Закваски, используемые в молочной промышленности для приготовления кисломолочных продуктов

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.

Кефирные грибки (зерна) представляют естественную симбиотическую закваску для кефира. В них входят молочнокислые стрептококки, палочки, дрожжи и уксуснокислые бактерии (рис).

Процесс получения натуральных кефирных грибков включает подготовку молока, культивирование кефирных грибков, отделение, фасование, укупоривание, маркирование и хранение. Для культивирования кефирных грибков используют обезжиренное молоко, пастеризованное при температуре 92-95 °С в течение 20-30 мин, в которое помещают грибки в соотношении 1:20. Выращивание проводят при температуре 18-22 °С. Ежедневно молоко меняют, т. е. грибки заливают свежими порциями питательной среды. Молоко, в котором культивировались кефирные грибки, представляет собой уже культуральную кефирную закваску, содержащую ту же микрофлору, что и кефирный грибок.

По мере роста грибков 1-2 раза в неделю их отделяют от закваски, фасуют порциями в стерильные флаконы, заливают обезжиренным молоком или сывороткой. Срок хранения кефирных грибков составляет 10 дней при температуре 8-10 °С.

Рис. Кефирные грибки (зерна)

Сухие кефирные грибки получают из натуральных (живых) кефирных грибков путем высушивания в защитной среде, состоящей из молочной сыворотки с добавлением 0,5 % сахара и 0,01 % аскорбиновой кислоты.

Отделенные от культуральной закваски грибки помещают в защитную среду в соотношении 1:20 и выдерживают в ней 5-6 ч при температуре 20-22 °С для наращивания дрожжей, которые являются наиболее чувствительными к замораживанию и высушиванию. После этого грибки отделяют от защитной среды, укладывают на стерильные лотки слоем 8 мм, закрывают стерильной марлей и помещают в морозильный шкаф при температуре -- 20-25 °С на 1,5-2 ч. Грибки сушат в установке сублимационной сушки. Температура в начале сушки 15-20°С, конечная температура досушивания 30-35°С. Продолжительность сушки 8-10 ч.

Сухие кефирные грибки фасуют порциями по 10, 20, 50, 100 г в пакеты из полиэтилен-целлофана и запаивают. Срок хранения кефирных грибков 3 мес при температуре не выше 8 °С. Сухие кефирные грибки содержат не более 4,5 % влаги.

Продолжительность сквашивания молока при соотношении грибка и молока 1 : 40 и температуре 18-22 °С для натуральных грибков составляет 16-18 ч, ддя сухих -- 24-28 ч. Кислотность сгустка 90-110 °Т. В микроскопическом препарате наблюдаются диплококки, короткие цепочки, единичные палочки и клетки дрожжей.

VII. ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ЗАКВАСОК В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ

На молокоперерабатывающие предприятия должны поступать высококачественные закваски или их концентраты, проверенные учреждением, которое их разрабатывает и производит. Задача молокоперерабатывающего предприятия состоит в том, чтобы сохранить их полную эффективность.

Производственные закваски на предприятии получают в отделениях чистых культур или в специальном боксе при микробиологической лаборатории предприятия. Приготовление производственной закваски из чистых культур и кефирной закваски (грибковой и производственной) проводят в отдельных изолированных помещениях заквасочного отделения. На небольших предприятиях допускается приготовление заквасок чистых культурах и кефирной в одном помещении. В помещениях необходимо поддерживать чистоту. Не допускается одновременно проводить посевы по контролю готовой продукции, контролю условий производства и готовить закваски, Термостаты и холодильники, предназначенные для приготовления и хранения производственных заквасок и активизации бактериальных концентратов, не должны использоваться для других целей. Воздух в отделении чистых культур или боксе дезинфицируют с помощью бактерицидных ламп.

Предприятию от учреждения - изготовителя вместе с получаемыми заквасками выдается копия удостоверения о качестве, где указывается дата выработки и срок годности закваски, данные результатов анализов заквасок по кислотности, активности, микроскопическому препарату, количеству жизнеспособных клеток молочнокислых, пропионовокислых, бифидобактерий, также по количеству спор мезофильных аэробных бацилл, бактерий группы кишечных палочек, дрожжей и патогенных микроорганизмов, в том числе по сальмонеллам.

