Использование молочнокислых бактерий. Современные проблемы науки и образования. Бактерии, используемые в процессе

Когда количество молочнокислых бактерий в организме человека уменьшается, его состояние здоровья нарушается.

Для обеспечения хорошего здоровья необходимо, чтобы у человека в кишечнике было много молочнокислых бактерий (полезных бактерий), даже в избытке. В то же время в кишечнике должен быть баланс бактерий, иначе существует опасность нестабильности. Этот баланс может быть нарушен незначительными факторами и микро изменением состояния внутренней среды в кишечнике. Если количество молочнокислых бактерий уменьшено, то начинается бурный рост плохих бактерий, которые подавлялись до этого. При уменьшении количества молочнокислых бактерий начинается старение кишечника и организма в целом.

1. Понижение всасывающей и пищеварительной способности кишечника.

Молочнокислые бактерии создают в кишечнике молочную и уксусную кислоты и потребляют сахар. Молочная и уксусная кислоты формируют молочнокислые бактерии и способствуют увеличению всасывающей и пищеварительной способности кишечника. Например, если кальций соединяется с молочной кислотой, образуя соединение молочная кислота – кальций, то коэффициент абсорбции кишечника организма возрастает.

2. Процесс развития гниения в кишечнике. Функционирование молочнокислых бактерий подавляет рост плохих бактерий. Если этого не было бы, то в кишечнике развивался бы процесс гниения и возникали бы токсины - сероводород и аммиак, оказывающие вредное воздействие на весь организм.

3. Снижение иммунитета. Молочнокислые бактерии играют важную роль в управлении функционированием иммунных клеток в кишечнике. Если количество молочнокислых бактерий уменьшается, то понижается дееспособность иммунных клеток, и происходит атака на совершено здоровые клетки, протекают избыточные реакции, нарушается состояние этих клеток.

4. Недостаток витаминов. Недостаток витаминов В при обмене веществ клеток приводит к ухудшению структуры слизистой оболочки и ткани кишечника, и к уменьшению сопротивляемости кишечника и организма в целом.

Нарушение баланса гормонов. В кишечнике вырабатывается много гормонов, прежде всего, серотонин, являющийся материалом передачи импульсов нервной системы. Когда молочнокислых бактерий мало, баланс упомянутых гормонов нарушается.

5. Организм становится чувствительным к болезнетворным бактериям.

В организм снаружи проникает много болезнетворных бактерий, большинство которых блокируется и устраняется молочнокислыми бактериями. Болезнетворные бактерии любят располагаться и размножаться в кишечнике. Заражение внешними болезнетворными бактериями и попадание токсичных веществ через пищу в кишечник приводит к инфекционным заболеваниям.

6. Притупление деятельности перистальтики кишечника.

Мы чувствуем позыв к стулу и выполняем плавное испражнение, то есть освобождение желудка через задний проход. Мы воздействуем на перистальтику и "производим атаку" на кишечник, но когда в кишечнике мало молочнокислых бактерий, перистальтика вялая, и "спусковой крючок" для вывода испражнения и "грязи" из кишечника слабый.

Подобные затруднения связаны с началом старости. Кожа грубеет. Стул затруднен. Случается сенная лихорадка (сенной катар). Человек полнеет. Все это приводит, в конце концов, к затрудненному функционированию печени, диабету, затрудненной работе сердечной мышцы, к закупорке сосудов мозга, к развитию тяжелой болезни, к "равнодушному поведению" молочнокислых бактерий.

ВЫРАСТИМ РОДНЫЕ МОЛОЧНОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ

«Экстракт молочнокислых бактерий» сильно отличается от прочих био продуктов и кисломолочной продукции, так как он способствует росту и увеличению родных молочнокислых бактерий, живущих в нашем организме.

В наших кишечниках с рождения живут «свои индивидуальные молочнокислые бактерии». Среди молочнокислых бактерий есть своя совместимость, поэтому даже если вы будете принимать молочнокислые бактерии через кисломолочную продукцию, нет гарантии, что данные бактерии вам подойдут.

«Экстракт молочнокислых бактерий» – это био продукт, не имеющий побочных реакций, производится из соевого молока, изготовленного из биологически чистых соевых бобов, и кисломолочных бактерий. Я тоже полностью доверяю этому продукту, пью с удовольствием сам и рекомендую своим друзьям.

К технически важным относятся микроорганизмы, формирующие вкус, запах, цвет, консистенцию продукта.

Это, во-первых, микроорганизмы, специально подбираемые и применяемые в составе заквасок (полезные), во-вторых, микроорганизмы, попадающие в продукты извне и вызывающие различные пороки (вредные). Иногда один и тот же микроорганизм может играть как полезную, так и вредную роль в разных продуктах или при различных условиях.

Молочнокислые бактерии

Эти микроорганизмы отличаются не только по морфологии клеток, но и по физиологическим признакам - энергии кислотообразования, скорости размножения, потребностям в питании и т. д.

Молочнокислые стрептококки . По отношению к температуре молочнокислые стрептококки делят на мезофильные и термофильные.

Из мезофильных молочнокислых стрептококков наибольшее значение в производстве молочных продуктов имеют следующие виды: молочный стрептококк (Str. lactis - стрептоккоккус лактис) и сливочный стрептококк (Str. cremoris - стрептоккокус креморис), ароматообразующие стрептококки - Str. diacetilactis (стрептококкус диацетиллактис), Str. асеtoinicus (стрептококкус ацетоиникус) и Leuconostoc (лейконосток).

Молочный стрептококк - основной компонент микрофлоры заквасок для творога, сметаны, простокваши, сыров с низкой температурой второго нагревания. Он входит также в состав микрофлоры кефирного грибка. «Дикие» виды молочного стрептококка могут попадать в пастеризованное молоко с недостаточно тщательно обработанного оборудования и вызывать его скисание. Основным продуктом брожения молочного стрептококка является молочная кислота. Побочные продукты образуются в незначительном количестве.

Оптимальная температура развития молочного стрептококка 25-30 °С, максимальная 40-43, минимальная 10 °С, иногда несколько ниже. Продолжительность свертывания молока при внесении 3 % закваски составляет 4-5 ч, предельная кислотность через 5-7 дней - 100-125 °Т.

Форма клеток в молоке - овальные кокки величиной от 0,5 до 1 мкм, соединенные попарно или в виде коротких цепочек. Клетки хорошо окрашиваются обычными красками, неподвижны, спор не образуют. На плотных питательных средах образуют колонии: поверхностные - мелкие, круглые, светлые; глубинные - чечевицеобразные.

Молочный стрептококк используют в заквасках как активный кислотообразователь в начале процесса сквашивания, благодаря относительно низкому пределу кислотообразования этих микроорганизмов при их использовании можно получить продукты с невысокой кислотностью.

Сливочный стрептококк по своим свойствам сравнительно мало отличается от молочного стрептококка. Оптимальная температура его развития 22-25°С, максимальная 36-39, минимальная 10°С. Продолжительность свертывания молока при внесении 3% закваски - 5-8 ч, предельная кислотность через 5-7 дней - 110-115°Т. Клетки в молоке часто бывают расположены в виде довольно длинных цепочек. Некоторые культуры сливочного стрептококка образуют в молоке сгустки сметанообразной консистенции. Сливочный стрептококк более чувствителен, чем молочный, к неблагоприятным условиям - он хуже развивается в весеннее время, а также в молоке, подвергнутом высокотемпературной обработке. Применяют сливочный стрептококк при производстве сметаны, творога, масла, сыров с низкой температурой второго нагревания.

