Пищевая Биохимия / Дроздова Е.А. Микрофлора продовольственного сырья и продуктов его переработки

запаха. За счет того, что молоко обретает горький вкус, неприятный затхлый запах,

оно не может использоваться в пищу ни людьми, ни животными. Гнилостные микроорганизмы представлены споровыми (сенная, картофельная бациллы) и

неспоровыми (микроорганизмы гниения, протей) микробами, а также микрококками и некоторыми видами молочнокислых бактерий, имеющих протеолитическую активность. К последним относят энтерококков (стрептококков кишечного происхождения), в частности, маммококков, обладающих умением не только окислять молочный сахар, но и разлагать белки молока, этот процесс происходит с появлением горького вкуса у продукта.

7.1 Микробиология сырого и пастеризованного молока

Микробная флора свежего молока многообразна. В микрофлоре продукта содержание микрококков максимально по сравнению с другими бактериями. К ним относятся молочнокислые бактерии, микробы группы кишечной палочки,

микроорганизмы, обладающие способностью флуоресцировать. Также обнаруживаются спорообразующие бактерии родов Bacillus и Clostridium, плесени,

дрожжи. В сыром молоке обнаруживаются и патогенные бактерий: бруцеллы,

микобактерии туберкулеза, сальмонеллы, золотистый стафилококк и др.

Качественный и количественный состав микробной флоры молока зависит и от характера кормов. Например, если используются сухие корма, то содержание спорообразующих бактерий в молоке выше.

В сыром молоке, которое перерабатывают на питьевое молоко, содержание мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов

(КМАФАнМ) не должно быть больше 1 × 106 КОЕ/см3, а количество термостойких микробов должно превышать значение 4 × 104 КОЕ/см3. К молоку, которое перерабатывают на молочные консервы, более строгие требования: количество спор бактерий не должно быть больше 1 × 102 КОЕ/см3.

221

При хранении первоначальная микробная флора молока меняется в количественном и качественном соотношении.

Отличают следующие фазы:

Бактерицидная фаза. Данная фаза обусловлена отсутствием размножения, а

также незначительным отмиранием микробов. Это происходит за счет содержания в молоке бактерицидного соединения – лизоцима. Длительность данной фазы обусловлена уровнем микробной обсемененности и температурой хранения молока.

Бактерицидная фаза более продолжительна при низких температурах хранения: при

0 °С продолжается около 48 часов, при 10 °С – около 24 часов, а при 30 °С – 3 часа.

Фаза смешанной микрофлоры. Данная фаза обусловлена активным размножением микроорганизмов. По различной температуре хранения молока различают несколько типов микробной флоры:

1) криофлора (микрофлора пониженных температур – от 0 °С до 8 °С).

Обусловлена медленным развитием психрофилов рода Pseudomonas, Achromobacter, Micrococcus;

2) мезофлора (микрофлора средних температур – от 10 °С до 35 °С).

Характеризуется интенсивным размножением молочнокислых микроорганизмов;

3) термофлора (микрофлора высоких температур – от 40 °С до 45 °С). В

молоке распространяются термофильные молочнокислые палочки и стрептококки.

Фаза молочнокислых бактерий. Данная фаза присутствует только при температуре хранения более 10 °С. К концу данной фазы повышается кислотность,

за счет этого происходит сквашивание молока. Другие микробы гибнут за счет кислой среды. Нужно обратить внимание, что сначала развиваются молочнокислые стрептококки, при этом повышается кислотность молока до 120 °Т, а затем – молочнокислые палочки. Эти микроорганизмы гибнут при достижении значений титруемой кислотности от 250 до 300 °Т.

Фаза дрожжей и плесеней. При этой фазе на поверхности кислого молока развиваются плесневые грибы и дрожжи, способные усваивать молочную кислоту.

Кислотность молока понижается, поэтому создаются условия для роста гнилостных

микробов.

222

Следовательно, для предупреждения роста микроорганизмов в сыром молоке его нужно быстро охлаждать. Это увеличит длительность бактерицидной фазы,

достаточной для транспортирования молока на предприятия производства молочной продукции.

7.1.1 Изменение микрофлоры молока при термической обработке

(стерилизации, пастеризации)

Термическую обработку молока нужно проводить для полного устранения патогенных микробов и по возможности более полной ликвидации непатогенной микробной флоры, которая снижает свойства молока и молочных продуктов.

