Основы пищевой биотехнологии

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                              3

1 ПРИМЕНЕНИЕ ЗАКВАСОК  В ПРОИЗВОДСТВЕ КИСЛОМОЛОЧНЫХ  ПРОДУКТОВ                                                                                                           4

2 ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ПРИГОТОВЛЕНИЯ  ЗАКВАСОК                           5

3 ПОРОКИ ЗАКВАСОК                                                                                         6

4 КЛАССИФИКАЦИЯ КИСЛОМОЛОЧНЫХ  НАПИТКОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ  ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЗАКВАСКИ                                      8

5 МИКРООРГАНИЗМЫ, ВХОДЯЩИЕ  В СОСТАВ ЗАКВАСОК, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ  ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОМОЛОЧНЫХ  НАПИТКОВ 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

          Закваска – основной источник внесения желаемой микрофлоры в молоко при производстве кисломолочных продуктов. Закваска является чистой посевной культурой микроорганизмов. При внесении закваски молоко обогащается микрофлорой, производящей сквашивание молока и способствующей накоплению вкусовых и ароматических веществ. 
          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.

            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.

 

 

                       1 ПРИМЕНЕНИЕ ЗАКВАСОК В ПРОИЗВОДСТВЕ   КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ         

        

             Для заквашивания молока и сливок издавна применяли простоквашу или сливки высокого качества. В качестве естественных заквасок использовали пахту, сквашенные сливки или кислое молоко. Они не гарантировали получение продукта высокого качества, так как содержали различные микроорганизмы и часто загрязнялись посторонней микрофлорой, вызывающей порчу продукта. Бактериальные закваски в промышленном масштабе впервые стали применять в маслоделии в конце прошлого столетия. 
            В молочной промышленности используются закваски, полученные из чистых культур микроорганизмов, которые готовят в специальных лабораториях. Состав микрофлоры подбирают таким образом, чтобы обеспечить для каждого вида продукта свойственный ему запах, вкус, консистенцию.

           В молочной промышленности применяют в основном жидкие закваски и закваски, высушенные способом сублимационной сушки; сухие, жидкие и подвергнутые глубокому замораживанию бактериальные концентраты, бактериальные препараты. Срок хранения сухих заквасок, бактериальных препаратов и концентратов составляет 3-4 месяца, жидких заквасок – 10 суток (в условиях холодильника). 
 

 

 

 

 

 

                2 ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЗАКВАСОК 
 
           С выдержкой 20-30 минут (при приготовлении производственной закваски). Сразу после термической обработки молоко охлаждают до температуры заквашивания и вносят в него закваску в количестве 1-3 % в зависимости от условий производства. В результате биохимических процессов в молоке происходит образование белого сгустка, частично расщепляются белки молока, формируется вкус и аромат продукта. При приготовлении лабораторной закваски проводят несколько последовательных пересевов каждые сутки в возрастающие объемы (1:10) до доведения объема, необходимого в производстве.

          С выдержкой 15-20 минут (при приготовлении лабораторной закваски) или пастеризуют при 92-95. Закваску готовят на цельном или обезжиренном молоке хорошего качества, которое стерилизуют при температуре 121. После каждого пересева и перед выпуском в производство закваску контролируют по органолептическим, химическим и микробиологическим показателям. 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                           3 ПОРОКИ ЗАКВАСОК 