Ароматобразующие стрептококки играют большую роль в образовании вкуса и аромата сметаны, творога, кислосливочного масла, рисунка сыров. Обычно они свертывают молоко медленнее, чем молочный и сливочный стрептококки, но при сбраживании молочного сахара этими бактериями образуются диоксид углерода, летучие кислоты, а также вещества, придающие продукту аромат (диацетил, ацетоин).

Термофильные молочнокислые стрептококки (Str. thermophilus стрептококкус термофилус) применяют при производстве простокваши Южной, йогурта, ряженки, варенца и других продуктов этой группы, а также при производстве кисломолочных напитков с плодово-ягодными наполнителями. Оптимальная температура их развития 40-45°С, максимальная 53, минимальная 15 °С. Продолжительность свертывания молока при внесении 3 % закваски 3,5-6 ч, предельная кислотность через 5-7 дней - 100-120 °Т.

Энтерококки . Это стрептококки кишечного происхождения. По морфологическим свойствам и способности к молочнокислому брожению энтерококки можно спутать с типичными молочнокислыми стрептококками. Они отличаются от последних более высокой устойчивостью по отношению к неблагоприятным воздействиям. Энтерококки способны развиваться при температуре от 10 до 48 °С (оптимальная 37 °С), содержании в среде 6,5 % поваренной соли и при рН 9,6. Энтерококки выдерживают нагревание при 63 °С в течение 30 мин, многие из них сохраняют жизнеспособность после кратковременного нагревания при 80 и даже 85 °С. То обстоятельство, что постоянным местом обитания энтерококков является кишечник человека и животных, позволяет иногда рассматривать их как санитарнопоказательные организмы.

Молочнокислые палочки . В зависимости от отношения к температуре их делят на термофильные и мезофильные.

Основными представителями группы термофильных молочнокислых палочек являются болгарская (Lbm. bulgaricum - лактобактериум булгарикум), ацидофильная (Lbm. acidophilum - лактобактериум ацидофилум) и лактобактериум хельветикум - Lbm. helveticum. По морфологии клеток и биохимическим свойствам термофильные молочнокислые палочки близки между собой. Клетки их имеют вид крупных, иногда зернистых палочек, расположенных поодиночке или в виде цепочек. Колонии поверхностные - более или менее крупные (диаметр 1,5-3 мм), локонообразные, светлые; глубинные - в виде темных кусочков ваты. Оптимальная температура их развития от 37 °С (для ацидофильной палочки) до 45 °С (для болгарской палочки и лактобактериум хельветикум). Минимальная температура их развития 20-22 °С, максимальная - около 50 °С, иногда несколько выше. Продолжительность свертывания молока при внесении 3 % закваски - 3-5 ч. Развиваясь в молоке, термофильные молочнокислые палочки образуют значительно больше кислоты, чем молочнокислые стрептококки, - до 200-300 °Т и даже до 400 °Т. Это объясняется их большой устойчивостью но отношению к кислой реакции среды. Лактобактериум хельветикум выделяют обычно из сыров типа швейцарского, болгарскую палочку - из южных кисломолочных продуктов; ацидофильная палочка является постоянным обитателем кишечника человека и животных, поэтому се выделяют из содержимого кишечника.

Особенности условий местообитания термофильных палочек накладывают на их свойства определенный отпечаток. Так, лактобактериум хельветикум способна развиваться при повышенных концентрациях поваренной соли (до 5,5 %), ацидофильная палочка оказывается устойчивой по отношению к таким веществам, как фенол, желчь, продукты обмена кишечной микрофлоры и пр. Установлено, что среди культур ацидофильной палочки встречаются такие, которые обладают способностью вырабатывать антибиотические вещества, угнетающие некоторых представителей микрофлоры кишечника, в том числе и болезнетворных. Все эти свойства обусловливают способность ацидофильной палочки приживаться в кишечнике человека и животных и оказывать лечебно-профилактическое действие при некоторых желудочнокишечных заболеваниях. В последнее время аналогичные свойства обнаружены и у некоторых культур болгарской палочки.

Наряду с термофильными молочнокислыми палочками, используемыми для приготовления молочных продуктов, встречаются также термофильные палочки незаквасочного происхождения. Морфологические и физиологические свойства их близки к свойствам вышеописанных термофильных палочек. Основное отличие их состоит в устойчивости по отношению к высоким температурам. Если большинство термофильных палочек погибает при температуре 78-80°С (моментальное нагревание), то палочки незаквасочного происхождения часто выдерживают нагревание без выдержки до 90 °С, иногда даже выше. Они получили название термоустойчивых. Эти палочки проявляют также высокую устойчивость по отношению к моющим и дезинфицирующим средствам, что затрудняет борьбу с ними на производстве.

Термоустойчивые палочки, развиваясь при производстве продуктов, которые должны иметь умеренную кислотность (творог, сметана), вызывают возникновение порока - излишней кислотности. Они могут также явиться причиной самокола в сыре. Обнаруживаются эти микроорганизмы в сыром.молоке, поступающем на предприятия, в молоке, пастеризованном при температуре 74-76 °С с выдержкой 15-20 с и при температуре 80-85 °С с выдержкой 5-10 мин, на оборудовании молочных предприятий (особенно в местах образования молочного камня), а также в различных кисломолочных продуктах и заквасках.

Мезофильные молочнокислые палочки характеризуются сравнительно низкой энергией кислотообразования. Оптимальная температура их развития около 30°С, минимальная 15, максимальная 38 °С.

В созревании сыров важную роль играет сырная палочка (Lbm. casei - лактобактериум казеи), которая свертывает молоко при оптимальной температуре через 2-3 сут; предельная кислотность через 5-7 сут достигает 180 200 °Т, сгусток образуется ровный, плотный, с чистым кислым вкусом. Клетки этого микроорганизма мелкие, часто расположены в виде цепочек. Он устойчив к неблагоприятным условиям, является основной молочнокислой микрофлорой зрелых сыров и, вероятно, играет определенную роль в их созревании. Обнаруживается он также в кефирных грибках и в кефирной закваске.

В кефирных грибках встречаются и другие мезофильные молочнокислые палочки - бетабактерии. Для них характерна низкая энергия кислотообразования, но при добавлении некоторых активаторов, например дрожжевого автолизата, они способны значительно повышать кислотность молока. Кроме молочной кислоты, бетабактерии образуют значительное количество летучих кислот.

Микрококки

Микрококки попадают в молоко с вымени животного и из воздуха. В молоке они развиваются сравнительно медленно, обычно их развитие подавляется молочной кислотой, выделяемой молочнокислыми бактериями. Если молочнокислый процесс подавлен, интенсивное развитие микрококков в молоке может привести к образованию горечи.

Некоторые микрококки способны развиваться при высоких концентрациях сахара, поэтому иногда они в значительных количествах обнаруживаются в сгущенном молоке с сахаром. Чаще всего микрококки вызывают пороки в длительно хранящихся продуктах - сгущенном молоке с сахаром, сладкосливочном масле. Некоторые виды микрококков способны разлагать жир, вызывая в продуктах появление прогорклого вкуса.

Гнилостные бактерии

Под этим названием объединяют большую группу микроорганизмов, вызывающих глубокий распад белка. При этом образуется ряд веществ, обладающих неприятным запахом, вкусом, нередко и ядовитыми свойствами. Гнилостные бактерии, встречающиеся в молоке, являются как условными аэробами, так и анаэробами, как спорообразующими, так и не образующими спор.

