УДК…637.1:579

Курс лекций по микробиологии молока и молокопродуктов подготовлен профессором кафедры микробиологии, вирусологии, эпизоотологии и ветеринарно – санитарной экспертизы Ульяновской ГСХА, д б н Васильевым Д.А.

ВСТУПЛЕНИЕ.

В данном лекционном курсе, в отличие от лекций по микробиологии мяса и мясопродуктов, значительное внимание уделено характеристике бактерий находящихся в молоке и молочных продуктах. Это обусловлено тем, что микроорганизмы контаминирующие мясо и мясопродукты студенты изучают достаточно детально по курсу микробиологии. Молочнокислые микроорганизмы приходится изучать в данном разделе учебной дисциплины – “Микробиология продуктов животноводства”.

Первые научные исследования молочнокислых бактерий были проведены Л. Пастером, результаты он опубликовал в 1857 г. С тех пор молочнокислые бактерии привлекают к себе внимание специалистов. На основе использования этих микроорганизмов создаются и развиваются крупные отрасли пищевой промышленности.

В начале 90 – х годов вышел новый Международный стандарт по номенклатуре молочнокислых бактерий. Однако, учитывая, что за последние 10 лет в стране практически не выходила справочная литература по микробиологии молока в предлагаемом лекционном курсе сохранены названия микроорганизмов применяемых в нашей стране до 90-х годов, что позволит студентам пользоваться сопоставимыми названиями бактерий в основной литературе по данному вопросу. Ниже приводится переводная таблица названий основных молочнокислых бактерий в соответствии с Между­народным стандартом по номенклатуре.

Номенклатура молочнокислых бактерий

Названия по Международному стандарту Старые названия

Lac. lactis subsp. lactis Str. lactis, Str. Lactis subsp. lactis

Lac. lactis subsp. cremoris Str. cremoris

Lac. lactis subsp. lactis Str. diacetylactis, Str. acetoinicus

(biovar diacetylactis)

Leuconostoc mesenteriodes Str. citrovorus, Leu.citrovoriim

Leuconostoc mesenteriodes Str. paracitrovorus,

subsp. dextranicum Leuconostoc lactis

Lactobacillus delbrueckii . Lactobacillus lactis

Lactobacillus delbrueckii Lactobacillus bulgaricus

subsp. bulgaricus

Lactobacillus rhamnosus Lactobacillus casei,

Lactobacillus casei subsp. Rhamnosus

Лекция 1. МИКРОФЛОРА ПИТЬЕВОГО МОЛОКА

ИСТОЧНИКИ ОБСЕМЕНЕНИЯ МОЛОКА МИКРООРГАНИЗМАМИ

Содержание микроорганизмов в сыром молоке отражает уро­вень гигиены получения молока, особенно степень чистоты до­ильных установок, условия его хранения и транспортирования. Известны два пути обсеменения молока микроорганизмами: эндогенный и экзогенный. При эндогенном пути молоко обсе­меняется микроорганизмами непосредственно в вымени живот­ного. Экзогенное обсеменение происходит из внешних источни­ков: кожи животного, подстилочных материалов, кормов, возду­ха, воды, доильной аппаратуры и посуды, рук и одежды работников молочной фермы.

Эндогенное обсеменение. В молоке вымени всегда содержится определенное количество микроорганизмов. В железистой части вымени микроорганизмы могут находиться непостоянно и в еди­ничном количестве клеток. В выводных протоках и молочной цистерне количество бактерий может достигать нескольких десят­ков или сотен клеток в 1 см. Это микроорганизмы - комменсалы вымени. К ним относятся энтерококки, мик­рококки, иногда маститные стрептококки, коринебактерии и др.

Молоко вымени, получаемое стерильно не через сосковый канал, называют асептическим. Оно содержит незначительное количество микроорганизмов - десятки-сотни клеток в 1 см 3 . У старых коров больше содержится в вымени микробов, чем у молодых.

Здоровый сосковый канал защищает вымя от внешней среды благодаря его анатомическому строению. Кроме того, свободные жирные кислоты, синтезируемые слизистой оболочкой соскового канала, оказывают бактерицидное воздействие. Секрет соскового канала содержит также фосфолипиды, убивающие маститные стрептококки и другие микроорганизмы. При нарушении защит­ных функций соскового барьера микроорганизмы, постоянно на­ходящиеся в сосковом канале, могут попадать в вымя и там размножаться.

У входа в сосковый канал, в каплях молока, оставшихся от предыдущей дойки, постоянно размножаются микроорганизмы, образуя так называемую бактериальную пробку, в которой коли­чество бактерий достигает сотен тысяч клеток в 1 см 3 молока. Поэтому перед дойкой первые струйки молока необходимо сдаи­вать в отдельную посуду, т. е. бактериальные пробки не должны попадать в общую массу молока.

Эндогенное обсеменение молока вымени может происходить также при маститах, септических инфекционных болезнях, трав­мах и воспалительных процессах соскового канала и вымени.

Экзогенное обсеменение . Важнейшим источником бактерий сырого молока является кожа животного и особенно кожа выме­ни и сосков, на которые надевают доильные стаканы. Молочная пленка, образующаяся в процессе доения между кожей сосков и доильными стаканами, наличие на коже грубых и мелких складок, а также относительно высокая температура создают благоприятные условия для развития микрофлоры. Она состоит из микрококков, энтерококков, кишечных палочек и других сапрофитов, а также патогенных и нежелательных для производства молока микроорганизмов.

Следует стремиться к тому, чтобы после обмывания и дезин­фекции перед доением концентрация микробов на коже вымени была не выше 10 3 микробов на 1 см 2 .

Подстилочные материалы из соломы и сена являются сущест­венным источником загрязнения кожного покрова животного, а затем и молока кишечными палочками, маслянокислыми бакте­риями, энтерококками, гнилостными спорообразующими дрож­жами, плесенями, молочнокислыми бактериями и др. Нельзя использовать в качестве подстилки торфяную крошку.

В кормах также содержится много разнообразных микроорга­низмов. В свежескошенной траве больше молочнокислых бакте­рий, в грубых кормах - гнилостных спорообразующих аэробных бацилл. В кормах содержатся пропионовокислые, уксуснокислые бактерии, актиномицеты, дрожжи и др.

Кормление коров прокисшим или смешанным с землей кор­мом, плохим силосом или кислой бардой в сочетании с имею­щимися недостатками в гигиене содержания животных ведет к загрязнению молока маслянокислыми и другими бактериями.

Недоброкачественный корм вызывает у коров понос, а моло­ко загрязняется бактериями через содержимое кишечника, в 0,1 г которого содержится от 10 до 100 тыс. бактерий. В содер­жимом кишечника возможно наличие патогенных и нежелатель­ных для молочного производства микроорганизмов.

Часто выделяющиеся у коров сальмонеллы имеются только в сыром молоке, так как энтеробактерии уничтожаются при пасте­ризации.

Поскольку молоко в настоящее время получают и хранят преимущественно в замкнутых системах, сырое молоко загрязня­ется в основном при ручном доении. Однако при смене молокопроводов всегда подсасывается наружный воздух.

Общее количество микроорганизмов в воздухе составляет 300-1500 клеток в 1 м 3 .

Вода, отвечающая требованием ГОСТа на питьевую воду и применяемая для мытья молочной посуды и аппаратуры, содер­жит незначительное количество микроорганизмов. Вода открытых водоемов или загрязненная вода содержит флюоресцирую­щие палочки, кокковую микрофлору, кишечные палочки, гни­лостные бактерии и др. Доильные установки и резервуары для хранения молока явля­ются основным источником заражения молока психротрофными бактериями, преимущественно псевдомонадами. Психрофильные микробы размножаются в молочно-водной среде на плохо вымы­тых и дезинфицированных установках, находясь в активной фазе размножения. У них отсутствует период адаптации - лагфаза. В плохо вымытой и непросушенной аппаратуре размножаются также молочнокислые бактерии, кишечные палочки, микрокок­ки, гнилостные микроорганизмы и др.

Руки и одежда работников ферм могут стать источником об­семенения молока возбудителями (кишечными палочками, ста­филококками, стрептококками и др.) различных болезней. Ра­ботники ферм, соприкасающиеся с молоком, обязаны строго выполнять правила личной гигиены, предупреждающие обсеме­нение молока микроорганизмами.

Молоко и источники его загрязнения. Молоко – секрет молочной железы млекопитающих. Состав коровьего молока в %: вода 87%; молочный сахар – 4,7%; молочный жир – 3,9%; белки - 3,3%; минеральные вещества – 0,7%; витамины и ферменты.

«Молоко, - писал академик И.П. Павлов,- это изумительная пища, приготовленная самой природой». Установлено, что этот продукт содержит свыше ста ценнейших компонентов. В него входят все необходимые для жизнедеятельности организма вещества белки, жиры, углеводы, минеральные соли, витамины. Таким образом, в молоке природа «подобрала» все компоненты в очень удачных пропорциях.

Молоко является хорошей средой для размножения и сохранения микроорганизмов. Получить стерильное молоко невозможно, т.к. в сосковом канале (сообщающимся с внешней средой) находятся представители нормальной микрофлоры вымени: маммококки, микрококки, молочно-кислые стрептококки и палочки.

Происхождение микрофлоры молока. Источники загрязнения . Молоко по своему составу представляет благоприятную среду для развития и размножения различных микроорганизмов, поэтому в нем всегда можно встретить то или иное количество микробов.

