Закваски, используемые в молочной промышленности для приготовления кисломолочных продуктов

Закваски, используемые в молочной промышленности для приготовления кисломолочных продуктов

44

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего Профессионального образования

Московский государственный университет прикладной биотехнологии

Ветеринарно-санитарный факультет

Кафедра микробиологии и иммунологии

КУРСОВАЯ РАБОТА

тема №28: Закваски, используемые в молочной промышленности для приготовления кисломолочных продуктов

Выполнила: студентка 4 курса 8 группы

Королёва Светлана

Проверила: доц. Корнелаева Раиса Петровна

Москва 2006

Содержание

I. Введение

II. Исторические сведения об использовании заквасок в молочной промышленности

III. Классификация заквасок

IV. Выделение чистых культур молочнокислых бактерий и определение их производственной ценности

V. Принципы подбора культур в состав заквасок

VI. Приготовление заквасок в специальных лабораториях

VII. Приготовление и применение заквасок в производственных условиях

VIII. Требования к молоку, используемому для приготовления заквасок

IX. Перспективные способы приготовления и применения заквасок

X. Научная разработка заквасок и усовершенствование их качества

XI. Пороки заквасок

XII. Микробиологический контроль качества заквасок

XIII. Заключение

XIV. Список использованной литературы

I. Введение

Кисломолочные продукты получают сквашиванием молока или сливок чистыми культурами молочнокислых бактерий, иногда с участием дрожжей и уксуснокислых бактерий. В процессе сквашивания протекают сложные микробиологические и физико-химические процессы, в результате которых формируются вкус, запах, консистенция и внешний вид готового продукта.

К кисломолочным продуктам относятся кисломолочные напитки, сметана, творог и творожные изделия. К кисломолочным напиткам относятся различные виды простокваш (обыкновенная, мечниковская, южная ацидофильная, варенец, ряженка, йогурт и др.), кефир (жирный, таллинский нежирный и др.), кумыс (из кобыльего, коровьего молока и др.), ацидофильные напитки (ацидофилин, ацидофильное и ацидофильно-дрожжевое молоко и др.) Производятся кисломолочные напитки с сахаром, фруктово-ягодными сиропами и другими наполнителями.

Заквасками называют чистые культуры или смесь культур микроорганизмов, используемых при изготовлении кисломолочных продуктов, кислосливочного масла и сыров.

Чаще в качестве заквасок применяют молочнокислые и пропионовокислые бактерии, иногда плесневые грибы. В состав естественной симбиотической закваски для кефира кроме молочнокислых бактерий входят также дрожжи и уксуснокислые бактерии.

Основную микрофлору сквашивания вносят с закваской, однако остаточная микрофлора пастеризованного молока также размножается в процессе сквашивания. Часть микрофлоры незаквасочного происхождения активизируется в присутствии микроорганизмов закваски, часть подавляется, а некоторые микроорганизмы, например бактериофаг, подавляют развитие микрофлоры закваски. Интенсивность размножения всей микрофлоры кисломолочных продуктов и конечное ее соотношение зависят во многом от качества молока, температуры и длительности сквашивания (созревания), скорости и конечной температуры охлаждения.

Основные кисломолочные продукты в зависимости от применяемых при их производстве заквасочных микроорганизмов могут быть разделены на пять групп, представленных ниже.

I - продукты, приготовляемые с использованием многокомпонентных заквасок (кефир, кумыс);

II - продукты, приготовляемые с использованием мезофильных молочнокислых стрептококков (творог, сыр домашний, сметана, простокваша обыкновенная);

III - продукты, приготовляемые с использованием термофильных молочнокислых бактерий (йогурт, простокваша мечниковская, южная, ряженка, варенец и др.);

IV - продукты, приготовляемые с использованием мезофильных и термофильных молочнокислых бактерий (сметана пониженной жирности, творог, напитки пониженной жирности с плодово-ягодными наполнителями);

V - продукты, приготовляемые с использованием ацидофильных палочек и бифидобактерий (ацидофильное молоко, ацидофилин, ацидофильно-дрожжевое молоко, ацидофильная паста, бифилин, детские ацидофильные смеси).

II. ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЗАКВАСОК В МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Первоначально в качестве заквасок использовали сквашенное молоко, пахту из-под сливочного масла и кислые сливки. Такие естественные закваски впервые начали применять в маслоделии (1860г.). Однако при этом не всегда получали масло высокого качества, так как состав микрофлоры был случайным. Первые опыты по использованию чистых культур молочнокислых бактерий были проведены в Дании Шторхом в 1888 г., для которых основополагающими были исследования Пастера (1857), открывшего молочнокислое брожение и его возбудителя. ,

В России закваски впервые внедрил в маслодельную промышленность С. А. Северин (1898) -- директор Московской бактериолого-агрономической станции. Им же были разработаны способы получения сухих заквасок.

