Микробиология сырого и пастеризованного

МОЛОКА

1.
Источники микрофлоры сырого молока и ее изменение в процессе хранения

2.
Изменение микрофлоры молока при термической обработке (стерилизации, пастеризации). Микробиологические показатели качества пастеризованного (питьевого) молока

3.
Виды порчи молока

4.1 Источники микрофлоры сырого молока и ее изменение в процессе хранения
Источниками микрофлоры сырого молока являются:

·
Вымя, кожные покровы животных;

·
Аппаратура для доения и посуда;

·
Руки и спецодежда персонала ферм.

Микрофлора свежего молока разнообразна. Больше всего содержится микрококков. Обнаружены также молочнокислые бактерии, бактерии группы кишечной палочки, флуоресцирующие бактерии, встречаются протеолитические спорообразующие бактерии родов Bacillus и Clostridium, плесени, дрожжи. В сыром молоке могут присутствовать и патогенные микроорганизмы: бруцеллы, микобактерии туберкулеза, сальмонеллы, золотистый стафилококк и др.

На качественный и количественный состав микрофлоры молока оказывает влияние характер кормов. Например, при использовании сухих кормов в молоке содержится больше спорообразующих бактерий.

В сыром молоке, перерабатываемом на питьевое молоко, количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФА_нМ) не должно превышать 1×10⁶ КОЕ/см³, а содержание термостойких микроорганизмов должно быть не выше значения 4×10⁴ КОЕ/см³. К молоку, перерабатываемому на молочные консервы более жесткие требования: не допускается содержание спор бактерий в количестве более 1×10² КОЕ/см³.

В процессе хранения первоначальная микрофлора молока изменяется в количественном и качественном отношении. При этом различают несколько фаз:

1.
Бактерицидная фаза. Характеризуется отсутствием размножения и даже частичным отмиранием микроорганизмов. Это обусловлено наличием в молоке бактерицидных веществ - лизоцимов. Продолжительность бактерицидной фазы зависит от уровня бактериальной обсемененности и температуры хранения молока. Чем ниже температура хранения, тем более длительна бактерицидная фаза: при 0⁰С она длится 48 часов, при 10⁰С – 24 часов, а при 30⁰С – 3 часа.

2.
Фаза смешанной микрофлоры. Характеризуется активным размножением микроорганизмов. В зависимости от температуры хранения молока различают следующие типы микрофлоры:

А) криофлора (флора низких температур - от 0 до 8⁰С). Характеризуется медленным развитием психрофильных микроорганизмов родов Pseudomonas, Achromobacter, Micrococcus.

Б) мезофлора (флора средних температур - от 10⁰ до 35⁰С). Отличается быстрым размножением молочнокислых бактерий.

В) термофлора (флора высоких температур - от 40⁰ до 45⁰С). В молоке развиваются термофильные молочнокислые палочки и стрептококки.

3. Фаза молочнокислых бактерий. Эта фаза возможна только при температуре выше 10⁰С. К концу этой фазы растет кислотность, молоко сквашивается. Другие бактерии погибают в кислой среде. Следует отметить, что вначале развиваются молочнокислые стрептококки, повышая кислотность молока до 120⁰Т, а затем - молочнокислые палочки, которые погибают при достижении значений титруемой кислотности 250-300⁰Т.

4. Фаза дрожжей и плесеней. На поверхности кислого молока растут плесневые грибы и дрожжи, которые усваивают молочную кислоту. Кислотность молока снижается, благодаря чему создаются условия для развития гнилостных бактерий.

Таким образом, для предотвращения развития микроорганизмов в сыром молоке его необходимо быстро охлаждать. Это позволит увеличить время бактерицидной фазы, достаточной для транспортировки молока на предприятие молочной промышленности.

4.2 Изменение микрофлоры молока при термической обработке (стерилизации, пастеризации). Микробиологические показатели качества пастеризованного (питьевого) молока
Термическая обработка молока производится для полного уничтожения патогенных микроорганизмов и по возможности более полного устранения непатогенной микрофлоры, снижающей качество молока и молочных продуктов.
Пастеризация молока – способ тепловой обработки при температуре ниже 100⁰С. Обычно применяют следующие режимы пастеризации:

·
при температуре 63-65⁰С в течение 30 минут;

·
при температуре 72-76⁰С в течение 20-30 секунд;

·
при температуре 85-95⁰С в течение нескольких секунд (мгновенная пастеризация).

При пастеризации молока погибают от 98 до 99,9% вегетативных клеток. Эффективность пастеризации считается удовлетворительной, если остаточная микрофлора составляет не более 0,1% от первоначального количества микроорганизмов в молоке, а бактерии группы кишечной палочки отсутствуют в 10 см³ молока после пастеризации. Общее количество бактерий в 1 см³ молока, отобранного после секции охлаждения пастеризатора, не должно превышать 10 тыс. Эффективность пастеризации молока контролируют вне зависимости от качества готового продукта не реже 1 раза в декаду.

