Життєдіяльність мікроорганізмів в молочних продуктах (стр. 10 )

Мікроорганізми різняться за потребою в наявності повітря, в зв’язку з цим вони характеризуються різними межами rН2, які допускають їх розвиток.

Так, за літературними даними (1, 2, 7), облігатні анаероби життєдіяльні при rН2 вище 16 – 20, а розмножуються лише при значеннях rН2 вище 7 – 8. Факультативні анаероби живуть при rН2 середовища 0 – 30. Облігатні аероби проявляють життєдіяльність при окисно-відновному потенціалі 10 – 12, але значення вище 30 для них несприятливі.

Регулюючи окисно-відновні умови в середовищі, можна сповільнювати або активізувати розвиток тієї чи іншої групи мікроорганізмів, змінювати їх фізіологічну активність.

В процесі життєдіяльності мікроби самі можуть змінювати окисно - відновний потенціал, виділяючи різні продукти свого обміну та пристосовуючи цим середовище до своїх потреб.

Межі rН2, за яких відбувається розвиток мікрофлори молока, наведені в табл..19.

Таблиця 19

Відношення мікроорганізмів до окисно-відновного потенціалу

Мікроорганізми	Життєдіяль- ність	Розмноження
Облігатні аероби (плісняві гриби, аеробні споротвірні бактерії, оцтовокислі бактерії)	12 - 15	12 - 36
Факультативні анаероби (дріжджі, мікрококи, бактерії групи кишкової палички)	30	30
Факультативні анаероби (молочнокислі стрептококи, коагулазопозитивні стафілококи)	0	30
Факультативні анаероби (молочнокислі палички)	0	20
Облігатні анаероби (біфідобактерії)	12 - 14	3 - 5

При розвитку будь-яких мікроорганізмів окисно-відновний потенціал знижується, тобто відновні властивості середовища підсилюються. Це явище розглядається, як пристосування мікробів, яке забезпечує кращі умови для розвитку культури.

При виробництві кисломолочних продуктів окисно-відновний потенціал може змінюватись під впливом таких факторів, як аерація (перемішування), додавання редукувальних речовин, наприклад, аскорбінової кислоти, в результаті життєдіяльності самих мікроорганізмів.

3.  БІОЛОГІЧНІ ФАКТОРИ

В природних умовах окремі види мікроорганізмів ростуть не ізольовано, а сумісно, і мають різноманітні взаємовідносини один з одним. Ці стосунки між мікробами в середовищі відносяться до біологічних факторів.

Серед мікрофлори молока розповсюджені види взаємовідносин, характеристика яких наведена в табл..20 (2).

Такі поняття, як синергізм, коменсалізм та метабіоз, часто розглядають як різновид симбіозу, в той час як антагонізм і паразитизм завжди виділяються в окремі визначення.

Прикладом симбіозу може слугувати кефірний грибок, який утворився в результаті сумісного природного розвитку молочнокислих бактерій, дріжджів та оцтовокислих бактерій. Молочнокислі бактерії, зброджуючи лактозу, утворюють молочну кислоту і тим самим створюють сприятливі умови для розвитку дріжджів та оцтовокислих бактерій, які не здатні зброджувати лактозу. Разом з тим в результаті розвитку дріжджів та оцтовокислих посилюється життєдіяльність молочнокислих бактерій, що пов’язують з накопиченням в середовищі вітамінів (в основному, групи В), які споживаються молочнокислими культурами. Завдяки цьому активізується розмноження останніх.

Метабіоз спостерігається при зміні мікрофлори в процесі тривалого зберігання молока. В перші дні після ферментації переважають молочнокислі бактерії. В результаті їх життєдіяльності створюються умови, сприятливі для розвитку дріжджів та плісняв, які розщеплюють білок та нейтралізують кислоту. Після цього в молоці розвиваються гнилісні бактерії. Тобто, кожен вид мікробів в процесі своєї життєдіяльності готує основу для розвитку наступних мікроорганізмів.