Пастеризация молока – это тепловая обработка молока при температуре менее

100°С. Обычно применяются следующие режимы пастеризации:

1)при температуре от 63 °С до 65 °С в течение 30 минут;

2)при температуре от 72 °С до 76 °С в течение 20-30 секунд;

3)при температуре от 85 °С до 95 °С в течение нескольких секунд. Данный режим называют мгновенной пастеризацией.

При пастеризации молока гибнет от 98 % до 99,9 % вегетативных клеток.

Эффективность пастеризации является удовлетворительной, если остаточная микробная флора содержит не больше 0,1 % от первоначального содержания бактерий в молоке, а бактерии группы кишечной палочки не присутствуют в 10 см3

молока после обработки. Общее количество бактерий в 1 см3 молока, отобранном после секции охлаждения пастеризатора, не должно превышать 10 тыс. Контроль эффективности пастеризации молока проводится не зависимо от качества готовой продукции. Данный контроль осуществляется не менее одного раза в декаду.

Остаточная микробная флора пастеризованного молока состоит из спор микробов рода Bacillus и Clostridium и вегетативных клеток термоустойчивых молочнокислых бактерий, энтерококков и микрококков.

223

Стерилизация молока – это термическая обработка молока при температуре более 100 °С с целью ликвидации вегетативных клеток и многих спор микроорганизмов. Стерилизованное молоко должно отвечать требованиям промышленной стерильности. В нем не должны находиться патогенные и токсигенные микробы, а также микробы – возбудители порчи. Поэтому стерилизованное молоко производят из сырья, имеющего высокое качество. В нем содержание спор микроорганизмов не должно быть более 100 КОЕ в 1 см3 сырого молока. В стерилизованном молоке возможно небольшое содержание спор микробов, которые не размножаются и не изменяют продукт в течении всего срока хранения.

Стерилизация молока осуществляется тремя способами:

1) пастеризация при 75 °С стерилизация при 135-140 °С в потоке охлаждение до 70 °С розлив в стерильные бутылки стерилизация при температуре от 116 °С до 120 °С;

2)стерилизация в потоке при 140 °С охлаждение асептический розлив в стерильные пакеты;

3)пастеризация при 80 °С стерилизация в потоке при 140 °С

асептический розлив в стерильные пакеты.

Однократная стерилизация молока в потоке с последующим розливом является более современным и распространенным методом производства стерилизованного молока.

7.1.2 Виды порчи молока

1 Пороки консистенции.

Несвоевременное свертывание без увеличения кислотности связано с развитием мезофильных гнилостных микрорганизмов вида Bacillus subtilis,

термофильных бацилл B. circulans и B. coagulans. Порок может развиться и за счет термостабильных ферментов психрофильных микробов и микрококков, которые

224

накапливаются в сыром молоке при долгом хранении при пониженных температурах.

Кислотное свертывание молока обусловлено негерметичным укупориванием,

а также нарушением режимов тепловой обработки молока. Порок связан с распространением термоустойчивых и других молочнокислых микробов при хранении продукции в обычных условиях.

Тягучее молоко без повышения и с повышением кислотности. Проявление порока без повышения кислотности связано с развитием возбудителя Bacterium lactis viscosum. Порок, появляющийся с повышением кислотности, связан с развитием молочнокислых микроорганизмов, образующих слизь при сквашивании.

Причины порока – не герметичность укупорки и нарушение режима тепловой обработки молока.

2 Пороки вкуса.

Горький вкус обусловлен развитием в молоке гнилостных микроорганизмов,

разлагающих белки до пептонов. Горький вкус, который возникает без изменения консистенции молока, связан с развитием Bacillus stearothermophilus и других термофильных бацилл. Появление горького вкуса с изменением консистенции обусловлено развитием Bacillus subtilis, B. circulans и B. coagulans.

Прогорклый вкус связан с развитием анаэробных образующих споры микробов рода Cloctridium (маслянокислых). Прогорклый вкус обнаруживается также и при развитии флуоресцирующих микроорганизмов в молоке. Данные микробы окисляют жиры, при этом образуются альдегиды и кетоны.

При сильном загрязнении молока бактериями группы кишечной палочки и флуоресцирующими микроорганизмами, разлагающими белки и образующими летучие соединения с разными запахами, появляется посторонний вкус и запах в молоке.

3 Пороки смешанного характера.

Бродящее молоко связано с высоким образованием газа, возникновением не свойственных запахов. Данный порок в пастеризованном молоке связан с

225

анаэробными клостридиями, образующими газ, а в сыром молоке – с

микроорганизмами группы кишечной палочки и дрожжами.

