Бифидо- и лактобактерии при производстве кисломолочных продуктов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Бифидо- и лактобактерии при производстве кисломолочных продуктов

Введение

йогурт технологический пробиотик бифидобактерия

Кисломолочные продукты - это молочные продукты, вырабатываемые сквашиванием молока или сливок чистыми культурами молочнокислых бактерий с добавлением или без добавления дрожжей и уксуснокислых бактерий. Кисломолочные напитки пользуются заслуженной популярностью у миллионов людей различных стран мира [1].

В настоящее время создаются новые кисломолочные продукты, которые должны оказывать положительное влияние на организм человека. Такие продукты получены из природных ингредиентов и содержат большое количество биологически активных веществ, могут и должны входить в ежедневный рацион питания человека. При потреблении регулируют определенные процессы в организме (стимулируют иммунные реакции, прекращают развитие определенных заболеваний и т.д., иначе говоря, призваны улучшить здоровье покупателя и уменьшить риск заболеваний).

Лечебно-профилактические свойства функциональных молочных продуктов обусловлены применением пробиотических компонентов [2].

Пробиотиками называют биологические препараты, состоящие из живых непатогенных микроорганизмов или продуктов их ферментации, обладающие антагонистической активностью по отношению к патогенной и нежелательной микрофлоре кишечника человека или животных [1].

Чаще в качестве микроорганизмов-пробионтов, вводимых в состав пробиотиков, используют лактобактерии и бифидобактерии (они составляют до 90% микрофлоры желудочно-кишечного тракта), реже - пропионовокислые бактерии, энтерококки, дрожжи, бациллы и др.

Бифидобактерии используются для профилактики желудочно-кишечных заболеваний, для коррекции кишечного микробиоценоза, после терапии антибиотиками и химическими препаратами, для стимуляции роста и повышения естественной резистентности макроорганизма.

Лактобактерии наиболее активно осуществляют регуляторные функции внутри популяции кишечных бактерий и являются основными представителями нормальной микрофлоры кишечника [2].

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 микроорганизма [1].

Целью данной работы является: изучить бифидо- и лактобактерии в процессе производства кисломолочных продуктов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1) Изучить физиологические и технологические функции пробиотиков.

2) Изучить взаимоотношения молочнокислых бактерий с микроорганизмами.

3) Ознакомиться со способами использования кисломолочных напитков в производстве.

4) Ознакомиться со способами использования йогуртов в производстве.

1. Общая характеристика бифидо- и лактобактерий

1.1 Физиологические функции пробиотиков

Функциональные продукты питания являются одним из быстро развивающихся сегментов рынка. Лидирующие позиции на рынке функциональных продуктов питания по-прежнему занимают кисломолочные продукты.

Употребление продуктов, содержащих пробиотические культуры как один из функциональных компонентов, способствует повышению естественных защитных сил организма человека главным образом путем подавления патогенных и условно-патогенных микроорганизмов и восстановления полезной микрофлоры желудочно-кишечного тракта. Однако с изменением окружающей среды изменяются и свойства микроорганизмов, что привело к увеличению в последние два десятилетия эмерджентных патогенов, которые более патогенны, токсичны, вирулентны и могут приводить к летальным исходам заболевших [3].

Пробиотики используют в терапии диарейного синдрома различной этиологии, неспецифического язвенного колита, язвенных процессов, в желудке и двенадцатиперстной кишке, вызванные хеликобактером, и других патологических состояний. Однако ни концепция антагонистических пробиотиков, ни концепция восстановления микрофлоры путем «подсева» природных обитателей кишечника не получили должного научного обоснования. Огромный потенциал, заложенный в идее использования пробиотических бактерий в борьбе с патогенами, до сих пор не смог реализоваться в силу сложности задач и необходимости адресного, а не эмпирического применения пробиотических препаратов. Перспективными антимикробными препаратами могут стать отдельные бактериоцины. Один из них - низин - с успехом применяется в качестве консерванта в пищевой промышленности.

Эффекты от клинического применения пробиотиков редко были незначительными или имели негативный характер. В существенной степени тому виной антропоцентристское мышление, основанное на разделении окружающего мира на вредное и полезное человеку, а не на четких законах биологической целесообразности.

Неудачи в применении и пробиотиков, обусловлены в первую очередь неадекватной и несвоевременной диагностикой и во вторую - недостатком наших знаний о патогенетических механизмах, приводящих к развитию той или иной патологии [4].

В связи с тем, что в состав большинства пробиотиков входят живые штаммы нормальной кишечной микрофлоры, им присущи большинство свойств и функций последней.

Функции нормальной кишечной микрофлоры в организме человека многообразны. Они формируют иммунобиологическую реактивность организма, предохраняют органы, подвергающиеся воздействию внешней среды, от внедрения и распространения в них патогенных микроорганизмов. Кишечные микроорганизмы дополнительно обеспечивают организм некоторыми витаминами, в частности, синтезируют витамины группы В, фолиевую и пантотеновую кислоты, витамины Н и К. Они синтезируют также некоторые ферменты и другие биологически активные соединения, которые включаются в общий обмен веществ человека.

Полезные виды кишечных бактерий участвуют в метаболизме желчных кислот с образованием, в отличие от патогенной микрофлоры, нетоксичных метаболитов. Они способствуют процессу всасывания и гидролиза жиров, улучшают белковый и минеральный обмен. В толстом кишечнике при участии некоторых видов микроорганизмов происходит сбраживание углеводов, подвергаются частичной ферментации пищевые волокна.

С помощью нормальной кишечной микрофлоры утилизируются непереваренные пищевые вещества и некоторые токсичные продукты пищеварения. В результате этих процессов образуются разнообразные амины, органические кислоты (молочная, пропионовая, масляная), газы (диоксид углерода, метан, сероводород), а также некоторые ядовитые вещества (фенол, индол, скатол), которые обезвреживаются в печени. Активная деятельность микроорганизмов стимулирует перистальтику кишечника.

