Молочнокислые микроорганизмы. Характеристика пробиотических микроорганизмов и их

Источники микрофлоры в молоке. В молоке всегда содержится незначительное количество микробов-сапрофитов. Уровень гигиены производства молока, чистота доильных установок, условия его хранения, транспортировка отражают количественное и качественное содержание в нем микроорганизмов. При хороших зоогигиенических условиях на ферме в молоко попадает не более 70—350 микроорганизмов на 1 мл.

Основными источниками микрофлоры молока являются сами животные, помещения, воздух, корма, плохо промытые доильные установки, цистерны, молокопроводы, а также средства доставки его.

Микроорганизмы, обнаруживаемые в молоке, представлены многочисленными группами: стрептококки серологических групп N и D; молочнокислые палочки (Lactobacterium bulgaricum, Bacterium acidophilum); психротрофные микробы (микробы, характеризующие качество мойки), к которым относятся представители родов Pseudomonas, Alcaligens, Achromobacter, Flavobacterium.

При негигиеническом получении молока в нем присутствуют коли-формы, микрококки, коринебактерии, микобактерии, пропионово-кислые бактерии, дрожжи, плесневые грибы, спорообразующие бактерии (бациллы), анаэробы (клостридии). В молоке могут быть и патогенные микроорганизмы: возбудители туберкулеза, бруцеллеза, риккетсиозов и др.

После получения молока размножение микроорганизмов нередко временно приостанавливается. Это состояние, длительность и интенсивность которого зависит от различных факторов, называют бактерицидной фазой. Она обусловлена наличием в молоке молочных ингибиторов: лактоферрина, лизоцима, иммуноглобулина, системой лактопероксидазатиоцианат — пероксид водорода и фазой приспособления к молоку попавших в него микроорганизмов.

Охлаждение молока значительно ограничивает рост, следовательно, и размножение микробов.

Нормальная и анормальная микрофлора молока. Качественный состав микрофлоры молока в момент его получения из вымени представлен, как правило, молочнокислыми стрептококками и лактобактериями. В процессе жизнедеятельности они сбраживают молочный сахар, образуя в качестве основного продукта брожения молочную кислоту. Иногда при этом образуется ряд побочных продуктов брожения: углекислый газ, ароматические вещества (диацетил) и летучие кислоты (уксусная, пропионовая, муравьиная, янтарная).

Среди молочнокислых стрептококков заслуживают внимания лишь те, основным продуктом брожения которых является молочная кислота. Это типичный молочнокислый стрептококк Streptococcus lactis, а также Sir. cremoris, Str. citrovorum, Sir. paracitrovormn, используемые для изготовления сливок, масла и сыра соответствующих сортов. Оптимальная температура развития стрептококков 30—32 °С, предел кислотообразования в молоке 120° по Тернеру.

К кисломолочным стрептококкам относят термофильный стрептококк Sir. terraophiius, оптимальная температура его развития около 45 "С. При сбраживании молочного сахара образуются молочная кислота и небольшое количество ароматических веществ. Термофильный стрептококк применяют при производстве заквасок для ряженки, йогурта, швейцарского сыра.

Пастеризация. Это тепловая обработка молока в пастеризаторах при температуре ниже 100 С. Цель ее — уничтожить большую часть микробов за исключением термостойких, прежде всего, спор, при условии сохранения свойств, присущих свежему молоку. При этом должна быть гарантия полного уничтожения патогенных микробов. Па молочных фермах и молочных заводах СССР применяют длительную пастеризацию (30 мин при 65 °С), кратковременную (20 с при 75 °С) и моментальную (2 с при 90 °С). Степень уничтожения микроорганизмов в процессе пастеризации зависит от исходного количества и преобладающего вида микробов, температуры, продолжительности нагревания, надежности действия пастеризатора, предварительной очистки молока от посторонних включений (хлопья белка, частицы корма, шерсти, навоза).

Пороки молока и молочных продуктов. Гнилостные микробы, размножаясь в молоке и молочных продуктах, расщепляют белки, что сопровождается появлением неприятных вкуса и запаха. Молоко приобретает горький вкус, издает неприятный затхлый запах и не может быть использовано в пищу ни человеку, ни животным.

Гнилостные микробы представлены споровыми (сенная, картофельная бациллы) и неспоровыми (бактерия гниения, протей) бактериями, а также микрококками и отдельными видами молочнокислых бактерий, обладающих протеолитической активностью. К последним относятся энтерококки (стрептококки кишечного происхождения), в частности маммококки, обладающие способностью не только сбраживать молочный сахар, но и расщеплять белки молока, придавая при этом продукту горький вкус.

Флюоресцирующие и липолитические бактерии обусловливают расщепление молочного жира с образованием промежуточных продуктов (масляная кислота, альдегиды, эфиры), что придает молоку прогорклый вкус.

