Понятие молочнокислые бактерии. Технически важные микроорганизмы. Влияние лактобактерий на здоровье детей

Коржова Екатерина

Исследовательская работа подготовлена на научно практическую конференцию Нижневартовского района "XXI век. В поисках совершенства". Заняла второе место. Вошла в сборник материалов с НПК учащихся Нижневартовского района

Скачать:

Предварительный просмотр:

Введение

Бактерии - самая древняя группа живых организмов. Их изучение начали три века назад. Молочнокислые бактерии по праву можно назвать самыми распространенными и часто упоминаемыми в обыкновенной повседневной жизни. Человек с ними сталкивается ежедневно, когда протягивает руку в магазине к прилавку с молочнокислой продукцией.

В ходе ознакомления с содержанием работы кто - то не захочется купить тот или иной кисломолочный продукт, причем об этом он нисколько не пожалеет.

Может быть, многим не захочется купить в аптеке препарат для восстановления миклофлоры кишечника после приема антибиотиков, а он заменит его стаканом свежеприготовленного домашнего кефира или йогурта.

Человек, страдающий ожирением, не побежит кодироваться или покупать таблетки от похудания, а вспомнит про старый проверенный способ - кефир после шести.

Женщины сэкономят средства на косметике, если примут к сведению информацию о лечебном воздействии молочнокислых бактерий на кожу, волосы и ногти.

Цель работы: раскрыть роль молочнокислых бактерий в жизнедеятельности человека.

Задачи были поставлены следующие:

Изучение прокариот на примере молочнокислых бактерий.
Обобщение материала, служащего доказательством их использования в пищевой, косметической и медицинской отраслях промышленности.
Изучение состава молочнокислых продуктов.
Выявление «полезных» и «вредных» для здоровья человека молочнокислых продуктов.
Овладение методикой приготовления молочнокислых продуктов (кефира и йогурта) в домашних условиях.

Объектом исследования выбраны молочнокислые бактерии .

Предметом исследования - молочнокислые продукты , полученные на основе этих бактерий.

Работа состоит из двух частей.

В теоретической части освещены вопросы, касающиеся истории открытия, форм, видов бактерий. Собрана и обработана информация о важнейших кисломолочных продуктах и их широком применении в жизнедеятельности человека.

В практической части приведены данные качественного и количественно состава наиболее распространенных и привлекательных молочнокислых продуктов. Результаты исследования легли в основу получения в домашних условиях полезных продуктов: кефира и йогурта. Опыты доказали, что это настоящие «живые» продукты. Сделав расчеты, пришли к выводу, что получать их дома не только полезно, но и выгодно.

В процессе подготовки работы использованы разные источники информации. Наиболее полная и интересная была получена на биологических и медицинских сайтах.

История открытия бактерий (прокариот).

Бактерии - это очень древние организмы, занявшие все среды обитания. Но открыты они были сравнительно недавно, в XVII в.
Первым человеком, увидевшим микроорганизмы, был голландец Антонио ван Левенгук. Заинтересовавшись строением льняного волокна, он отшлифовал для себя несколько грубых линз. Поместил их в оправы из серебра. Таким образом, появилась первая лупа. С помощью такой лупы Левенгук впервые увидел бактерий. Вот выдержка из его письма в Лондонское Королевское общество: «24 апреля 1676 г. я посмотрел на воду… и с большим удивлением увидел в ней огромное количество мельчайших живых существ…». Так зародилась наука - микробиология.

Первым, кто увидел микрофлору кисломолочных продуктов, был француз Луи Пастер . Исследуя под микроскопом кислое молоко, Пастер обнаружил в нем очень маленькие "шарики" и "палочки". Наблюдая за ними, Пастер убедился в том, что «шарики и палочки» в кислом молоке растут, и количество их быстро увеличивается. "Следовательно, они размножаются", - решил Пастер. Добавляя ничтожное количество кислого молока, содержащего «шарики и палочки», в свежее молоко, Пастер вызывал его сквашивание, то есть молочнокислое брожение. Эти исследования вызвали большой интерес к этой теме. Усилиями ученых микробиологов были изучены как физиология самих микроорганизмов, так и биохимические процессы брожения и гниения, вызываемые бактериями. Нормальными обитателями даже хорошего молока считаются кисломолочные бактерии, дрожжи. В теплом молоке бактерии очень быстро размножаются: каждые полчаса может разделиться пополам и дать две новые. Таким образом, в течение короткого времени количество бактерий в 1мм теплого молока может достигнуть нескольких миллионов, что отразится на его качестве - оно скиснет, если в нем преобладают молочнокислые бактерии, или приобретет неприятный вкус в случае развития нежелательных бактерий, например пептонизирующих.

Формы бактерий

Формы бактерий довольно разнообразны. Вот неполный перечень известных форм, обнаруженных учеными - микробиологами при помощи электронного микроскопа. (фотографии форм бактерии см. приложение)

Виды бактерий.

К классификации бактерий подходят по разным параметрам.

По выполняемым функциям:

Бактерии гниения
Почвенные бактерии
Молочнокислые бактерии
Уксуснокислые бактерии
Бактерии спиртового брожения
Патогенные (болезнетворные) бактерии

По типу питания:

Гетеротрофные
Автотрофные (хемосинтетики и фотосинтетики)

По отношению к кислороду:

Аэробные
Анаэробные

Молочнокислые бактерии - представители прокариот.

Молочнокислые бактерии, как и все прокариоты не имеют ядра. Носителем наследственной информации выступает спиральная нить ДНК, локализованная в цитоплазме. От окружающей среды внутреннее содержимое ограничено оболочкой и тонкой цитоплазматической мембраной.

Все молочнокислые бактерии относятся к двум родам:

Род Streptococcus вид Streptococcus Lactis — это кокки овальной формы 0.8-1.2 мкм, которые образуют цепочки различной длины. При старении цепочка дробится.
Вид Streptococcus diacetilactis — это более мелкие кокки, диаметр которых 0.5-0.7 мкм. Они образуют цепочки различной длины, продукты жизнедеятельности которых придают аромат продукту.
Род Lactobacillus — представляет собой палочковидные клетки:6- 8 мкм длиной, образующие короткие цепочки. Неспорообразующие.

Наиболее широко распространены:

Lactobacillus bulgaricum.
Lactobacillus acidophillum.

Кисломолочные продукты и их значение в жизни человека.

Кисломолочные продукты входят в рацион любого человека. В зависимости от сочетания родов и видов кисломолочных бактерий, из них получают различные кисломолочные продукты. Молоко — удивительное изобретение природы. Человек уже давно оценил пищевые и лечебные свойства молока и не только научился использовать этот продукт, но и значительно усовершенствовал его. Из молока стали производить различные кисломолочные продукты питания. Например: йогурт, кефир, простоквашу, сметану, творог, масло. Со временем появилось много вопросов о качественном составе и влиянии на организм человека кисломолочных продуктов.