Нарушение нормального соотношения между различными видами микроорганизмов в кишечнике может являться причиной болезненного состояния организма, называемого дисбактериозом (дисбиозом). При дисбактериозах уменьшается количество бифидобактерий и увеличивается общее количество патогенной и условно-патогенной микрофлоры, что приводит к самоотравлению организма токсичными метаболитами, возникновению или обострению уже имеющихся заболеваний желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой и нервной системы, снижению иммунитета.

Причинами нарушений микроэкологического равновесия организма человека являются заболевания органов пищеварения, длительное лечение антибиотиками, антибактериальными и химиопрепаратами, операционное вмешательство, ионизирующее излучение, вредные экологические факторы.

Одним их эффективных способов сохранения качественного и количественного состава и биохимической активности нормальной кишечной микрофлоры является использование пробиотиков.

Эффективность пробиотика зависит от его состава и свойств, а также от состояния микробиоценоза человека, которое связано с его индивидуальными особенностями (полом, возрастом), условиями и образом жизни и другими факторами.

Необходимым качеством пробиотиков, обеспечивающим их физиологическое действие, является высокая скорость роста и совместимость с другими микроорганизмами, присутствующими в желудочно-кишечном тракте. Способность пробиотиков к транслокации из просвета пищеварительного тракта во внутреннюю среду организма должна быть минимальной даже при введении их в больших количествах. Длительное использование пробиотических препаратов или содержащих их продуктов не должно вызывать побочные эффекты.

Основные процессы, обеспечивающие положительные эффекты пробиотиков на основе живых микроорганизмов в организме человека путем нормализации его микробной экологии, приведены в таблице 1 [5].

Таблица 1. Функции и специфические эффекты пробиотиков

Основные функции	Специфические эффекты
ингибирование роста потенциально вредных микроорганизмов в результате продукции антимикробных субстанций, активации иммунокомпетентных клеток; стимуляция роста представителей микрофлоры в результате продукции витаминов и других ростостимулирующих факторов; нейтрализация токсинов и нормализация рН; изменение микробного метаболизма, проявляющееся в повышении или снижении активности ферментов	антибактериальные свойства; антимутагенные свойства; антиканцерогенные свойства; улучшение метаболизма лактозы; снижение уровня сывороточного холестерина; стимуляция иммунной системы

1.2 Технологические функции пробиотиков

В зависимости от технологии производства современные пробиотики можно разделить на две группы:

1. Первая группа пробиотиков производится с использованием метода лиофильной сушки субстрата живых активных живых бактерий. Препараты выпускают в форме порошка, таблеток, капсул или свечей. Эти формы имеют длительные сроки годности и не требовательны к непродолжительным изменениям температуры хранения. Существенным их недостатком является то, что процесс лиофилизации приводит бактерий в анабиоз (неактивное состояние). Для возвращения в активное физиологическое состояние им требуется 8-10 часов, а за это время уже большая часть бактерий выводится из организма человека. Кроме того, в процессе лиофилизации бактериальные клетки теряют специфические рецепторы, которые помогают им закрепляться на поверхнос

2. тях, поэтому их пребывания в кишечнике ещё более снижается.

3. При производстве второй группы - жидких «живых» пробиотиков микробные клетки остаются в активном состоянии и способны к колонизации желудочно-кишечного тракта уже через 2 часа. Ниже приводится сравнительная характеристика «живых» и лиофильно высушенных пробиотиков в таблице 2 [6].

Таблица 2 - Сравнительная характеристика «живых» и лиофильно высушенных пробиотиков

Свойства	Преимущества «живых» форм	Лиофильно высушенные препараты
Антагонистическая активность в отношении	Высокая (в отношении возбудителей	Низкая и средняя
к условно - патогенной и патогенной микрофлоре	дизентерии, патогенных кишечных палочек, стрептококков, стафилококков, протея и ДР.)
Скорость роста	Большая скорость роста с минимальной способностью к транслокации из пищеварительного тракта во внутреннюю среду макроорганизма	Низкая и средняя скорость роста
Кислотоустойчивость	Выраженная кислотоустойчивость и хорошая приживаемость на всех слизистых	Низкая кислотоустойчивость
Протеолитическая активность ферментов, участвующих в расщеплении лактозы и белка коровьего молока	Присутствует (в том числе благодаря наличию в составе аминокислот)	Отсутствует
Возраст популяции клеток микроорганизмов	Возможность отследить зрелость популяции клеток, т.е. препараты содержат только молодые клетки микроорганизмов, которые обладают	Невозможность отследить возраст популяции клеток микроорганизмов
	максимальной способностью к размножению (уже в кишечнике пациента при приёме препарата)
Дополнительный лечебный фактор	Наличие дополнительного лечебного фактора - продуктов метаболизма активных форм живых бактерий: жирные кислоты	Отсутствие - дополнительного лечебного фактора

Рядом авторов показано, что пробиотики должны отвечать определённым требованиям и обладать заданными свойствами, в частности:

- быть симбионтными именно для человеческого организма, то есть должны быть изолированы из организма человека или тех видов животных, для которых они предназначены;

- сохранять необходимую концентрацию в процессе технологического производства. Полезное воздействие на организм хозяина должно быть подтверждено лабораторными исследованиями и клиническими наблюдениями;

- обладать колонизационным потенциалом, то есть сохраняться в пищеварительном тракте до достижения положительного действия (быть устойчивыми к низким значениям рН, желчным кислотам, антимикробным субстанциям, продуцируемым эндогенной микрофлорой, хорошо адгезироваться к эпителию соответствующих слизистых оболочек);

- вырабатывать антибиотические вещества;

- положительно влиять на метаболические процессы в организме (влиять на витаминообразование, регулировать холестериновый обмен);

- модулировать иммунные реакции;

- обладать высокой скоростью роста в условиях, близких к таковым в кишечном тракте при культивировании in vitro;

- выделять анти E.coli-фактор, ингибирующий развитие колибактерий в кишечнике [7].