К условно аэробным гнилостным бактериям, часто встречающимся в молоке, относятся палочки протея - подвижные палочки различной величины, способные активно пептонизировать молоко с образованием газа. Оптимальная температура их развития 37 °С. При развитии этих микроорганизмов в молоке кислотность его сначала несколько повышается (в результате образования жирных кислот), а затем снижается в результате накопления щелочных продуктов. Эти бактерии могут попадать в молоко с оборудования, из воды и других источников. При пастеризации молока протей погибает.

К споровым бактериям относятся сенная палочка, картофельная палочка и др. Оптимальная температура их развития 30-35 °С. Все они подвижны, быстро развиваются в молоке, активно разлагая белки. При этом молоко сначала свертывается под действием выделяемого ими сычужного фермента (без существенного повышения кислотности), затем с поверхности сгустка начинается пептонизация белков молока. Под действием некоторых споровых палочек (например, сенной) пептонизация молока начинается без предварительного свертывания казеина.

Для всех гнилостных бактерий характерна чувствительность к повышению кислотности среды, что создает крайне ограниченные возможности для развития их в молочных продуктах. Во всех случаях, когда молочнокислый процесс идет активно, жизнедеятельность гнилостных бактерий подавляется. Поэтому в производстве молочных продуктов развитие гнилостных бактерий возможно только в исключительных случаях, когда полностью или в значительной мере остановлен молочнокислый процесс (развитие бактериофага, утрата активности закваски, длительное хранение иссквашенных продуктов).

Психротрофные бактерии

К психротрофным относятся бактерии, которые могут развиваться при температуре 7°С и ниже. Наиболее распространенными среди психротрофных бактерий являются виды псевдомонас (pseudomonas), очень близкие по своим свойствам к гнилостным бактериям. Они представляют собой бесспоровые мелкие подвижные палочки, строгие аэробы. Большинство психротрофных бактерий разлагают белки, некоторые из них способны также разлагать жир и образовывать зеленоватый пигмент вокруг колонии при росте на плотных питательных средах (за что их называют флюоресцирующими).

Постоянным местом обитания психротрофных бактерий являются почва и растения. Оттуда они часто попадают в молоко и молочные продукты, например в сырое молоко, масло при его промывании, на оборудование с водой.

Развиваясь в молоке и молочных продуктах в процессе их хранения при низких температурах, психротрофные бактерии вызывают глубокие гнилостные изменения белка, а также прогоркание, обусловленное разложением жира. Повышенная кислотность угнетает развитие психротрофных бактерий так же, как и гнилостных. Поэтому чаще всего они обнаруживаются в сыром молоке при длительном хранении его при низких температурах или в сладкосливочном масле в процессе его хранения при плюсовых температурах.

Уксуснокислые бактерии

Уксуснокислые бактерии - подвижные палочки, одиночные или соединенные парами, аэробы. Оптимальная температура их развития около 30 °С, хорошо растут при 20, слабо при 37-38°С.

В молоке уксуснокислые бактерии (в чистой культуре) не развиваются или развиваются очень слабо. Если же в молоке одновременно с ними размножаются молочнокислые бактерии и накапливается молочная кислота, уксуснокислые бактерии развиваются очень интенсивно. Это объясняется тем, что они предпочитают кислую реакцию среды и, кроме того, не способны разлагать лактозу, а для процессов энергетического обмена используют молочную кислоту.

Уксуснокислые бактерии широко распространены в производстве кисломолочных продуктов: они постоянно обнаруживаются в твороге, сметане. Уксуснокислые бактерии являются обязательным компонентом микрофлоры кефирной закваски. Наличие их в кефирной закваске обусловливает связную консистенцию кефира и его специфический вкус. Излишнее развитие уксуснокислых бактерий в кефире, а также других кисломолочных продуктах может привести к образованию пороков: ослизнению, появлению нечистого вкуса.

Маслянокислые бактерии

Маслянокислые бактерии - подвижные (или неподвижные), довольно крупные споровые палочки. Оптимальная температура их развития около 30-35 °С, минимальная 8-10, максимальная 45°С. Маслянокислые бактерии являются строгими анаэробами, поэтому могут развиваться только в условиях, где исключен доступ воздуха (внутри головки сыра), при герметической укупорке продукта. Второй особенностью маслянокислых бактерий является их чувствительность к кислой реакции среды; следовательно, они могут развиваться там, где не накапливается молочная кислота, или там, где она находится в связанном состоянии в виде соли.

Маслянокислые бактерии могут сбраживать молочный сахар (при отсутствии молочнокислого процесса) или соли молочной кислоты - лактаты. Эти соли обычно накапливаются в сырах при созревании, в то же время количество свободной молочной кислоты снижается. Поэтому чаще всего маслянокислые бактерии развиваются в сырах. Если в сыр в процессе производства попали маслянокислые бактерии, они могут вызвать его вспучивание. Маслянокислое брожение сопровождается выделением диоксида углерода, водорода и масляной кислоты, имеющей очень неприятный вкус и запах. Маслянокислые бактерии попадают в молоко с частицами навоза, корма, почвы. Споры их при пастеризации не погибают. Основной путь предупреждения вспучивания сыров состоит в соблюдении чистоты при получении молока на ферме. Применяют также специально подобранные антагонистические закваски.

Пропионовокислые бактерии

Пропионовокислые бактерии - неподвижные бесспоровые палочки. Оптимальная температура их развития 30-35°С. Они лучше развиваются без доступа воздуха. В молоке пропионовокислые бактерии развиваются медленно - они свертывают его обычно через 5-7 сут. Предельная кислотность, образуемая этими бактериями в молоке, довольно высокая - до 160-170 °С. При развитии в молоке пропионовокислые бактерии могут использовать как молочный сахар, так и молочную кислоту или ее соли. При этом образуются пропионовая и уксусная кислоты, диоксид углерода и вода.

В продуктах, которые подлежат быстрой реализации и потреблению - молоке, кисломолочных продуктах, пропионовокислые бактерии не успевают развиться и оказать влияние на их качество. Зато в сырах с длительным периодом созревания (советском, швейцарском) эти микроорганизмы участвуют в образовании рисунка и получении типичного вкуса.

Пропионовокислые бактерии попадают в молоко с частицами навоза. В сыром молоке содержится обычно достаточно пропионовокислых бактерий, необходимых для успешного созревания сыра. Пастеризация приводит к гибели пропионовокислых бактерий, поэтому при производстве сыров из пастеризованного молока их вносят в молоко в виде суспензии. Пропионовокислые бактерии способны образовывать витамин B 12 . Это свойство может быть использовано при обогащении молочных продуктов витамином, очень важным для обмена веществ.

Дрожжи

Клетки дрожжей примерно в 10 раз крупнее бактерий и имеют круглую, овальную или палочковидную форму. Оптимальная температура развития дрожжей 25-30 °С, однако они достаточно хорошо развиваются и при температуре 14-16 °С. В молоке они развиваются значительно медленнее, чем молочнокислые бактерии. Дрожжи - кислотолюбивые микроорганизмы, кроме того, они способны потреблять молочную кислоту в процессе жизнедеятельности. Поэтому дрожжи постоянно обнаруживаются в молочных продуктах.

Развиваясь в молоке, дрожжи вырабатывают спирт, диоксид углерода и придают продуктам специфический дрожжевой вкус и запах. Кроме того, они активизируют развитие молочнокислых бактерий, обогащают молочные продукты витаминами группы В. Некоторые дрожжи способны вырабатывать специфические антибиотические вещества, активные по отношению к туберкулезной палочке и другим микроорганизмам.