Краткие сведения о составе кисломолочных продуктов

Название продукта	Состав
Молоко	При чистом содержании коровы в одном миллилитре парного молока содержится около 100000 бактерий , из которых на долю гнилостных приходится примерно 96 % а на долю кисломолочных бактерий-4%. В связи с этим, парное молоко пить не желательно, соответственно, необходимо пить зрелое молоко, при температуре 8-10°С оно должно отстояться сутки. За это время изменяется отношение гнилостной и молочнокислой микрофлоры: 4% гнилостных и 96% молочнокислых бактерий.
Кефир	Кефирный грибок представляет собой сложный симбиоз (совместное существование) микроорганизмов, образовавшийся в процессе длительного развития. Сжившиеся микроорганизмы ведут себя как целостный организм. Они вместе растут, размножаются и передают свою структуру и свойства последующим поколениям. Белые или слегка желтоватые кефирные грибки обладают кислым специфическим вкусом. Основную их микрофлору составляют молочнокислые палочки, стрептококки и дрожжи. Они определяют специфический вкус и аромат кефира, его питательные свойства. В процессе жизнедеятельности кефирного грибка микроорганизмы, входящие в его состав, вызывают изменения в молоке. Под влиянием молочнокислых стрептококков и палочек происходит молочнокислое брожение, дрожжи вызывают спиртовое брожение. Благодаря этим процессам составные элементы молока претерпевают изменения, особенно молочный сахар. Образующиеся при этом углекислота и спирт активизируют деятельность желудка, ускоряют процессы пищеварения, возбуждают аппетит. Молочная кислота благотворно влияет на микрофлору кишечника, задерживает развитие гнилостных бактерий.
Сметана	Для приготовления сметаны необходимы сливки. При этом используются чистые бактериальные культуры, в состав которых входят молочнокислый и сливочные стрептококки и ароматообразующие бактерии.
Творог	Творог сквашивают чистыми культурами молочнокислых стрептококков и ароматообразующих бактерий . Закваска обычно имеет кисломолочный вкус, без каких-либо запахов, газообразования, выступающей сыворотки. Творог не выдерживает длительного хранения, так как в нем быстро размножаются молочнокислые бактерии, плесени.
Йогурт	В йогурте в качестве закваски используют открытую И. И. Мечниковым разновидность молочнокислых бактерий — Болгарскую палочку . При приготовлении йогурта закваска состоит из чистых культур термофильного стрептококка и болгарской палочки , содержащихся в равных соотношениях. При нарушении такого соотношения продукт может приобрести резкокислый вкус, зернистую структуру или быстро выделить сыворотку.

Наиболее полезными кисломолочными продуктами ученые - медики считают кефир и йогурт. Они широко применяются не только как ценные продукты питания, но и как медицинские и косметические препараты.

Загадочная история кефира и его лечебные свойства.

С этим довольно привычным для нашей современной жизни продуктом связано множество легенд, слухов и загадок. Происхождение кефирного грибка окутано тайной. Одни связывают его происхождение с древними народностями, населявшими Тибет и, соответственно, называют Тибетским грибком. Согласно этой версии, грибок занимал почетное место среди прочих тайн тибетской медицины. В Европу он был вывезен из Индии неким польским профессором, излечившимся с помощью кефира от рака желудка и печени. По мнению других, родина кефирного грибка - горные селения Северной Осетии, где сам кисломолочный продукт до сих пор играет немаловажную роль в национальной кухне. Мусульмане, населяющие Северный Кавказ, считали кефирный грибок подарком самого пророка Мухаммеда и ревностно оберегали тайну производства божественного напитка. В середине XIX века слухи о его удивительных целебных свойствах и замечательном вкусе достигли России. Каким образом кефирный грибок все-таки попал в нашу страну - неизвестно. Ходили слухи об успешных действиях самых знаменитых детективов на службе правительства. Не менее популярна была история о влюбленном князе и русской девушке Ирине, которой достался заветный рецепт как подарок в честь примирения после ссоры с князем.
Как бы то ни было, к 1907 году известный заводчик Баландин по просьбе Всероссийского общества врачей наладил производство кефира в России. По примеру Европы в нашей стране начали появляться и завоевывать популярность кефирные лечебницы, в которые принимали больных рахитом, анемией, водянкой, с болезнями легких, различными желудочно-кишечными и гинекологическими заболеваниями. Доказано, что использование молочнокислых продуктов ускоряет вывод различных радионуклидов. Настоящий кисломолочный продукт обязательно содержит живые микроорганизмы (кисломолочные бактерий), которые составляют основную массу микрофлоры пищеварительного тракта человека. Нарушение баланса микрофлоры, называемое дисбактериозом, может привести к всевозможным заболеваниям: язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, аллергии, гастритам. Одно из самых неприятных последствий дисбактериоза — снижение иммунных функций организма, оно влечет за собой затяжное лечение болезней, развитие осложнений. Из-за нарушения пищеварительных функций повышается утомляемость, появляются усталость и вялость. Дисбактериозы встречаются часто и у взрослых, и у детей. Причиной их возникновения могут быть стрессы, неблагоприятная экологическая обстановка, некачественные питьевая вода и пища. Микрофлора кишечника нарушается и после приема антибиотиков, которые убивают необходимые организму бактерии. Лечить дисбактериоз приходится лекарственными препаратами, а вот предотвратить его помогают кисломолочные продукты , прежде всего кефир и приготовленные на его основе биокефир и бифидок. Эти равноценные по составу напитки представляют собой улучшенный кефир с добавками бифидобактерий — свойственных человеку микроорганизмов, которые помогают процессу пищеварения (на их долю приходится, например, около 90% микрофлоры толстого кишечника). Японцы используют кефир для профилактики лечения анкогинеза желудка и кишечника . Молочнокислыми продуктами «оздоровляют» микрофлору кишечника и лечат гастриты. Для лечения гастритов с повышенной кислотностью используется свежий (однодневный) кефир (содержит следы спирта), с пониженной кислотностью — трёхдневный кефир. Также кисломолочные бактерии подавляют развитие гнилостных бактерий , которые вызывают колиты: шигеллу, вызывающую дезентирию и сальманеллы, вызывающие брюшной тиф.

Широкое распространение кефир получил в косметологии. На его основе изготавливают многие бальзамы, маски, шампуни, крема. Например, нехитрый рецепт приготовления маски для волос, полезной в весенний период, когда волосы становятся ломкими и сухими.

Молочнокислые продукты создают жировую пленку, которая защищает волосы от повреждения щелочным раствором, образующимся при растворении мыла в воде. Нужно взять, скажем, простоквашу или кефир обильно смочить голову, покрыть полиэтиленовой косынкой, а сверху - махровым полотенцем. Через 25-30 минут промыть волосы в пене туалетного мыла, типа «Детское», тщательно ополоснуть просто тёплой водой, а затем - подкисленной (1 столовая ложка уксуса на 2 л воды).

Если есть проблемы с веснушками, то маска из свежего кефира тоже может пригодиться. Яркость и количество веснушек можно снизить, если ежедневно протирать лицо свежим кефиром.

Грибок между пальцами ног можно вывести, если ежедневно смачивать марлевую тряпочку в кефирном растворе и обертывать на ночь ноги. Эта процедура не только поможет избавиться от ногтевого грибка, но и способствует росту и укреплению ногтей, размягчению кожи на стопах ног.

Йогурт и его лечебные свойства .