Молоко на своем пути от вымени до потребителя приходит в тесное соприкосновение с целым рядом источников загрязнения. Эти источники далеко не равноценны, как по обилию, так и по видовому составу вносимых бактерий.

Микрофлора, получаемая молоком из вымени. Этот источник поставлен на первое место в силу его чрезвычайного постоянства и абсолютной неизбежности. В сосковом канале всегда содержатся бактерии: облигатные - микрококки, маммококки (кокки вымени безвредны) и факультативные - молочно-кислые стрептококки, могут быть и патогенные стафилококки. Они образуют «бактериальную пробку» соскового канала, если ее не сдаивать отдельно, то это приведет к увеличению количества бактерий в общем удое в три раза.

Большое влияние на бактериальное загрязнение молока при доении оказывает и санитарное состояние животных: кожа животного, руки доярки, пыль от подстилок, молочное оборудование и посуда.

Кожа животного, как источник загрязнения, характеризуется обилием и трудной устранимостью, ввиду загрязнения кожи частицами навоза. Во время дойки на поверхность молока, должно быть, падает настоящий дождь из кишечных палочек, энтерококков, аэробов и анаэробов, дрожжей и плесневых грибов и др. (перечень этих микроорганизмов очень важен, т.к. именно, они будут составлять нормальную микрофлору молока ). Следовательно, степень бактериального загрязнения молока зависит от способа обработки кожи и вымени перед доением. На практике часто для обмывания вымени используют одно ведро, одно полотенце для всей группы, на 1 см 2 такого полотенца может быть обнаружено до 214 млн. бактерий.

При машинном доении коров исключаются многие источники загрязнения, однако, при содержании доильных аппаратов в антисанитарном состоянии, они становятся значительным источником микробного загрязнения (в основном психрофильных бактерий). Например, если после дезинфекции 0,2% раствором хлорамина, новые молочные шланги становятся почти стерильными, то на старых шлангах, имеющих на внутренней поверхности трещины, после такой же обработки обнаруживалось на 1 см 2 до 940 тысяч бактерий. Таким образом, роль молочной аппаратуры двойственна: с одной стороны молочная аппаратура является наиболее совершенной защитой от загрязнения, а с другой – она может отдать молоку свою собственную микрофлору.

Источником загрязнения молока может быть пыль, попадающая при раздаче кормов и сухой уборке. Применение в качестве подстилки прелой соломы увеличивает число микроорганизмов, особенно спорообразующих и плесневых грибов в воздухе, вместе с пылью в молоко попадают и микробы.

Можно сделать вывод, что источники загрязнения могут быть устранены при соблюдении зоогигиенических правил содержания коров и санитарно–гигиенических условий в процессе получения молока. Познакомившись с источниками загрязнения молока, мы получили представление о составе микрофлоры свежего молока.

Изменение микрофлоры молока при хранении и транспортировке. Количественные и качественные изменения микрофлоры молока зависят от температуры, продолжительности хранения и состава ее при получении. Так, при хранении молока при 10 0 С происходит последовательная смена фаз.

Бактерицидная фаза – сущность этой фазы в том, что количество микроорганизмов в свежевыдоенном молоке, в процессе хранения уменьшается. Эти свойства молока объясняются наличием в молоке различных противомикробных веществ: лактенинов, бактериолизинов, лизоцима и др. Продолжительность бактерицидной фазы изменяется в широких пределах и зависит от следующих факторов:

1.Количества бактерий, попавших в молоко во время дойки.

2.Температуры хранения (бактерицидные свойства молока сохраняются в течение суток, если температура ниже 10 0 С, и только 6 часов – при температуре 25 0 С).

3.От индивидуальных свойств организма животного и периода лактации.

Фаза смешанной микрофлоры. После окончания бактерицидной фазы, когда в молоке уже нет веществ, задерживающих развитие микробов, а температура хранения выше 10ºС, в молоке начинают размножаться все оставшиеся к этому моменту микроорганизмы. Эта фаза является периодом наиболее быстрого возрастания числа микроорганизмов. В течение этого периода, который продолжается 12-18 часов, микрофлора возрастает в сотни тысяч раз. Рассматриваемая фаза смешанной микрофлоры с практической точки зрения особенно важна, так как именно в этой фазе молоко попадает к потребителю.

Молочнокислая фаза. За начало этой фазы принимается момент, когда в молоке обнаруживается заметное нарастание кислотности. С определенного момента перевес над всеми имеет Str.lactis, по мере их размножения кислотность молока снижается до рН 4,0. Такая кислотность неблагоприятна для стрептококков, на смену им начинают развиваться кислотоустойчивые (рН до 3,6) молочно-кислые палочки. Таким образом, здесь можно говорить о двух ясно различимых фазах, сменяющих одна другую, в определенной последовательности. Повышение кислотности оказывается губительным для гнилостной микрофлоры, а также для бактерий группы кишечной палочки.

Продолжительность молочнокислой фазы больше, чем какой-либо другой фазы, может тянуться месяцами без заметного изменения в микрофлоре при соответствующей температуре. Но надо учитывать, что молочнокислая фаза в целом охватывает собой то состояние молока, в котором оно квалифицируется как кисломолочный продукт.

Фаза развития дрожжей и плесеней. Эта фаза не представляет практического интереса и вряд ли придется наблюдать ее в практических условиях (мы даем ее для полноты картины). Обычно молоко не доживает до этой фазы, будучи потребленным, в течение молочнокислой фазы. Внешняя картина развития этой фазы такова: еще во время молочнокислой фазы на поверхности сгустка образуются отдельные колонии Oidium lactis, постепенно смыкающиеся в сплошную белую пушистую пленку. В это же время можно наблюдать появление пленчатых дрожжей, позднее появляются пигментированные колонии плесневых грибов Penicillium, Aspergillus, вытесняющие Oidium. В молоке появляется прогоркание за счет разлагающегося жира, «плесневый» и «дрожжевой» привкусы. Затем под плесневой пленкой начинают появляться первые признаки разложения и пептонизации белков, в виде жидкости от светло-желтого до темно-бурого цвета. Слой жидкости увеличивается за счет сгустка и, в конце концов, от сгустка не остается и следа: все превращается в бурую жидкость, закрытую сверху толстой пленкой плесени.

Нормальная микрофлора молока . Вся микрофлора молока делится на нормальную и анормальную. К нормальной микрофлоре относится такая, которая постоянно присутствует в молоке, это: молочнокислые бактерии, микрококки, сарцины, энтерококки, бактерии группы кишечных палочек, маслянокислые бактерии, гнилостные бактерии, плесневые грибы и дрожжи.

Из перечисленных видов особый интерес представляют молочнокислые бактерии. Как показывает их название, основным продуктом их жизнедеятельности является молочная кислота. Молочнокислые бактерии применяются при изготовлении кисломолочных продуктов, сыроделии, маслоделии. Поэтому мы дадим подробную характеристику молочнокислым бактериям. Все молочнокислые бактерии объединены в семействo:

L A C T O B A C T E R I A C E A E

Род S t r e p t o c o c c u s Род La c t o b а c t e r i u m

Str. lactis L.acidophilum

Str. cremoris L.bulgaricum

Str. thermophilus L.casei

Пороки молока микробного происхождения . При длительном хранении сырого и пастеризованного молока в нем начинают проявляться признаки порчи, вызванные размножением, выше перечисленной микрофлоры. Характер порчи зависит от температуры хранения и вида преобладающих микроорганизмов.

Аммонификаторы (гнилостные микроорганизмы) могут размножаться при низкой температуре хранения молока, т.к. относятся к психрофильным бактериям. В процессе разложения белков изменяется консистенция молока, появляется горечь.

Маслянокислые бактерии широко распространены в природе. Они обнаруживаются в большом количестве на предметах ухода, в кормах и при несоблюдении санитарных условий попадают в молоко. При пастеризации споры маслянокислых бактерий не погибают, при длительном хранении молока они расщепляют лактозу до масляной кислоты и газа, придающих молоку прогорклый вкус и запах.

Плесневые грибы образуют островки колоний на поверхности свернувшегося молока, придают ему горький вкус и плесневый запах. Наличие плесени свидетельствует о длительном хранении молочного продукта при низкой температуре.

Кишечная палочка , находящаяся в молоке в больших количествах, придает ему стойловый запах, а при благоприятной температуре сбраживает лактозу с образованием кислоты и газа. Молоко, содержащее кишечную палочку, нельзя использовать для приготовления кисломолочных продуктов, сыров, т.к. E.coli вызывает в них пороки.

Возбудители инфекционных болезней, передаваемых через молоко. Возбудители инфекционных болезней попадают в молоко от больных животных, из окружающей среды во время транспортировки или переработки. Микробы, передаваемые через молоко, делятся на две группы. В первую входят возбудители зооантропонозов , которые передаются от одного вида животного к другому и от животного к человеку. К ним относятся: возбудители туберкулеза, бруцеллеза, сибирской язвы, ящура и др. Во вторую группу входят возбудители антропонозов – болезней, которые передаются от человека к человеку (дизентерия, дифтерия, брюшной тиф, скарлатина).

При попадании патогенных возбудителей от больных людей и животных в молоко, происходит их размножение и накопление токсинов в молоке, что приводит к возникновению пищевых токсикоинфекций, при употреблении такого молока.

