продуктов. Анализ на наличие бактерий группы кишечных палочек производят из каждой емкости закваски ежедневно.

Определение наличия диацетила + ацетоина и углекислоты производят в заквасках для масла и сыра.

Содержание диацетила и ацетоина определяют по креатиновой пробе. На белую фарфоровую пластинку наносят в равных объемах (по 1 капле) фильтрат закваски, 40%-ный раствор КОН и 0,04%-ный раствор креатина, тщательно перемешивают.

Отмечают время появления  розового окрашивания. Если порозовение произошло менее чем за 7 мин, то закваска считается хорошим продуцентом четырехуглеродных соединений (диацетила + ацетоина). Если же появление розового окрашивания отмечается после 7-10 мин, это указывает на слабую ароматобразующую способность микроорганизмов.

Наличие углекислого газа в закваске устанавливают, наливая  в пробирку диаметром 15 мм закваску (20 см ), отмечают ее уровень и ставят на водяную баню с холодной водой. Температуру воды доводят до 90 °С и, не вынимая пробирки, отмечают уровень. Если закваска содержит углекислый газ, то сгусток становится губчатым и поднимается над сывороткой от 0,6 до 5 см и более.

Состав микрофлоры кефирной закваски (производственной и грибковой) определяют методом предельных разведений путем посева различных разведений в стерильное обезжиренное молоко и  культивирования их в течение 3 сут. После этого микроскопируют препараты, приготовленные из содержимого пробирок со свернувшимся молоком. На основании полученных результатов составляют числовую характеристику и определяют количество лактококков и лактобактерий по методике, описанной при определении молочнокислых бактерий в молоке.

Ароматобразующие молочнокислые  стрептококки выявляют на плотной среде  с цитратом кальция при посеве различных разведений закваски. Посевы культивируют при 26 °С в течение 3-5 сут. Затем учитывают колонии, образующие зоны просветления в данной среде.

Дрожжи определяют чашечным методом на сусловом агаре при посеве различных разведений закваски и последующем выращивании при 24 °С в течение 3-5 сут.

Уксуснокислые бактерии определяют методом предельных разведений путем  посева разведений в стерильное обезжиренное молоко и термостатирования их при 30 °С в течение 3-5 сут. Учет положительных результатов проводят по желтому кольцу, образующемуся на поверхности свернутого молока.

Требования к закваскам, регламентируемые Санитарными правилами  и нормами, представлены в табл.

Наличие бактериофага устанавливают  посевом закваски в стерильное обезжиренное молоко с добавлением раствора метиленового синего. Если в процессе культивирования  после обесцвечивания метиленового синего через 4-5 ч снова наблюдается  посинение молока, это указывает  на наличие в закваске бактериофага. Установление причин нарушения процесса сквашивания. Основными причинами нарушения процесса сквашивания является наличие в молоке ингибирующих веществ или бактериофага.

Для выявления причин несквашивания наблюдают за развитием молочнокислых стрептококков в молоке в первые часы после внесения закваски. Если молоко содержит ингибирующие вещества, развитие микроорганизмов закваски не наблюдается с самого момента заквашивания, если же причиной несквашивания является развитие бактериофага, то сначала наблюдается увеличение количества клеток, а через 2-3 ч - их исчезновение в результате лизиса. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В нашей стране кисломолочные  продукты особенно широко стали применять  с начала XX в., когда И. И. Мечников впервые изучил значение их в питании  человека. Он установил, что молочнокислые  бактерии, попадая в кишечник вместе с кисломолочными продуктами, создают  кислую среду, препятствующую развитию гнилостных бактерий, которые вызывают распад белков пищи с образованием токсических веществ, отрицательно влияющих на жизнедеятельность макроорганизма. Многие кисломолочные продукты содержат антибиотические вещества, подавляющие развитие кроме нежелательной микрофлоры кишечника также возбудителя туберкулеза, стафилококков и других микроорганизмов. Антибиотические вещества могут образовывать ацидофильная палочка, молочный и сливочный стрептококки, бифидобактерии и др.

Кисломолочные продукты имеют  большую ценность с точки зрения физиологии питания. Под действием  молочной кислоты казеин молока коагулирует  в виде мелких хлопьев и усвояемость  кисломолочных продуктов повышается. Так, простокваша в течение 1 ч  усваивается организмом человека на 92 %, а цельное молоко — на 32 %.

В таких кисломолочных  продуктах, как кефир и простокваша, содержатся жирорастворимые витамины А, D, Е, которые накапливаются в результате жизнедеятельности бактерий. Творог и кисломолочные напитки богаты солями фосфора, кальция, магния, участвующими в обмене веществ организма человека. Кумыс, кефир, ацидофильно-дрожжевое молоко содержат диоксид углерода и молочную кислоту, следы алкоголя, которые оказывают сильное секреторное воздействие на пищеварительные железы, что улучшает процесс пищеварения и усвоения пищи.

Кисломолочные продукты содержат в достаточном количестве незаменимые  легкоусвояемые аминокислоты.

В связи с широким применением  антибиотиков в медицине повысилась роль продуктов, содержащих ацидофильные палочки и бифидобактерии. Их использование дает возможность восстановить нормальную микрофлору кишечника, угнетаемую антибиотиками. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Степаненко П. П. Микробиология  молока и молочных продуктов.—М.: Лира, 2002.—413с.

2. Банникова Л.А., Королева  Н.С., Семенихина В.Ф. Микробиологические  основы молочного производства. - М.: Агропромиздат, 1987. - 400 с.

3. Королева Н.С., Семенихина  В.Ф. Санитарная микробиология  молока и молочных продуктов. - М.: Пищевая промышленность, 1980. -256 с.

4. Микробиология продуктов  животного происхождения /г.-Д.  Мюнх, X. Заупе, М. Шрайтер и др./ Пер. с нем. Е.Г. Токаря под ред. д-ра биол наук Н.С. Королевой, канд. биол. Наук Н.В. Билетовой, канд вет наук Р.П. Корнелаевой.- М.: Агропромиздат, 1985. - 591с.

5. Полищук П.К., Дербинова Э.С., Казанцева Н.Н. Лабораторный практикум по микробиологии молока и молочных продуктов. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 200 с.

6. Гигиенические требования  к качеству и безопасности  продовольственного сырья и пищевых  продуктов. Санитарные правила  и нормы (САНПиН 2.3.2.560-96). - М., 1997.