Йогурт - европейский синоним осетинского слова «кефир», кисломолочный продукт. Делают его йогуртом особые бактерии - так называемая болгарская палочка и термофильный стафилококк . Кисломолочные продукты, полученные с помощью иных микроорганизмов, соответственно, йогуртами не являются. Настоящий «просто йогурт» может понравиться далеко не всем. На вкус это откровенная кислятина. Однако это и есть самый натуральный, способствующий пищеварению продукт. Натуральный йогурт - эффективное средство восстановления микрофлоры кишечника. Йогурты рекомендуются людям, длительное время принимающим антибиотики, которые уничтожают любые бактерии. Им, антибиотикам, все равно, вредные это бактерии или полезные. Йогурт же помогает сохранить в организме полезную микрофлору, без которой кишечник не может нормально функционировать. Йогурт используют при лечении желудочно-кишечных заболеваний, колита, холецистита, туберкулеза, фурункулеза, детской грудной астмы и других болезней. Употребление этого продукта в пищу помогает улучшить пищеварение и обмен веществ. Тем, кто немного «перебрал» в праздничном застолье, йогурт поможет снять похмельный синдром и головную боль. Йогурт ценен не только как пищевой продукт. На его основе изготавливают парфюмерные средства, которые улучшают волосы и кожу. На Западе давно осознали, что йогурт - едва ли не самый полезный кисломолочный продукт, поэтому европейцы потребляют его в огромных количествах - от 13 до 35 килограммов в год на одного человека.

Что такое «живой» и «мертвый» йогурт?

Покупая йогурт, следует помнить о том, что среди них есть «живые» и термически обработанные. Пользу организму приносят только «живые» йогурты, то есть приготовленные на основе молока с использованием особой закваски (набор молочнокислых бактерий определенных штаммов). Она обеспечивает пробиотическую микрофлору, которая является врагом микроорганизмов, вызывающих различные заболевания и пищевые расстройства. Благодаря молочнокислым бактериям «живой» йогурт, как и все кисломолочные продукты такого рода (кефир, простокваша), приостанавливает гнилостные процессы в кишечнике и повышает сопротивляемость организма к инфекциям. Настоящий «живой» йогурт имеет срок хранения не более трех недель и должен храниться только в холодильнике. Часто на упаковке такого продукта есть специальная маркировка, указывающая на содержание живой йогуртовой культуры. Термически обработанные йогурты характеризуются более длительным сроком хранения, а он достигается за счет термической обработки продукта, в ходе которой заквасочные культуры погибают. По сути, это уже не йогурты, а напитки на йогуртовой основе. Поначалу отечественный рынок был наводнен именно такими импортными продуктами, которые назывались йогуртами, но на самом деле таковыми не являлись. Впрочем, заявления производителей о том, будто именно их йогурт «живее всех живых», не гарантируют, что приобретенный вами продукт обладает полезными свойствами. И в первую очередь - из-за особенностей его транспортировки и хранения. Йогурт - очень нежный продукт, и привезти его издалека без специального холодильника невозможно. «Живой» и не содержащий консервантов йогурт рискует в дальней дороге испортиться. Стоит температуре подняться на несколько градусов, как йогуртовые бактерии начинают бурно размножаться - и в конце концов задыхаются от нехватки кислорода. До покупателя этот йогурт доходит скисшим и «мертвым». Поэтому «живые» йогурты, взятые с магазинного прилавка, зачастую таковыми уже не являются. Сейчас в потребительской среде усиленно насаждается понятие «долгоживущий йогурт». Из каких таких «благих намерений» продуктовой индустрии появляются на свет подобные йогурты-долгожители, особо объяснять не нужно. Важно помнить другое: содержание активных микроорганизмов не может долгое время оставаться на том уровне, который обеспечивает профилактический и оздоровительный эффект. Если на упаковке стоит месячный срок годности, значит, это «долгоживущий» йогурт. То есть полезная микрофлора в нем отсутствует.

Из чего же сделан йогурт?

Сейчас выпускают йогурты трех видов:

Йогурт как таковой (то есть без фруктовых и ароматических добавок),

Йогурт фруктовый или овощной

Йогурт ароматизированный.

Просто йогурт, как уже было сказано, - это чистый белый молочный напиток безо всяких добавок , он максимально полезен по сравнению с другими видами йогуртов.

Во фруктовом или овощном йогурте допускается до 30 % вкусовых добавок. Покупая йогурт, например, с грушевым вкусом, вы получаете молочнокислый продукт, в котором никакой груши, разумеется, никогда не было. Собственно, грушевая эссенция - это бутилацетаты (бутиловые эфиры уксусной кислоты). Производители йогуртов утверждают, что эти эфиры абсолютно безвредны. Однако нужно знать, что бутилацетат - это растворитель, который применяется в производстве лакокрасочных материалов.

Ароматизированный йогурт отличается от простого тем, что в него добавлены различные ароматизаторы - натуральные или идентичные натуральным. Покупая йогурт, например, с абрикосовым ароматом, вы получаете тот же полезный молочнокислый продукт с пищевыми добавками, разрешенными и безопасными для использования.

Йогуртов с фруктовыми наполнителями - кусочками или целыми ягодами - лучше вообще избегать, если, конечно, слово «здоровье» имеет для вас какой-нибудь смысл. Дело в том, что эти «кусочки» проходят стерилизацию без термической обработки. Защищают фрукты-овощи от порчи весьма оригинальным образом, а именно облучают их «мирным атомом». Процесс облучения прост - поддоны с продуктами помещаются в особую камеру, где из воды поднимается решетка с кобальтом-60 (радиоактивный изотоп кобальта) и бомбардирует фрукты-овощи радиацией. Производители заверяют, что если все делать по правилам, продукты после облучения не становятся радиоактивными, а делаются стерильными. Но можно сказать более точно - они становятся никакими. Облучение расщепляет витамины и ферменты, то есть делает продукт «мертвым». Кроме того, радиация разбивает молекулярную структуру фруктов и овощей, в результате чего возникает целый набор химических веществ, называемых «уникальными радиолитическими продуктами». В их число входит бензол, формальдегид и множество других мутагенов и канцерогенов. Этакий коктейль с ягодно-фруктовыми кусочками, плавающими в йгуртовом месиве. Разумеется, содержание вредных веществ во фруктово-ягодном йогурте мизерное, но само их присутствие делает сей напиток в лучшем случае «пустым».

Лечебные свойства йогурта.

Бактерия Helicobacter pylori считается важной причиной язвенной болезни, поэтому для ее лечения применяют антибиотики. Однако у 10-23% пациентов антибиотики не действуют. Ученые из Тайваня предложили в этом случае использовать йогурт, содержащий бифидо- и лактобактерии.
Они доказали, что употребление этого йогурта перед проведением повторного курса комбинированного лечения значительно улучшает результаты. Ученые обследовали 138 пациентов, у которых не удалось вылечить хеликобактерную инфекцию после применения трехкомпонентной схемы лечения. До проведения курса четырехкомпонентной терапии, часть пациентов употребляли йогурт, часть - нет. После повторного курса, от H. pylori полностью избавились 91% пациентов, употреблявших йогурт и только 77% не употреблявших этот продукт. «Бактерии, содержащиеся в йогурте, действуют на H. pylori и уменьшают его содержание в организме», - комментируют свою работу ученые.