Устойчивость к желчи является одним из важнейших свойств микроорганизмов, вводимых в состав пробиотиков. Желчь поступает в дуоденальный отдел тонкого кишечника, что обуславливает отмирание большого количества бактерий, так как их клеточные мембраны, состоящие из липидов и жирных кислот, очень чувствительны к солям желчных кислот. В связи с этим эффективность пробиотических микро-организмов зависит от их устойчивости к желчи [8].

Пробиотические микроорганизмы должны также быть устойчивыми к антибиотикам, которые наиболее часто применяются при разных расстройствах желудочно-кишечного тракта.

Одним из важных свойств бактерий, используемых в качестве пробиотиков, должна быть устойчивость к ряду ферментов пищеварительного тракта. Используемые пробиотики должны обладать антимикробной активностью, которая обусловлена продуктами метаболизма микроорганизма, такими как органические кислоты, диацетил, перекись водорода и др. Пробиотики и пребиотики также должны проявлять антимикробную активность в широком диапазоне рН.

Исследованиями последних лет показано, что молочнокислые бактерии способны синтезировать биологически активные вещества ? бактериоцины. По физико-химическим характеристикам бактериоцины являются белками или пептидами, которые различаются молекулярной массой и обладают широким спектром антибактериального действия [7].

Требования к функционально необходимым компонентам, используемым при производстве продуктов переработки молока.

1. Микроорганизмы, в том числе пробиотические, используемые в монокультурах или в составе заквасок для производства продуктов переработки молока, должны быть идентифицированными, непатогенными, нетоксигенными и обладать свойствами, необходимыми для производства продуктов переработки молока, соответствующих требованиям настоящего Технического регламента.

2. Пробиотические культуры для производства продуктов переработки молока, должны обладать активностью и специфичностью, необходимыми для конкретного технологического процесса, и соответствовать требованиям, установленным техническими документами в соответствии с которыми производится продукция.

3. Показатели микробиологической безопасности заквасок, ферментных препаратов, питательных сред для культивирования заквасочных и пробиотических микроорганизмов не должны превышать уровень установленный техническими документами в соответствии с которыми производится продукция.

4. Готовые к применению закваски и пробиотические микроорганизмы должны быть произведены в организациях или в изолированных производственных помещениях организаций, территориально обособленных от других организаций. Приготовление из готовых к применению заквасок производственных заквасок и пробиотических микроорганизмов должно осуществляться изготовителем продуктов переработки молока в специальных производственных помещениях в соответствии с требованиями, установленными техническими документами в соответствии с которыми производится продукция.

5. Изготовителем продуктов переработки молока должна обеспечиваться безопасность заквасок, пробиотических микроорганизмов, процессов их производства и приготовления из них производственных заквасок посредством конструктивных особенностей (расположение и количество помещений, их состояние), организационных мероприятий (режимы работы, производственный контроль), соблюдения санитарно-эпидемиологических требований к условиям работы с микроорганизмами и техническому состоянию оборудования.

6. Приготовление производственных заквасок и (или) пробиотических микроорганизмов осуществляется изготовителем продуктов переработки молока в специальном производственном помещении, которое должно соответствовать следующим требованиям:

- размещение в одном производственном здании с основными производственными помещениями, в которых используются производственные закваски и (или) пробиотические микроорганизмы, но изолированно от них;

- наличие нескольких производственных помещений, в которых создаются и поддерживаются условия для защиты заквасок и (или) пробиотических микроорганизмов от загрязнения нежелательными микроорганизмами, бактериофагами и подобными посторонними агентами;

- наличие приточно-вытяжной вентиляции и эффективной системы очистки и обработки воздуха.

7. Контроль за безопасностью заквасок и (или) пробиотических микроорганизмов при их производстве и приготовлении из них производственных заквасок и активизированных бактериальных концентратов изготовителем продуктов переработки молока на всех этапах производственного процесса осуществляется работниками, прошедшими специальную подготовку, а также аттестацию.

8. Весь процесс приготовления производственных заквасок и (или) пробиотических микроорганизмов (в том числе восстановление сухих питательных сред или сухого молока, пастеризация и (или) стерилизация, охлаждение, заквашивание, культивирование и охлаждение заквасок) осуществляется в закрытой системе.

9. Не допускается использование производственных заквасок и (или) пробиотических микроорганизмов, которые не соответствуют требованиям настоящего Технического регламента, не израсходованы полностью из вскрытых упаковок и срок годности которых истек [9].

1.3 Взаимоотношения молочнокислых бактерий с микроорганизмами

Микрофлора кисломолочного продукта обуславливает его свойства и основные характеристики. При подборе микрофлоры для кисломолочных продуктов (прежде всего) определяется конечная задача - требования к органолептическим показателям продукта, его составу и функциональным свойствам. Путем подбора определенных культур в ассоциацию или комбинацию можно составить многовидовую - полизакваску, которая дает возможность получить новые комбинированные кисломолочные продукты, предназначенные для массового использования, а также для определенных возрастных групп населения. Требования к подобным продуктам обычно обосновываются с учетом рекомендаций медиков и гигиенистов. Но при этом в число требований, включается и обоснование выбранного состава микрофлоры закваски.

Закваска должна быть многовидовой и включать культуры, нормализующие деятельность желудочно-кишечного тракта на всем его протяжении, а именно стрептококки, лактобациллы и бифидобактерии:

1) культуры, используемые в составе полизакваски должны быть биологически совместимы (симбиоз или метабиоз);

2) молочнокислая микрофлора должна иметь высокую энергию кислотообразования, обеспечивающую подавление развития патогенной и условно-патогенной микрофлоры при производстве продукта и ингибирования патогенной микрофлоры кишечника;

3) предпочтительно, в основе полизакваски, иметь культуры с высокой протеолитической активностью, предотвращающей накопление токсичных летучих продуктов (в первую очередь аммиака);

4) желательно, чтобы в закваску входили культуры, способные к гомофер-ментативному брожению с образованием молочной кислоты, конфигурации L(+) и DL, которые наиболее физиологичны для желудочно-кишечного тракта человека и особенно ребенка.

Кислотообразующая активность и скорость накопления биомассы бифидобактерий в молоке.