Дезинфекцию на молочных фермах следует рассматривать как важную меру, дополняющую пастеризацию молока и направленную на предупреждение зоонозов и зооантропонозов, которые передаются человеку через молоко, включая сальмонеллез. Доильные аппараты, ведра, бидоны и другие емкости следует дезинфицировать; для этого применяют различные химические средства, например кальцинированную соду и гидрооксид калия.

Сохранение молока физическими методами. Молоко, поступающее на молочные заводы, характеризуется значительным бактериальным загрязнением (от сотен тысяч до миллионов в 1 мл), особенно в жаркое время года. Бактериальное загрязнение молока может быть снижено, если на всем пути от вымени до потребителя будет соблюдаться санитарно-гигиенический режим и своевременное охлаждение молока. Особенно эффективно действует глубокое охлаждение непосредственно после удоя, так как этим удлиняется и используется бактерицидная фаза. Хранить молоко следует при температуре не выше 6-8°С, а лучше при 2-4°С.

Замораживание молока позволяет приостановить в нем бактериальные процессы на длительный срок. При этом для предотвращения выпадения казеина в осадок следует применить быстрое замораживание при минус 25°С. Холод не вызывает гибель микроорганизмов, а переводит их в анабиотическое состояние и при оттаивании молока их жизнедеятельность проявляется вновь. Следовательно, с помощью холода можно сохранить только бактериально чистое молоко, в котором мало бактерий.

Высокая температура в отличие от холода вызывает гибель микробов, что повышает стойкость продукта, поэтому обработка молока таким методом получила широкое распространение.

Кипячение молока, хотя и обеспечивает высокий стерилизующий эффект, не может быть рекомендовано для молочной промышленности. При кипячении в значительной степени разрушаются витамины, денатурируются белки, ценный кальций оседает на стенки посуды, нарушается гомогенность жировой эмульсии, поэтому вместо кипячения применяют пастеризацию молока, после которой сохраняется биологическая ценность продукта.

Существует несколько режимов пастеризации молока от здоровых животных:

а) длительная – 63-65°С в течение 30 мин;

б) кратковременная – 74-78°С в течение 20 сек;

в) моментальная – 85-90°С без выдержки.

При правильно проведенной пастеризации погибает около 99% содержащихся в молоке бактерий, в том числе бесспоровые патогенные виды (возбудители туберкулеза, бруцеллеза, сальмонеллеза, гноеродные кокки), кишечная палочка и молочнокислые бактерии.

После пастеризации молоко и сливки необходимо охладить до + 4ºС, чтобы предотвратить прорастание спор и размножение сохранившейся термофильной микрофлоры.

Хранение пастеризованного молока при комнатной температуре дает возможность беспрепятственно размножаться гнилостным бактериям и патогенным, если они там остались, так как бактерицидные свойства в пастеризованном молоке инактивированы . Пастеризованное молоко не скисает, но может подвергнуться гнилостному разложению (пептонизации) и приобрести ядовитые свойства при длительном хранении в холодильнике. Таким образом, из пастеризованного молока нельзя делать запасы и хранить его длительное время.

Стерилизация молока предусматривает полное уничтожение вегетативных и споровых форм бактерий, что позволяет хранить такое молоко длительное время . Стерилизованное молоко готовят тремя способами: а) молоко стерилизуют при температуре 140 0 С - 4 сек, а потом разливают в бумажные пакеты с полиэтиленовым покрытием в асептических условиях, такое молоко может храниться 10 дней при температуре не выше 20 0 С; б) молоко разливают в бутылки, укупоривают, а затем стерилизуют при температуре 120 0 С - 15 мин; в) молоко стерилизуют при 140 0 С - 2 сек, разливают в бутылки, укупоривают и вновь стерилизуют при температуре 116 0 С - 15 мин., такое молоко может храниться до 2 мес.

Ультравысокотемпературная обработка (УВТ) - нагревание молока до 140ºС в течение одной секунды происходит в трубчатых аппаратах путем введения химически чистого пара непосредственно в молоко, в условиях полностью закрытого автоматизированного процесса. Этим устраняются окислительные процессы, приводящие к разрушению витамина С, удаляются летучие вещества кормового и стойлового происхождения. Такое молоко может храниться длительное время . В результате такой обработки погибают и споры, а все полезные вещества и микроэлементы в молоке сохраняются. При изготовлении такого молока используется только высококачественное сырье , т.к. молоко 1 и 2-го сорта (по ГОСТу) просто-напросто свернется. Специально для УВТ-молока была изобретена новая, асептическая разновидность картонной упаковки с полиэтиленовым покрытием, такое молоко можно хранить при комнатной температуре.

Консервированием осуществляется уничтожение микробов или создание неблагоприятных условий для активности микробов, вызывающих порчу продуктов. .
Для приготовления консервированного сгущенного молока в банках, его стерилизуют при 115-118ºС в течение 15 мин. При такой температуре погибают вегетативные микробы, но часть спорообразующих может остаться. Сохранившиеся споры в благоприятных условиях могут прорастать, разлагать продукт с образованием газов, которые вызывают бомбаж консервных банок. Для проверки качества стерилизации банки выдерживают в течение 10 суток при 37ºС. Отсутствие бомбажа, указывает на хорошую стерилизацию банок, что позволяет хранить их длительное время.

Сгущенное молоко с сахаром. Сырое молоко сначала подвергают очистке и доводят содержание жира и сухих веществ до уровня, соответствующего требованиям ГОСта. Затем молоко нагревают до кипения и выдерживают около 20 минут, при этом погибают все микроорганизмы, за исключением устойчивых к высокой температуре. Пастеризованное молоко сгущают до 1/3 первоначального объема, чтобы в нем содержалось не более 26,5% влаги, и к нему добавляют 43,5% сахара. При таком соотношении воды и сахара создается высокое осмотическое давление – условия, неблагоприятные для развития эшерихий, молочнокислых бактерий, дрожжей и многих плесневых грибов. Но при наличии шоколадно-коричневой плесени и цветных микрококков, обладающих протеолитическими свойствами, происходит порча продукта. Его сохранность в таком случае не превышает 6-12 месяцев. Соблюдение технологии и санитарных условий в процессе производства позволяет сохранить сгущенное молоко с сахаром в течение двух лет.

Санитарно-микробиологическая характеристика молока . Для того, чтобы не допустить распространение инфекционных болезней через молоко – проводится строгий ветеринарный и санитарный надзор за животными и предприятиями молочной промышленности (контроль сырья и процессов производства). Молоко, поступающее на молочный завод от производителя в зависимости от санитарно-микробиологических и физико-химических показателей, делят на два сорта. Молоко 1 сорта должно иметь кислотность 16-18ºТ (по Тернеру), микробную обсемененность по редуктазной пробе не ниже 1 класса и степень чистоты 1 группы по эталону. Кислотность молока 2 сорта может быть в пределах 16-20ºТ, микробная обсемененность по редуктазной пробе – не ниже 2 класса и степень чистоты по эталону - не ниже 2 группы. При этом оценка молока при приемке осуществляется по худшему показателю.

Показатели, по которым определяют сорт сдаваемого сырого молока, приведены в таблице 1.

Таблица 1

Показатели сорта молока

Повышенное содержание соматических клеток в молоке свидетельствует о наличии острого воспаления вымени (мастит). Применение молока с повышенным содержанием в нем соматических клеток на пищевые цели не допускается. Кроме потери технологических свойств такое молоко содержит токсины.

Кислотность молока является показателем, косвенно подтверждающим его микробное благополучие. При повышении количества бактерий в молоке растет и его кислотность. Пониженная кислотность свидетельствует о том, что в молоко добавлены химические вещества с целью фальсификации его качества. А это опасно, поскольку все вещества, применяемые для фальсификации, токсичны для человека.

Пастеризованное молоко, выпускаемое заводами молочной промышленности, по общему количеству микробов и коли-титру делят на две группы: А и Б. (таблица 2).

Молоко является прекрасной средой для развития микроорганизмов, которые попадают в него с вымени и шерсти животных, с рук доярок, подстилки скотного двора, инвентаря и т.д.

В 1 мл молока обнаруживают несколько сотен тысяч микробов. При охлаждении молока до +3°С количество микробов уменьшается под действием бактерицидных веществ свежевыдоенного молока в течение 2-40 часов. Затем наступает быстрое развитие всех микробов с преобладанием развития молочно-кислых бактерий. В молоке накапливается молочная кислота и антибиотики выделяемые этими микробами, что приводит к уничтожению всех микроорганизмов, в том числе, к постепенной гибели и самих молочно-кислых бактерий. Молоко прокисает, создаются благоприятные условия для развития плесневых грибов, а затем и гнилостных микробов. Происходит гнилостная порча молока.

В пастеризованном молоке (нагретого до 63-90° С) почти все молочно-кислые бактерии и бактерицидные вещества погибают, но споровые формы микробов сохраняются. Дополнительное обсеменение молока гнилостными или болезнетворными микробами приводит к порче молока и делает его опасным для здоровья. Поэтому пастеризованное молоко требует определенного режима хранения (+4°Сдо36ч).

Стерилизованное молоко (нагретое до 140° С несколько секунд), приготовленное из свежего качественного молока, микробов не содержит и поэтому в герметичной упаковке сохраняется до 4-х месяцев.

В молоко могут попадать болезнетворные микробы - возбудители дизентерии, брюшного тифа, бруцеллеза, туберкулеза. Поэтому в общественном питании молоко обязательно кипятят.

