Молочнокислое брожение в биотехнологии. Молочные продукты в биотехнологии.

  • Молочнокислое брожениеВыполнила:
Студентка ФЕН 5 курса, группы 821731
Пресно... 1 слайд Молочнокислое брожениеВыполнила:Студентка ФЕН 5 курса, группы 821731Преснова Софья
  • Молочнокислое брожение в биотехнологии. Молочные продукты в биотехнологии. 2 слайд Молочнокислое брожениепроцесс анаэробного окисления углеводов, конечным продуктом при котором выступает молочная кислота. Название получило по характеру продукта – молочной кислоте.
  • Молочнокислое брожение в биотехнологии. Молочные продукты в биотехнологии. 3 слайд В 1857 г. Луи Пастер обнаружил в кислом молоке микроорганизмов, морфологически отличных от дрожжевых клеток. Луи Пастер
  • Молочнокислое брожение в биотехнологии. Молочные продукты в биотехнологии. 4 слайд Чистая культура молочнокислых бактерий, названная Streptococcus lactis, была выделена лишь спустя 20 лет, в 1877 г., Листером.Джозеф Листер
  • Молочнокислое брожение в биотехнологии. Молочные продукты в биотехнологии. 5 слайд Распространение молочнокислых бактерийИх можно выделить из разнообразных пищевых продуктов, особенно молочных;обнаружить на поверхности овощей и фруктов;Встречаются в воздухе, в почве, на кожных покровах и в кишечнике человека и животных.
  • Молочнокислое брожение в биотехнологии. Молочные продукты в биотехнологии. 6 слайд Химизм молочнокислого броженияПо характеру возбуждаемых биохимиче-ских реакций молочнокислые бактерии делятся на две группы: типичные (гомо-ферментативные) и нетипичные (гетеро-ферментативные).
  • Молочнокислое брожение в биотехнологии. Молочные продукты в биотехнологии. 7 слайд Гомоферментативные молочнокислые бактериимолочнокислые стрептококки: Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris, Streptococcus thermophilus, молочнокислые палочки: Lactobacillus delbrueckii, Lactobacillus acidophilus, Lactobacilus bulgaricus, Lactobacillus ptantarum.
  • Молочнокислое брожение в биотехнологии. Молочные продукты в биотехнологии. 8 слайд Streptococcus lactis Lactobacillus delbrueckii
  • Процесс гомоферментативного молочнокислого броженияC6H12O6 = CH3CHOHCOOH
глюк... 9 слайд Процесс гомоферментативного молочнокислого броженияC6H12O6 = CH3CHOHCOOHглюкоза молочная кислота
  • Молочнокислое брожение в биотехнологии. Молочные продукты в биотехнологии. 10 слайд Гетероферментативные молочнокислые бактерии:бактерии рода Streptococcus: Streptococcus diacetilactis, Streptococcus acetoinicus; бактерии рода Lactobacillus: Lactobacillus brevis, Lactobacillus helveticus, а также бактерии рода Leuconostoc: Leuconostoc mesenteroides, Leuconostoc cremoris.
  • 11 слайд Leuconostoc mesenteroidesLactobacillus brevis
  • 12 слайд Гетероферментативное молочнокислое брожения схематическое уравнение:молочной кислоты может накопиться до 40% от количества сброженного сахара, янтарной кислоты — около 20%, этилового спирта и уксусной кислоты примерно поровну — по 10%, газов — около 20%. C6H12O6=CH3CHOHCOOH+CH3COOH+ Глюкоза Молочная кислота Уксусная кислотаC2H5OH + COOHCH2CH2COOH+CO2 +H2Этиловый спирт Янтарная кислота
  • 13 слайд Общая характеристика молочнокислых бактерийМолочнокислые бактерии отнесены к роду лактобактерий (Lactobacterium), так как это неспорообразующие палочки и кокки. В основном это неподвижные грамположительные формы. Большинство молочнокислых бактерий — факультативные анаэробы, однако все же лучше всего они развиваются без доступа кислорода.
  • 14 слайд Молочнокислый стрептококк (Streptococcus lactis) Это небольшая, очень короткая палочка (1-1,5 х 0,5-1,0 мкм), вызывающая естественное скисание молока. При росте на агаре образует мелкие (точечные) колонии с ровными гладкими краями. Факультативный анаэроб, хорошо сбраживает глюкозу, мальтозу, лактозу, образуя в среде до 0,8-1% молочной кислоты. При оптимальной температуре вызывает свертывание молока за 10-12 ч. Источником азота для молочнокислого стрептококка является пептон.