Одним из основных требований, предъявляемых к культурам, входящим в закваску для кисломолочных продуктов, считается высокая скорость их роста и кислотообразования в молоке, как цельном, так и с различным химическим составом, которые используются для производства современных комбинированных кисломолочных продуктов, так как от этих факторов зависит продолжительность производственного процесса, степень подавления посторонней (не - заквасочной) микрофлоры в продукте. Особенно важно учесть этот фактор при использовании бифидобактерий, так как многочисленными исследованиями отечественных и зарубежных учёных установлено, что эти микроорганизмы обычно медленно развиваются в молоке.

Определение устойчивости бифидобактерий к фенолу.

Бифидобактерии, входящие в состав кисломолочных продуктов, должны быть устойчивы к вредным продуктам кишечного обмена, в частности, к фенолу. Устойчивость к нему (содержание в среде в количестве 0,5%) свидетельствует о том, что данный микроорганизм способен приживаться в кишечнике человека. Отношение исследуемых штаммов к фенолу определяли в гидролизатно-молочной среде (ГМС) и «Бактофете» при посевной дозе инокулята 5% и оценивали по оптической плотности через 3-6 ч культивирования. Контролем служило развитие культур в питательной среде без фенола. В присутствии фенола все испытуемые штаммы развивались медленнее, однако, чувствительность к этому веществу у них была различной.

Антагонистическая активность бифидобактерий.

Антагонистическая активность бифидобактерий к патогенной и условно - патогенной микрофлоре в кишечнике человека, как уже отмечалось в аналитическом обзоре, определяется рядом факторов, в том числе образованием антибиотических веществ.

Антагонистическая активность считается одним из самых важных факторов в закваске для диетических и лечебных продуктов. Антагонистическую активность устанавливали методом диффузии в агар в отношении семи тест микроорганизмов (в т.ч. ?. coli - 2 штамма), чаще других являющихся причиной заболеваний желудочно-кишечного тракта, как ребенка, так и взрослого человека. Это, в основном культуры, с энергией кислотообразования 78…168°Т.

Известно, что основными метаболитами бифидобактерий, ингибирующими рост других микроорганизмов, являются органические кислоты. Антагонистическая активность по отношению к ряду тест-микроорганизмов, видимо, вызвана не только органическими кислотами, но и активным размножением самих бифидобактерий в фазе стационарного роста.

Большинство фильтратов монокультур и ассоциаций оказывают стимулирующее действие на развитие бифидобактерий. причем ассоциации культур стимулируют рост бифидобактерий в большей степени, чем монокультуры. При совместном культивировании бифидобактерий с молочнокислыми отсутствует явление антагонизма их друг с другом. Более того, молочнокислые бактерии в определенном составе оказывают стимулирующее действие на развитие бифидобактерий.

На основании анализа литературных данных и результатов исследования установлено, что эффективность действия закваски можно повысить путем составления ассоциации из бифидобактерий, термофильных молочнокислых стрептококков и термофильных палочек. Представляет интерес исследование взаимного влияния культур на степень развития каждого вида при совместном культивировании.

Теоретический анализ эффективности совместного использования молочнокислых микроорганизмов и бифидобактерий в производстве комбинированных кисломолочных продуктов.

Эффективность процесса совместной жизнедеятельности молочнокислых культур и бифидобактерий можно объяснить следующим образом: благодаря своим специфическим свойствам термофильные стрептококки в молочной среде начинают активно размножатся в первые минуты и часы культивирования, создавая при этом слабое подкисление путем снижения окислительно-восстановительного потенциала до pH = (5,5±0,1). Молочнокислые палочки, в том числе термофильные, имеют более длительную лаг-фазу и, как показали наши исследования, (микроскопирование препаратов проводилось с периодичностью в 1 ч) начинают активно развиваться во 2-3 ч процесса ферментирования. Термофильные молочнокислые палочки, особенно Lbs. helveticus, обладают активными протеолитическими свойствами, что доказано И.И. Климовским и другими учёными. Это способствовало накоплению аминокислот, пептидов и других высокомолекулярных соединений, необходимых для жизнедеятельности, как молочнокислой микрофлоры, так и бифидобактерий.

Активность жизнедеятельности бифидобактерий при этом колеблется в зависимости от вида молочнокислых палочек и состава молочной или молочнорастительной среды. В процессе изучения совокупности функциональных свойств: биохимических, антагонистических и производственно-ценных установлено, что ассоциации, состоящие из трёх видов микрофлоры, в меньшей мере зависят от колебания в среде соотношения белок / лактоза, но в значительной степени повышают активность жизнедеятельности в присутствии растительных компонентов. При этом количество бифидобактерий составляет от 40% до 50% от общего количества микрофлоры. Улучшается весь комплекс исследуемых показателей, определяющий функциональные свойства микрофлоры [10].

2. Бифидо- и лактобактерии при производстве кисломолочных продуктов

2.1 Использование бифидо- и лактобактерий в производстве кисломолочных напитков

Продукты с бифидобактериями. Продукты, обогащенные бифидобактериями, характеризуются высокими диетическими свойствами, так как содержат ряд биологически активных соединений: свободные аминокислоты, летучие жирные кислоты, ферменты, антибиотические веществ, микро- и макроэлементы.

В настоящее время все бифидосодержащие продукты условно можно разделить на три группы.

1. В первую входят продукты, в которые вносят жизнеспособные клетки бифидобактерий, выращенные на специальных средах. Размножение этих микроорганизмов в продукте не предусматривается.

2. Ко второй группе относятся продукты, сквашенные чистыми или смешанными культурами бифидобактерий, активизация роста которых достигается обогащением молока бифидогенными факторами различной природы.

3. Третья группа бифидосодержащих продуктов включает продукты смешанного брожения, чаще всего сквашенные совместными культурами бифидобактерий и молочнокислых микроорганизмов.

Ассортимент продуктов, содержащих бифидобактерии, достаточно широк. Это кисломолочные напитки («Бифидин», «Бифилакт», йогурт, кефир, простокваша), творог, быстросозревающий сыр, масло, сливочные кремы, национальные продукты, сухие детские молочные продукты и др. [1].

