Основні групи мікроорганізмів молока і молочних продуктів

Основні групи мікроорганізмів молока і молочних продуктів.

План лекції.

1. Класифікація мікроорганізмів, що зустрічаються в молоці та молочних продуктах.

2. Систика та загальна характеристика молочнокислих бактерій (молочнокислі стрептококи, молочнокислі палички, лейконостоки) та їх використання у виробництві молочних продуктів.

3. Пропіоновокислі та оцтовокислі бактерії, ацидофільні та біфідобактерії, дріжджі та плісняві гриби. Їх систика, біологічні властивості та використання в молочній

промисловості.

1. Класифікація мікроорганізмів, що зустрічаються в молоці та молочних продуктах.

Молоко_сире є середовищем існування молочнокислих бактерій, які поділяють на дві групи, бактерії що мають кулясту форму або лактококи (стрептококи та лейконостоки) та циліндричну або лактобактерії (палички). При чому в кожній підгрупі є Гомоферментативні_бактерії та Гетероферментативні_бактерії.

Головними представниками молочнокислих бактерій у молоці є:

лактобактерії лактококи лейконостоки

Умовно мікрофлору, яка потрапляє в молоко і молочні продукти поділяють на 3 групи: технічно важливу (корисну, або бажану і шкідливу, або небажану), санітарно-показову й умовно-патогенну і патогенну. Технічно бажані мікроорганізми мають корисні властивості і використовуються в молочній промисловості у складі заквасок для кисломолочних продуктів. Мікроорганізми, що належать до інших груп, викликають вади або псування молока і молочних продуктів мікробного походження (технічно небажані) і беруть участь у формуванні показників якості та безпеки готової молочної продукції (санітарно-показові та умовно-патогенні і патогенні мікроорганізми).

1.Технічно-важлива мікрофлора

1.1. Технічно – корисні або технічно-бажані мікроорганізми:

· Молочнокислі бактерії (лактококи, лактобактерії, лейконостоки та ін);

· Мікроорганізми заквасок і пробіотиків (пропіоновокислі бактерії, частково оцтовокислі бактерії, біфідобактерії, деякі дріжджі ).

1.2. Технічно-шкідливі або технічно-небажані мікроорганізми:

· Мікроорганізми псування (маслянокислі та гнильні бактерії, , бактеріофаги та плісняві гриби).

2.Санітарно-показові мікроорганізми:

· бактерії групи кишкової палички (БГКП), які об’єднані в родину Enterobacteriaceae: рід Escherichia, рід Enterobacter, рід Citrobacter, рід Klebsiella, рід Serratia;

3.Умовно-патогенна та патогенна мікрофлора:

· Умовно-патогенні мікроорганізми:

– збудники токсикозів (патогенні стафілококи (Staphylococcus aureus) та стрептококи, збудник ботулізму);

– збудники токсикоінфекцій (бактерії родів сальмонела, ешерихія (E. сoli), лістерія, протеус (Proteus ), клостридіум (Cl. perfringens));

– збудники мікотоксикозів (гриби роду Fusarium, Aspergillus, Penicillium та ін);

· Патогенні мікроорганізми:

– збудники інфекційних захворювань, що передаються людині від тварини через молоко або збудники зооантропонозів (збудник туберкульозу, бруцельозу, сибірки, ящуру);

Збудники інфекційних захворювань, що передаються людині від людини через інфіковане молоко та молочні продукти або збудники антропонозів (збудник черевного тифу, дизентерії, холери).

Мікроорганізми за температурними режимами, що сприяють їх розмноженню в молоці, поділяються на: психрофільні, психротрофні, мезофільні, термотропні та термофільні (табл. 1.).

Таблиця 1. Температурні режими, що характерні для різних видів мікроорганізмів.

Мікроорганізми	Температура, °C
Мінімальна	Оптимальна	Максимальна
Психрофільні	-10	-5	25
Психротрофні	0	20	40
Мезофільні	10	30	45
Термотропні	25	45	75
Термофільні	30	50	80

Молочнокислі стрептококи досить поширені в природі і більшість їх видів використовують в молочній промисловості у складі заквасок при виробництві кисломолочних продуктів, масла сирів. Молочнокислі стрептококи – це бактерії кулястої форми, які зазвичай утворюють диплококи або короткі ланцюжки. При рості на щільних поживних середовищах цей стрептокок утворює мілкі росинчасті колонії з рівними краями. По Граму стрептококи фарбуються Гр+, нерухливі.