Мыльно-молочные бактерии, попадающие в молоко из кормов, образуют щелочи, омыляющие молочный жир. Молоко не скисает, не свертывается и приобретает мыльный вкус.

Молочный лейконосток (Leuconostoc lactis), имея слизистую капсулу, размножаясь в молоке, делает его тягучим, слизистым. Реакция такого молока щелочная, поэтому оно не свертывается. К такому же пороку молоко могут приводить молочные стрептококки, продуцирующие слизь, но молоко при этом прокисает и свертывается.

Гнилостные, маслянокислые бактерии, а также дрожжи в теплое время года, интенсивно развиваясь и выделяя значительное количество газа, обусловливают брожение молока. Этот порок получил название «бродящее молоко».

При повышенной кислотности, обусловленной маммококками и микрококками, вырабатывающими протеолитические ферменты типа химозина, тепловая обработка молока приводит к преждевременному свертыванию его.

При поедании коровами большого количества зеленого, легко-бродящего корма, а также при развитии в молоке бактерий группы кишечной палочки и флюоресцирующих бактерий молоко приобретает травяные запах и вкус. Размножение в молоке пигментоб-разующих бактерий придает ему различную окраску (красную, синюю, желтую, зеленую).

Микробиология кисломолочных продуктов и применение их в животноводстве. Кисломолочные продукты разделяют на продукты молочнокислого брожения (простокваша, ацидофилин, варенец) и продукты смешанного брожения — молочнокислого и спиртового (кефир, кумыс, айран). В первом случае бактерии расщепляют молочный сахар с образованием преимущественно молочной кислоты. Во втором — наряду с молочной кислотой из лактозы образуется также спирт, углекислый газ, летучие кислоты. При любом виде брожения идет коагуляция белка, расщепление до пептонов и даже аминокислот, что значительно повышает его усвояемость в организме. Одновременно накапливаются витамины групп В и РР, а также антибиотические вещества.

Молочнокислые бактерии известны благодаря способности перерабатывать сахар в молочную кислоту. Этот процесс издавна применялся людьми для консервации продуктов питания, приготовления кормов, изготовления разнообразных молочных продуктов, вина.

Характеристика бактерий

Молочнокислые бактерии являются грамположительными анаэробами. Это означает, что для окислительных процессов и обмена веществ им не требуется кислород. Молочнокислые бактерии относятся к группе (семейству) Lactobacillaceae, которое включает в себя:

Первые два рода наиболее значимы для человека и его хозяйственной деятельности. Несмотря на близкое родство, представителей отряда Lactobacillales наподобие пневмонийных стрептококков обычно не относят к группе молочнокислых бактерий. А полезные бифидобактерии или микробы из рода Bacillus, являющиеся спорообразующими аэробами, иногда причисляют к группе лактобактерий из-за сходства в углеводном обмене и их роли в пищевой промышленности.

Классификация

Классификация молочнокислых бактерий разработана недостаточно. По характеру выделяемых продуктов брожения их разделяют на две группы.

• Гомоферментативные . В результате сбраживания углеводов выделяется в основном молочная кислота. В малых количествах процессу сопутствуют янтарная и фумаровая кислоты, углекислый газ и этанол.
• Гетероферментативные также образуют в результате разложения углеводов молочную кислоту. Наравне с этим примерно половину сахаров они используют на производство уксусной кислоты, диоксида углерода и этанола.

Классификация по форме затруднена, поскольку молочнокислые бактерии относятся к группе изменчивых микроорганизмов. Форма микробной клетки зависит от возраста бактерии, химической среды и условий обитания. Для определения вида лактобактериям создают конкретные условия, используют стандартную среду и проводят исследование культуры в определенном возрасте. Также оценивают тип сбраживания углеводов, потребность в источниках питания, оптическое вращение молекулы молочной кислоты.

Стрептококки

Виды рода Streptococcus по типу брожения относятся к гомоферментативным. При сбраживании более 90% исходных сахаров они превращают в молочную кислоту и лишь малое их количество - в уксусную кислоту и спирт. Наиболее известными представителями являются культуры:

• Str. lactis.
• Str. citrovorus.
• Str. diacetilactis.
• Str. paracitrovorus.
• Str. thermophilus.
• Str. cremoris.
• Str. liquefaciens.

Лактобациллы

В молочной промышленности лактобациллами называют молочнокислые палочки. Они сквашивают молоко намного быстрее, чем кокковые формы, достигая более низких значений рН (около 3,5). Оптимальное развитие лактобациллы показывают в условиях кислой среды с пониженным содержанием кислорода. В природе эти бактерии обитают на поверхности растений, выделяются из слюны и пищеварительного тракта человека и животных.

Отмечено, что стерильно выдоенное молоко не содержит молочнокислых палочек - они поступают в него из внешней среды. Лактобациллы выдерживают кратковременную пастеризацию, но погибают при высоких температурах стерилизации. Поэтому в пастеризованном молоке молочнокислые бактерии значительно снижены, но все-таки присутствуют. Самые распространенные представители рода Lactobacterium:

• L. bulgaricum.
• L. casei.
• L. plantarum.
• L. acidophilum.
• L. brevis.

