Биохимические свойства

Бифидобактерии являются хемоорганотрофами, активно сбраживают сахарозу, галактозу, фруктозу, мальтозу, мелибиозу, раффинозу, лактозу и др. с образованием в основном уксусной и молочной кислот в молярном соотношении 3: 2. Образуются также примеси муравьиной и янтарной кислот, а также этанола. Масляную, пропионовую кислоты не образуют.

Бифидобактерии не продуцируют каталазы, не образуют индол и сероводород, не восстанавливают нитраты, не разжижают желатин. Они не продуцируют фенол, не образуют аммиак из аргинина. При развитии в лакмусовом молоке бифидобактерии вызывают частичное или полное его восстановление. Эти микроорганизмы способны развиваться в бульоне из гидролизованного молока с 2%-ным раствором поваренной соли, 20 °/с желчи, концентрацией фенола.

Большинство штаммов бифидобактерий не сквашивают стерильное молоко или сквашивают его через 4 суток и более. В процессе культивирования биохимическая активность микробов повышается и свертывание молока происходит через 24-36 ч. Биохимическая активность повышается также при добавлении в молоко ростовых веществ. При внесении 5-10 % посевного материала сквашивание наблюдается через 8-12 ч. Предельная кислотность достигает 120-130 ° Т.

Бифидобактерии применяют при изготовлении кисломолочных продуктов для детей раннего возраста и пробиотиков для людей и животных, так как способствуют нормализации микрофлоры кишечника.

БАКТЕРИИ ГРУППЫ КИШЕЧНОЙ ПАЛОЧКИ

Бактерии группы кишечной палочки являются постоянными обитателями кишечника, но прекрасно развиваются также в почве, молоке и многих других продуктах. Бактерии этой группы бесспоровые, грамотрицательные, имеют вид палочек, чаще всего коротких. В молоке и молочных продуктах в большинстве случаев обнаруживается Escherichia coli, Enterobacter aerogenes, Citrobacter freundii. Типичные формы Escherichia coli — мелкие подвижные палочки, по разжижают желатина, но.разлагают пептон, образуя при этом индол. Не образуют апетил-метилкарбинола, не сбраживают сахарозы и солей лимонной кислоты. При сбраживании лактозы выделяются равные количества водорода и углекислого газа.

Enterobacter aerogenes — неподвижные палочки, образующие ацетилметилкарбинол, сбраживающие сахарозу и соли лимонной кислоты, не образующие индола. При сбраживании лактозы образуются углекислый газ и водород в соотношении 2:1. Оптимальная температура развития 38—40° С. На МПА бактерии группы кишечной палочки образуют крупные опалесцирующие колонии с гладким волнистым, иногда волокнистым краем. Колонии кишечной палочки по размеру (до 4—6 мм) и форме резко отличаются от колоний Str. lactis и других молочнокислых бактерий. У бактерий этой группы энергия и предел кислотообразования невелики. Молоко свертывают с образованием молочной кислоты за 1—5 суток, развивая максимальную кислотность 80° Т, редко 100° Т. Сгусток слабый, ноздреватый, вкус свернувшегося молока резкий, неприятный. Бактерии группы кишечной палочки широко распространены в молочных продуктах. Их рассматривают как санитарно-показательные микроорганизмы. При оценке влияния бактерий этой группы на изменение качества кисломолочных продуктов наибольший интерес представляют такие свойства кишечной палочки, как способность развиваться при сравнительно кислой реакции среды (до рН 4,5—5), образовывать в молочных продуктах газ, придавать им неприятные вкус и запах, иногда изменять консистенцию (вызывать тягучесть).

ГНИЛОСТНЫЕ БАКТЕРИИ

В группу гнилостных бактерий входят микроорганизмы, вызывающие глубокий распад белков. При этом образуется ряд веществ, обладающих неприятным запахом, вкусом, нередко и ядовитыми свойствами. Гнилостные бактерии могут быть как аэробы, так и анаэробы, споровые и бесспоровые. К факультативно аэробным бесспоровым гнилостным бактериям часто встречающимся в молоке, относятся грамотрицательные палочки Proteus vulgaris (протей), способные активно пептонизировать молоко с выделением газа. При развитии этих микроорганизмов в молоке кислотность его вначале несколько повышается (вследствие образования жирных кислот), а затем снижается в результате накопления щелочных продуктов. Бесспоровые бактерии, например Proteus vulgaris, могут попадать в молоко с оборудования, из воды и других источников. При пастеризации молока Proteus vulgaris погибают.

