Дрожжевое производство. Дрожжи это микроорганизмы
Вредные микроорганизмы и возможности их проникновения в дрожжевое производство
Посторонние микроорганизмы, размножаясь вместе с основной культурой дрожжей, снижают качество готовой продукции прессованных и сушеных дрожжей, а иногда снижают выход массы дрожжей (рис. 26).
Рис. 26. Прессованные хлебопекарные дрожжи: 1 - клетки сахаромицетов; 2 - клетки посторонних дрожжеподобных грибов; 3 - клетки бактерий.
Источники и пути проникновения вредной микрофлоры подразделяют на первичные (сырье - меласса и вспомогательные материалы, воздух, вода) и вторичные (аппаратура, засевные дрожжи).
Густая меласса.
Отход свеклосахарного производства, представляющий собой густой темный сироп с содержанием около 50% сахарозы при общем количестве сухих веществ 76-80 %. Обычно микроорганизмы, попавшие в небольшом количестве (1000-10000 в 1 г) из свеклы или в процессе сахароварения в мелассу, не размножаются в ней, а при длительном хранении в нормальных условиях постепенно отмирают, и количество их уменьшается.
При переработке некондиционной свеклы количество микроорганизмов может быть значительно большим. В 1 г такой мелассы может содержаться до 500 000 и более микроорганизмов. Сильно обсемененная меласса непригодна для хранения и считается некондиционной для производства дрожжей. Мелассу хранят в металлических цистернах, плотно закрытых во избежание попадания атмосферных осадков. Перед заливом новой партии мелассы цистерны очищают от остатков старой мелассы. Остатки старой, инфицированной мелассы, а также меласса, разбавленная атмосферными осадками, могут стать причиной порчи новой партии мелассы вследствие активизации размножения микроорганизмов. Особенно опасными могут быть дрожжи и дрожжеподобные грибы, кислотообразующие и спорообразующие бактерии, а также некоторые виды неспорообразующих бактерий.
В результате жизнедеятельности дрожжей уменьшается количество сахара, кислотообразующие бактерии повышают кислотность, а иногда, особенно Лейконосток мезентероидес (семейство стрептококковых), могут вызвать ослизнение мелассы (образуют слизистые комки на дне емкостей), другой близкий вид Лейконосток агглютинанс вызывает агглютинацию (склеивание) дрожжей в процессе роста (рис. 27).
Рис. 27. Клетки бактерий рода Лейконосток: а - Лейконосток мезентероидес; б - Лейконосток агглютинанс.
Большинство спорообразующих бактерий и многие бесспоровые палочки, такие, как Эшерихия коли (семейство Энтеробактериацеае), некоторые виды семейства Псевдомонас, например, Псевдомонас аеругиноза и др., размножаясь, образуют ядовитые вещества - нитриты из нитратов мелассы.
Попадая в производство, эти микроорганизмы мешают размножению основной культуры дрожжей, снижают выход и ухудшают качество готовой продукции.
Приточная меласса.
Чтобы использовать мелассу в производстве, ее разбавляют водой в разных соотношениях (1:1; 1:2) и осветляют на мелассовых сепараторах или отстаиванием, где происходит отделение взвешенных частиц и многих микроорганизмов (около 75-90 %). Однако меласса, разбавленная водой, представляет собой благоприятную среду для размножения оставшихся микроорганизмов.
При размножении кислотообразующих бактерий из рода Лейконосток меласса ослизняется (иногда на дне приточных аппаратов образуются слизистые комки). В приточной мелассе могут размножаться и все вышеперечисленные нитритообразующие бактерии, следовательно, в приточной мелассе могут накапливаться нитриты.
Значительно реже в приточной мелассе могут размножаться дрожжеподобные грибы из родов Торулопсис и Кандида (рис. 28).
Рис. 28. Формы клеток дрожжеподобных грибов рода Кандида: а - клетки, образующие ложный мицелий; б - одиночные вытянутые клетки.
Вспомогательные материалы.
Вода, воздух, подаваемый в дрожжерастильные аппараты, минеральные соли и улучшители состава питательной среды, например, кукурузный экстракт, также являются источниками вредной микрофлоры.
Вода расходуется в большом количестве для разбавления сырья, промывки дрожжей, мойки аппаратуры и др. Поэтому вода, содержащая повышенное количество микроорганизмов, например оборотная (прошедшая теплообменники, змеевики), может стать серьезным источником инфекции на заводе. На этом основании к ней предъявляют те же требования, что и к питьевой.
Для обеспечения размножающихся дрожжей растворенным кислородом требуется огромное количество воздуха: 10-80 тыс. м3/ч в зависимости от мощности завода. Поэтому и воздух может быть источником проникновения в производство вредных микроорганизмов. Однако не все микроорганизмы, содержащиеся в воздухе, могут размножаться в условиях дрожжевого производства.
Особенно опасными являются дрожжеподобные грибы разных родов и видов, для которых условия выращивания дрожжей оказываются благоприятными. Эти микроорганизмы размножаются значительно быстрее основной культуры, они менее требовательны к составу среды и устойчивее к неблагоприятным условиям, например к повышенной температуре в аппаратах (38 °С вместо оптимальной 29-30 °С). При такой температуре дрожжи рода Сахаромицес не размножаются, а посторонние дрожжевые грибы размножаются хорошо. Примесь их к основной культуре снижает качество продукции, ослабляет способность поднимать тесто, хотя иногда и увеличивает выход биомассы дрожжей.