Основные свойства

Кокковые формы лактобацилл имеют диаметр 0,6 - 1,1 мкм. В культуре кокки расположены одиночно, сдвоенно или цепочками различной длины. Палочки очень вариабельны по форме: от шаровидных до нитевидных форм длиной от 0,7 до 8,0 мкм, одиночные или в цепочках. На морфологию клеток значительно влияет химический состав среды обитания. Молочнокислые бактерии, фото которых представлено ниже, выделены из йогуртовой закваски.

Размножаются лактобактерии в основном делением, описаны случаи перешнуровывания клетки и размножения с помощью гонидий. Доказано наличие фильтрующихся форм и процесса спорообразования.

Где обитают молочнокислые бактерии

Лактобактерии не могут самостоятельно синтезировать аминокислоты и некоторые витамины. По этой причине их нет ни в почве, ни в воде. В естественных условиях их выделяют из содержимого кишечника человека и животных, с поверхности растений. Оптимальной средой для жизнедеятельности молочнокислых бактерий является молоко и молочные продукты.

Источники питания для лактобактерий - это моно- и дисахариды. Некоторые разновидности сбраживают полисахариды, например, декстрозу. Также в качестве источника энергии эти микроорганизмы при определенных условиях используют органические кислоты: яблочную, уксусную, пировиноградную, муравьиную, фумаровую и лимонную. При отсутствии углеродсодержащих субстратов для питания могут перерабатывать аминокислоты.

Молочнокислые бактерии не способны к синтезу органического азота, поэтому требовательны к его содержанию в питательной среде. Также нуждаются они в витаминах, особенно в пуриновых основаниях: биотине, тиамине, пантотеновой, фолиевой кислотах. Все формы лактобацилл устойчивы к повышенной концентрации спирта. При этом они медленнее размножаются, но дольше живут. Так, в осветленных винах молочнокислые бактерии сохраняются до 7 месяцев.

Микроб является мезофильным, реже термофильным. Оптимальная температура для жизнедеятельности составляет + 25 °С... + 30 °С. При + 15 °С брожение значительно замедляется, а при + 45 °С лактобациллы перестают размножаться. Среда обитания молочнокислых бактерий может быть как кислородной, так и без доступа воздуха. Кислород им не нужен, в большинстве случаев он угнетает развитие микробов и препятствует нормальному процессу брожения.

Молочнокислое брожение

Молочнокислым брожением называется процесс анаэробного окисления углеводов, при котором выделяется молочная кислота. В результате молочнокислого брожения бактерии получают энергию, реализуемую для роста и размножения в безкислородных условиях. При этом лактобактерии снижают рН до значений ниже 5, подавляя рост других микроорганизмов.

Гетероферментативное брожение - более сложный процесс. В зависимости от условий и микробной культуры из углеводов образуется различное сочетание молочной и уксусной кислоты с выделением диоксида углерода и этанола.

Молочнокислое брожение в чистом виде применяют в химической промышленности для получения молочной кислоты. Ее широко используют для выделки кожи, в красильном производстве, в фармацевтике, при изготовлении пластмассы и стиральных порошков. В пищевой промышленности молочная кислота требуется для производства кондитерских изделий и безалкогольных напитков.

Не всегда молочнокислое брожение полезно для человеческой деятельности. Самопроизвольно возникающий процесс, начинающийся в молоке, вине, безалкогольных напитках, приводит к порче продуктов. Органолептически это выражается в прокисании, помутнении и ослизнении субстрата.

Пищевая промышленность и лактобактерии

Для производства и консервации различных продуктов широко используются молочнокислые бактерии. Значение их особенно велико в молочном деле.

• Молочная промышленность.

Для получения молочнокислых продуктов стерилизованное молоко или сливки сквашивают путем внесения чистых культур. Они носят название «стартовых заквасок». В зависимости от типа закваски получают разные продукты.

Для производства кефира и кумыса применяют культуры, которые, кроме молочнокислого, обеспечивают и спиртовое брожение. Закваску готовят на основе кефирных зерен, являющихся источником обширного сообщества еще до конца не изученных микроорганизмов (молочнокислые палочки и стрептококки, микрококки и дрожжи).

В процессе изготовления сыров молочнокислые бактерии работают на первом этапе, обеспечивая сворачивание казеина, затем их сменяют пропионовокислые микроорганизмы.

Для получения кисломолочного масла в сливки вносят культуру Str. lactis, Str. cremoris и Leuconostoc cremoris. При добавлении в гомогенезированное молоко L. bulgaricus и Str. thermophilus получают йогурт.

В производстве творога и сыров немецкой группы в молоко вносят закваски, содержащие Str. lactis или L. bulgaricus и Str. thermophilus. А для изготовления твердых сыров на стадии созревания используют культуру L. casei и Str. lactis.

