Життєдіяльність мікроорганізмів в молочних продуктах (стр. 9 )

За зовнішнім видом та смаком молоко від корів, хворих на мастит, відрізняється від нормального. Воно має солонуватий присмак, містить дрібні згустки коагульованого білку, котрі легко виявляються при фільтрації. При тяжких формах маститу в молоці виявляють кров’яні згустки. Маститне молоко містить значно менше вітамінів, ніж нормальне – іноді в 2 рази.

Вміст жиру в молоці при маститі зменшується на 5 – 10 %. Значно змінюється величина жирових шариків – переважають з розміром до 2 мкм. Підвищується вміст ненасичених жирних кислот та вільного жиру. Вміст сухого знежиреного молочного залишку (СЗМЗ) в такому молоці зменшується на 5-13 %. Збільшується кількість сироваткових білків.

Одними з основних показників змін в маститому молоці є зміна титрованої кислотності, активної кислотності та вмісту лактози. Титрована кислотність зменшується на 5-10 0Т, а рН молока від корів, хворих на мастит, збільшується іноді на 0,5 – 0,7 одиниць в порівнянні з активною кислотністю молока здорових тварин. Вміст молочного цукру зменшується в маститому молоці на 10-20 %.

Вміст каталази, фосфатази, ліпази та інших ферментів значно збільшується. В молоці від корів, хворих на мастит, спостерігається значне збільшення кількості лейкоцитів (іноді до 20 млн. в 1 мл), патогенних та інших бактерій, які продукують каталазу. Тобто, маститне молоко містить більше бактерій, які викликають не тільки мастит, але й псування молока.

Наведена вище характеристика маститого молока свідчить про те, що воно за всіма параметрами гірше в порівнянні з натуральним, що призводить до порушення розвитку мікрофлори закваскових препаратів в разі додавання маститого молока до збірного та виготовлення з останнього молочних продуктів.

Особливо це має значення при виробництві твердих сирів. Так, домішок маститого молока викликає сповільнення утворення згустку, збільшення тривалості обробки згустку та сирного зерна. Біохімічні та мікробіологічні процеси в сирах, виготовлених з молока з домішками маститого, проходять значно повільніше, а при визріванні швидкість зброджування молочного цукру значно сповільнюється – на 5 – 10 днів (12). Проведені дослідження свідчать, що при виробництві твердого сиру збільшення в вихідному молоці кількості соматичних клітин до 1,2 – 1,4 млн. /мл приводить до зменшення на 30-50 % загальної кількості та вмісту молочнокислих бактерій в сирі в порівнянні з контрольними зразками. В цілому, опубліковані дані досліджень свідчать, що збільшення кількості соматичних клітин у вихідній сировині корелює зі зниженням якості готового сиру. Оскільки основні технологічні процеси при виробництві твердого сиру пов’язані з розвитком закваскової мікрофлори, то можна зробити висновок, що маститне молоко негативно впливає на її розвиток і призводить до отримання продукції з вадами.

2.2. Реакція середовища.

Реакція середовища, ступінь його лужності чи кислотності, має велике значення для життєдіяльності мікроорганізмів. Реакцію середовища, як відомо, прийнято умовно позначати знаком рН, котрий представляє собою від’ємний логарифм концентрації іонів водню, взятий зі зворотнім знаком.

Під впливом рН середовища може змінюватись активність ферментів, а в зв’язку з цим і біохімічна діяльність мікробів, направленість біохімічних перетворень. Так, одні і ті ж дріжджі в кислому середовищі утворюють більшу кількість спирту і незначну - гліцерину. В лужному середовищі завдяки тим же дріжджам значно збільшується вміст гліцерину, а вихід спирту знижується. Зміна реакції середовища може впливати на електричний заряд поверхні мікробної клітини, в зв’язку з чим змінюється її проникливість для окремих іонів.

Життєдіяльність кожного виду мікроорганізмів можлива (при наявності інших сприятливих умов), лише за певних оптимальних меж рН середовища. Вище і нижче цих границь розвиток мікробів пригнічується. Так, для більшості плісняв та дріжджів найбільш сприятливим (оптимальним) є слабокисле середовище (рН = 5,0 – 6,0 ). Разом з тим мінімальний та максимальний рівень активної кислотності для плісняв значно відрізняється від оптимуму. Вони можуть існувати та розмножуватись в діапазоні рН - від 1,2 до 11,0.

Більшість бактерій краще ростуть при рН = 6,5 – 7,5, тобто, за реакції середовища нейтральної або слаболужної. Вони не розвиваються при рН нижче 4,0 та вище 9,0. Для бактерій кисле середовище більш пагубне, ніж лужне. Вегетативні клітини зазвичай менш стійкі до реакції середовища, ніж спори. Особливо несприятливе кисле середовище для гнилісних бактерій та тих, які викликають харчові отруєння. Мікроорганізми, котрі в процесі життєдіяльності утворюють кислоту, більш витривалі до зниження рН.