В молоке и молочных продуктах встречаются в основном три группы дрожжей: не сбраживающие сахара; не сбраживающие молочный сахар, но сбраживающие другие сахара; сбраживающие молочный сахар. Первая группа может развиваться в молоке благодаря присутствию молочнокислых бактерий, образующих молочную кислоту, которая служит для них источником энергии, вторая - благодаря присутствию дрожжей, сбраживающих молочный сахар (вырабатываемый ими фермент лактаза расщепляет молочный сахар на глюкозу и галактозу, доступные для этих групп), а также благодаря присутствию молочнокислых бактерий. Дрожжи, не сбраживающие молочный сахар, распространены в маточных продуктах не меньше, чем сбраживающие молочный сахар.

Дрожжи входят в состав заквасок для кефира, кумыса, ацидофильнодрожжевого молока и являются обязательным компонентом микрофлоры кисломолочных продуктов, приготовляемых па естественных заквасках (в домашних условиях). Дрожжи применяют в маслоделии для повышения стойкости масла. В то же время так называемые дикие дрожжи могут вызывать пороки молочных продуктов. Интенсивное их развитие на поверхности творога, сметаны, масла приводит к порче этих продуктов. Потребляя молочную кислоту, дрожжи вызывают разложение белков и способствуют развитию гнилостных бактерий, что приводит к дальнейшей порче продуктов.

Плесневые грибы

Плесневые грибы - аэробы - преимущественно развиваются при кислой реакции среды. Эти свойства определяют основные условия, в которых плесени могут развиваться в молочных продуктах (наличие воздуха, кислоты). На поверхности молочных продуктов плесени образуют свой мицелий. Перемешивание, продукта приводит к разрушению мицелия и погружению его в среду, плохо снабжаемую воздухом. Поэтому плесени развиваются главным образом на нетронутых поверхностях молочных продуктов. Плесени могут развиваться при низких и даже отрицательных температурах во время хранения молочных продуктов в холодильниках. В молоке и молочных продуктах чаше всего встречаются следующие плесневые грибы.

Молочная плесень (Geotrichum candidum - геотрихум кандидум) образует белый бархатистый мицелий на поверхности продуктов - кисломолочных, масла, сыров. Мицелий плесени состоит из многоклеточных нитей с небольшими ответвлениями. Размножается молочная плесень с помощью специальных клеток - оидий, образующихся на концах мицелия. Она разлагает молочный жир, используя его для энергетического обмена и вызывая прогоркание продуктов. В обезжиренных продуктах молочная плесень развивается менее интенсивно.

Борьба с молочной плесенью затруднена тем, что она устойчива по отношению к применяемым моющим и дезинфицирующим средствам. Основным средством профилактики развития молочной плесени является регулярная побелка производственных помещений и обработка их ультрафиолетовыми лучами с помощью бактерицидных ламп, пропаривание оборудования.

Леечная плесень (Aspergillus - аспергиллус) образует черные, зеленые, бурые или оранжевые колонии - по цвету зрелых конидий. Развитие некоторых видов леечной плесени в сгущенном молоке с сахаром приводит к образованию так называемых пуговиц - скоплений мицелия плесени и свернувшегося казеина.

Кистевидная плесень (Penicillium - пенициллиум) образует конидии зеленого, синезеленого, белого цвета. Некоторые виды кистевидной плесени играют важную роль в созревании сыров - рокфора (синезеленая плесень) и камамбера (белая плесень). Расщепляя в процессе созревания белки и жир сыра, плесени придают ему специфический вкус, аромат и внешний вид.

Некоторые виды кистевидной плесени могут быть причиной образования окрашенных пятен на поверхности сливочного масла при его хранении.

Гроздевидная плесень (Cladosporium - кладоспориум) образует споры от оливковозеленого до черного цвета. Эта плесень может довольствоваться малым количеством воздуха и развиваться внутри масла при наличии в нем небольших пустот. В результате развития гроздевидной плесени на поверхности и в глубине масла образуются черные пятна.

Шоколадно-коричневая плесень (Catenularia - катенулярия) образует мелкие, плотные, медленно развивающиеся колонии; довольствуется небольшим количеством воздуха. Плесень хорошо развивается при высоких концентрациях сахара. Эта плесень развивается в сгущенном молоке с сахаром и образует кремоватокоричневые комки - пуговицы. При развитии в молоке плесень разлагает белок, в результате чего появляется неприятный сырный привкус.

Бактериофаг

В молочной промышленности большое значение имеет бактериофаг, поражающий микроорганизмы, входящие в состав заквасок. Наибольшее распространение имеют бактериофаги, поражающие мезофильные молочнокислые стрептококки (закваски для творога и сметаны). Однако имеются данные о бактериофагах, поражающих термофильные стрептококки и молочнокислые палочки.

В связи с тем, что средой для развития бактериофага являются живые клетки молочнокислых бактерий, особое значение имеет взаимоотношение между бактериофагом и микроорганизмами закваски. Бактериофаг может длительное время находиться в клетках бактерий, не принося им заметного вреда (так называемое явление лизогении). При изменении условий внешней среды бактериофаг может начать развиваться и вызвать растворение (лизис) и гибель клетки. В свою очередь некоторые культуры оказываются устойчивыми к бактериофагу и не подвергаются лизису в его присутствии. Одни бактериофаги лизируют многие культуры мезофильных молочнокислых стрептококков, другие поражают только строго определенные культуры.

Оптимальная температура развития бактериофага обычно соответствует оптимальной температуре развития его «хозяина» - вида молочнокислых бактерий, которые он поражает.

Стимулирующее действие на внедрение бактериофага в клетку бактерий и его развитие оказывает наличие в среде ионов кальция, перемешивание среды.

Бактериофаг, поражающий молочнокислые бактерии, не погибает при нагревании до температуры 75 °С с выдержкой до 15 мин. Следовательно, принятые в промышленности режимы термической обработки не исключают возможности сохранения его в молоке. Бактериофаг длительно сохраняется в высушенном состоянии и на холоду. Однако он чувствителен к свету, особенно к его ультрафиолетовым лучам и к растворам, содержащим хлор (200 мг активного хлора на 1 л).

Наиболее характерные признаки развития бактериофага в заквашенном молоке-нормальное размножение микроорганизмов закваски в первые 3-5 ч после заквашивания и последующее полное или частичное исчезновение клеток. При этом кислотность в первые часы нарастает до 28-30 °Т, а в дальнейшем повышение ее прекращается. При умеренном и слабом развитии бактериофага молоко сквашивается, но медленнее, чем обычно. При микроскопировании окрашенных препаратов обнаруживается явление склеивания клеток, наличие неестественно утолщенных и вытянутых клеток. При производстве продуктов, например творога, полного несквашивания обычно не наблюдается, так как молочнокислый процесс продолжается в результате развития посторонней молочнокислой микрофлоры, содержащейся в пастеризованном молоке. Однако при таком развитии нерегулируемой микрофлоры возникают пороки готового продукта - посторонний вкус, излишняя кислотность.

На предприятия молочной промышленности бактериофаг попадает обычно с сырым молоком, сывороткой или с заквасками, содержащими бактериофаг внутри клеток. Бактериофаг, только что попавший в молоко, как правило, может лизировать лишь ограниченное количество культур. Установлено, что если в состав закваски входит несколько разных культур молочнокислых стрептококков, то даже в том случае, когда в закваске развивается бактериофаг, он поражает одну культуру, а остальные продолжают развиваться и сквашивание протекает нормально. Поэтому обычно в закваски вводят несколько культур молочнокислых стрептококков. Однако в том случае, если закваска с одним и тем же составом культур применяется на производстве длительное время, в ней постепенно накапливается бактериофаг, который может поражать не однудве, а все или почти все культуры, входящие в состав закваски. В результате этого происходит полное несквашивание молока при производстве закваски. Поэтому при составлении заквасок практикуют более или менее частую смену культур. В этом случае бактериофаг, который сначала развивается на одной какой-то культуре, самопроизвольно отмирает.

