Дріжджі

Систематична приналежність. Дріжджі – це вищі гриби, що втратили здатність утворювати міцелій і перетворилися на одноклітинні організми. Відносяться до надцарства еукаріот, відділу дійсних грибів. У молоці і молочних продуктах найчастіше зустрічаються спорогенні дріжджі сімейства Saccharomycetaceae (наприклад, родів Saccharomyces (рис.1.8), Zygosaccharomyces) і аспорогенні дріжджі сімейства Torulopsidaceae (родів Torulopsis, Candida, Mycoderma та ін.).

Рис. 1.8. Дріжджі роду Saccharomyces, х 400

В основу класифікації дріжджів покладені наступні ознаки: відмінності в характері їх вегетативного розмноження, здатність до спороутворення і статевого розмноження, а також інші морфологічні та фізіологічні властивості.

Фізіологічні властивості. Більшість дріжджів є факультативними анаеробами, деякі – аероби. Добре ростуть у кислому середовищі (ацидофіли). По відношенню до температури дріжджі є мезофілами – оптимальна температура їх розвитку 25-30 °С. Вища температура стимулює розвиток дріжджів виду Torulopsis sphaerica і дріжджів, що не зброджують лактозу. Як джерело вуглецю краще всього використовують гексози, інші вуглеводи, спирти, органічні кислоти. Джерелами азоту для них є солі амонію, амінокислоти, пептиди.

Багато дріжджів є збудниками спиртного бродіння – процесу анаеробного окиснення цукрів до етилового спирту:

С₆Н₁₂О₆ ® 2СН₃СН₂ОН + 2СО₂­ + Е

глюкоза етиловий спирт

Можливість дріжджів розмножуватися в молоці і молочних продуктах визначається їх здатністю зброджувати або окиснювати лактозу, а також наявністю в молоці мікрофлори, що володіє b-галактозидазною активністю. У зв'язку з цим дріжджі, що зустрічаються в молоці і молочних продуктах, діляться на 3 групи:

· Дріжджі, не здатні до спиртового бродіння, але засвоюють лактозу шляхом безпосереднього окислення (у молоці ростуть, але лактозу не зброджують). До таких дріжджів відносяться дріжджі родів Mycoderma, Torula.

· Дріжджі, що не зброджують лактозу, але зброджують інші цукру. Ці дріжджі можуть розвиватися тільки в сумісній культурі з мікроорганізмами, які володіють b-галактозидазною активністю і здійснюють гідроліз молочного цукру до глюкози і галактози. До таких дріжджів належать більшість видів роду Saccharomyces.

· Дріжджі, що зброджують лактозу. Таких дріжджів не багато. Найчастіше в молочних продуктах зустрічаються наступні види дріжджів цієї групи: Saccharomyces lactis, Saccharomyces fragilis, Torulopsis kefir, Torulopsis sphaerica, Candida pseudotropicalis та ін.

Природнім місцезнаходженням дріжджів є поверхня плодів і ягід, сік та поверхня листя, нектар, вода, грунт, шкірні покрови і травний тракт людей і тварин. Існують патогенні та умовно-патогенні види дріжджів, які викликають кандідомікози.

Роль дріжджів у формуванні якості молочних продуктів надзвичайно велика. Вони використовуються при виробництві кефіру і кумису, будучи не тільки збудниками спиртного бродіння, але і продуцентами вітамінів групи В, антибіотичних речовин, що пригнічують розвиток туберкульозної палички та інших патогенних мікроорганізмів. Продукти життєдіяльності дріжджів активізують розвиток молочнокислих бактерій. Деяких дріжджі використовуються у виробництві масла, оскільки запобігають розвитку на його поверхні мікроскопічних грибів і, таким чином, підвищують стійкість масла в процесі зберігання.

З іншого боку, дріжджі є шкідниками виробництва багатьох молочних продуктів. Інтенсивний розвиток дріжджів незаквашувального походження нерідко призводить до спучення, зміни смаку сиру, сметани, солодких сирних виробів, інтенсивному газоутворенню згущеного молока (бомбаж банок), виникненню спиртного смаку і запаху.

