Основы микробиологии

Микробы проникают в  молоко из внешней среды через  выводные протоки, молочную цистерну и  сосковый канал. Для некоторых из них молоко служит хорошей питательной  средой.

Больше всего микробов бывает в сосковом канале, молочной цистерне и меньше — в выводных протоках и альвеолах. Часть микробов под действием цидных веществ погибает, сохраняются более стойкие микрококки и стрептококки, которые по своим свойствам близки к молочнокислым стрептококкам кишечного происхождения. Микробы скапливаются у соскового канала и 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 сдаивать в отдельную посуду, чтобы исключить загрязнение всего молока и окружающей среды. Обсеменение молока микробами 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.

В большом количестве микробы содержатся на поверхности кожного покрова животного. Чем грязнее кожа, тем их больше попадает в молоко. Так, по данным Бакгауза и Конгейма, 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 их количество снижается до 3 тыс. в том же объеме. Микробы на поверхность кожи попадают из корма, подстилки, навоза, воздуха.

Еще одним источником загрязнения молока могут быть корма: при их раздаче образуется много пыли. Вместе с пылью в молоко попадают и микробы. 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. По данным А. К. Скороходько, кишечная палочка, сальмонеллы, бактерии брюшного тифа в торфяной подстилке погибают в течение 6—8 дней.

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. Показатели санитарного качества молока отражены в следующей таблице1:

Таблица 1-Санитарное качество молока при стойловом содержании коров (по Е.Ш. Акопяну)

Из данных таблицы видно, что  качество молока при ручном доении оказалось выше, чем при машинном. Все вышеперечисленные источники  загрязнения молока могут быть сведены  к минимуму или устранены при соблюдении зоогигиенических и других правил в местах расположения дойных животных и в процессе получения продукта.

Следует отметить еще один вид загрязнения  молока, который связан с новым  видом Bacillus, выявленным экспертами Международной молочной федерации (ММФ) и названным Bacillus sporothermodurans (Петерсон и др.,;. 1996). Вacillus sporothermodurans можно выделить из УВТ- и стерилизованного цельного и обезжиренного молока, УВТ-сливок, шоколадного молока, сгущенного и восстановленного молока. Эти термоустойчивые образователи спор не изменяют стабильность или сенсорные характеристики УВТ-молока. Во всех случаях, когда загрязнение этими бактериями обнаруживали после инкубации, их общее количество в молоке в картонных упаковках никогда не превышало максимум -150/мл. Однако иногда при кипячении такого загрязненного молока отмечается свертывание. Свертывание и розоватый цвет обусловлены длительным сроком хранения молока, разлитого в пластмассовые бутылки. Такие упаковки — плохой барьер для кислорода по сравнению с картонными. Рост бактерий возможен в молоке, расфасованном в разные упаковочные материалы: полиэтилен, картон, «Терта-брик» и алюминий.

Загрязнение УВТ- и стерилизованных  молочных продуктов Bacillus sporothermodurans происходит, очевидно, не в результате вторичного загрязнения, а из-за выживаемости спор в ходе процесса тепловой обработки (Хаммер и др., 1995). Можно рассматривать разные источники загрязнения[5, с.41-58].

Первым возможным источником Bacillus sporothermodurans является сырое молоко, загрязненное на ферме. В 1955 г. впервые Вacillus sporothermodurans были обнаружены в сыром молоке, поставленном с фермы. В 1966 г. провели анализ 100 образцов сырого молока, взятых в шести разных географических регионах. Для выявления Bacillus sporothemiodurans использовали метод на основе PCR (реакция цепи полимеразы). Положительный результат на уровне 100 мл дали три образца из одного и того же региона. Эти результаты предполагают случайное или локальное присутствие и (или) очень низкий уровень загрязнения сырого молока спорами Bacillus sporothermodurans. Споры были обнаружены только в 2 из 120 образцов кукурузного силоса, травяного силоса и сахарной свеклы. Поэтому загрязнение сырого молока на ферме через корма и доильное оборудование наиболее вероятно, но еще не доказано.

Повторная переработка загрязненных партий УВТ- или стерилизованных  молочных продуктов может считаться  вторым возможным путем загрязнения  Bacillus sporothermodurans. Поскольку споры могут сохранять жизнедеятельность после тепловой обработки, то одна загрязненная упаковка, содержащая 103 споры/мл, может привести к загрязнению значительной части УВТ-молока при последующем производстве.

Третий путь загрязнения возможен при переработке загрязненного  сухого молока. Хаммер и др, (1995) сообщали о выделении Bacillus sporothermodurans в сухом молоке, используемом для переработки.

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 (цидная, статическая) фаза характерна для свежевыдоенного молока, в нем отмечается задержка роста микроорганизмов. Иногда эту фазу называют бактерицидной, что не соответствует действительности. По данным ряда авторов, антимикробные вещества молока обладают статическим действием, задерживают рост микробов и не разрушают их клеток (И. И. Архангельский, П. А. Обухов). По данным других авторов, отмечается цидное действие микробов (А. Ф. Войткевич, С. А. Королев, В. И. Мутовин), в связи с чем такую фазу правильнее назвать антимикробной, что отражает существо вопроса.

Антимикробные свойства молока связаны  с у- и р-глобулинами и обусловливаются  содержанием в нем лизоцимов, лактенинов, бактериолизинов, антитоксинов, агглютининов и других веществ, которые поступают из крови или синтезируются молочной железой, В. И. Мутовин антимикробные свойства молока объясняет наличием в нем лизоцима М, а в вымени — лизоцима В. 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 (по данным некоторых исследователей, три) лактенина. Первый из них содержится в молозиве, термолабилен; второй — в молоке, устойчив к высокой температуре. Лактенины связаны с одной из фракций белков молока — р- глобулинами. Их больше содержится в начале лактации и меньше — в конце ее. И. И. Архангельский и другие исследователи указывают на родство антимикробных веществ крови и молока, которые являются одними и теми же белками животного организма.

М. П. Бутко, Б. А. Степанова установили, что иммунное молоко обладает статическим, а не цидным действием, оно лишь задерживает размножение микробов. Активность антимикробных веществ обусловлена чистотой продукта и температурой его хранения. С повышением температуры их активность понижается, а при 55 °С и выше наступает инактивация.

По данным Р.Б.Давыдова, в зависимости от температуры  хранения продолжительность антимикробной  фазы молока резко изменяется и составляет при 0°С 48 ч, при 5^оС 36, при 10^оС 24, при 25^оС 6, при 30 °С 4 и при 37^оС 2 ч. Следовательно, для сохранения активности антимикробных веществ в молоке его необходимо быстро охлаждать.

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 микроорганизмы. В начале фазы наблюдается развитие разных групп микроорганизмов, но преобладают аммонификаторы. 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 8^оС (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 40^оС.

Фаза молочнокислых  бактерий наблюдается только при температуре хранения молока выше 10°С. Она характеризуется преобладанием в начале периода стрептококков, а в конце — молочнокислых палочек. Молоко сквашивается. В такой среде клетки других микробов погибают. Продукты жизнедеятельности становятся небезразличными и для самих молочнокислых бактерий, главным образам для стрептококков. Они не выдерживают низкого рН и к концу периода полностью исчезают 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.