2. Характеристика производственных штаммов микроорганизмов

К основным группам микроорганизмов, используемые при производстве молочных продуктов, относят молочнокислые, пропионовокислые бактерии, бифидобактерии, уксуснокислые бактерии, дрожжи. В созревании сыров со слизестой поверхностью учавствует заквасочный пигментообразующий микроорганизм слизи Brevibacterium lines.⁴

1. Молочнокислые бактерии

Молочнокислые бактерии играют решающую роль в технологии молока, так как они сбраживают молочный сахар до молочной кислоты, что приводит к снижению рН и затем к свертыванию казеина и к подавлению чувствительных к кислоте микробов.

Молочнокислые бактерии относятся к семейству Lactobacillaceae, которое включает три рода: Streptococcus, Leuconostoc и Lactobacillus. Бактерии рода Lactobacillus для углеводного обмена не нуждаются в лактозе. Они сами не синтезируют витамины и аминокислоты и поэтому не встречаются ни в почве, ни в воде. Естественная среда обитания этих бактерий — растения и растительные остатки. Они встречаются также в кишечнике, на коже и на слизистых оболочках человека и животных. Молоко для Lactobacillaceae является самой оптимальной средой.

Род стрептококков. Виды рода Streptococcus являются гомоферментативными, то есть они сбраживают более 90% сахара в молочную кислоту и лишь незначительную его часть — в уксусную кислоту и спирт.

В роде сапрофитных молочнокислых стрептококков различают несколько групп.

Группа молочных бактерий:

Streptococcus lactis,

Streptococcus cremoris,

Streptococcus diacetilactis.

Группа Viridans: Streptococcus thermophilus.

Группа энтерококков:

Streptococcus faecalis var. faecalis,

Streptococcus faecalis var. liquefaciens,

Streptococcus faecalis var. zymogenes,

Streptococcus faecium, (Streptococcus durans),

Streptococcus bovis,

патогенные стрептококки (Streptococcus agalactiae и др.).

Streptococcus lactis. Он является первым микроорганизмом, который выделен в чистой культуре (в 1873 г. Листером). Streptococcus lactis встречается на растениях.

С пылью и растительными частицами попадает на доильное оборудование и затем в молоко. Он встречается в виде коротких цепочек из двух — шести звеньев. Определенные штаммы, которые не образуют слизи и ароматических веществ с неприятным запахом, как многие дикие штаммы, входят в состав заквасок. Оптимальная температура развития Streptococcus lactis — около 30°С. Отдельные штаммы, однако, могут также размножаться, но медленно, при низких температурах (ниже 7°С). При температуре 25°С Streptococcus lactis за счет образования молочной кислоты снижает показатель рН примерно до 4,5 и молоко свертывается вследствие выпадения казеина.

Streptococcus cremoris (сливочный стрептококк). В сыром молоке Streptococcus cremoris встречается не так часто, как Streptococcus lactis, от которого он отличается морфологически, так как образует длинные цепочки. Оптимальная температура развития Streptococcus cremoris 20—25°С. В течение 24 ч под влиянием Streptococcus cremoris при температуре 25°С наблюдается свертывание молока при рН, равном 5,0—5,2, однако без наличия сгустка.

При температуре 10—18°С Streptococcus cremoris склонен к образованию слизи. В северных странах этот стрептококк используется для приготовления особо устойчивого кислого молока. В закваске молочнокислых бактерий Streptococcus cremoris в сочетании с Streptococcus lactis способствует более густой консистенции продукта.

Streptococcus diacetilactis. Он образует в молоке не только молочную кислоту, но и ацетоин и диацетил, важнейшие ароматические масла, а также СО2. Streptococcus diacetilactis содержится в значительном количестве в закваске для приготовления масла.

Streptococcus thermophilus (термофильный стрептококк). Часто встречается на доильном оборудовании, молочной посуде и в сыром молоке. Устойчив к кратковременной пастеризации, но погибает при высокотемпературной пастеризации. Термофильный стрептококк, как и Streptococcus cremoris, представляет собой длинные цепочки.

Оптимальная температура его развития 40—45°С. Он совместно с Lactobacillus bulgaricus используется для приготовления йогурта и в качестве компонента культуры для приготовления эмментальского сыра. Streptococcus thermophilus чрезвычайно чувствителен по отношению к пенициллину и некоторым антибиотикам и поэтому применяется в качестве тест-микроба для биологического определения (обнаружения) антибиотиков в молоке.

Виды микроорганизмов группы энтерококков (серологическая группа D) являются составными элементами нормальной кишечной микрофлоры человека и животных.

Встречающийся в молоке Streptococcus bovis желательно относить не к группе Viridans, а в соответствии с его серологической классификацией в группу D энтерококков.

Streptococcus faecalis var. liquefaciens отличается от Streptococcus faecalis var. faecalis более сильной протеолитической активностью. Streptococcus faecalis var. zymogenes также осуществляет протеолиз, но в меньшем объеме.

По данным М. Бергей, Streptococc durans, который является разновидностью Streptococcus faecium, в настоящее время не относят к специфическому виду. Энтерококки могут попадать в молоко с калом, пылью или непосредственно из вымени (латентная инфекция, специфические маститы). У крупного рогатого скота и овец преимущественно распространены Streptococcus faecium и Streptococcus bovis.

Энтерококки устойчивы к высокой температуре и выдерживают пастеризацию молока и его термическую обработку, применяемую при изготовлении сыров, а также нагревание сырного сгустка до 51°С при производстве эмментальского сыра. Вследствие своей устойчивости они могут выживать также при повышенной концентрации поваренной соли. Streptococcus faecalis var. liquefaciens вследствие протеолиза вызывает появление у сыра горького вкуса. Streptococcus faecium может стать причиной повторного брожения в эмментальском сыре из-за образования пропионовокислыми бактериями стимулирующих веществ и излишка лактата в зрелых сырах.