  • 15 слайд Streptococcus lactis широко используется в молочной промышленности для получения разнообразных кисломолочных продуктов — творога, сметаны, простокваши, кислосливочного масла и пр.
  • 16 слайд Типичные молочнокислые бактерии 
  • 17 слайд Сливочный стрептококк (Streptococcus cremoris)Особый вид молочнокислого стрептококка, образующий длинные цепочки. Клетки его сферической формы размером 0,6-0,7 мкм. Развивается при температурах несколько более низких, чем Streptococcus lactis: оптимум 25-30 °С, максимум 35-38 °С. Сбраживает глюкозу и лактозу. Сливочный стрептококк несколько более слабый кислотообразователь и дает продукты с более мягким вкусом. Применяется в заквасках вместе с молочнокислым стрептококком. Казеин и желатину этот микроб гидролизует слабо.
  • 18 слайд Болгарская палочка (Lactobacterium bulgaricum)Выделена И. И. Мечниковым из болгарской простокваши. Это длинная неподвижная палочка (5-20 мкм). Сбраживает глюкозу и лактозу. Оптимальная температура развития 40-45 °С, минимальная 20 °С. Сильный кислотообразователь, может накапливать в молоке до 3,7% молочной кислоты. При развитии на агаре с молочной сывороткой образует колонии, напоминающие спутанные волокна ваты.
  • 19 слайд Ацидофильная палочка (Lactobacterium acidophilum)Микроб выделен из кишечника грудных детей и молодняка животных (телят). Это длинная палочка (4-5 мкм), сбраживающая глюкозу, мальтозу, сахарозу, лактозу. Довольно термофильна: оптимум развития ее 40 °С, минимум 20 °С. Способна накапливать до 2,2% молочной кислоты. Используется при изготовлении ацидофильного молока и ацидофильной простокваши.
  • 20 слайд Сырная палочка (Lactobacterium casei)Сырная палочка представляет собой небольшую (2-6 х 0,7-0,9 мкм) палочку. В культурах она чаще встречается в виде более или менее длинных цепочек с ясно выраженной зернистостью клеток. Хорошо сбраживает глюкозу, лактозу, мальтозу. Сырная палочка весьма кислотоустойчива. Кардинальные температурные точки ее развития: минимум 22 С, оптимум 30 35 °С, максимум 55 °С. Темп развития этой молочнокислой бактерии довольно медленный — она вызывает сквашивание молока лишь на 3-5-е сутки.
  • 21 слайд Палочка легко расщепляет казеин до аминокислот.Этот процесс весьма важен в технологии изготовления сыров, поэтому эта бактерия находит широкое применение в сыроделии.
  • 22 слайд Дельбрюковская палочка (Lactobacterium delbriickii — Thermobacterium cereale) злаковая термофильная бактерия, часто встречается на зернах ячменя. Это тонкая палочка (2-7 х 0,4-0,8 мкм), способная при своем развитии в субстратах образовывать длинные нити — от 100 до 1000 мкм. Ее температурный оптимум 45-50 °С, минимум 18 °С, максимум 55 °С. Дельбрюковская палочка в отличие от других молочнокислых бактерий не сбраживает лактозу, поэтому в молочном деле она не используется.
  • 23 слайд Но так как она энергично сбраживает глюкозу, сахарозу и мальтозу, то ее техническое значение очень велико. Дельбрюковскую палочку используют при получении молочной кислоты биологическим путем. Ее используют в текстильном производстве при протравном крашении, в кожевенном деле, в бродильных производствах (добавляется для предотвращения заражения посторонними бактериями), а также в фармакологии.
  • 24 слайд Огуречная палочка (Lactobacterium cucumeris fermentati)Это неподвижные грамположительные одиночные палочки, иногда соединенные попарно или цепочками. Больше всего цепочек образуется во время брожения. Клетки небольшие (3-8 х 0,3-1,0 мкм) с закругленными концами. При росте на сусловом агаре образует мелкие колонии, желатину не разжижает. Из углеводов сбраживает глюкозу, лактозу, мальтозу, сахарозу, раффинозу и маннит (без образования газов). Максимальное накопление молочной кислоты в субстрате не превышает 0,9-1,2%.
