Производство творога

     Впервые 6-8 ч сквашивания существенно не увеличивается содержание термоустойчивых молочнокислых палочек и бактерий группы кишечных палочек. Основной путь уменьшения количества этих посторонних микроорганизмов - сокращение длительности сквашивания, отделение сыворотки и быстрое глубокое охлаждение готового продукта. Пороки творога микробиологического происхождения, причины их возникновения и меры, способствующие их устранению или предупреждению. 
 
 

Брожение. 

     Брожение  характеризуется бурным развитием протекающих процессов и глубиной распада продуктов. В процессе брожения образуются новые химические вещества, отличные от исходного материала. В молоке и молочных продуктах наблюдаются следующие формы брожений: молочнокислое, спиртовое, маслянокислое и   пропионовокислое. 

Молочнокислое брожение

     При молочнокислом брожении, вызываемом специфичной группой бактерий, происходит распад глюкозы до молочной кислоты. Среди побочных продуктов молочнокислого брожения отмечены ацетат, диоксид углерода, иногда и этанол.

     Известны  три типа брожения, вызываемого молочнокислыми бактериями:

     •  гомоферментативное молочнокислое  брожение, при котором из глюкозы образуется только молочная кислота:

     С₆Н₁₂0₆ = 2СН₃СНОНСООН

     •  гетероферментативное молочнокислое  брожение, когда из глюкозы кроме  молочной кислоты получаются этанол и диоксид углерода:

     С₆Н₁₂0₆ = СН₃СНОНСООН + СН₃СН₂ОН + С0₂

     •  брожение, вызываемое бифидобактериями, — бифидоброжение, при котором из глюкозы образуются ацетат и лактат:

     2С₆Н_|20₆ = ЗСН₃СООН + 2СН₃СНОНСООН

     В основе гомоферментного молочнокислого брожения лежат реакции гликолиза (пути Эмбдена—Мейергофа—Парнаса). Образующийся в результате пируват, однако, не подвергается декарбоксилированию До ацетальдегида, как при спиртовом брожении, а восстанавливается до лактата водородом, отщепляющимся при дегидрировании глицеральдегид-З-фосфата:

     Образование D(—)-, L(+)- или DL-форм молочной кислоты определяется наличием у молочнокислых бактерий стереоспецифичных D-, L- или DL-лактатдегидрогеназ. Незначительная часть пирувата подвергается декарбоксилированию, что приводит к образованию ацетата, этанола и С0₂, а также ацетоина.

     У гетероферментативных молочнокислых  бактерий отсутствуют главные ферменты гликолиза — фруктозобисфосфатальдолаза и триозофосфатизомераза. Поэтому начальное превращение глюкозы идет у данных бактерий исключительно по пентозофосфатному пути до образования рибулозо-5-фосфата. Последний под действием фермента эпимеразы превращается в ксилулозо-5-фосфат, а затем в результате реакции, катализуемой пентозофрсфаткетрлазой, расщепляется на глицеральдегид-3-фосфат и ацетил фосфат. В дальнейшем глицеральдегид-3-фосфат превращается в пируват, а затем в лактат, как и при гомоферментативном молочнокислом брожении, а из аце-тилфосфата образуются ацетат и этанол.

     Бифидрброжение  осуществляется по пентозофосфатному  пути или по пути Энтнера—Дудорова с конечными продуктами в виде ацетата и лактата.

     Нередко в сбраживаемых молочнокислыми бактериями {Streptococcus cremoris и Leuconostoc cremoris) средах накапливаются небольшие количества ацетоина и диацетила — веществ, обладающих своеобразным приятным ароматом. Последний передается продуктам, в которых развиваются указанные бактерии.

     Кроме глюкозы, молочнокислые бактерии сбраживают большое количество сахаров: фруктозу, галактозу, маннозу, сахарозу, лактозу, мальтозу и пентозы. При сбраживании перечисленных соединений наблюдаются некоторые отклонения от обычных схем брожения. Например, при брожении фруктозы образуются лактат, ацетат, С0₂ и маннитол.

     По  форме клетки молочнокислые бактерии представляют собой палочки (длинные и короткие) и кокки; они могут образовывать парные или цепочковидные скопления. Это неподвижные, не образующие спор (за исключением Sporolactobacillus inulinus) грам-положительные организмы. Молочнокислые бактерии — анаэробы, но они аэротолерантны, т. е. могут расти при доступе кислорода.