Второй способ предупреждения развития бактериофага на производстве состоит в подборе для заквасок культур, устойчивых по отношению к бактериофагу и не содержащих бактериофаг внутри клеток (не лизогенных). Этот способ в сочетании с постоянной сменой культур обычно позволяет полностью предотвратить развитие бактериофага на производстве.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Молочнокислые бактерии известны благодаря способности перерабатывать сахар в молочную кислоту. Этот процесс издавна применялся людьми для консервации продуктов питания, приготовления кормов, изготовления разнообразных молочных продуктов, вина.

Характеристика бактерий

Молочнокислые бактерии являются грамположительными анаэробами. Это означает, что для окислительных процессов и обмена веществ им не требуется кислород. Молочнокислые бактерии относятся к группе (семейству) Lactobacillaceae, которое включает в себя:

Первые два рода наиболее значимы для человека и его хозяйственной деятельности. Несмотря на близкое родство, представителей отряда Lactobacillales наподобие пневмонийных стрептококков обычно не относят к группе молочнокислых бактерий. А полезные бифидобактерии или микробы из рода Bacillus, являющиеся спорообразующими аэробами, иногда причисляют к группе лактобактерий из-за сходства в углеводном обмене и их роли в пищевой промышленности.

Классификация

Классификация молочнокислых бактерий разработана недостаточно. По характеру выделяемых продуктов брожения их разделяют на две группы.

• Гомоферментативные . В результате сбраживания углеводов выделяется в основном молочная кислота. В малых количествах процессу сопутствуют янтарная и фумаровая кислоты, углекислый газ и этанол.
• Гетероферментативные также образуют в результате разложения углеводов молочную кислоту. Наравне с этим примерно половину сахаров они используют на производство уксусной кислоты, диоксида углерода и этанола.

Классификация по форме затруднена, поскольку молочнокислые бактерии относятся к группе изменчивых микроорганизмов. Форма микробной клетки зависит от возраста бактерии, химической среды и условий обитания. Для определения вида лактобактериям создают конкретные условия, используют стандартную среду и проводят исследование культуры в определенном возрасте. Также оценивают тип сбраживания углеводов, потребность в источниках питания, оптическое вращение молекулы молочной кислоты.

Стрептококки

Виды рода Streptococcus по типу брожения относятся к гомоферментативным. При сбраживании более 90% исходных сахаров они превращают в молочную кислоту и лишь малое их количество - в уксусную кислоту и спирт. Наиболее известными представителями являются культуры:

• Str. lactis.
• Str. citrovorus.
• Str. diacetilactis.
• Str. paracitrovorus.
• Str. thermophilus.
• Str. cremoris.
• Str. liquefaciens.

Лактобациллы

В молочной промышленности лактобациллами называют молочнокислые палочки. Они сквашивают молоко намного быстрее, чем кокковые формы, достигая более низких значений рН (около 3,5). Оптимальное развитие лактобациллы показывают в условиях кислой среды с пониженным содержанием кислорода. В природе эти бактерии обитают на поверхности растений, выделяются из слюны и пищеварительного тракта человека и животных.

Отмечено, что стерильно выдоенное молоко не содержит молочнокислых палочек - они поступают в него из внешней среды. Лактобациллы выдерживают кратковременную пастеризацию, но погибают при высоких температурах стерилизации. Поэтому в пастеризованном молоке молочнокислые бактерии значительно снижены, но все-таки присутствуют. Самые распространенные представители рода Lactobacterium:

• L. bulgaricum.
• L. casei.
• L. plantarum.
• L. acidophilum.
• L. brevis.

Основные свойства

Кокковые формы лактобацилл имеют диаметр 0,6 - 1,1 мкм. В культуре кокки расположены одиночно, сдвоенно или цепочками различной длины. Палочки очень вариабельны по форме: от шаровидных до нитевидных форм длиной от 0,7 до 8,0 мкм, одиночные или в цепочках. На морфологию клеток значительно влияет химический состав среды обитания. Молочнокислые бактерии, фото которых представлено ниже, выделены из йогуртовой закваски.

Размножаются лактобактерии в основном делением, описаны случаи перешнуровывания клетки и размножения с помощью гонидий. Доказано наличие фильтрующихся форм и процесса спорообразования.

Где обитают молочнокислые бактерии

Лактобактерии не могут самостоятельно синтезировать аминокислоты и некоторые витамины. По этой причине их нет ни в почве, ни в воде. В естественных условиях их выделяют из содержимого кишечника человека и животных, с поверхности растений. Оптимальной средой для жизнедеятельности молочнокислых бактерий является молоко и молочные продукты.

Источники питания для лактобактерий - это моно- и дисахариды. Некоторые разновидности сбраживают полисахариды, например, декстрозу. Также в качестве источника энергии эти микроорганизмы при определенных условиях используют органические кислоты: яблочную, уксусную, пировиноградную, муравьиную, фумаровую и лимонную. При отсутствии углеродсодержащих субстратов для питания могут перерабатывать аминокислоты.

Молочнокислые бактерии не способны к синтезу органического азота, поэтому требовательны к его содержанию в питательной среде. Также нуждаются они в витаминах, особенно в пуриновых основаниях: биотине, тиамине, пантотеновой, фолиевой кислотах. Все формы лактобацилл устойчивы к повышенной концентрации спирта. При этом они медленнее размножаются, но дольше живут. Так, в осветленных винах молочнокислые бактерии сохраняются до 7 месяцев.

Микроб является мезофильным, реже термофильным. Оптимальная температура для жизнедеятельности составляет + 25 °С... + 30 °С. При + 15 °С брожение значительно замедляется, а при + 45 °С лактобациллы перестают размножаться. Среда обитания молочнокислых бактерий может быть как кислородной, так и без доступа воздуха. Кислород им не нужен, в большинстве случаев он угнетает развитие микробов и препятствует нормальному процессу брожения.

Молочнокислое брожение

Молочнокислым брожением называется процесс анаэробного окисления углеводов, при котором выделяется молочная кислота. В результате молочнокислого брожения бактерии получают энергию, реализуемую для роста и размножения в безкислородных условиях. При этом лактобактерии снижают рН до значений ниже 5, подавляя рост других микроорганизмов.

Гетероферментативное брожение - более сложный процесс. В зависимости от условий и микробной культуры из углеводов образуется различное сочетание молочной и уксусной кислоты с выделением диоксида углерода и этанола.

Молочнокислое брожение в чистом виде применяют в химической промышленности для получения молочной кислоты. Ее широко используют для выделки кожи, в красильном производстве, в фармацевтике, при изготовлении пластмассы и стиральных порошков. В пищевой промышленности молочная кислота требуется для производства кондитерских изделий и безалкогольных напитков.

Не всегда молочнокислое брожение полезно для человеческой деятельности. Самопроизвольно возникающий процесс, начинающийся в молоке, вине, безалкогольных напитках, приводит к порче продуктов. Органолептически это выражается в прокисании, помутнении и ослизнении субстрата.

Пищевая промышленность и лактобактерии

Для производства и консервации различных продуктов широко используются молочнокислые бактерии. Значение их особенно велико в молочном деле.