Университет Брауна\\Brown Medical School сообщил о разработке технологии, которая способна остановить распространение ВИЧ\\СПИДа половым путем. Основой для технологии стали бактерии, используемые при изготовлении йогуртов и сыров.
Суть новой технологии следующая: ранее был обнаружен белок циновирин, который обладает уникальной способностью блокировать доступ вируса ВИЧ\\СПИД в клетки организма. С помощью методов генной инженерии, циновирин был совмещен с молочно-кислыми бактериями, применяемые для сквашивания молока и изготовления различных молочных продуктов. Полученные бактерии, содержащие циновирин, могут быть использованы для изготовления кремов, способных предотвращать заражение "чумой 20 века". К примеру, их возможно будет применять перед половым актом. По данным Всемирной Организации Здравоохранения\\World Health Organization, эпидемия СПИД унесла жизни более 25 млн. человек (3.1 млн. в 2005 году).

Практическая часть.

Состав молочнокислых продуктов.

В ходе поиска информации о молочнокислых бактериях и продуктах, полученных в результате их деятельности, появилась мысль об изучении состава молочнокислых продуктов, распространенных на прилавках наших магазинов и еще не так давно входивших в рацион питания школьников. Результаты исследования приводятся в таблице № 1.

Таблица №1

Состав молочно-кислых продуктов.

	Жиры г на 100г	Белки г на 100г	Углеводы г на 100г	Пищевая ценность Ккал	Молочные бактерии КОЕ	Дрожжи	Бифидо-бактерии	Срок годности
Кефир								14 суток
Био-йогурт “Био-баланс”								21 день
Сметана
Йогурт “Услада” Продукт растительно-молочный, йогуртный, пастеризованный			17,4		Обезжиренное молоко, растительные экстракты, красители:Е120, ароматизаторы черника, регуляторы кислотности: лимонная кислота, цитрат Na, загустители: гуаровая камедь, Е412, сироп глюкозы, сливки, желатин, модифицированный крахмал Е1422, сухая молочная сыворотка, сахар, вода	4 месяца
Йогурт “Эрмигут” Продукт молочно-растительный, йогуртный, пастеризованный, фруктовый			16,5		Обезжиренное молоко, растительные экстракты,красители:Е120, ароматизаторы клубника, ананас, регуляторы кислотности: лимонная кислота, цитрат Na, загустители: гуаровая камедь, Е412, сироп глюкозы, сливки, желатин, модифицированный крахмал Е1422, сухая молочная сыворотка, сахар, вода	4 месяца
Чудо-творожок Продукт творожный, термизированный взбитый фруктовый ароматизированный					Молоко нормализованное, сахар, вода, стабилизаторы: крахмал модифицированный, желатин, гуаровая камедь, камедь рожкового дерева, ароматизаторы: ваниль, груша, краситель: анното, лимонная кислота, цитрат Na, закваска, сычужный фермент	1,5 месяца
Молоко				62		6 месяцев

Вывод: наибольшую ценность представляют кефир, питьевой йогурт и сметана, т.к. в их составе содержатся культуры молочнокислых бактерий и бифидобактерий. Употребление в пищу «Чудо-творожка» , «Услады», «Эрмигурта» может нанести вред здоровью, т.к. в их составе содержится большое количество консервантов, загустителей, ароматизаторов. Особенно их опасно употреблять аллергически восприимчивым людям.

Методика приготовления кефира и йогурта в домашних условиях.

Тема данной работы возникла после того, как я узнала, что с помощью посуды «Tupperware»можно получить йогурт и кефир в домашних условиях.

Поэтому теоретическая информация, собранная по вопросу «молочнокислые бактерии и молочнокислые продукты» помогла мне провести эти полезные исследования и набраться опыта, которым я поделилась с подругами и родственниками.

Объектом исследования были следующие продукты:

Питьевой йогурт «Простоквашино» (1,5%)
Кефир «Доктор Бранд» (2,5%)
Продукт молочно- растительный йогуртный пастеризованный фруктовый «Эрмигурт» (4,7%)

Описание опыта.

В стаканчики по 1 столовой ложке помещена закваска исследуемого молочнокислого продукта. Добавлено 200 мл теплого кипяченого молока.

В некоторые пробы был добавлен сахар, чтобы посмотреть окажет ли он действие на скисание молока и как он повлияет на консистенцию получаемого продукта. Содержимое в стаканчиках, помещалось в миску «Tupperware» и заливалось кипятком, таким образом, чтобы стаканчики оказались практически полностью помещенные в горячую воду. Миска закрывалась крышкой и оставлялась на ночь.

Для удобства описания наблюдений я предлагаю использовать

шкалу консистенции продукта:

5 - очень вязкий, густой, похож на изначальный продукт

4 - вязкий

3 - жидковатый

2 - жидкий

1 - очень жидкий, похож на молоко

Шкала вязкости

Результаты исследования занесла в таблицу № 2

Таблица № 2

Пробы	Питьевой йогурт «Простоквашино»	Кефир «Доктор Бранд»	Продукт молочно- растительный йогуртный пастеризованный фруктовый «Эрмигурт»
без сахара	густой (5), не сладкий, приятный на вкус.	жидковатая однородная масса (2)	очень жидкий (1), отделился от молока, внизу масса более густая, сверху молоко
с сахаром	густой (4), сладковатый, очень вкусный, сахар осел на дне в виде сахарного сиропа.	не вязкая (3) консистенция, имеет комочки, сладкая на вкус
двойная концентрация, Без сахара	густой (5), не сладкий, вкусный	не вязкая (3), количество комочков больше, не сладкий

Результаты наблюдений показывают, что наиболее активными являются микроорганизмы в питьевом йогурте «Простоквашино». Полученная консистенция однородная, приятная в употреблении. Повторные использования полученной закваски в следующих порциях, тоже дали положительный результат. Полученный йогурт -2 был еще гуще первого.

В полученном кефире комочки возникают в результате того, что кефирная закваска образована кефирным зерном, представляющим сложный симбиоз молочнокислых бактерий и дрожжей.

Разница в консистенции продуктов объясняется еще и тем, что содержание молочнокислых микроорганизмов и бифидобактерий (вместе) в питьевом йогурте составляет 10 13 . а в кефире, молочнокислых микроорганизмов и дрожжей (вместе) - 10 11 . (см «Состав молочнокислых продуктов» таблица №1)

В молочно- растительном йогуртном пастеризованном фруктовом продукте «Эрмигурт» ничего не произошло. Причина этого в том, что он «мертвый». Все живые микроорганизмы были уничтожены при производстве, иначе срок хранения этого продукта не смог бы составить полгода.

Срок хранения полученных домашних йогурта и кефира, составляет 1- 2 дня в холодильнике.

Экономия

Стоимость молока

Стоимость закваски

Общая стоимость полученного продукта

На 1 человека

На семью из 4 человек

На 1 человека

На семью из 4 человек

На 1 человека

На семью из 4 человек

1. Питьевой йогурт

7 рублей

2 рубля

9 рублей

28 рублей

112 рублей

9 рублей

36 рублей

19 рублей

76 рублей

2. Кефир

7 рублей

0,8 рублей

8 рублей

9,25 рублей

37 рублей

8 рублей

32 рубля

1,25 рублей

5 рублей

Заключение.