     Молочнокислые бактерии обладают высокой бродильной способностью и отличаются отсутствием большинства биосинтетических путей. Это обусловливает высокую требовательность рассматриваемых бактерий к источникам питания, которая удовлетворяется лишь на таких средах, как ткани растений, молоко, содержимое желудочно-кишечного тракта животных. Источником энергии для этих бактерий служат главным образом моно- и дисахариды (полисахариды сбраживают только отдельные виды). Некоторые молочнокислые бактерии способны ассимилировать органические кислоты, например лимонную.

     Молочнокислые бактерии требовательны к источникам азотного питания — они используют органические формы азота. Многие молочнокислые бактерии могут ассимилировать белки, хотя лучше развиваются на аминокислотах, пептидах и полипептидах. Продукты распада белковой молекулы прекрасно усваиваются этими бактериями. Прежде считали, что молочнокислые бактерии не усваивают солей аммония. Сейчас описаны отдельные возбудители молочнокислого брожения, способные расти на минеральном азоте, но в природе они встречаются редко.

     Кроме веществ, содержащих углерод и азот, молочнокислым бактериям необходимы фосфор, калий, кальций и другие элементы, которые обычно поступают в среду  с различными минеральными соединениями. Большинство молочнокислых бактерий нуждается и в ростовых веществах. Отдельным бактериям для развития требуется рибофлавин. При этом результатом их собственного обмена веществ может быть другое ростовое вещество.

     Молочнокислые бактерии развиваются в довольно широком диапазоне температур. Для большинства видов предпочтительны температуры от 7 до 42 °С при оптимуме 30—40 °С. Однако в природе встречаются формы, способные размножаться в зоне более низких (минимум 3 °С) или более высоких (максимум 57 °С) температур. Молочнокислые бактерии не образуют спор, поэтому при повышении температуры выше указанного предела быстро погибают.

     Многие  молочнокислые бактерии растут в  диапазоне рН 5,5— 8,8, однако лучше  размножаются при нейтральной реакции  среды. В результате жизнедеятельности они значительно подкисляют питательную среду, поэтому приспособились к существованию в зоне довольно высокой кислотности среды. Палочковидные формы выносят более низкие значения реакции среды, чем кокковидные. Это кислотолюбивые организмы, оптимум для них обычно составляет рН 5,5— 5,8 и менее, как правило, они растут при рН 5, некоторые при рН 2,9-3,2.

     Кратко  остановимся на характерных особенностях, свойственных отдельным представителям молочнокислых бактерий (по данным Е. И. Квас-никова, О. А. Нестеренко).

     Кокковые  формы молочнокислых бактерий, осуществляющих гомоферментативное брожение, представлены семейством Streptococcaceae, родами Streptococcus и Pediococcus.

     Бактерии  рода Streptococcus имеют круглые или слегка овальные клетки диаметром 0,5—1 мкм, расположенные одиночно, парами или в цепочках. Глюкозу эти микроорганизмы сбраживают с образованием в основном правовращающей молочной кислоты. Они широко распространены в природе — на растениях, в почве, навозе, молоке и других субстратах, используются в ряде пищевых производств. К данному роду относят виды S. lactis, S. facto var. diacetilactis, S. cremoris, S. thermophilus.

     S. lactis — молочнокислый стрептококк, имеет клетки овальной формы, расположенные в коротких цепочках или соединенные попарно. Кроме моносахаридов, сбраживает лактозу и мальтозу. Оптимальная температура для развития 30—35 °С.

     S. cremoris — сливочный стрептококк, отличается от молочнокислого тем, что его клетки располагаются в длинных цепочках. Температурный оптимум для вида составляет 25—30 °С. В процессе брожения образует повышенное количество летучих кислот. S. cremoris, как и S. lactis, используют при производстве кисломолочных продуктов, кислосливочного масла и сыров.

     S. lactis var. diaceiilactis образует при брожении молока и молочных продуктов повышенное количество летучих кислот и ароматические вещества, основное из последних — диацетил. Микроорганизм обладает способностью сбраживать лимонную кислоту. Температурный оптимум для него 25— 30 °С. Данный стрептококк улучшает вкус и аромат молочных продуктов, поэтому его используют вместе со S. lactis и S. cremoris в заквасках для кисломолочных продуктов, кислосливочного масла и сыров.

     S. thermophilus может развиваться при повышенной температуре (около 50 °С). Сходен со S. cremoris. Сбраживает сахарозу. Применяется вместе с болгарской палочкой (Lactobacillus bulgaricus) для приготовления южных простокваш. Играет важную роль в производстве некоторых сыров (швейцарский).