• Молочная промышленность.

Для получения молочнокислых продуктов стерилизованное молоко или сливки сквашивают путем внесения чистых культур. Они носят название «стартовых заквасок». В зависимости от типа закваски получают разные продукты.

Для производства кефира и кумыса применяют культуры, которые, кроме молочнокислого, обеспечивают и спиртовое брожение. Закваску готовят на основе кефирных зерен, являющихся источником обширного сообщества еще до конца не изученных микроорганизмов (молочнокислые палочки и стрептококки, микрококки и дрожжи).

В процессе изготовления сыров молочнокислые бактерии работают на первом этапе, обеспечивая сворачивание казеина, затем их сменяют пропионовокислые микроорганизмы.

Для получения кисломолочного масла в сливки вносят культуру Str. lactis, Str. cremoris и Leuconostoc cremoris. При добавлении в гомогенезированное молоко L. bulgaricus и Str. thermophilus получают йогурт.

В производстве творога и сыров немецкой группы в молоко вносят закваски, содержащие Str. lactis или L. bulgaricus и Str. thermophilus. А для изготовления твердых сыров на стадии созревания используют культуру L. casei и Str. lactis.

• Виноделие.

При производстве вин широко применяют три рода лактобактерий: Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc. В основном это гетероферментативные кокки, обеспечивающие брожение по яблочно-молочному типу в высококислотных винах. При этом они сбраживают яблочную кислоту и не затрагивают другие химические компоненты вина. Лактобактерии могут испортить напиток, вызвав молочнокислое брожение. В результате появляются такие пороки вина, как прогоркание, ожирение, разложение винной кислоты.

• Хлебопечение.

В хлебе обнаруживают около 70 вкусовых и ароматических веществ, среди них 28 кислот, 11 спиртов, 28 карбонильных соединений, 6 эфиров, метилмеркаптан и аммиак. Молочнокислые бактерии принимают участие в образовании большинства из них. Наибольшее значение лактобациллы имеют для производства ржаного хлеба. Закваска придает тесту упругость, разрыхляет его и способствует подъему. Кислотность теста - важный показатель качества. При производстве пшеничного хлеба лактобактерии играют незначительную роль, в основном процесс зависит от дрожжевых культур. Основными составляющими молочнокислых заквасок для подготовки теста являются L. brevis, L. plantarum и L. fermenti.

• Консервирование мяса и рыбы.

Молочнокислые бактерии применяются при изготовлении салями и сервелата, других колбасных изделий, при созревании рыбы слабого посола. Молочная кислота ускоряет процесс консервирования и придает продуктам ценные вкусовые качества.

• Биологическое консервирование овощей и фруктов.

Заготовки проводятся по тому же принципу, что и силосование корма. Углеводы растений под воздействием молочнокислых бактерий превращаются в молочную и уксусную кислоты, которые являются прекрасными консервантами.

Квашеная капуста и огурцы, моченые яблоки, помидоры и арбузы - вот пример простых заготовок на зиму. Так, в порезанной и хорошо утрамбованной капусте с небольшим добавлением соли начинается спонтанный процесс брожения, в котором принимают участие сначала Leuconostoc, а позднее L. plantarum.

Роль в сельском хозяйстве

Силосование корма - это лучший способ заготовки и сохранения зеленой массы. Для создания необходимых условий исходное сырье (траву, зеленую массу кукурузы, ботву) укладывают в специальные силосные ямы, тщательно утрамбовывают и накрывают слоем земли. При этом создаются условия, в которых основная часть микробов погибает, а молочнокислые бактерии перерабатывают углеводы растений до тех пор, пока концентрация молочной кислоты не составит 60 % и более, а кислотность силоса не достигнет рН 4.5. Кроме молочной, в силосе накапливается и уксусная кислота. Для завершения процесса требуется около одного месяца.

Микрофлора в кишечнике человека

В кишечном тракте человека обитает множество молочнокислых микроорганизмов, называемых лакто- и бифидобактериями. Продукт их метаболизма - молочная кислота - обладает рядом положительных моментов.

• Стимулирует перистальтику кишечника.
• Уменьшает газообразование.
• Стимулирует выделение пищеварительных соков.
• Улучшает усвояемость кальция, фосфора и железа.

Кроме того, лактобактерии обладают способностью противостоять различным патогенным микробам. За счет выработки биологически активных веществ (органические кислоты, перекись водорода, антибиотики и бактериоцины) происходит вытеснение опасных для деятельности кишечника микроорганизмов. Если в содержимом химуса молочнокислые бактерии снижены по количеству, то их место занимает условно-патогенная микрофлора. На основе выделенных из кишечника человека и животных штаммов разработаны лекарства, улучшающие состояние больного при многих инфекциях.

Что такое пробиотики

Еще в начале XX века знаменитый русский ученый Илья Ильич Мечников провел ряд экспериментов по восстановлению микрофлоры кишечного тракта человека с помощью культуры молочнокислой палочки L. bulgaricus . В результате исследований Мечников разработал первый пробиотик - «мечниковскую простоквашу», которую в течение многих лет употреблял сам, назначал пациентам и рекомендовал пить всем знакомым.

В настоящее время пробиотики - класс лекарственных препаратов, направленный на восстановление естественной среды организма. Многолетние изучения доказали эффективность применения пробиотиков (в том числе и лактобактерий) в различных клинических случаях.

Молочнокислые пробиотические бактерии широко применяются в медицине для профилактики и лечения острых и хронических заболеваний кишечника, дыхательных путей, для восстановления кишечной микрофлоры и стимуляции иммунитета. Принимать культуры пробиотиков можно как в виде таблеток и порошков, так и в натуральном виде (кефир, простокваша, ацидофильное молоко, йогурты и другие продукты молочной промышленности).

Суперпопулярными в наше время являются лактобактерии и бифидобактерии, на этих продуктах пишут «полезно для здоровья». Однако выпускники моего курса здорового питания знают, что продукт, на котором написано «полезно для здоровья», таковым не является). Давайте разберемся, в чем особенности «обогащенных» заводских кисломолочных продуктов. В норме бифидобактерии составляют 80—90 % кишечной флоры детей, находящихся на грудном вскармливании, и молодняка млекопитающих в подсосном периоде.

Присутствие бифидобактерий в кишечнике полезно для ребёнка и молодых животных, так как бифидобактерии подавляют развитие различных гнилостных и болезнетворных микробов, способствуют перевариванию углеводов. По окончании молочного вскармливания бифидофлора сменяется обычной кишечной микрофлорой, характерной для взрослых организмов. Таким образом, преобладание лактобактерий естественно для детей, но не для взрослых.

Основная функция лактобактерий – превращение лактозы, которая попадает с пищей в организм, в более простой элемент – молочную кислоту. Все без исключения молочнокислые продукты содержат лактобактерии. Названия молочных продуктов в приставками «ацидо-», «био-», «лакто-», «бифидо-» — указывают на то, что в них содержатся живые бактерии. Обратим внимание на то, что лактобактерии поглощают большое количество клетчатки и конкурируют с бактериями, производящими масляную и пропионовую кислоты.

Обращаем особое внимание на то, что уксусная, пропионовая и масляная кислоты доминируют в толстой кишке только взрослых людей. У детей, вскармливаемых грудью, там находятся преимущественно уксусная и молочная кислоты. В толстой кишке взрослых людей (равно как и в остальных отделах ЖКТ) избытка молочной кислоты быть не должно! Это обусловлено тем, что самой важной КЦЖК является масляная, а молочная кислота резко снижает ее производство, они конкурируют между собой!

