З часом виробничу закваску освіжають 2 - 3 рази на добу й використовують доти, доки вона не втратить активності. Показником активності зaкваски для кумису є ціноутворення при перемішуванні, а при мікроскопії в полі зору 8 - 10 дріжджових клітин і велика кількість молочнокислих паличок [10].
Методів приготування кумису декілька, проте всі вони базуються на одному: спочатку готують закваску, потім перемішують її з кобилячим молоком і дають постояти. Залежно від тривалості дозрівання розрізняють кумис слабкий (однодобовий), середній (дводобовий) і міцний (тридобовий) з накопиченням етилового спирту 1; 1,75 і 2,5% відповідно. Чим більше витриманий кумис, тим вища кислотність. Вміст жиру в кумисі становить близько 0,8% [13].
Беруть одну частину готової закваски й змішують з п'ятьма частинами свіжого парного молока. Цю суміш кілька хвилин перемішують і дають постояти 3 - 4 години. Уже через 4 години з'являються ознаки бродіння: пухирці повітря на поверхні. У цей час знову додають ще 4 - 5 частин молока й ретельно перемішують та залишають на 7 - 8 годин. Потім знову додають 4-5 частин молока. І вже через 3 - 4 години слабкий кумис готовий. Він має приємний кислуватий смак, а через 3 - 4 години цей смак стає дуже кислим з алкогольним запахом [13].
Кумис ціниться за вміст у ньому значної кількості вітаміну С та антибіотику нізину, який попереджає розвиток туберкульозних і дизентерійних паличок. Крім того, кумис використовують при лікуванні захворювань нирок, печінки, шлунково-кишкового тракту. Уживання кумису рекомендують при анемії, рахіті, нервових хворобах [30].
Оскільки промислове конярство в нашій країні розвинуте слабо, розроблена технологія приготування кумису з коров'ячого молока. Його знежирюють, додають цукор і сквашують закваскою. Виробляють кумис нежирний і з жирністю 1,5% . Залежно від тривалості витримки кислотність кумису може становити від 95 до 130 °Т. Реалізують кумис у фасованому вигляді, зберігають за температури від 0 до 8 °С протягом 48 годин [13].
Для підвищення лікувальних властивостей кумису з коров'ячого молока застосовують спеціальні закваски з дріжджів, які зброджують лактозу, антибіотично активних проти мікробактерій штамів Lb. bulgаrісиm (типової мікрофлори кумису з кобилячого молока) і Lb. acidophilиm, які є антибіотично активними проти небажаної мікрофлори кишечнику.
Розроблено технологію кумису зі спеціальної молочної суміші із цільного і знежиреного молока, підсирної сироватки з додаванням лактози і вітаміну С [16].
Особливістю виробництва кумису з молочної суміші є внесення великої кількості закваски (20%) у підготовлену пастеризовану, охолоджену до 32 - 34 °С суміш, що створює сприятливі умови для розвитку дріжджів і молочнокислих бактерій. Процес сквашування здійснюють при постійному перемішуванні, що сприяє розвитку дріжджів [16].
2.2 Біологічне консервування
Молочнокисле бродіння використовується людиною для консервування різноманітних продуктів харчування - квашені. Цей спосіб їх зберігання має рядом переваг: у продукти, як правило, не вводяться хімічні консерванти і вони не піддаються великим термічним діям. Збереження продукту досягається завдяки розвитку в ньому молочнокислих бактерій. Речовини, що утворюються в процесі їх життєдіяльності (особливо молочна кислота), впливають переважно на мікроорганізми - потенціальні збудники псування (гнилісні, маслянокислі та ін.). Квашені овочі і фрукти набувають приємних органолептичних властивостей і корисно діють на організм людини [27].
Молочнокисле бродіння знаходить широке вживання і для біологічної консервації різноманітних кормових рослинних матеріалів - силосування.
Силосування - складний мікробіологічний процес. З рослинною масою в силосохранилище потрапляє величезна кількість різноманітних мікроорганізмів. Під час силосування на відмерлих рослинах багато хто з них починає бурхливо розмножуватись. Живильним середовищем для мікроорганізмів при цьому слугують головним чином соки рослин. Одне з основних завдань техніки силосування - створення умов для життєдіяльності молочнокислих бактерій і придушення шкідливих мікроорганізмів [14, 19].