• Виноделие.

При производстве вин широко применяют три рода лактобактерий: Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc. В основном это гетероферментативные кокки, обеспечивающие брожение по яблочно-молочному типу в высококислотных винах. При этом они сбраживают яблочную кислоту и не затрагивают другие химические компоненты вина. Лактобактерии могут испортить напиток, вызвав молочнокислое брожение. В результате появляются такие пороки вина, как прогоркание, ожирение, разложение винной кислоты.

• Хлебопечение.

В хлебе обнаруживают около 70 вкусовых и ароматических веществ, среди них 28 кислот, 11 спиртов, 28 карбонильных соединений, 6 эфиров, метилмеркаптан и аммиак. Молочнокислые бактерии принимают участие в образовании большинства из них. Наибольшее значение лактобациллы имеют для производства ржаного хлеба. Закваска придает тесту упругость, разрыхляет его и способствует подъему. Кислотность теста - важный показатель качества. При производстве пшеничного хлеба лактобактерии играют незначительную роль, в основном процесс зависит от дрожжевых культур. Основными составляющими молочнокислых заквасок для подготовки теста являются L. brevis, L. plantarum и L. fermenti.

• Консервирование мяса и рыбы.

Молочнокислые бактерии применяются при изготовлении салями и сервелата, других колбасных изделий, при созревании рыбы слабого посола. Молочная кислота ускоряет процесс консервирования и придает продуктам ценные вкусовые качества.

• Биологическое консервирование овощей и фруктов.

Заготовки проводятся по тому же принципу, что и силосование корма. Углеводы растений под воздействием молочнокислых бактерий превращаются в молочную и уксусную кислоты, которые являются прекрасными консервантами.

Квашеная капуста и огурцы, моченые яблоки, помидоры и арбузы - вот пример простых заготовок на зиму. Так, в порезанной и хорошо утрамбованной капусте с небольшим добавлением соли начинается спонтанный процесс брожения, в котором принимают участие сначала Leuconostoc, а позднее L. plantarum.

Роль в сельском хозяйстве

Силосование корма - это лучший способ заготовки и сохранения зеленой массы. Для создания необходимых условий исходное сырье (траву, зеленую массу кукурузы, ботву) укладывают в специальные силосные ямы, тщательно утрамбовывают и накрывают слоем земли. При этом создаются условия, в которых основная часть микробов погибает, а молочнокислые бактерии перерабатывают углеводы растений до тех пор, пока концентрация молочной кислоты не составит 60 % и более, а кислотность силоса не достигнет рН 4.5. Кроме молочной, в силосе накапливается и уксусная кислота. Для завершения процесса требуется около одного месяца.

Микрофлора в кишечнике человека

В кишечном тракте человека обитает множество молочнокислых микроорганизмов, называемых лакто- и бифидобактериями. Продукт их метаболизма - молочная кислота - обладает рядом положительных моментов.

• Стимулирует перистальтику кишечника.
• Уменьшает газообразование.
• Стимулирует выделение пищеварительных соков.
• Улучшает усвояемость кальция, фосфора и железа.

Кроме того, лактобактерии обладают способностью противостоять различным патогенным микробам. За счет выработки биологически активных веществ (органические кислоты, перекись водорода, антибиотики и бактериоцины) происходит вытеснение опасных для деятельности кишечника микроорганизмов. Если в содержимом химуса молочнокислые бактерии снижены по количеству, то их место занимает условно-патогенная микрофлора. На основе выделенных из кишечника человека и животных штаммов разработаны лекарства, улучшающие состояние больного при многих инфекциях.

Что такое пробиотики

Еще в начале XX века знаменитый русский ученый Илья Ильич Мечников провел ряд экспериментов по восстановлению микрофлоры кишечного тракта человека с помощью культуры молочнокислой палочки L. bulgaricus . В результате исследований Мечников разработал первый пробиотик - «мечниковскую простоквашу», которую в течение многих лет употреблял сам, назначал пациентам и рекомендовал пить всем знакомым.

В настоящее время пробиотики - класс лекарственных препаратов, направленный на восстановление естественной среды организма. Многолетние изучения доказали эффективность применения пробиотиков (в том числе и лактобактерий) в различных клинических случаях.

Молочнокислые пробиотические бактерии широко применяются в медицине для профилактики и лечения острых и хронических заболеваний кишечника, дыхательных путей, для восстановления кишечной микрофлоры и стимуляции иммунитета. Принимать культуры пробиотиков можно как в виде таблеток и порошков, так и в натуральном виде (кефир, простокваша, ацидофильное молоко, йогурты и другие продукты молочной промышленности).