  • 25 слайд Обнаруживается при сквашивании капусты, томатов, огурцов, ягод, различных фруктов, принимает участие при силосовании кормов. Огуречная палочка способна сбраживать пентозы, поэтому ее, как уже указывалось, всегда можно обнаружить и в силосе. Бактерия Lactobacterium plantarum, считающаяся основным возбудителем брожения при силосовании кормов, по-видимому, является разновидностью огуречной палочки.
  • 26 слайд Нетипичные молочнокислые бактерии
  • 27 слайд Капустная палочка (Lactobacterium brassicae fermentatae)Является возбудителем молочнокислого брожения при квашении капусты. Морфологически она очень сходна с огуречной палочкой, только несколько крупнее ее. Располагаются клетки капустной палочки в одиночку, парами и короткими цепочками, часто образуют длинные нити. Концы палочек закруглены; колонии капустной палочки, возникающие при развитии ее на сусловом агаре, очень похожи на колонии огуречной палочки. При сбраживании сахаров капустная палочка образует молочную и уксусную кислоты, этиловый спирт (до 2,4%) и CO2. Сахарозу сбраживает энергичнее, чем лактозу. Молочной кислоты в рассолах может накапливаться до 1,2%. Одновременна с указанными продуктами капустная палочка при брожении способна образовывать и ароматические вещества, придающие сквашиваемому продукту приятный вкус и аромат.
  • 28 слайд Lactobacterium lycopersiciПорчу томатов и томатного сока возбуждает еще одна бактерия. Это — грамотрицательная газообразующая палочка. Клетки ее располагаются одиночно, парами и в виде цепочек. Интересно то, что Lactobacterium lycopersici способна развиваться как в аэробных, так и в факультативноанаэробных и даже анаэробных условиях. Плоды томатов Lactobacterium lycopersici поражает во время их роста, возбуждая вершинную гниль. Порчу цельноконсервированных томатов и томатного сока вызывает в том случае, если во время стерилизации был нарушен температурный режим. В консервах в этом случае сохраняются жизнеспособные клетки, сбраживающие углеводы и органические кислоты томатного сока. При этом образуется спирт, уксусная и молочная кислоты и CO2. В аэробных условиях Lactobacterium lycopersici способна развиваться и за счет других органических веществ.
  • 29 слайд Escherichia coli и микроорганизм Escherichia coli aёrogenes Гетероферментативное молочнокислое брожение способна возбуждать и кишечная палочка Escherichia coli и очень близкий к ней микроб Escherichia coli aёrogenes (или Aёrobacter aёrogenes). Общий характер брожения, возбуждаемого кишечной палочкой, можно выразить уравнениемКак возбудитель гетероферментативного молочнокислого брожения кишечная палочка может вызвать порчу пищевых продуктов (например, вспучивание сыров и пр.).2C6H12O6 + H2O = C2H5OH+ CH3COOH+лактоза спирт уксусная кислота 2CH3CHOHCOOH+2CO2 + H2 +энергиямолочная кислота
  • 30 слайд Свойства микроорганизмов молочнокислого брожения чрезвычайно разнообразны. С результатами их жизнедеятельности мы постоянно встречаемся в практической жизни. Благодаря деятельности кисломолочных продуктов получают:кисломолочные продукты (простоквашу, сметану, творог, кефир, сыры, кумыс)сливочное маслохлебного кваса Кислое хлебное тестоквашеные овощи (капусту, огурцы и пр.),приготовление моченых яблок, силосование кормов — все это процессы, связанные с биохимической деятельностью молочнокислых бактерий.Вывод
  • 31 слайд Молочнокислые  пробиотические  бактерии  широко применяются в  медицине  для профилактики и лечения острых и хронических заболеваний кишечника, дыхательных путей, для восстановления кишечной микрофлоры и стимуляции иммунитета. Принимать культуры пробиотиков можно как в виде таблеток и порошков, так и в натуральном виде (кефир, простокваша, ацидофильное молоко, йогурты и другие продукты молочной промышленности).