В качестве дополнительных питательных веществ используют минеральные соли: суперфосфат, диаммонийфосфат, сернокислый аммоний, хлористый калий, сернокислый магний. Эти вещества должны соответствовать требованиям действующих ГОСТов или ТУ и при правильном хранении не содержать микроорганизмов.
Кукурузный экстракт - выпаренные под вакуумом замочные воды, получаемые при производстве крахмала из кукурузного зерна, - применяют как улучшитель состава питательной среды. В густом, не разбавленном водой экстракте микроорганизмы размножаются очень слабо и количество их сравнительно невелико (500-10000 в 1 г). Большая часть их относится к устойчивым формам - это споры бактерий и грибов, некоторые молочнокислые бактерии и др. При разбавлении экстракта водой микроорганизмы начинают интенсивно размножаться, и такой продукт может стать источником вредной микрофлоры.
Аппаратура и трубопроводы.
Остатки питательной среды и дрожжей могут стать очагами инфекции, откуда в технологический процесс проникают вредные микроорганизмы, например, посторонние дрожжи, гнилостные протеолитические бактерии, спорообразующие и не образующие спор, различные виды Псевдомонас, бактерии группы кишечной палочки (Эшерихия коли, Цитробактер и др.).
Засевные дрожжи.
Засевные дрожжи могут содержать все указанные посторонние микроорганизмы, которые будут размножаться в совместной культуре с производственными дрожжами в дрожжерастильных аппаратах. Особенно опасной примесью являются дрожжеподобные грибы рода Кандида, снижающие подъемную силу готовой продукции - прессованных и сушеных дрожжей.
Из бактериальной инфекции известную опасность представляют агглютинирующие бактерии рода Лейконосток, которые могут размножаться и в процессе хранения засевных дрожжей, и в дрожжерастильном аппарате, вызывая склеивание дрожжевых клеток в комки - агглютинацию, что снижает выход готовой продукции; наличие гнилостных бактерий и бактерий кишечной группы указывает на плохое санитарное состояние завода (недостаточная мойка и дезинфекция аппаратуры).
www.comodity.ru
Технически важные микроорганизмы
К технически важным относятся микроорганизмы, формирующие вкус, запах, цвет, консистенцию продукта.
Это, во-первых, микроорганизмы, специально подбираемые и применяемые в составе заквасок (полезные), во-вторых, микроорганизмы, попадающие в продукты извне и вызывающие различные пороки (вредные). Иногда один и тот же микроорганизм может играть как полезную, так и вредную роль в разных продуктах или при различных условиях.
Молочнокислые бактерии
Эти микроорганизмы отличаются не только по морфологии клеток, но и по физиологическим признакам — энергии кислотообразования, скорости размножения, потребностям в питании и т. д.
Молочнокислые стрептококки. По отношению к температуре молочнокислые стрептококки делят на мезофильные и термофильные.
Из мезофильных молочнокислых стрептококков наибольшее значение в производстве молочных продуктов имеют следующие виды: молочный стрептококк (Str. lactis — стрептоккоккус лактис) и сливочный стрептококк (Str. cremoris — стрептоккокус креморис), ароматообразующие стрептококки — Str. diacetilactis (стрептококкус диацетиллактис), Str. асеtoinicus (стрептококкус ацетоиникус) и Leuconostoc (лейконосток).
Молочный стрептококк — основной компонент микрофлоры заквасок для творога, сметаны, простокваши, сыров с низкой температурой второго нагревания. Он входит также в состав микрофлоры кефирного грибка. «Дикие» виды молочного стрептококка могут попадать в пастеризованное молоко с недостаточно тщательно обработанного оборудования и вызывать его скисание. Основным продуктом брожения молочного стрептококка является молочная кислота. Побочные продукты образуются в незначительном количестве.
Оптимальная температура развития молочного стрептококка 25—30 °С, максимальная 40—43, минимальная 10 °С, иногда несколько ниже. Продолжительность свертывания молока при внесении 3 % закваски составляет 4—5 ч, предельная кислотность через 5—7 дней — 100—125 °Т.
Форма клеток в молоке — овальные кокки величиной от 0,5 до 1 мкм, соединенные попарно или в виде коротких цепочек. Клетки хорошо окрашиваются обычными красками, неподвижны, спор не образуют. На плотных питательных средах образуют колонии: поверхностные — мелкие, круглые, светлые; глубинные — чечевицеобразные.
Молочный стрептококк используют в заквасках как активный кислотообразователь в начале процесса сквашивания, благодаря относительно низкому пределу кислотообразования этих микроорганизмов при их использовании можно получить продукты с невысокой кислотностью.
Сливочный стрептококк по своим свойствам сравнительно мало отличается от молочного стрептококка. Оптимальная температура его развития 22—25°С, максимальная 36—39, минимальная 10°С. Продолжительность свертывания молока при внесении 3% закваски — 5—8 ч, предельная кислотность через 5—7 дней — 110—115°Т. Клетки в молоке часто бывают расположены в виде довольно длинных цепочек. Некоторые культуры сливочного стрептококка образуют в молоке сгустки сметанообразной консистенции. Сливочный стрептококк более чувствителен, чем молочный, к неблагоприятным условиям — он хуже развивается в весеннее время, а также в молоке, подвергнутом высокотемпературной обработке. Применяют сливочный стрептококк при производстве сметаны, творога, масла, сыров с низкой температурой второго нагревания.
