Мікробіологія молочних продуктів

                    8. Мікробіологія виробництва кисломолочних напоїв

 Мікрофлора незбираного  молока

Основними джерелами мікрофлори молока при доїнні є вим’я тварини, шкіра, корм, гній, обладнання, повітря (первинна мікрофлора), крім того, а ньому може вже початися потрапивши мікроорганізмів, які до нього потратили. При зберіганні в молоці відбувається розмноження всієї мікрофлори, яка потрапила в молоко (вторинна мікрофлора).

Джерела первинної мікрофлори молока. Мікрофлора вимені. Вим’я корови захищається від зовнішнього середовища складовим каналом, який здійснює на мікроби бактерицидну дію. При порушенні захисних функцій складового каналу мікроби потрапляють в вим’я і розмножуються в сосковій цистерні в період між доїннями. Вони здоюються з першими струмінцями молока, які не повинні потрапляти в загальну масу молока. Проникнення мікроорганізму в вим’я може відбуватися через отвір соска, через рани при враженні шкіри вимені чи соска, шляхом протікання через вим’я інфікованих крові і лімфи. Шкіра вимені торкається стійла і пасовища, залишків гною, підстилки, рук доярок. Завдяки високій температурі (на 1 -2°С нижче температури тіла тварини) на шкірі створюються сприятливі умови для розвитку мікробів. При недостатньому догляді і дезінфекції на 1 см³ шкіри вим’я спостерігається більше ніж 10⁵ мікробів. Під час доїння кількість мікробів знижується від 10³ в 1 дм³ до 50 в 1 дм³.

Гній. В 1 г свіжого коров’ячого гної міститься от 10⁴ до 10⁵ мікробів, в 1 г старого навозу – від 10⁶ до 10⁷ мікробів. Гній може містити патогенні і небажанні для виробництва мікроби (збудники вад). В ньому часто знаходяться сальмонели.

Корм. Корм низької якості може викликати у тварини пронос, що збільшує ризик потрапляння частинок гною в молоко.

Повітря. З повітря мікроорганізми можуть потрапляти в молоко при ручному доїнні. Їх кількість в 1 см³ сирого молока може складати 10 – 1500. Повітря є джерелом обсіменіння молока мікрококами і спороутворюючими бактеріями.

Обладнання. Якщо обладнання для первинної обробки молока знаходиться в незадовільному стані, воно може стати джерелом обсіменіння молока мікроорганізмами. В цьому випадку в молоці може міститися  від 5000 до 500000 мікробів.

Взагалі в молоці після доїння знаходяться  ті ж мікроорганізми, що і на доїльних установках .

 

 

 

Таблиця 8.1

Мікроорганізми	Джерело потрапляння	Середній вміст в 1 см3 молока, КУО
Психротрофні мікроорганізми	Вода, залишки молока	102 – 106
Бактерії групи кишкової палички	Залишки молока	102 і вище
Стафілококи	Заражене молоко	5*102
Мікрококи і коринебактерії	Молоко, повітря	5*104
Ентерококи	Молоко	4*(103 – 104)
Молочнокислі стрептококи	Залишки молока	103 – 106
Молочнокислі палички	Молоко	102 – 104
Спороутворюючі бактерії	Молоко (влітку)	10 – 20
	Молоко (взимку)	100 – 200

       

Вторинна мікрофлора. Відразу після отримання молока розмноження мікробів в ньому припиняється, цей проміжок часу називають бактерицидною фазою. Час бактерицидної фази залежить в основному від початкового обсіменіння молока мікроорганізмами і температури його зберігання. Якщо початкове обсіменіння молока невисоке, то бактерицидна фаза при 3 – 5 °С складає 24 години і більше. При високому бактеріальному обсіменінні її тривалість 3 – 5 годин при низькій температурі, а при високих вона взагалі відсутня.

Для забезпечення збереженості якості молока вміст бактерій в сирому молоці відразу після доїння не повинен перевищувати 10⁵ в 1 см³; температуру охолодження молока слід вибирати в залежності від терміну зберігання: 8 – 10 °С при тривалості до 24 годин, 3 – 5 °С при тривалості більше 24 годин.

Кількість психротрофних бактерій , дріжджів і плісеней при температурі 4,3 °С на протязі зберігання 18,5 годин залишається майже на початковому рівні. Психротрофні мікроорганізми вільно розмножуються  при температурах 7 °С і нижче при тривалих термінах зберігання. При підвищенні температури їх розвиток пригнічується розмноженням іншої сапрофітної мікрофлори (молочнокислої). В молоці з початковим вмістом психротрофних бактерій 10² після зберігання на протязі 24 годин при 17 °С може накопичитися до 10⁶ клітин цих мікроорганізмів.

