Кумы́с

В зависимости  от назначения в состав заквасок вводят штаммы, обладающие определенными особенностями. Так, закваски для производства масла должны иметь свойства кислото- и ароматобразования, незначительную протеолитическую активность. Для масла, предназначенного для непосредственного использования, подходят закваски D и LD, поскольку желательно быстрое и сильное ароматобразование. Для масла, предназначенного для длительного хранения, больше подходят закваски L, поскольку в этом случае необходим постоянный мягкий аромат. Для простокваши и сметаны наиболее пригодными считаются закваски D, так как желательно быстрое ароматобразование. В эти закваски подбирают штаммы, образующие при свертывании молока сгустки вязкой консистенции без отделения сыворотки.

При составлении  закваски для творога вводят штаммы, сообщающие продукту хорошие вкус и  запах, образующие сгустки, легко отделяющие сыворотку.

Для получения  кисломолочных продуктов с лечебными свойствами в состав закваски вводят ацидофильные палочки и бифидобактерии, образующие антибиотические вещества. В состав заквасок для сыров вводят молочнокислые бактерии, обладающие относительно высокой протеолитической активностью, придающие специфические вкус и аромат продукту.

При составлении заквасок необходимо учитывать также температурные режимы производства молочных продуктов. Если процесс осуществляется при 20-30 °С, то в закваску вводят преимущественно мезофильные микроорганизмы, а при 40-45 °С -термофильные.

Важнейшим критерием годности для объединения отдельных штаммов  в многоштаммовые закваски является сочетаемость видов и штаммов. По возможности должны произойти взаимная стимуляция заквасочных микроорганизмов и антагонистическое действие, т. е. подавление развития посторонней нежелательной микрофлоры.

Антагонистическое действие штаммов может иметь несколько  причин: образование антибиотиков, продуктов обмена, оказывающих ингибирующее действие; разная скорость адаптации  штаммов к конкретной питательной  среде; темп размножения (продолжительность  генерации)и др.

На основе использования  антагонизма были созданы низиновые  и антагонистические закваски. Низиновые  закваски составляют штаммы Lac. lactis, образующие антибиотик низин, который препятствует прорастанию спор маслянокислых  бактерий.

В состав антагонистической  закваски входят штаммы Lbm. plantarum, кохорые  образуют незначительные количества пероксида водорода, задерживающего развитие маслянокислых бактерий. В закваску для творога вводят штаммыLac. cremoris, образующие антибиотик диплококцин, ингибирующий развитие кишечных палочек.

Чтобы избежать антагонистического воздействия на заквасочные штаммы, проводят предварительный отбор  их комбинаций по основным органолептическим  параметрам. Как и в случае с  отдельными штаммами, комбинации проверяют  на пригодность и постоянство  признаков.

Для производства отбирают многоштаммовые закваски, у которых  в результате большого количества пассажей установилось равновесие признаков  и штаммов.

Штаммы, вводимые в состав заквасок, проверяют на чувствительность к бактериофагам. Для проверок используют широко распространенные бактериофаги, известные своей агрессивностью к многочисленным штаммам. В питательную среду (плотную или жидкую), инфицированную бактериофагом, высевают проверяемый штамм бактерий. При этом, если наступает лизис бактерий, на плотной питательной среде появляются зоны просветления, так называемые негативные колонии, в которых нет роста бактерий. В жидких средах чувствительные к бактериофагу штаммы бактерий не развиваются (нет помутнения) или происходит слабый гликолиз (медленное накопление молочной кислоты), или он отсутствует совсем.

В состав заквасок вводят штаммы, которые не лизируются ни одним штаммом  или лизируются немногими штаммами бактериофагов. Для предотвращения развития бактериофага применяют многоштаммовые закваски. При этом, если в закваске появляется фаг, он лизирует один-два  штамма, остальные продолжают развиваться, обеспечивая кисломолочный процесс.

VI. ПРИГОТОВЛЕНИЕ  ЗАКВАСОК В СПЕЦИАЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРИЯХ

В специальных  научно-производственных лабораториях выделяют штаммы молочнокислых микроорганизмов, изучают их свойства, селекционируют, составляют и получают закваски, которые  направляют на предприятия молочной промышленности, где вырабатывают производственные закваски.

В цехах по производству заквасок готовят сухой и жидкий бактериальные концентраты, маточные закваски в виде сухих и жидких заквасок, а также получают натуральные  и сухие кефирные грибки (зерна).

Сухой бактериальный концентрат в нашей стране чаще вырабатывают трех видов: мезофильных молочнокислых стрептококков, термофильных молочнокислых стрептококков и ацидофильных молочнокислых палочек. Жидкий бактериальный концентрат готовят из мезофильных молочнокислых стрептококков.

Процесс приготовления  сухого бактериального концентрата  включает следующие основные этапы: выращивание заквасочных микроорганизмов, бактофугирование полученной культуры, высушивание суспензии клеток, фасование  бакконцентрата.