Таблиця 20

Види і характер взаємовідносин між мікроорганізмами молока

Взаємовідносини	Мікроорганізми
Вид	Характер
Симбіоз	Мікроорганізми отримують взаємну користь від сумісного розвитку	Кефірні грибки, термо-фільний стрептокок і болгарська паличка, молочнокислі бактерії і дріжджі чи оцтовокислі
Синергізм	Два види, розвиваючись в середовищі, викликають в ньому зміни, які не можуть виникнути при поодинокому їх розвитку	Молочнокислі бактерії та дріжджі, які не зброджують лактозу
Коменсалізм	Один вид живе за рахунок продуктів обміну іншого, не приносячи йому користі	Мікрофлора кишечника
Метабіоз	Один вид готує сприятливі умови для наступного розвитку іншого	Дріжджі та гнилісні (дріжджі нейтралізують кислоту )
Антагонізм	Взаємна боротьба між двома або декількома видами мікроорганізмів	Молочнокислі бактерії та патогенні бактерії; молочнокислі - гнилісні
Паразитизм	Один мікроорганізм використовує для свого харчування речовини живих клітин іншого	Бактеріофаг та бактерії

Як приклад синергізму можна навести сумісний розвиток в середовищі молочнокислого лактокока (L. lactis subspecion lactis) та ароматотвірних бактерій. При розвитку молочнокислого лактокока (L. Lactis subspecion lactis) в результаті ферментації молочного цукру утворюється молочна кислота. Цим забезпечується створення кислого середовища, яке сприяє ферментації ароматотвірними бактеріями лимонної кислоти та накопиченню в середовищі летких кислот і ароматичних речовин. Ароматотвірні бактерії не зброджують лимонну кислоту до тих пір, поки кислотність середовища не досягне певної величини. При сумісному розвитку ці мікроорганізми викликають такі зміни, які кожен з них окремо створити не може.

Прикладом антагонізму може бути розвиток молочнокислих та гнилісних бактерій. В продуктах, де спостерігається досить активний процес ферментації та накопичення достатньої кількості молочної кислоти (кумис, кефір, йогурт, ацидофільне молоко, продукт “Наріне”) гнилісні бактерії не розмножуються, оскільки вони чутливі до впливу молочної кислоти.

Паразитизм проявляється при розвитку в середовищі закваскової культури бактеріофага. Останній може існувати і розвиватись тільки за рахунок клітини молочнокислих бактерій. Це - внутрішньоклітинний паразит мікробів (бактеріальний вірус). Його розмноження можливе тільки в живій мікробній клітині. Бактеріофаг проникає всередину мікроорганізму, споживає його речовину, що призводить до руйнації та загибелі мікроорганізму.

Мікрофлора молока і молочних продуктів (пастеризованих) складається із сторонньої - залишкових мікроорганізмів пастеризованого молока та мікробів, які потрапили в продукт в процесі виробництва з навколишнього середовища (обладнання, вода, повітря і та ін.) -, і мікрофлори заквасок ( при виробництві кисломолочних продуктів).

Для молочної промисловості велике значення має характер взаємовідносин між сторонньою мікрофлорою та заквасковою, оскільки від цього залежить правильна спрямованість технологічного процесу та якість готової продукції. Про стимулюючу чи пригнічуючу дію різних мікроорганізмів на молочнокислі бактерії закваскового препарату можна зробити висновок по прискоренню чи сповільненню кислотоутворення в суміші, виділенню продуктів обміну речовин – вуглекислого газу, летких жирних кислот.

На характер взаємовідносин мікроорганізмів в середовищі впливають також різні зовнішні фактори. Так, великі дози закваски (5% і більше) призупиняють розвиток бактерій групи кишкової палички, але стимулюють розмноження термостійкої молочнокислої палички. Пригнічуюча дія мікрофлори закваски на кишкову паличку спостерігається тільки при невеликій її (палички) концентрації в молоці - (до 101 – 102 в 1 мл).

Відсутність або недостатня кількість необхідних живильних речовин в середовищі призводить до пригнічення життєдіяльності одного або декількох мікроорганізмів. Кисла реакція середовища посилює антагоністичну дію молочнокислих бактерій.

4.  МІНЛИВІСТЬ МІКРООРГАНІЗМІВ

Кожен мікроорганізм для свого розвитку потребує тих же умов, за яких проходив розвиток його попередніх поколінь. Зміна умов середовища приводить до змін обміну речовин. В результаті цього мікроорганізм або гине, або повинен пристосовуватись до незвичних для нього нових умов життєдіяльності. Зміни мікроорганізму можуть бути неглибокими, тимчасовими, які втрачаються при усуненні причини, яка викликала їх появу. Якщо ж ці зміни глибокі і тривалі, то вони носять назву спадкових.

Весь час розширюються межі практичного використання мікроорганізмів. Для практичного використання важливо не тільки покращення корисних властивостей вже відомих мікроорганізмів, але й отримання нових видів з практично цінними заданими властивостями.

Мікроорганізми з новими даними можна отримати різними шляхами. Вони можуть бути знайдені в природі шляхом природного відбору. Але на даний час найбільш дійовим методом селекції є шлях активних змін їх природи, тобто отримання культур з заданими властивостями під дією певних зовнішніх факторів.