     Представители рода Pediococcus — грамположительные неспорообра-зующие неподвижные кокки, располагающиеся кучками, тетрадами, парами или единично. Осуществляют гомоферментное молочнокислое брожение с образованием DL-молочной кислоты. Оптимальное для видов рода значение рН 5. Бактерии предпочитают анаэробные условия. Обитают в бродящих растительных материалах — квашеных овощах, силосе, а также в сыре, молоке, в пищеварительном тракте животных и т. д. Среди видов рода наиболее интересны P. damnosus, P. acidi-lactici. P. dextrinicus, P. halophilus.

     Палочковидные бактерии, осуществляющие молочнокислое  брожение, относятся к сем. Lactobacillaceae, роду Lactobacillus. Характеризуются значительным разнообразием формы от короткой коккообразной до длинной нитевидной. Располагаются единично, парами или цепочками.

     Бактерии  этого рода обнаруживают в молочных, зерновых и мясных продуктах, пиве, вине, соленьях и маринадах, в воде и сточных водах, а также в ротовой полости и кишечном тракте человека и животных. Сбраживают сахара с образованием главным образом молочной кислоты. Для Lactobacillus оптимум рН 5,5—5,8, но они могут развиваться при рН 5 и ниже.

     Среди гомоферментативных молочнокислых  палочек можно выделить две группы — Thermobacterium и Streptobacterium. Первая группа представлена организмами, которые, как правило, растут при 45 °С и выше, обычно не развиваются при 20 "С и никогда не растут при 15 "С. При брожении с их участием образуются D-. L- или DL-молочная кислоты. В образовании D(—)-молочной кислоты принимают участие L. delbrueckii, L. leich-mannii, L. lactis и L. bulgaricus; DL-молочной кислоты — L. helveticus и L. acidophilus (рис. 37).

     По  биохимическим особенностям перечисленные  виды очень близки между собой. L. bulgaricus обычно выделяют из южных кисломолочных продуктов, L. helveticus — из сыров (швейцарского, советского), L. acidophilus — из кишечника человека. Молоко, сквашенное при участии ацидофильной палочки, служит хорошим лечебным средством при желудочно-кишечных заболеваниях.

     Представители второй группы гомоферментативных молочнокислых бактерий при развитии в молоке образуют короткие цепочки. Это группа менее активных молочнокислых палочек. Они хорошо развиваются при 15—38 °С, оптимум для них составляет 30 "С. В молоке, молочных продуктах и на растениях обычно обнаруживают несколько видов бактерий второй группы: L. casei, L. xylosus, как правило, участвуют в образовании L(+)-молочной кислоты, L. plantarum, L. curvatusобразуют DL-молочную кислоту.

     L. casei играет важную роль в созревании сыров. L. plantarum принимает участие в молочнокислом брожении при квашении овошей и силосовании.

     Гетероферментативное  молочнокислое брожение осуществляют представители родов Leuconostoc. Lactobacillus (подрод Betabacterium). Bifidobacterium.

     Бактерии  рода Leuconostoc имеют вид сферических или чаще чечевицеобразных клеток. Клетки располагаются единично, парами или в коротких цепочках, кучкообразных скоплений не обнаружено. Грамположительные. Спор не образуют. Глюкозу сбраживают с образованием D(—)-молочной кислоты, этилового спирта и СО_:. Факультативные анаэробы, оптимум температуры для них составляет 20—30 °С. На средах с сахарозой у этих организмов появляется толстая наружная оболочка из слизи или дскстранов.

     Виды  рода обнаруживаются главным образом  на растительных материалах (иногда в молоке). Сбраживают моно- и дисахариды, не могут питаться более сложными углеводами. Существует ряд видов рода Leuconostoc, различающихся по морфологическим и физиологическим признакам.

     L. mesenteroides и L. dextranicum принимают активное участие в сбраживании углеводов при квашении капусты и силосовании. L. dextranicum и L. cremoris сбраживают лимонную кислоту с образованием диацетила, поэтому они могут быть компонентами заквасок, применяемых в масло- и сыроделии.

     Гетерофсрментативные  лактобациллы (бета-бактерии) — Lactobacillus /omentum, L. brevis, L. cellobiosus — и другие сбраживают глюкозу с образованием DL-молочной кислоты, С0₂, уксусной кислоты и этилового спирта. Обычно они встречаются на растениях, обнаружены в хлебных заквасках. Это небольшие палочки, имеющие температурный максимум около 45 °С.

     К роду Bifidobacterium относятся бактерии, имеющие неподвижные, прямые или разветвленные палочки, клетки раздвоенной V-формы, булавовидной или лопатовидной формы. Не образуют спор, грамположительные. Глюкозу сбраживают главным образом до уксусной и /.(+)-молочной кислот. Строгие анаэробы, не переносят присутствия СО,; оптимум температуры для них составляет 36—38 °С. Известно более 20 видов бифидобактсрий; типичный представитель рода — В. bifidum.