          В заквасках могут быть различные пороки. Так, в заквасках, состоящих из мезофильных молочнокислых стрептококков, одним из наиболее распространенных пороков является развитие термоустойчивых молочнокислых палочек. Он возникает в результате нарушения режимов пастеризации, неэффективного охлаждения готовой закваски.  
         Закваски для масла и сыра нередко имеют сниженную способность к образованию аромата, что может быть связано с качеством исходной закваски, содержащей недостаточное количество ароматобразующих стрептококков; качеством молока; нарушением температурного режима сквашивания; недостаточной продолжительностью созревания.  
         Снижение качества заквасок может быть связано с развитием бактериофагов, наличием в молоке ингибирующих веществ. Иногда в закваске для сметаны, реже – для творога, появляется тягучесть. В случае появления этого порока данную закваску заменяют закваской из другой партии и тщательно следят, чтобы не снижалась температура сквашивания. 
         В заквасках, состоящих из термофильных молочнокислых стрептококков, чаще всего наблюдается развитие термоустойчивых молочнокислых палочек, а также возникновение излишней тягучести. 
         В многокомпонентных заквасках пороки, как правило, обусловлены нарушением условий культивирования кефирных грибков. Одним из наиболее распространенных пороков является ослизнение кефирных грибков и появление тягучести в грибковой закваске уксуснокислых бактерий. Распространен порок, выражающийся в снижении активности кефирной закваски. Он возникает в результате накопления в закваске молочнокислых палочек, которые, повышая кислотность, подавляют развитие молочнокислых стрептококков - активных кислотообразователей. 
          Чрезмерное увеличение дозы вносимой закваски приводит к повышению кислотности молока и получаемого продукта. Недостаточное внесение заквасочных культур может приводить к нарушению биохимических процессов в сырной массе, и активизации посторонней, технически вредной микрофлоры, что в результате увеличивает вероятность появления горечи, нечистоты и других пороков вкуса и запаха. 
          При переработке молока с механической загрязненностью, применении молока с низкой первоначальной кислотностью, слабом молочнокислом процессе увеличивают дозы вносимых заквасочных культур. Однако чрезмерное увеличение дозы вносимой закваски не способствует увеличению объема действующей микрофлоры, а приводит к повышению кислотности молока и получаемого продукта. Недостаточное внесение заквасочных культур может приводить к нарушению биохимических процессов в сырной массе, а отсутствие конкуренции – к активизации посторонней, технически вредной микрофлоры, что в результате увеличивает вероятность появления горечи, нечистоты и других пороков вкуса и запаха.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                    4 КЛАССИФИКАЦИЯ КИСЛОМОЛОЧНЫХ НАПИТКОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЗАКВАСКИ

 
           В зависимости от состава микрофлоры заквасок и способа приготовления кисломолочные продукты делят на следующие группы: 
      1 Вырабатываемые с использованием многокомпонентных заквасок (кефир, кумыс). Микрофлора этой группы продуктов состоит из молочнокислых бактерий (одного или нескольких видов), дрожжей и нередко уксуснокислых бактерий. Дрожжи и уксуснокислые бактерии придают продуктам специфические вкус и аромат. При производстве кефира применяют естественную симбиотическую закваску – кефирные грибки, состоящие из молочнокислых бактерий Lactobacillus, дрожжей Saccharomyces kefir и некоторых видов стрептококков. Кумыс получают из кобыльего молока с помощью молочнокислых бактерий (Lactobacillus casei и др.), стрептококков и дрожжей, сбраживающих лактозу. Сквашивание молока при использовании таких заквасок проводят при 20-22

2. Вырабатываемые с использованием мезофильных молочнокислых стрептококков (творог, сметана, простокваша обыкновенная). Основными представителями микрофлоры таких продуктов являются молочнокислые стрептококки: Streptococcus lactis, Streptococcus acetoinicus, Streptococcus cremoris, Streptococcus diacetylactis. Сквашивание молока происходит через 6-8 часов при 30
3. Изготовляемые с применением термофильных молочнокислых бактерий (ряженка, варенец, йогурт, простокваша Южная, Мечниковская). Для приготовления этих кисломолочных продуктов используют смесь молочнокислых бактерий (10:1) Streptococcus thermophillus и Lactobacillus bulgaricus (болгарская палочка). Заквашивание молока этими бактериями проводят при 40-42
4. Вырабатываемые с применением термофильных и мезофильных молочнокислых бактерий (любительская сметана, сметана с пониженным содержанием жира, напитки «Любительский» «Юбилейный», «Русский»). Основными представителями микрофлоры таких продуктов являются мезофильные и термофильные молочнокислые стрептококки. Температура сквашивания молока при использовании смешанных заквасок - 33-38
5.  
   Приготовляемые с использованием ацидофильных бактерий и бифидобактерий: ацидофильное молоко, афидофилин, бифидопродукты – продукты лечебно-профилактического питания. В состав микрофлоры этих продуктов входят: Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus lactis, Streptococcus thermophillus с добавлением кефирной закваски; Bifidobacterium bifidum и др.

 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

                 5 МИКРООРГАНИЗМЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ ЗАКВАСОК, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОМОЛОЧНЫХ НАПИТКОВ 
            Применяющиеся в производстве кисломолочных продуктов культуры живых бактерий могут являться одним штаммом определенного вида (культуры моноштаммов), либо несколькими штаммами и/ или видами (смешанные культуры). Коммерческие культуры-закваски состоят из бактерий, образующих молочную кислоту и пахучие вещества (то есть условно делятся на 2 категории – кислотообразующую и ароматообразующую). Выбор и состав используемых комбинаций из этих штаммов и видов бактерий определяются желаемыми свойствами и условиями получения продуктов, например, скоростью образования молочной кислоты. 