Спрямовані зміни властивостей мікроорганізмів досягаються, використовуючи різні фактори – фізичні (висока температура, ультрафіолетове опромінення), хімічні (антибіотики, дезинфікуючі речовини), біологічні (бактеріофаг).

За рахунок цілеспрямованих змін навколишнього середовища можна отримувати нові цінні види мікроорганізмів для використання їх в різних галузях народного господарства. Наприклад, для молочної промисловості можна отримати адаптовані (пристосовані) штами мікробів, які прискорюють або подовжують процеси сквашування та дозрівання продуктів; набувають здатність засвоювати вуглеводи, яких раніше не засвоювали; стійкі до впливу антибіотиків та антисептиків; призупиняють процес ферментації при досягненні в середовищі певного рівня рН.

Подальше вивчення властивостей мікроорганізмів, взаємозв’язку з факторами навколишнього середовища дозволить більш активно впливати на їх природу та найповніше використовувати їх діяльність в промисловості.

Контрольні запитання

1.  Які фактори оточуючого середовища впливають на мікроорганізми?

2.  Що таке “кардинальні точки” ?

3.  На які групи діляться мікроорганізми в залежності від оптимальної температури розвитку?

4.  Що таке “летальна” температура?

5.  Яка з температур більш згубна для мікробів – нижча мінімальної чи вища максимальної?

6.  Як використовують в молочній промисловості вплив температурного фактору на мікроорганізми?

7.  На які групи діляться мікроорганізми по відношенню до вологості повітря?

8.  За яких факторів виникає мікробіологічне псування сухих молочних продуктів?

9.  Як впливають на мікрофлору розчини кухонної солі та цукру?

10.  Які види променевої енергії використовують в молочній промисловості?

11.  На які групи поділяють мікроорганізми за типом дихання?

12.  Назвіть речовини, які стимулюють розвиток молочнокислої мікрофлори.

13.  Що таке нативні інгібітори молока? Їх роль в молочній промисловості.

14.  Як впливають антибіотики на технологію одержання кисломолочних продуктів?

15.  На які групи поділяють мікроорганізми в залежності від рівня рН середовища?

16.  Які види взаємовідносин між мікроорганізмами спостерігаються при виробництві молочних продуктів?

17.  Що таке бактеріофаг? Ознаки його присутності у молоці.

18.  До яких змін в технологічному процесі виробництва молочних продуктів приводить присутність бактеріофагу?

19.  Які ознаки наявності антибіотиків у молоці при виготовленні кисломолочних продуктів?

20.  Який вплив на технологічний процес виробництва молочних продуктів справляють домішки маститого молока?

21.  Що таке анормальне молоко ?

22.  Які основний показник, що характеризує домішок анормального молока?

23.  Які основні ознаки наявності в суміші стародійного молока?

Л І Т Е Р А Т У Р А

1.  Мудрецова-, Чистяков . – М.: Экономика. – 1971. – 263 с.

2.  , , Семенихина основы молочного производства. – М. : Агропромиздат. – 1987. – 400 с.

3.  Банникова молочнокислых бактерий и их применение в молочной промышленности. – М.: Пищ. пром. – 1975. – 255 с.

4.  Королева микробиология кисломолочных продуктов. – М.: Пищ. пром. – 1966. – 248 с.

5.  Королева микробиологии и гигиены молока и молочных продуктов. – М.: Легкая и пищевая пром. – 1984. – 168 с.

6.  , Нестеренко бактерии и пути их использования. – М.: Наука. – 1975. – 384 с.

7.  Степаненко молока и молочных продуктов. – М.: Пищ. пром. – 2002. – 414 с.

8.  , , Смирнов условий культивирования на некоторые свойства бацилл, составляющих основу пробиотиков // Мікробіологічний журнал. – 1999. – Т.61., № 5. – С. 19-27.

9.  , , Григорьев молочнокислых бактерий в зависимости от содержания в среде микроэлементов. // Мол. пром. – 1982. - № 6. – С. 30-31.

10.  Сборник инструкций по селекции молочнокислых бактерий и бифидобактерий и подбору заквасок для кисломолочных продуктов. – Москва. – 1985. – 101 с.

11.  Beal C., Spinnler N., Carrieu G., Comparison of growth, acidification and productivity of pure and mixed cultures of Streptococcus salivarius ssp. Thermophilus 404 and Lactobacillus delbreuckii ssp. Bulgaricus 398 // Applied Microbiology and Bacteriology.- 1994.- Vol.41, № 1.- Р. 95-98.

12.  , . Влияние анормального молока на качество сыра. – М. Агропромиздат, 1985. – 78 с.