Ароматобразующие стрептококки играют большую роль в образовании вкуса и аромата сметаны, творога, кислосливочного масла, рисунка сыров. Обычно они свертывают молоко медленнее, чем молочный и сливочный стрептококки, но при сбраживании молочного сахара этими бактериями образуются диоксид углерода, летучие кислоты, а также вещества, придающие продукту аромат (диацетил, ацетоин).
Термофильные молочнокислые стрептококки (Str. thermophilus стрептококкус термофилус) применяют при производстве простокваши Южной, йогурта, ряженки, варенца и других продуктов этой группы, а также при производстве кисломолочных напитков с плодово-ягодными наполнителями. Оптимальная температура их развития 40—45°С, максимальная 53, минимальная 15 °С. Продолжительность свертывания молока при внесении 3 % закваски 3,5—6 ч, предельная кислотность через 5—7 дней — 100—120 °Т.
Энтерококки. Это стрептококки кишечного происхождения. По морфологическим свойствам и способности к молочнокислому брожению энтерококки можно спутать с типичными молочнокислыми стрептококками. Они отличаются от последних более высокой устойчивостью по отношению к неблагоприятным воздействиям. Энтерококки способны развиваться при температуре от 10 до 48 °С (оптимальная 37 °С), содержании в среде 6,5 % поваренной соли и при рН 9,6. Энтерококки выдерживают нагревание при 63 °С в течение 30 мин, многие из них сохраняют жизнеспособность после кратковременного нагревания при 80 и даже 85 °С. То обстоятельство, что постоянным местом обитания энтерококков является кишечник человека и животных, позволяет иногда рассматривать их как санитарнопоказательные организмы.
Молочнокислые палочки. В зависимости от отношения к температуре их делят на термофильные и мезофильные.
Основными представителями группы термофильных молочнокислых палочек являются болгарская (Lbm. bulgaricum — лактобактериум булгарикум), ацидофильная (Lbm. acidophilum — лактобактериум ацидофилум) и лактобактериум хельветикум — Lbm. helveticum. По морфологии клеток и биохимическим свойствам термофильные молочнокислые палочки близки между собой. Клетки их имеют вид крупных, иногда зернистых палочек, расположенных поодиночке или в виде цепочек. Колонии поверхностные — более или менее крупные (диаметр 1,5—3 мм), локонообразные, светлые; глубинные — в виде темных кусочков ваты. Оптимальная температура их развития от 37 °С (для ацидофильной палочки) до 45 °С (для болгарской палочки и лактобактериум хельветикум). Минимальная температура их развития 20—22 °С, максимальная — около 50 °С, иногда несколько выше. Продолжительность свертывания молока при внесении 3 % закваски — 3—5 ч. Развиваясь в молоке, термофильные молочнокислые палочки образуют значительно больше кислоты, чем молочнокислые стрептококки, — до 200—300 °Т и даже до 400 °Т. Это объясняется их большой устойчивостью но отношению к кислой реакции среды. Лактобактериум хельветикум выделяют обычно из сыров типа швейцарского, болгарскую палочку — из южных кисломолочных продуктов; ацидофильная палочка является постоянным обитателем кишечника человека и животных, поэтому се выделяют из содержимого кишечника.
Особенности условий местообитания термофильных палочек накладывают на их свойства определенный отпечаток. Так, лактобактериум хельветикум способна развиваться при повышенных концентрациях поваренной соли (до 5,5 %), ацидофильная палочка оказывается устойчивой по отношению к таким веществам, как фенол, желчь, продукты обмена кишечной микрофлоры и пр. Установлено, что среди культур ацидофильной палочки встречаются такие, которые обладают способностью вырабатывать антибиотические вещества, угнетающие некоторых представителей микрофлоры кишечника, в том числе и болезнетворных. Все эти свойства обусловливают способность ацидофильной палочки приживаться в кишечнике человека и животных и оказывать лечебно-профилактическое действие при некоторых желудочнокишечных заболеваниях. В последнее время аналогичные свойства обнаружены и у некоторых культур болгарской палочки.
Наряду с термофильными молочнокислыми палочками, используемыми для приготовления молочных продуктов, встречаются также термофильные палочки незаквасочного происхождения. Морфологические и физиологические свойства их близки к свойствам вышеописанных термофильных палочек. Основное отличие их состоит в устойчивости по отношению к высоким температурам. Если большинство термофильных палочек погибает при температуре 78—80°С (моментальное нагревание), то палочки незаквасочного происхождения часто выдерживают нагревание без выдержки до 90 °С, иногда даже выше. Они получили название термоустойчивых. Эти палочки проявляют также высокую устойчивость по отношению к моющим и дезинфицирующим средствам, что затрудняет борьбу с ними на производстве.
Термоустойчивые палочки, развиваясь при производстве продуктов, которые должны иметь умеренную кислотность (творог, сметана), вызывают возникновение порока — излишней кислотности. Они могут также явиться причиной самокола в сыре. Обнаруживаются эти микроорганизмы в сыром .молоке, поступающем на предприятия, в молоке, пастеризованном при температуре 74—76 °С с выдержкой 15—20 с и при температуре 80—85 °С с выдержкой 5—10 мин, на оборудовании молочных предприятий (особенно в местах образования молочного камня), а также в различных кисломолочных продуктах и заквасках.
Мезофильные молочнокислые палочки характеризуются сравнительно низкой энергией кислотообразования. Оптимальная температура их развития около 30°С, минимальная 15, максимальная 38 °С.
