Життєдіяльність мікроорганізмів в молочних продуктах (стр. 4 )

Молочнокислі бактерії зберігають життєздатність у сухому вигляді протягом декількох місяців і, навіть, років. Завдяки цьому ця мікрофлора при виробництві молочнокислих продуктів використовується у вигляді сухих заквасок та концентратів. Особливо легко переносять висушування вегетативні клітини мікробів, заморожені та висушені під вакуумом. Цей метод так звана леофільна сушка, зараз використовується для тривалого зберігання мікроорганізмів. Такі культури роками зберігаються життєздатними, не змінюючи своїх властивостей.

Висушування використовують в молочній промисловості також (крім виробництва закваскових культур) для тривалого зберігання продуктів (сухе молоко, сухий сир, сухі кисломолочні продукти, суміші, казеїн та ін.). Сухі продукти завжди містять достатню кількість життєздатних мікроорганізмів. Зволоження таких продуктів вище відомої стандартної величини призводить до псування внаслідок розвитку мікрофлори. Вважають, що мінімальна вологість середовища, за якої ще можливий розвиток бактерій, складає 20-30%, а для багатьох плісняв – біля 11-13%.

Гранична вологість середовища, в якій можливий розвиток мікрофлори, може коливатись в значних межах, і залежить від виду мікроба, відносної вологи та температури повітря, характеру продукту та ін.

Продукти, в зв’язку з їх гігроскопічністю, можуть віддавати вологу або навпаки, поглинати її. Тому вміст вологи у висушених продуктах під час їх зберігання змінюється в залежності від відносної вологи повітря. Між вологістю повітря та продукту встановлюється певна рухома рівновага. Так, при зберіганні сухого казеїну при відносній вологості більше, ніж 85 % спостерігається активний розвиток плісняв.

Більшість бактерій та дріжджів, а також деякі гриби здатні розвиватись в субстратах лише при відносній вологості повітря 85-95%. Є плісняви, для яких межею являється відносна волога повітря 65-75%.

Величина відносної вологи повітря при одному і тому ж вмісті в ньому вологи змінюється в залежності від температури: зі зниженням температури повітря зменшується його вологоутримувальна здатність і навпаки. Тому, при зниженні температури під час зберігання продуктів може виявитися надмірною кількість водяних парів у повітрі. При цьому лишні водяні пари будуть осідати у вигляді краплин (конденсату) на поверхні продукту, що сприяє швидкому розвитку мікроорганізмів.

Таким чином, виникнення мікробного псування сухих продуктів при їх зберіганні та транспортуванні залежить, головним чином, від температури повітря та його відносної вологості. Тому при зберіганні та транспортуванні сухих продуктів необхідно слідкувати за дотриманням рекомендованих режимів та попереджати виникнення умов для зволоження продукції.

1.3. Концентрація розчинених речовин

В природі мікроорганізми зустрічаються в субстратах з різним вмістом розчинених речовин, а, отже, і з різним осмотичним тиском. Відповідно до цього осмотичний тиск всередині клітини у різних мікробів коливається в широких межах. Так за даними деяких дослідників (2) максимальна величина осмотичного тиску соку клітини деяких плісняв може досягати 200 атм. Навіть у представників одного виду, які живуть у різних умовах, осмотичний тиск всередині клітин може значно відрізнятись.

Ряд мікроорганізмів досить чутливі до порушення звичної концентрації та пов’язаного з нею осмотичного тиску субстрату. Підвищення концентрації середовища вище певної границі порушує нормальний обмін речовин між клітиною та зовнішнім середовищем. За таких умов відбувається зневоднення (плазмоліз) клітини, надходження до неї харчових речовин призупиняється. В такому стані деякі мікроорганізми можуть зберігатись тривалий час (місяцями), не втрачаючи життєздатності, а інші досить швидко гинуть.

В середовищі з вмістом кухонної солі 1-3% сповільнюється розмноження багатьох мікроорганізмів, а при концентрації 20-25% майже повністю призупиняється. Плісняви та дріжджі краще, ніж бактерії, переносять зміни концентрації середовища. Деякі з них здатні розвиватись при вмісті NaCl до 15-20%. Серед бактерій досить чутливі до вмісту солі молочнокислі та гнилісні. Розвиток їх пригнічується при концентрації солі в межах 2-3 %, а при 7-10% зовсім зупиняється. Нестійка до солі кишкова паличка, бацили, що викликають ботулізм. Ріст цих мікроорганізмів призупиняється при концентрації солі 6-10%.

Мікроорганізми, котрі нормально розвиваються в субстратах з високим осмотичним тиском, називаються осмофільними. Осмофільні мікроби, які стійкі до високих концентрацій кухонної солі, називаються галофітами.

В табл. 6 наведені літературні дані, які характеризують стійкість деяких мікроорганізмів до впливу кухонної солі.

