Молочные продукты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Микрофлора молока

Молоко и большинство молочных продуктов являются благоприятной средой для различных микроорганизмов, как патогенных, так и микроорганизмов порчи.

Молоко, полученное от больных животных, опасно для здоровья, оно может стать причиной инфекционных заболеваний, стафилококкового токсикоза и других пищевых отравлений.

Парное молоко, полученное от здоровых животных, обладает бактерицидными свойствами. Бактерицидная фаза продолжается от нескольких минут до 45 мин, если молоко находится при температуре не выше О °С. Затем количество микроорганизмов начинает нарастать, и тем быстрее, чем выше температура хранения молока.

В сыром молоке могут быть микрококки, стрептококки, а также клебсиеллы, иерсинии, протейные и кишечные палочки (колиформы) и др. При нарушении условий хранения и реализации микробы в молоке и молочных продуктах быстро размножаются, что приводит к появлению неприятного вкуса, изменению свойств молока и его порче.

Когда начинают преобладать молочнокислые бактерии и повышается кислотность, молоко прокисает, развитие многих других бактерий подавляется. Затем молочнокислая микрофлора постепенно отмирает, создаются условия для роста дрожжей, плесневых грибов, а затем и микроорганизмов гниения.

Пастеризация молока производится с целью уничтожения болезнетворных микроорганизмов и снижения обшей обсемененности молока. Молоко пастеризуют при 76 °С с выдержкой 15-20 с. После пастеризации молока остается некоторое количество термофильных и термостойких бактерий (в том числе энтерококки) и споры. Такое молоко следует хранить при температуре +4 °С не более 36 ч. Стерилизованное молоко микроорганизмов практически не содержит и может храниться длительное время.

Источники бактериального заражения молока

Содержание микроорганизмов в сыром молоке отражает уровень гигиены получения молока, особенно степень чистоты доильных установок, условия его хранения и транспортирования. Известны два пути обсеменения молока микроорганизмами: эндогенный и экзогенный.

При эндогенном пути молоко обсеменяется микроорганизмами непосредственно в вымени животного. В молоке вымени всегда содержится определенное количество микроорганизмов. У входа в сосковый канал, в каплях молока, оставшихся от предыдущей дойки, постоянно размножаются микроорганизмы, образуя так называемую бактериальную пробку, в которой количество бактерий достигает сотен тысяч клеток. Поэтому перед дойкой первые струйки молока необходимо сдаивать в отдельную посуду, т. е. бактериальные пробки не должны попадать в общую массу молока. Эндогенное обсеменение молока вымени может происходить также при маститах, септических инфекционных болезнях, травмах и воспалительных процессах соскового канала и вымени.

Экзогенное обсеменение происходит из внешних источников: кожи животного, подстилочных материалов, кормов, воздуха, воды, доильной аппаратуры и посуды, рук и одежды работников молочной фермы.

Важнейшим источником бактерий сырого молока является кожа животного и особенно кожа вымени и сосков. На них происходит размножение микрококков, энтерококков, кишечных палочек и других сапрофитов.

Подстилочные материалы из соломы и сена являются существенным источником загрязнения кожного покрова животного, а затем и молока кишечными палочками, маслянокислыми бактериями, энтерококками, гнилостными спорообразующими дрожжами, плесенями, молочнокислыми бактериями и др. Нельзя использовать в качестве подстилки торфяную крошку.

В кормах также содержится много разнообразных микроорганизмов. В свежескошенной траве больше молочнокислых бактерий, в грубых кормах -- гнилостных спорообразующих аэробных бацилл. Кормление коров прокисшим или смешанным с землей кормом, плохим силосом или кислой бардой в сочетании с имеющимися недостатками в гигиене содержания животных ведет к загрязнению молока маслянокислыми и другими бактериями.

Поскольку молоко в настоящее время получают и хранят преимущественно в замкнутых системах, сырое молоко загрязняется в основном при ручном доении. Содержание микробов в воздухе в течение одного дня сильно меняется. Во время операций раздачи и приема корма количество микробов воздуха достигает максимальной величины.