Оптимальна температура розвитку молочнокислих стрептококів 30 °С, мінімальна – 10 °С, максимальна – 40 °С. При темтературі 30 °С молоко згортається через 4 – 7 годин. При згортанні молока утворюється рівний щільний згусток., а смак та запах скашеного таким чином молока чистий, кисломолочний. При пастеризації стрептококи гинуть повністю, тому виявлення їх в пастеризованому молоці означає обсеменение після пастеризації.

В молочній промисловості широко використовують Str. Lactis при виробництві кисломолочних продуктів, масла та сирів. Штами стрептококів, які сприяють утворенню нечистого, прогорклого смаку та запаху для виробництва молочних продуктів не придатні.

Окрім мезофільних стрептококів, виділяють і термофільні – Str. Thermophilus, оптимальна температура для розвитку якого 40 – 45 °С. За таких умов молоко зквашується через 3,5 – 6 годин з утворенням рівного, щільного згустку сметаноподібної консистенції з приємним кисломолочним смаком та запахом.

Клітини термофільного стрептококу розміщені у вигляді ланцюжків різної довжини (найчастіше довгих). При чому клітини по розміру більші за клітини мезофільних стрептококів. Термофільні стрептококи в комбінації з іншими молочнокислими мікроорганізмами використовують у складі йогуртів, простокваші, ряженки та різних видів сирів.

Молочнокислі палички теж дуже поширені в природі і характеризуються стійкістю до кислотного середовища та здатністю розмножуватися при температурі від 15 – 20 до 38 – 50 °С в аеробних (при доступі повітря) та анаеробних (без доступу повітря) умовах.

Більшості молочнокислих паличок – термофіли і оптимальна температура їх росту 40 °С. Це нерухливі, Гр+, без спор та капсул досить великі палички. Межа кислотності молочнокислих паличок більш висока, ніж у стрептококів. Молоко, сквашене молочнокислими паличками, має чистий кислий смак, білковий згусток рівний та щільний.

Крім молочнокислих паличок, які використовують в молочній промисловості, в молочних продуктах та на обладнанні часто виявляють термостійкі молочнокислі палички, які витримують температуру 85 °С і обсіміняють молоко тим самим викликають пороки молочних продуктів.

Лактобактерії (Lactobacillaceae, лактобацили, молочнокислые бактерии) факультативно-анаэробні, грам позитивні бактерий. Мають форму прями чи вигнутих паличок, кокобацил, які розміщюються поодиноко чи ланцюжками. Оптимальна температура росту при 30 – 40°С, рН 5,5 – 5,8. Активно ферментують вуглеводи з виділенннням молочної кислоти. Велика їх кількість знаходиться в молочнихпродуктах, заквасках в тому числі і ацидофільних. В природі – в шлуково-кишковому тракті тварин та людини, в продуктах твариннного та рослиннного походженя.

Лейконостоки (Leuconostoc) – грампозитивні, нерухливі факультативно-анаеробні коки з родини. Streptococсасеае. Характеризуются правильно-округлою або чечевицеподібною формою, розміщюються парами чи ланцюжками. Ростут на середовищах при 20 -30°С. Утворюють мілкі (меньше 1 мм) гладкі округлі сіруваті колонії. Зброджують глюкозу и др. вуглеводи з виділенням молочної кислоти. Містяться в харчових продуктах. Не є патогенними для людини.

Термофільні лактококи (термофільний стрептокок)

Мезофільні лактококи (молочнокислий та вершковий стрептокок, ароматоутворюючі стрептококи)

Термофільні лактобктерії (Термофільні молочнокислі палички (термобактерії) )

Мезофільні лактобактерії (Стрептобактерії та бета бактерії)

3. Пропіоновокислі та оцтовокислі бактерії, ацидофільні та біфідобактерії, дріжджі та плісняві гриби. Їх систика, біологічні властивості та використання в молочній промисловості.

Крім молочнокислих бактерій, до корисних для молочної промисловості мікроорганізмів можна віднести біфідобактерії, пропіоновокислі і частково оцтовокислі бактерії та дріжджі.