Основні фактори, які визначають гігієнічну якість сирого молока. Гігієнічна якість сирого молока визначається наступними показниками: вмістом патогенних мікробів; вмістом сапрофітних мікроорганізмів і інтенсивністю їх обміну речовин; вмістом соматичних клітин; наявністю інгібуючих речовин.

Вміст патогенних мікроорганізмів. В сире молоко патогенні мікроорганізми можуть потрапляти із крові хворих тварин, від людини, із навколишнього середовища, кала тварин,  рук доярок, вимені враженого маститом.

 Вміст сапрофітних мікроорганізмів і інтенсивність їх обміну речовин. В результаті розвитку мікроорганізмів і їх обміну речовин в молоці з’являються біохімічні зміни. Біохімічні зміни в середовищі наступають тоді, коли кількість мікроорганізмів в ньому досягає в середньому 10⁶ в 1 см³. При розвитку великої кількості видів мікроорганізмів утворюється піруват, який займає центральне місце в обміні речовин мікробів.  Серед мікроорганізмів, які знаходяться в молоці особливе місце займають спороутворюючі бактерії, вони викликають вади продуктів.

Вміст соматичних клітин у молоці. При зальних хворобах молочної залози в молоці з’являється велика кількість соматичних клітин. У молоці здорових тварин переважають епітеліальні клітини, які утворюються у вимені в процесі старіння і обновлення тканин. Підвищений вміст в молоці соматичних клітин, особливо лейкоцитів, свідчить про те, що молоко отримане від хворої тварини. Одночасно в молоці знаходять і велику кількість мікробів – збудників маститу – патогенних стафілококів, гемолітичних стрептококів. Переробка молока з високим вмістом соматичних клітин може призвести до скорочення терміну зберігання питного молока при низьких температурах, появи осаду в стерилізованому молоці.

Вміст інгібуючих речовин в молоці. Інгібуючі речовини, які містяться у молоці, можуть потрапляти в нього з різних джерел: природній – молочні інгібітори, які обумовлюють бактерицидні властивості молока, які вводяться при лікуванні тварини (антибіотики); які потрапляють з кормами (антибіотики, пестициди та ін.); які потрапляють в молоко ззовні (залишки мийно-дезінфікуючих засобів, продукти обміну мікроорганізмів та ін.).

 Зміна якісного та кількісного складу мікрофлори на кожній операції технологічного процесу

Напрямок розвитку мікрофлори при виробництві кисломолочних напоїв визначається наступними основними факторами: пастеризація молока при виробництві кисломолочних напоїв здійснюється при більш високих температурах і тривалій витримці. Завдяки цьому в молоці отримують перевагу термостійкі мікроорганізми – термостійкі молочнокислі палички, ентерококи. Ця мікрофлора знаходиться і на обладнанні при виробництві кисломолочних напоїв. Молоко, яке пастеризується при  підвищених температурах, представляє собою краще середовище для розвитку мікроорганізмів, особливо молочнокислих , ніж сере молоко чи пастеризоване при низьких температурах. Основна мікрофлора, яке веде процес сквашування, вноситься з закваскою, однак мікрофлора пастеризованого молока і та, яка потрапляє з обладнання також розмножуються в процесі сквашування. Розмноження незаквасочної мікрофлори відбувається одночасно з розвитком мікрофлори заквасок; частина мікрофлори незаквасочного походження активується в присутності мікроорганізмів закваски, частина - пригнічується. Деякі мікроорганізми, а також бактеріофаги, пригнічують розвиток мікрофлори закваски. Інтенсивність розмноження всієї мікрофлори кисломолочних напоїв і кінцеве співвідношення між її представниками залежать також від якості молока, температури і тривалості сквашування і охолодження.