Вода, отвечающая требованием ГОСТа на питьевую воду и применяемая для мытья молочной посуды и аппаратуры, содержит незначительное количество микроорганизмов. Вода открытых водоемов или загрязненная вода содержит опасные бактерии. Доильные установки и резервуары для хранения молока являются основным источником заражения молока психротрофными бактериями. Психрофильные микробы размножаются в молочно-водной среде на плохо вымытых и дезинфицированных установках, находясь в активной фазе размножения. У них отсутствует период адаптации. В плохо вымытой и непросушенной аппаратуре размножаются также молочнокислые бактерии, кишечные палочки, микрококки, гнилостные микроорганизмы и др.

Руки и одежда работников ферм могут стать источником обсеменения молока возбудителями (кишечными палочками, стафилококками, стрептококками и др.) различных болезней. Работники ферм, соприкасающиеся с молоком, обязаны строго выполнять правила личной гигиены, предупреждающие обсеменение молока микроорганизмами.

Молоко-как полидисперсная система

Молоко является сложной системой. С точки зрения физической химии его можно представить как дисперсную систему, состоящую из дисперсионной среды (вода) и дисперсионной фазы (частиц составных компонентов молока). Выделяют фазы:

фаза истинного раствора;

коллоидная фаза;

фаза эмульсии

При синтезе молока между отдельными дисперсными фазами установлена тесная связь - единая равновесная система.

Фаза истинного раствора. В виде раствора содержатся некоторые соли Ca, Na, K, Mg, молочный сахар, водорастворимые витамины, небелковые азотистые соединения, органические кислоты, альдегиды. (не все соли находятся в фазе истинного раствора)

Для истинного раствора характерно гомогенное состояние, при этом компоненты легко проходят через бумажные фильтры, не осаждаются, оказывают влияние на осмотическое давление, температуру замерзания молока. Размеры ионов - менее одного нм.

Коллоидная фаза. Казеин, сывороточные белки и большая часть фосфатов кальция находятся в фазе коллоидных растворов. По свойствам и строению их делят на обратимые (липофильные) и необратимые (липофобные) растворы. Необратимые не связывают воду, обратимые - связывают.

Размеры частиц коллоидной фазы- 20-40 нм(казеин). Макромолекулы белка свернуты в глобулы, которые имеют отрицательный заряд и плотные оболочки (обладают большой устойчивостью, не коагулируют при достижении изоэлектрической точки) Казеин содержится в виде мономеров и полимеров. Мицеллы казеина обладают гидрофильными свойствами.

Эта фаза самая чувствительная. При разрушении коллоидной системы происходит коагуляция белков.

Факторы, влияющие на устойчивость мицелл казеина в коллоидной фазе:

В свежем молоке они относительно устойчивы. Не коагулируют при механической обработке и нагреве молока. При понижении рН устойчивость резко уменьшается. В свежем молоке силы электростатического отталкивания между мицеллами казеина преобладают над силами молекулярного притяжения. Чтобы вызвать коагуляцию необходимо снизить их отрицательный заряд, т.е. привести мицеллы в изоэлектрическое состояние.

Фаза эмульсии.

Для нее характерна оптическая негомогенность. Не проходит через бумажный фильтр, осаждается. Жировая фаза находится в плазме молока в виде мелких капель, которые окружены липопротеидными и гидратными оболочками, что обеспечивает устойчивость этой фазы.

Жировые шарики имеют разный диаметр - это обеспечивает полидисперсную эмульсию. Размер и величина шариков зависит

от породы;

стадии лактации;

кормового фактора.

Факторы влияющие на устойчивость эмульсионной фазы:

температура молока;

механическое воздействие;

сохранение оболочек жировых шариков.

Молоко образуется в эпителиальных клетках альвеол, причем каждая клетка производит все составные части молока. Образовавшееся молоко выделяется в полость альвеол. Каждая альвеола окружена густой сетью миоэпителиальных клеток, кровеносных и лимфатических сосудов. Переполнение альвеол тормозит секрецию. Молоко образуется в молочной железе непрерывно со скоростью 0,5-1,5 л/час. По мере заполнения 80% полости железы давление внутри нее уменьшается и синтез молока замедляется.