Питательной средой для выращивания  молочнокислых бактерий является молочная сыворотка с добавлением кукурузного  экстракта (или аминокислотно-микроэлементно-витаминного  комплекса), буферных солей и стимуляторов роста. В качестве буферных солей  используют цитрат натрия или ацетат натрия. Стимуляторами роста молочнокислых  бактерий являются сульфат марганца, аскорбиновая кислота и др.

Молочнокислые бактерии различаются  по потребности в стимуляторах роста, в связи с этим предложены различные  питательные среды для выращивания  мезофильных, термофильных молочнокислых  стрептококков и ацидофильных палочек.

В табл. 27 представлены рецептуры  питательных сред (на 1000 дм³) для наращивания клеток молочнокислых бактерий различных видов.

При приготовлении среды  в сыворотке устанавливают рН 4,5-4,6 (оптимальную для выделения  белков), нагревают ее до 95 ?С и  выдерживают 60 мин для более полного  выделения белков. После этого  сыворотку осветляют путем сепарирования.

В осветленную сыворотку  добавляют компоненты среды согласно рецептуре, устанавливают оптимальную  рН, стерилизуют при 0,05 МПа (112 ?С) в  течение 60 мин и охлаждают до температуры, оптимальной для роста микроорганизмов.

Стерилизация и охлаждение питательной среды, а также наращивание  клеток молочнокислых бактерий осуществляются в ферментере, имеющем мешалку, в  котором автоматически регулируются температура и рН на заданном уровне.

В подготовленную стерильную среду, охлажденную до оптимальной  температуры развития того или иного  вида молочнокислых бактерий, подают закваску в количестве 5-8 % (на сывороточной среде) или 3-5 % (на обезжиренном молоке).

Наращивание клеток мезофильных  молочнокислых стрептококков ведут  в ферментере при температуре 30 ?С  в течение 10-12 ч, термофильных молочнокислых  стрептококков и ацидофильных палочек - при 40 °С на протяжении 8-9 ч при автоматическом поддерживании рН. При этом рН культуральной  жидкости достигает для стрептококков 6,5-6,8, для ацидофильных палочек 5,7-6,0.

После окончания выращивания  культуру охлаждают до 3-8°С и направляют на бактофугирование для получения  бактериальной массы.

Отделение клеток от среды  осуществляют в конце логарифмической  фазы роста, когда в культуральной  жидкости (в 1 см³) содержатся сотни миллионов - единицы миллиардов активных клеток. Бактериальную массу из культуральной жидкости выделяют на бактофуге. Для этой цели можно использовать центрифугу и молокоочиститель.

Бактериальная масса после  бактофугирования содержит сотни миллиардов клеток в 1 см³; выход бакмассы составляет 0,5-0,8 %. Полученную бактериальную массу смешивают с защитной средой в соотношении 1 : 2 - 1 : 4. В состав защитной среды для мезофильных молочнокислых стрептококков входят: обезжиренное молоко с содержанием 16 % сухих веществ - 30% и 70 % водного раствора, содержащего сахарозу (5%), желатозу (5%), цитрата натрия (5%), глутамата натрия (2%). В состав защитной среды для ацидофильной палочки вместо цитрата натрия вносят 5 % уксуснокислого натрия. Защитная среда для термофильного стрептококка включает 20 % обезжиренного молока и 80 % водного раствора, содержащего по 2,2 % сахарозы, желатозы, лимоннокислого натрия и 1,2 % глутамата натрия.

Желатоза представляет собой  желатин после стерилизации под  давлением 0,15 МПа в течение 2,5-3,0 ч. После стерилизации желатин теряет способность образовывать гель.

Полученную суспензию  клеток молочнокислых бактерий высушивают. Для этого ее разливают на лотки  слоем 6-8 мм или фасуют по 2 см³ во флаконы. Суспензию высушивают в установке для сублимационной сушки сначала при низкой отрицательной температуре --35-(-45)°С, досушивание -- при положительной температуре (40-45 °С). Продолжительность сушки суспензии на лотках 6-12 ч, во флаконах

24-42 ч. Сухой бактериальный  концентрат, высушенный на лотках, размельчают и фасуют во флаконы  порциями по 1-1,5 г.

Концентрат содержит от 150 до 300 млрд клеток в 1 г. Массовая доля влаги  в нем не должна превышать 3,5 %. Допускается  наличие посторонней непатогенной микрофлоры не более 10 клеток в 1 г.

Продолжительность свертывания  молока при внесении одной порции концентрата на 1 дм³ молока при оптимальной температуре составляет: у мезофильных стрептококков 4,0-5,5 ч, у термофильных молочнокислых стрептококков 3,0-4,5, а у ацидофильных палочек

2.5-3,5 ч.

Срок хранения концентрата  при температуре 3-10 °С 8 мес со дня  выработки.