Закваски и бактериальные концентраты нужно использовать вскоре после получения из специальных цехов или лабораторий. До употребленш их хранят в холодильнике при температуре не выше 8 °С. Нельзя применять закваски и бактериальные концентраты с истекшим сроком хранения, Флаконы с заквасками вскрывают непосредственно перед употреблением и используют все содержимое флакона сразу.

Поступающие на предприятие закваски ослаблены в результате транспортирования и воздействия температуры, поэтому их необходимо восстановить с помощью предварительного культивирования. Критерием оценки восстановления закваски является определение сквашивающей активности. Их выращивают на стерилизованном молоке, допускается использование пастеризованного молока (92-95 °С 20-30 мин).

Эффективная закваска должна проявлять наибольшую активность не позднее чем после второй пересадки. При этом культивирование заквасок необходимо остановить в конце логарифмической фазы, что достигается у большинства заквасок при рН 5,5-5,3 или кислотности 78-80 °Т.

Приготовление производственной закваски из чистых культур на стерильном молоке проводят в молочных бутылках, колбах, в специальных ушатах или бидонах с крышками вместимостью от 3 до 20л.

Посуду и инвентарь, используемые для приготовления заквасок, моют и дезинфицируют в отдельном помещении заквасочного отделения. Дли дезинфекции используют растворы препаратов хлора, содержащие 150-200 мг/л активного хлора. Мелкий инвентарь и посуду стерилизуют в автоклаве или сушильном шкафу.

Режимы приготовления производственных заквасок зависят от вида закваски и конкретных условий производства.

Из жидкой сухой заквасок или отдельных штаммов на предприятиях готовят материнскую (первичную) закваску, которую используют для получения вторичной или производственной закваски. Материнскую закваску можно применять также для заквашивания молока или сливок, т.е. в качестве производственной закваски.

Для приготовления материнской закваски используют только стерилизованное молоко, для производственной закваски используют стерилизованное и пастеризованное молоко. Активизацию бактериального концентрата проводят на стерилизованном молоке, допускают использование пастеризованного молока.

Режимы приготовления основных групп заквасок представлены в табл. 28.

Для получения материнской закваски мезофильных молочнокислых стрептококков одну порцию сухой закваски вносят в 2 л стерилизованного молока и термостатируют при 26 °С в течение 12-16 ч. Для приготовления вторичной (промежуточной) закваски в стерилизованное молоко вносят 0,5-1 % материнской закваски и культивируют посевы 10-12 ч. Если в закваске преобладает Lac.cremoris, то период сквашивания продлевают до 12-14 ч., или увеличивают количество посевного материала до 2-3 %. Производственную закваску мезофильных стрептококков получают посевом в пастеризованное молоко 0,5-1% или 2-3 % вторичной производственной закваски и выращиванием посевов также в течение 10-12 ч. или 12-14 ч.

Материнскую закваску термофильного стрептококка и болгарской палочки получают внесением одной порции сухой закваски в 100 см3 стерилизованного молока. Посевы культивируют при 43 °С в течение 5-7 ч. Для приготовления производственной закваски посевной материал вносят в молоко в количестве 1 % и сквашивают его в течение 3 ч. Таким же образом готовят закваски ацидофильной палочки. Однако культивирование проводят при температуре 38 °С в течение 5-5,5 ч.

Для повышения лечебных свойств кумыса из коровьего молока подобраны специальные закваски из дрожжей, сбраживающих лактозу, Lbm. bulgaricum (типичной микрофлоры кумыса из кобыльего молока) и штаммов Lbm. acidophilum, антибиотически активных против микобактерий туберкулеза и нежелательной кишечной микрофлоры.

Для приготовления материнской кумысной закваски в 300 см3 подготовленного молока вносят по 1 порции сухих заквасок болгарской и ацидофильной палочек и смыв с 2-х пробирок Sach. lactis, выращенных на скошенном агаре Сабуро. Посевы культивируют при 30 °С 7-10 ч. Вторичную закваску готовят внесением в подготовленное молоко 10-20% материнской закваски. Посевы выращивают также при 30 °С 7-10 ч.

Производственную закваску получают посевом в подготовленное молоко 20 % (5-7 % для закваски кумыса нежирного) вторичной закваски. Посевы термостатируют при 30°С 4-6 ч, закваску для кумыса нежирного культивируют 14-15 ч.

28. Режимы приготовления основных групп заквасок