К аэробным споровым бактериям относятся Вас. subtilis (сеннаяая палочка), Вас. mesentericus (картофельная палочка), Вас. mycoides, Вас. megatherium и пр. Все они подвижны, красятся по Граму положительно, быстро развиваются в молоке, активно разлагая белки. При этом сна­чала молоко свертывается без существенного повышения кислотности, затем с поверхности сгустка наступает пептонизация молока. У некоторых споровых палочек (например, сенной) пептонизацпя молока начинается без предварительного свертывания казеина. Из анаэробных споровых гнилостных бактерий в молоке встречаются Вас. putrificus и Вас. polymyxa.

Вас. putrificus — подвижная палочка, разлагающая белки с обильным образованием газов (аммиака, углекислоты, водорода, сероводорода), Вас. polymyxa — подвижная палочка, образующая в молоке газ, кислоты (уксусную, муравьиную), этиловый и бутиловый спирты и другие продукты.

Высокая чувствительность к понижению реакции среды характерна для всех гнилостных бактерий. Этой особенностью определяются крайне ограниченные возможности для развития данной группы бактерий при производстве кисломолочных продуктов. Очевидно, что во всех случаях, когда молочнокислый процесс развивается активно, жизнедеятельность гнилостных бактерий прекращается. В производстве кисломолочных продуктов развитие гнилостных бактерий возможно только в исключительных случаях (в результате развития бактериофага полностью пли в значительной мере остановлен молочнокислый процесс, утрачена активность закваски и т. д.). Споры многих гнилостных бактерий могут содержаться в пастеризованном молоке. Однако практически они не играют роли при производстве и хранении этого продукта. Это объясняется тем, что основную остаточную микрофлору после пастеризации составляют молочнокислые бактерии, они же обсеменяют молоко при розливе, поэтому на фоне развития (хотя и слабого, из-за низких температур хранения) молочнокислого процесса возможность размножения споровых микроорганизмов в пастеризованном молоке ничтожна. При производстве же и хранении стерилизованного молока споровые бактерии играют немаловажную роль. Даже незначительные нарушения режимов стерилизации могут привести к попаданию спор в стерилизованное молоко и вызвать в последующем его порчу при хранении.

ДРОЖЖИ

В основу классификации дрожжей положены различия в характере их вегетативного размножения (деление, почкование). спорообразования, а также морфологические и физиологические признаки. По способности к спорообразованию дрожжи делят на спорообразующие и неспорообразующие. В кисломолочных продуктах из спорообразующих встречаются дрожжи родов Saccharomyces, Zygosacc-haromyces, Fabospora и Debaromyces, из неспоровых — родов Torulopsis it Candida. С. А.

Королев (1932) разделил дрожжи, встречающиеся в молочных продуктах, по их биохимическим свойствам на три группы.

Первая группа — дрожжи, не способные к спиртовому брожению, хотя и потребляющие некоторые углеводы путем непосредственного окисления; к ним относятся виды Mycoderma, цветные бесспоровые дрожжи Tornla.

Вторая группа — дрожжи, не сбраживающие лактозу, но сбраживающие другие сахара; могут развиваться лишь в совместной культуре с микроорганизмами, обладающими ферментом лактазой, гпдролизующей молочный сахар на моносахара; к ним относятся отдельные виды дрожжей рода Saccharomyces. Как показали исследования В. И. Кудрявцева (1954) и A.M. Скородумовой (1969), в кисломолочных продуктах, приготовленных на естественных заквасках, основными представителями этого рода являются дрожжи вида Sacch. cartilaginosus, сбраживающие мальтозу и галактозу. По мнению В. И. Кудрявцева, дрожжи этой группы могут положительно влиять на вкус и аромат кисломолочных продуктов, однако при чрезмерном их развитии возникает порок — вспучивание. Они относятся к так называемым диким дрожжам и при производстве кисломолочных продуктов их не применяют. Однако возможно, что среди дрожжей этой группы могут быть найдены производственно-ценные культуры.