Остаточная микрофлора пастеризованного молока представлена спорами бактерий родов Bacillus и Clostridium и вегетативными клетками термоустойчивых молочнокислых бактерий, энтерококками и микрококками.

Микробиологический контроль производства пастеризованного молока по ходу технологического процесса проводят 1 раз в месяц. Исследуют пробы молока до пастеризации, после пастеризации, во время розлива, а также готовой продукции из бутылок в экспедиции (не реже 1 раза в 5 дней). Микробиологическими показателями качества пастеризованного молока являются количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФА_нМ) и наличие бактерий группы кишечной палочки (БГКП). КМАФА_нМ нормируется в зависимости от вида продукта в пределах значений от 50 до 200 тысяч КОЕ (колониеобразующих единиц) в 1 см³ молока, наличие БГКП в этом объеме не допускается.

Параллельно с этим контролируют санитарно-гигиеническое состояние оборудования. Особое внимание должно быть уделено качеству и регулярности мойки емкостей для хранения молока и разливочно-укупорочных автоматов.
Стерилизация молока – способ термической обработки молока при температуре выше 100⁰С с целью уничтожения вегетативных клеток и большинства спор бактерий. Стерилизованное молоко должно отвечать требованиям промышленной стерильности, т.е. в нем не должно содержаться патогенных и токсигенных микроорганизмов, а также микроорганизмов – возбудителей порчи. Поэтому готовят стерилизованное молоко из сырья высокого качества, в котором содержание спор бактерий не должно превышать 100 КОЕ в 1 см³ сырого молока. В стерилизованном молоке допускается наличие небольшого количества спор бактерий, которые не размножаются и не вызывают изменений в продукте на протяжении всего срока хранения.

Существует 3 способа стерилизации молока:

·
пастеризация при 75⁰С ® стерилизация при 135-140⁰С в потоке ® охлаждение до 70⁰С ® розлив в стерильные бутылки ® стерилизация при 116-120⁰С;

·
стерилизация в потоке при 140⁰С ® охлаждение ® асептический розлив в стерильные пакеты;

·
пастеризация при 80⁰С ® стерилизация в потоке при 140⁰С ® асептический розлив в стерильные пакеты.

Наиболее современным и распространенным способом производства стерилизованного молока является способ однократной стерилизации молока в потоке с последующим розливом.

Микробиологический контроль стерилизованного молока осуществляется не реже 2-3 раз в неделю. Отобранные образцы должны соответствовать требованиям промышленной стерильности. Для определения промышленной стерильности образцы со стерилизованным молоком термостатируют при 37⁰С в течение 3 суток. После термостатной выдержки проводят осмотр образцов продукта. При наличии вздутия упаковки или изменения внешнего вида молока в бутылках (наличия сгустка, хлопьев, отстоя сыворотки и др.) упаковки считают несоответствующими требованиям промышленной стерильности. Упаковки без внешних дефектов вскрывают, а продукт анализируют органолептически. Продукт отвечает требованиям промышленной стерильности если не установлено изменений вкуса и консистенции.

3.
Виды порчи молока

·
Пороки консистенции

Преждевременное свертывание без повышения кислотности обусловлено развитием мезофильных гнилостных бактерий вида Bacillus subtilis, термофильных бацилл B.circulans и B.coagulans. Порок может возникнуть также за счет термостойких ферментов психрофильных бактерий и микрококков, накапливающихся в сыром молоке в процессе длительного хранения при низких температурах.

Кислотное свертывание молока возникает при негерметичном укупоривании, а также при нарушении режимов тепловой обработки молока. Порок обусловлен развитием термоустойчивых и других молочнокислых бактерий при хранении продукта в обычных условиях.

Тягучее молоко. Этот порок может возникать без повышения и с повышением кислотности. В первом случае возбудителем порока является палочка тягучего молока Bacterium lactis viscosum, а во втором – молочнокислые бактерии, образующие слизь при сквашивании. Причинами порока являются негерметичная укупорка и нарушение режимов тепловой обработки молока.

·
Пороки вкуса

Горький вкус возникает при развитии в молоке гнилостных бактерий, которые разлагают белки с образованием пептонов. Горький вкус, возникающий без изменения консистенции молока, обусловлен развитием Bacillus stearothermophilus и других термофильных бацилл. Возникновение горького вкуса при изменении консистенции связано с развитием Bacillus subtilis, B.circulans и B.coagulans.