Кисломолочные напитки.

Молочная промышленность вырабатывает более 100 наименований цельномолочных напитков, из которых 2/3 составляет ассортимент кисломолочных.

В последние годы увеличено производство маложирных и нежирных молочных напитков. Для производства кисломолочных напитков применяют резервуарный и термостатный способы.

Сущность резервуарного способа заключается в том, что после приемки, последующей оценки качества молока, его тепловой и механической обработки процесс заквашивания и сквашивания, охлаждения и созревания (при необходимости) продукта происходит в одном и том же резервуаре. Готовый продукт с нарушенным сгустком разливают в стеклянные бутылки или бумажные пакеты.

При термостатном способе, заквашивание молока осуществляется в резервуаре, а процесс сквашивания, охлаждения, при необходимости и созревания продукта - в стеклянных бутылках. В связи с этим готовый продукт доходит до потребителя с ненарушенным сгустком.

Кисломолочные напитки готовят из цельного или обезжиренного молока, в котором под действием чистых культур молочнокислые микроорганизмы вызывают молочнокислое или одновременно (в зависимости от вида получаемого продукта) молочнокислое и спиртовое брожение. Под действием молочнокислых микроорганизмов (Str. lactis, В. bulgaricum, В. acidophilum и др.) разлагается лактоза с образованием молочной кислоты, которая, в свою очередь, воздействуя на казеинат кальция (казеиноген), отнимает от последнего кальций и замещает его водородом, в результате образуется сгусток.

Простоквашу вырабатывают из цельного или обезжиренного молока коров (пастеризованного или стерилизованного) сквашиванием его чистыми культурами молочнокислых стрептококков с добавлением или без добавления других видов молочнокислых микроорганизмов. Предприятия молочной промышленности вырабатывают различные виды простокваши: обыкновенную, ацидофильную, мечниковскую, ряженку, южную, варенец. Имеются разновидности простокваши - йогурт, напитки «Коломенский», «Любительский», «Русский», «Молодость», «Снежок» и др. [11].

Обыкновенная простокваша представляет; собой кисломолочный продукт, приготовленный из пастеризованного молока путем сквашивания его закваской, содержащей чистые культуры мезофильного молочнокислого стрептококка (Str. lactis). В отличие от прочих видов простокваши она содержит только один вид молочнокислых бактерий. Количество вносимой закваски 3…5%. Температура сквашивания молока 36…38° С.

Обыкновенная простокваша имеет очень плотный колющийся сгусток и несколько пресный вкус, из-за чего выработка ее ограничена.

Мечниковскую простоквашу вырабатывают из пастеризованного молока, которое сквашивают культурами молочнокислого стрептококка (Str. lactis) с добавлением культуры болгарской палочки (Lactobacterium bulgaricum).

На 4…7 частей закваски молочнокислого стрептококка вносят 1 часть закваски болгарской палочки; общее количество закваски по отношению к заквашиваемому молоку составляет 3…5%.

Добавление в молоко болгарской палочки придает продукту более выраженный острый вкус и острую консистенцию.

Молоко заквашивают при температуре около 40° С и помещают в бутылки или широкогорлые банки емкостью 0,5 л. Банки укупоривают, устанавливают в ящики и помещают на 5-6 ч в термостат с температурой 38° С.

Продолжительность сквашивания молока можно соблюдать до 3 ч, применяя закваску термофильного стрептококка и повышая температуру в термостате до 45°С.

При 38°С сквашивание заканчивают, когда кислотность простокваши достигает 70…75°Т. Готовый продукт должен иметь чистый кисломолочный вкус и запах, к меру плотный, ненарушенный сгусток, без пузырьков и без выделившейся сыворотки. Кислотность готовой простокваши 80…110°Т (летом до 120°Т).

Вкус простокваши можно улучшить, если в молоко и носить комбинированную закваску, содержащую различные расы молочнокислых стрептококков и молочнокислых палочек.

Из всех видов простокваши мечниковская, получила наибольшее распространение.

Чтобы улучшить вкус и аромат простокваши, в закваску иногда добавляют штаммы ароматобразующих стрептококков, вырабатывающих диацетил и другие ароматические вещества. Внесение ароматообразователей в молоко при приготовлении простокваши мало оправдано, так как оптимальная температура для их развития около 25°С, тогда как молоко сквашивают при более высоких температурах.

Южную простоквашу получают, сквашивая пастеризованное молоко чистыми культурами болгарской палочки и термофильных молочнокислых стрептококков с добавлением или без добавления чистых культур дрожжей. За границей эту простоквашу называют йогуртом.

В отличие от мечниковской в южной простокваше главенствующую роль играет болгарская палочка, а не молочнокислые стрептококки. Соотношение между заквасками болгарской палочки и термофильного стрептококка устанавливают опытным путем: обычно количество закваски на болгарской палочке составляет более половины всей закваски. Вырабатывают южную простоквашу при повышенных температурах сквашивания (45…50°С). Это обусловлено термофильностью болгарской палочки.

Для, повышения плотности сгустка и смягчения вкуса в молоко при заквашивании добавляют культуры термофильного молочнокислого стрептококка.

Готовый продукт должен иметь кислый вкус и очень нежную сметанообразную консистенцию.

Кислотность южной простокваши колеблется в пределах 90…140°Т, температура ее при реализации не должна превышать 8°С. Южную простоквашу выпускают в бутылках или в банках емкостью 0,2…0,5 л.

Ацидофильная простокваша отличается от мечниковской тем, что при заквашивании в молоко наряду с чистыми культурами молочнокислого стрептококка добавляют чистые культуры ацидофильной (Lactobact. acidophilum), а не болгарской палочки.

Оптимальная температура развития термофильной' ацидофильной палочки около 45°С. Чтобы в молоке одновременно с ней развивался мезофильный молочнокислый стрептококк, оптимальная температура развития которого 36°С, молоко сквашивают при 40…42°С.

В остальном технологический процесс не отличается от технологического процесса при выработке мечниковской простокваши.