Третья группа — дрожжи, сбражнвающпе лактозу. Исследования А. М. Скородумовой (1969) показали, что среди дрожжей, выделенных из кисломолочных продуктов (приготовленных на естественной закваске), число дрожжей, самостоятельно сбраживающих лактозу, сравнительно невелико — из 150 штаммов — 32 (21%). Наибольший процент дрожжей, сбражпвающих лактозу, был выделен из кефир ных грибков и закваски (34,1%). Дрожжи, сбраживающие лактозу, были идентифицированы А. М. Скородумовой как Fabospora fragilis, Saccharomyces lactis, реже Zygosaccharomyces lactis. Способностью сбраживать лактозу обладают также некоторые виды Candida и Torulopsis — Candida pseudotropicalis var. lactosa, Torulopsis kefir, Torylopsis sphaerica, выделенные из кефирного грибка (В. И. Буканова, 1955).

Исследования, проводившиеся в Японии Т. Наканиши и Дж. Араи (1968, 1969), показали также, что наиболее распространенными видами лактозосбраживающих дрожжей, выделенных из сырого молока, являются Saccharomyces lactis, Torulopsis versatilis, Torulopsis sphaerica, Candida pseudotropicalis.

Для установления отношения дрожжей к сахарам культуры параллельно высевают в молочно-пептонную сыворотку, содержащую только лактозу, и на сусло, содержащее мальтозу. После выдержки при оптимальной температуре отмечают наличие пли отсутствие газа.

Оптимальная температура развития дрожжей 25—30° С, что следует учитывать при выборе температуры для созревания продуктов, в состав микрофлоры которых они входят. По данным В. II. Букановой (1955) основным фактором, регулирующим развитие дрожжей разных видов в кефире, является температура. Так, повышенная температура (30—32° С) стимулирует развитие Torulopsis sphaerica п дрожжей, не сбраживающих лактозу. Дрожжи, сбраживающие лактозу, достаточно хорошо развиваются и при 18—20° С, однако повышение температуры до 25 и 30° С, как правило, стимулирует их размножение.

Большинство дрожжей предпочитает для своего развития кислую реакцию среды. Следовательно, в кисломолочных продуктах условия для них благоприятны.

Дрожжи очень широко распространены в кисломолочных продуктах и могут быть обнаружены почти в любом образце продукта, при­готовленного на естественных заквасках. Однако дрожжи развиваются гораздо медленнее, чем молочнокислые бактерии, поэтому в кис­ломолочных продуктах они обнаруживаются в меньшем количестве, чем молочнокислые бактерии.

Роль дрожжей и производстве кисломолочных продуктов исключительно велика. Обычно дрожжи рассматривают главным образом как возбудителей спиртового брожения. Но эта функция, по-видимому, не основная. Дрожжи активизируют развитие молочнокислых бактерий, витаминизируют продукты (С. Аскалонов, 1957). Дрожжи, сбраживающие лактозу и другие сахара, способны вырабатывать антибиотические вещества, активные против туберкулезной палочки и других микроорганизмов (А. М. Скородумова, 1951, 1954; В. И. Буканова, 1955).

Интенсивное развитие дрожжей незаквасочного происхождения нередко приводит к вспучиванию и изменению вкуса таких продуктов, как сметана, творог и сладкие творожные изделия. Излишнее развитие дрожжей, содержащихся в кефирной закваске при нарушении технологических режимов, также может вызвать газообразование в кефире (“глазки”) и даже его вспучивание.

ПЛЕСЕНИ

В кисломолочных продуктах (сметане, твороге, простокваше) из плесеней чаще встречается Oidium lactis (Geotrichum candiduni, Oosnora lactis). Она появляется на их поверхности сначала в виде отдельных белых пушистых колоний, затем, разрастаясь, образует сплошной пушистый налет. Клетки Oidium lactis — крупные с прямоугольными концами. От мицелия отделяются споры из которых развивается новый мицелий. Oidium lactis — аэробна, во может расти и в глубине продукта, недалеко от поверхности. Предпочитает кислую реакцию среды (рН до 3,5). Не разлагает молочного сахара, но окисляет молочную кислоту до углекислого газа и воды и быстро гпдролпзует молочный жир. Молочная плесень, развивясь в кисломолочных продуктах отрицательно влияет на их вкусовые качества – вызывая прогоркание, запах и внешний вид.