Искусственное обогащение молочных продуктов «живыми бактериями» не будет работать! Именно по этой причине взрослые, избыточно употребляющие в пищу кисломолочные ацидофильные продукты, обогащенные лактобактериями, забивают свой кишечник таким количеством молочной кислоты, которое совершенно несовместимо с нормальной физиологией. Молочная кислота не только создает неправильную кишечную среду — она еще и чрезвычайно легко всасывается и вмешивается в общий метаболизм.

Нехватка масляной кислоты приводит к воспалению слизистой оболочки кишечника (особенно характерно для язвенного колита), сопровождающемуся ростом множества провоспалительных цитокинов. Достаток масляной кислоты предотвращает рак толстой кишки и препятствует развитию диабета второго типа (инсулинонезависимого). Масляная кислота не производится в процессе ферментации углеводов молочнокислыми бактериями — поэтому современные ацидофильные продукты, богатые лактобактериями, при современной диете в лучшем случае бесполезны, но и часто наносят организму вред.


В традиционных кисломолочных продуктах отсутствует изолирование и обогащение продукта только лактобактериями и в продукт так или иначе попадает определенное количество пропионовокислых бактерий (которые живут, например, на коже рук). Более того, сроки выдержки заводских кисломолочных продуктов малы и процесс брожения останавливается на молочнокислом брожении. Это позволяет замедлить процесс брожения и увеличить сроки хранения.

Чем же отличается традиционные кисломолочные продукты? Тем, что в нем присутствуют и пропионовокислые бактерии, которые логичным образом продолжают молочнокислое брожение. Пропионовокислое брожение представляет собой процесс превращения сахара или молочной кислоты в пропионовую и уксусную кислоты. Пропионово-кислые бактерии близки к молочнокислым бактериям и нередко развиваются вместе с ними. Таким образом, пропионовокислое брожение является продолжением молочнокислого брожения, сбраживается молочная кислота, конечный продукт становится слабокислым.

Свободная пропионовая кислота - продукт анаэробной ферментации и находится в продуктах, проходящих ферментативную обработку, таких как традиционный йогурт, кефир, сыры.

Получается что при достаточно длительном естественном хранении и одновременно ферментации сначала лактобактериями, а потом пропионовыми мы получаем отличный продукт!

Выводы.

1. Допустимо употреблять небольшие количества традиционных кисломолочных продуктов с низкими сроками хранения.

2. Безопасное употребление кисломолочных продуктов возможно лишь при сочетании их с продуктами, содержащими много клетчатки и насыщенных жиров.

3. Заводские кисломолочные продукты, обогащенные лактобактериями, не являются полезными и не следует их включать в постоянный рацион.


4. Если вам очень нравятся заводские кисломолочные продукты, то выбирайте традиционные рецептуры. Компенсировать избыток молочной кислоты вам помогут ферментированные продукты.



Чтение

Природа позволяет человеку пользоваться теми благами, что в ней имеются. При этом люди стараются эти богатства приумножать, создавать что-то новое и познавать еще неизвестное. Бактерии - это мельчайшие создания природы, которых также научился использовать в своих целях человек.

Но не только вред, сопряженный с патогенными процессами и болезнями, несут в себе эти прокариотические организмы. Они еще являются источником важного промышленного процесса, который издревле применяется людьми - брожения. В данной статье мы рассмотрим, что собой представляет этот процесс и как осуществляется конкретно молочнокислое сбраживание веществ.

История возникновения и использования брожения

Первые упоминания о том, что процесс брожения использовался людьми с целью получения определенной продукции, появились еще 5000 году до нашей эры. Именно тогда вавилоняне использовали этот способ для получения таких продуктов, как:

• вино;
• простокваша и другие молочные изделия.

Позже подобное продовольствие стали получать и в Египте, Китае, Судане, Мексике и прочих древних государствах. Стали выпекать дрожжевой хлеб, сбраживать овощные культуры, появились первые попытки консервирования.

Процесс молочнокислого брожения применялся людьми тысячелетиями. Сыры, кефиры, йогурты были важной частью трапезы во все времена. О пользе этих продуктов знали все лекари и врачеватели. Однако причины, по которым возможно превращение подобного рода, долгое время оставались неизвестными.

То, что условия брожения требуют присутствия микроорганизмов, люди даже предположить не могли. В середине XVII века Ван Гельмонт предложит ввести термин "брожение" для тех процессов приготовления пищи, которые сопровождаются выделением газа. Ведь в переводе данное слово означает "кипящий". Однако лишь в XIX веке, то есть почти двести лет спустя, французский микробиолог, химик и физик Луи Пастер открыл миру существование микробов, бактерий.

С тех пор стало известно о том, что разное брожение требует присутствия разного рода невидимых глазу микроорганизмов. Их изучение дало возможность со временем управлять брожением и направлять его в нужную человеку сторону.

Суть процессов брожения

Если говорить о том, что собой представляет процесс брожения, то следует указать на его биохимическую природу. Ведь, по своей сути, это просто деятельность бактерий, которые добывают себе энергию для жизни, вырабатывая при этом различные побочные продукты.

В целом брожение можно обозначить одним словом - окисление. Анаэробный распад какого-либо вещества под влиянием тех или иных бактерий, который приводит к образованию целого ряда продуктов. Какое вещество лежит в основе, а также что получится в результате, определяется типом самого процесса. Выделяют несколько вариантов брожения, поэтому существует своя классификация для данных преобразований.

Классификация

Всего выделяют три основных типа брожения.

1. Спиртовое . Заключается в окислении исходной молекулы углевода до этилового спирта, углекислого газа, воды и молекулы АТФ (источника энергии). Данные превращения осуществляются под действием не только бактерий, но и грибов разных родов и видов. Именно таким способом издревле получают такие продукты, как пиво, вино, дрожжи для выпечки, спирт. Та энергия, что выделяется в ходе разложения углевода, уходит на обеспечение процессов жизнедеятельности микроорганизма. Именно в этом состоит биологическая суть процесса.
2. Брожение молочнокислое заключается в окислении углеводов до молочной кислоты с выходом ряда побочных продуктов. Как оно осуществляется и каких видов бывает, рассмотрим подробнее дальше.
3. Маслянокислое . Этот тип брожения важен в природном масштабе. Он осуществляется за счет жизнедеятельности маслянокислых бактерий, которые живут в анаэробных условиях на дне болот, речном иле и так далее. Благодаря их работе в природе перерабатывается огромное количество органических компонентов. Продуктами являются многие вещества, основное среди которых Также выделяются: ацетон, углекислый газ, уксусная кислота, молочная, и прочие соединения.

   

   Каждый из обозначенных типов имеет важное значение как природного, так и промышленного масштаба. Виды организмов, осуществляющих подобные превращения, хорошо изучены на сегодняшний день и многие из них культивируются искусственно для того, чтобы получать большой выход продукта.

   Брожение молочнокислое: общее понятие

   Этот вид брожения известен с самой древности. Еще до нашей эры жители Древнего Египта и прочих государств умели изготовлять сыр, варить пиво и вино, выпекать хлеб, сквашивать овощи и фрукты.

   Сегодня используются специальные закваски для кисломолочных продуктов, искусственно выращиваются штаммы нужных микроорганизмов. Процесс модернизирован и доведен до автоматизма, проводится при помощи комплектационного оборудования. Существует множество заводов-изготовителей, которые непосредственно производят брожение молочнокислое.

   Суть всего процесса можно изложить в нескольких пунктах.