Для переработки и сохранения еды и напитков . Традиционно к молочнокислым бактериям относят неподвижных, неспорообразующих кокковидных или палочковидных представителей отряда Lactobacillales (например, Lactococcus lactis или Lactobacillus acidophilus ). В эту группу входят бактерии, которые используются в ферментации молочных продуктов , овощей . Молочнокислые бактерии играют важную роль в приготовлении теста , какао и силоса. Несмотря на близкое родство, патогенные представители отряда Lactobacillales (например, пневмококки Streptococcus pneumoniae ) обычно исключаются из группы молочнокислых бактерий.

С другой стороны, дальние родственники Lactobacillales из класса актинобактерий - бифидобактерии часто рассматриваются в одной группе с молочнокислыми бактериями. Некоторых представителей аэробных спорообразующих родов Bacillus (например, Bacillus coagulans ) и Sporolactobacillus (например, Sporolactobacillus inulinus ) иногда включают в группу молочнокислых бактерий из-за сходства в метаболизме углеводов и их роли в пищевой промышленности.

В природе молочнокислые бактерии встречаются на поверхности растений (например, на листьях , фруктах , овощах, зёрнах), в молоке, наружных и внутренних эпителиальных покровах человека, животных , птиц , рыб . Таким образом, помимо своей роли в производстве пищи и кормов , молочнокислые бактерии играют важную роль в живой природе, сельском хозяйстве и нормальной жизнедеятельности человека. Влияние ускоренной индустриализации производства молочнокислых бактерий, основанной на небольшом числе адаптированных для заводов штаммов , на природное разнообразие этих бактерий и здоровье человека пока остаётся неизученным.

Виды

• Одним из наиболее распространенных видов молочнокислых бактерий является Lactococcus lactis. Это неподвижные кокки, не образующие спор , хорошо окрашиваются анилиновыми красителями и по Граму , в молодом виде имеют форму стрептококка . На мясо-пептонном агаре дают точечные круглые колонии , в толще агара - чечевицеобразные. L. lactis разлагает сахар без образования газов на две молекулы молочной кислоты . Наиболее благоприятная для развития температура составляет +30-35 °C.

Молочнокислый лактококк постоянно встречается в самопроизвольно скисшем молоке. Под воздействием этой бактерии молоко обычно свертывается в течение первых 24 часов. Когда содержание молочной кислоты достигнет 6-7 г на литр, сбраживание сахара прекращается, так как более высокая кислотность губительно воздействует на молочнокислый лактококк.

• Lactobacillus bulgaricus - болгарская палочка. Бактерия названа так, потому что в свое время была выделена из болгарского кислого молока «ягурта». Бесспоровая неподвижная бактерия, достигающая 20 в длину и часто соединяющаяся в короткие цепочки.

Является термофильной , и лучше всего растет при температуре от 40 °C. Молоко свертывает быстро, причем содержание молочной кислоты в нем доходит до 32 г/л, что в пять раз больше, чем при заражении молочнокислым стрептококком.

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Молочнокислые бактерии" в других словарях:

См. бактерии молочнокислые. (Источник: «Микробиология: словарь терминов», Фирсов Н.Н., М: Дрофа, 2006 г.) молочнокислые бактерии См. Лактобациллы (Источник: «Словарь терминов микробиологии») … Словарь микробиологии

МОЛОЧНОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ - МОЛОЧНОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ, микробы, вызывающие в молоке (resp. молочных продуктах) молочнокислое брожение, выражающееся в сбраживании молочного сахара в молочную кислоту; вследствие образования к ты происходит свертывание молока. К М. б. относятся… … Большая медицинская энциклопедия

Большой Энциклопедический словарь

Возбудители молочнокислого брожения. Факультативные анаэробы, бесспоровые грамположительные палочки и кокки. Используют в качестве источника энергии углеводы, к рые сбраживают до молочной к ты. Развиваются только на сложных питат. средах.… …

Группа бактерий, сбраживающих углеводы с образованием главным образом молочной кислоты. Большинство неподвижно, спор не образуют, факультативные анаэробы. К молочнокислым бактериям относятся лактобациллы, молочнокислый стрептококк и др. Обитают… … Энциклопедический словарь

- (Lactobacterium) группа анаэробных бактерий, сбраживающих углеводы с образованием главным образом молочной кислоты. Все М. б. неспороносны, неподвижны, грамположительны. Имеются шаровидные М. б., клетки которых образуют цепочки, например… … Большая советская энциклопедия

Группа бактерий, сбраживающих углеводы с образованием гл. обр. молочной кислоты. Большинство неподвижно, спор не образуют, факультативные анаэробы. К М. 6. относятся лактобациллы, молочнокислый стрептококк и др. Обитают на растениях, в кишечнике… … Естествознание. Энциклопедический словарь

МОЛОЧНОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ - молочнокислые бактерии, группа анаэробных бактерий, характеризующихся способностью сбраживать сахара с образованием молочной кислоты. Различают гомоферментативные М. б. (например, Streptococcus lactis, Str. thermophilus), образующие при… … Ветеринарный энциклопедический словарь

