Характеристика микроорганизмов молочнокислых, бифидобактерий и пропионовокислых бактерий, используемых при производстве биомороженого

Исследования последних десятилетий показывают, что продукты питания должны содержать не только функциональные компоненты, обладающие пищевой ценностью для организма, но и компоненты, оказывающие направленное действие на его многочисленные функции. Концепция рационального питания подразумевает, что биологически активные вещества, содержащиеся в продуктах, при систематическом употреблении способствует поддержанию и регулированию функции организма, сохранению здоровья человека. Согласно выводам отечественных и зарубежных ученых к продуктам функционального и лечебно-профилактического питания можно отнести продукты, в состав которых входят пробиотические микроорганизмы.

В настоящее время, пробиотики - это непатогенные для человека (или животного) бактерии или другие микроорганизмы, обладающие антагонистической активностью в отношении патогенных и условно патогенных микроорганизмов, и обеспечивающие восстановление нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта человека (или животного), или выполняющие другие полезные функции.

Чаще в качестве микроорганизмов-пробионтов, вводимых в состав пробиотических молочных продуктов, используют молочнокислые и бифидобактерии, их называют классическими пробиотиками. Реже используют пропионовокислые бактерии, энтерококки, дрожжи, бациллы и другие микроорганизмы.

1.Молочный и сливочный стрептококки

Молочнокислые бактерии довольно часто встречаются в природе.? По форме они бывают в виде палочек или цепочки шарообразных бактерий (стрептококки). В обеих группах присутствуют гетеро- и гомоферментативные бактерии. Семейство молочнокислых стрептококков представляют два рода. Один из них - Leuconostoc , а ко второму относятся Lactococcus - молочные, сливочные, ароматобразующие и другие микроорганизмы. Отдельно выделяют молочнокислые палочки, их иначе называют лактобактериями. Стрептококки Lactococcus lactis subsp. lactis и Lactococcus lactis subsp. cremoris (молочный и сливочный соответственно) являются гомоферментативными. Суть процесса брожения, запускаемого с их участием, такая же, как и во всех подобных случаях: углеводы начинают перерабатываться в молочную кислоту. Следствием сбраживания становится образование следующих веществ:

Ш углекислый газ,

Ш этиловый спирт,

Ш летучие, янтарная и фумаровая кислоты.

Особенностью пробиотических лактобацилл являются ауксотрофные свойства, так, для их успешного развития требуется не только углеводный источник, но и среда, богатая питательными веществами - нуклеиновыми кислотами, полисахаридами, аминосахарами и т.д.

Lactococcus lactis subsp. Lactis (Lactococcus lactis) в чистой культуре выделил Джозеф Листер в 1873 г. Эти бактерии с растений распространяются на доильные аппараты и в молоко. Lactococcus lactis представляют собой недлинные цепочки (максимум из шести звеньев). Для их роста нужна температура примерно в 30°C. Некоторые штаммы сохраняют способность размножаться и при более низких показателях столбика термометра (меньше 7°C).

Рис.1. Молочный стрептококк

Сливочный стрептококк cremoris в сыром молоке встречается реже, чем Lactococcus lactis. Это еще одно отличие между ними, помимо морфологического. Str. cremoris состоит из длинных цепочек. Оптимальная для жизнедеятельности этих бактерий температура находится в диапазоне от 20 до 25°C.

Рис.2. Сливочный стрептококк

2.Термофильный стрептококк

Streptococcus salivarius subsp. Thermophilus -- вид грамположительных факультативно анаэробных бактерий. Клетки Streptococcus thermophilus имеют форму кокков (шариков), располагающихся длинными цепочками. Оптимальная для развития термофильных стрептококков температура - от 40 до 45°C.

Бактерия устойчива к кратковременной пастеризации, но погибает при высокотемпературной. Str. thermophilus чувствительны к пенициллину и ряду антибиотиков. Такое свойство используется при проведении тестов на содержание в молоке этих веществ.

Рис.3. Термофильный стрептококк

Оптимальная для развития термофильных стрептококков температура - от 40 до 45°C. Бактерия устойчива к кратковременной пастеризации, но погибает при высокотемпературной. Str. thermophilus чувствительны к пенициллину и ряду антибиотиков. Такое свойство используется при проведении тестов на содержание в молоке этих веществ. Str. thermophilus нужны для приготовления йогуртов и являются составным элементом культуры для производства сыров. Streptococcus salivarius subsp thermophilus вводится в некоторые закваски при изготовлении варенца и ряженки.

