Учебно-методический комплекс дисциплины «Биотехнология производства молочных продуктов» для специальности «5В070100»-«биотехнология» (стр. 5 )

Количество бактерий, оставшихся после пастеризации молока, может составлять от 0,01%  исходного количества бактерий в сыром молоке (высокая эффективность пастеризации) до 1,5–2% (низкая эффективность пастеризации). Молочнокислые бактерии хуже всего развиваются в молоке, подвергнутом длительной пастеризации. Это  обусловлено  тем,  то  при  такой  температуре молекулы казеина укрупняются, вследствие чего он становится  менее доступным для ферментов микроорганизмов.

Молоко для заквасок подвергают пастеризации при 92-95оС с выдержкой 20 – 30 минут или кипячению в течение 10 минут. При таком режиме пастеризации и кипячении уничтожаются бактериофаги и в молоке остаются  практически только споры бактерий.

Тепловая обработка молока влияет на плотность сгустка и способность  их к отделению сыворотки. Поэтому с целью получения плотного сгустка при производстве кисломолочных продуктов пастеризацию молока проводят при температуре 85-87оС с выдержкой 10 минут или при 92-95оС с выдержкой 2минуты. В сыроделии режимы тепловой обработки молока выбирают с таким расчетом, чтобы уничтожить патогенные и газообразующие и минимально нарушить солевое равновесие.

Стерилизация - тепловая обработка при температуре свыше 100оС. Цель стерилизации – уничтожение, как вегетативных форм микроорганизмов, так и их спор. Эффективность  стерилизации зависит от  содержания термостойких спор в сыром молоке, поэтому количество их допускается не более 100 в 1 мл обрабатываемого молока.

Стерилизацию молока  можно проводит  тремя способами:

-двукратная стерилизация, когда  молоко стерилизуют в потоке при температуре 135-140оС, далее разливают в бутылки, укупоривают и направляют в стерилизатор, где повторно стерилизуют при 116-120оС с последующим охлаждением;

-стерилизация в потоке с асептическим  розливом  осуществляются  в стерилизаторах путем введения водяного пара в молоко. Оно мгновенно нагревается до  140оС, выдерживается при этой температуре в течение 4с. Затем молоко охлаждают до 20оС  и разливают в асептических условиях в тару.

-однократная стерилизация с предварительной пастеризацией молока и асептическим розливом  осуществляется в потоке аналогично вышеуказанному способу, но с предварительной пастеризацией  его при 80оС с выдержкой 15 с. 

Физические и химические способы инактивации микрофлоры

  Гибель бактерий в молоке  происходит и при воздействии на них некоторых физических факторов, таких как ультрафиолетовое облучение, ионизирующее излучение, бактофугирование.

  Кванты  ультрафиолетовой части спектра обладают достаточно высокой энергией (порядка 12 эВ) и поэтому могут изменять характер биохимических превращений в клетках микроорганизмов, вызывая их инактивацию.

Ионизирующее излучение может глубоко проникать в молочный продукт, обеспечивая холодную пастеризацию или стерилизацию. Имеются тенденции использования облучение в сочетании с мягкой тепловой обработкой для уничтожения специфических патогенных микроорганизмов.

Бактофугирование. При бактофугировании из молока в виде  фугата при использовании  специальных  сепараторов  выделяется  биомасса  бактерий, плотность которых выше, чем у  плазмы молока. С помощью такой обработки можно удалить из молока до 97% клеток микроорганизмов.

Очистить от бактерий молоко можно и за счет пропускания их через мембраны. Так как бактерии имеют в среднем размер одного микрометра, они отделяются, они отделяются от пермеата уже при проведении процессов микрофильтрации. Более высокая очистка от микробных клеток достигается при ультрафильтрации. Диаметр головки наиболее распространенного типа фага, активного по отношению к молочнокислым бактериям, составляет 50-60 нм, а длина 100-170 нм. Следовательно, ультрафильтрат  молока  можно считать очищенным от бактериофагов. Из химических способов инактивации микрофлоры наиболее распространение получило ингибирование  сорбиновой кислотой или ее солями. Более сильным, чем у сорбиновой кислоты, фунгицидным действием обладают дегидрацетовая кислота и ее соли. Осень сильным ингибиторным эффектом по отношению к микроорганизмам молока и сыворотки обладают некоторые вещества растительного происхождения, такие как плюмбагин и юглон.  Их можно эффективно применять для консервирования молочной сыворотки во время  ее транспортирования  и хранения. С этой целью в некоторых случаях используют низкомолекулярные кислоты (пропионовую, муравьиную) и пероксид водорода. Последнее соединение даже в очень слабых концентрациях (8-10 миллионных долей)  активирует естественную антибактериальную систему молока. Активно подавляет развитие плесневых грибов озон. Применение химических ингибиторов микрофлоры молока  и молочных продуктов разрешается только при наличии санкции органов здравоохранения. 

Вопросы для самопроверки:

1Какие методы обработки молока относятся к механическим

2Дайте характеристику очистке молока

3Дайте характеристику сепарированию молока

4Дайте характеристику гомогенизации молока

5Дайте характеристику мембранным методам обработки  молока

6Что понимаете вы под тепловой обработкой и целью ее проведения

7Чем различаются процессы пастеризации молока для  питьевого молока, кисломолочных напитков, приготовления заквасок и т. д.