В процессе написания данной работы мне пришлось изучить массу литературы и посетить разные сайты. Одни из них носили чисто рекламный характер, другие на самом деле освещали роль молочнокислых бактерий и продуктов в жизни человека. Много было и критических статей в адрес использования или не использования молочнокислых продуктов как в пищевой промышленности, так в медицине и косметологии. Читая литературу, надо помнить о том, бактерии - это на самом деле древняя группа организмов, которая с одной с одной стороны, достаточна изучена, с другой стороны, может преподнести много тайн и загадок.

Бактерии - живые организмы, хорошо приспосабливающиеся к жизни в любых условиях. Может быть придет время и человек будет использовать бактерии не только в получении молочнокислых продуктов, вина, косметики, лекарств, необходимых генов, но и в исследовании космоса, недр земли, лечения современной техники. Может с помощью бактерий человек одержит победу над раком, СПИДом. Удастся подчинить себе болезнетворные бактерии и направить их разрушительную силу в мирные цели.

В своей работе я рассмотрела только один вид бактерий - молочнокислые. Несмотря на противоречивость информации, полученной с разных источников, я убеждена, в том, что эти организмы как маленькие солдаты, делают большие дела для человека. Поэтому всем своим близким и друзьям я советую

1. Пейте больше кефира, это поможет вашему кишечнику и коже.

2. Меньше бросайтесь на красивые цветные этикетки «Чудо» - продуктов, в них ничего вкусного и полезного нет.

3. Примите во внимание мой опыт по получению домашнего кефира и йогурта, так как это сэкономит ваши деньги.

Словарь терминов

Прокариоты - безъядерные организмы.

Микробиология - раздел биологии, изучающий микроорганизмы.

Бактериология - раздел микробиологии, изучающей бактерии.

Гетеротрофные организмы - организмы, питающиеся готовыми органическими веществами.

Автотрофные организмы - организмы, производящие органические вещества из неорганических веществ за счет энергии света (фотосинтетики) или энергии химических реакций (хемосинтетики ).

Аэробы - организмы, существующие только в кислородной среде.

Анаэробы - организмы, существующие в бескислородной среде.

Микрофлора - живые организмы, внутри продукта, органа тела.

Библиографический список:

Дмитриев Ю.Д Занимательная биология: М.: Дрофа, 1996 г.- 240с
Дронова О.Н. Хрестоматия по биологии: Бактерии. Грибы. Растения: Саратов: Лицей, 2003 г- 144 с
Захаров В.Б. Сонин Н.И. Биология 7 класс. Учебник для

общеобразовательных учреждений. М.: Дрофа., 2002 г

Зверев И.Д. Книга для чтения по анатомии, физиологии, гигиене человека. Пособие для учащихся. М.: Просвещение., 1971 г- 315 с
Никишов А.А Справочник школьника по биологии 6-9 класс: М.:Дрофа., 1996 г -176 с
Колесов Д.В. Невидимые «друзья» человека. // Биология в школе.-

№ 3., 2003 г

Яковлев Г.П. Ботаника для учителя. Часть 1. М.: Просвещение.,1997г-215с

Сайты:

http: // www. School - collection.edu.ru
http: // www.ecobios.ru
http: // www. bidliotekar.ru
http: // www. it-n.ru
http: // www.setilab.ru

Спириллы - бактерии с вытянутой шпорообразно извитой формой

Стафилококки - сцепления кокков в виде виноградной грозди.

Сарцины - шарообразные бактерии, имеющие вид плотных пачек.

Диплококки - шарообразные бактерии сцепленные попарно.

Вибрионы - дугообразные изогнутые бактерии.

Палочки (бациллы ) - одиночно расположенные бактерии прямой формы.

Кокки - шарообразные одиночные бактерии

Стрептококки - шарообразные бактерии, сцепленные в цепочку в виде бус.

ФОРМЫ БАКТЕРИЙ

- -

грамположительных микроорганизмов, сбраживающих углеводы с образованием молочной кислоты как одного из основных продуктов . Молочнокислое брожение стало известно людям на заре развития цивилизации. С тех пор им пользуются в домашних условиях и в пищевой промышленности для переработки и сохранения еды и напитков . Традиционно к молочнокислым бактериям относят неподвижных, неспорообразующих кокковидных или палочковидных представителей отряда Lactobacillales (например, Lactococcus lactis или Lactobacillus acidophilus ). В эту группу входят бактерии, которые используются в ферментации молочных продуктов , овощей . Молочнокислые бактерии играют важную роль в приготовлении теста , какао и силоса . Несмотря на близкое родство, патогенные представители отряда Lactobacillales (например, пневмококки Streptococcus pneumoniae ) обычно исключаются из группы молочнокислых бактерий.

С другой стороны, дальние родственники Lactobacillales из класса актинобактерий - бифидобактерии часто рассматриваются в одной группе с молочнокислыми бактериями. Некоторых представителей аэробных спорообразующих родов Bacillus (например, Bacillus coagulans ) и Sporolactobacillus (например, Sporolactobacillus inulinus ) иногда включают в группу молочнокислых бактерий из-за сходства в метаболизме углеводов и их роли в пищевой промышленности .

В природе молочнокислые бактерии встречаются на поверхности растений (например, на листьях , фруктах , овощах, зёрнах), в молоке, наружных и внутренних эпителиальных покровах человека, животных , птиц , рыб . Таким образом, помимо своей роли в производстве пищи и кормов , молочнокислые бактерии играют важную роль в живой природе, сельском хозяйстве и нормальной жизнедеятельности человека.

Виды

Одним из наиболее распространенных видов молочнокислых бактерий является Lactococcus lactis . Это неподвижные кокки, не образующие спор , хорошо окрашиваются анилиновыми красителями и по Граму , в молодом виде имеют форму стрептококка . На мясо-пептонном агаре дают точечные круглые колонии , в толще агара - чечевицеобразные. L. lactis разлагает сахар без образования газов на две молекулы молочной кислоты . Наиболее благоприятная для развития температура составляет +30…+35 °C.

Молочнокислый лактококк постоянно встречается в самопроизвольно скисшем молоке. Под воздействием этой бактерии молоко обычно свертывается в течение первых 24 часов. Когда содержание молочной кислоты достигнет 6-7 г на литр, сбраживание сахара прекращается, так как более высокая кислотность губительно воздействует на молочнокислый лактококк.

Систематика. Молочнокислые бактерии относятся к отделу Firmicutes (грамположительные эукбактерии, имеющие клеточную стенку). Имеют два семейства: Lactobacillaceae и Streptococcaceae. Типичным видом рода Streptococcus является Streptococcus lactis, рода Lactobacillus - Lactobacillus lactis.

Морфология и физиология. Это морфологически гетерогенная группа бактерий – включает палочковидные и сферические организмы. Все молочнокислые бактерии грамположительны, не образуют эндоспор (за исключением Sporolactobaсillus inulinus ) и в подавляющем большинстве неподвижны.

Это факультативные анаэробы. В качестве источника энергии используют углеводы, образуют молочную кислоту. Молочнокислые бактерии способны только к брожению, дыхание у них отсутствует. У всех молочнокислых бактерий обнаруживаются сложные потребности в факторах роста: витаминах группы В, аминокислотах, а также в пуринах и пиримидинах. Следовательно, молочнокислые бактерии – это своего рода «метаболические инвалиды», которые, вероятно, в результате специализации (рост в молоке и других средах, богатых питательными и ростовыми веществами) утратили способность к синтезу многих метаболитов.