Сухое молоко- неблагоприятная среда для развития микробов, хотя в нем сохраняются все споры бацилл, термостойкие неспоровые виды микрококков, стрептококков, некоторые молочно-кислые бактерии, плесневые грибы. Эти микробы могут вызвать при сильном увлажнении молока плесневение, прокисание его.

Обнаружение в сухом молоке кишечной палочки, патогенных стрептококков свидетельствует об использовании низкокачественного сырья, несоблюдение температуры сушки молока, расфасовки, упаковки его.

гущенное молоко хорошо сохраняется, т.к. большая концентрация сахара или стерилизация убивает большинство микробов. Жизнеспособность сохраняют только некоторые споровые бактерии. Сильно обсемененное сырье, из которого изготовлено сгущенное молоко, может привести к забраживанию или гниению его.

Кисло-молочные продукты содержат в себе микроорганизмы, входящие в состав заводской закваски: чистые культуры молочно-кислого стрептококка, болгарской и ацидофильной палочек, дрожжей - для кефира и кумыса. Кроме того, микрофлора кисло-молочных продуктов зависит от микробов молока и санитарного состояния оборудования.

Сыры содержат микроорганизмы закваски и процесса созревания, под действием которых протекает молочно-кислое и пропионово-кислое брожение внутри сыров. В зависимости от температуры, влажности, солености, плотности головок сыра, количества остаточного сахара идет тот или иной процесс, от чего зависят специфические потребительские достоинства сыров. К концу созревания молочно-кислое брожение снижается, а пропионово-кислое увеличивается, вызывая гидролиз белков, накопление различных кислот, образование глазков, появление вкуса, аромата, консистенции сыров.

У мягких слизистых сыров процесс созревания идет от поверхности, где находятся различные бактерии, плесневые грибы, а затем проникает внутрь сырной массы.

Порчу сыров в виде неправильного рисунка, вспучивания, растрескивания головки, несвойственного вкуса и запаха вызывают масляно-кислые бактерии, а плесневение сыров вызывают плесневые грибы.

Микробиология сырого и питьевого молока

Микрофлора, находящаяся в молоке, накапливается двумя путями: в результате непосредственного попадания микроорганизмов извне (первичная микрофлора) и в результате размножения в молоке ранее попавших в него микроорганизмов (вторичная микрофлора). Оба эти процесса обогащения молока микроорганизмами тесно переплетены между собой и Микрофлора, находящаяся в молоке, накапливается двумя путями: в результате непосредственного попадания микроорганизмов извне (первичная микрофлора) и в результате множения в молоке ранее попавших в него микроорганизмов (вторичная микрофлора).

Источники микрофлоры молока

Основным источником микрофлоры сырого молока являются вымя животного, оборудование, вода, воздух и т. д.

Вымя животного. В вымени здорового животного остается жизнеспособным только небольшое количество видов бактерий. К ним относятся прежде всего микрококки, затем стрептококки и палочки. Эти микроорганизмы обычно содержаться в молоке, полученном в асептических условиях. Количество бактерий в асептическом молоке колеблется от 100 до 10000 в 1 мл.

В первых порциях молока обычно больше микроорганизмов чем в последующих, поэтому рекомендуется сдаивать их в отдельную посуду.

При заболеваниях коров стрептококковым или стафилококковым маститом (воспалением вымени) в молоке часто находится огромное количество бактерий – возбудителей этих заболеваний. Некоторые из стрептококков не являются болезнетворными для человека; они изменяют состав молока и придают ему неприятный вкус и запах. Другие стрептококки и стафилококки могут вызывать заболевания у людей. Стафилококки, кроме того, могут образовывать в молоке токсины, которые не разрушаются при пастеризации и могут вызывать у людей пищевые отравления.

В молоке больных коров, коз и овец могут встречаться также гемолитические стрептококки, микобактерии туберкулеза, возбудители бруцеллеза, дизентерии, брюшного тифа, салмонеллы и некоторые другие болезнетворные микробы.

Наружная часть вымени и кожа животного почти неизбежно бывают загрязнены частицами навоза, содержащими специфическую кишечную микрофлору – бактерии группы кишечной палочки, энтерококки, молочнокислые бактерии, маслянокислые бактерии, а в случае заболевания животного – представителей кишечных инфекций. Для предупреждения загрязнения молока из этих источников вымя рекомендуется тщательно обмывать и дезинфицировать. Наиболее эффективными дезинфицирующими средствами являются четырехзамещенные аммонийные соединения.

Оборудование. Широкое применение в молочных фермах такого оборудования, как доильные аппараты, стационарные трубопроводы, предохраняет молоко от попадания микроорганизмов извне. Однако при плохом уходе за оборудованием на ферме оно может служить одним из важнейших источников обсеменения молока микроорганизмами. На плохо промытом оборудовании интенсивно размножаются молочнокислые стрептококки и бактерии группы кишечной палочки, которые попадают в молоко.

В дальнейшем сырое молоко продолжает в той или иной мере обсеменяться микроорганизмами при каждой последующей перекачке в емкости для хранения и транспортировки.

Вода. Применяемая для мойки молочного оборудования вода может служит источником обсеменения молока разнообразной микрофлорой, в том числе психрофильными и патогенными микроорганизмами в случаях, если она не подвергается необходимой очистке или загрязняется на ферме.

Корм . Он может оказывать как прямое, так и косвенное влияние на микрофлору молока. В первом случае при скармливании животным сухого корма молоко обсеменяется споровыми бактериями, в том числе маслянокислыми. Во втором случае избыточное кормление животных сочными кормами приводит к тому, что испражнения их становятся более жидкими, легко загрязняют кожу и вымя животного, в результате чего увеличивается опасность попадания в молоко частиц навоза с кожи и вымени.

Воздух. Он обычно не играет существенной роли в обсеменении молока бактериями. Однако в случае несоблюдения правил уборки помещения и кормления животных в нем содержится значительное количество пыли и частиц сухого корма.

Тело и одежда обслуживающего персонала. Этот источник микрофлоры в количественном отношении также стоит на одном из последних мест. По качественному же составу с санитарно-гигиенической точки зрения этот источник может представлять значительную опасность. Из инфицированных ран на руках в молоко могут попасть патогенные стрептококки или стафилококки, которые затем могут вызвать заболевание у людей или заразить коров маститом во время доения.

Состав микрофлоры сырого молока

Качественный состав микрофлоры свежего молока и ее количество зависят, прежде всего, от условий его получения – способа доения, ухода за животными, условий содержания их.

При ручном доении большое количество микроорганизмов может попадать в молоко из воздуха, с вымени, с кожи животного. Особенно сильно увеличивается количество попадающих из этих источников микроорганизмов при плохом уходе за животными.

При машинном доении исключаются такие источники обсеменения молока микробами, как воздух, кожа животного, вымя, руки. Однако появляется другой, не менее обильный и важный в качественном отношении источник – доильное оборудование.

Большое влияние на качественный и количественный состав микрофлоры молока оказывают условия содержания животных. При пастбищном содержании коров их вымя и кожа постоянно соприкасаются с травой. Оттуда на них попадают преимущественно мезофильные молочнокислые бактерии, микрококки и некоторые другие микроорганизмы. Поэтому молоко, получаемое в пастбищный период, содержит в большей степени мезофильную микрофлору. При стойловом содержании животных их кожа и вымя бывают чаще загрязнены навозом. Вследствие этого в молоко попадает преимущественно микрофлора, свойственная желудочно-кишечному тракту – термофильные молочнокислые бактерии, энтерококки, маслянокислые бактерии.

Микробиология пастеризованного молока

Согласно установленным нормам общее количество бактерий в пастеризованном молоке группы А не должно превышать 75 тыс. в 1мл, бродильный титр должен быть не ниже 3,0; в пастеризованном молоке группы Б эти показатели соответственно 150 тыс. и 0,3.

Обнаружение кишечной палочки в пастеризованном молоке указывает не столько на возможность фекального загрязнения, сколько на качество мойки и дезинфекции оборудования.

Характер пороков пастеризованного при температуре 72-76ºС, наиболее характерным пороком является низкая стойкость его, приводящая к быстрому скисанию. Это обусловлено тем, что при указанном режиме в молоке после пастеризации остается преимущественно термостойкая молочнокислая микрофлора, а при прохождении оборудования молоко также обсеменяется молочно-кислыми бактериями.

Микробиология стерилизованного молока

Стерилизованное молоко, полученное на промышленных установках, не рассматривают как абсолютно стерильный продукт. В зависимости от исходного качества сырья (молока) и особенностей технологических режимов на предприятии определяют стерилизующий эффект, который характеризует степень снижения количества спор в молоке в процессе стерилизации.

Для стерилизованного молока наиболее распространенным пороком является развитие спорообразующей микрофлоры, вызывающей образование горечи без видимых изменений сгустка или образование сгустка низкой кислотности.

Если в процессе производства допускаются нарушения упаковки, порча молока может происходить в результате попадания в него микрофлоры из внешней среды после стерилизации. В таких случаях наблюдается обычно порча молока в отдельных емкостях, а также гнилостные бактерии.

Если при производстве стерилизованного молока нарушаются режимы термической обработки, наблюдается, как правило, порча всей партии молока. Возбудители порчи могут быть разными, их тип зависит от предела температуры, до которой было нагрето молоко.