7.1.3 Микробиологический контроль качества молочных продуктов

Органолептические, физико-химические и микробиологические показатели,

соответствующие требованиям действующей нормативной документации,

определяют качество молочной продукции.

К важным характеристикам молочной продукции относятся безопасность продуктов и микробиологическая стойкость.

Для оценки качества молочной продукции используют количественные и качественные микробиологические показатели. Количественные показатели определяют общее число тех или иных микробов в 1 г или 1 см3 продукции.

Качественные показатели определяют отсутствие (или присутствие)

микроорганизмов тех или иных видов или групп в определенной массе или объеме продукции.

Микробиологические показатели санитарного качества продукта определяют с целью установления его эпидемиологической безопасности. Прямое выявление патогенных микробов в молочной продукции затруднено очень малым количеством данных бактерий по отношению к сапрофитной микрофлоре. В связи с этим, при санитарной оценке молочной продукции используют косвенные методы,

выявляющие уровень загрязнения продукции выделениями людей (уровень фекального загрязнения). Чем больше этот уровень, тем больше вероятность попадания в исследуемый объект патогенных бактерий – возбудителей кишечных заболеваний. Данные методы включают количественный метод – определение количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов

(КМАФАнМ) и качественный метод – определение санитарно-показательных микроорганизмов – бактерий группы кишечной палочки (БГКП).

226

Определение КМАФАнМ в молочной продукции характеризует надежность режима пастеризации молока, качество мойки и дезинфекции инвентаря, выдержку санитарно-гигиенических условий производства и правил личной гигиены работников, условия хранения, транспортировку готовых продуктов. Данный показатель нормируется для всей молочной продукции. Исключение составляют продукты, которые вырабатывают, используя технически полезную микробную флору (микрофлоры заквасок) – кисломолочные продукты, сыры, кислосливочные масла и др.

К санитарно-показательным микроорганизмам относят микроорганизмы,

которые должны отвечать нижеизложенным критериям:

-микроорганизмы должны проживать, развиваться и размножаться в организме людей и животных;

-должны выделяться во внешнюю среду в большом количестве;

-во внешней среде микробы должны сохранять жизнеспособность продолжительное время, но не размножаться;

-должны оставаться неизменными под воздействием окружающей среды,

не должны ингибироваться или стимулироваться другими микробами;

-должны равномерно распределяться в исследуемых объектах внешней

среды;

-должны индефицироваться простыми методами.

При исследовании молока никакая группа санитарно-показательных микроорганизмов не соответствует перечисленным выше критериям, так как все микроорганизмы кишечника человека и животных способны размножаться в молоке, ингибироваться в присутствии бактерий заквасок и менять свои биологические качества. Но все равно в качестве санитарно-показательных микроорганизмов для пищевой продукции в нашей стране используют бактерии группы кишечной палочки, которые объединяют следующие роды семейства

Enterobacteriaceae: Escherichia, Enterobacter, Citrobacter, Klebsiella, Serratia. Данные микроорганизмы составляют нормофлору кишечника людей и теплокровных

животных. Это небольшие грамотрицательные бесспоровые палочки, которые

227

способны сбраживать углеводы, при этом образуя газ. Относятся к факультативным анаэробам. Оптимальная температура их роста составляет 37 °С. Истинная

(фекальная) кишечная палочка Escherichia coli является показателем свежего фекального загрязнения и отличается от других микроорганизмов этой группы тем,

что способна сбраживать углеводы при высоких температурах от 42 °С до 44 °С.

Для всей молочной продукции нормируется количество продукции, в которой БГКП не допускаются. Обнаружение БГКП говорит о некачественном санитарном состоянии объекта и о возможном присутствии в нем возбудителей кишечных инфекций.

Внекоторой молочной продукции нормируется присутствие золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus), как возможного возбудителя пищевой интоксикации. Такие продукты включают творог, сыр.

Вмолочной продукции не допускается присутствие в 25 г патогенных микробов, в том числе и сальмонелл.

Под термином «микробиологическая стойкость» понимают потенциальную возможность хранения продукта без порчи. Группа показателей микробиологической стабильности продукции включает 2 показателя: определение количества микроскопических грибов и определение содержания дрожжей. Данные микроорганизмы развиваются в широком температурном диапазоне и являются не редкой причиной порчи молочной продукции в процессе долгого хранения. В связи с этим данные показатели обязательно определяют для установки срока годности и режимов хранения новых видов молочной продукции и при оценке качества всей молочной продукции с наполнителями растительного происхождения.