Отличительная физиологическая особенность молочнокислых бактерий – их высокая устойчивость к кислоте, что является следствием характерного для них энергетического метаболизма. Способность молочнокислых бактерий образовывать и переносить довольно высокие концентрации молочной кислоты имеет важное селективное значение, так как такое свойство дает им возможность успешно конкурировать с большинством других бактерий в средах, богатых питательными веществами.

Молочнокислые бактерии можно разделить на две физиолого-биохимические подгруппы, различающиеся по продуктам, которые образуются из глюкозы в результате брожения:

1. Гомоферментативные молочнокислые бактерии образуют практически только одну молочную кислоту. К ним относятся бактерии видов Streptococcus lactis , Streptococcus cremoris , Lactobacillus bulgaricus , Lactobacillus lactis и др.

2. Гетероферментативные молочнокислые бактерии образуют смесь

молочной кислоты, этанола и СО2, а иногда и уксусной кислоты. К ним относятся Leиconostoc mesenteroides , Lactobacillus brevis , Bifidobacterium bifidum и др.

Распространение в природе молочнокислых бактерий определяется их сложными потребностями в питательных веществах и способом получения энергии. Они почти никогда не обнаруживаются в почве или водоемах. В естественных условиях они встречаются:

В молоке, молочных продуктах, в местах переработки молока (Lactobacillus bulgaricus , Lactobacillus lactis и другие лактобациллы; Streptococcus lactis );

На поверхности растений как эпифитная микрофлора и на разлагающихся растительных остатках (Lactobacillus plantarum , Lactobacillus brevis , Leиconostoc mesenteroides );

В кишечнике и на слизистых оболочках человека и животных как представители нормальной микрофлоры (Lactobacillus acidophilus , Bifidobacterium bifidum , Streptococcus pneumoniae , Streptococcus pyogenes , Streptococcus faecalis , Streptococcus bovis и др.).

В связи с тем что молочнокислые бактерии используются для приготовления пищевых продуктов и выступают как возбудители болезней человека и животных, они представляют собой группу большого экономического значения.

Молочнокислые бактерии используются для приготовления:

1) силоса;

2) квашеной капусты, огурцов и др. (Leuconostos mesenteroides и Lactobacillus plantarum );

3) молочнокислых продуктов. Стерилизованное или пастеризованное молоко либо сливки сбраживают, прибавляя в качестве закваски чистые культуры молочнокислых бактерий. Для приготовления различных молочнокислых продуктов берут соответствующие микробные закваски.

Например, для приготовления йогурта используют бактерии Streptococcus thermophilus и Lactobacillus bulgaricus; для приготовления кефира – Lactococcus lactis , Lactobacillus kefir , Lactobacillus kefiranofaciens; сметаны – Lactococcus cremoris , Lactococcus lactis , Leuconostoc lactis и Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris ;

4) сырокопченых колбас. Образующаяся при брожении молочная кислота придает определенный вкус, а также снижает рН, что предохраняет от порчи те виды колбас, которые не подвергаются варке;

5) кислого теста при приготовлении хлеба. Образующаяся молочная кислота используется для подъема теста, а также придает хлебу специфический кислый вкус;

6) получения чистой молочной кислоты, которая применяется в кожевенной, текстильной, фармацевтической, пищевой промышленности и для получения биодеградируемых материалов (полилактидов), используемых для упаковки пищевых продуктов.

Молочнокислые бактерии могут играть и отрицательную роль , вызывая порчу пива, фруктовых соков, мяса и других продуктов. В эту группу входят и патогенные для человека и животных бактерии, которые относятся к стрептококкам.

Болезнетворные свойства стрептококков обусловлены образованием либо экзотоксинов, либо образованием термостабильных эндотоксинов. Кроме того, патогенные стрептококки образуют ферменты вирулентности: гиалуронидазу, дезоксирибонуклеазу, рибонуклеазу, нейраминидазу, протеиназу, стрептокиназу, амилазу, липазу и др.

Возможно экзогенное и эндогенное заражение стрептококками.

Экзогенное заражение стрептококками (от больных людей, животных, инфицированных продуктов и предметов) происходит через наружные кожные покровы и слизистые оболочки, а также при проникновении вместе с пищей стрептококков в кишечник. Основной путь заражения стрептококками – воздушно-капельный.

Эндогенная инфекция условно-патогенными стрептококками – обитателями человеческого тела – возможна в результате ослабления иммунитета организма.

Стрептококковые инфекции подразделяют на нагноительные и ненагноительные . К нагноительным заболеваниям, вызываемым стрептококками, относятся острые инфекции верхних дыхательных путей (в частности, пневмонии), рожистое воспаление, или рожа, ангина. При проникновении в кровяное русло стрептококки обусло вливают тяжело протекающий септический процесс. В группу ненагноительных болезней входят скарлатина, ревматизм и др.

К патогенным относятся зеленящие стрептококки вида Streptococcus pneumoniae . Они чаще вызывают пневмонию, а также ангину, гайморит, острые катары верхних дыхательных путей и другие заболевания.

Бактерии вида Streptococcus viridans – постоянные обитатели полости рта и глотки здоровых людей. Относятся к зеленящим стрептококкам. Обладают слабой вирулентностью для человека и животных. Они обнаруживаются при гнойных и воспалительных поражениях зубов и десен, вызывают подострый эндокардит.

Бактерии вида Streptococcus pyogenes вызывают рожу, абсцессы при раневых инфекциях. Относятся к гемолитическим стрептококкам.

3 Нормальная микрофлора человека, ее значение для организма

По данным журнала Science (сайнс ) за 2010 год, на сегодняшний день ученые определили совокупность бактерий и вирусов, которые живут в тесном симбиозе с человеком, а фактически - и есть мы как "Микробиом" . Как оказалось, 9 из 10 клеток человеческого тела являются бактериальными. По разным данным к микрофлоре человека принадлежит от 500 до 1000 разных видов (многие из них еще неизвестны). В основном они дружественны организму, который считается их "домом", и лишь немногие приводят к болезням.

В составе нормальной микрофлоры различают:

Постоянную, или резидентную микрофлору, - представлена относительно стабильным составом микроорганизмов, обычно обнаруживаемых в определенных местах тела человека у людей определенного возраста;

Транзиторную, или временную микрофлору, - попадает на кожу или слизистые оболочки из окружающей среды, не вызывая заболеваний и не обитая постоянно на поверхностях тела человека. Она представлена сапрофитными условно-патогенными микроорганизмами, которые обитают на коже или слизистых оболочках в течение нескольких часов, дней или недель. Присутствие транзиторной микрофлоры определяется не только поступлением микроорганизмов из окружающей среды, но и состоянием иммунной системы организма хозяина и составом постоянной нормальной микрофлоры.

Состав транзиторной микрофлоры может меняться в зависимости:

От возраста;

Условий внешней среды;

Условий труда, рациона питания;

Перенесенных заболеваний;

Травм и стрессовых ситуаций.

