Первичная микрофлора кисломолочных продуктов

ЗАКВАСКИ.

Закваска — основная и наиболее важная часть первичной микрофлоры кисломолочных продуктов. С внесением её молоко обогащается микроорганизмами в 10−100 раз, поэтому микробиология заквасок является одним из важнейших разделов микробиологии этих кисломолочных продуктов. От качества заквасок в значительной мере зависят весь ход процесса выработки кисломолочных продуктов и качество их.

Количество компонентов, входящих в состав микрофлоры заквасок.

В мировой практике существуют две основные тенденции установления количества компонентов, входящих в состав заквасок: составление заквасок из одного штамма и из нескольких штаммов. В СССР и в странах Западной Европы почти с самого начала применения заквасок был установлен принцип составления заквасок из двух или более штаммов — многоштаммовых. Применяя этот принцип, можно создать закваску более разностороннего качества путем введения штаммов, повышающих активность, улучшающих аромат, консистенцию продукта. Кроме того, использование нескольких штаммов одного вида должно способствовать большей устойчивости закваски к неблагоприятным условиям: если под влиянием их один-два штамма утратят свою активность, сквашивание будет осуществлено остальными штаммами. В настоящее время многоштаммовые закваски применяют при производстве сыра и масла в Англии, ФРГ и других европейских странах. При производстве йогурта применяют обычно двухштаммовые закваски. В РФ многоштаммовые закваски используют для выработки сыра, масла и кисломолочных продуктов. Применение таких заквасок затрудняется сложностью их подбора с учетом взаимоотношений и возможным изменением первоначального состава микрофлоры при их пересадках в производственных условиях.

Одноштаммовые закваски до последнего времени широко применяли в Австралии и Новой Зеландии при производстве масла и сыра (X, Уайтхед и Г. Кокс, 1933, 1935). Преимущество этого принципа состоит в том, что штаммы могут быть тщательно изучены, подобраны к условиям производства и при подборе заквасок не требуется вносить корректировки на возможные изменения в метаболизме бактерий при совместном культивировании. Однако такие закваски имеют существенные недостатки:

невозможно сочетать в одной культуре свойства активных кислотои ароматообразователей;

в случае поражения такой закваски бактериофагом происходит быстрый и полный лизис культуры, что приводит к прекращению производственного процесса.

Последнее обстоятельство заставило разработать ряд мероприятии по предотвращению развития бактериофага при данном методе. За последние годы наметилось сближение этих двух направлений — подбор заквасок из двух, максимально трех штаммов, тщательно проверенных по всем своим свойствам и способности к совместному развитию в промышленных условиях.

Специфические свойства продукта. При подборе культур следует учитывать специфические свойства, которые желательно получить у готового продукта. Например, составляя закваски для творога, необходимо учесть, что микроорганизмы закваски должны активно повышать кислотность в начале цикла производства, но способность их к дальнейшему кислотообразованию должна быть ограничена. Таким требованиям удовлетворяют молочнокислые стрептококки. Однако из молочнокислых стрептококков нужно выбрать культуры, которые обладали бы хорошим вкусом и ароматом. Поэтому целесообразно наряду с культурами Str. lactis вводить Str. acetiinicus или Str. diacetilactis. Для продуктов, в процессе производства которых предусмотрено отделение части сыворотки от сгустка (творог и пр.), подбирают культуры, образующие сгустки, легко отделяющие сыворотку. Для продуктов, в производстве которых нужно предотвратить отделение сыворотки, рекомендуется подбирать культуры, дающие при свертывании молока сгустки сметанообразной консистенции.

С целью получения продуктов с лечебными свойствами в состав закваски вводят ацидофильные бактерии, специально подобранные дрожжи и т. д. Подобным же образом учитывают свойства культур и при подборе заквасок для других кисломолочных продуктов. На необходимость подбора культур с учетом специфических свойств продуктов указывает также М. Тепли (1972).

Температурные режимы производства. При подборе культуры следует учитывать температурные режимы того или иного технологического процесса. Если процесс осуществляется при 20−30° С, то в закваске должны преобладать мезофильные микроорганизмы, но при необходимости можно вводить и термофильные; при температурах 40−45° С нужно выбирать термофильные виды.

Взаимоотношения между культурами. При подборе заквасок в специальных лабораториях устанавливают их сочетаемость. Для этого выделенные штаммы мезофильных молочнокислых стрептококков проверяют в первую очередь на наличие среди них антагонистов. Этот метод был разработан Т. Г. Романович (1954), в дальнейшем он был развит и усовершенствован Л. А. Банниковой с сотр. (1966). Сущность метода, разработанного Л. А. Банниковой, заключается в том, что прогретые фильтраты культуральной жидкости одного штамма (по 1 мл) вносят в 10 мл стерильного обезжиренного молока с метиленовым голубым. По разнице в скорости восстановления другим штаммом метиленового голубого в молоке с фильтратом и без фильтрата выявляют наличие антагонистического действия. При отсутствии антагонистического действия разницы в скорости восстановления не наблюдается.