Если при заквашивании вносят слизистые расы ацидофильной палочки, ацидофильная простокваша может иметь слегка тягучий сгусток. Кислотность готового продукта должна быть 80…110°Т. Расфасовывают его так- : же в бутылки и банки емкостью 0,2…0,5 л.

Варенец изготовляют из стерилизованного молока: по типу обыкновенной или мечниковской простокваши, т.е. применяют для заквашивания молочнокислый, стрептококк и болгарскую палочку. Он отличается от первых указанных продуктов внешним видом - имеет слегка: буроватый оттенок, обусловленный цветом стерилизованного молока, и специфический вкус топленого молока.

На большинстве заводов молоко для выработки варенца стерилизуют в автоклавах при 120°С, выдерживая его при этой температуре 10-15 мин. Для ускорения процесса стерилизации и повышения пропускной способности автоклавов молоко предварительно нагревают в пастеризаторах до 90…95°С, разливают во фляги и устанавливают в автоклавы (стерилизаторы).

При стерилизации изменяются составные части молока, вследствие чего появляется вкус топленого молока и бурая окраска, обусловленная, присутствием меланоидинов - продуктов, образующихся в результате взаимодействия аминокислот и белков с молочным сахаром. Изменения белков, молочного сахара и солей при стерилизации молока весьма благоприятно влияют на развитие молочнокислых бактерий. По окончании стерилизации молоко охлаждают до 40°С. Последующие операции - заквашивание, сквашивание, охлаждение - такие же, как при выработке простокваши.

Ряженку - украинскую простоквашу - готовят из пастеризованной смеси молока и сливок, которую заквашивают термофильными расами молочнокислого стрептококка.

Молоко нагревают до 95°С и выдерживают при этой температуре несколько часов с целью придания ему вкуса и цвета топленого молока. Вследствие продолжительного нагревания вода частично выпаривается. Потери на испарение влаги без потерь жира предусмотрены в количестве 5,5%.

В молоко добавляют столько сливок, чтобы в готовом продукте содержалось не менее 6% жира. Количество сливок, необходимое для смеси, рассчитывают по формуле, приведенной в разделе «Нормализация». Жирность нормализованного молока до выпаривания с учетом снижения жирности его при последующем внесении закваски на обезжиренном молоке должна быть 6,1%.

Молочную смесь охлаждают до 45°С и заквашивают. Температура сквашивания 40…42°С. Готовый продукт должен иметь кисломолочный чистый вкус с выраженным привкусом пастеризации и нежный, в меру плотный сгусток, без пузырьков газа; цвет ряженки кремовый с буроватым оттенком; кислотность 80…110°Т [12].

В условиях рынка простоквашу проверяют обычно органолептических, в сомнительных случаях выборочно исследуют на кислотность, содержание жира и примеси соды. Поступившая в продажу простокваша должна соответствовать следующим требованиям: вкус и запах кисломолочные, с характерным для них ароматом, без посторонних, несвойственных свежему продукту запаха и привкуса; для простокваши, приготовленной с добавлением сахара или других вкусовых и ароматических веществ, допускаются в меру сладкий вкус и наличие запаха, свойственного для введенных в нее веществ; консистенция простокваши густая, без большого количества сыворотки на ее поверхностях и газообразования; сгусток обыкновенной простокваши должен быть в меру плотный, на изломе глянцевитый, устойчив, а сгустки ацидофильной и южной простокваши, приготовленной при участии слизистых рас микроорганизмов, мацони и ряженки - слегка тягучие; для йогурта консистенция однородная, как у сметаны; для варенца допускается наличие молочных пленок; цвет простокваши молочно-белый или кремовый, варенца с буроватым оттенком; жира в жирной простокваше содержится не менее 3,2%; кислотность ацидофильной и обыкновенной простокваши, варенца может быть в пределах 75…120°Т, а южной простокваши, мацони и ряженки - 85…150°Т. В кисломолочных продуктах домашнего приготовления жирность соответствует жирности цельного молока, принятой в данной местности, но не менее 2,8%.

Ацидофилин и ацидофильное молоко готовят из коровьего цельного или обезжиренного пастеризованного молока. Закваску делают на чистых культурах ацидофильной палочки с добавлением или без добавления других молочнокислых микроорганизмов и молочных дрожжей. В ацидофилин добавляют молочнокислый стрептококк и кефирную закваску, а в ацидофильное молоко добавляют или не добавляют молочные дрожжи.

По органолептическим и химическим показателям ацидофилин и ацидофильное молоко должны удовлетворять следующим требованиям: вкус и запах кисломолочные, с присущим для этих продуктов ароматом. В ацидофилине допускается спиртовой привкус. Если продукты готовят с добавлением сахара или других вкусовых и ароматических веществ, допускаются в меру сладкий привкус и наличие запаха, свойственного введенным в них веществам.

По консистенции и внешнему виду ацидофилин и ацидофильное молоко представляют собой достаточно плотный сгусток, при разбавлении которого получается однородная масса в виде жидкой сметаны. Для ацидофильного молока допускается более плотная консистенция, слегка тягучая. В ацидофилине возможно незначительное газообразование. Цвет этих продуктов молочно-белый, равномерный по всей массе; количество жира - не менее 3,2%. Кислотность ацидофилина 75…130°Т, молока - 90…140°Т.

Кефир готовят из цельного или обезжиренного пастеризованного молока (а также из сухого) путем смешанного молочнокислого и спиртового брожения. Для этого используют закваски, приготовленные на кефирных грибках или на чистых культурах специально приготовленных для этой цели микроорганизмов, способных вызывать молочнокислое и спиртовое брожение. Кефирные грибки представляют собой симбиоз молочнокислых палочек, стрептококков и молочных дрожжей типа Torula kefiri. Помимо молочнокислого и спиртового брожения, при изготовлении кефира отмечается слабая пептонизация белковых веществ, вызываемая молочнокислыми и другими микроорганизмами.