Использование молочнокислых бактерий в биотехнологических процессах — современные проблемы науки и образования (сетевое издание)

1

Светлакова Е.В. 1

Читайте также:  Эпилепсия. Эпилептический припадок. Эпистатус. Причины ( этиология ) эпилептических припадков. Клиника ( признаки ) судорожного припадка.

Ожередова Н.А. 1

Веревкина М.Н. 1

Кононов А.Н. 1
1 ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет»
Проведен анализ изученных пробиотических штаммов молочнокислых бактерий: Streptococcus thermophilus, Lactobacterium delbrucku subsp. lactis, Lactobacterium delbrucku subsp. bulgaricus (йогуртные культуры).

Все более значительную роль играют специальные культуры, такие как Lactobacterium acidophilus, Lactobacterium casie subsp. rhamnosus, а также бифидобактерии Bifldobactirium lactis, Bifidobactirium longum, которые используют в биопромышленности как самостоятельно, так и в совокупности с другими молочнокислыми бактериями.

Например, в йогурты добавляют не только специальные йогуртные культуры, но и бифидобактерии, ароматобразующие бактерии или ацидофильные палочки.

Многие штаммы культур, которые используются в молочной промышленности, оказывают стимулирующее и регулирующее действие на организм и обладают антагонистическими свойствами, влияющими на болезнетворные и условно-патогенные микроорганизмы желудочно-кишечного тракта.

Предложено использовать пробиотические штаммы, полученные из молочного гриба – это симбиотическая группа бактерий и микроорганизмов рода Зооглея (Zoogloea), используемая для получения молочного продукта, известного как кефир. Изучаемый кефир обладает сильным сокогонным действием, что объясняется содержанием в нем молочной кислоты, казеина, спирта и углекислоты.

В нём накапливаются в процессе сквашивания антибактериальные вещества, свободные аминокислоты, ферменты, органические кислоты, витамины и содержится огромное количество живых клеток.

1. Переваримость питательных веществ корма цыплятами-бройлерами при выпаивании «Лактовит-Н» / В.И. Трухачев, Е.Э. Епимахова, Н.В. Самокиш, Л.А.

Пашкова // Вестник АПК Ставрополья. — 2013. — № 2 (10). — С. 81–83.
2. Злыднев Н.З., Светлакова Е.В., Пашкова Л.А. Механизм действия пробиотика «Лактовит-Н» // Совершенствование технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции : сб.

научных статей 76-й Региональной научно-практической конференции «Аграрная наука — Северо-Кавказскому федеральному округу». — 2012. — С. 21-26.
3. Влияние «Лактовит-Н» на формирование кишечного микробиоценоза цыплят- бройлеров / В.И. Трухачев, Н.З. Злыднев, Е.В. Светлакова, Л.А. Пашкова // Главный зоотехник. — 2012. — № 8. — С. 22-24.
4.

«Лактовит-Н» для цыплят-бройлеров / В.И. Трухачев, Н.З. Злыднев, В.В. Родин, В.В. Михайленко, Л.А. Пашкова // Главный зоотехник. — 2012. — № 7. — С. 31-36.
5. Лапина Т.И., Шпыгова В.М. Морфометрическая характеристика гепатоцитов ягнят // Диагностика, лечение и профилактика заболеваний сельскохозяйственных животных : сб. науч. тр. — Ставрополь, 2001. — С. 67–73.

6. Эффективность отечественного пробиотического препарата при выращивании ягнят в подсосный период / Н.А. Остроухов [и др.] // Овцы, козы, шерстное дело. — 2014. — № 1. – С. 41–42.

Микробы являются постоянными спутниками человеческого организма.

Некоторые представители микромира часто сосуществуют с человеком в рамках стабильной и взаимовыгодной экосистемы, осваивая определенные его территории.

Сапрофиты, комменсалы, симбионты оказывают организму животных и человека ценные услуги — помогают синтезировать витамины, переваривать и усваивать пищу, эффективно защищают от онкогенных влияний и разрушительных последствий вторжения других, совсем патогенных представителей микромира. Макроорганизм не всегда относится благоприятно к своим собственным микробам — сапрофитам и условно-патогенным микроорганизмам, и поэтому они могут стать источником инфекционной болезни. Но в целом их роль в биологии животных и человека следует оценить как позитивную.

В повседневной обыденной жизни широко распространены и часто используются молочнокислые бактерии. Их используют при употреблении в пищу кефиров, йогуртов, молочнокислых продуктов, купленных в магазине, а в аптеке приобретают препараты для восстановления микрофлоры кишечника после приема антибиотиков.

Люди, которые страдают избыточным весом, вспоминают о чудодейственных микроорганизмах, содержащихся в кефире, а некоторые женщины экономят на косметике, прибегая к лечебному действию молочнокислых микроорганизмов.

