Лк.6 Мікробіологія молочнокислих продуктів

Кисломолочними називають продукти, які одержують з молока шляхом молочнокислого бродіння, інколи за участю спиртового. Залежно від характеру зброджування лактози весь асортимент кисломолочних продуктів поділяють на дві групи: молочнокислого бродіння і змішаного бродіння (молочнокислого і спиртового). До продуктів молочнокислого бродіння належать йогурт, ацидофільне молоко, ацидофілін, кисломолочний сир, сметана. В продуктах змішаного бродіння, крім молочної кислоти, накопичується певна кількість етанолу (ацидофільно-дріжджове молоко, кефір, кумис). Такий поділ кисломолочних продуктів умовний, оскільки при бродінні лактози в продуктах першої групи накопичується невелика кількість етанолу, вуглекислоти, летких органічних кислот, які характерні для продуктів другої групи.

Молочнокислі продукти характеризуються високою фізіологічною цінністю. Молочна кислота, етанол, вуглекислий газ та інші речовини-складники сприятливо впливають на органи дихання і центральну нервову систему. Молочнокислі продукти поліпшують окисно-відновні процеси в організмі, сприяють кровотворенню. До їх складу входять живі молочнокислі бактерії (МКБ), що здатні колонізувати шлунково-кишковий канал людини і пригнічувати розвиток гнильної мікрофлори. Окремі раси МКБ та дріжджі мають властивість синтезувати антимікробні речовини, що згубно діють на гнильну мікрофлору — молочнокислий стрептокок виділяє антибіотик нізин, вершковий стрептокок — диплококцин, молочнокисла паличка — лактонін. Багато антибіотиків накопичується в кумису, ацидофільно-дріжджовому молоці, ацидофіліні та інших продуктах, які мають важливе дієтичне і лікувальне значення, їх використовують в їжу при захворюванні туберкульозом, дифтерією, дизентерією та ін. Молочна кислота не лише нейтралізує продукти життєдіяльності небажаної, гнильної мікрофлори, а й, створюючи кисле середовище, перешкоджає її розвитку. У кисломолочних напоях міститься більше вітамінів, ніж у питному молоці. Це пов'язане з тим, що певні раси молочнокислих бактерій здатні синтезувати вітаміни, насамперед, групи В (В₁, В₂ В₆, В₁₂), а кисле середовище сприяє кращому зберіганню вітаміну С. Кисломолочні продукти рекомендують споживати при малокрів’ї, виснаженні, втраті апетиту, для профілактики багатьох захворювань, у тому числі серцево-судинних та злоякісних пухлин.

1. Мікробіологічна та біохімічна основа процесів бродіння. Молоко є природнім середовищем перебування молочнокислих бактерій, які можуть викликати спонтанне скисання молока. Використовуючи дану особливість різноманітні МКБ та інші (загально визнані безпечними) мікроорганізми використовуються у виробництві численних ферментованих молочних продуктів, таких як йогурт, сир, масло, кефір, кумис, ацидофільне молоко та ін.

Хоча молочнокислі бактерії є досить різноманітною групою, вони класифікуються через їх загальний основний кінцевий продукт метаболізму — молочну кислоту. Крім продукування молочної кислоти, мезофільні lactococcus та leuconostoc і термофільні lactobacillus та Streptococcus мають інші функції, включаючи формування аромату та, в деяких випадках, продукування позаклітинних полімерів, які сприяють в'язкості кисломолочних продуктів. Крім того, інші бактерії (Рrоpionibac.) та плісняви (Рenicillium) можуть брати участь у процесах бродіння, як вторинна мікрофлора. Дані мікроорганізми сприяють розвитку аромату, смаку та інших органолептичних властивостей продукту.

Найбільш важливими видами бродіння у молочній промисловості є молочнокисле, спиртове, маслянокисле, пропіоновокисле.

В процесі молочнокислого бродіння молочний цукор (лактоза) перетворюється у молочну кислоту

С₁₂Н₂₂0₁₁ + Н₂0 = 2С₆Н,₂0₆ = 4С₃Н₆О₃

При цьому спочатку під впливом ферменту лактази відбувається гідроліз дисахариду лактози на гексози — глюкозу і галактозу. В подальшому ці гексози через ряд проміжних сполук перетворюються у піровинограду кислоту а потім у молочну. Слід зазначити, що молочнокисле бродіння у такому вигляді трапляється рідко. Лише в результаті життєдіяльності таких кислотоутворювачів, як S.lactis та S.cremoris в якості основного продукту утворюється молочна кислота (гомоферментативне бродіння). Більшість молочнокислих бактерій, наприклад, ароматоутворюючі бактерії, поряд з молочною кислотою, утворюють побічні продукти бродіння (гетероферментативне бродіння).