Предшественники молока поступают из крови при участии гормонов и ферментов. При полном заполнении альвеол вымени в кровь обратно всасываются компоненты молока ( у КРС через 12-14 часов). Вымя с удоем до 5000 л в год вмещает до 17 кг молока.

Секреция молока происходит последовательно в три стадии:

I. Синтез основных компонентов молока в альвеолярных клетках;

II. Внутриклеточный транспорт составных частей молока;

III. Вход составных частей молока в молочные цистерны вымени.

Опыты с мечеными аминокислотами показали, что фракции казеина молока синтезируются в секреторных клетках молочной железы из свободных аминокислот крови. Иммуноглобулины и альбумин сыворотки крови поступают в молоко непосредственно из крови почти без изменений.

Отдельные белковые фракции синтезируют рибосомы, связанные с мембранами эндоплазматической сети. Казеиновые мицеллы формируются в вакуолях аппарата Гольджи, откуда они поступают в полость альвеол молочной железы.

Молочный жир синтезируется в две стадии. На первой стадии образуются жирные кислоты и глицерин, на второй - триглицериды. Глицерин синтезируется в клетках молочной железы из глюкозы или поступает из крови. Основными предшественниками высокомолекулярных жирных кислот являются липиды крови - триглицериды и свободные жирные кислоты (главным образом стеариновая, которая в тканях железы превращается в олеиновую). Низкомолекулярные жирные кислоты и некоторая часть высокомолекулярных кислот синтезируются клетками молочной железы из ацетата и оксибутирата, которые интенсивно образуются в рубце животного при сбраживании клетчатки корма микроорганизмами.

Включение отдельных жирных кислот в триглицериды регулируется специальными ферментами. Обычно низкомолекулярная жирная кислота комбинируется с двумя высокомолекулярными жирными кислотами. Таким образом ограничивается синтез жира с высокой точкой плавления. Синтез триглицеридов молочного жира и формирование из них жировых шариков различного диаметра происходят в эндоплазматической сети секреторных клеток молочной железы. Там же синтезируются и фосфолипиды молока (лецитин, кефалин и др.). Предшественник молочного жира - глицерин - поступает из крови в составе триглицерида, который частично расщепляется до ди- и моноглицеридов. Примерно 17% глицерина синтезируется заново из глюкозы.

Как показали электронно-микроскопические исследования, во время выхода из клетки жировой шарик окружается плазматической мембраной клетки и вместе с ней поступает в просвет альвеол. Предполагают, что после выхода жирового шарика из клетки она разрушается и происходит ее перестройка в оболочку шарика.

Синтез лактозы (и углеводной части гликопротеидов) осуществляется в аппарате Гольджи секреторных клеток молочной железы из D-глюкозы и D-галактозы, которые в крови отсутусвуют, и синтезируются из глюкозы. Выход углеводов из клетки происходит одновременно с выходом белковых мицелл.

Установлено, что основной предшественник обеих гексоз - глюкоза, поступающая в молочную железу из крови.

Синтез лактозы катализируется ферментом лактозосинтазой, состоящей из двух специфических белков, один из которых - a-лактальбумин.

Иногда в молоко могут выделяться различные растительные яды (токсины), вызывающие отравления не только молодых животных, но и человека. В организм животных они попадают при поедании ядовитых растений (безвременник осенний, лютик и др.) или при скармливании им зерновых кормов с примесью ядовитых семян (куколь и др.), неумеренных количеств хлопчатниковых жмыхов, проросшего картофеля и др. Основными веществами, обусловливающими токсичность ядовитых растений и некоторых кормов, являются алкалоиды (колхицин в безвременнике осеннем), гликозиды (соланины в проросшем картофеле), эфирные масла (полынь, горчица), госсипол (хлопчатниковые жмыхи) и др.

Сильнодействующие токсины могут выделяться некоторыми видами плесневых грибов. При поражении кормов (сено, солома, зерно и продукты их переработки) плесневыми грибами в них образуются и «накапливаются так называемые микотоксины. Поэтому скармливание заплесневелых кормов может вызвать отравление животных и выделение части микотоксинов в молоко.

Пастеризация молока незначительно снижает токсичность микотоксинов. Поэтому молоко и другие пищевые продукты, загрязненные микотоксинами, представляют опасность для здо­ровья людей.