Обнаружение энтерококков в молоке часто служит в качестве индикатора его фекального загрязнения. При этом необходимо учитывать, что энтерококки, особенно Streptococcus faecium, размножаются в плохо продезинфицированном доильном оборудовании, во флягах, автоцистернах, в танках для хранения молока и молокопроводах и являются постоянным источником его загрязнения.

Streptococcus faecalis улучшает качество сыра чеддар при его созревании. Рекомендуется добавлять Streptococcus faecalis при производстве эмментальского и грюйерского сыров для улучшения их аромата.

Значение энтерококков как микроорганизмов, вызывающих пищевое отравление, еще недостаточно изучено.

Однако имеются сообщения относительно пищевых отравлений сырами, содержащими энтерококки. Streptococcus faecium u Streptococcus durans не патогенны, в то время как Streptococcus faecalis/liquefaciens и определенные штаммы Streptococcus faecium zymogenes вызывают желудочно-кишечные расстройства.

Род Leuconostoc. Виды Leuconostoc находятся на растениях и морфологически подобны стрептококкам. Они сбраживают сахара и гетероферментативно, то есть наряду с незначительным количеством молочной кислоты образуют также уксусную кислоту и ароматические вещества (ацетоин и диацетил). Образуются ацетоин и диацетил из солей лимонной кислоты. Однако аромат появляется только при рН ниже 5. Так как Leuconostoc сквашивает молоко в незначительной степени, то необходимо для появления аромата, сопутствующего процессу сквашивания молока, использовать культуру Streptococcus lactis. Leuconostoc (раньше их называли бетакокками) являются ароматообразующими составными частями заквасок молочнокислых бактерий для приготовления масла. Они участвуют также в образовании аромата ломтевых сыров. Важнейшие их виды: Leuconostoc cilrovorum и Leuconostoc dextranicum.

Род лактобацилл. В молочном хозяйстве лактобациллами называются грамположительные молочнокислые палочки. Они различной длины и толщины, не образуют спор и окисляют молоко значительно быстрее, чем стрептококки при рН 3,2—3,5. Лактобациллы достигают оптимального развития при низком значении рН и пониженном содержании кислорода.

В соответствии с классификацией М. Бергея в молочном хозяйстве все виды Tribus Lactobacilleae делятся на три рода: термобактерии, стрептобактерии и бетабактерии.

Род I. Термобактерии. Длинные палочки, не образуют цепочек, при температуре ниже 15°С не развиваются, оптимальный рост при температуре около 40°С, гомоферментативны.

Род II. Стрептобактерии. Образуют длинные цепочки, состоящие из коротких палочек, развиваются и при температуре ниже 15°С, оптимальный рост при температуре 30°С, гомоферментативны.

Род III. Бетабактерии. Они — гетероферментативны.

Естественное место обитания лактобацилл — растения (трава, силос, фрукты). Встречаются в слюне и в кишечном тракте человека и животных. В молоко лактобациллы попадают из окружающей среды, так как стерильно выдоенное молоко не содержит лактобацилл. Лактобациллы отчасти термоустойчивы и могут выживать при кратковременной пастеризации, однако не выдерживают высокотемпературную пастеризацию.

Лактобациллы играют важнейшую роль в приготовлении кисломолочных продуктов, твердых и ломтевых сыров. Они оптимально развиваются и образуют молочную кислоту только тогда, когда стрептококки создают для них благоприятные показатели рН и пониженный окислительно-восстановительный потенциал. Затем, вследствие значительного образования лактобациллами молочной кислоты, тормозится дальнейшее развитие стрептококков.

При производстве эмментальского сыра участие лактобацилл в обмене веществ пропионовокислых бактерий является решающим для образования лактата.

Созревание сыров происходит благодаря проявляющейся в различной степени протеолитической активности лактобацилл.

Lactobacillus bulgaricus (Thermobacterium buldaricum).

Образует длинные палочки и является гомоферментативной. Совместно с Streptococcus thermophilus или с окисляющей в большей степени Lactobacillus jughurti она применяется для приготовления йогурта.

Иногда Lactobacillus bulgaricus входит в состав бактерий молочнокислой закваски для приготовления молочнокислых продуктов. Ее используют также при производстве твердых сыров. Оптимальная температура ее развития составляет 40—45°С.

Lactobacillus lactis (Thermobacterium lactis) образует длинные нити. Постоянно находится в кишечнике человека и животных. Ее можно обнаружить на доильном оборудовании, и чаще, чем другие виды лактобацилл, она присутствует в необработанном (сыром) молоке. Lactobacillus lactis идентична Lactobacillus caucasicus, находящейся в кефире. Она часто принимает участие в созревании твердых сыров. Оптимальная температура ее развития примерно 40°С.

Lactobacillus helveticus (Thermobacterium helveticum) встречается в необработанном (сыром) молоке, в сычуге и в сычужном ферменте телят. Используется вместе с Streptococcus thermophilus для приготовления эмментальского и грюйерского сыров. Образует не только молочную кислоту, но и участвует благодаря наличию протеолитического эндофермента в созревании сыров.

Lactobacillus acidophilus (Bifidobacterium bifidum). При преимущественно молочном питании находится в большом количестве в кишечнике детей и взрослых. Часто ее обнаруживают и в кишечнике телят.

Из других встречающихся в молоке лактобацилл следует отметить: Lactobacillus casei (Streptobacterium casei)— сильно протеолитическая, Lactobacillus brevis (Betabacterium breve), Lactobacillus fermenti (Betabacterium longum).⁵