В созревании сыров важную роль играет сырная палочка (Lbm. casei — лактобактериум казеи), которая свертывает молоко при оптимальной температуре через 2—3 сут; предельная кислотность через 5—7 сут достигает 180 200 °Т, сгусток образуется ровный, плотный, с чистым кислым вкусом. Клетки этого микроорганизма мелкие, часто расположены в виде цепочек. Он устойчив к неблагоприятным условиям, является основной молочнокислой микрофлорой зрелых сыров и, вероятно, играет определенную роль в их созревании. Обнаруживается он также в кефирных грибках и в кефирной закваске.
В кефирных грибках встречаются и другие мезофильные молочнокислые палочки — бетабактерии. Для них характерна низкая энергия кислотообразования, но при добавлении некоторых активаторов, например дрожжевого автолизата, они способны значительно повышать кислотность молока. Кроме молочной кислоты, бетабактерии образуют значительное количество летучих кислот.
Микрококки
Микрококки попадают в молоко с вымени животного и из воздуха. В молоке они развиваются сравнительно медленно, обычно их развитие подавляется молочной кислотой, выделяемой молочнокислыми бактериями. Если молочнокислый процесс подавлен, интенсивное развитие микрококков в молоке может привести к образованию горечи.
Некоторые микрококки способны развиваться при высоких концентрациях сахара, поэтому иногда они в значительных количествах обнаруживаются в сгущенном молоке с сахаром. Чаще всего микрококки вызывают пороки в длительно хранящихся продуктах — сгущенном молоке с сахаром, сладкосливочном масле. Некоторые виды микрококков способны разлагать жир, вызывая в продуктах появление прогорклого вкуса.
Гнилостные бактерии
Под этим названием объединяют большую группу микроорганизмов, вызывающих глубокий распад белка. При этом образуется ряд веществ, обладающих неприятным запахом, вкусом, нередко и ядовитыми свойствами. Гнилостные бактерии, встречающиеся в молоке, являются как условными аэробами, так и анаэробами, как спорообразующими, так и не образующими спор.
К условно аэробным гнилостным бактериям, часто встречающимся в молоке, относятся палочки протея — подвижные палочки различной величины, способные активно пептонизировать молоко с образованием газа. Оптимальная температура их развития 37 °С. При развитии этих микроорганизмов в молоке кислотность его сначала несколько повышается (в результате образования жирных кислот), а затем снижается в результате накопления щелочных продуктов. Эти бактерии могут попадать в молоко с оборудования, из воды и других источников. При пастеризации молока протей погибает.
К споровым бактериям относятся сенная палочка, картофельная палочка и др. Оптимальная температура их развития 30—35 °С. Все они подвижны, быстро развиваются в молоке, активно разлагая белки. При этом молоко сначала свертывается под действием выделяемого ими сычужного фермента (без существенного повышения кислотности), затем с поверхности сгустка начинается пептонизация белков молока. Под действием некоторых споровых палочек (например, сенной) пептонизация молока начинается без предварительного свертывания казеина.
Для всех гнилостных бактерий характерна чувствительность к повышению кислотности среды, что создает крайне ограниченные возможности для развития их в молочных продуктах. Во всех случаях, когда молочнокислый процесс идет активно, жизнедеятельность гнилостных бактерий подавляется. Поэтому в производстве молочных продуктов развитие гнилостных бактерий возможно только в исключительных случаях, когда полностью или в значительной мере остановлен молочнокислый процесс (развитие бактериофага, утрата активности закваски, длительное хранение иссквашенных продуктов).
Психротрофные бактерии
К психротрофным относятся бактерии, которые могут развиваться при температуре 7°С и ниже. Наиболее распространенными среди психротрофных бактерий являются виды псевдомонас (pseudomonas), очень близкие по своим свойствам к гнилостным бактериям. Они представляют собой бесспоровые мелкие подвижные палочки, строгие аэробы. Большинство психротрофных бактерий разлагают белки, некоторые из них способны также разлагать жир и образовывать зеленоватый пигмент вокруг колонии при росте на плотных питательных средах (за что их называют флюоресцирующими).
Постоянным местом обитания психротрофных бактерий являются почва и растения. Оттуда они часто попадают в молоко и молочные продукты, например в сырое молоко, масло при его промывании, на оборудование с водой.
Развиваясь в молоке и молочных продуктах в процессе их хранения при низких температурах, психротрофные бактерии вызывают глубокие гнилостные изменения белка, а также прогоркание, обусловленное разложением жира. Повышенная кислотность угнетает развитие психротрофных бактерий так же, как и гнилостных. Поэтому чаще всего они обнаруживаются в сыром молоке при длительном хранении его при низких температурах или в сладкосливочном масле в процессе его хранения при плюсовых температурах.
Уксуснокислые бактерии
Уксуснокислые бактерии — подвижные палочки, одиночные или соединенные парами, аэробы. Оптимальная температура их развития около 30 °С, хорошо растут при 20, слабо при 37—38°С.
В молоке уксуснокислые бактерии (в чистой культуре) не развиваются или развиваются очень слабо. Если же в молоке одновременно с ними размножаются молочнокислые бактерии и накапливается молочная кислота, уксуснокислые бактерии развиваются очень интенсивно. Это объясняется тем, что они предпочитают кислую реакцию среды и, кроме того, не способны разлагать лактозу, а для процессов энергетического обмена используют молочную кислоту.
Уксуснокислые бактерии широко распространены в производстве кисломолочных продуктов: они постоянно обнаруживаются в твороге, сметане. Уксуснокислые бактерии являются обязательным компонентом микрофлоры кефирной закваски. Наличие их в кефирной закваске обусловливает связную консистенцию кефира и его специфический вкус. Излишнее развитие уксуснокислых бактерий в кефире, а также других кисломолочных продуктах может привести к образованию пороков: ослизнению, появлению нечистого вкуса.