Физические и химические способы инактивации микрофлоры

Гибель бактерий в молоке и молочных продуктах происходит и при воздействии на них некоторых физических факторов. В частности, к ним относится ультрафиолетовое облучение. Кванты ультрафиолетовой части спектра обладают достаточно высокой энергией (порядка 12 эВ) и поэтому могут изменять характер биохимических превращений в клетках микроорганизмов, вызывая их инактивацию. Повреждение ДНК служит ос­новной причиной ингибирования бактерий под действием ульт­рафиолетового облучения. Воздействие УФ-лучами используют в молочной промышленности для пастеризации молока и подав­ления воздушно-взвешенных вегетативных и споровых форм в атмосфере помещений с повышенным санитарно-гигиеническим режимом (отделения для приготовления производственных за­квасок, камеры для созревания сыров, участки фасования и асептического розлива молочных продуктов и т. д.).

Другой вид радиации - ионизирующее излучение может глубоко проникать в молочный продукт, обеспечивая холодную пастеризацию или стерилизацию. Имеются тенденции использования облучения в сочетании с мягкой тепловой обработкой для уничтожения специфических патогенных микроорганизмов.

Придание взвешенным в воздухе микрочастицам определен­ного отрицательного заряда, что происходит в процессе иониза­ции воздуха, приводит к ингибированию микробного аэрозоля . Аэроионизацию используют для инактивации спор плесневых грибов в атмосфере камер созревания и хранения сыров. Это снижает вероятность развития плесеней на поверхности сыра. К физическим методам борьбы с нежелательной микрофло­рой молока относится также бактофугирование. При этом из молока в виде фугата при использовании специальных сепара­торов выделяется биомасса бактерий, плотность которых выше, чем у плазмы молока. Обычно используются последовательно две бактофуги, которые удаляют из молока до 97% клеток мик­роорганизмов.

Очистить от бактерий молочные продукты можно и засчет пропускания их через мембраны. Так как бактерии имеют в среднем размер одного микрометра, они отделяются от пермеата уже при проведении процессов микрофильтрации. Более вы­сокая очистка от микробных клеток достигается при ультра­фильтрации. Диаметр головки наиболее распространенного ти­па фага, активного по отношению к молочнокислым бактериям, составляет 50-60 нм, а длина 100-170 нм. Следовательно, ультрафильтрат молока и сыворотки можно считать очищен­ным от бактериофагов.

Из химических способов инактивации микрофлоры наибольшее распространение в молочной промышленности получило ингибирование сорбиновой кислотой или ее солями. Сорбиновую кислоту вводят в состав плавленых сыров, наносят на по­верхность твердых сыров при их созревании, включают в состав различных покрытий, призванных защитить сыры от плесневения во время созревания.

Более сильным, чем у сорбиновой кислоты, фунгицидным действием обладают дегидрацетовая кислота и ее соли.

Очень сильным ингибиторным эффектом по отношению к микроорганизмам молока и сыворотки обладают некоторые ве­щества растительного происхождения, например плюмбагин и юглон. Их можно эффективно применять для консервирования молочной сыворотки во время ее транспортирования и хране­ния. С этой же целью в некоторых случаях используют низко­молекулярные кислоты (пропионовую, муравьиную) и пероксид водорода . Последнее соединение даже в очень слабых концент­рациях (8-10 миллионных долей) активирует естественную ан­тибактериальную систему молока.

Активно подавляет развитие плесневых грибов озон. Озони­рование камер созревания и хранения сыров проводят с целью инактивирования споровых и вегетативных форм плесеней и дрожжей.

Применение химических ингибиторов микрофлоры молока и молочных продуктов разрешается только при наличии санкции органов здравоохранения.

Микрофлора сырого молока при хранении

Основные фазы изменения микрофлоры сырого молока при хранении

Интенсивность размножения попавшей в молоко микрофлоры зависит в основном от времени и условий (главным образом температуры), при которых хранится и транспортируется молоко до момента его потребления или переработки.

Различные компоненты первичной микрофлоры молока размножаются в нем с различной скоростью, некоторые из них не только не размножаются, но количество их уменьшается.

Процесс развития вторичной микрофлоры молока от момента доения до его использования делится на несколько фаз.

Бактерицидная фаза. Период сразу после доения, когда в молоке не отмечается размножения бактерий, называется бактерицидной фазой. Образуясь из веществ крови, молоко вместе с ними приобретает бактерицидные свойства, которые сохраняются в течение некоторого времени после выхода его из вымени.

Установлено, что бактерицидные свойства молока обусловлены содержанием в нем специфических веществ. Эти вещества обнаруживаются в молоке только в первые часы после доения и при условии минимального содержания в нем микроорганизмов. В результате нагревания до 82-85ºС эти вещества разрушаются.

Длительность бактерицидной фазы зависит как от исходного количества микрофлоры, так и от температуры хранения. Немедленное глубокое охлаждение бактериально чистого молока после доения может продлить бактерицидную фазу до 24-48 ч. Если это же молоко оставить после доения неохлажденным, длительность бактерицидной фазы не превышает 2 ч. В молоке, обильно обсемененном микроорганизмами в процессе доения, бактерицидная фаза практически отсутствует.

Фаза смешанной микрофлоры. По окончании бактерицидной фазы начинается развитие всех групп микроорганизмов, попавших в молоко. Переход от бактерицидной фазы к фазе смешанной микрофлоры не выражается резким скачком в численности микрофлоры не выражается резким скачком в численности микрофлоры, так как разные группы микробов не одновременно преодолевают бактерицидные свойства молока и переходят к нормальному размножению.

В зависимости от температуры, при которой хранится молоко во время фазы смешанной микрофлоры, в нем могут получить преобладание психрофильные микроорганизмы, мезофильные и термофильные.

Фаза молочнокислых бактерий. Если молоко хранится при температуре выше 10ºС, преобладающей микрофлорой в нем становятся молочнокислые бактерии, которые постепенно начинают подавлять всю остальную микрофлору молочной кислотой, вырабатываемой ими.

Как правило, молоко реализуется или подвергается промышленной обработке, находясь в бактерицидной фазе, фазе смешанной микрофлоры или в худшем случае – в начале фазы молочнокислых бактерий, когда первоначальная кислотность его повысилась не более чем на 2-3º Т. Дальнейшее повышение кислотности делает молоко непригодным для пастеризации и последующей промышленной переработки.

Если же молоко и далее хранится при температурах выше 10-15ºС, оно свертывается в результате накопления молочной кислоты; Молочнокислые стрепококки под влиянием высокой кислотности начинают отмирать и преоладающей микрофлорой становятся молочнокислые палочки.

При дальнейшем хрнении в сквашенном молоке развиваются дрожжи и плесени, в результате чего молоко становится полностью непригодным для употребления.

При поступлении на предприятия бактериальную обсемененность сырого молока оценивают обычно по редуктазной пробе (с использованием метиленового голубого или резазурина). В зависимости от полученных результатов к первому классу (хорошее молоко) относят молоко, в котором метиленовый голубой обесцвечивается не ранее чем за 5,5 ч и резазрин – не ранее чем за 1ч. Эти результаты получают при содержании до 500 тыс. бактерий в 1мл молока.

Наиболее рациональным способом предупреждения развития микроорганизмов, попавших в молоко во время доения, является его глубокое охлаждение до температуры ниже 6-10ºС. Дальнейшее хранение молока должно производиться при температуре не выше 6-10ºС, транспортировку его на предприятия молочной промышленности или в торговую сеть необходимо осуществлять в изолированных емкостях (цистернах).

Влияние условий первичной обработки, хранения и транспортировки молока на его микрофлору

Сразу после доения молоко фильтруют для очистки от механических примесей. В некоторой мере фильтрование способствует и снижению бактериальной обсемененности молока, так как механические примеси (частицы корма, навоза) содержат огромное количество бактерий. Следует, однако, учитывать, что молоко, в котором уже начали размножаться микроорганизмы, не может быть от них очищено путем фильтрования.

Наиболее экономичным и эффективным способом, позволяющим приостановить развитие попавших в молоко бактерий, а, следовательно, и сохранить его первоначальное качество, является немедленное охлаждение после получения и фильтрации. Размножение большинства микроорганизмов, находящихся в сыром молоке, значительно замедляется при температуре 10ºС и почти полностью приостанавливается при 2-4ºС. Молоко, охлажденное до такой температуры сразу после доения, может сохраняться без изменения качества в течение двух-трех дней. При более длительном хранении в охлажденном молоке начинают постепенно развиваться психрофильные микроорганизмы, разлагаютщие жир и белок и изменяющие вкус и запах молока.

Хранение неохлажденного молока приводит к тому, что уже через 6 ч кислотность его достигает 21, через 9 ч – 23ºТ, а через 12 ч оно сквашивается.

Исключительное значение для сохранения качества сырого молока имеет правильная транспортировка его. В процессе ее температура молока не должна повышаться. Это условие обеспечивается при перевозках молока автомобильным, железнодорожным транспортом в специально оборудованных цистернах. Перевозка молока во флягах приводит к быстрому его нагреванию и ухудшению качества вследствие развития микроорганизмов.

Влияние технологических приемов обработки молока на его микрофлору

Очистка. На предприятиях молоко очищают фильтрованием и центрифугированием. При центрифугировании, с одной стороны, молоко очищается от механических примесей, с другой, разбивается скопления клеток. Вследствие этого количество бактерий в молоке после центрифугирования может увеличиваться, однако при последующей тепловой обработке единичные клетки погибают быстрее, чем скопления их.