Прогорклый вкус появляется в результате развития анаэробных спорообразующих бактерий рода Cloctridium (маслянокислых) бактерий. Прогорклый вкус наблюдается также при развитии в молоке флуоресцирующих бактерий, которые окисляют жиры с образованием альдегидов и кетонов.

Посторонний вкус и запах возникает при обильном загрязнении молока бактериями группы кишечной палочки и флуоресцирующими бактериями, которые разлагают белки и образуют летучие продукты с разнообразными запахами.

·
Пороки цвета

Пороки цвета связаны с развитием в молоке психрофильных бактерий рода Pseudomonas. Красный цвет возникает при развитии в молоке чудесной палочки, которая выделяет пигмент красного цвета, а синий цвет – при развитии синегнойной палочки.

·
Порок смешанного характера

Бродящее молоко. Характеризуется сильным газообразованием, появлением посторонних запахов. Этот порок вызывают в пастеризованном молоке газообразующие анаэробные клостридии, а в сыром молоке – бактерии группы кишечной палочки и дрожжи.
Вопросы для самопроверки

1.
Охарактеризовать микрофлору сырого молока.

2.
Какие требования предъявляются к сырому молоку, перерабатываемому на питьевое молоко?

3.
Как меняется количественный и качественный состав микрофлоры молока в процессе его хранения?

4.
Охарактеризуйте фазу смешанной микрофлоры при хранении сырого молока.

5.
Для чего проводят термическую обработку молока?

6.
С какой целью охлаждают молоко?

7.
Что такое пастеризация и стерилизация? В чем отличие этих способов тепловой обработки молока?

8.
Какие микроорганизмы выдерживают режимы пастеризации?

9.
Каким требованиям ГОСТа должно отвечать пастеризованное молоко?

10.
Как контролируют производство пастеризованного молока?

11.
Как определяют эффективность пастеризации молока?

12.
Какие способы стерилизации молока Вы знаете?

13.
Какие микроорганизмы могут входить в состав остаточной микрофлоры стерилизованного молока?

14.
Как контролируют производство стерилизованного молока?

15.
Какие пороки и виды порчи молока Вам известны?

Тема 5

МИКРОБИОЛОГИЯ ЗАКВАСОК И КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
5.1 Получение чистых культур молочнокислых бактерий и составление заквасочных наборов для производства кисломолочных продуктов

2.
Характеристика заквасок и бактериальных концентратов, используемых в молочной промышленности

3.
Лабораторная и производственная стадии приготовления заквасок на молочном предприятии. Контроль заквасок

4.
Кисломолочные продукты и их классификация в зависимости от состава микрофлоры заквасок

5.
Пороки кисломолочных продуктов и причины их возникновения

1.
Получение чистых культур молочнокислых бактерий и составление заквасочных наборов для производства

кисломолочных продуктов
Чистые культуры молочнокислых бактерий получают в специально оборудованных лабораториях при научно-исследовательских институтах.

Основными этапами получения чистых культур молочнокислых бактерий являются:

·
Селекция из естественных мест обитания

Особое значение имеет селекция (отбор) местных штаммов молочнокислых бактерий, т.е. штаммов, соответствующих географическому диапазону применения. Такие штаммы лучше адаптируются к молоку, используемому в данной местности.

·
Обогащение (получение накопительной культуры)

Образцы, полученные из различных источников, обогащают молочнокислыми бактериями путем 2-3 кратного пассерования (пересева) в стерильном обезжиренном молоке.

·
Выделение чистых культур

Накопительную культуру молочнокислых бактерий пересевают из соответствующего разведения на плотные питательные среды (например, на агар с гидролизованным молоком) в чашки Петри и проводят культивирование при определенной температуре. Разведение для посева выбирают с таким расчетом, чтобы в чашке выросло не более 20-30 изолированных колоний.

·
Дифференциация и идентификация

Выделенные штаммы молочнокислых бактерий характеризуют по микроскопической картине, активности свертывания (продолжительности свертывания молока) и органолептическим показателям. Полученные штаммы исследуют также на резистентность (устойчивость к антибиотикам), проверяют на чувствительность к бактериофагу. Непригодные штаммы выбраковывают.

·
Проверка на постоянство признаков

Штаммы молочнокислых бактерий, выделенных из природных источников, имеют различную стойкость при перевивках в стерильное обезжиренное молоко. Ценными являются штаммы, которые длительное время сохраняют биохимическую активность.

·
Практические испытания

·
Коллекционирование отобранных штаммов чистых культур молочнокислых бактерий

Хранятся чистые культуры в музейных коллекциях чистых культур отраслевых научно-исследовательских институтов.