Молочная промышленность вырабатывает кефир 1-, 2,5-, 3,2%-ной жирности, нежирный, таллиннский 1%-ной жирности и таллиннский нежирный (ОСТ 49 29-84). Кислотность 1-, 2,5-, 3,2%-ого и нежирного - 85…120°Т, таллиннского 1%-ной жирности и таллиннского нежирного - 85…130°Т.

Лечебный кефир делят на слабый, средний и крепкий, что зависит от срока созревания, а следовательно, и от химических показателей продукта. В слабом кефире процент жира должен быть не менее 3,2, спирта - не более 0,2 и кислотность (°Т) - не более 80…90. В среднем кефире - соответственно 3,2; 0,4; 80…105, а в крепком - 3,2; 0,6 и 90…120. Слабый кефир получают после суточного созревания, средний - после созревания до двух суток и крепкий - до трех суток.

Доброкачественному кефиру свойственны следующие свойства: кисломолочные освежающие вкус и запах, однородная консистенция и цвет молочно-белый или желтоватый. Допускается газообразование как следствие развития нормальной микрофлоры. Нельзя добавлять в кефир красящие или консервирующие вещества. В пищу нельзя использовать кефир с маслянокислым, уксуснокислым, горьким, аммиачным, затхлым и сильно выраженным кормовым запахом (лук, чеснок, полынь и т.д.) и с запахом грязной посуды, подвала, с комками творога, покрытый плесенью, вспученный, с выделившейся сывороткой более 5% объема, с наличием посторонних взвесей и ненормальной окраски.

Кумыс получают из молока кобылиц. В южных областях Казахстана кумыс готовят из верблюжьего молока и называют его шубат. Кумыс, как и кефир - продукт комбинированного (молочнокислого и спиртового) брожения; готовят его сквашиванием молока культурами молочнокислых бактерий и кумысовых дрожжей. Кумыс - высокоценный пищевой продукт, его употребляют как в профилактических, так и лечебных целях. Молоко кобылиц, используемое для приготовления кумыса от здоровых животных, парное, кислотность не выше 7°Т, чистое, без постороннего привкуса и запаха. Обезжиренное коровье молоко для приготовления кумыса пастеризуют.

Физико-химические показатели кумыса следующие: слабого - содержание жира - не менее 1,5%, сухих веществ - 9,5%, витамина С - 10 мг%, кислотность - не более 95°Т, спирта - не менее 0,6%; среднего - сухих веществ - 9,2%, витамина С - 18 мг%, кислотность - 110°Т, спирта - 1,1%; крепкого - жира 9%, витамина С - 18 мг%, кислотность - 130°Т, спирта - 1,6%. Эти показатели зависят от срока созревания кумыса, составляющего от 5-6 ч до двух суток.

Доброкачественный кумыс молочно-белого цвета с некоторым оттенком, по консистенции напоминает густую сметану с пузырьками газа; вкус и запах кислоспиртовые, специфические, без посторонних, несвойственных свежему продукту запаха и привкуса. Добавлять консервирующие и красящие вещества в кумыс нельзя. В кумысе не должно быть патогенных микроорганизмов, его допустимый коли-титр не выше 0,3. Не используют в пищу кумыс, имеющий запах и вкус масляной и уксусной кислот, гнилостный, плесневелый и др., а также крупные частицы творожины.

Кумыс улучшает секрецию желудка, положительно влияет на перистальтику и является хорошим средством против кишечной аутоинтоксикации. Известны антитуберкулезные свойства кумыса. Кумысолечение показано при целом ряде заболеваний людей: хронических бронхитах и хронических пневмониях, сухих плевритах и т.д.

Обычно доброкачественность кумыса определяют органолептически, но в сомнительных случаях прибегают к бактериологическому исследованию (микрофлора, коли-титр) и установлению процента жира. При определении сырья, использованного для приготовления кумыса (молока коровы или кобылицы), ставят пробу отстаивания. Кумыс из коровьего молока расслаивается в течение 30-60 мин, кумыс из молока кобылиц в течение этого срока не расслаивается. Объясняется это сравнительно большим количеством казеина в коровьем молоке. В последнее время технология кумыса из обезжиренного коровьего молока усовершенствована так, что расслоение продукта при отстаивании в течение 30-60 мин не наступает [11].

Айран - напиток из коровьего, козьего или овечьего молока. Вырабатывают его главным образом в горных аулах на Северном Кавказе. По составу микрофлоры айран сходен с мацони. В нее входят в основном молочнокислые палочки, в меньшем количестве - молочнокислые стрептококки и дрожжи. Спиртовое брожение в айране весьма незначительно, и в готовом продукте обнаруживаются лишь следы спирта.

Айран правильнее считать промежуточным продуктом между кефиром и мацони. При производстве айрана для сквашивания молока пользуются айраном предыдущей выработки.

Молоко сквашивают при 30…35°С. Сквашенный продукт охлаждают и для, созревания выдерживают при температуре около 8°С в течение 12-24 ч. Готовый продукт тщательно перемешивают, чтобы придать ему жидкую однородную консистенцию, и употребляют как напиток.

Промышленное производство айрана не налажено, и его готовят в домашних условиях.

Курунга - кисломолочный продукт смешанного брожения, вырабатываемый из коровьего молока, распространен в Бурятии, Хакасии. По составу микрофлоры курунга приближается к кумысу. Молоко сквашивают в деревянных кадках при комнатной температуре. Для закваски используют порцию курунги предыдущей выработки. В процессе сквашивания курунгу периодически перемешивают мутовкой. В готовом продукте содержится 1% спирта. Курунгу можно считать кумысом из коровьего молока [12].