Сначала закваска состояла только из одного вида Lac. lactis, поэтому она не обеспечивала полноты вкусового букета, которым обладает высокосортное кислосливочное масло.

После 1919 г. в состав заквасок начали вводить ароматобразующие стрептококки Leu. dextranicum и Leu. cremoris. В 1935 г. был выделен ароматобразующий молочнокислый стрептококк - Lac. diacetylactis, который сообщал закваске выраженный запах. В настоящее время эти микроорганизмы входят в состав заквасок для масла, кисломолочных продуктов и сыров.

III. КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАКВАСОК

Закваски, выращиваемые в специальных научно-производственных лабораториях, называют маточными или лабораторными. Они являются основой для получения производственных или потребительских заквасок.

Потребительские закваски подразделяют на материнские, или первичные; промежуточные, или вторичные, и производственные, или третичные.

Материнские закваски получают при посевах маточных заквасок, промежуточные и производственные - соответственно при посевах материнских и промежуточных заквасок.

Различают одноштаммовые закваски, состоящие из одного штамма микроорганизма, многоштаммовые -- из нескольких штаммов одного вида и смешанные закваски, в состав которых входят многие штаммы разных видов микробов.

По составу микрофлоры основные закваски, применяемые в молочной промышленности, подразделяют на 3 группы: бактериальные, грибковые и смешанные (табл. 1).

1. Закваски для молочной промышленности

За рубежом закваски, состоящие из мезофильных молочнокислых стрептококков, делят на 5 групп: так называемые нулевые (0), L, D, LD и ароматические закваски.

Нулевые закваски содержат только Lac. lactis и Lac.cremoris или штаммы одного из этих видов. Селекция штаммов этих заквасок направлена на активное кислотообразование и минимальное газообразование.

Закваски L состоят из нулевых заквасок, а также Leu. cremoris. Наряду с молочной кислотой закваска вырабатывает диацетил, ацетоин, летучие кислоты и CO

В заквасках D кроме представителей нулевой закваски содержится Lac. diacetylactis. Эти закваски производят диацетил и ацетоин в большом количестве, в них более интенсивно образуется СО.

Закваски LD состоят из молочнокислых стрептококков, входящих в состав нулевых заквасок, а также Leu. cremoris и Lac. diacetylactis. В этих заквасках прослеживается тенденция Lac. diacetilactis доминировать над другими микроорганизмами.

Так называемые ароматические закваски состоят из штаммов Leu. dextranicum, Leu. cremoris, Lac. diacetilactis, применяемых для стимулирования ароматобразования в определенных продуктах.

IV. ВЫДЕЛЕНИЕ ЧИСТЫХ КУЛЬТУР МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ЦЕННОСТИ

Для поддержания заквасок в наиболее активном состоянии необходимо постоянно производить замену заквасочных штаммов, что связано с изменением биологических свойств заквасочных микроорганизмов при их длительном культивировании и хранении.

Этим обусловлена необходимость выделения чистых культур молочнокислых бактерий с целью получения производственноценных штаммов заквасочных микроорганизмов.

Выделение чистых культур молочнокислых бактерий включает ряд этапов: выбор источников, отбор образцов, посев на жидкую питательную среду для обогащения молочнокислой микрофлорой, посев на плотную среду для выделения чистой культуры, пересев чистой культуры (колоний) в стерильное молоко, исследование биологических свойств выделенных штаммов в целях их идентификации и определении производственной ценности.

Источниками выделения мезофильных молочнокислых бактерий являются сырое молоко, оборудование, самоквасные кисломолочные продукты, а также растения, корни растений, иногда почва, расположенная в зоне корневой системы.

Темофильные молочнокислые стрептококки и болгарскую палочку выделяют из самоквасных кисломолочных продуктов южных регионов; ацидофильную палочку-- из содержимого кишечника телят и грудных детей. Теморфильную палочку Lbm. helveticum выделяют из твердых сыров с высокой температурой второго нагревания (типа швейцарского).

Для выделения мезофильных молочнокислых стрептококков 1 г пробы растирают в стерильной ступке и готовят разведение 1 : 10 на физиологическом растворе. Полученную суспензию засевают в стерильное молоко (10 см3 в объеме 0,25-0,5 см3). Если культуру выделяют из кисломолочных продуктов, то одну каплю продукта вносят бактериологической петлей в стерильное молоко. Посевы термостатируют при 25-30°С до свертывания молока.

При выделении ароматобразующих мезофильных стрептококков после посева суспензии образцов в обезжиренное стерильное молоко (питательная среда) добавляют цитрат натрия (1 %) или дрожжевой автолизат (2 %) с глюкозой (1 %).