- (от греч. bakterion палочка), микроорганизмы с прокариотным типом строения клетки. Традиционно под собственно Б. подразумевают одноклеточные или объединённые в организованные группы палочки и кокки, неподвижные или со жгутиками, противопоставляя… … Биологический энциклопедический словарь

Бактерии родов Lactobacillus, Streptococcus и др., при сбраживании углеводов образуют молочную кислоту. Факультативные анаэробы, грамположительные палочки и кокки, спор не образуют. Растут только на сложных питательных средах. Ауксотрофы по… … Словарь микробиологии

1 Общая характеристика молочнокислых бактерий и их особенности, типы брожения

2 Гомоферментативные и гетероферментативные молочнокислые бактерии

3 Получение накопительной культуры молочнокислых бактерий

4 Качественные реакции на молочную кислоту

1 Общая характеристика молочнокислых бактерий

и их особенности, типы брожения

Молочнокислые бактерии относятся к семействам Lactobacillaceae и Streptococcaceae. Распространение в природе молочнокислых бактерий определяется их сложными потребностями в питательных веществах и способом получения энергии. Они почти никогда не обнаруживаются в почве или водоемах. В естественных условиях они встречаются:

в молоке, молочных продуктах, в местах переработки молока (Lactobacillus bulgaricus , Lactobacillus lactis и другие лактобациллы; Streptococcus lactis );

на поверхности растений как эпифитная микрофлора и на разлагающихся растительных остатках (Lactobacillus plantarum , Lactobacillus brevis , Le и conostoc mesenteroides );

в кишечнике и на слизистых оболочках человека и животных как представители нормальной микрофлоры (Lactobacillus acidophilus , Bifidobacterium bifidum , Streptococcus pneumoniae , Streptococcus pyogenes , Streptococcus faecalis , Streptococcus bovis (зеленящий стрептококк) и др.).

В связи с тем, что молочнокислые бактерии используются для приготовления пищевых продуктов и выступают как возбудители болезней человека и животных, они представляют собой группу большого экономического значения.

Морфология клеток. Это морфологически гетерогенная группа бактерий, она включает палочковидные и сферические организмы, длиной от 0,7–1,1 до 3,0–8,0 мкм, расположенных единично или собранных в цепочки. Все молочнокислые бактерии грамположительны, не образуют эндоспор (за исключением Sporolactobaсillus inulinus ), капсул, и в подавляющем большинстве неподвижны. Форма и длина клеток у различных культур одних и тех же видов молочнокислых бактерий часто зависит от состава среды, присутствия кислорода и способа культивирования.

Физиолого-биохимические свойства. Это факультативные анаэробы, использующие в качестве источника энергии углеводы и образующие в качестве основного продукта брожения молочную кислоту (по этому признаку их объединяют в отдельную обширную группу микроорганизмов). У всех молочнокислых бактерий обнаруживаются сложные потребности в факторах роста : витаминах группы В, аминокислотах, пуринах и пиримидинах. Отличительная физиологическая особенность молочнокислых бактерий – их высокая устойчивость к молочной кислоте, что является следствием характерного для них энергетического метаболизма. Способность молочнокислых бактерий образовывать и переносить довольно высокие концентрации молочной кислоты имеет важное селективное значение, так как такое свойство дает им возможность успешно конкурировать с большинством других бактерий в средах, богатых питательными веществами.

Молочнокислые бактерии обычно способны только к брожению.

Молочнокислым брожением называют анаэробное разложение углеводов молочнокислыми бактериями с образованием молочной кислоты и других продуктов. В зависимости от того, какие молочнокислые бактерии вызывают это брожение и какие при этом образуются продукты, оно бывает двух типов – типичное, или гомоферментативное, и нетипичное, или гетероферментативное .

Химизм гомоферментативного молочнокислого брожения прост. Он заключается в гладком расщеплении гексозы на две молекулы молочной кислоты, без образования газообразных продуктов, по следующему суммарному уравнению:

С 6 Н 12 О 6 = 2СН 3 -СНОН-СООН + 18 ккал.

Промежуточными продуктами при этом брожении являются пировиноградная кислота и водород. Присоединяя водород, пировиноградная кислота образует молочную кислоту.

Химизм нетипичного молочнокислого брожения более сложный, так как здесь при сбраживании углеводов, наряду с молочной кислотой, гетероферментативные бактерии образуют ряд других соединений: уксусную и янтарную кислоты, этиловый спирт, углекислоту и водород. Усложнение процесса брожения связано с тем, что эти бактерии содержат в своих клетках фермент карбоксилазу, а у гомоферментативных бактерий он отсутствует. Общий химизм этого процесса может быть представлен схематическим уравнением так:

2С 6 Н 12 О 6 = СН 2 СНОН-СООН + СООН-СН 2 -СН 2 СООН +

СН 3 СООН + СН 3 СН 2 ОН + СО 2 + Н 2 + х ккал.

