У молоці та молочних продуктах можуть траплятися такі мікроорганізми: бактерії, плісені, дріжджі, віруси, рикетсії, водорості та найпростіші. В технології молока та молочних продуктів найбільше значення мають бактерії, плісені та дріжджі.
Бактерії – це безбарвні, переважно одноклітинні організми. Вони займа-ють проміжне місце між типовими тваринами і типовими рослинами. За класифікацією Лемана та Неймана, всі бактерії поділяють на родини, які розрізняють за морфологічними ознаками. Кулясті бактерії мають клітини округлої форми і належать до родини Соссасеае, які поділяються на такі роди: мікрококи (micrococgus), стрептококи (streptococcus), сарцини (sarcina).
Паличкоподібні бактерії. Клітини цих бактерій витягнутої (циліндричної) форми різної довжини. За здатністю утворювати спори вони поділяються на дві родини. Палички родини Bactericeae (рід Bacterium) не утворюють спор. Ро-дини кулястих і паличкоподібних бактерій часто трапляються в молоці та молочнокислих продуктах.
Променисті гриби. Родина Actinomycetes – променисті гриби – мають клітини у вигляді довгих паличок або одноклітинних ниток з бічними виростами. До цієї родини належать три роди бактерій: актиноміцети (рід Actinomycetes), мікобактерії та коріне–бактерії.
Наявність актиноміцетів свідчить про забруднення молока частинками ґрунту, а мікобактерій – про захворювання тварин на туберкульоз. До корінебактерій відносять збудників дифтерії.
Скручені форми бактерій. До них належать вібріони (Vibrio) – короткі, слабко зігнуті палички; спірили (Spirillum) – довгі й тонкі палички, дуже зігнуті; спірохети (Spirochaeto) – довгі й тонкі палички з багатьма дрібними завитками.
Розмноження основних компонентів молока у процесі живлення мікроорганізмів можна уявити так: молочний цукор – глюкоза й галактоза; жир –гліцерин і жирні кислоти; білки – пептони та амінокислоти.
Бродіння характеризується бурхливим розвитком процесів розпаду, переважно вуглеводів, з утворенням нових хімічних сполук. Найбільш важливими видами бродіння в технології молочних продуктів є молочнокисле, пропіоновокисле, спиртове, оцтове та маслянокисле.
Дріжджі – одноклітинні мікроорганізми, значно більші за розмірами, ніж бактерії. Форма їхніх клітин різна – округла, овальна, паличкоподібна. Розрізняють дріжджі спорові та неспороут–ворювальні.
Дріжджі, які утворюють спори (родина Saccharomyctaceas), поширені в природі. Це найбільш сильні збудники спиртового бродіння, їх застосовують у харчовій промисловості (пекарські, винні, пивні тощо) і відносять до роду Saccharomyctaces.
Дріжджі, які не утворюють спор (родина Tarulopsidaceas), слабко або зо-всім не зброджують цукор. Це роди Candida і Torulopsis. До останнього роду належать і дріжджі, які зброджують молочний цукор. Їх використовують при виготовленні кефіру й кумису; Rhodotorula утворює червоний пігмент; Mycoderma – щільну складчасту плівку, здатну розщеплювати білок.
Спиртове бродіння в молоці і молочних продуктах зумовлюється перева-жно дріжджами. Вони зброджують молочний цукор з утворенням етилового спирту та вуглекислого газу. Це бродіння суп молочних продуктах молочнокислим процесом, за якого утворюються сприятливі умови (кисла реакція середовища) для дріжджів. Крім дріжджів, лактозу зброджують також з утворенням спирту і вуглекислого газу ароматотворні молочнокислі стрептококи й палички. В результаті спиртового бродіння збагачується смак кисломолочних продуктів, підвищується їх перетравність.
Плісені – значно складніші організми, ніж бактерії та дріжджі. Вони розм-ножуються як спорами, так і вегетативно. Здатні розщеплювати білки й жир. У молочних продуктах плісені частіше розщеплюють жир. У технології молоч-них продуктів спостерігають молочну плісень (Oidium lacbis) на поверхні кисломолочних продуктів, на сирах, вершковому маслі, де вона утворює бархатистий міцелій. Плісень розщеплює молочний жир і спричинює згіркнення продукту.
Головчаста плісень (Мусог) поширена в ґрунті, часто утворюється на харчових продуктах.
Лійкова плісень (Aspergillus) буває на харчових продуктах при зберіганні їх у вологих умовах.
Кістоподібна плісень (Penicillium) виявляється у маслі, спричинюючи його згіркнення. Деякі види кістоподібної плісені (Penicillium condidum, Penicillium roguesort) використовуються для виготовлення сирів (закусочний, рокфор). Окремі види (Penicillium notatum) застосовують для виробництва антибіотика пеніциліну.
Гроноподібна плісень (Cladosporium) утворює невеликі плоскі бархатисті колонії оливкового кольору. Спостерігається на поверхні масла, утворює чорні плями.