8Охарактеризуйте  процесс стерилизации  молока

9Дайте характеристику процесса стерилизации для заквасок и стерилизованных молочных продуктов

10Охарактеризуйте физические методы инактивации микроорганизмов

11Охарактеризуйте химические методы инактивации микроорганизмов

1, , и др. Технология молока и молочных  продуктов –М.: Агропромиздат,1991,-463с.

и др. Технология молока и молочных продукт

Лекция № 5  Закваски  и бактериальные концентраты

Содержание лекционного материала:

1Закваски  и бактериальные концентраты для производства  молочных продуктов.

В процессе производства молочных продуктов используют  молочнокислые бактерии  в виде заквасок или бактериальных концентратов.

Закваска –это специально подобранные  комбинации чистых культур  молочнокислых бактерий. В состав заквасок на чистых культурах, используемых в производстве молочных продуктов, входят следующие виды молочнокислых бактерий: молочнокислые стрептококки,  молочнокислые палочки, бифидобактерии, пропионовокислые бактерии, грибковые культуры, кефирная закваска.

Бактериальные концентраты  - это высококонцентрированные суспензии микроорганизмов, которые  содержатся и в обычных заквасках. Количество микробов в них составляет от 150 до 300 млрд активных клеток в 1г, против

0,5-1,5 млн в 1 г в закваске. К преимуществам использования  бакконцентратов относятся следующие:

-отказ от культивирования материнских, промежуточных и производственных заквасок, отличающихся высокой трудоемкостью и риском потери активности заквасок;

-обеспечение заданного равновесия между штаммами;

-изменение  комбинаций штаммов изо дня в день  и даже, от производства к производству с эффективной сменой штаммов для предотвращения потерь от бактериофагов;

- исключение пороков аромата, обусловленных заквасками;

-улучшение  аромата с помощью концентратов специальных ароматообразующих  культур;

-удлинение срока хранения сырого молока добавлением концентратов закваски для подавления психротрофной микрофлоры.

В целом изготовление и применение концентрированных заквасок ведут к перемещению выращивания заквасок с молокоперерабатывающих предприятий в крупные специализированные предприятия, производящие закваски.

С другой стороны, применение концентратов вызывает и ряд проблем: 

-необходимость хранения больших запасов концентратов в холодильных  установках перерабатывающих предприятий,

-большая потребность в транспорте, зависимость молокоперерабатывающих предприятий от предприятий – производителей заквасок,

-повышение спроса на ферменты, свертывающие молоко

Производство многих молочных продуктов (кисломолочные напитки, творог, сыр) основано на биохимических процессах брожения молочного сахара (лактозы) и коагуляции казеина молока. Брожение лактозы, т. е. превращение в соединения с меньшей молекулярной массой, происходит под воздействием молочнокислых, пропионовокислых, уксуснокислых бактерий и дрожжей.
К молочнокислым бактериям, вызывающим молочнокислое брожение, относятся молочнокислые стрептококки и палочки. В группу молочнокислых стрептококков входят мезофильный (молочнокислый, сливочный и ароматобразующий) и термофильный стрептококк, а в группу молочнокислых палочек – болгарская и ацидофильная, а также палочки, используемые в сыроделии.
Пропионовокислые бактерии сбраживают глюкозу, молочную кислоту в пропионовую кислоту и другие продукты, которые обогащают вкус и запах продукта. В процессе размножения эти бактерии могут синтезировать витамин B12. Уксуснокислые бактерии являются возбудителями уксуснокислого брожения, в результате которого образуется уксусная кислота.
Чистые культуры молочнокислых бактерий и другие микроорганизмы (дрожжи) получают в специальных лабораториях чистых культур из молока, высококачественных молочных продуктов и растений. Для бактериальных заквасок должны быть подобраны такие культуры микроорганизмов, в результате деятельности которых получаются высококачественные молочные продукты.
Подбор отдельных штаммов и заквасок для кисломолочных продуктов осуществляется по следующим показателям:
- соответствие микробиологической чистоты штаммов и заквасок по микроскопическому препарату (отбраковка образцов, загрязненных посторонней микрофлорой);
- активность штаммов и заквасок, характеризуемая продолжительностью сквашивания и органолептической оценкой (характер сгустка, вкус, запах);
- влагоудерживающая способность (влагоотдача);
- предел кислотообразования, определяемый по титруемой кислотности;
- устойчивость к поливалентному бактериофагу;
- антибиотическая и антагонистическая активность по отношению к условно-патогенной и патогенной микрофлоре.
Подбор бифидобактерий, используемых для приготовления молочных продуктов лечебно-профилактического назначения, производят с учетом особенностей их свойств. Бифидобактерии медленно размножаются в молоке, отдельные штаммы этих бактерий сквашивают молоко при оптимальной температуре развития за 2–4 суток, что неприемлемо в технологии молочных продуктов. Поэтому производят подбор штаммов бифидобактерий, обладающих повышенной кислотообразующей способностью. Профилактическая и лечебная ценность молочных продуктов определяется не только количеством полученной заквасочной микрофлоры, но также и способностью приживаться в кишечнике человека. Косвенным показателем способности микроорганизмов приживаться в кишечнике является их устойчивость к фенолу, который всегда находится в содержимом кишечника. Штаммы бифидобактерий сильно различаются по этому свойству. Поэтому существует необходимость подбора бифидобактерий по данному признаку. Кроме того, необходимо подбирать бифидобактерии по их способности образовывать антибиотические вещества.