Молочнокислые бактерии — это группа микроорганизмов, которая сбраживает углеводы с образованием, главным образом, молочной кислоты. Однако среди молочнокислых бактерий существуют также патогенные и условно-патогенные. Есть зарубежные данные о небезопасности для человека спорообразующих молочнокислых бактерий (B. cereus и B. antracis).

Некоторые молочнокислые бактерии обуславливают аромат и вкус кисломолочных продуктов, например ароматобразующие стрептококки (Streptococcus diacetilactis, Streptococcus citrovorus и др.), а также образуют углекислый газ, кислоты и ароматические вещества. Микрофлора кисломолочных продуктов, например кумыса, синтезирует витамины С, Bl, В2.

К некоторым важным особенностям штамма Lactobacterium acidophilus, по мнению Брассорта (США), относится его способность выживать в процессе прохождения через желудочно-кишечный тракт человека, вырабатывать антимикробные компоненты.

Установлено, что данный штамм улучшает симптомы, связанные с избыточным ростом бактерий в тонкой кишке у больных с хроническим заболеванием почек и при массовой диарее. Кроме этого, снижает у человека уровень ферментов, связанных с превращением прокарциногенов в карциногены. Пропионовокислые бактерии (род Propionibacterium) применяются при выработке сычужных сыров.

В результате их жизнедеятельности образуются пропионовая кислота и ее соли, являющиеся ингибиторами плесеней. Некоторые виды (Propionibacterium shermanu) применяют для получения витамина В2. Наибольшее значение для здоровья человека имеют кишечные бактерии рода Bifidobacterium.

Они поддерживают нормальный баланс кишечной микрофлоры, являясь ингибиторами патогенных микроорганизмов; обладают иммуномоделирующей активностью; снижают уровень холестерина и концентрацию потенциально опасного аммиака и аминов в крови; имеют противоопухолевую активность, связанную со снижением количественного содержания проканцерогенов, а также способны поглощать канцерогены, образующиеся при жарке мяса; участвуют в синтезе витаминов и других биологически активных веществ (тиамина, рибофлавина, группы К), аминокислот и ферментов (лизоцима и казеинфосфатазы). Установлено, что Bifidobacterium lactis достигает высокого количества  клеток, которые улучшают вкус продуктов и устойчивы к кислой реакции среды, вследствие чего имеют высокие адгезивные свойства, т.е. выживаемость в ЖКТ в процессе микробной трансформации. Ацидофильные бактерии могут вырабатывать собственные антибиотики, которые подавляют кишечную палочку, дизентерийные бактерии, сальмонеллы, коагулазоположительные стафилококки и др.; оказывают направленное действие на некоторые метаболические процессы, важные для ускорения восстановления и повышения работоспособности организма. Эти микроорганизмы, приживляясь в кишечнике человека, способствуют уменьшению роста патогенных микроорганизмов, что предотвращает развитие гнилостных и бродильных процессов. Кроме того, ацидофильная палочка помогает организму усваивать молочный белок, что характеризуется повышением кислотности и благоприятствует всасыванию и усвоению солей кальция организмом человека. Термофильные стрептококки придают продуктам плотную консистенцию и чистый кисломолочный вкус. Усиление определенных иммунных показателей соответствует иммунному статусу организма животного и человека. Кисломолочные напитки обладают высокими диетическими и лечебными свойствами. Эти свойства известны с давних времен. Великий русский физиолог И.И. Мечников долголетие болгар объяснял большим потреблением йогуртов. Потребление кисломолочных напитков улучшает здоровье человека, повышает его резистентность к инфекциям и образованию опухолей. Ацидофильные напитки применяются в процессе лечения желудочно-кишечных заболеваний, колита, холецистита, туберкулеза, фурункулеза, детской грудной астмы. Кумыс и куранга используются при лечении незаживающих язв, желудочно-кишечных заболеваний и астмы. Они не только оздоравливают желудочно-кишечный тракт, но и благоприятно действуют на нервную систему и обмен веществ. Продукты, изготовленные из возбудителей молочнокислого брожения, рекомендуется применять при диспепсии, запорах, малокровии, злокачественных опухолях, истощении, потере аппетита, профилактике иных заболеваний. Итак, мы видим, что благодаря своему химическому составу, а также закваскам, используемым при их производстве, молочные продукты обладают высокой физиологической ценностью и поэтому рекомендуются для ежедневного питания человека.