В некоторых странах для очистки молока применяют супер-центрифугирование при очень большом числе оборотов. При такой обработке из сырого молока удаляется около 95% клеток бактерий. Последующая термическая обработка не исключается.

Охлаждение. Молоко охлаждают до переработки в тех случаях, когда возникает необходимость временного резервирования его. Обычно охлаждение осуществляют до температуры 3-5ºС. При хранении в таких условиях в молоке могут развиваться психрофильные микроорганизмы – флуоресцирующие, гнилостные, что приводит к возникновению пороков вкуса и консистенции.

Термическая обработка. Основная цель термической обработки молока заключается в уничтожении патогенной микрофлоры, т. е. в получении молока и молочных продуктов, безопасных для потребления.

Второй целью термической обработки являются уничтожение микрофлоры, снижающей стойкость питьевого молока и вызывающей пороки молочных продуктов, третьей – изменение физико-химических свойств молока для получения заданных свойств готовых продуктов, в частности кисломолочных: плотности сгустка, его вязкости и т. д., а также для подготовки молока как среды для развития микроорганизмов. Поэтому в технологических схемах производства различных видов молочных продуктов применяют различные режимы термической обработки молока в зависимости от необходимости достижения каждой из этих целей.

Наиболее распространенными способами термической обработки молока являются пастеризация и стерилизация.

Наиболее стойкими из патогенных микроорганизмов являются бактерии туберкулеза, поэтому основным критерием надежности режимов пастеризации служит гибель этих бактерий.

В сыром молоке имеется фермент фосфатаза, который разрушается при более длительной выдержке и высокой температуре, чем туберкулезная палочка. Поэтому считают, что если в пастеризованном молоке нет фосфатазы - погибли все неспорообразующие патогенные бактерии.

Эффективность уничтожения в молоке остальных микроорганизмов зависит как от режимов пастеризации, так и от первоначальной обсемененности сырого молока и состава его микрофлоры. Чем больше в молоке термостойких бактерий, тем ниже будет эффективность пастеризации. Количество бактерий, оставшихся после пастеризации в молоке, может составлять от 0,01% до 1,5-2%.

Преобладающей микрофлорой молока, охлажденного сразу после доения и хранившегося при низких температурах до момента термической обработки, являются психрофильные бактерии. Они сравнительно малоустойчивы по отношению к нагреванию. Поэтому эффективность термической обработки такого молока обычно бывает достаточно высокой. Если молоко после доения не охлаждается до температуры ниже 10ºС, в нем во время хранения и транспортировки развиваются молочнокислые бактерии, в том числе стрептококки кишечного происхождения. Эта группа бактерий отличается высокой термоустойчивостью, вследствие чего эффективность пастеризации молока, хранившегося при повышенных температурах, бывает значительно ниже.

Микрофлора, которая остается в молоке после пастеризации называется остаточной микрофлорой пастеризованного молока. При режимах пастеризации 72-75ºС с выдержкой 15-20 сек преобладающей остаточной микрофлорой являются термофильные стрептококки, микрококки, споровые палочки. Микрофлора молока, пастеризованного при более высоких температурах – 85-90ºС – с кратковременной выдержкой, состоит из термоустойчивых молочнокислых палочек и споровых бактерий. Если молоко, нагретое до 90-95ºС, подвергнуть выдержке в течение 10-30 мин, в нем остаются только споры бактерий.

Молоко, проходя после пастеризации и охлаждения через оборудование к разливочным агрегатам (при выпуске питьевого молока) или к емкостям, в которых его заквашивают, дополнительно обсеменяется микроорганизмами. Количественный и качественный состав микрофлоры, попадающий с оборудования в молоко, зависит, прежде всего, от качества и регулярности мойки и дезинфекции его. С оборудования в молоко попадают бактерии группы кишечной палочки, психрофильные бактерии, молочнокислые стрептококки и термоустойчивые палочки. Вся эта микрофлора присоединяется к остаточной микрофлоре пастеризованного молока и составляет микрофлору пастеризованного молока. При плохом содержании оборудования эта микрофлора может увеличиться по сравнению с остаточной микрофлорой молока в 10-20 раз и даже более.

Тепловая обработка влияет на химический состав и физические свойства молока. В свою очередь эти изменения оказывают влияние на последующее развитие в молоке микроорганизмов, вносимых с заквасками, и на характер образующихся сгустков, как под влиянием молочной кислоты, так и сычужного фермента. В молоке, подвергнутом различной тепловой обработке, развитие молочнокислых бактерий происходит по-разному. Хуже всего развиваются молочнокислые бактерии в молоке, подвергнутом длительному нагреванию в течение 30 мин при низких температурах. Это происходит потому, что при этих температурах укрупняются молекулы казеина, и он становится менее доступным для микроорганизмов.

Лучше всего молочнокислые бактерии развиваются в молоке, подвергнутом нагреванию при температурах стерилизации. Однако слишком большая выдержка при этих температурах приводит к разрушению белков и других составных частей молока, вследствие чего развитие молочнокислых бактерий значительно ухудшается.

Тепловая обработка молока влияет также и на плотность получаемых сгустков и способность их к выделению сыворотки. Для того чтобы получить плотные сгустки кисломолочных продуктов и минимальное отделение сыворотки, нужно нагреть молоко до такой температуры и выдержать столько времени, чтобы максимальное количество сывороточных белков свернулось. В этом случае при сквашивании свернувшиеся сывороточные белки вовлекаются в сгусток, образуемый казеином. Плотность сгустка и его способность удерживать сыворотку при этом повышаются. Установлено, что такие результаты могут быть достигнуты при нагревании молока до 80ºС в течение 30 мин, до 85ºС – 10 мин, до 90ºС – 5 мин, до 95ºС – 2 мин и до 100ºС – 1 мин. При производстве кисломолочных продуктов режимы тепловой обработки выбирают с учетом этих данных.

Режимы пастеризации значительно влияют и на способность молока к сычужному свертыванию вследствие выпадения солей кальция. Режимы тепловой обработки молока, предназначенного для сыроделия, выбирают с таким расчетом, чтобы уничтожить патогенные и газообразующие бактерии и минимально нарушить солевое равновесие молока.

Режимы пастеризации сливок устанавливают обычно более жесткие, чем молока. Это объясняется тем, что жир в сливках оказывает определенное защитное действие на микроорганизмы. Кроме того, при производстве сметаны повышенные температуры пастеризации способствуют лучшему набуханию белков и получению продукта густой, плотной консистенции. При производстве вологодского масла цель пастеризации молока – не только уничтожение максимального количества микробов, но и образование специфического орехового привкуса, обусловленного разрушением некоторых составных частей молока и появлением новых веществ.

При производстве питьевого молока наиболее распространенным режимом является нагревание до 72-76ºС с выдержкой 15-20 сек. Однако следует учитывать, что такой режим не всегда обеспечивает получение достаточно стойкого молока. Сливки 10%-ной жирности пастеризуют при 80ºС, 20%-ной жирности – при 85-87ºС.

Целью стерилизации является полное уничтожение микроорганизмов в молоке. Наиболее простой способ получения стерилизованного молока состоит в его автоклавирования при температуре 120ºС с выдержкой до 20 сек. Такой способ стерилизции применяется при подготовке молока для закваски.

Тепловая обработка

Экономичность, надежность, удобность делают метод сниже­ния или повышения температуры молока и молочных продуктов самым распространенным способом инактивации нежелатель­ной микрофлоры.

Среднее значение оптимальной температуры жизнедеятель­ности микрофлоры, встречающейся в молоке, в основном совпа­дает с температурой тела млекопитающих. Понижение темпера­туры приводит сначала к замедлению, а затем и к прекраще­нию обменных процессов. Охлаждения молока и молочных про­дуктов до 4-10°С в большинстве технологических процессов оказывается достаточно для требующейся задержки развития микроорганизмов.

Первый раз охлаждению подвергают молоко на ферме. Что­бы сохранить бактерицидные и бактериостатические свойства молока на несколько суток, создать условия для нормального протекания всех технологических процессов его последующей переработки на молочном предприятии , необходимо в течение нескольких минут после выдаивания снизить температуру мо­лока до 18-20 °С, а затем за 1-3 ч - до 4-10 °С. Такое охлаждение - самый надежный способ защиты от развития до опасных пределов вредной стафилококковой и другой инфек­ции в молоке.

Во время изготовления молочных продуктов технолог дол­жен обеспечить условия, при которых молоко и молочные про­дукты, как правило, имеют температуру в интервале от 15 до 45 °С не более нескольких минут, Исключение составляет тех­нология ферментированных молочных продуктов, при производ­стве которых в этом диапазоне температур производится куль­тивирование молочнокислых бактерий.

Чаще всего для охлаждения молока, пахты и сыворотки ис­пользуют пластинчатые аппараты. Для охлаждения молочных продуктов с высокой вязкостью (творожный сгусток, высоко­жирные сливки и т. д.) применяют цилиндрические аппараты, с теплообменной поверхности которых продукт непрерывно уда­ляется с помощью специальных скребков или шнеков.

В тех случаях, когда по требованиям технологии необходи­мо жесткое подавление жизнедеятельности микрофлоры, прибе­гают к повышению температуры молока. Процесс этот назван по имени французского ученого Луи Пастера пастеризацией. Использование процесса в применении к молоку предложено на основании результатов исследований. В основе бактерицидного действия высоких температур на микробные клетки лежит повреждение рибосом, денатурация ферментных и мембранных белков.