Нормальная микрофлора отдельных биотопов имеет следующие основные свойства:

1) она достаточно стабильна;

2) представлена несколькими видами, среди которых выделяют доминантные виды и виды-наполнители;

3) каждая экологическая ниша имеет свой видовой состав. Некоторые биотопы стабильны по своему составу, а другие (транзиторная микрофлора) постоянно меняются в зависимости от внешних факторов;

4) микроорганизмы, составляющие нормафлору, образуют биопленку;

Биопленка представляет собой четкую морфологическую структуру – это полисахаридный каркас, состоящий из микробных полисахаридов и муцина, который продуцируют клетки макроорганизма. В этом каркасе иммобилизованы микроколонии бактерий - представителей нормальной микрофлоры, которые могут располагаться в несколько слоев. Толщина биопленки колеблется от 0,1 до 0,5 мм.

5) в состав нормальной микрофлоры входят как анаэробные, так и аэробные бактерии, преобладают анаэробные бактерии, соотношение которых в большинстве биоценозов составляет 10: 1-100: 1.

6) !!! Заселение бактериями различных областей тела начинается в момент рождения человека и продолжается на протяжении всей его жизни.

7) Формирование качественного и количественного состава нормальной микрофлоры регулируется сложными антагонистическими и синергическими отношениями между отдельными ее представителями в составе биоценозов.

В норме многие ткани и органы здорового человека свободны от микроорганизмов, т. е. стерильны. К ним относятся:

Внутренние органы;

Головной и спинной мозг;

Альвеолы легких;

Внутреннее и среднее ухо;

Кровь, лимфа, спинномозговая жидкость;

Матка, почки, мочеточники и моча в мочевом пузыре.

Стерильность органов и тканей обеспечивается наличием неспецифических клеточных и гуморальных факторов иммунитета, препятствующих проникновению микробов в эти ткани и органы.

На всех открытых поверхностях и во всех открытых полостях формируется достаточно стойкая микрофлора, специфичная для данного органа, биотопа или его участка - эпитопа. Наиболее богаты микроорганизмами.

Молочнокислые бактерии известны благодаря способности перерабатывать сахар в молочную кислоту. Этот процесс издавна применялся людьми для консервации продуктов питания, приготовления кормов, изготовления разнообразных молочных продуктов, вина.

Характеристика бактерий

Молочнокислые бактерии являются грамположительными анаэробами. Это означает, что для окислительных процессов и обмена веществ им не требуется кислород. Молочнокислые бактерии относятся к группе (семейству) Lactobacillaceae, которое включает в себя:

Первые два рода наиболее значимы для человека и его хозяйственной деятельности. Несмотря на близкое родство, представителей отряда Lactobacillales наподобие пневмонийных стрептококков обычно не относят к группе молочнокислых бактерий. А полезные бифидобактерии или микробы из рода Bacillus, являющиеся спорообразующими аэробами, иногда причисляют к группе лактобактерий из-за сходства в углеводном обмене и их роли в пищевой промышленности.

Классификация

Классификация молочнокислых бактерий разработана недостаточно. По характеру выделяемых продуктов брожения их разделяют на две группы.

Гомоферментативные . В результате сбраживания углеводов выделяется в основном молочная кислота. В малых количествах процессу сопутствуют янтарная и фумаровая кислоты, углекислый газ и этанол.
Гетероферментативные также образуют в результате разложения углеводов молочную кислоту. Наравне с этим примерно половину сахаров они используют на производство уксусной кислоты, диоксида углерода и этанола.

Классификация по форме затруднена, поскольку молочнокислые бактерии относятся к группе изменчивых микроорганизмов. Форма микробной клетки зависит от возраста бактерии, химической среды и условий обитания. Для определения вида лактобактериям создают конкретные условия, используют стандартную среду и проводят исследование культуры в определенном возрасте. Также оценивают тип сбраживания углеводов, потребность в источниках питания, оптическое вращение молекулы молочной кислоты.

Стрептококки

Виды рода Streptococcus по типу брожения относятся к гомоферментативным. При сбраживании более 90% исходных сахаров они превращают в молочную кислоту и лишь малое их количество - в уксусную кислоту и спирт. Наиболее известными представителями являются культуры:

Str. lactis.
Str. citrovorus.
Str. diacetilactis.
Str. paracitrovorus.
Str. thermophilus.
Str. cremoris.
Str. liquefaciens.

Лактобациллы

В молочной промышленности лактобациллами называют молочнокислые палочки. Они сквашивают молоко намного быстрее, чем кокковые формы, достигая более низких значений рН (около 3,5). Оптимальное развитие лактобациллы показывают в условиях кислой среды с пониженным содержанием кислорода. В природе эти бактерии обитают на поверхности растений, выделяются из слюны и пищеварительного тракта человека и животных.

Отмечено, что стерильно выдоенное молоко не содержит молочнокислых палочек - они поступают в него из внешней среды. Лактобациллы выдерживают кратковременную пастеризацию, но погибают при высоких температурах стерилизации. Поэтому в пастеризованном молоке молочнокислые бактерии значительно снижены, но все-таки присутствуют. Самые распространенные представители рода Lactobacterium:

L. bulgaricum.
L. casei.
L. plantarum.
L. acidophilum.
L. brevis.

Основные свойства

Кокковые формы лактобацилл имеют диаметр 0,6 - 1,1 мкм. В культуре кокки расположены одиночно, сдвоенно или цепочками различной длины. Палочки очень вариабельны по форме: от шаровидных до нитевидных форм длиной от 0,7 до 8,0 мкм, одиночные или в цепочках. На морфологию клеток значительно влияет химический состав среды обитания. Молочнокислые бактерии, фото которых представлено ниже, выделены из йогуртовой закваски.

Размножаются лактобактерии в основном делением, описаны случаи перешнуровывания клетки и размножения с помощью гонидий. Доказано наличие фильтрующихся форм и процесса спорообразования.

Где обитают молочнокислые бактерии

Лактобактерии не могут самостоятельно синтезировать аминокислоты и некоторые витамины. По этой причине их нет ни в почве, ни в воде. В естественных условиях их выделяют из содержимого кишечника человека и животных, с поверхности растений. Оптимальной средой для жизнедеятельности молочнокислых бактерий является молоко и молочные продукты.

Источники питания для лактобактерий - это моно- и дисахариды. Некоторые разновидности сбраживают полисахариды, например, декстрозу. Также в качестве источника энергии эти микроорганизмы при определенных условиях используют органические кислоты: яблочную, уксусную, пировиноградную, муравьиную, фумаровую и лимонную. При отсутствии углеродсодержащих субстратов для питания могут перерабатывать аминокислоты.

Молочнокислые бактерии не способны к синтезу органического азота, поэтому требовательны к его содержанию в питательной среде. Также нуждаются они в витаминах, особенно в пуриновых основаниях: биотине, тиамине, пантотеновой, фолиевой кислотах. Все формы лактобацилл устойчивы к повышенной концентрации спирта. При этом они медленнее размножаются, но дольше живут. Так, в осветленных винах молочнокислые бактерии сохраняются до 7 месяцев.