Біфідобактерії (Lactobacillus bifidum) – рід поліморфних, неспороутворюючих, грампозитивних, некислотостійких анаеробних бактерій, для яких характерні Y-подібна, булавовидна чи лопатовидна форми, розміром 0,2 – 0,7×2 – 8 мкм. Ростут в анаеробних умовах при 36 -38°С. На щільних середовищахутворюють гладкі колонії. Викликають бродіння вуглеводів з утворенням оцтової та молочної кислот. Біфіддобактерії є фоновими бактеріями товстого кишечнику людини та савців.

Пропіоновокислі бактерії нерухливі безспорові короткі палички. Краще розвиваються без доступу повітря. Оптимальна температура росту пропіонових бактерій 30 – 35°С. В молооці вони розвиваються повільно та сгортають його через 5 – 7 діб.

При розщеплинні молочного сахару(а в сирах – солей молочної кислоти) пропіоновокислі бактерії утворюють пропіонову та оцтову кислоти та вуглекислий газ. При цьому кислоти збагачують смак та запах сирів, а газ, що повільно накопичується обумовлює утворення в сирі крупних гразків правельної округлої форми. В пррцесі розмноження пропіоновокислі бактерії здатні синтезувати вітамін В 12. Враховуючи ці особливості (повільний розвиток, висока чутливість до умов середовища) пропіоновокислі бактерії широко використовують у сировиробництві.

Оцтовокислі бактерії є строгими аеробами. Це неспорогенні рухливі палички, що розміщюються поодиноко, у вигляді диплококів чи ланцюжків. Оптимальна температура розвитку 30°С. Чисті культури оцтовокислих бактерій погано розвиваються в молоці, але їх ріст покращується при спільному культивуванні з молочнокислими бактеріями. Харакиерні ознаки для оцтовокислих бактерій є: утворення оцтової кислоти, утворення помаранчевого кільця на поверхні згорнутого молока, наявність плівки на поверхні рідких підкислених середовищ, наявність в мікроскопічних препаратах рухливих форм бактерій.

При виробництві кефіру оцтовокислі бактерії виконують позитивну роль, а при їх розвитку в простокваші, сметані, кисломолочному сирі вони викликають неблагоприємний запах та присмак оцтової кислоти та ослізніння.

Дріжджі це одноклітинні, нерухливі мікрроорганізми, приблизно в 10 разів більші за бактерії (10-15 мкм), що фарбуються по Грам. .Це факультативні анаероби, краще розвиваються в кислому середивищі. Оптимальна температура розвитку 20 – 30 °С. Вегетативні клітини дріжджів гинуть вже при температурі 60 – 65 °С, і спори – при 70 – 75 °С. Вони широко розповсбджуні в грунті, на рослинах, в кормах, повітрі звідки і потрапляють у молоко та молочні продукти. Дріжджі широко використовують при виробництві кефіру, кумису, ацидофільно-дріжджового молока.

Дріжджі, які утворюють спори(родина Saccharomycetaceae). Центральне місце серед цих дріжджів займає рід Saccharomeces. Застосовуються у бродильній промисловості (пекарські, винокурні, винні та ін.). Вони є збудниками спиртового бродіння.

Дріжджі, які не утворюють спори ( родина Тorulopsidaceae) слабо або зовсім не зброджують цукор.

В цю родину входять слідуючі роди: рід Candida утворює добре розвинений примітивний міцелій; рід Тorulopsis – примітивний міцелій не утворює; рід Rhodotorula – утворює червоний пігмент; рід Mycoderma –утворює на поверхні рідкого живильного середовища щільну складчасту плівку. Має здатність розщеплювати білки.

В молочній промисловості найбільш важливу роль мають види, які зброджують молочний цукор. Вони відносяться до роду Torula і викликають спиртове бродіння в кефірі, кумисі, та інших молочнокислих напоях.

У маслі переважають безспорові дріжджі, що не зброджують молочний цукор ( роду Candida i Torulopsis). Деякі види із роду Torulopsis можуть бути причиною вад молока та молочних консервів.

Дріжджі із роду Mycoderma casei (із родини Torulopsis) мають велике значення у сировиробництві. Розвиваються при приготуванні сичужної закваски для швейцарського сиру

Так звані “дикі” дріжджі в молоці та кисломолочних продуктах утворюють етиловий спирт та створюють умови для розвитку оцтовокислих бактерій. При розвитку в цих продуктах, а також в сгущеному молоці та сирі, дріжджі викликають такі вади, як спиртовий смак та запах, сильне газоутворення, “взрив” баночних консервів, інколи “вспучивание” сирів.