Спиртове бродіння. При спиртовому бродінні молочний цукор перетворюється в етанол і вуглекислий газ

С₁₂Н₂₂0₁₁ + Н₂0 =2С₆Н₁₂О_б=4С₂Н₅ОН + 4С0₂

Спочатку спиртове бродіння (до утворення піровиноградної кислоти) перебігає подібно до молочнокислого бродіння. Потім утворена піровиноградна кислота під впливом ферменту карбоксилази перетворюється на ацетатний альдегід і вуглекислий газ

2СН₃СОСООН - 2СН₃СОН + 2С0₂

Оцтовий альдегід, що утворюється, взаємодіє з фосфорно-гліцериновим альдегідом, відновлюється у етанол

СНзСОН + 2Н = С₂Н₅ОН

Кінцевими продуктами бродіння є етанол і вуглекислий газ. У якості побічних продуктів утворюються гліцерин (1—3%), янтарна (бурштинова) кислота (0,5%) і сивушні масла (0,4 %).

Основними генераторами спиртового бродіння у молоці і молочних продуктах є дріжджі, які зброджують молочний цукор.

Спиртове бродіння перебігає сильніше при дещо зниженій температурі (20—25 °С у порівнянні з молочнокислим бродінням. Крім дріжджів здатність зброджувати лактозу з утворенням спирту і вуглекислого газу мають ароматоутворюючі молочнокислі стрептококи і палички (бетабактерії).

В результаті спиртового бродіння збагачується смак молочнокислих продуктів і підвищується їх засвоюваність.

Найбільшій ступені розвиток спиртового бродіння досягається у кумисі, слабше воно виражене у кефірі і кислому молоці.

Маслянокисле бродіння. Маслянокисле бродіння може перебігати у молоці і молочних продуктах у результаті зброджування молочного цукру і солей молочної кислоти. При цьому утворюються масляна кислота, вуглекислий газ і водень. С_І2Н₂₂0₁₁ + Н₂0 = 2С_бН_І2О₆ = 2С₄Н₈0₂ + 4С0₂ + 8Н

Крім масляної кислоти, вуглекислого газу і водню утворюються ацетатна, пропіонова, валер'янова та інші кислоти. Збудниками маслянокислого бродіння є мезофільні анаеробні лактатзброджувальні бактерії — рухливі спорові палички, що розвиваються без повітря. Вони засвоюють гексози, дисахариди, пентози і навіть крохмаль. Джерелом азотистого живлення мезофільні анаеробні лактатзброджувальні бактерії можуть використовувати білки, продукти їх розпаду і солі амонію. Мезофільні анаеробні лактатзброджувальні бактерії чутливі до кислого середовища (максимальна величина рН 4,7), тому маслянокисле бродіння перебігає більш бурхливо у тому випадку, якщо молочнокисле бродіння виключено або значно пригнічене (зберігання молока і вершків при низькій позитивній температурі). Крім того, маслянокисле бродіння може мати місце у молочних продуктах, що тривалий час зберігаються (сир, кисломолочний сир), кислотність яких в результаті розкладання білків поступово знижується. Характерними ознаками маслянокислого бродіння є бурхливе виділення газу і гострий запах масляної кислоти, при цьому продукт набуває неприємного смаку.

Пропіоновокисле бродіння. Збудниками цього бродіння є пропіоновокислі бактерії, які фарбуються за Грамом, нерухомі безспорові короткі палички, які краще розвиваються без доступу повітря. У молоці пропіоновокислі бактерії розвиваються надзвичайно повільно і згортають його, як правило, через 5—7 днів. Проте крайня кислотність молока, що утворюється пропіоновокислими бактеріями, досить висока 160—170°Т, тобто, значно вище кислотності, яка утворюється молочнокислими стрептококами. Оптимальна температура росту пропіоновокислих бактерій 30—35 °С.

Пропіоновокисле бродіння у молоці і молочних продуктах може перебігати у результаті зброджування молочного цукру і молочної кислоти. При цьому утворюються пропіонова і ацетатна кислоти, вода і вуглекислий газ.

ЗС₃Н₆0₃ = 2С₃Н₆0₂ + С0₂ + Н₂0

При наявності цукру пропіоновокисле бродіння до утворення молочної кислоти перебігає подібно типовому молочнокислому бродінню, у подальшому пропіоновокислі бактерії зброджують молочну кислоту до пропіонової та ацетатної кислот

С₃Н_бО₃ = С₃Н₄0з+2Н

С₃Н₄0₃ + Н₂0 = С₂Н₄0₂ + С0₂ + 2Н

2С₃Н_б0₃ + 4Н = 2С₃Н₆0₂ + 2Н₂0

Цей тип бродіння внаслідок повільного розвитку пропіоновокислих бактерій найбільш яскраво проявляється у сирах з тривалим терміном дозрівання (швейцарський). У цьому випадку процес протікає в результаті зброджування солей молочної кислоти. Пропіоновокисле бродіння відбувається і в сирах з більш коротким дозріванням (наприклад, голландський), проте тривалість їх дозрівання недостатня для того, щоб дане бродіння могло проявитись повною мірою.

Пропіоновокисле бродіння має позитивний вплив на якість сирів. Ацетатна і пропіонова кислоти збагачують смак і аромат сиру, а накопичення вуглекислого газу сприяє утворенню правильного малюнку сиру. Пропіоновокислі бактерії мають властивість синтезувати вітамін В₁₂.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Тема 4. Основи організації та функціонування консалтингових фірм	\|	Тема 5. Маркетинг консалтингових послуг

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.006 сек.