3.Ацидофильная палочка

Lactobacillus acidophilus -- вид грамположительных анаэробных неспорообразующих бактерий.

L. acidophilus присутствует в толстом отделе кишечника взрослых и детей, чей рацион в большей степени составляют разнообразные молочные продукты питания. Они также присутствуют в микрофлоре полости рта и влагалища. Палочки acidophilus входят в состав многих лекарственных препаратов, направленных на нормализацию работы кишечника. используется в промышленности совместно со Streptococcus salivarius и Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus для изготовления ацидофилина и других ацидофильных напитков.

Рис.4. Ацидофильная палочка

4.Пропионовокислые бактерии

Пропионовокислые бактерии или пропионибактерии (лат. Propionibacterium) -- род грамположительных факультативных анаэробных неподвижных бактерий, синтезирующих в процессе метаболизма пропионовую кислоту. Propionibacterium обычно имеют вид острых палочек размером 0,5-0,8 на 1,0-1,5 мкм. Реже, в зависимости от условий и цикла развития -- кокковидной, изогнутой или булавовидной. Propionibacterium размножаются делением на две клетки и не образуют спор.

Рис.5. Пропионибактерии

Propionibacterium не обитают в почве и водоёмах, они встречаются в желудочно-кишечном тракте жвачных животных, часто обнаруживаются в молочных продуктах. Процесс сбраживания молока пропионибактериями довольно медленный -- 5-7 дней. Большинство пропионибактерий не может развиваются при значениях кислотности среды менее 5,0-4,5 рН. Propionibacterium переносят лишь низкое парциональное давление кислорода. Оптимальная температура их развития 30-35°С, при температуре 60-70°С они погибают. Propionibacterium кроме сахаров и молочной кислоты, способны сбраживать пировиноградную кислоту, глицерин и другие вещества. Они разлагают аминокислоты, при этом выделяются жирные кислоты. Ряд видов Propionibacterium способны продуцировать витамин B12. Это качество пропионибактерий используются при производстве витаминов.

Штаммы пропионовокислых бактерий вида Propionibacterium freudenreichii широко применяют в пищевой промышленности для ферментации молочных продуктов.

Сыр Эмменталь и другие сорта швейцарских сыров ферментируются из молока в две стадии: на первой -- лактоза и другие углеводы молока сбраживаются с помощью молочнокислых бактерий в молочную кислоту, на второй -- молочнокислая кислота с помощью пропионовокислых бактерий превращаются в пропионовую кислоту и углекислый газ (формирующий «дырки» в швейцарском сыре). Кроме того, в производстве сыров используют виды Propionibacterium acidipropionici, Propionibacterium jensenii, Propionibacterium thoenii.

5.Бифидобактерии

Бифидобактерии - род грамположительных анаэробных бактерий, представляющих собой слегка изогнутые палочки (длиной 2--5 мкм), иногда ветвящиеся на концах, спор не образуют. Бифидобактерии составляют 80--90 % кишечной флоры детей, находящихся на грудном вскармливании, и молодняка млекопитающих в подсосном периоде. По окончании молочного вскармливания бифидофлора сменяется обычной кишечной микрофлорой, характерной для взрослых организмов.

Рис.6. Бифидобактерии

Закваска из вышеперечисленных микроорганизмов обеспечивает воздушную структуру и консистенцию повышенной вязкости, придает насыщенный сливочный вкус и аромат традиционных кисломолочных продуктов

Заключение

Исследования последних лет свидетельствуют об эффективности использования кисломолочных пробиотических продуктов при лечении воспалительных заболеваний кишечника, дисбактериоза, болезни Крона, неспецефического язвенного колита. Смеси с пробиотическим эффектом назначаются детям с функциональными нарушениями толстого кишечника, при пищевой аллергии, хеликобактериозе. Кисломолочные продукты, обладающие пробиотической активностью, рекомендуется использовать в питании детей раннего возраста, с целью профилактики заболеваний желудочно-кишечного тракта, при длительной антибиотикотерапии, отставании в физическом развитии и т. д.

Однако дети не всегда охотно едят кисломолочные продукты, и альтернативой в данном случае будет являться создание продукта массового потребления, обладающего пробиотическими свойствами. Поскольку мороженое является самым распространенным молочным десертом, и чаще всего его употребляют дети, то весьма актуальна разработка технологии мороженого с пробиотическими свойствами.

бактерия патогенный микроорганизм