Процесс выделения чистых культур термофильных бактерий аналогичен процессу выделения мезофильных молочнокислых стрептококков. При этом термофильные молочнокислые стрептококки и палочки культивируют при 40-43 °С, за исключением ацидофильной палочки, которую выращивают при 37 °С. После проверки сгустка на типичность органолептических свойств и микрофлоры полученную обогащенную культуру, выращенную на стерильном молоке, высевают на плотную питательную среду (агар с гидролизованным молоком). Посевы термостатируют в течение 48 ч.

Колонии просматривают под малым увеличением микроскопа. Типичными колониями для Lac. lactis являются поверхностные округлые и глубинные лодочкообразные колонии. Lac. cremoris образует округлые темные колонии с выраженной зернистостью, Lac. diacetylactis формирует глубинные колонии неправильной формы в виде кусочков ваты. Термофильные стрептококки образуют правильной округлой формы темные колонии с четко выраженной зернистостью. Термофильные молочнокислые палочки образуют, как правило, колонии неправильной формы в виде «паучков» или кусочков ваты.

Типичные для каждой группы микроорганизмов колонии переносят в пробирки с молоком. Из одного образца (из одной чашки Петри) выделяют по 5 колоний, посевы термостатируют до образования сгустка но не более 48 ч.

Выделенные штаммы молочнокислых бактерий характеризуют по микроскопической картине, продолжительности (активности) свертывания молока и органолептическим свойствам.

Штаммы, имеющие неравномерные по размеру клетки, инволюционные формы, загрязненные посторонней микрофлорой, отбраковываются. Сгусток молока должен быть ровным, плотным, с чистыми кисломолочными вкусом и запахом. Кислотность сгустка через 10 ч должна быть 80-85 °Т, через 24 ч -- 100-110 °Т (у активных кислотообразователей).

Энергия кислотообразования для Lac. lactis должна составлять 4-6 ч, для - Lac. cremoris 5-7 ч, Lac. diacetylactis должен свертывать молоко через 16-24 ч, а Lbm. acidophilum- через 4-5 ч.

Штаммы термофильных стрептококков и болгарской палочки отбирают средней и высокой активности свертывания. Штаммы Str. thermophilus высокой активности молоко свертывают через 3,5-4 час, штаммы средней активности образуют сгусток через 5-7 час. Активные штаммы болгарской палочки свертывают молоко через 3-3,5 час, а штаммы средней активности - через 5-7 час. Термофильный стрептококк и болгарская палочка используются в симбиотической закваске для кисломолочных продуктов «южного» типа.

Активностъ свертывания и органолептические свойствa выделенных штаммов являются наиболее важными и решающими показателями, определяющими пригодность их для использования в производстве. Кроме того, мезофильные молочнокислые стрептококки оценивают по следующим тестам: резистентность к бактериофагу, рост в лакмусовом молоке при температуре 45°С, образование аммиака из аргинина, образование диацетила, ацетоина и углекислого газа (для ароматобразующих стрептококков), способность к подавлению термоустойчивой молочнокислой палочки.

Для использования в производстве отбирают штаммы всех видов мезофильных молочнокислых стрептококков, не дающих роста в лакмусовом молоке при 45°С, резистентные к поливалентному бактериофагу и нелизогенные, подавляющие рост и кислотообразующую способность термоустойчивой молочнокислой палочки.

Штаммы, образующие аммиак из аргинина, не продуцирующие диацетила, ацетоина и углекислого газа, относят к Lac. lactis.

Штаммы, не образующие аммиака из аргинина, не продуцирующие диацетила, ацетоина и углекислого газа, относят к Lac. cremoris

Штаммы, образующие диацетил, ацетоин, углекислый газ и аммиак из аргинина, относят к ароматобразующему виду Lac. diacetylactis.

Для использования в производстве отбирают штаммы термофильного стрептококка, не развивающиеся в молоке с пенициллином (0,01 МЕ/см ), развивающиеся в гидролизованном молоке в присутствии не более 2 % NaС1 и 0,1 % метиленового голубого.

Из термофильных молочнокислых палочек в производстве используют штаммы, дающие рост в молоке при 45 °С и не растущие при температуре 15°С, имеющие предел кислотообразования 200-250 °Т.

Кроме того, штаммы ацидофильной палочки должны быть устойчивыми не менее чем к 0,4 % фенола, 20 % желчи, рН среды 8,3 и обладать выраженной антибиотической активностью по отношению к гнилостной микрофлоре, стафилококку, палочке протея и кишечным палочкам. Штаммы болгарской палочки должны образовывать ацетальдегид.