Плісняві гриби (нитчасті гриби) – це безхлорофільні мікроорганізми, які живуть на поверхні субстратів. Їх ще називають називають нитчастими грибами або гіфоміцетами, оскільки тіло пліснявих грибів (міцелій або грибниця) складається з тонких розгалуджених ниток – гіфів. Розмножуються плісняві гриби вегетативним (безстатевим) і статевим способами, а також брунькуванням. Вегетативне розмноження здійснюється частинами міцелію — оідіями, спорами. Спори утворюються екзогенно, а також в середині спеціальних плодових тіл – спорангій. Спори, що розвиваються в спорангіях, називають ендоспорами. Гіфи міцелію, на яких розташовані спорангії з ендоспорами, називають спорангиєносцями. Плодоносні гіфи, на кінцях розвиваються екзогенні спори – конідії, називають до конідієносцами.

Плісняві гриби є досить поширені в природі та багаточисельні мікроорганізми. Вони знаходяться в грунті, в повітрі, в гноївці, на рослинах, в кормах.

Основою вегетативного тіла пліснявих грибів є гіфи, сплетіння яких утворюють міцелій. Є два види міцелію – нижній або субстратний, що вростає в субстрат та верхній або повітряний, на якому розміщені спорангієносці. Під мікроскопом гіфи видно у вигляді трубчастих волокон, які складаються із тонкої клітинної стінки, одного чи кількох ядер та цитоплазми.

Найбільш благоприємними умовами для їх розвитку є вільний доступ повітря та кисла реакція середовища. Вони є не вибагливими до параметрів навколишнього середовища і здатні розвиватися привологості 10 – 15%, при рН від 2 до 11 та температурі до -11°С. Деякі види плісняви розвиаються при обмежаному доступі кисню. Поряд з цим плісняві гриби досить стійкі до до дії дезинфікуючих речовин. Надійним способом знезараження плісняви є термічна обробка (стерилізація чи пастеризація) молочних продуктів та дезинфекція обладнання гарячою водою та водяною парою, так як ці мікроорганізми є нетермостійкими.

Плісняві гриби мало використовуються у вітчизняній молочній промисловості (лише для виготовленні сирів з пліснявою – сир рокфор). За кордоном сир з пліснявою широко представлений в асортименті сирів. Плісняві гриби викликають глибокий розпад білків, жирів та інших складових молока, чим спричиняють появу вад молочних продуктів (пліснявіння сухого молока при підвищеній вологості, пліснявіння масла та кисломолочних продуктах (сметана, сир та кисломолочний сир) при довготривалому зберіганні.

В залежності від будови міцелію плісняві гриби є одноклітинними та багатоклітинними. У більшості грибів гіфи поділені перегородками на окремі клітини (багатоклітинні), отже міцелій у них септований (аспергили, пеніцили). Інші гриби не мають перегородок у гіфів, тому мають вигляд однієї великої клітини з багатьма ядрами (одноклітинні).

До одноклітинних пліснявих грибів відносять гриб роду Мисоr, Rhizopus, Thamnidium.

До багатоклітинних пліснявих грибів відносять плісняві гриби роду Penicillium та Aspergillus, Catenularia, Cladosporium Oidium lactis.

Питання для самоконтролю.

1. Перерахуйте групи мікроорганізмів, що зустрічаються в молоці та молочних продуктах? Які групи мікрорганізмів впливають на якість та безпеку молока та молочних продуктів?

2. Дайте загальну характеристику молочнокислим бактеріями. Яка їх роль та використання у виробництві молочних продуктів?

3. Яка систика та класифікація молочнокислих мікроорганізмів?

4. Що таке гомоферментативні та гетероферментативні молочнокислі бактерії? Назвіть приклади гомоферментативних та гетероферментативних молочнокислих стрептококів та молочнокислих паличок.

5. Охарактеризуйте основних представників молочнокислих стрептококів та молочнокислих паличок. Що таке лейконостоки та їх коротка характеристика?

6. Дайте морфологічну та культуральну характеристку пропіоновокислим, оцтовокислим бактеріям та біфідобактеріям. Яке їх використання в молочні промисловості?

7. Яка загальна характеристика та морфологія дріжджів та пліснявих грибів, які зустрічаються в молоці та молочних продуктах?

Ви прочитали: "Основні групи мікроорганізмів молока і молочних продуктів"
Читати далі

Пов’язані записи