Молочнокислые бактерии можно разделить на две физиолого-биохимические подгруппы, различающиеся по продуктам, которые образуются из глюкозы в результате брожения (эта классификация была предложена в 1925 г. А.И.Клюйвером, Г.Л.Донкером): гомоферментативные и гетероферментативные.

Кафедра микробиологии, вирусологии и фармакологии

Курс микробиологии

080401 «Товароведение и экспертиза продовольственных товаров»

Реферат

Дисциплина: Микробиология продовольственных товаров

На тему: Микробиология молока

Молоко – секрет молочных желез млекопитающих, физиологически предназначен для вскармливания детенышей. Молоко образуется из составных частей крови эпителиальными клетками альвеол и является ценным пищевым продуктом. В его состав входят жирные кислоты, аминокислоты, белки, минеральные вещества, витамины, молочный сахар и большое количество ферментов. Питательные вещества молока находятся в соотношении и форме, наиболее благоприятных для усвоения организмом. Наиболее полноценно свежевыдоенное, парное молоко. Оно обладает бактерицидностью, т. е. способностью задерживать размножение попадающих в молоко бактерий и даже убивать их. Чтобы сохранить бактерицидные свойства парного молока, его охлаждают. При температуре 30 о С бактерицидность сохраняется в течение 3-х часов, при 15 о С – около 8 часов, при 10 о С - около 24 часов.

Микробы проникают в молоко из внешней среды через выводные протоки, молочную цистерну и сосковый канал. Для некоторых из них молоко служит хорошей питательной средой.

Больше всего микробов бывает в сосковом канале, молочной цистерне и меньше - в выводных протоках и альвеолах. Часть микробов под действием цидных веществ погибает, сохраняются более стойкие микрококки и стрептококки, которые по своим свойствам близки к молочнокислым стрептококкам кишечного происхождения. Микробы скапливаются у соскового канала и образуют пробку, в которой наряду с сапрофитами могут находиться возбудители инфекционных болезней. Обычно их больше в первых порциях молока и меньше в последних. Поэтому первые порции молока необходимо сдаивать в отдельную посуду, чтобы исключить загрязнение всего молока и окружающей среды. Обсеменение молока микробами зависит от чистоты и состояния вымени, кожного покрова животного, рук человека, посуды и другого инвентаря.

Особенно много различных микробов находится в молоке животных, больных маститом. Одной из причин могут быть микробы, которые проникают в молочную железу через сосковый канал или гематогенным путем. Способствующими факторами являются переохлаждение, травмы, генетическая предрасположенность. Продукты воспаления снижают качество молока, при этом уменьшается количество лактозы, кальция, казеина. В маститном молоке можно обнаружить стафилококки, стрептококки, кишечную палочку и другие микроорганизмы. Их численность во многом обусловливается состоянием внешней среды.

В большом количестве микробы содержатся на поверхности кожного покрова животного. Чем грязнее кожа, тем их больше попадает в молоко. Так, по данным Бакгауза и Конгейма, в 1 мл молока коровы с нечищеной кожей насчитывается от 170 тыс. до 2 млн микробов, коровы с чистой кожей - 20 тыс. При систематической чистке животного их количество снижается до 3 тыс. в том же объеме. Микробы на поверхность кожи попадают из корма, подстилки, навоза, воздуха.

Еще одним источником загрязнения молока могут быть корма: при их раздаче образуется много пыли. Вместе с пылью в молоко попадают и микробы. Поэтому раздавать корма во время доения не следует. Если в качестве подстилки используют старую прелую солому, в ней может содержаться большое количество микроорганизмов, особенно плесневых грибов. Разбрасывание такой подстилки перед доением увеличивает число микробов и их спор как в воздухе, на поверхности тела животного, так и в молоке. В связи с этим в качестве подстилки лучше использовать свежую солому, опилки, стружку, сухие листья или торф, которые поглощают влагу, газы и в некоторой степени препятствуют развитию гнилостныхи патогенных микроорганизмов. По данным А. К. Скороходько, кишечная палочка, сальмонеллы, бактерии брюшного тифа в торфяной подстилке погибают в течение 6-8 дней.

Человек тоже может быть источником обсеменения молока микробами при несоблюдении правил личной гигиены. Поэтому руки доярки (дояра) должны быть чистыми, сухими, с коротко остриженными ногтями.

Микроорганизмы могут попадать в молоко и через воздух от животных, больных туберкулезом, сальмонеллезом и т. д.

Огромна роль мух в обсеменении молока микробами. На поверхности их тела содержится от нескольких тысяч до миллиона микробов, среди которых могут быть и патогенные. Для борьбы с мухами проводят тщательную очистку, мойку, побелку, дезинфекцию ферм, молокоприемных пунктов и окружающей территории. Помещения лучше убирать влажным способом, что значительно уменьшает численность микробов, а следовательно, снижает и загрязнение молока.