Шоколадно-коричнева плісень (Catenularia) росте на згущеному молоці з цукром у вигляді кремово-коричневих грудок. Розвиваючись у молоці, плісень розщеплює білок і спричинює неприємний сирний смак молока.
Плісень Alternaria розвивається на маслі, утворюючи на ньому темні пля-ми.
Мікроорганізми потрапляють у молоко із зовнішнього середовища під час доїння, у процесі його переробки, транспортування та зберігання. Молоко й молочні продукти – сприятливе середовище для мікроорганізмів. Потрапляючи туди, вони швидко розмножуються. Вміст їх у молоці залежить від санітарно-гігієнічних умов його видоювання, переробки та зберігання.
Сукупність мікроорганізмів, що потрапили у молоко із зовнішнього середовища, прийнято називати первинною мікрофлорою. Вторинна мікрофлора – кількісний і якісний склад мікроорганізмів, які утворюються внаслідок розмноження первинної мікрофлори.
Мікрофлора свіжовидоєного молока. У молоці, видоє; за суворого дотри-мання санітарно-гігієнічних умов, переважають мікрококи. У невеликій кілько-сті є молочнокислі стрептококи кишкового походження (ентерококи), сарцини тощо. У забрудненому молоці міститься значна кількість молочнокислих бактерій із групи кишкової палички. На склад мікрофлори молока впливають умови утримання корів, одержання молока.
Зміни мікрофлори молока під час його зберігання. Під час зберігання у молоці змінюється кількість бактерій та співвідношення окремих видів. Характер цих змін залежить від складу первинної мікрофлори молока, його температури та умов зберігання. При цьому розвиток вторинної мікрофлори молока відбувається приблизно через такі стадії: змішаної мікрофлори, молочнокислих бактерій, дріжджів і плісені.
Фаза змішаної мікрофлори. Починається після закінчення бактерицидної фази, коли відбувається розвиток усіх видів мікроорганізмів. До кінця цієї фази молочнокислі бактерії починають переважати над рештою мікрофлори. Практично закінченням фази змішаної мікрофлори можна вважати підвищення титрованої кислотності молока на 0,5 °Т.
Фаза молочнокисла. Молочнокислі бактерії починають переважати над рештою мікрофлори. Молоко при цьому сквашується. За подальшого зберігання молока молочнокислі бактерії під впливом продуктів їх життєдіяльності (молочна кислота) поступово гинуть, спочатку молочнокислі стрептококи, а потім молочнокислі палички. Фаза дріжджів і плісені. У результаті розвитку молочнокислих бактерій в молоці наростає висока кислотність, за якої ріст решти бактерій пригнічується. За цих умов розвиваються тільки дріжджі й плісені. Із дріжджів у молоці трапляються види, які зброджують і не зброджують молочний цукор, а також плівчасті дріжджі (Mycoderma). Із плісені розвивається молочна плісень (Oidium lactis) і зелена кістоподібна (Penicillium glaucum). У цей період під плівкою плісені, яка покриває сквашене молоко, повільно розщеплюються білки, збільшується на поверхні шар рідини, і згусток поступово зникає, залишається бурувата рідина. Внаслідок зниження кислотності створюються сприятливі умови для життєдіяльності бактерій, які прискорюють розщеплення білків у молоці.
Наведена зміна фаз мікрофлори в молоці спостерігається у процесі його зберігання за температури вище 10 °С. За більш низької температури молочнокислі бактерії не розмножуються, а посилюється життєдіяльність бактерій.
Залежно від температури зберігання кількість бактерій у молоці протягом доби збільшується так: якщо в 1 мл молока перед зберіганням вміст бактерій становив десятки тисяч, то за температури 10 – 12 °С він може збільшитись у 10 разів, при 18 – 20 °С – в сотні, при 30 – 35 °С – в десятки і сотні тисяч разів.
За кількості мікроорганізмів до 100 млн в 1 мл з’являються ознаки псу-вання молока і термін зберігання його товарних якостей закінчується.
Мікрофлору молока і молочних продуктів умовно поділяють на такі гру-пи:
♦ мікроорганізми, корисні в технології молока і молочних продуктів, си-рів, масла;
♦ мікроби, які є шкідливими в технології і спричинюють псування молока та молочних продуктів. За наявності їх у молоці з’являються вади смаку, запаху, консистенції, погіршуються гігієнічні показники продукту. Споживання таких продуктів може,стати небезпечним для здоров’я людини, спричинити розлад роботи травного каналу. До них належать мікрококи, сарцини, кишкові палички, сінна паличка, протеї, флуорисційні бактерії;
♦ мікроорганізми, небезпечні для здоров’я людини і тва-рин,хвороботворні. Вони не змінюють складу і властивостей молока тамолочних продуктів, але є збудниками інфекційних захворюваньлюдини і тварини – сибірки, туберкульозу, бруцельозу, черевноготифу і паратифу, бактеріальної і амебної дизентерії, спірозу, скарлатини, віспи, поліомієліту, туляремії, лихоманки, маститу, шлунково-кишкових захворювань. Деякі бактерії, що потрапили вмолоко (стафілококи, протеї), можуть виділяти токсини, які спричинюють отруєння людини (токсикоінфекції).