Жидкий  бактериальный концентрат мезофильных молочнокислых стрептококков так же как и сухой, применяется при производстве творога и сметаны. Его готовят так же, как и сухой. Приготовление отличается лишь исключением двух операций: замораживания и сушки. Концентрат разливают во флаконы по 5±0,5 см³ (полпорции) и по 10 ± 0,5 см³ (порция), укупоривают, охлаждают до температуры +8-(-5)?С и хранят не более двух месяцев со дня выработки. Жидкий бактериальный концентрат содержит не менее 150 млрд. клеток в 1 см³. Допускается содержание посторонней непатогенной микрофлоры не более 20 клеток в 1 см³.

Сухие закваски приготовляют на основе бактериальной массы (из бактериального концентрата) или высушиванием комбинаций культур бактерий в защитной среде. Сухие закваски, приготовленные на основе бактериальной массы, по составу микрофлоры идентичны сухому бактериальному концентрату и отличаются от него лишь по количеству клеток молочнокислых бактерий. Они содержат примерно в 100 раз меньше бактериальных клеток, чем бактериальный концентрат, из-за большего разведения бактериальной массы защитной средой.

Для приготовления  сухой закваски из комбинации культур  в стерильное обезжиренное молоко вносят комбинированную закваску в количестве 0,5-1 % и выдерживают при оптимальной  температуре до образования сгустка.

Выращенную комбинацию культур в количестве 30 % вносят в  защитную среду - водный раствор, содержащий сахарозу (10 %), трехзамещенный лимоннокислый  натрий (5 %), глутамат натрия (2,5 %) и желатозу (5 %). Смесь перемешивают, фасуют во флаконы  по 1 см³ (одна порция), замораживают и высушивают при сублимационной сушке. Режим замораживания и сушки заквасок аналогичен режимам получения сухого бактериального концентрата. Сухую закваску можно хранить не более 8 мес при температуре 3-8 °С. Сухая закваска имеет вид порошка или таблеток. Цвет белый или кремовый.

Продолжительность свертывания молока (при внесении одной порции закваски для творога  и сметаны на 2-2,5 л, остальных заквасок на 100 см³ молока) составляет для закваски из бактериальной массы 5-9 ч, для закваски из комбинации культур 16- 18 ч.

Количество молочнокислых  бактерий в 1 г сухой закваски составляет 10 -10 . Количество посторонних микроорганизмов  допускается 1-2 клетки в 1 г, бактерии группы кишечных палочек не должны обнаруживаться в 1 г закваски.

Жидкие  закваски готовят на стерильном обезжиренном или цельном молоке. Молоко стерилизуют в течение 10-15 мин при температуре 121°С, охлаждают до (37±1) °С и для проверки на стерильность термостатируют при этой температуре в течение двух суток. Перед заквашиванием молоко контролируют микроскопированием окрашенного препарата. При просмотре не менее чем в 10 полях зрения микроскопа должны отсутствовать вегетативные клетки и споры.

После этого в  молоко вносят комбинацию культур и  выдерживают его при оптимальной  температуре развития до образования  сгустка. Закваску фасуют в стеклянные флаконы по 20, 50 и 100 см³, флаконы укупоривают и маркируют (этикетируют). Жидкие закваски имеют срок годности: 10 сут. при 3-8 °С и 5 сут при комнатной температуре хранения.

Закваска имеет  жидкую консистенцию с небольшой  крупкой, реже - сметанообразную. Допускается  отделение сыворотки. Вкус и запах  закваски кисломолочные, характерные  для соответствующего вида, освежающие, без посторонних привкусов и  запахов. Цвет белый с кремовым оттенком по всей массе. Допускается буроватый  оттенок. Кислотность 80-100 °Т. При микроскопии  мазков из закваски должны отсутствовать  инволюционные формы и посторонние  микроорганизмы.

При производстве закваски и бактериального концентрата  бактериальные клетки могут наращивать численность в периодическом режиме или в условиях непрерывного (проточного) культивирования.

При периодическом  выращивании (в изолированной емкости) действующие на микроорганизмы многочисленные факторы меняются по ходу развития культуры. Вначале микроорганизмы размножаются в условиях избытка питательных  веществ. Одновременно с этим в среде  накапливаются продукты обмена. Они  тормозят деятельность ферментов, участвующих  в синтезе компонентов клеток. В соответствии с происходящими  в среде изменениями культура сама претерпевает ряд закономерных морфо-биохимических изменений. Так, например, клетки, образовавшиеся в  начале культивирования, отличаются от клеток, выросших позднее. Это ведет  к гетерогенности культуры.

Наращивание клеток в условиях непрерывного культивирования  предусматривает постоянный приток питательной среды и одновременное  удаление продуктов жизнедеятельности. В результате этого микроорганизмы приобретают способность к продуктивному  незатухающему во времени росту, что дает возможность получить закваску и бактериальный концентрат более  активные, а также увеличить выход  продукции с существующего оборудования.