Маслянокислые бактерии
Маслянокислые бактерии — подвижные (или неподвижные), довольно крупные споровые палочки. Оптимальная температура их развития около 30—35 °С, минимальная 8—10, максимальная 45°С. Маслянокислые бактерии являются строгими анаэробами, поэтому могут развиваться только в условиях, где исключен доступ воздуха (внутри головки сыра), при герметической укупорке продукта. Второй особенностью маслянокислых бактерий является их чувствительность к кислой реакции среды; следовательно, они могут развиваться там, где не накапливается молочная кислота, или там, где она находится в связанном состоянии в виде соли.
Маслянокислые бактерии могут сбраживать молочный сахар (при отсутствии молочнокислого процесса) или соли молочной кислоты — лактаты. Эти соли обычно накапливаются в сырах при созревании, в то же время количество свободной молочной кислоты снижается. Поэтому чаще всего маслянокислые бактерии развиваются в сырах. Если в сыр в процессе производства попали маслянокислые бактерии, они могут вызвать его вспучивание. Маслянокислое брожение сопровождается выделением диоксида углерода, водорода и масляной кислоты, имеющей очень неприятный вкус и запах. Маслянокислые бактерии попадают в молоко с частицами навоза, корма, почвы. Споры их при пастеризации не погибают. Основной путь предупреждения вспучивания сыров состоит в соблюдении чистоты при получении молока на ферме. Применяют также специально подобранные антагонистические закваски.
Пропионовокислые бактерии
Пропионовокислые бактерии — неподвижные бесспоровые палочки. Оптимальная температура их развития 30—35°С. Они лучше развиваются без доступа воздуха. В молоке пропионовокислые бактерии развиваются медленно — они свертывают его обычно через 5—7 сут. Предельная кислотность, образуемая этими бактериями в молоке, довольно высокая — до 160—170 °С. При развитии в молоке пропионовокислые бактерии могут использовать как молочный сахар, так и молочную кислоту или ее соли. При этом образуются пропионовая и уксусная кислоты, диоксид углерода и вода.
В продуктах, которые подлежат быстрой реализации и потреблению — молоке, кисломолочных продуктах, пропионовокислые бактерии не успевают развиться и оказать влияние на их качество. Зато в сырах с длительным периодом созревания (советском, швейцарском) эти микроорганизмы участвуют в образовании рисунка и получении типичного вкуса.
Пропионовокислые бактерии попадают в молоко с частицами навоза. В сыром молоке содержится обычно достаточно пропионовокислых бактерий, необходимых для успешного созревания сыра. Пастеризация приводит к гибели пропионовокислых бактерий, поэтому при производстве сыров из пастеризованного молока их вносят в молоко в виде суспензии. Пропионовокислые бактерии способны образовывать витамин B12. Это свойство может быть использовано при обогащении молочных продуктов витамином, очень важным для обмена веществ.
Дрожжи
Клетки дрожжей примерно в 10 раз крупнее бактерий и имеют круглую, овальную или палочковидную форму. Оптимальная температура развития дрожжей 25—30 °С, однако они достаточно хорошо развиваются и при температуре 14—16 °С. В молоке они развиваются значительно медленнее, чем молочнокислые бактерии. Дрожжи — кислотолюбивые микроорганизмы, кроме того, они способны потреблять молочную кислоту в процессе жизнедеятельности. Поэтому дрожжи постоянно обнаруживаются в молочных продуктах.
Развиваясь в молоке, дрожжи вырабатывают спирт, диоксид углерода и придают продуктам специфический дрожжевой вкус и запах. Кроме того, они активизируют развитие молочнокислых бактерий, обогащают молочные продукты витаминами группы В. Некоторые дрожжи способны вырабатывать специфические антибиотические вещества, активные по отношению к туберкулезной палочке и другим микроорганизмам.
В молоке и молочных продуктах встречаются в основном три группы дрожжей: не сбраживающие сахара; не сбраживающие молочный сахар, но сбраживающие другие сахара; сбраживающие молочный сахар. Первая группа может развиваться в молоке благодаря присутствию молочнокислых бактерий, образующих молочную кислоту, которая служит для них источником энергии, вторая — благодаря присутствию дрожжей, сбраживающих молочный сахар (вырабатываемый ими фермент лактаза расщепляет молочный сахар на глюкозу и галактозу, доступные для этих групп), а также благодаря присутствию молочнокислых бактерий. Дрожжи, не сбраживающие молочный сахар, распространены в маточных продуктах не меньше, чем сбраживающие молочный сахар.
Дрожжи входят в состав заквасок для кефира, кумыса, ацидофильнодрожжевого молока и являются обязательным компонентом микрофлоры кисломолочных продуктов, приготовляемых па естественных заквасках (в домашних условиях). Дрожжи применяют в маслоделии для повышения стойкости масла. В то же время так называемые дикие дрожжи могут вызывать пороки молочных продуктов. Интенсивное их развитие на поверхности творога, сметаны, масла приводит к порче этих продуктов. Потребляя молочную кислоту, дрожжи вызывают разложение белков и способствуют развитию гнилостных бактерий, что приводит к дальнейшей порче продуктов.