   1. За основной продукт исходный берется углевод - простой (фруктоза, глюкоза, пентозы) или сложный (сахароза, крахмал, гликоген и прочие).
   2. Создаются анаэробные условия.
   3. В продукт подселяются штаммы молочнокислых бактерий определенного вида.
   4. Обеспечиваются все необходимые внешние факторы, которые являются оптимальными для желаемого продукта: освещенность, температура, наличие тех или иных добавочных компонентов, давление.
   5. После завершения процесса брожения происходит обработка продукта и выделение всех побочных соединений.

   Конечно, это лишь общее описание происходящего. На самом деле на каждом этапе происходит множество сложных биохимических реакций, ведь процесс молочнокислого брожения - это результат жизнедеятельности живых существ.

   Основы процесса молочнокислого брожения

   С химической точки зрения эти превращения представляют собой ряд последовательных стадий.

   1. Сначала происходит изменение исходного субстрата, то есть изменяется углеродная цепь вещества (углевода). Это приводит к появлению промежуточных соединений совершенно иной природы, относящихся к разным классам. Например, если исходный субстрат - глюкоза, то она перестраивается в глюконовую кислоту.
   2. Окислительно-восстановительные реакции, сопровождающиеся выделением газов, образованием побочных продуктов. Основной единицей в ходе всего процесса является молочная кислота. Именно она вырабатывается и накапливается в ходе брожения. Однако это не единственное соединение. Так, происходит формирование молекул уксусной кислоты, этилового спирта, углекислого газа, воды, иногда и других сопровождающих.
   3. Энергетический выход процесса в виде молекул аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). На одну молекулу глюкозы приходится 2 молекулы АТФ, если же исходный субстрат более сложного строения, например целлюлоза, тогда три молекулы АТФ. Эту энергию используют молочнокислые бактерии для дальнейшей жизнедеятельности.

   Естественно, что если разбираться в биохимических превращениях подробно, то следует указывать все промежуточные молекулы и комплексы. Такие, например, как:

   
   

   Однако этот вопрос заслуживает отдельного внимания и рассматриваться должен с точки зрения биохимии, поэтому его затрагивать в данной статье не будем. Более подробно рассмотрим, какова технология производства молочнокислых продуктов и какие виды рассматриваемого брожения существуют.

   Гомоферментативное брожение

   Гомоферментативное брожение молочнокислое подразумевает использование специальных форм возбудителей и отличается от гетероферментативного получаемыми продуктами и их количеством. Происходит оно по гликолитическому пути внутри клетки микроорганизма. Суть состоит, как и в целом у любого брожения, в превращении углеводов в молочную кислоту. Основное преимущество подобного процесса в том, что выход нужного продукта составляет 90%. И лишь оставшаяся часть уходит на побочные соединения.

   Бактерии брожения такого типа следующих видов:

   • Streptococcus lactis.
   • Lactobacillus casei.
   • Lactobacillus acidophilus и другие.

   Какие еще вещества образуются в результате гомоферментативного брожения? Это такие соединения, как:

   • этиловый спирт;
   • летучие кислоты;
   • углекислый газ;
   • фумаровая и янтарная кислота.

   Однако в промышленности этот способ получения кисломолочной продукции практически не используется. Он сохранился в природе как первоначальный этап гликолиза, он же происходит в клетках мышц млекопитающих при обширных физических нагрузках.

   Технология производства нужных продуктов для питания людей подразумевает использование таких исходных углеводов, как:

   • глюкоза;
   • сахароза;
   • фруктоза;
   • манноза;
   • крахмал и некоторые другие.

     

     А гомоферментативные бактерии не способны окислять многие из этих соединений, поэтому их использование в качестве заквасок при производстве не представляется возможным.

     Гетероферментативное молочнокислое брожение

     Этот способ является именно тем промышленно применимым, благодаря которому и осуществляется производство всей кисломолочной продукции, осуществляется консервация овощей, происходит заготовка силосных кормов для скота.

     Основное отличие от описанного ранее - это то, что молочнокислое брожение возбудители осуществляют с образованием большего числа побочных продуктов. Лишь 50% сахара перерабатывается бактериями в молочную кислоту, остальной же уходит на формирование таких молекул, как:

     • уксусная кислота;
     • глицерин;
     • диоксид углерода;
     • этиловый спирт и прочие.

     Чем это лучше и выгоднее, чем образование 90% чистой молочной кислоты при гомоферментативном методе? Все дело в том, что когда основного продукта вырабатывается слишком много, то жизнедеятельность многих бактерий угнетается совсем. Кроме того, продукты теряют многие вкусовые качества, которые приобретают благодаря побочным соединениям. Так, например, приятный аромат консервированных овощей обеспечивается уксусной кислотой и изоамиловым спиртом. Если же этих соединений не будет, то результат консервации станет совсем иным.

     Выход молочной кислоты в 50% вполне достаточен для подавления развития и жизнедеятельности всех посторонних грибков и микроорганизмов в системе. Потому что даже 1-2% вызывают слишком сильное подкисление среды, в которой не могут существовать никакие иные организмы, кроме молочнокислых бактерий. Весь процесс осуществляется по

     

     Условия брожения при гетероферментативном способе должны быть следующими:

     • хорошая и свежая закваска, добавляемая на первоначальном этапе;
     • оптимальные внешние условия, которые подбираются для каждого продукта индивидуально;
     • качественное и отлаженное оборудование;
     • все необходимые для процесса технические приспособления.

     Среди внешних условий особое значение имеет температура процесса. Она не должна быть слишком высокой, но и холод резко затормозит весь ход брожения.

     Сегодня существует специализированная емкость для брожения, которая автоматически создает все необходимые условия для правильной и комфортной работы микроорганизмов.

     Необходимое оборудование

     Как мы уже отметили выше, среди самых важных атрибутов следует отметить емкость для брожения. Если говорить о домашнем проведении процедуры, то тогда следует обратить внимание на чистоту используемой посуды при консервации, изготовлении простокваши и прочих продуктов. Одним из способов добиться сокращения численности посторонних популяций микроорганизмов является стерилизация емкостей перед их использованием.

     Какая посуда подойдет для гетероферментативного брожения? Это может быть стеклянная либо качественная пластиковая (полипропиленовая, полиэтиленовая) емкость, которая способна плотно закрываться крышкой.

     В промышленности используют специальные устройства для обеззараживания и очищения тары перед началом процесса брожения.

     Бактерии, используемые в процессе

     Если говорить о культурах бактерий, которые используются для создания консервированных и кисломолочных продуктов, то можно обозначить несколько самых распространенных видов организмов.

     
     

     На основе сочетания и обозначенных организмов, изготавливают закваски для кисломолочных продуктов. Они находятся в открытом доступе, их может приобрести каждый желающий. Самое главное, это соблюдать условия процесса брожения, чтобы получить пользу от образующегося продукта.

     Какие продукты получают в результате подобного брожения?

     Если говорить о том, какие продукты брожения можно получить при помощи лактобактерий, то можно назвать несколько основных категорий.

     1. питания (ряженка, йогурты, варенцы, кефир, творог, сметана, масло сливочное, ацидофильная продукция и прочие).
     2. Корма силосного типа для сельскохозяйственных животных.
     3. Молочная кислота, которую используют при изготовлении безалкогольных напитков, выделке меховых шкур и прочее.
     4. Хлебопечение, производство сыров.
     5. Консервирование овощей и фруктов.

     Все это доказывает важное значение бактерий определенных видов в жизни людей, их промышленной деятельности.