Корисні молочнокислі бактерії використовують у виробництві багатьох молочнокислих продуктів. Це як гомоферментативні, так і гетероферментативні стрептококи і палички, які спричинюють молочнокисле бродіння. Його вважа-ють найважливішим видом бродіння, яке застосовують у молочній промисловості та в сільському господарстві. Використовують у виробництві кисломолочних продуктів, сирів, а також у силосуванні кормів, квашенні овочів і фруктів.
Більшість молочнокислих бактерій, наприклад, ароматоутворювальних, поряд з молочною утворюють оцтову кислоту, спирт, діацетил, вуглекислий газ. Молочнокисле бродіння відбувається переважно в анаеробних умовах, але може перебігати і в аеробних. Молочна кислота, яка накопичується у молоці і молочних простивості і фізичний стан. Кількість утвореної молочної кислоти виражають в градусах кислотності і відсотках. Градуси кислотності визначають діленням кількості молочної кислоти в 100 мл молока на коефіцієнт 0,009, оскільки градус кислотності містить 0,009 г молочної кислоти в 100 мл молока.
Молочнокислі стрептококи. Це види молочнокислих стрептококів, які ма-ють найбільше значення в молочній промисловості (табл. 2.12). Молочноки-слий стрептокок має клітини овальної форми, розміщені у вигляді диплококів або коротких ланцюжків. При зсіданні молока утворюється рівний щільніш згусток кислотністю 110 – 115 °Т з чистим кисломолочним смаком і ароматом.
Вершковий стрептокок. Клітини розміщуються у вигляді ланцюжків. Утворюють рівний, щільний згусток кислотністю 110 – 115 °Т з чистим кисломолочним смаком і ароматом.
Ароматотворні стрептококи (Str. naracitrovorus, Str. Diacetilaetis) мають клітини меншого розміру, ніж у Str. lactis, які розміщуються у вигляді окремих клітин, диплококів і ланцюжків. Ці бактерії поліпшують смак і аромат (за раху-нок діацетилу) кисломолочних продуктів, кисловершкового масла і сирів.
Термофільний стрептокок. Клітини мають вигляд ланцюжка. В результаті використання термофільного стрептокока утворюється рівний, щільний згусток кислотністю 110–115 °Т з приємним кисломолочним смаком і ароматом. Його застосовують разом із болгарською паличкою для приготування південної простокваші, швейцарського сиру.
Мамокок близький до Str. lactis. Здатний виділяти сичужний фермент. При потраплянні мамококів у молоко і молочні продукти останні набувають гіркого смаку від накопичення великої кількості пептонів (продуктів розщеп-лення білків).
Молочнокислі палички трапляються на рослинах, у молочних продуктах і в кишках. Вони нерухомі, не утворюють спор, їх можна поділити на дві групи: ті, що можуть зброджувати молочний цукор з утворенням молочної кислоти, – гомоферментативні (термобактерії і стрептобактерії), і ті, що можуть зброджу-вати лактозу з утворенням молочної і оцтової кислот, спирту та вуглекислого газу, – гетероферментативні (бета–бактерії)
Термобактерії – найбільш енергійні кислотоутворювачі. Оптимальна тем-пература їх розвитку 40 – 45 °С. Гранична кислотність сягає 300 °Т, а іноді й вище. Клітини мають вигляд великих одиничних паличок або ланцюжків. Смак молока, сквашеного термобактеріями, чистий, кислий, згусток рівний, щільний. їх застосовують у виробництві болгарської й ацидофільної простокваші, а також швейцарського сиру.
Стрептобактерії утворюють у молоці короткі ланцюжки. Це менш акти-вні кислотоутворювачі – кислотність продукту сягає 200 °Т. Згусток молока рі-вний, щільний, смак чистий, кислий. Використовують для визрівання сирів.
Бета–бактерії. Клітини бета–бактерій великі, іноді зернисті, за властивостями близькі до ароматотворних молочнокислих стрептококів. Трапляються в молочних продуктах (кефірі й сирах).
Пропіоновокислі бактерії (Bact. propioni). Нерухомі безспо рові короткі палички. Спричиняють пропіоновокисле бродіння в молоці і молочнокислих продуктах. У результаті бродіння лактозі: й молочної кислоти утворюються пропіонова й оцтова кислоти, вуглекислий газ, водень і вода. Пропіонова і оцтова кислоти збагачують смак і аромат сиру, а вуглекислий газ і водень сприяють утворенню рисунка. Ці бактерії можуть також синтезувати вітамін В12.
Оцтовокислі бактерії (Bact. aceti). Це рухомі й нерухомі аероби, які не утворюють спор, розмножуються поодиноко, спорами та ланцюжками. Оцтовокисле бродіння використовують у приготуванні кефіру, кислого молока. Ці бактерії сприяють утворенню густої консистенції продукту, специфічного смаку, синтезують вітамін В12.