Источником загрязнения молока могут быть также посуда и доильная аппаратура. Поэтому доильные аппараты, используемую посуду, фильтры надо содержать в чистоте. При машинном доении молоко поступает в закрытую систему, что препятствует попаданию в него микробов извне. Однако плохая организация машинного доения приводит к ухудшению санитарного состояния молока. При этом число микробов по сравнению с ручным доением возрастает в 4-5 раз, а иногда и более. Показатели санитарного качества молока отражены в следующей таблице:

Санитарное качество молока при стойловом содержании коров (по Е.Ш. Акопяну)

Из данных таблицы видно, что качество молока при ручном доении оказалось выше, чем при машинном. Все вышеперечисленные источники загрязнения молока могут быть сведены к минимуму или устранены при соблюдении зоогигиенических и других правил в местах расположения дойных животных и в процессе получения продукта.

Следует отметить еще один вид загрязнения молока, который связан с новым видом Bacillus, выявленным экспертами Международной молочной федерации (ММФ) и названным Bacillussporothermodurans (Петерсон и др.,;. 1996). Вacillussporothermodurans можно выделить из УВТ- и стерилизованного цельного и обезжиренного молока, УВТ-сливок, шоколадного молока, сгущенного и восстановленного молока. Эти термоустойчивые образователи спор не изменяют стабильность или сенсорные характеристики УВТ-молока. Во всех случаях, когда загрязнение этими бактериями обнаруживали после инкубации, их общее количество в молоке в картонных упаковках никогда не превышало максимум -150/мл. Однако иногда при кипячении такого загрязненного молока отмечается свертывание. Свертывание и розоватый цвет обусловлены длительным сроком хранения молока, разлитого в пластмассовые бутылки. Такие упаковки - плохой барьер для кислорода по сравнению с картонными. Рост бактерий возможен в молоке, расфасованном в разные упаковочные материалы: полиэтилен, картон, «Терта-брик» и алюминий.

Загрязнение УВТ- и стерилизованных молочных продуктов Bacillussporothermodurans происходит,очевидно, не в результате вторичного загрязнения, а из-за выживаемости спор в ходе процесса тепловой обработки (Хаммер и др., 1995). Можно рассматривать разные источники загрязнения.

Первым возможным источником Bacillussporothermodurans является сырое молоко, загрязненное на ферме. В 1955 г. впервые Вacillussporothermodurans были обнаружены в сыром молоке, поставленном с фермы. В 1966 г. провели анализ 100 образцов сырого молока, взятых в шести разных географических регионах. Для выявления Bacillussporothemiodurans использовали метод на основе PCR (реакция цепи полимеразы). Положительный результат на уровне 100 мл дали три образца из одного и того же региона. Эти результаты предполагают случайное или локальное присутствие и (или) очень низкий уровень загрязнения сырого молока спорами Bacillussporothermodurans. Споры были обнаружены только в 2 из 120 образцов кукурузного силоса, травяного силоса и сахарной свеклы. Поэтому загрязнение сырого молока на ферме через корма и доильное оборудование наиболее вероятно, но еще не доказано.

Повторная переработка загрязненных партий УВТ- или стерилизованных молочных продуктов может считаться вторым возможным путем загрязнения Bacillussporothermodurans. Поскольку споры могут сохранять жизнедеятельность после тепловой обработки, то одна загрязненная упаковка, содержащая 103 споры/мл, может привести к загрязнению значительной части УВТ-молока при последующем производстве.

Третий путь загрязнения возможен при переработке загрязненного сухого молока. Хаммер и др, (1995) сообщали о выделении Bacillussporothermodurans в сухом молоке, используемом для переработки.

Как видно, имеется множество источников загрязнения молока микробами, состав и численность которых изменяются в зависимости от времени хранения продукта. При этом выделяют несколько фаз.

Антимикробная (цидная, статическая) фаза характерна для свежевыдоенного молока, в нем отмечается задержка роста микроорганизмов. Иногда эту фазу называют бактерицидной, что не соответствует действительности. По данным ряда авторов, антимикробные вещества молока обладают статическим действием, задерживают рост микробов и не разрушают их клеток (И. И. Архангельский, П. А. Обухов). По данным других авторов, отмечается цидное действие микробов (А. Ф. Войткевич, С. А. Королев, В. И. Мутовин),в связи с чем такую фазу правильнее назвать антимикробной, что отражает существо вопроса.

Антимикробные свойства молока связаны с у- и р-глобулинами и обусловливаются содержанием в нем лизоцимов, лактенинов, бактериолизинов, антитоксинов, агглютининов и других веществ, которые поступают из крови или синтезируются молочной железой, В. И. Мутовин антимикробные свойства молока объясняет наличием в нем лизоцима М, а в вымени - лизоцима В. Лизоцим М обладает широким спектром действия: задерживает рост как сапрофитов, так и патогенных микробов. В конце лактации он инактивируется. Лизоцим В хотя и имеет более узкий спектр, но его действие проявляется в течение всей лактации.