Закваски в молочной промышленности. Классификация и общие критерии качества. Получение микробной биомассы молочнокислых бактерий, их использование в молочной промышленности.
Основными микроорганизмами, используемыми при производстве молочных продуктов, являются молочнокислые бактерии. Это специфическая группа микроорганизмов, обусловливающих молочнокислое брожение, т.е. распад углеводов до молочной кислоты, так же образуются побочные продукты: уксусная кислота, углекислый газ, ароматические вещества, этиловый спирт.
Субстратом для приготовления молочных продуктов является молоко. Для процессов ферментации молока используются чистые культуры микроорганизмов, называемые заквасками. Исключение составляют закваски для кефиров, которые представляют естественный симбиоз нескольких видов молочнокислых грибков и молочнокислых бактерий.
Закваска – основная и наиболее важная часть первичной микрофлоры кисломолочных продуктов. С внесением её молоко обогащается микроорганизмами в 10 – 100 раз, биохимическая активность которых в совокупности с технологическими манипуляциями позволяет получить готовый продукт с различными орнолиптическими свойствами. От качественного состава заквасок в значительной мере зависит весь ход процесса выработки кисломолочных продуктов.
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 закраски, применяемые в молочной промышленности, подразделяют на 3 группы: бактериальные, грибковые и смешанные.
| Закваски | Микроорганизмы | Продукт | ||
| 1. Бактериальные | ||||
| 1.1. Молочнокислые: Мезофильные молочнокислые стрептококки (Т применения 25-30 оС) – гомо- и гетерооферментативные. | Lac. lactis, Leu. cremoris, Lac. cremoris, Lac. diacetylactis, Leu. dextranicum. | Творог, сметана, простокваша и другие кисломолочные продукты, кислосливочное масло, сыры | ||
| 1.2. Молочнокислые: Термофильные молочнокислые бактерии (Т применения -37 - 45 оС) – гомо- и гетерооферментативные. | Str. thermophilus, Lbm. bulgaricum, Lbm. acidophilum, Lbm. heiveticum, Lbm. lactis. | Мечниковская и южная простокваши, ряженка, йогурт, варенец, ацидофилин, крупные твердые сыры | ||
| 1.3. Сырные Бактерии, участвующие в созревании сыра | Пропионовокислые бактерии, Lbm. casei subsp. rhamnosus (казеинкультура), Brevibacterium linens (вырабатывает красную слизь) | Сыры с высокой температурой второго нагревания, мягкие сыры | ||
| 1.4. Для диетических продуктов | Lactobacillus acidophilus Bifidobacterium | Продукты диетического и детского питания | ||
| 2. Грибковые
| ||||
| Культура рокфора Культура камамбера | Penicillium roqueforti Pen. camamberti, Pen. camdidum, Pen. album | Сыр рокфор Сыр камамбер | ||
| 3. Смешанные бактериально-грибковые | ||||
| Кефирная закваска | Lac. lactis, Lbm. bucheneri, Lbm. brevis, Lbm. bulgaricum, Lbm. acidophilum, дрожжи Saccharomyces lactis и рода Torulopsis, уксуснокислые бактерии | Кефир, кумыс | ||
За рубежом закваски, состоящие из мезофильных молочнокислых стрептококков, делят на 5 групп: так называемые нулевые (0), L, D, LD и ароматические закваски.
Нулевые закваски содержат только Lac. lactis и Lac. cremoris или штаммы одного из этих видов. Селекция штаммов этих заквасок направлена на активное кислотообразование и минимальное газообразование.
Закваски L состоят из нулевых заквасок, а также Leu. cremoris. Наряду с молочной кислотой закваска вырабатывает диацетил, ацетоин, летучие кислоты и СО2.
В заквасках D кроме представителей нулевой закваски содержится Lac. diacetylactis. Эти закваски производят диацетил и ацетоин в большом количестве, в них более интенсивно образуется СО2.
Закваски LD состоят из молочнокислых стрептококков, входящих в состав нулевых заквасок, а также Leu. cremoris и Lac. diacetylactis. В этих заквасках прослеживается тенденция Lac. diacetylactis доминировать над другими микробами.
|
|
|
Так называемые ароматические закваски состоят из штаммов Leu. dextranicum, Leu. cremoris и Lac. diacetylactis, применяемых для стимулирования ароматобразования в определенных продуктах.
При использовании бактериальных концентратов для приготовления производственной закваски контроль осуществляют по показателям: определение активности закваски, время образования сгустка, определение концентрации клеток, органолептические показатели, титруемая кислотность, образование ароматических веществ диацетила и ацетоина и углекислого газа, микроскопический препарат.
Чистые культуры молочнокислых бактерий получают в специально оборудованных лабораториях при научно-исследовательских институтах.