Плесневые грибы
Плесневые грибы — аэробы — преимущественно развиваются при кислой реакции среды. Эти свойства определяют основные условия, в которых плесени могут развиваться в молочных продуктах (наличие воздуха, кислоты). На поверхности молочных продуктов плесени образуют свой мицелий. Перемешивание, продукта приводит к разрушению мицелия и погружению его в среду, плохо снабжаемую воздухом. Поэтому плесени развиваются главным образом на нетронутых поверхностях молочных продуктов. Плесени могут развиваться при низких и даже отрицательных температурах во время хранения молочных продуктов в холодильниках. В молоке и молочных продуктах чаше всего встречаются следующие плесневые грибы.
Молочная плесень (Geotrichum candidum — геотрихум кандидум) образует белый бархатистый мицелий на поверхности продуктов — кисломолочных, масла, сыров. Мицелий плесени состоит из многоклеточных нитей с небольшими ответвлениями. Размножается молочная плесень с помощью специальных клеток — оидий, образующихся на концах мицелия. Она разлагает молочный жир, используя его для энергетического обмена и вызывая прогоркание продуктов. В обезжиренных продуктах молочная плесень развивается менее интенсивно.
Борьба с молочной плесенью затруднена тем, что она устойчива по отношению к применяемым моющим и дезинфицирующим средствам. Основным средством профилактики развития молочной плесени является регулярная побелка производственных помещений и обработка их ультрафиолетовыми лучами с помощью бактерицидных ламп, пропаривание оборудования.
Леечная плесень (Aspergillus — аспергиллус) образует черные, зеленые, бурые или оранжевые колонии — по цвету зрелых конидий. Развитие некоторых видов леечной плесени в сгущенном молоке с сахаром приводит к образованию так называемых пуговиц — скоплений мицелия плесени и свернувшегося казеина.
Кистевидная плесень (Penicillium — пенициллиум) образует конидии зеленого, синезеленого, белого цвета. Некоторые виды кистевидной плесени играют важную роль в созревании сыров — рокфора (синезеленая плесень) и камамбера (белая плесень). Расщепляя в процессе созревания белки и жир сыра, плесени придают ему специфический вкус, аромат и внешний вид.
Некоторые виды кистевидной плесени могут быть причиной образования окрашенных пятен на поверхности сливочного масла при его хранении.
Гроздевидная плесень (Cladosporium — кладоспориум) образует споры от оливковозеленого до черного цвета. Эта плесень может довольствоваться малым количеством воздуха и развиваться внутри масла при наличии в нем небольших пустот. В результате развития гроздевидной плесени на поверхности и в глубине масла образуются черные пятна.
Шоколадно-коричневая плесень (Catenularia — катенулярия) образует мелкие, плотные, медленно развивающиеся колонии; довольствуется небольшим количеством воздуха. Плесень хорошо развивается при высоких концентрациях сахара. Эта плесень развивается в сгущенном молоке с сахаром и образует кремоватокоричневые комки — пуговицы. При развитии в молоке плесень разлагает белок, в результате чего появляется неприятный сырный привкус.
Бактериофаг
В молочной промышленности большое значение имеет бактериофаг, поражающий микроорганизмы, входящие в состав заквасок. Наибольшее распространение имеют бактериофаги, поражающие мезофильные молочнокислые стрептококки (закваски для творога и сметаны). Однако имеются данные о бактериофагах, поражающих термофильные стрептококки и молочнокислые палочки.
В связи с тем, что средой для развития бактериофага являются живые клетки молочнокислых бактерий, особое значение имеет взаимоотношение между бактериофагом и микроорганизмами закваски. Бактериофаг может длительное время находиться в клетках бактерий, не принося им заметного вреда (так называемое явление лизогении). При изменении условий внешней среды бактериофаг может начать развиваться и вызвать растворение (лизис) и гибель клетки. В свою очередь некоторые культуры оказываются устойчивыми к бактериофагу и не подвергаются лизису в его присутствии. Одни бактериофаги лизируют многие культуры мезофильных молочнокислых стрептококков, другие поражают только строго определенные культуры.
Оптимальная температура развития бактериофага обычно соответствует оптимальной температуре развития его «хозяина» — вида молочнокислых бактерий, которые он поражает.
Стимулирующее действие на внедрение бактериофага в клетку бактерий и его развитие оказывает наличие в среде ионов кальция, перемешивание среды.
Бактериофаг, поражающий молочнокислые бактерии, не погибает при нагревании до температуры 75 °С с выдержкой до 15 мин. Следовательно, принятые в промышленности режимы термической обработки не исключают возможности сохранения его в молоке. Бактериофаг длительно сохраняется в высушенном состоянии и на холоду. Однако он чувствителен к свету, особенно к его ультрафиолетовым лучам и к растворам, содержащим хлор (200 мг активного хлора на 1 л).
Наиболее характерные признаки развития бактериофага в заквашенном молоке—нормальное размножение микроорганизмов закваски в первые 3—5 ч после заквашивания и последующее полное или частичное исчезновение клеток. При этом кислотность в первые часы нарастает до 28—30 °Т, а в дальнейшем повышение ее прекращается. При умеренном и слабом развитии бактериофага молоко сквашивается, но медленнее, чем обычно. При микроскопировании окрашенных препаратов обнаруживается явление склеивания клеток, наличие неестественно утолщенных и вытянутых клеток. При производстве продуктов, например творога, полного несквашивания обычно не наблюдается, так как молочнокислый процесс продолжается в результате развития посторонней молочнокислой микрофлоры, содержащейся в пастеризованном молоке. Однако при таком развитии нерегулируемой микрофлоры возникают пороки готового продукта — посторонний вкус, излишняя кислотность.