Одні мікроби, такі як молочнокислі бактерії, при накопиченні в середовищі певної кількості кислоти і рівня рН поступово відмирають, тобто вони не здатні якось впливати на субстанцію, в якій знаходяться. Інші - здатні регулювати реакцію середовища, утворюючи відповідні речовини, котрі підкисляють або підлужнюють суміш, попереджуючи зміну рН в сторону, несприятливу для їх розвитку. Наприклад, дріжджі в кислому середовищі продукують етиловий спирт. При нейтральному рівні рН вони спочатку утворюють оцтову кислоту, яка знижує рН до необхідної величини, і лише потім в сприйнятливих для дріжджів умовах вони починають виробляти етиловий спирт.

В залежності від відношення до рівня рН середовища, мікроорганізми поділяють на три основні групи:

-  ацидофільні - краще ростуть в кислому середовищі;

-  нейтрофільні - віддають перевагу нейтральній реакції середовища, але

деякі з них розмножаються і в кислому середовищі - це

молочнокислі бактерії ( ростуть при рН 5,0-4,5);

-  алкалофільні – краще ростуть в лужному середовищі при рН 9,0.

В молоці та молочних продуктах алкалофільні мікроорганізми майже не зустрічаються.

Приблизні середні значення рівня рН середовища деяких молочних продуктів: ферментоване молоко - 3,5 – 4,7; свіжосквашене молоко – 4,6 - 4,8; свіже (неферментоване) молоко – 6,7-6,8.

В табл.. 18 наведені літературні дані, які характеризують відношення деяких мікроорганізмів до рН середовища.

Таблиця 18

Відношення мікроорганізмів до реакції середовища

Мікроорганізми	РН середовища
мінімум	оптимум	максимум
Плісняви (різні види)	1,5	4-6	9-11
Дріжджі (різні види)	3	4,5-6	7-8
Оцтовокислі бактерії	3,2-4,25	5,5-6	7-8
Термофільні молочнокислі палички	3,5-4,25	5,5-6	7-8
L. lactis subsp. cremoris	4,75	5,5-6	7,5
L. lactis subsp. lactis	4,75	6-6,5	8,5
S. bsp. thermophilus	4,5	6,5-7	10
Бактерії групи кишкової палички	4,4	6,5-7,5	7,8-9
Аеробні споротвірні (гнилісні)	4,8-5,3	6,7-6,8	8,5
S. aureus	4,8-5,5	7,2-7,4	-
Рseudomonas	5,5	6,6-7	8,5-9
Бактерії групи протея	5	7-7,2	9
Сальмонели	5	7,2-7,4	8,5

Змінюючи активну кислотність середовища, можна регулювати інтенсивність розвитку та біохімічну активність мікроорганізмів. Аналізуючи життєдіяльність тих чи інших видів мікрофлори в залежності від рівня рН, можна призупиняти розвиток деяких шкідливих мікроорганізмів, що дуже важливо для боротьби з небажаними в молочній промисловості мікробами. Так, знижуючи рН до 5,0 і нижче, можна призупинити розмноження гнилісних бактерій. Несприятлива дія кислого середовища на гнилісні бактерії покладена в основу зберігання деяких харчових продуктів – це маринування та сквашування.

З літературних даних відомо, що кишкова паличка не розвивається в кислому середовищі (при рН менше 4,4), що підтверджується даними табл..18. При тривалій витримці кефіру з рівнем рН в межах 4,2 – 4,4 можливе зниження вмісту кишкової палички в продукті і навіть її відмирання.

Останнім часом спеціалістами молочної промисловості висловлюється занепокоєння з приводу поширення випуску кисломолочних з кислотністю, яка відрізняється від рекомендованих технологічними нормативами величин, а саме: рН готових кисломолочних продуктів складає 4,6 – 4,8 (проти рекомендованих 4,2 – 4,4 і нижче). Це створює можливість для розвитку мікроорганізмів, що викликають харчові отруєння. Тобто, за сприятливих умов можливе розмноження патогенної мікрофлори в кисломолочних продуктах до рівня, достатнього для отруєння. (в кислому середовищі пригнічується її розвиток)

2.3.  Окисно-відновний потенціал

Розвиток мікроорганізмів, їх біохімічна діяльність тісно пов’язана з окисно-відновними умовами середовища, які залежать від співвідношення в ньому окислювачів та відновлювачів.

Окислювально-відновна здатність середовища визначається величиною її окисно-відновного потенціалу (Еh). Окисно-відновні умови речовини позначають також символом rН2, котрий визначається як від’ємний логарифм тиску молекулярного водню в середовищі (в атм.), зі зворотним знаком.

rН2 визначають за формулою (2):

rН2 = Еh / 0,03 + 2 рН (при 20 0С) , де ( 2 )

Еh – визначають потенціометричним методом (у вольтах).

Числові значення rН2 відповідають таким умовам середовища:

-  насичення киснем ( при тиску більше 0,1 МПА ) – 41;

-  рівновага окисних та відновних процесів - 28;

-  насичення середовища молекулярним воднем - 0.

Звідси можна зробити висновок, що при значеннях rН2 нижче 28 - середовище характеризується відновними властивостями; при значеннях вище 28 – окисними.