Основными этапами получения чистых культур молочнокислых бактерий являются:
Селекция из естественных мест обитания. Особое значение имеет селекция (отбор) местных штаммов молочнокислых бактерий, т.е. штаммов, соответствующих географическому диапазону применения. Такие штаммы лучше адаптируются к молоку, используемому в данной местности.
|
|
|
Обогащение (получение накопительной культуры). Образцы, полученные из различных источников, обогащают молочнокислыми бактериями путем 2– 3 кратного пассерования (пересева) в стерильном обезжиренном молоке.
Выделение чистых культур. Накопительную культуру молочнокислых бактерий пересевают из соответствующего разведения на плотные питательные среды (например, на агар с гидролизованным молоком) в чашки Петри и проводят культивирование при определенной температуре. Разведение для посева выбирают с таким расчетом, чтобы в чашке выросло не более 20 – 30 изолированных колоний. –35 °С
Дифференциация и идентификация. Выделенные штаммы молочно-кислых бактерий характеризуют по микроскопической картине, активности свертывания (продолжительности свертывания молока) и органолептическим показателям. Полученные штаммы исследуют также на резистентность (устойчивость к антибиотикам), проверяют на чувствительность к бактериофагу. Непригодные штаммы выбраковывают.
Проверка на постоянство признаков. Штаммы молочнокислых бактерий, выделенных из природных источников, имеют различную стойкость при перевивках в стерильное обезжиренное молоко. Ценными являются штаммы, которые длительное время сохраняют биохимическую активность.
Практические испытания. Учитывая специфические свойства, кото-рые желательно получить у готового продукта, составляют закваски, так для творога, необходимо учесть, что микроорганизмы закваски должны активно повышать кислотность в начале цикла производства, но способность их к дальнейшему кислотообразованию должна быть ограничена. Таким требованиям удовлетворяют молочнокислые стрептококки. Однако из молочнокислых стрептококков нужно выбрать культуры, которые обладали бы хорошим вкусом и ароматом. Поэтому целесообразно наряду с культурами Lc. lactis вводить Lc. acetiinicus или Lc. diacetilactis. Для продуктов, в процессе производства которых предусмотрено отделение части сыворотки от сгустка (творог и пр.), подбирают культуры, образующие сгустки, легко отделяющие сыворотку. Для продуктов, в производстве которых нужно предотвратить отделение сыворотки, рекомендуется подбирать культуры, дающие при свертывании молока сгустки сметанообразной консистенции. С целью получения продуктов с лечебными свойствами в состав закваски вводят ацидофильные бактерии, специально подобранные дрожжи и т. д. Подобным же образом учитывают свойства культур и при подборе заквасок для других кисломолочных продуктов.
Коллекционирование отобранных штаммов чистых культур молочнокислых бактерий. Хранятся чистые культуры в музейных коллекциях чистых культур отраслевых научно-исследовательских ин-ститутов.
Для производства кисломолочных продуктов обычно применяют за-кваски, состоящие из разных штаммов, а часто и из разных видов и родов микроорганизмов. Это позволяет получить закваску, устойчивую к неблагоприятным воздействиям.
Получением различных комбинаций заквасок для производства кисломолочных продуктов занимаются специальные лаборатории или заводы по получению бактериальных препаратов, откуда закваски поступают непосредственно на молочные предприятия.
Микробно-растительные взаимодействия. Микроорганизмы ризосферы и ризопланы, филлосферы и филлопланы. Симбиотические взаимоотношения микроорганизмов и растений.
МО выполняют роль средообразования и питания. МО продуцируют стимуляторы роста для растений. Могут оказывать и негативное влияние.
Растения явл-ся источником питания для МО, осущ. физическую защиту, уч-вуют в их распространении. Во время роста растение может переносить из как в глубь почвы, так и на поверхность.
Особенно много микроорганизмов на поверхности корня - в ризоплане. Здесь обитают преимущественно эпифиты. В слое почвы (2-3 мм), прилегающем к корням, получившем название ризосферы, в качестве дополнительного источника питания бактерии используют продукты распада отмерших тканей корня. Питательными веществами для бактерий, обитающих на корнях, служат продукты экзосмоса растений (корневые выделения).
В ризосфере могут развиваться те же формы бактерий, что и в почве, отдаленной от корней, но на корнях обычно преобладают неспороносные палочки рода Pseudomonas, причем на корнях злаков, бобовых и других растений поселяются неодинаковые их виды и разновидности. Это объясняется различием в обмене веществ у отдельных видов растений.
В прикорневой зоне растений бактерии в известной мере играют роль санитаров, очищая ее от продуктов метаболизма растений. Минерализуя органические остатки, они в то же время переводят ряд элементов питания в доступную для растений форму. Отдельные виды бактерий, развивающиеся на корнях, продуцируя ростовые вещества и витамины, оказывают положительное влияние на рост растений. Однако многие бактерии корневой зоны обладают денитрифицирующей способностью и в условиях недостаточной аэрации могут обусловить значительные потери азота из почвы.