Після закладки рослинної маси в силосні споруди і внаслідок щільного трамбування аеробні бактерії починають швидко відмирати. Активно розмножуються бактерії, здатні рости в анаеробних умовах, - представники ентеробактерій, Сlоstridium, Васіllus, Strерtососсиs, Leuconostoc, Реdіососсиs і Lасtоbасіllus. У перші дні після закладки в силосі із групи молочнокислих бактерій домінують коки (S. faecalis, S. fаесіum, S. faecalis subsр. lіquefaciens, Leuc. mеsеntеroides). З'являються в цей період і молочнокислі палички - L. brevis, L. саsеі, L. fеrmenti, L. рlаntаrum. Особливо важливу роль грають стрептококи; вони здатні конкурувати з грамнегативними бактеріями в початковий період силосування.
В період силосування від 8 до 15 діб домінуючі на початку бродіння стрептококи витісняються, збільшується кількість педіококків, лейконостоків і гомоферментативних, а пізніше за гетероферментативних лактобацил. У основній і кінцевій стадіях бродіння силосів провідну роль грають палочкоподібні молочнокислі бактерії ( L. brevis, L. рlаntаrum) і педіококи [22].
Поступове зменшення загального числа бактерій, яке починається після 15 діб силосування, захвачує період приблизно в 60 діб. Кількість мікроорганізмів за цей час знижується до 1 млн. в 1 г (в період 1 - 8 діб при 22 - 40°С може досягати мільярда) [22].
Спрямованість мікробіологічних процесів в рослинній масі, закладеній в силосні споруди, визначається рядом чинників. У силосі з невеликою кількістю цукру зростання молочнокислих бактерій припиняється в більш раніші терміни , ніж в силосі з високим вмістом цукру. Внесення додаткових живильних речовин (меласи, цукрової муки, муки і солоду) в силосну масу, що складається з малосахаристих рослинних матеріалів, для направленого стимулювання розвитку цих мікроорганізмів давно успішно використовується в практиці [27].
При приготуванні сінажу біологічній консервації в силосних спорудах при цьому підлягає подрібнена рослинна маса, заздалегідь підсушена (підв'ялена) частіше всього до 55 - 65% вологості. Відносна сухість, що створюється в сінажі, уповільнює розвиток молочнокислих бактерій, а також має згубний вплив на зростання небажаних мікроорганізмів [22].
Вживання заквасок чистих культур молочнокислих бактерій особливо результативно при силосувані відносно важкосилосуваних рослин.
Штами молочнокислих бактерій, селекціоновані для силосування, розмножують в промислових умовах, готують з них висушені препарати і вносять разом з невеликою кількістю води в подрібнену рослинну масу у момент закладки її в силосну споруду [10].
Для силосування використовують штами (L. рlаntаrum , L. саsеі, S. lасtіs subsр. dіаstаtісus та ін.), що мають значну ферментативну активність. Значних результатів досягають при використанні препаратів, до складу яких входить S. fаесіum спільно з лактобацилами. При годувані тварин силосом, приготовленим на цих бактеріях, краще пригнічується зростання шкідливих мікроорганізмів в кишковому тракті, тварини прибавляють у вазі [10].
За кордоном запропоновано декілька патентних препаратів, до складу яких, окрім молочнокислих бактерій, включені інші мікроорганізми і ферменти. Повідомляється про ефективне використання їх при силосувані [22].
Квашення капусти відбувається з додаванням повареної солі. Її додають до нарізаної капусти в кількості 1,5%. Добавка солі дозволяє витягувати сік з рослинних тканин, подавити розвиток небажаних мікроорганізмів і тим сприяє життєдіяльності молочнокислих бактерій [14].
У підготовленій для квашення капусті через декілька годин при мимовільному бродінні розвиваються ентеробактерії та інші види, сприяючі утворенню ряду продуктів (мурашиної, оцтової кислот, невеликої кількості молочної і янтарної кислот, етанолу і газоподібних зєднань), що надають їй специфічний запах. Незабаром починають швидко розмножуватися молочнокислі гетероферментативні коки (Leuc. mеsеntеrоіdеs та ін.); вони переважають до кінця 2 - 3-х діб бродіння. Саме ці организми вважають відповідальними за запах доброякісного продукту. Окрім молочної кислоти коки утворюють оцтову кислоту, етиловий спирт, ефіри, СО2, маніт; присутність останнього додає капусті гіркуватий присмак.
Через 4 - 6 діб бродіння кокової форми змінюються в основному гомоферментативними молочнокислими паличками (L. рlаntаrum та ін.),які нагромаджують до 1,5 - 2% кислоти і доводять процес молочнокислого бродіння до кінця. L. рlаntаrum використовують маніт і тим самим усувають гіркий присмак капусти [22].