            Например, Streptococcus lactis - энергичный кислотообразователь, сбраживает глюкозу по гомоферментативному типу, то есть накапливает в результате брожения преимущественно молочную кислоту (предельная кислотность в молоке – 100-120 ^оТ). Оптимальная температура + 30 ^оС, не растет при 45 ^оС, некоторые штаммы растут при 41 ^оС. Растет при концентрации поваренной соли до 5,5 %. 
            Streptococcus cremoris также относится к гомоферментативной кислотообразующей микрофлоре закваски, однако имеет некоторые особенности. В результате жизнедеятельности клеток этого вида образуется более нежный сгусток, способный при обработке удерживать больше сыворотки, чем желательно, например, при получении сыра (может получиться сыр с более нежной консистенцией). Микроорганизмы данного вида сильно ингибируются при температуре 40 ^оС. Недостатком является большая чувствительность к поваренной соли и присутствию ингибирующих веществ в молоке.

             Streptococcus lactis subsp. diacetilactis – представитель гетероферментативных молочнокислых микроорганизмов (предельная активная кислотность 4,7-5,0 ед. рН). Оптимальная температура + 20-26 ^оС, некоторые штаммы растут при 37 ^оС, пределы роста + 10-36 ^оС. Растет при концентрации поваренной соли 3,0 %. При сбраживании этими микроорганизмами молочного сахара образуется не только молочная кислота, но и значительное количество летучих жирных кислот, углекислого газа, ацетоина, диацетила, обеспечивающих формирование аромата и рисунка в сырах. аромата и рисунка в сырах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

           В нашей стране кисломолочные продукты особенно широко стали применять с начала XX в., когда И. И. Мечников впервые изучил значение их в питании человека. Он установил, что молочнокислые бактерии, попадая в кишечник вместе с кисломолочными продуктами, создают кислую среду, препятствующую развитию гнилостных бактерий, которые вызывают распад белков пищи с образованием токсических веществ, отрицательно влияющих на жизнедеятельность макроорганизма. Многие кисломолочные продукты содержат антибиотические вещества, подавляющие развитие кроме нежелательной микрофлоры кишечника также возбудителя туберкулеза, стафилококков и других микроорганизмов. Антибиотические вещества могут образовывать ацидофильная палочка, молочный и сливочный стрептококки, бифидобактерии и др.

            Кисломолочные продукты имеют большую ценность с точки зрения физиологии питания. Под действием молочной кислоты казеин молока коагулирует в виде мелких хлопьев и усвояемость кисломолочных продуктов повышается. Так, простокваша в течение 1 ч усваивается организмом человека на 92 %, а цельное молоко — на 32 %.

           В таких кисломолочных продуктах, как кефир и простокваша, содержатся жирорастворимые витамины А, D, Е, которые накапливаются в результате жизнедеятельности бактерий. Творог и кисломолочные напитки богаты солями фосфора, кальция, магния, участвующими в обмене веществ организма человека. Кумыс, кефир, ацидофильно-дрожжевое молоко содержат диоксид углерода и молочную кислоту, следы алкоголя, которые оказывают сильное секреторное воздействие на пищеварительные железы, что улучшает процесс пищеварения и усвоения пищи.

Кисломолочные продукты содержат в достаточном количестве незаменимые  легкоусвояемые аминокислоты.

В связи с широким применением  антибиотиков в медицине повысилась роль продуктов, содержащих ацидофильные палочки и бифидобактерии. Их использование  дает возможность восстановить нормальную микрофлору кишечника, угнетаемую антибиотиками.

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 Рогов, И. А. Основы  пищевой биотехнологии [Текст]: учебник / И. А. Рогов, Л. В. Антипова, Г. П. Шуваева. – М.: Академия, 2004. – 605с.

2 Егорова, Т. А. Основы  биотехнологии [Текст]: учебник / Т. А. Егорова, С. М. Клунова, Е. А. Жинухина. – М.: Академия, 2007. – 456с.

3. Мотавина Л. И. Полный  лекционный курс по дисциплине  «Основы пищевой биотехнологии» [Текст]: учебное пособие / Л. И. Мотавина. – Башкирский ГАУ. - .- Уфа: [Башкирский ГАУ], 2013. – 173с.

4 Мотавина, Л. И Методические  указания к практическим занятиям  по дисциплине «Основы пищевой  биотехнологии» [Текст]: учебное пособие / Л. А. Мотавина. – Башкирский ГАУ. - . – Уфа: [Башкирский ГАУ], 2013. – 153c.