Микрофлора поверхности корня (ризоплана) в определенной степени отличается от микробного ценоза ризосферы. В ризоплане преобладают грамотрицательные бактерии. Непосредственно на корнях растений оказывается меньшее количество микроорганизмов, чем в прикорневой зоне.
Это может быть обусловлено тем, что корни выделяют не только питательные для микроорганизмов вещества, но и продуцируют фитонциды, которые ингибируют развитие микроорганизмов в ризоплане.
Микрофлора ризосферы изменяется в зависимости от вида и стадии развития растений. Показано, что среди культурабельных бактерий ризосферы сахарной свеклы около 9% составляли представители рода Мicrobacterium. В ризосфере кукурузы доминировали бактерии родов Рseudomonas и Еnterobacter. Среди микроорганизмов, которые способны растворять минеральные фосфаты, наиболее широко были представлены роды Penicillium и Streptomyces. В неризосферной почве доминировали бактерии рода Bacillus.
Однако, было показано, что бактериальное разнообразие, как правило, ниже в ризосфере, чем в общем объеме почвы. В слое почвы, который не содержит кислорода, доминирующими видами бактерий были представители родов Bacillus и Сlostridium, тогда как в слое почвы, насыщенной кислородом, доминировали представители протеобактерий.
Основным геохимическим циклом почвы является обращение углерода. Наиболее распространенной углеродсодержаще соединение в природе является целлюлоза.
Ее содержание в сухой массе растений составляет от 40 до 70%. В естественных условиях трансформация целлюлозы осуществляется при участии групп микроорганизмов. Значительная роль в этом процессе принадлежит грибам, в том числе сапротрофным представителям родов Тrichderma, Сhaetomium, Dicoccum, Stachybotrys, Реnicillium и Аspergillus, а также незаконченным грибам Alternaria и Fumago.
В почвах северных регионов, где медленно происходят процессы минерализации, наиболее широко представлены грибы рода Рenicillium. На юге наблюдается повышение содержания представителей рода Aspergillus. Грибы двух родов составляют более 70% микромицетов ряда типов грунтов. Почвы северных регионов значительно беднее содержанием споровых бактерий и актиномицетов по сравнению с южными. Эти микроорганизмы размножаются на поздних стадиях разложения растительных остатков.
Микроорганизмы ризосферы и ризопланы:
- Актиномицеты
- Аммонификаторы
- Газообразующие анаэробы
- Анаэробы
- Денитрификаторы
- Анаэробные целлюлозоразлагающие
- Аэробные целлюлозоразлагающие
- Спорообразующие
На всей поверхности растений, развиваются лишь некоторые микроорганизмы, так называемые эпифиты. Они размножающиеся на поверхности стеблей, листьев и семян растений, получили название микроорганизмов филлосферы. Они являются составной частью естественной флоры растения и не паразитируют на нем, а растут за счет выделений достаточно развитой его поверхности. Эпифиты питаются продуктами экзосмоса растений; устойчивы к высоким концентрациям фитонцидов, выдерживают периодические колебания влажности.
Среди эпифитов на поверхности листа растения обнаруживаются патогенные организмы. Нередко отмечается способность грибов секретировать специфические антибиотики, подавляющие рост бактерий и других видов грибов. Патогенные грибы обычно располагаются в складках и бороздках воскового эпикутикулярного покрова, и большая часть жизненного цикла некоторых грибов (аскомицеты - Vizella) проходит внутри толстой кутикулы растения-хозяина.
В определенных условиях эпифитные микроорганизмы могут быть полезны для растений, так как препятствуют проникновению паразитов в ткани растения.
С поверхности надземных органов растений чаще всего выделяют дрожжи и дрожжеподобные организмы. Эта группа микроорганизмов особенно обильно заселяет более старые растения. В общем считают, что дрожжи составляют около 60—70% общего числа микроорганизмов филлосферы. В зависимости от времени дня и года, вида растений, атмосферных условий и т. п. 1 г свежих листьев содержит от 30 до 100 тыс. клеток дрожжей. Чаще всего на поверхности культурных растений в условиях Европы обнаруживают следующие роды дрожжей: Cryptococcus, Candida, Rhodotorula и Torulopsis.Эти дрожжи, подобно другим эпифитным микроорганизмам, обладают сильной липолитической способностью, что облегчает им использование питательных веществ, образуемых листьями, и позволяет даже растворять кутикулу листа.
Грибы, часто встречающиеся на поверхности листьев, относятся к родам Alternaria, Aspergillus, Botrytis, Tri- choderma, Penicillium.
Из бактерий, заселяющих филлосферу, наиболее многочисленны
Bacillus, Pseudomonas, Achromobacter и Flavobacterium
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 4051; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!