Вживання заквасок молочнокислих бактерій при квашені капусти, так само як і при силосувані кормів, дає полозитивні результати. При вдалому підборі заквасок і правильному їх вживанні покращуються органолептичні властивості капусти, при тривалому зберіганні в ній краще зберігаютьсяживильні речовини та вітаміни. Закваску рівномірно розбризкують по шинкованій капусті під час її завантаження в ємкості. Бродіння проводять при 22 -24°С протягом 3 - 4 діб до накопичення 0,6% молочної кислоти, потім капусту герметизують і зберігають при низькій температурі (краще + 1°С) [5].
Соління огірків - один з найбільш поширених прийомів їх консервації. Відібрані овочі заливають розсолом (6 - 8% повареної солі, залежно від розмірів огірків) і додають різноманітні спеції. Залиті розсолом огірки в бочках залишають на спеціальних майданчиках для проходження попередньої ферментації (як правило, при 20 - 25°С на 24 - 48 діб). Ферментація вважається закінченою після накопичення в розсолі 0,30,4% - молочною кислоти. Після попереднього бродіння бочки з огірками зберігають при низькій температурі в холодильниках або в траншеях з льодом і т. д., де протягом 40 - 45 діб (днів) відбувається подальше накопичення молочної кислоти (до 1%). Готові солоні огірки окрім молочної кислоти містять оцтову кислоту і спирт, сліди гліцерину і маніту, невеликі кількості ароматичних речовин. Використання при засолці огірків заквасок молочнокислих бактерій дає позитивні результати, але ще не широко використовуються в практиці [10, 22].
Квашення яблук також засноване на вживанні молочнокислого бродіння. Яблука в ємкостях рекомендується заливати розсолом, що містить до 1,5% повареної солі, 3% цукру, 1% ячмінного або житнього солоду (у вигляді солодового сусла), 0,25% сухої гірчиці. У благоприємних температурних умовах (12 - 19°С) попередня ферментація проходе на протязі 8 - 10 діб , при цьому в розсолах накопичується 0,3 - 0,4% молочної кислоти. Потім яблука поміщають в льох або холодильник, де молочнокисле бродіння продовжується до утворення 0,6 - 1,5% молочної кислоти. Хороші результати дає використання в цьому процесі молочнокислих бактерій L. рlаntаrum і холодостійкої шампанської раси дріжджів Sассhаrоmусеs сеrеvisiae. Закваски додають в кількості 0,5%. Солоні яблука, приготовлені в промислових умовах із застосуванням чистих культур мікроорганізмів, мають значно кращі показники, чим засолені без заквасок [10, 22].
При засолці яблук, помідорів, буряка, маслин та інших овочів спонтанне молочнокисле бродіння протікає з участю тих же видів мікроорганізмів, про яких згадувалося вище при описі процесів закваски інших рослинних продуктів [22].
Молочнокислі бактерії розвиваються при так званому «мокрому» способі обробки кави. Певну роль вони відіграють і в процесі замочування зерна при виробництві кукурузного крохмалю. Молочнокисле бродіння протікає також при виготовленні квасу [10].
Процеси бродіння відіграють важливу
роль при виробництві таких продуктів харчування, як корейське «кимчи»,
отримуваного при зброджуванні китайської капусти, редису та інших овочів;
індійського «идлі» - кислих коржиків з рису і неочищеного чорного горошка, філіппінських
«путо» - кислих рисових пампушок, нігерійського «оги» кислої каші з кукурузи,
сорго або проса, «гарі» - крапчастого крохмалистого - продукту з коріння
маніока та інших національних харчових продуктів [27].
.3 Пропіоновокислі бактерії у виготовленні
сиру та інших продуктів харчування
Пропіоновокислі бактерії давно вже використовуються при виготовленні твердих сичужних сирів з високою температурою (55 - 58°С) другого нагрівання. До таких відносяться сири сортів Російський, Швейцарський, Бійський, Алтайський. У їх дозріванні окрім Р. shermanii беруть участь також Streptococcus thermophilus, Lасtоbасtеrіum helvеticum, L. lасtіs. Молочнокислі бактерії перетворюють лактозу на лактат, здійснюють протеоліз казеїну, утворюють ароматичні речовини. Пропіонові бактерії з лактози і лактату синтезують пропіонову, оцтову кислоти і виділяють вуглекислоту, яка в значній мірі зумовлює рисунок сиру [1, 17, 22].