Молочнокислые бактерии, обладающие производственно-ценными свойствами, в природных источниках встречаются редко. Интенсифицировать процесс сквашивания молока можно при использовании молочнокислых бактерий с повышенной биохимической активностью. Получение таких штаммов осуществляется воздействием мутагенных факторов (ультрафиолетовых, гамма- и рентгеновских лучей, химических веществ – нитрозосоединений, формальдегида, этиленамина и др.).

Закваски – чистые культуры или смесь чистых культур молочнокислых бактерий, вносимые в молоко с целью получения высококачественных кисломолочных продуктов.

Для производства кисломолочных продуктов обычно применяют закваски, состоящие из разных штаммов, а часто и из разных видов и родов микроорганизмов. Это позволяет получить закваску, устойчивую к неблагоприятным воздействиям.

При подборе культур для заквасок учитывают следующие факторы:

1.
Специфические свойства продукта. Например, для продуктов, в которых предусмотрено отделение части сыворотки от сгустка (творог), отбирают культуры, образующие прочные сгустки. Для придания продукту аромата, в закваску вносят ароматобразующие стрептококки;

2.
Температурные режимы;

3.
Взаимоотношения между молочнокислыми бактериями. Виды и штаммы молочнокислых бактерий должны сочетаться, т.е. антагонистические взаимоотношения должны быть исключены;

4.
Возможность развития бактериофага. При подборе культур с целью предотвращения развития бактериофага нужно учитывать специфичность воздействия фага и подбирать культуры таким образом, чтобы при возможном инфицировании закваски бактериофагом, процесс сквашивания молока не замедлялся.

Получением различных комбинаций заквасок для производства кисломолочных продуктов занимаются специальные лаборатории или заводы по получению бактериальных препаратов, откуда закваски поступают непосредственно на молочные предприятия.

2.
Характеристика заквасок и бактериальных концентратов, используемых в молочной промышленности

На заводах и в лабораториях по производству бактериальных препаратов выпускают жидкие и сухие бактериальные концентраты, а также маточные закваски в виде сухих и жидких заквасок.

Жидкие закваски готовятся на стерильном молоке. Фасуют жидкие закваски во флаконы по 20, 50 и 100 см³. Достоинством таких заквасок является высокая активность микрофлоры, бактериальная чистота, недостатком – небольшой срок хранения (до 3 недель при 4-6⁰С и до 5 дней при комнатной температуре). Используются такие закваски на молочных предприятиях, расположенных недалеко от лабораторий по производству бактериальных препаратов. Концентрация живых клеток в жидких заквасках составляет 10⁷-10⁸ клеток в 1 см³.

Сухие закваски – обезвоженные жидкие закваски в защитной среде. Жидкую закваску в количестве 30% вносят в защитную среду – водный раствор, содержащий сахарозу (10%), цитрат натрия (5%), глутамат натрия (2,5%) и желатозу (5%). Смесь перемешивают, фасуют в пенициллиновые флаконы по 1 см³ (одна порция), замораживают и высушивают путем сублимационной сушки. Сухую закваску можно хранить не более 8 месяцев при температуре 3-8 ⁰С. Количество молочнокислых бактерий в 1 г сухой закваски составляет 10⁷-10⁸ клеток. Допускается наличие посторонних микроорганизмов (не более1-2 клеток в 1 г закваски). Наличие БГКП в 1 г сухой закваски недопустимо. К недостаткам сухих заквасок относятся снижение активности молочнокислых бактерий и возможность попадания посторонней микрофлоры.

Сухие и жидкие бактериальные концентраты готовятся путем культивирования чистых культур молочнокислых бактерий на специальных жидких питательных средах с последующим отделением клеток от культуральной жидкости. Далее полученный концентрат вносят в защитную среду, охлаждают, разливают по пенициллиновым флаконам и для получения сухих концентратов проводят удаление влаги способом сублимационной сушки. В качестве питательных сред используют молочную сыворотку с добавлением кукурузного экстракта (или аминокислотно-минерально-витаминного комплекса), буферных солей (цитрата или ацетата натрия) и стимуляторов роста (сульфата марганца, аскорбиновой кислоты и др.). Концентрация клеток молочнокислых бактерий в жидких концентратах не менее 1,5х10¹¹ в 1 см³, в сухих – не менее 1,5-3,0х10¹¹ в 1 г. Срок хранения сухих концентратов – не более 8 месяцев при температуре 3-8⁰С, жидких – до 2 месяцев при той же температуре.

Некоторые сухие закваски готовят из бактериальной массы (бактериального концентрата) в защитной среде. Такие сухие закваски по составу микрофлоры идентичны сухому бактериальному концентрату и отличаются от него лишь по количеству клеток бактерий. Они содержат примерно в 100 раз меньше бактериальных клеток, чем бактериальный концентрат, из-за большого разведения бактериальной массы защитной средой.