На предприятия молочной промышленности бактериофаг попадает обычно с сырым молоком, сывороткой или с заквасками, содержащими бактериофаг внутри клеток. Бактериофаг, только что попавший в молоко, как правило, может лизировать лишь ограниченное количество культур. Установлено, что если в состав закваски входит несколько разных культур молочнокислых стрептококков, то даже в том случае, когда в закваске развивается бактериофаг, он поражает одну культуру, а остальные продолжают развиваться и сквашивание протекает нормально. Поэтому обычно в закваски вводят несколько культур молочнокислых стрептококков. Однако в том случае, если закваска с одним и тем же составом культур применяется на производстве длительное время, в ней постепенно накапливается бактериофаг, который может поражать не однудве, а все или почти все культуры, входящие в состав закваски. В результате этого происходит полное несквашивание молока при производстве закваски. Поэтому при составлении заквасок практикуют более или менее частую смену культур. В этом случае бактериофаг, который сначала развивается на одной какой-то культуре, самопроизвольно отмирает.
Второй способ предупреждения развития бактериофага на производстве состоит в подборе для заквасок культур, устойчивых по отношению к бактериофагу и не содержащих бактериофаг внутри клеток (не лизогенных). Этот способ в сочетании с постоянной сменой культур обычно позволяет полностью предотвратить развитие бактериофага на производстве.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
www.activestudy.info
Микроорганизмы порчи
СТАЙЛАБ предлагает тест-системы для анализа микроорганизмов порчи (как бактерий, так и дрожжей) в молочной продукции, а также в напитках, в том числе, в пиве и вине с использованием ПЦР.
|
||||||||||||
Большинство пищевых продуктов со временем портится. Это может происходить из-за физических (температура, влажность), химических (активность ферментов, содержащихся в продукции, окисление, гидролиз) или биологических факторов. К последним относятся результаты деятельности микроорганизмов: бактерий, дрожжей и плесеней. Биологические факторы являются основной причиной порчи продуктов.
Полное устранение микроорганизмов из пищевых продуктов, как правило, приводит к потере ими пищевой ценности и вкусовых качеств. Кроме того, многие бактерии, дрожжи и плесени используют для производства сыров, пива, вина, молочнокислой продукции. Однако попадание других микроорганизмов в такие продукты приводит к нежелательным последствиям: от сокращения сроков хранения до полной непригодности продукта к употреблению. Скорость и характер порчи продуктов при этом зависит от различных факторов, в том числе, от природы продукта, активности воды, pH и особенностей содержащихся в нем микроорганизмов.
Порчу продуктов могут вызывать бактерии родов Pseudomonas, Vibrio, клостридии, энтеробактерии, а также дрожжи и плесени. Кроме того, к микроорганизмам порчи относятся молочнокислые бактерии, уксуснокислые бактерии, а также бактерии родов Alicyclobacillus, Megasphaera, Pectinatus и другие. Некоторые из них патогенны для человека, некоторые нет.
Молочнокислые бактерии, или лактобактерии – эта группа микроорганизмов включает несколько родов грамположительных бактерий, одним из основных (в некоторых случаях – единственным) окончательных продуктов метаболизма которых является молочная кислота. Многие из них входят в состав естественной микрофлоры человека и животных. Молочнокислые бактерии способны обитать в зерне, овощах, фруктах и другом растительном сырье, вине, пиве, сидре, молоке и молочных продуктах, а также на различных поверхностях. Их широко используют для производства квашеных овощей, напитков и молочнокислой продукции. Различные лактобактерии вызывают помутнение пива и вина, а также изменение их запаха и увеличение вязкости.
Группа молочнокислых бактерий неоднородна. В нее входят бактерии родов Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc и др.. Некоторые из них являются палочками, другие – кокками. Бактерии относят к тому или иному роду исходя из морфологических, физиологических и генетических признаков. В связи с развитием методов анализа и проведением микробиологических исследований классификация многих групп бактерий, в том числе, и молочнокислых, постоянно меняется. Именно поэтому в настоящее время многие аналитики предпочитают определять ДНК микроорганизмов.
Уксуснокислые бактерии являются грамотрицательными. Они преобразуют этиловый спирт в уксусную кислоту, что позволяет использовать эти микроорганизмы для производства уксуса. Это же свойство делает нежелательным присутствие уксуснокислых бактерий в большинстве алкогольных напитков. К уксуснокислым бактериям относятся представители родов Acetobacter, Gluconobacter и Gluconacetobacter. Многие из них встречаются на растениях, иногда вызывая болезни и гниль фруктов. Уксуснокислые бактерии обитают в растительном сырье, в пивных дрожжах и пиве, в кефире и других молочных продуктах, в почве и воде. Под их действием структура продуктов становится слизистой, вкус – кислым. Прозрачные напитки мутнеют.
Бактерии Alicyclobacillus – это аэробные термофильные ацидофильные грамположительные палочки. Их споры выдерживают воздействие кислой среды и высоких температур, в том числе, при пастеризации. Впервые алициклобациллы обнаружили в горячих источниках, а позднее – в древесине и в сушеных прицветниках гибискуса (каркаде) и в соках из фруктов и овощей: груш, яблок, персиков, манго, апельсинов, малины, томатов. По некоторым данным, одним из источников Alicyclobacillus могут являться пищевые ароматизаторы и отдушки. Для человека алициклобациллы не опасны, однако они вызывают порчу продукции. Многие из этих бактерий, например, Alicyclobacillus acidoterrestris и Alicyclobacillus acidocaldarius вырабатывают гваякол – вещество, придающее фруктовым и овощным сокам специфический вкус и запах, схожий с запахом дыма или копченых продуктов, а также галофенолы. Согласно Техническому Регламенту Таможенного Союза ТР ТС 023/2011 «На соковую продукцию из фруктов и овощей», в соках из абрикосов, персиков и груш необходимо контролировать содержание спорообразующих аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов. Это относится и к Alicyclobacillus.