7.1.4Характеристика заквасок и бактериальных концентратов,

используемых в молочной промышленности

Закваски – чистые культуры или смесь чистых культур молочнокислых бактерий, которые вносятся в молоко с целью получения кисломолочных продуктов

228

высокого качества. Для получения кисломолочных продуктов обычно используют закваски, которые состоят из разных штаммов, а часто и из различных видов и родов микробов. Это позволяет получить закваску, которая устойчива к воздействию неблагоприятных факторов. Специальные лаборатории или заводы по получению бактериальных препаратов занимаются производством различных сочетаний заквасок для изготовления кисломолочных продуктов. Из данных учреждений закваски транспортируют непосредственно на предприятия, на которых получают молочную продукцию.

Жидкие закваски готовят на стерильном молоке. Фасуют их во флаконы по 20, 50 и 100 см3. Достоинством данных заквасок является повышенная активность микробной флоры, бактериальная чистота. Недостатком этих заквасок является малый срок хранения (до 3 недель при 4-6 °С и до 5 дней при комнатной температуре). Концентрация живых клеток в жидких заквасках составляет около

107-108 клеток в 1 см3.

Сухие закваски – обезвоженные жидкие закваски в защитной среде. Жидкую закваску в количестве 30 % вносят в защитную среду – водный раствор, который состоит из сахарозы (10 %), цитрата натрия (5 %), глутамата натрия (2,5 %) и

желатозы (5 %). Смесь мешают, фасуют в пенициллиновые флаконы по 1 см3 (одна порция), замораживают и высушивают путем сублимационной сушки. Сухую закваску можно хранить не больше 8 месяцев при температуре от 3 °С до 8 °С.

Сухие и жидкие бактериальные концентраты готовят культивированием чистых культур молочнокислых микроорганизмов на специализированных жидких питательных средах. Затем отделяют клетки от культуральной жидкости. После полученный концентрат вносят в защитную среду, охлаждают, разливают по пенициллиновым флаконам. Для получения сухих концентратов удаляют влагу,

применяя метод сублимационной сушки. В качестве питательных сред используется молочная сыворотка, с добавлением в нее кукурузного экстракта (или аминокислотно-минерально-витаминного комплекса), буферных солей (цитрата или ацетата натрия) и стимуляторов роста (сульфата марганца, аскорбиновой кислоты и

др.). Концентрация клеток молочнокислых микроорганизмов в жидких

229

концентратах не меньше 1,5 × 1011 в 1 см3, в сухих – не меньше 1,5 × 1011 – 3,0 × 1011

в 1 г. Срок хранения сухих концентратов – не больше 8 месяцев при температуре от

3 °С до 8 °С, жидких – до 2 месяцев при той же температуре.

Кефирные грибки получают культивированием на обезжиренном пастеризованном молоке на предприятиях по производству молочной продукции. Во время роста грибков 1-2 раза в неделю их отделяют от культуральной закваски,

затем помещают в стерильные флаконы, заливают обезжиренным молоком или сывороткой. Срок хранения кефирного грибка – не больше десяти дней при температуре от 8 °С до 10 °С.

Сухие кефирные грибки получают из натуральных (живых) кефирных грибков, высушивая их в защитной среде. Состав защитной среды: молочная сыворотка с добавлением сахара (0,5 %) и аскорбиновой кислоты (0,01 %).

Отделенные от культуральной жидкости грибки, вносят в защитную среду в соотношении 1:20 и выдерживают в ней от 5 до 6 часов при температуре от 20 °С до

22 °С для наращивания дрожжей. Дрожжи более чувствительны к замораживанию и высушиванию. Далее грибки отделяют от защитной среды, укладывают в стерильные лотки слоем 8 мм, накрывают стерильной марлей, подвергают заморозке и сушат методом сублимационной сушки. Сухие кефирные грибки расфасовывают по 10, 20, 50 и 100 г в пакеты из полиэтилен-целлофана и запаивают. Срок хранения кефирных грибков три месяца при температуре не более 8 °С.

7.1.5 Кисломолочные продукты и их классификация в зависимости от

состава микрофлоры заквасок

В зависимости от состава микробной флоры заквасок кисломолочную продукцию делят на 5 групп:

1 Продукты, приготовленные с использованием многокомпонентных заквасок.

Продукты данной группы включают кефир и кумыс. Их готовят, используя естественную симбиотическую закваску – кефирного грибка. Кефирные грибки

230