Таблиця 6

Концентрації кухонної солі,

які призупиняють розвиток мікроорганізмів

Мікроорганізми	Концент- рація солі, %	Мікроорганізми	Концент- рація солі, %
Бактерії		Дріжджі
L. lactis subsp. lactis	2-5	Candida mycoderma	10
L. bulgaricum	2-3	Torula rosea	20
Bact. coli	6-8	Плісняви
Clostridium botulinum	6-7,5	Aspergillus niger	17
Proteus vulgaris	7,5-10	Penicillium glaucum	20
Bac. Mesentericus	10-15	Oospora	Насичений розчин
btilis	10-15

В молочній промисловості для підвищення стійкості продуктів при зберіганні використовують поряд з кухонною сіллю (бринза, солоне масло вершкове) і цукор, який також створює в продукті підвищений осмотичний тиск і попереджує його псування від розвитку мікроорганізмів (згущені молочні консерви). Необхідно зазначити, що мікроорганізми, що можуть знаходитись в таких солоних або солодких продуктах, в тому числі і збудники харчових отруєнь, не гинуть, а призупиняється їх активна життєдіяльність. Так, відомі різні види псування ( зброджування, поява плісняви) цукрових сиропів з високою концентрацією цукру за рахунок розвитку в них осмофільних плісняв та дріжджів. Тобто, сіль та цукор значно підвищують стійкість продуктів при зберіганні, але вони лише сповільнюють життєдіяльність мікроорганізмів, а не призводять до їх повного знищення. Тому стійкість солоного масла, згущених молочних консервів з цукром обмежена. Тривалість зберігання їх залежить від ряду умов ( температури зберігання, якості сировини та ін.).

Велика концентрація цукру та солі, яка повністю призупиняє розвиток мікрофлори, погіршує смак продуктів і неприйнятна для виробництва молочної продукції.

Виходячи з вищенаведеного, слід зазначити, що для випуску доброякісних молочних виробів з тривалим терміном зберігання потрібно приділяти особливу увагу при випуску продукції з сіллю та цукром дотриманню рекомендованих умов виробництва та контролю сировини, яка надходить на їх виготовлення, щоб попередити бактеріальне забруднення готових продуктів.

1.4. Променева енергія

Для різних форм променевої енергії властива певні фізична, хімічна та біологічна дія на мікрофлору продукту. Різнобічний і характер впливу її на мікроби. Деякі форми променевої енергії призводять до загибелі мікроорганізмів. Це відбувається завдяки тому, що під впливом тих чи інших видів променевої енергії в клітинах мікробактерій та в зовнішньому середовищі складаються певні хімічні та фізичні зміни, під дією котрих мікроби відмирають.

Серед найбільш вивчених видів променевої енергії слід зазначити такі: світло, ультрафіолетові промені, рентгенівське та радіоактивне випромінювання, радіохвилі.

Світло. В природі мікроорганізми постійно перебувають під впливом сонячного світла. Світло необхідно бактеріям, котрі використовують світлову енергію для асиміляції вуглекислого газу - фотосинтезу. Мікроби, не здатні до фотосинтезу, не потребують світла, добре ростуть в темноті і, навпаки, прямі сонячні промені пагубно впливають на них. Інколи навіть незначне непряме сонячне світло пригнічує їх ріст. У більшості патогенні мікроорганізми менш стійкі до впливу світла, ніж сапрофітні. Тому виробничі приміщення проектують таким чином, щоб був вільний доступ прямих сонячних променів, що сприяє зниженню кількості мікробів на освітлених сонцем стінах, підлозі, в повітрі та ін.

Найбільш активною частиною сонячного спектру, яка спричиняє бактерицидний ефект, являються ультрафіолетові промені.

Ультрафіолетові промені. Ультрафіолетові промені характеризуються хімічною та біологічною активністю. Вони спричиняють синтез та розклад деяких складних органічних сполук, інактивують ферменти, призводять до коагуляції білків та загибелі мікроорганізмів.

Загибель клітин мікробів може бути викликана, як безпосередньою дією ультрафіолетових променів на них, так і впливом неприйнятних для них змін опроміненого субстрату. Зокрема, промені адсорбуються речовинами клітини мікроорганізму (білками, нуклеїновими кислотами) та викликають їх хімічні зміни. В той же час в середовищі навколо мікроклітини можуть утворюватись речовини (перекис водню, озон), котрі негативно впливають на мікроорганізм. За літературними даними найбільшою бактерицидною силою для мікробів характеризуються промені з довжиною хвилі 250-260 нм.

Ефективність впливу променів на мікроорганізми залежить від дози опромінення. Дуже малі дози навіть стимулюють окремі функції мікробів. Більш високі, які не викликають загибелі, змінюють властивості мікрофлори (зокрема, спадковість), що використовується на практиці для отримання мутантних молочнокислих бактерій з високою біохімічною активністю.

Вегетативні клітини мікроорганізмів досить чутливі до опромінення. Спори більш стійкі до дії ультрафіолетових променів. Щоб призвести до загибелі спори, потрібно затратити енергії в 4-5 разів більше, ніж на вегетативні клітини.

В даний час широко розповсюджене використання штучного ультрафіолетового опромінення - це так звані бактерицидні лампи, які характеризуються променями з довжиною хвилі 254 нм. З допомогою ультрафіолетових променів в молочній промисловості дезінфікують повітря в лабораторних та виробничих приміщеннях, боксах, холодильних камерах. Вони використовуються також для опромінення ззовні при розливі, розфасовці та пакуванні продуктів, знезараження тари, посуду та ін.