   Якісний та  кількісний склад мікрофлори  готового продукту

   Вміст мікроорганізмів в 1 см³. (1г) в молоці після заквашування і в готовому продукті  наведено в таблиці 8.2

   Таблиця 8.2

Вид мікроорганізмів	Молоко після заквашування	Готовий продукт
Мезофільні молочнокислі лактококи Термостійкі молочнокислі палички	(2-8)·106 102-104	108-109 103-107

  Роль  мікрофлори  в формуванні  якості  кисломолочних напоїв

   Характеристика  мікрофлори йогурту вплив  її на формування якості та виникнення вад  приведено в таблиці 8.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Таблиця 8.3

Мікроорганізми		Джерело потрапляння	Умови ,що сприяють розмноженню	Формування якості	Вада
1		2	3	4	5
S. thermophilus               L. bulgaricus           Дріжджі     Бактерії групи кишкової палички	Закваска               Закваска           Обладнання     Обладнання		Температура не вище 40 °С           Температура 40 °С         Температура значно нижче 40 °С Температура 40 – 43 °С, затримання процесу сквашування	Активне сквашування на початку процесу, підготовка сприятливих умов для розвитку L. bulgaricus, формування консистенції Активізація розвитку, S. thermophilus активне кислотоутворення, ароматоутворення                -                  -	Надлишкова в’язкість             Скисання продукту         Вздуття     Нестандартна продукція

 

  Роль  мікрофлори  в формуванні  якості  кисломолочних напоїв

   Характеристика  мікрофлори кефіру вплив  її на формування якості  та виникнення вад  приведено в таблиці 8.4

 

Мікроорганізми	Джерело потрапляння	Умови ,що сприяють розмноженню	Формування якості	Вада
1	2	3	4	5
Debaryomyces hansenii             Kiuyveromyces marxianus subp. Marxianus   Lactococcus lactis       Lactococcus cremoris       Lactococcus diacentyactis	Закваска                      Закваска        Закваска            закваска         закваска	Температура 10-12 °С         Температура 10-12 °С     Температура 28-32 °С           Температура 22-30°С       Температура 28-32 °С	За рахунок свого метаболізму, вони впливають на запах і структуру.     Активний кислотоутворювач   Використовують у виробництві для отримання густої консистенції   Утворює щільну консистенцію, часто з бульбашками газу, смак чистий, кислуватий, запах специфічний, обумовлений накопиченням діацетилу.	Надлишковий розвиток дріжджів у кефірній заквасці може викликати газоутворення в кефірі і навіть здуття   При попаданні в пастеризоване молоко може привести до його скисання                   -                      -                          -

 

Якісний та  кількісний склад мікрофлори  готового продукту

   Вміст мікроорганізмів в  1 см³. (1г) в молоці після заквашування і в готовому продукті  наведено в таблиці 8.5

   Таблиця 8.5

 

Вид мікроорганізмів	Молоко після заквашування	Готовий продукт
Термостійкі молочнокислі палички Lactococcus lactis Lactococcus cremoris   Дріжджі Оцтовокислі	102-104 109               105-106             104-105	103-107 109

 

Роль  мікрофлори  в формуванні  якості  кисломолочних напоїв

   Характеристика  мікрофлори біокефіру вплив  її на формування якості  та виникнення вад  приведено в таблиці 8.6

Мікроорганізми	Джерело потрапляння	Умови, що сприяють розмноженню	Формування якості	Вада
1	2	3	4	5
Lactobacillus acidophius     Streptococcus thermophilus     Bifidobacteria	закваска       закваска       закваска	Температура 37-38 °С     Температура 40-45 °С       Температура 36-38 °С	Культура дає високу в`язкість і низький рівень аромату   активне кислотоутворення, ароматоутворення     Синтезують вітаміни  фолієву кислоту, а також незамінні амінокислоти	надлишкова кислотність   Надлишкова в’язкість              -

 

 

Якісний та  кількісний склад мікрофлори  готового продукту

   Вміст мікроорганізмів  в 1 см³. (1г) в молоці після заквашування і в готовому продукті  наведено в таблиці 8.7

Вид мікроорганізмів	Молоко після заквашування	Готовий продукт
Lactobacillus acidophius Streptococcus thermophilus Bifidobacteria	106-107

 

Роль  мікрофлори  в формуванні  якості  кисломолочних напоїв

   Характеристика  мікрофлори біфілайфу вплив  її на формування якості  та виникнення вад  приведено в таблиці 8.8

Мікроорганізми	Джерело потрапляння	Умови, що сприяють розмноженню	Формування якості	Вада
1	2	3	4	5
Bifidobacteria         Streptococcus thermophilus     Lactobacillus bulgaricus       Lactobacillus helveticus	закваска           закваска       закваска         закваска	Температура 36-38 °С         Температура 40-45 °С     Температура 40-45 °С       Температура 40 °С	Синтезують вітаміни  фолієву кислоту, а також незамінні амінокислоти   активне кислотоутворення, ароматоутворення     утворюють також оцетальдегід, який надає продукту специфічного смаку  та аромату    використовується як сильний кислотоутворювач	-         Надлишкова в’язкість   Скисання продукту       надлишкова кислотність