 

1.6. Молоко як сировина для виробництва молочнокислих продуктів

 

Молоко (секрет молочних залоз) – унікальне природнє поживне середовище, що містить 82-88 % води і 12-18 % сухих речовин. До складу сухого молочного залишку входять білки (3,0-3,2 %), жири (3,3-6,0 %), вуглеводи (молочний цукор лактоза – 4,7 %), солі (0,9-1 %), мінорні компоненти (0,01 %): ферменти, імуноглобуліни, лізоцим і т.д.

Молочні жири досить різноманітні за своїм складом. Основні білки молока – альбумін, казеїн. Завдяки такому складу молоко являє собою прекрасний субстрат для розвитку мікроорганізмів.

У всьому світі молоко використовується як мінімум в одній формі при харчуванні, і як максимум – у кількох видах від різних ссавців. Хімічний склад коров’ячого молока наведено у таблиці 1.4.

Таблиця 1.4

Середній хімічний склад молока

 

Сполука	Вміст, %
Вода	87,0
Білки	3,5
Жири	3,9
Вуглеводи	4,9

 

Вміст білків у молоці значно нижчий, ніж у м’ясі (3,5 % порівняно із 18 %), проте рівень вуглеводів – вищий (4,9 % порівняно із 1,0 %). Вміст води практично однаковий як у м’ясі (75,5 %) так і в молоці (80 %). Склад молока корів та овець подібний.

Білок молока складається переважно із казеїну та поділяється на кілька класів: альфа, бета тощо. При кислотності молока близько 4,6, казеїн осаджується. Казеїн становить 80-85% від усіх білків молока. Рідина, що залишился після осодження казеїну, містить альбуміни, імуноглобуліни, альфа-лактоальбуміни тощо. Серед вуглеводів у молоці переважає лактоза, а також міститься глюкоза та лимонна кислота. Вміст жиру коливається на рівні 3,5-5,0 % залежно від породи тварин і складається переважно із тригліцеридів С₁₄, С₁₆, С₁₈ жирних кислот. Зустрічаються також залишки дигліцеридів та фосфоліпідів. Ліпіди складаються із кульок жиру, оточених фосфоліпідними залишками. Окрім того молоко багате на кальцій та залізо.

Рівень рН свіжого молока становить близько 6,0, проте може бути 6,8, (при захворюванні корів маститом). Мастит є інфекційним захворюванням вимені і спричиняється переважно стрептококами та стафілококами. Молоко від корів із маститом містить багато лейкоцитів – 10⁶ клітин/мл (порівняно з нормальним вмістом лейкоцитів у молоці – 70 клітин/мл).

Досить багато у молоці вітамінів групи В – пантотенової кислоти та рибофлавіну. Вітаміни А та D додають у молоко на виробництвах, що не впливає на активність мікроорганізмів у молоці. Найсприятливішим склад молока є для росту гетеротрофів, у тому числі лактобацил.

Основна мікрофлора молока.Теоретично, молоко, що виробляє здорова корова, є вільним від мікроорганізмів. Проте свіже молоко характеризується наявністю різноманітних мікроорганізмів у кількості від кількох сотень до кількох тисяч КУО/мл. При цьому мікроорганізми можуть бути наявними у молочних каналах та на кінцях сосків. Середнє загальне мікробне число молока від здорових корів є меншим за 10³ КУО/мл.

Псування молока. Кишкова паличка є найбільш поширеним мікроорганізмом серед грамнегативних бактерій, що використовує лактозу. Псування молока може спричинити термостійкий штам Streptococcus salivarius subsp. thermophilus. У молоці, що піддавалося ультрапастеризації, можуть розвиватися бацилярні форми бактерій. Розмноження анаеробних мікроорганізмів пригнічується через високий окисно-відновний потенціал молока.