Причиной сильных отравлений молочными продуктами могут быть токсины бактериального происхождения, например энтеротоксины, вырабатываемые коагулазоположительными стафилококками. Источники загрязнения молока стафилококками разнообразны - коровы, больные маститом, люди с гнойничковыми поражениями рук, больные ангиной и т. д.

Энтеротоксины очень термостойки, они выдерживают пастеризацию и разрушаются только при кипячении молока в течение 2 ч. Энтеротоксины, оставшиеся в молоке после пастеризации, могут вызвать сильное пищевое отравление. Отравления иногда возникают при употреблении в пищу творога и сыра, выработанных из молока, обсемененного стафилококками.

Пастеризация молока и ее роль в получении доброкачественного молока

Пастеризация молока - это тепловая обработка молока с целью уничтожения вегетативных форм микрофлоры, в том числе патогенных. Режим пастеризации должен обеспечить также получение заданных свойств готового продукта, в частности органолептических показателей (вкус, нужные вязкость и плотность сгустка). Эффект пастеризации, обусловленный степенью гибели патогенной микрофлоры, влияет на выбор режимов и способов пастеризации. Из патогенных микроорганизмов наиболее устойчивы к тепловой обработке бактерии туберкулеза. Поскольку работа по определению возбудителей туберкулеза сложна, то эффективность пастеризации принято определять по гибели не менее стойкой кишечной палочки. Эффект пастеризации зависит от температуры и продолжительности тепловой обработки.

В зависимости от этих факторов различают три режима пастеризации: длительная пастеризация - при температуре 60...63°С с выдержкой 30 мин; кратковременная - при 74...78 °С с выдержкой 20 с; моментальная - при температуре 85...87 °С или 95...98 °С без выдержки.

Выбор режимов пастеризации предопределяется технологическими условиями и свойствами продукта. При содержании в продукте компонентов, отличающихся низкой термоустойчивостью, следует применять длительную пастеризацию. Процесс длительной пастеризации хотя и обеспечивает надежное уничтожение патогенных микробов и наименьшее изменение физико-химических свойств молока, однако требует больших затрат, связанных с использованием малопроизводительного оборудования.

Наиболее распространенный способ в производстве пастеризованного молока, кисломолочных продуктов и мороженого - кратковременная пастеризация. Этот способ также надежен для инактивации микробов и максимального сохранения исходных свойств молока. Моментальная пастеризация по воздействию на микробы и свойства молока аналогична кратковременной. Она рекомендуется для пастеризации сливок, из которых вырабатывают масло, и при производстве молочных консервов. Таким образом, все способы пастеризации позволяют получить продукт, безвредный для непосредственного употребления в пищу, но имеющий ограниченный срок хранения.

Сопротивляемость микроорганизмов тепловой обработке увеличивается при повышении содержания жира и сухих веществ в продуктах (сливки, смесь для мороженого), так как жировые и белковые вещества оказывают защитное действие на микробные клетки. Поэтому для продуктов с повышенным содержанием жира и сухих веществ температура пастеризации должна быть увеличена на 10...15 "С по сравнению с температурой пастеризации молока.

Виды микроорганизмов в сыром молоке:

Мезофильные молочнокислые бактерии (S. lactis, S. cremoris и др.) в процессе пастеризации в основном погибают. Термофильные молочнокислые стрептококки и энтерококки (S. durans, S. bovis, S. faecalis) сохраняются в молоке после пастеризации в довольно значительном количестве. Однако их биологическая активность в процессе хранения молока при температурах ниже 8°С сравнительно низкая, и они не оказывают влияния на качество охлажденного пастеризованного молока. Термоустойчивые молочнокислые палочки также выдерживают принятые режимы пастеризации. Однако при низких температурах хранения молока они не развиваются. Их роль особенно велика в производстве кисломолочных продуктов, где повышенные температуры сквашивания и присутствие молочнокислых стрептококков стимулируют их развитие. Психротрофные бактерии в процессе пастеризации в основном погибают, хотя отдельные клетки более термоустойчивых видов могут выдерживать кратковременную пастеризацию при температурах 71--72°С-и даже 75--77°С. Эффективность пастеризации зависит от того, какие виды микроорганизмов преобладают в сыром молоке. Этот фактор, в свою очередь, определяется условиями хранения сырого молока до пастеризации. Если молоко охлаждают до температуры 0--3°С сразу после доения и хранят при этой температуре до переработки, в нем развивается преимущественно психротрофная микрофлора. Психротрофы обладают низкой термоустойчивостью, поэтому эффективность пастеризации глубоко охлажденного молока высокая (до 99,9%). Развиваясь в сыром молоке, психротрофы могут вырабатывать термостойкие липады и протеазы, не разрушающиеся при термической обработке, которые могут оказывать отрицательное влияние на качество стерилизованного молока и молочных консервов. Если молоко хранится при температурах выше 8--10°С, в нем преобладают термостойкие бактерии (энтерококки, термофильные стрептококки и др.), достигающие 50% и выше от общего количества микроорганизмов. В результате эффективность пастеризации молока бывает ниже 98%.