Пропіоновим бактеріям властива висока ліполітична активність, сприяюча утворенню жирних кислот: пропіон, оцтова, міристинова, пальмітинова, стеаринова і олеїнова. Всі ці кислоти сприяють створенню аромату сиру. Ароматичною речовиною сиру сорту Швейцарський слугує також пролін, у великій кількості виділяючий Р. shermanii, і леткі карбонильні з'єднання [15].
Значна солестійкість (до 2,5 % NaС1), термостійкість і в той же час здатність пропіоновокислих бактерій зростати при 10 - 14 °С відповідають особливостям технології виробництва твердих сичужних сирів. Для підвищення активності пропіонових бактерій і стабілізації їх властивостей в процесі сировиробництва використовується багатоштамова суха закваска. Раніше застосовувалася рідка закваска, що складалась з одного штаму Р. shermanii. При внесені сухої багатоштамової закваски якість і смак сиру сорту Російський кращий, ніж при використанні рідкої одноштамової закваски [25].
Пропіонові бактерії вносять до закваски деяких сортів кефіру. Такий кефір збагачується вітаміном В12. На Україні ще в середині 80 - х років розроблена технологія молочнокислого напою «Дніпровський». Для його здобуття до складу закваски входили молочнокислі, оцтовокислі та пропіоновокислі бактерії [17].
Є ще одна область харчової промисловості, в якій використовуються пропіоновокислі бактерії: здобуття порошку яєчного білка. Остаточні вуглеводи білка курячих яєць вступають в реакцію з амінокислотами - з утворенням меланоїдинів, від чого порошок темніє і набуває неприємного запаху. Використання пропіоновокислих бактерій дозволило видалити вуглеводи з рідкої білковою маси, остання збагачується при цьому вітаміном В12 і деякими вільними амінокислотами. Санітарно-бактеріологічний стан нового продукту покращується, а термін його зберігання збільшується до 1,5 років (проти шести місяців). Раніше - для знецукрення яєчного білка використовували ферментні препарати глюкозооксидази і каталази, але це дорожче і дає неповне видалення вуглеводів. Біомаса пропіонових бактерій гарний білковий препарат з високим рівнем сірко складових амінокислот [15, 25].
У Польщі запропоновано здобуття
збагаченого витамином В12 харчового білкового препарату шляхом зброджування
лактози сироватки пропіоновими бактеріями з подальшим аеробним культивуванням Кluyveromyces
frаgilis,
утилізуючим продукти метаболізму пропіоновокислих бактерій. [1].
.4 Виробництво оцту
Оцет - це продукт, що містить не менше 4% (вага /об'єм) оцтової кислоти; його отримують за допомогою двухстадійного процесу. Спочатку здійснюють спиртове бродіння, в ході якого цукор сировини перетворюється в спирт за участю S. сеrеvisiae. Сировиною може бути будь-який продукт, який зброджується з утворенням спирту. Після завершення цього етапу дріжджам дають осісти і збирають надосадочну рідину. Вміст спирту доводять до 10 - 13%, і, якщо в ході бродіння для подавлення зростання бактерій додавався сернистий газ, його перед подальшими операціями видаляють. На наступному етапі етиловий спирт перетворюється в оцтову кислоту (проміжним продуктом являється ацетальдегид). Всі процеси здобуття оцту йдуть за участю змішаних культур Асеtоbасtеr; у деяких випадках застосовують закваски. На цій стадії основну роль грають бактерій А.schuetzenbachii, А. сиrvim, А. оrleanense і близькі до них мікроорганізми. Бродіння відбувається в аеробних умовах з вживанням великої кількості кисню і виділенням тепла. Раніше цей другий процес йшов повільно, але його вдалося удосконалити і збільшити конверсію етилового спирту в оцтову кислоту. Метод глибинної ферментації в цьому виробництві застосувати довгий час не вдавалося. Проблему удалося вирішити лише після другої світової війни: цьому допомогли дослідження по аерації культур при виробництві антибіотиків. Сьогодні ця технологія знайшла широке використання [8, 14, 27].
біологія молочнокислий бактерія бродіння
ЗАКЛЮЧЕННЯ
Позитивну роль бактерій для людини неможливо переоцінити. За допомогою бактерій отримують незамінні продукти харчування. В останні роки загальновизнаним є твердження, що здоров'я населення і виникнення багатьох "хвороб цивілізації" значною мірою визначається станом нормальної мікрофлори організму людини. Корисні для здоров’я мікроорганізми містяться в кисломолочних продуктах, квашених овочах та фруктах. Виготовлення яких не можливе без використання мололочнокислих та пропіоновокислих бактерій.