Обробка молока.Всі технологічні процеси виробництва продуктів із молока поділяють на дві частини: 1) первинна переробка – знищення сторонньої мікрофлори; 2) вторинна переробка.

Первинна переробка молока включає такі етапи:

- очищення молока від механічних домішок з наступним охолодженням для призупинення розвитку природної мікрофлори;

- сепарування молока (при виробництві вершків) або гомогенізація;

- пастеризація молока (температуру підвищують до 80 ^оС, і молоко закачують в танки або ферментери).

Вторинна переробка молока може проводитися двома шляхами: з використанням мікроорганізмів або ферментів.

Знежирене молоко (0,5 % жиру) та молоко із пониженим вмістом жирів – 2,0% одержують на високошвидкісних центрифугах при температурі 100 °С. Жир від масла використовують для виготовлення сметани та вершків. Пастеризація проводиться наступною стадією за температури 65,5-68,3 °С протягом 30 хв або 74,7-79,4 °С протягом 15 с із подальшим охолодженням до 4 °С .

Знежирене молоко отримують шляхом видалення 60 % води із цільного молока в результаті чого вміст лактози становить 11,5 %. Загущене молоко отримують, додаючи до нього глюкозу перед випаровуванням. Це сприяє підвищенню вмісту цукру до 54-64 %.

Свіже молоко не повинно зберігатися більше 5 діб за температури 4,4 °С перед пастеризацією.

Пастеризація молока. Основною метою пастеризації молока є знищення усіх мікроорганізмів, особливо патогенних – Clostridium botulinum, C. sporogenes, Bacillus cereus. Існує декілька методів проведення пастеризації. Метод низьких температур протягом тривалого часу (НТТЧ-метод) проходить при 63 °С 30 хв. Більш розповсюдженим є метод високих температур за короткий проміжок часу (НТКЧ-метод), що проводять при температурі 72 °С 15 с. Цей метод є більш ефективнішим, ніж попередній. Умови пастеризації є найбільш придатними для термальної загибелі неспороутворюючих патогенних мікроорганізмів.

До 1950 року НТТЧ-метод проводили за температури 61 °С протягом 30 хв, що дорівнювало тривалості термальної загибелі мікобактерій туберкульозу. З часом відкриття Q-лихоманки температуру пастеризації підвищили до 63 °С (протягом 30 хв), що є умовами термальної загибелі Coxiella burnetti – збудника цього захворювання. При успішній пастеризації фермент молока алкалін-фосфотаза руйнується.

Метод ультрависоких температур (УВТ-метод) є ще одним способом обробки молока. За використання УВТ-методу відбувається загибель всіх неспороутворюючих форм мікроорганізмів. Триває метод кілька секунд при температурі 135-140 °С. Мінімальними умовами процесу є 1 с та 130°С. Молоко, оброблене даним методом та запаковане у стерильну тару зберігається протягом 45 діб.

Пастеризоване молоко вільне лише від неспороутворюючих мікроорганізмів, тому не є стерильним. До того ж існує можливість виживання ентерококів, бацил, мікобактерій, стрептококів, корінебактерій.

У молоці, що використовується для молочнокислих продуктів, визначають мікроорганізми, що залишилися в ньому після пастеризації.

Застосовують досить ефективні режими пастеризації молока. Наприклад, для одержання простокваші звичайної молоко пастеризують при температурі 85-90 °С протягом 5-10 хв, а для одержання сиру кисломолочного — при температурі 78-80 °С протягом 20-30 с. При цьому знищуються всі вегетативні форми мікрорганізмів, у тому числі патогенні. У пастеризованому молоці залишаються лише в життєздатному стані спори бацил і клостридій, термофільні молочнокислі палички і стрептококи, термостійкі бактерії. Загальна кількість цих мікроорганізмів у 1 мл не перевищує декількох сотень чи тисяч.

 

1.7. Кисломолочні продукти

 

За хімічним складом і консистенцією кисломолочні продукти поділяють на кисломолочні напої, сметану, кисломолочні сири і сиркові вироби.