На сегодняшний день известны такие классические культуры молочнокислых бактерий, как Streptococcus thermophilus, Lactobacterium delbrucku subsp. lactis, Lactobacterium delbrucku subsp.

bulgaricus (йогуртные культуры), все более значительную роль играют специальные культуры, такие как Lactobacterium acidophilus, Lactobacterium casie subsp. rhamnosus, а также бифидобактерии Bifldobactirium lactis, Bifidobactirium longum.

Их используют в биопромышленности как самостоятельно, так и в совокупности с другими молочнокислыми бактериями. Например, в йогурты добавляют не только специальные йогуртные культуры, но и бифидобактерии, ароматобразующие бактерии или ацидофильные палочки.

Многие штаммы культур, которые используются в молочной промышленности, относятся к пробиотикам. Они оказывают стимулирующее и регулирующее действие на организм и обладают антагонистическими свойствами, влияющими на болезнетворные и условно-патогенные микроорганизмы желудочно-кишечного тракта.

Наиболее изученными антимикробными веществами, выделяемыми пробиотиками, является группа антибактериальных пептидов — бактериоцинов, разнообразных по уровню активности, спектру и механизму действия (Cascales et al., 2007).

Они легко расщепляются ферментами пищеварительного тракта, и поэтому считается, что они могут заменить традиционные химические консерванты (Nes et al., 2007).

Lactococcus lactis образует бактериоцин — низин, который с успехом используют для увеличения сроков годности продуктов питания в пищевой промышленности многих стран уже более 50 лет (Cleveland et al., 2001).

Но его применение ограничивается относительно узким спектром антимикробного действия, направленным только в отношении грамположительных бактерий, и появлением среди пищевых патогенов устойчивых форм (Kaur et al., 2011).

Установлено, что пробиотические штаммы микроорганизмов дают многоплановый эффект.

Например, пробиотики благотворно действуют при диарее, вызываемой клостридиями или ротавирусами, а также связанной с приемом антибиотиков или химиотерапией.

Нет сомнений, что пробиотики способны влиять на определенные иммунологические параметры, например усиливать активность фагоцитов (макрофагов) и лимфоцитов.

Доказано, что под действием пробиотиков снижается концентрация токсических веществ в организме человека, активность канцерогенных ферментов, улучшается усвояемость лактозы (особенно важно для людей, которые имеют её непереносимость).

Пробиотики имеют и другие научно обоснованные оздоравливающие свойства: профилактика инфекционных заболеваний, остеопороза, улучшение состояния при аллергических и аутоиммунных заболеваниях, снижение уровня холестерина, регулирование моторики желудочно-кишечного тракта.

Интересным для изучения остается продукт (кефир), полученный из молочного гриба — это симбиотическая группа бактерий и микроорганизмов рода Зооглея (Zoogloea), используемая для получения молочного продукта, известного как кефир. Он также известен под названиями «тибетский гриб», «молочный гриб», «гриб индийских йогов» (в Беларуси).

Читайте также:  Как предотвратить расхождение брюшной стенки? Лечение расхождения брюшной стенки.

Молочный гриб появляется вследствие симбиоза около десяти различных микробов, растущих и размножающихся вместе. В состав гриба входят:

  • уксуснокислые бактерии,
  • лактобактерии,
  • молочные дрожжи.

Кефирный продукт, появляющийся в результате жизнедеятельности молочного гриба, является продуктом одновременно и молочнокислого, и спиртового брожения. В кефире содержится не только молочная кислота, но также спирт и углекислый газ.

Полученный  продукт обладает сильным сокогонным действием, потому что в нем содержатся молочная кислота, спирт, углекислоты и казеин.

Молочная кислота придает напитку не только определенные вкусовые качества, но и определяет его диетические и профилактические свойства.

Результатом её работы является активизация выделения пищеварительных ферментов в кишечный тракт и стимулирование их действия. Благодаря молочной кислоте в организме повышается усвоение фосфора и кальция.

Полезное действие кефира обусловлено его подавляющим действием по отношению к ряду микроорганизмов, в том числе и к болезнетворным организмам.

Такое действие кефиров обусловлено способностью вырабатывать молочную кислоту и вещества (перекись водорода, уксусная, бензойная кислоты и др.

), прекращающие развитие вредных бактерий в кишечнике, что, как правило, приводит к торможению гнилостных процессов и прекращению образования токсичных продуктов распада.