Микроб является мезофильным, реже термофильным. Оптимальная температура для жизнедеятельности составляет + 25 °С... + 30 °С. При + 15 °С брожение значительно замедляется, а при + 45 °С лактобациллы перестают размножаться. Среда обитания молочнокислых бактерий может быть как кислородной, так и без доступа воздуха. Кислород им не нужен, в большинстве случаев он угнетает развитие микробов и препятствует нормальному процессу брожения.

Молочнокислое брожение

Молочнокислым брожением называется процесс анаэробного окисления углеводов, при котором выделяется молочная кислота. В результате молочнокислого брожения бактерии получают энергию, реализуемую для роста и размножения в безкислородных условиях. При этом лактобактерии снижают рН до значений ниже 5, подавляя рост других микроорганизмов.

Гетероферментативное брожение - более сложный процесс. В зависимости от условий и микробной культуры из углеводов образуется различное сочетание молочной и уксусной кислоты с выделением диоксида углерода и этанола.

Молочнокислое брожение в чистом виде применяют в химической промышленности для получения молочной кислоты. Ее широко используют для выделки кожи, в красильном производстве, в фармацевтике, при изготовлении пластмассы и стиральных порошков. В пищевой промышленности молочная кислота требуется для производства кондитерских изделий и безалкогольных напитков.

Не всегда молочнокислое брожение полезно для человеческой деятельности. Самопроизвольно возникающий процесс, начинающийся в молоке, вине, безалкогольных напитках, приводит к порче продуктов. Органолептически это выражается в прокисании, помутнении и ослизнении субстрата.

Пищевая промышленность и лактобактерии

Для производства и консервации различных продуктов широко используются молочнокислые бактерии. Значение их особенно велико в молочном деле.

Молочная промышленность.

Для получения молочнокислых продуктов стерилизованное молоко или сливки сквашивают путем внесения чистых культур. Они носят название «стартовых заквасок». В зависимости от типа закваски получают разные продукты.

Для производства кефира и кумыса применяют культуры, которые, кроме молочнокислого, обеспечивают и спиртовое брожение. Закваску готовят на основе кефирных зерен, являющихся источником обширного сообщества еще до конца не изученных микроорганизмов (молочнокислые палочки и стрептококки, микрококки и дрожжи).

В процессе изготовления сыров молочнокислые бактерии работают на первом этапе, обеспечивая сворачивание казеина, затем их сменяют пропионовокислые микроорганизмы.

Для получения кисломолочного масла в сливки вносят культуру Str. lactis, Str. cremoris и Leuconostoc cremoris. При добавлении в гомогенезированное молоко L. bulgaricus и Str. thermophilus получают йогурт.

В производстве творога и сыров немецкой группы в молоко вносят закваски, содержащие Str. lactis или L. bulgaricus и Str. thermophilus. А для изготовления твердых сыров на стадии созревания используют культуру L. casei и Str. lactis.

Виноделие.

При производстве вин широко применяют три рода лактобактерий: Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc. В основном это гетероферментативные кокки, обеспечивающие брожение по яблочно-молочному типу в высококислотных винах. При этом они сбраживают яблочную кислоту и не затрагивают другие химические компоненты вина. Лактобактерии могут испортить напиток, вызвав молочнокислое брожение. В результате появляются такие пороки вина, как прогоркание, ожирение, разложение винной кислоты.

Хлебопечение.

В хлебе обнаруживают около 70 вкусовых и ароматических веществ, среди них 28 кислот, 11 спиртов, 28 карбонильных соединений, 6 эфиров, метилмеркаптан и аммиак. Молочнокислые бактерии принимают участие в образовании большинства из них. Наибольшее значение лактобациллы имеют для производства ржаного хлеба. Закваска придает тесту упругость, разрыхляет его и способствует подъему. Кислотность теста - важный показатель качества. При производстве пшеничного хлеба лактобактерии играют незначительную роль, в основном процесс зависит от дрожжевых культур. Основными составляющими молочнокислых заквасок для подготовки теста являются L. brevis, L. plantarum и L. fermenti.

Консервирование мяса и рыбы.

Молочнокислые бактерии применяются при изготовлении салями и сервелата, других колбасных изделий, при созревании рыбы слабого посола. Молочная кислота ускоряет процесс консервирования и придает продуктам ценные вкусовые качества.

Биологическое консервирование овощей и фруктов.

Заготовки проводятся по тому же принципу, что и силосование корма. Углеводы растений под воздействием молочнокислых бактерий превращаются в молочную и уксусную кислоты, которые являются прекрасными консервантами.

Квашеная капуста и огурцы, моченые яблоки, помидоры и арбузы - вот пример простых заготовок на зиму. Так, в порезанной и хорошо утрамбованной капусте с небольшим добавлением соли начинается спонтанный процесс брожения, в котором принимают участие сначала Leuconostoc, а позднее L. plantarum.

Роль в сельском хозяйстве

Силосование корма - это лучший способ заготовки и сохранения зеленой массы. Для создания необходимых условий исходное сырье (траву, зеленую массу кукурузы, ботву) укладывают в специальные силосные ямы, тщательно утрамбовывают и накрывают слоем земли. При этом создаются условия, в которых основная часть микробов погибает, а молочнокислые бактерии перерабатывают углеводы растений до тех пор, пока концентрация молочной кислоты не составит 60 % и более, а кислотность силоса не достигнет рН 4.5. Кроме молочной, в силосе накапливается и уксусная кислота. Для завершения процесса требуется около одного месяца.

Микрофлора в кишечнике человека

В кишечном тракте человека обитает множество молочнокислых микроорганизмов, называемых лакто- и бифидобактериями. Продукт их метаболизма - молочная кислота - обладает рядом положительных моментов.

Стимулирует перистальтику кишечника.
Уменьшает газообразование.
Стимулирует выделение пищеварительных соков.
Улучшает усвояемость кальция, фосфора и железа.

Кроме того, лактобактерии обладают способностью противостоять различным патогенным микробам. За счет выработки биологически активных веществ (органические кислоты, перекись водорода, антибиотики и бактериоцины) происходит вытеснение опасных для деятельности кишечника микроорганизмов. Если в содержимом химуса молочнокислые бактерии снижены по количеству, то их место занимает условно-патогенная микрофлора. На основе выделенных из кишечника человека и животных штаммов разработаны лекарства, улучшающие состояние больного при многих инфекциях.

Что такое пробиотики

Еще в начале XX века знаменитый русский ученый Илья Ильич Мечников провел ряд экспериментов по восстановлению микрофлоры кишечного тракта человека с помощью культуры молочнокислой палочки L. bulgaricus . В результате исследований Мечников разработал первый пробиотик - «мечниковскую простоквашу», которую в течение многих лет употреблял сам, назначал пациентам и рекомендовал пить всем знакомым.

В настоящее время пробиотики - класс лекарственных препаратов, направленный на восстановление естественной среды организма. Многолетние изучения доказали эффективность применения пробиотиков (в том числе и лактобактерий) в различных клинических случаях.

Молочнокислые пробиотические бактерии широко применяются в медицине для профилактики и лечения острых и хронических заболеваний кишечника, дыхательных путей, для восстановления кишечной микрофлоры и стимуляции иммунитета. Принимать культуры пробиотиков можно как в виде таблеток и порошков, так и в натуральном виде (кефир, простокваша, ацидофильное молоко, йогурты и другие продукты молочной промышленности).

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 B 12 . 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 .