2.2 Использование бифидо- и лактобактерий в производстве йогуртов

Йогурт - традиционно вырабатывают из овечьего или буйволиного молока, содержание сухих веществ, в которых повышено по сравнению с молоком коров. Традиционный йогурт имеет массовую долю сухих веществ не менее 16% и жира - не менее 6%, что значительно улучшает его вкусовые и пищевые достоинства. Йогурт вырабатывают также с наполнителями: жирный сладкий (сахар не менее 5%), жирный плодово-ягодный (сахар не менее 6%). Сейчас вырабатывают также йогурты с различной массовой долей жира: пониженной жирности - 0,3…1,0%, полужирный - 1,2…2,5%, классический - 2,7…4,5%, сливочный - 4,7…10%. В нашей стране йогурт изготовляют из коровьего молока с массовой долей сухих веществ 14…15%, СОМО 10 и 11%, это достигается добавлением сливок, сухого цельного или обезжиренного молока или путем предварительного сгущения коровьего молока.

Вырабатывается йогурт как резервуарным, так и термостатным способами.

При выработке йогурта резервуарным способом производят следующие технологические операции: приемка и подготовка сырья; тепловая обработка, гомогенизация, охлаждение, заквашивание, сквашивание его; охлаждение, размешивание, розлив и реализация готового продукта.

При термостатном способе производства после заквашивания следуют операции: розлив и укупорка заквашенного молока; сквашивание в термостате; охлаждение готового продукта; хранение.

При избрании штаммов микрофлоры для йогурта важен тип продуцируемой молочной кислоты: D(-) или L(+), последняя более физиологична для организма человека. Термофильный стрептококк в основном продуцирует L(+), а болгарская палочка - D(-) или смесь L(+)-, D(-) - кислот. Поэтому необходимо подбирать штаммы, обеспечивающие оптимальное соотношение D(-) - и L(+) - кислот.

Напиток «Южный» (массовая доля жира 3,2%, кислотность 90…120°Т) изготовляют резервуарным способом. Он относится к типу простокваши, имеет сметанообразную консистенцию, изготовляется на такой же закваске и при таком же технологическом режиме сквашивания, как йогурт. По достижении кислотности 75…80°Т сгусток охлаждают с перемешиванием. Для получения более густого продукта охлаждение и перемешивание сгустка начинают при кислотности 85-90°Т. Кислотность готового напитка должна быть 90…120°Т. Фасование ведут при 20°С, последующее охлаждение до 8°С проводят в холодильной камере. Если охлаждение напитка проводят в потоке, то сгусток из резервуара подают насосом для вязких жидкостей на трубчатый охладитель или пластинчатую установку, где он охлаждается до 6°С и затем направляется через промежуточную емкость на фасование.

Напиток «Снежок» - сладкий фруктовый кисломолочный напиток, вырабатывается резервуарным методом по типу простокваши, на закваске термофильного стрептококка и болгарской палочки. Консистенция напитка должна быть слегка вязкой и плотной. Сладкий напиток выпускается с массовой долей жира не менее 3,4%, сахара 7%, кислотностью 80…110°Т, а плодово-ягодный - соответственно 3,0; 14,4% и кислотностью 80…120°Т. Напиток приобретает привлекательный вид, если в одну емкость наливают послойно две - три разновидности плодово-ягодного напитка вперемешку со сладким. Фасование следует проводить в широкогорлую посуду после охлаждения и так, чтобы слои не перемешивались.

Напиток «Русский» вырабатывают из смеси нормализованного молока и казеината натрия с добавлением или без добавления плодово-ягодных сиропов путем сквашивания закваской из молочнокислых стрептококков. Смесь гомогенизируют и пастеризуют при режимах, принятых для кисломолочных напитков. Сквашивание проводят при температуре 37°С в течение 4-6 ч. Кислотность готового продукта составляет 80-120°Т [13].

Биойогурт - диетический продукт для профилактического питания всех категорий населения старше 3-х лет, разработанный А.А. Буйловой (Вологодская молочно-хозяйственная академия им. Н.В. Верещегина). Его вырабатывают из пахты. Технологический процесс включает следующие операции: сгущение до 15% сухих веществ, сквашивание при 40-43° С с внесением 5% закваски чистых культур термофильного стрептококка и болгарской палочки в соотношении 1: 1 до кислотности 90…100°Т. Затем продукт охлаждают до 30…20° С, фасуют, выдерживают не менее 3 ч и хранят при 8° С не более 2-х суток.

Готовый продукт содержит не менее 14,5% сухих веществ, в том числе около 5% белков молока, до 1% жира, 6% лактозы, 1% молочной кислоты и 1% минеральных солей. Аминограмма белков соответствует идеальной шкале ФАО/ВОЗ. В йогурте содержится 146 мг% аминокислот, в том числе 87 мг% незаменимых, что более чем в 1,5 раза превышает уровень сгущенной пахты [14].

Заключение

Таким образом, кисломолочные продукты, благодаря хорошей перевариваемости, возбуждению секреции пищеварения, высокой питательной ценности могут рассматриваться как стимуляторы функциональной деятельности ряда жизненно важных систем (нервной, пищеварительной, сердечнососудистой и др.), стимуляторы, обусловливающие устойчивость иммунобиологического равновесия организма. Такой сдвиг не только может повысить защитные силы организма, но и обеспечивает эффект лечения антибиотиками.

Среди кисломолочных продуктов наиболее широк ассортимент напитков. Такие напитки, как кефир, ацидофилин, кумыс обладают лечебными свойствами.

Бифидобактерии являются важнейшей категорией функционального питания. Им принадлежит ведущая роль в нормализации микробиоценоза кишечника, улучшении процессов гидролиза и всасывания жиров, белкового и минерального обмена. Колонизируя слизистую оболочку кишечника, бифидобактерии создают механическую преграду внедрению возбудителей кишечных инфекций в слизистую оболочку. Они разрушают канцерогенные вещества, образуемые некоторыми представителями кишечной микрофлоры при азотном обмене, выполняя функцию второй печени. Бифидобактерии не накапливают токсины, не патогенны для человека, не обладают гемолитическими свойствами, не образуют пигменты. Препараты на основе живых лиофилизированных культур бифидобактерий используются для питания грудных детей, для профилактики и лечения дисбактериозов, колитов и других заболеваний желудочно-кишечного тракта. Бифидобактерии синтезируют витамины группы В, включая В₁, В₂, В₆, фолиевую кислоту, биотин, ниацин и пантотеновую кислоту, витамины С и К.