В результате молочнокислого и спиртового брожения содержание большинства витаминов в кисломолочных продуктах возрастает, за исключением ниацина.

Свернутое молоко легче переваривается, чем натуральное, за счет изменения главных составных частей молока, поэтому люди, страдающие неусвоением лактозы, могут употреблять ферментированные молочные продукты без риска кишечных расстройств, так как количество лактозы в таких продуктах снижается до минимума благодаря действию микрофлоры закваски.

В кефире накапливаются антибактериальные вещества, органические кислоты, ферменты, свободные аминокислоты, витамины.

Питательная ценность кефиров определяется содержанием в них углеводов, белков, минеральных солей и витаминов, которые находятся в легкоусвояемой для организма человека форме.

В кефирах содержится около 250 различных веществ, 25 витаминов, 4 вида молочного сахара, пигменты и большое количество ферментов. Питательные вещества кефиров не только сами хорошо усваиваются, но и стимулируют усвоение питательных веществ других продуктов.

Бактерии, находящиеся в кефире, побуждают иммунную систему мобилизовать все силы организма на борьбу с раковыми клетками. Микроорганизмы кисломолочных продуктов играют большую роль в четком пропорциональном накоплении полезных веществ.

Пристальное внимание ученых привлекли полисахариды, содержащиеся в кефире. Результаты исследований свидетельствуют о том, что культура молочного гриба обезвреживает имеющиеся в организме токсины и снижает уровень холестерина в крови.

Таким образом, кефир является прекрасным профилактическим средством против продолжительного действия на организм ядовитых веществ и заболеваний сердечно-сосудистой системы.

По этой причине курящим людям, диабетикам, а также страдающим избыточным весом нужно обязательно включить в свой рацион кефир.

Лабораторные эксперименты показали, что молочнокислые бактерии, в больших количествах содержащиеся в кефире, нейтрализуют действие так называемых ферментов, которые являются главными виновниками разрастания раковых клеток в кишечнике.

Доказано, что молочнокислые бактерии препятствуют развитию рака молочной железы и рака толстой кишки, а также способствуют лечению данных болезней.

Ученые считают, что ежедневное употребление кефира в количестве 500 грамм является эффективной мерой профилактики рака.

На основании полученных результатов исследований множества авторов можно утверждать, что культуры микроорганизмов, входящие в состав кефирного продукта молочного гриба, возможно использовать в биотехнологии при производстве пробиотических препаратов, применяемых для профилактики болезней желудочно-кишечного тракта животных и даже человека.

Рецензенты:

Николаенко В.П., д.вет.н., профессор, г.н.с. лаборатории инфекционных, незаразных и паразитарных болезней ФГБНУ «ВНИИОК», г. Ставрополь;

Луцук С.Н., д.вет.н., профессор, зав. кафедрой паразитологии и ВСЭ, анатомии и патанатомии им. С.Н. Никольского, ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет», г. Ставрополь.

Библиографическая ссылка

Светлакова Е.В., Ожередова Н.А., Веревкина М.Н., Кононов А.Н. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ В БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 3. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=18140 (дата обращения: 30.04.2022). Молочнокислое брожение в биотехнологии. Молочные продукты в биотехнологии.

Роль микроорганизмов в биотехнологии кисломолочных продуктов и препаратов

Заказать ✍️ написание работы

Биотехнологический процесс кисломолочных продуктов и препаратов представляет собой сложную цепь химических и энзиматических превращений, состоящую из следующих основных этапов: сбраживание углеводов (в молоке — лактозы) с образованием молочной или других кислот, ферментов, витаминов, ароматических соединений (ацетоина, диацетила), антибиотических веществ и других продуктов метаболизма микроорганизмов. Развитие биотехнологии невозможно без глубокого изучения свойств бактерий и совершенствования методов их использования для получения готовой продукции стабильного качества и безопасной для потребления.

Производство кисломолочных продуктов и препаратов основано на использовании заквасок (традиционных и прямого внесения), бактериальных концентратов и монокультур, включающих в своём составе микроорганизмы различных видов.

Превращение исходного и сырья в конечный продукт в биотехнологическом производстве не является результатом действия какого-либо одного штамма бактерий, а есть результат последовательного действия микробиологических популяций, которые за определенный период времени изменяют исходное сырье.