Помимо температуры инактивация микроорганизмов зави­сит от активности воды. В цельном и обезжиренном молоке, пахте и сыворотке активность воды находится на высоком уровне. Но в этих же продуктах после их сгущения, в смеси для мороженого, в чеддеризованной сырной массе, плавленом сыре, в сгущенном молоке с сахаром значительная часть влаги находится в связанном состоянии и активность воды ниже. Это повышает сопротивляемость микроорганизмов к действию вы­сокой температуры.

Перевод рН молочной плазмы из оптимального для бактерий интервала в экстремальные диапазоны усиливает ингибирующее воздействие на микробы.

Кроме перечисленных выше, факторов на эффективность пас­теризации в сильной мере влияет степень механической загряз­ненности молока. Чем крупнее посторонние частицы в молоке и чем больше их количество, тем выше защищенность микроорга­низмов от теплового воздействия, а следовательно, и ниже эффективность пастеризации.

Наличие или отсутствие этих факторов нужно учитывать при установлении режимов пастеризации и в первую очередь при выборе необходимой продолжительности выдерживания продукта после достижения температуры тепловой обработки.

Исходя из принципов системного подхода при тепловой об­работке молока и молочных продуктов целью должно быть не I только соблюдение установленных режимов пастеризации, но и I достижение конечного результата - снижение численности по-1 пуляции микроорганизмов до необходимого уровня.

Необходимый минимум численности бактерий обеспечивает­ся регулированием времени выдержки, а в допустимых случаях и температурой пастеризации.

При выборе производственных режимов пастеризации наря­ду с необходимостью подавления микрофлоры учитывают и осо­бенности технологии того или иного молочного продукта. Так, при изготовлении сычужных сыров температура пастеризации устанавливается в пределах 72-76 °С, чтобы не вызывать де­натурации и перехода в сырную массу сывороточных белков. В производстве же кисломолочных продуктов, наоборот, повы­шают температуру пастеризации до 95 °С, чтобы оказать тепло­вое воздействие на белковую систему молока. Конкретные ре­жимы пастеризации молока для каждого вида продукции ука­зывают в соответствующих технологических инструкциях.

После того как процесс пастеризации проведен и микрофло­ра в нужной степени инактивирована, молоко чаще всего под­вергают немедленному охлаждению. Причин того несколько.

Во-первых, в молоке одновременно с бактериями при на­греве разрушается естественная антибактериальная тиоцианат-пероксидазная система. В связи с этим обостряется потреб­ность в применении искусственных приемов защиты от разви­тия сохранивших свою жизнедеятельность микроорганизмов.

Во-вторых, молоко необходимо предохранить от поражения вторичной микрофлорой, которая с течением времени адаптиру­ется к условиям, в которых эксплуатируются аппараты для пас­теризации молока, и развивается в местах, затрудненных для механизированной мойки и дезинфекции (застойные зоны, по­верхности под резиновыми прокладками и т. д.).

В-третьих, необходимо предохранить молоко от опасности размножения в нем патогенных форм микроорганизмов, которые могут попасть в него после пастеризации через воздух, руки обслуживающего персонала, плохо промытые части оборудова­ния и т. п.

Наибольшее распространение получили пластинчатые пасте­ризаторы. Типовая пастеризационно-охладительная установка имеет в своем составе пластинчатый теплообменник с пятью секциями, выдерживатель, сепаратор-молокоочиститель, пита­тельный насос, сосуд с регулируемым уровнем поступающего молока, систему приготовления и подачи горячей воды, систе­му автоматизированного контроля и управления.

В специальном выдерживателе молоко задерживается на определенное время для завершения инактивации микрофлоры, после чего начинается процесс охлаждения, сначала в секциях регенерации, затем в секциях водяного и рассольного охлаж­дения.

Важная роль отводится возвратному клапану, который на­правляет молоко в питательный бак для повторной пастериза­ции, если не был обеспечен нагрев молока до установленной температуры пастеризации.

В зависимости от технологического назначения пастеризационно-охладительные установки имеют отличительные черты в конструктивном исполнении. Так, агрегаты, предназначенные для тепловой обработки молока, при производстве кисломолочных продуктов имеют более развитую поверхность секции пастери­зации, в которой температура поднимается до 90-95 °С. Вы­держивание молока проводится в течение 5-6 мин, что вызыва­ется необходимостью максимального снижения числа Мечнико­ва, а также придания белковой системе молока определенных свойств, обеспечивающих хорошую консистенцию кисломолоч­ных продуктов.

В некоторых случаях охлаждение молочных продуктов пос­ле пастеризации не проводится. Это имеет место, например, при нагреве сливок перед вторым сепарированием при произ­водстве сливочного масла, при нагреве молочных продуктов пе­ред сгущением в вакуум-выпарных установках при выпуске молочных консервов. В этих условиях для нагрева молока4-час­то используют трубчатые теплообменники.

Удобны трубчатые теплообменники и для предприятий малой производственной мощности. Иногда они выполняют роль сек­ции пастеризации, которая работает в наиболее жестких усло­виях. Остальные же секции, регенерации и охлаждения, остают­ся пластинчатого типа.

Режимы тепловой обработки, при которых температура не превышает 100 °С, принято называть пастеризационными. Инак­тивацию микрофлоры за счет нагрева выше 100 °С относят к стерилизации. В некоторых случаях выделяют промежуточную область, называя ее ультравысокотемпературной (УВТ) обра­боткой молока.

При стерилизации происходит уничтожение не только веге­тативных форм микроорганизмов, но и их спор, которые при обычных режимах пастеризации не погибают. Стерилизация ингибирует микрофлору молока и молочных продуктов в такой степени, что последние могут храниться в течение длительного времени при комнатной температуре. Однако это становится возможным только при исключении вероятности повторного об­семенения продуктов посторонними микроорганизмами. Для этого принимают специальные меры.

В одних случаях молочные продукты стерилизуют непосред­ственно в таре: питьевое молоко в стеклянных или пластмассо­вых бутылках, молочные консервы и плавленый сыр в жестя­ных или полимерных банках. В других - фасование молока и молочных продуктов осуществляется в асептических условиях (молоко в многослойных полимерных пакетах).

Стерилизация требует ускоренного нагрева продукта до вы­соких температур. В одних установках сохраняется, как и для пастеризации, косвенный нагрев через стенки пластин теплооб­менника горячей водой, которая находится в этом случае под соответствующим давлением, предупреждающим вскипание.

В других установках используется также пароконтактный метод нагрева, когда молоко непосредственно смешивается со свободным от каких-либо примесей перегретым водяным паром. Недостатком способа является отсутствие рекуперации тепла, а следовательно, и повышенный расход тепловой энергии .

Вакуумную обработку сочетают с нагревом молока не толь­ко в пароконтактных агрегатах. В некоторых случаях она вклю­чается в состав установок для пастеризации молока в сыроде­лии или сливок при производстве масла. При этом достигается дегазация молока, что имеет значение в производстве сыров, а также некоторое удаление летучих веществ, ответственных за посторонние запахи и привкусы.

Чем выше степень подавления микрофлоры молока и мо­лочных продуктов, тем больше затраты энергии и труда, слож­нее конструкция оборудования, значительнее неблагоприятные изменения "белков, углеводов и других компонентов молока. По­этому для каждого случая использования тепловой обработки нужно проводить обоснованный выбор намечаемой степени инактивации микрофлоры. При этом в расчет должны быть приняты условия и сроки хранения молочных продуктов пос­ле тепловой обработки, затраты труда, энергии, материалов и др.

Введение

Микробиология молока. Микробы попадают в молоко уже в момент выдаивания. Происхождение микрофлоры молока очень разнообразно. Некоторые микробы обитают в каналах сосков вымени и поэтому всегда находятся в выдоенном молоке. Кроме того, в молоко попадает множество микробов с поверхности вымени, шерсти животных, с рук доилыциков, с унавоженной подстилки, инвентаря и т. д., микробы могут заноситься в молоко мухами. За счет этих источников количество микробов в 1 мл после доения увеличивается с нескольких тысяч до десятков и сотен тысяч после обработки - фильтрации, охлаждения и разлива. В результате формируется очень богатая по составу микрофлора. Быстрое охлаждение является обязательной операцией, в противном случае в неохлажденном молоке развитие микрофлоры происходит быстро. Этому способствует благоприятный химический состав молока. В неохлажденном молоке за 24 ч численность микрофлоры увеличивается в 2-3 раза. При охлаждении до 3-8 °С наблюдается обратная картина- уменьшение количества микроорганизмов, происходящее под влиянием бактерицидных веществ, содержащихся в свежевыдоенном молоке. Период задержки развития микробов или их отмирания в молоке (бактерицидная фаза) тем продолжительнее, чем ниже температура хранящегося молока, чем меньше в нем микробов. Обычно эта фаза длится от 2 до 40 ч.

В дальнейшем наступает быстрое развитие всех микробов. Однако молочно-кислые бактерии, если они до этого находились даже в меньшинстве, постепенно становятся преобладающими. Это объясняется тем, что они используют молочный сахар, недоступный большинству прочих, микроорганизмов, а также тем, что молочная кислота и выделяемые некоторыми из них вещества - антибиотики (низин) угнетают развитие всех остальных микробов. Постепенно под влиянием накопившейся молочной кислоты прекраща­ется размножение и молочно-кислых бактерий. В молоке, подвергшемся сквашиванию, создаются условия для развития плесневых грибов.