Исследование выделенных штаммов по вышеперечисленным гестам дает возможность идентифицировать их до вида. Из проверенных и отобранных ценных штаммов молочнокислых бактерий составляют коллекцию, которую сохраняют путем пересевов штаммов в стерильное молоко не реже одного раза в месяц. При этом штаммы нередко снижают свою биохимическую активность (пассажная спонтанная изменчивость). Поэтому 1-2 раза в год штаммы проверяют по их активности, чистоте, биохимическим и органолептическим свойствам.

Отобранные производственно-ценные штаммы молочнокислых бактерий можно хранить также в замороженном виде при -18 - (-25)°С в течение 4-6 мес или в высушенном состоянии после сублимационной сушки. В последнем случае запаянные ампулы с сухими культурами выдерживают хранение при низкой положительной (3-5°С) или отрицательной (-18 - (-25 °С) температуре в течение нескольких лет (до 10 и более).

V. ПРИНЦИПЫ ПОДБОРА КУЛЬТУР В СОСТАВ ЗАКВАСОК

Важным показателем качества закваски является ее пригодность для производства заданного продукта, что должно быть проверено исследованиями в производственных условиях.

При составлении заквасок необходимо учитывать специфические свойства вырабатываемого продукта, температурные режимы производства, взаимоотношения между микроорганизмами, возможность развития бактериофага и др.

В зависимости от назначения в состав заквасок вводят штаммы, обладающие определенными особенностями. Так, закваски для производства масла должны иметь свойства кислото- и ароматобразования, незначительную протеолитическую активность. Для масла, предназначенного для непосредственного использования, подходят закваски D и LD, поскольку желательно быстрое и сильное ароматобразование. Для масла, предназначенного для длительного хранения, больше подходят закваски L, поскольку в этом случае необходим постоянный мягкий аромат. Для простокваши и сметаны наиболее пригодными считаются закваски D, так как желательно быстрое ароматобразование. В эти закваски подбирают штаммы, образующие при свертывании молока сгустки вязкой консистенции без отделения сыворотки.

При составлении закваски для творога вводят штаммы, сообщающие продукту хорошие вкус и запах, образующие сгустки, легко отделяющие сыворотку.

Для получения кисломолочных продуктов с лечебными свойствами в состав закваски вводят ацидофильные палочки и бифидобактерии, образующие антибиотические вещества. В состав заквасок для сыров вводят молочнокислые бактерии, обладающие относительно высокой протеолитической активностью, придающие специфические вкус и аромат продукту.

При составлении заквасок необходимо учитывать также температурные режимы производства молочных продуктов. Если процесс осуществляется при 20-30 °С, то в закваску вводят преимущественно мезофильные микроорганизмы, а при 40-45 °С -термофильные.

Важнейшим критерием годности для объединения отдельных штаммов в многоштаммовые закваски является сочетаемость видов и штаммов. По возможности должны произойти взаимная стимуляция заквасочных микроорганизмов и антагонистическое действие, т. е. подавление развития посторонней нежелательной микрофлоры.

Антагонистическое действие штаммов может иметь несколько причин: образование антибиотиков, продуктов обмена, оказывающих ингибирующее действие; разная скорость адаптации штаммов к конкретной питательной среде; темп размножения (продолжительность генерации)и др.

На основе использования антагонизма были созданы низиновые и антагонистические закваски. Низиновые закваски составляют штаммы Lac. lactis, образующие антибиотик низин, который препятствует прорастанию спор маслянокислых бактерий.

В состав антагонистической закваски входят штаммы Lbm. plantarum, кохорые образуют незначительные количества пероксида водорода, задерживающего развитие маслянокислых бактерий. В закваску для творога вводят штаммыLac. cremoris, образующие антибиотик диплококцин, ингибирующий развитие кишечных палочек.

Чтобы избежать антагонистического воздействия на заквасочные штаммы, проводят предварительный отбор их комбинаций по основным органолептическим параметрам. Как и в случае с отдельными штаммами, комбинации проверяют на пригодность и постоянство признаков.

Для производства отбирают многоштаммовые закваски, у которых в результате большого количества пассажей установилось равновесие признаков и штаммов.

Штаммы, вводимые в состав заквасок, проверяют на чувствительность к бактериофагам. Для проверок используют широко распространенные бактериофаги, известные своей агрессивностью к многочисленным штаммам. В питательную среду (плотную или жидкую), инфицированную бактериофагом, высевают проверяемый штамм бактерий. При этом, если наступает лизис бактерий, на плотной питательной среде появляются зоны просветления, так называемые негативные колонии, в которых нет роста бактерий. В жидких средах чувствительные к бактериофагу штаммы бактерий не развиваются (нет помутнения) или происходит слабый гликолиз (медленное накопление молочной кислоты), или он отсутствует совсем.

Страницы: 1, 2, 3