Одновременно с пастеризацией для улучшения органолептических показателей молока и сливок проводят их дезодорацию.

Органолептические показатели изменяются вследствие наличия в молоке летучих веществ и газов, особенно кислорода, обусловливающих нежелательные вкус и запах. Кислород, присутствующий в молоке, при хранении способствует окислению жировой фракции и разрушению витаминов. Для удаления этих нежелательных веществ из молока используют вакуум-дезодорационные установки. Дезодорацию осуществляют обычно при температуре 65...70 °С и разрежении 0,04...0,06 МПа в течение 4...5 с. При этих условиях молоко закипает и вместе с парами удаляются нежелательные газы и летучие вещества.

Ультравысокотемпературная (УВТ) обработка молока проводится при температурах выше 100 °С без выдержки или с выдержкой 1...3 с. Так, в технологии кисломолочных напитков используют УВТ-обработку при 102 ± 2 °С без выдержки.

Термизация - это тепловая обработка молока с целью увеличения продолжительности его хранения путем снижения общей бактериальной обсемененности молока. Проводят ее при температуре 65 "С в течение 15 с. Термизация в качестве низкотемпературной кратковременной тепловой обработки рекомендована для повышения стойкости сырого молока при хранении. В сыроделии термизацию применяют для обработки молока с повышенной бактериальной обсемененностью и предназначенного для созревания.

Роль пастеризации:

1) увеличить срок хранения молока

2) снизить содержание спорообразующей микрофлоры на 50 %

3) улучшить иммунобиологические свойства молока за счет сохранившихся 3-5% бактерицидной активности

Список литературы

бактериальный молоко пастеризация мицелла

1. Пепель А. Химия и физика молока. Перевод с нем. - М: Пищевая промышленность, 1979. - 623 с.

2. Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных продуктов. - М: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 334 с.

3. Ткаль Т.К. Технохимконтроль на предприятиях молочной промышленности. - М: Агропромиздат, 1990. - 191 с.

4. Степанова, Л. И. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры / Л. И. Степанова. - СПб.: ГИОРД, 1999. - 384 с.

5. Твердохлеб, Г. В. Технология молока и молочных продуктов / Г. В. Твердохлеб, З. Х. Диланян, Л. В. Чекулаева, Г. Г. Шиллер. - М.: Агропромиздат, 1991. - 463 с.

6. Крусь, Г. Н. Технология молока и молочных продуктов/ Г. Н. Крусь [и др.]. - М.: КолосС, 2006. - 455 с.

7. Банникова, Л. А. Микробиологические основы молочного производства. Справочник под ред. Я. И.Костина / Л. А. Банникова [и др.]. - М.: Агропромиздат, 1987. - 400 с.

8. Горбатова, К.К. Биохимия молока и молочных продуктов / К. К. Горбатова. - СПб.: ГИОРД, 2001. - 320 с.

9. Твердохлеб Г.В. Технология молока и молочных продуктов. - М: Агропромиздат, 1991. - 463 с.

10. Крусь Г.Н. Методы исследования молока и молочных продуктов. - М: Колос, 2000. - 368 с.

11. Шидловская В.П. Органолептические свойства молока и молочных продуктов. - М: Колос, 2000. (Справочник). - 280 с.

Размещено на Allbest.ru