Активнее всего развиваются оидиум, пенициллиум и различные дрожжи. Потребляя кислоты, опресняя этим продукты, плесневые грибы создают возможность вторичного заселения объекта гнилостными бактериями. В конечном счете происходит полная гнилостная порча молока.

В пастеризованном молоке, кратковременно нагретом до 63-90 °С, последовательность смены микрофлоры резко меняется. Почти все молочно-кислые бактерии погибают, и полностью разрушаются бактерицидные вещества молока. В то же время сохраняются термостойкие и споровые формы микроорганизмов. Поэтому через некоторое время в таком молоке может начаться бурное размножение сохранившейся разнообразной микрофлоры. Отсутствие бактерицидных веществ, малочисленность или полное отсутствие молочно-кислых бактерий делают молоко «беззащитным». В этих условиях скисание, молока может не произойти, но даже незначительное обсеменение гнилостными или болезнетворными бактериями приводит его к порче, делает опасным для употребления. В этой связи ясно, почему при торговле пастеризованным молоком необходимо особенно строго выполнять санитарно-гигиенические требования и соблюдать температурные режимы хранения.

В последние годы в реализацию поступает много стерилизованного молока. При стерилизации полностью уничтожается микрофлора и молоку придается высокая стойкость при хранении. Для приготовления стерилизованного молока используют малообсемененное, абсолютно свежее, предварительно гомогенизированное сырое молоко. Однократная стерилизация его проводится при 140°С в течение нескольких секунд. Поэтому в. молоке сохраняются все биологические свойства, мало разрушаются даже витамины - С, В1, В6, B12.

При использовании молока низкого качества могут сохраняться споры сенной и картофельной палочек, бациллы цереус и др. Они способны вызывать порчу стерилизованного молока, разлагая в нем белки.

Помимо рассмотренной выше нормальной микрофлоры молока, следует учитывать возможность формирования в нем микрофлоры необычной, т. е. анормальной. К ней относят возбудителей различных инфекций - брюшного тифа, дизентерии, бруцеллеза и др., а также микробов, вызывающих появление в молоке горького, соленого, мылистого вкуса, синего или красноватого цвета и др.

Микробиология молочных продуктов. Сгущенное молоко представляет собой стойкий продукт. В процессе нагрева и стерилизации упакованного в банки молока в нем отмирает большинство микроорганизмов. Жизнеспособность сохраняют только некоторые споровые.

Микробиологическая порча чаще всего возникает при использовании непригодного, т. е. сильно обсемененного микробами, сырья. Развитие споровых бактерий и реже термофильных грибов приводит к забраживанию и гнилостным процессам в сгущенном молоке.

Менее жесткие требования по обсемененности микрофлорой и кислотности предъявляются к сырому молоку, используемому для выработки сгущенного молока с сахаром. Действие второго консервирующего фактора - высокого осмотического давления, создаваемого сахаром, препятствует прорастанию к развитию спор. Такое молоко микробиологической порче подвергается редко.

Сухое молоко имеет более обильную микрофлору, чем сгущенное. Это объясняется кратковременностью нагрева и невысокой температурой при сушке. В молочном порошке сохраняются все виды споровых микроорганизмов, термоустойчивые неспоровые виды микрококков, стрептококков, некоторые молочно-кислые бактерии, споры плесневых грибов. Эта нормальная микрофлора может вызывать порчу - прокисание, плесневение и т. д.- лишь при значительном увлажнении сухого молока.

Обнаружение в сухом молоке нетермостойких форм - кишечной палочки и патогенных стрептококков - может свидетельствовать об использовании низкокачественного сырья, несоблюдении термического режима обработки, нарушении санитарных норм при расфасовке и упаковке.

Микробиология кисло-молочных продуктов. Определяется она в первую очередь составом применяемых заводских заквасок, микрофлорой используемого молока и санитарно-гигиеническим состоянием производственного оборудования - вместимостей для молока, трубопроводов и др.

Для приготовления, кисло-молочных продуктов в пастеризованное охлажденное молоко вносят закваски чистой культуры того или иного вида или смеси чистых культур нескольких видов молочно-кислых бактерий. Для производства кефира и кумыса используют закваски, в составе которых имеются еще и дрожжи.

Применение чистых культур различных возбудителей молочно-кислого брожения обеспечивает получение готовых продуктов высокого качества с определенными стабильными свойствами. Примесь случайной микрофлоры ухудшает качество этих продуктов.

Микрофлора сыров представлена в основном микроорганизмами, принимавшими участие в сквашивании молока и в процессах созревания. Микрофлора, развившаяся из закваски, сохраняется лишь частично, так как значительная ее часть во время продолжительного второго подогрева сырного зерна (до 40-57 °С) гибнет. В 1 г сырного зерна сохраняется до 100 млн. клеток. В дальнейшем при прессовании число их в несколько раз увеличивается. Образование корки на сыре, просолка препятствуют развитию микрофлоры на поверхности. Дальнейшее развитие микробиологических процессов - молочно-кислого и пропионово-кислого брожений - идет при созревании сыров. Развиваются эти анаэробные процессы внутри и постепенно захватывают периферийные части сыра. В зависимости от температуры, влажности, солености, плотности головок, количества остаточного сахара и других факторов преимущественно идет тот или иной процесс, от чего и зависят специфические потребительские достоинства сыров. К концу созревания количество молочно-кислых бактерий снижается и увеличивается число пропионово-кислых. Вызываемый ими слабый протеолиз белков, накопление различных кислот, образование глазков за счет умеренного углекислого газа формируют вкус, аромат, консистенцию и рисунок сырного теста.

У мягких, слизистых сыров в отличие от твердых процесс созревания идет от поверхности внутрь. В созревании участвуют различные аэробные, и условно-анаэробные бактерии и плесневые грибы. Общее количество бактерий в 1 г сыра составляет миллиарды клеток.

В сырах могут оказываться и некоторые споровые микроорганизмы, например масляно-кислые. Обильно выделяя углекислый газ и водород, они могут вызывать образование неправильного рисунка, вспучивание, растрескивание головок сыров, придавать им несвойственный вкус. При хранении сыров в условиях повышенной влажности в местах повреждения корки они могут поражаться плесневыми грибами. Порча постепенно развивается вглубь и сопровождается размягчением сыров, образованием пушистого налета на поверхности, появлением неприятного запаха.

1. Дрожжи, встречающиеся в производстве молока и молочных продуктов. Их роль в формировании качества молочных продуктов

Основной микрофлорой кисломолочных продуктов является молочнокислые бактерии и дрожжи. В лабораториях микроорганизмы выделяют в чистом виде и специально выращивают (культивируют). Такие микроорганизмы, выращиваемые в специальных целях, называются «культурами» (культура молочнокислого стрептококка).

Молоко, сквашенное путем внесения в него определенных культур молочнокислых бактерий или дрожжей, называется закваской и предназначается для сквашивания молока при производстве кисломолочных продуктов. Для приготовления заквасок применяются следующие чистые молочнокислые культуры и дрожжи: молочный стрептококк (S. Lactis), болгарская палочка (L. Bulgaricus), ацидофильная палочка (L. acidophilus), ароматообразующие бактерии (S. diacetylactis, L. cremoris, S. acetoinicus, S. cremoris) и молочные дрожжи (Torula), сбраживающие лактозу, бифидобактерии и другие пробиотические культуры.

Молочнокислые стрептококки повышают кислотность молока до 120 °Т, молочнокислые палочки (болгарская и ацидофильная) - до 200-300 °Т и являются наиболее сильными кислотообразователями.

Для приготовления производственных заквасок применяют закваски чистых культур молочнокислых бактерий, которые могут быть жидкими и сухими. На жидких или сухих заквасках сначала готовят первичную (лабораторную) закваску. Для этого в стерильное молоко вносят порцию жидкой или сухой закваски, перемешивают и выдерживают в термостатах при температуре, являющейся оптимальной для данного вида культур.

Из первичной (лабораторной) закваски готовят вторичную (пересадочную), для этого 5% первичной закваски вносят в охлажденное молоко и выдерживают при температуре сквашивания. Вторичную закваску можно использовать как основную для получения производственной закваски.

Кислотность производственной закваски на молочнокислых стрептококках должна быть 90-100 °Т, на молочнокислых палочках 100-110°Т.

Перед использованием закваски проверяют ее органолептические показатели. Доброкачественная закваска должна достаточно быстро сквашивать молоко, иметь чистый вкус и запах.

Сгусток должен быть однородным, достаточно плотным, без газообразования и выделившейся сыворотки.

Для приготовления лабораторной закваски при производстве кефира используются кефирные грибки (зерна), микрофлора которых представляет собой симбиоз молочнокислых стрептококков и палочек, ароматообразующих бактерий и молочных дрожжей, микодермы и уксуснокислых бактерий.

Активность и чистота заквасок во многом определяют качество готового продукта.

При снижении активности заквасок (продолжительности свертывания) молоко не сквашивается или образуется дряблый сгусток. При развитии термоустойчивых молочнокислых палочек появляется излишняя кислотность продукта. Дрожжи, участвующие в созревании кефира, кумыса, ацидофильно-дрожжевого молока, при излишнем размножении вызывают вспучивание этих продуктов. Попадание уксуснокислых бактерий в сметану, творог может вызвать пороки консистенции.