Интересно, что некоторые линии Alicyclobacillus acidoterrestris способны разрушать патулин. В 2014 году группа китайских ученых опубликовала исследование воздействия инактивированных линий этой бактерии на содержание этого микотоксина в яблочном соке.
Бактерии Megasphaera cerevisiae – анаэробные грамотрицательные кокки, вырабатывающие масляную кислоту и сероводород. Эти бактерии чувствительны к нагреванию, а также к воздействию спирта, и не размножаются при его содержании в пиве выше 2,8%. Обычно Megasphaera cerevisiae встречаются в слабоалкогольном непастеризованном пиве. Их жизнедеятельность приводит к появлению неприятного запаха и помутнению напитка.
Бактерии рода Pectinatus – это анаэробные грамотрицательные палочковидные микроорганизмы. Они способны сбраживать глюкозу, как правило, с выделением уксусной и пропионовой кислоты. В пиве, контаминированном бактериями Pectinatus cerevisiiphilus или Pectinatus frisingensis, содержатся большие количества сероводорода, придающего ему запах тухлых яиц и вызывающего помутнение пива.
Культурные штаммы дрожжей используют в пищевой и фармацевтической промышленности. Однако попадание в продукцию диких дрожжей нежелательно. Как правило, эти грибы вызывают порчу продукции с высоким содержанием сахаров, например, соков, сбраживая их с выделением спирта. Загрязнение дикими дрожжами пива приводит к его помутнению, а также изменению вкуса и запаха. Некоторые дикие дрожжи способны убивать культурные штаммы. Такие организмы называют «дрожжи-киллеры». Дрожжи способны загрязнять и молочную продукцию. Помимо изменения вкуса и запаха это приводит ко вспучиванию продукции в результате выделения газа.
Некоторые плесени используют, например, для производства сыров. Однако большинство этих грибов вызывает порчу продукта как за счет роста на нем или изменения свойств продукта, так и за счет выделения микотоксинов. Споры некоторых плесеней сохраняют жизнеспособность после пастеризации.
В Российской Федерации и странах Таможенного Союза требования к контролю микроорганизмов порчи в напитках содержат Технические Регламенты ТР ТС 023/2011 «На соковую продукцию», ТР ТС 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции», в проекте Технического Регламента «На алкогольную продукцию» и в других законодательных документах. С актуальной информацией можно ознакомиться на сайте compact24.com.
Такое разнообразие микроорганизмов делает сложным и длительным их определение микробиологическими методами. Кроме того, анаэробные бактерии требуют особых условий культивирования, которые не всегда просто создать. Тест-системы GEN-IAL® предназначены для детекции микроорганизмов порчи методом ПЦР в реальном времени. Длительность анализа составляет около 2х часов.
Литература
- Микробиология пива. Под ред. Фергюса Дж. Приста, Йена Кэмпбелла. Издательство Профессия. Санкт-Петербург, 2005.
- Банникова Л.А. Микробиологические основы молочного производства. Москва, Агропромиздат, 1987.
- И.А. Ерёмина. Микробиология молока и молочных продуктов. Учебное пособие. Кемерово 2004
- Bokulich NA, Bergsveinson J, Ziola B, Mills DA. Mapping microbial ecosystems and spoilage-gene flow in breweries highlights patterns of contamination and resistance. Elife. 2015 Mar 10;4.
- Sakamoto K, Konings WN. Beer spoilage bacteria and hop resistance. Int J Food Microbiol. 2003 Dec 31;89(2-3):105-24.
- Yuan Y, Wang X, Hatab S, Wang Z, Wang Y, Luo Y, Yue T. Patulin reduction in apple juice by inactivated Alicyclobacillus spp. Lett Appl Microbiol. 2014 Dec;59(6):604-9.
- Oteiza, Juan Martin, Soto, Silvina, Alvarenga, Verˆonica O., Sant’Ana, Anderson S., Gianuzzi, Leda, Fate of Alicyclobacillus spp. in enrichment broth and in juice concentrates, International Journal of Food Microbiology (2015).
- Chang SS, Kang DH. Alicyclobacillus spp. in the fruit juice industry: history, characteristics, and current isolation/detection procedures. Crit Rev Microbiol. 2004;30(2):55-74.
- Ute Engelmann, Norbert Weiss. Megasphaera cerevisiae sp. nov.: A New Gram-negative Obligately Anaerobic Coccus Isolated from Spoiled Beer. Systematic and Applied Microbiology Volume 6, Issue 3, December 1985, Pages 287–290
- Satokari R, Juvonen R, Mallison K, von Wright A, Haikara A. Detection of beer spoilage bacteria Megasphaera and Pectinatus by polymerase chain reaction and colorimetric microplate hybridization. Int J Food Microbiol. 1998 Dec 8;45(2):119-27.
stylab.ru
 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
 Пример видео 3 |  Пример видео 2 |  Пример видео 6 |  Пример видео 1 |  Пример видео 5 |  Пример видео 4 |
Администрация муниципального образования «Городское поселение – г.Осташков»