В дальнейшем в соответствии с методом, разработанным Л. А. Банниковой, из отобранных культур, преобладающих в данной закваске, составляют основы, проводят их органолептическую оценку и устанавливают энергию кислотообразования. Она не должна быть ниже энергии кислотообразования самого активного штамма из входящих в основу. Затем к основе добавляют культуры стрептококков — ароматообразователей, снова проводят органолептическую оценку и устанавливают наличие аромата. Удачно подобранные закваски могут в течение ряда лет сохранять свои первоначальные свойства. Сочетаемость культур термофильных молочнокислых стрептококков и болгарской палочки выявляют путем ежедневных пересевов составленных комбинаций в течение 15 дней (Н.М. Николов, 1966, Е. В. Мельникова, 1973). Если после такого длительного культивирования в закваске сохраняются оба вида микроорганизмов, считают, что между ними сложились симбиотические взаимоотношения. На производстве поведение микроорганизмов заквасок во многом зависит от микрофлоры, содержащейся в пастеризованных молоке или сливках. В свою очередь и микробы закваски могут сильно влиять на развитие посторонней микрофлоры незаквасочного происхождения. Следовательно, изучение взаимоотношений между микрофлорой заквасок и микрофлорой пастеризованного молока представляет исключительный практический интерес, так как результаты его можно использовать при подборе культур для заквасок, а также для выбора оптимального количества вносимой закваски. Проведенные исследования показали, что при применении закваски, состоящей из Str. lactis, в молоке накапливаются продукты их обмена в концентрациях, стимулирующих развитие термоустойчивых молочнокислых палочек. В таких случаях целесообразно снижать количество вносимой закваски с 5 до 2−3%. Г. Паткуль и М. Бутакова (1965) отметили, что подбор заквасок по их способности подавлять постороннюю микрофлору позволяет повысить их стойкость в производственных условиях. Впоследствии И. В. Цареградская установила возможность подбора заквасок, состоящих из антагонистов по отношению к термоустойчивым палочкам. В настоящее время подбор микрофлоры заквасок по признаку подавления термоустойчивой молочнокислой палочки введен как обязательный в практику работы специальных лабораторий. Не менее важна и способность молочнокислых бактерий противостоять влиянию на них посторонней микрофлоры. В связи с этим Г. М. Паткуль (1968) предложила проверять молочнокислые бактерии на их устойчивость к фенолу — продукту метаболизма некоторых посторонних бактерий молока. В дальнейшем И. В. Цареградская, Л. А. Банникова, установили, что, если культуры подобраны по энергии кислотообразования, сочетаемости, стойкости при пересадках, они как правило, устойчивы к фенолу в используемых дозах.

Изменчивость молочнокислых бактерий в процессе их культивирования. При культивировании молочнокислые стрептококки быстро утрачивают первоначальную активность, поэтому в лабораториях обычно проводят большую работу по их проверке и отбору наиболее стойких культур для пополнения коллекций.

Еще С. А. Королев (1932 г.) отмечал, что среди многих сотен культур молочнокислых стрептококков, находившихся под его наблюдением в течение 10 лет, ему встретились лишь несколько штаммов, не изменявших быстро своих свойств. Он считал, что на подборе таких стойких культур должна базироваться работа по составлению заквасок, хотя не исключал возможности применения наряду с ними и свежевыделенных, не проверенных на стойкость заквасок. Однако это указание часто не учитывалось микробиологами; во многих лабораториях до сих пор продолжают выделять свежие штаммы и составлять на их основе закваски, которые быстро теряют свои первоначальные свойства. Л. А. Банниковой и С. Б. Задояна (1974) проведена работа, которая позволила в значительной мере объяснить факты быстрой утраты свежевыделенными культурами своих первоначальных свойств пассажной изменчивостью этих микроорганизмов.

Культуру высевают на плотную питательную среду и выделяют в чашки 100 колоний. Все колонии проверяют на энергию кислотообразования. Если на протяжении года (особенно весной) у большинства культур, выделенных из колоний, установлена близкая по величине и значительная энергия кислотообразования, считают, что культура обладает компактной популяцией и сохранит свои свойства при пассировании. Если же среди выделенных из колоний культур обнаруживается много культур с разной энергией кислотообразования, считают, что в исследуемой культуре большой разброс клеток по данному признаку и она может быстро утратить активность в процессе пересевов.

Проведенная работа показала также возможность направленного отбора культур для заквасок и целесообразность использования немногих хорошо изученных штаммов. Путем поддерживающего отбора (выделения наиболее активных культур после рассева) можно сохранять ценные культуры молочнокислых бактерий на протяжении длительного времени.