Видовой и штаммовый состав используемой микрофлоры очень разнообразен: мезофильные лактококки, термофильные стрептококки, лактобациллы, бифидобактерии.

Вовлечение в производство микроорганизмов различных видов можно объяснить тем, что учёные стремятся стабилизировать протекание технологического процесса получения продуктов с заданными показателями качества и безопасности; усилить пробиотические свойства за счёт биологически активных веществ, синтезируемых специально подобранными штаммами бактерий; улучшить органолептические показатели продуктов; ускорить процесс и повысить их биологическую ценность; расширить ассортимент.

Микроорганизмы в биотехнологических процессах выполняют следующие основные функции: изменяют физико-химические показатели исходного сырья; осуществляют биохимические превращения исходных компонентов в соединения, обуславливающие органолептические показатели кисломолочных продуктов; их пищевую, в том числе и биологическую ценность; пробиотические свойства; ингибирование развития технически вредной и патогенной микрофлоры. Причем каждый вид и штамм бактерий, участвующий в биотехнологическом процессе выполняет определенную функцию.

Следует отметить, что в основе биотехнологических процессов лежит целенаправленное создание наиболее благоприятных условий развития полезных бактерий, вносимых в питательную среду (молоко, сыворотку, комбинированные смеси на молочной основе, питательные среды стандартного состава и т.п.), и продуцирующих продукты метаболизма, что способствует получению готовой продукции с заданным комплексом показателей.

Традиционные кисломолочные продукты, такие как творог, сметана, ряженка, простокваша и др. вырабатываются с применением мезофильных молочнокислых бактерий (Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. lactis biovar. diacetilactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris) и термофильных молочнокислых стрептококков.

Эти продукты обладают диетическими свойствами и в основном выступают в роли поставшиков питательных веществ, хорошо усвояемых организмом человека.

Среди кисломолочных продуктов, выпускаемых с давних пор, наиболее выраженным пробиотическим действием обладают продукты, содержащие термофильные молочнокислые палочки (Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus). В нашей стране имеется большой ассортимент кисломолочных продуктов с использованием ацидофильных бактерий.

Это такие продукты как ацидофилин, ацидофильное молоко, ацидофильная паста и др., но в них в процессе хранения очень быстро нарастает титруемая кислотность, изменяются органолептические показатели.

Болгарская палочка широко используется для получения продуктов в Болгарии и в других странах, но данный вид бактерий также обладает высоким пределом кислотообразования.

Способность к интенсивному кислотообразованию у отечественных штаммов ацидофильных бактерий и культур болгарской палочки является сдерживающим фактором промышленного производства кисломолочных продуктов на основе этих культур.

Полезные свойства культур ацидофильных бактерий и болгарской палочки стали стимулом для получения продуктов, в которых используются сочетания лактобацилл с термофильным молочнокислым стрептококком, так называемые симбиотические закваски. Термофильный молочнокислый стрептококк обладает низким пределом кислотообразования и использование его при производстве кисломолочных продуктов не приводит к большому нарастанию кислотности в продукте. Наибольшей популярностью у населения среди этой группы продуктов пользуются простокваша «Мечниковская» и классический йогурт, для производства которых применяют закваски, состоящие из культур болгарской палочки и термофильного стрептококка.

Бифидобактерии являются доминирующими представителями полезной микрофлоры, поэтому всё большее внимание уделяется разработке и производству кисломолочных продуктов с бифидобактериями. Применение бифидобактерий в качестве заквасочных культур в биотехнологии кисломолочных продуктов открыло большие перспективы в повышении биологической ценности молочных продуктов.

В молоке, сквашенном бифидобактериями, на долю незаменимых аминокислот приходится 40%, в большом количестве накапливаются лизин, аргинин, глютаминовая кислота, валин, метионин, лейцин, тирозин.

Однако, использование бифидобактерий в молочной отрасли сопряжено с определенными трудностями, так как они являются строгими анаэробами, плохо развиваются в молоке, обладают довольно низкой протеолитической и фосфатазной активностью.

Отсутствие штаммов бифидобактерий, способных более активно развиваться в молоке, а также время на разработку технологических приёмов, способствующих более интенсивному развитию бифидобактерий, замедлили их внедрение в молочную промышленность.

Читайте также:  Дыхательная система женщины во время беременности. Дыхательный объем беременных.

Тем не менее, ассортимент бифидосодержаших кисломолочных продуктов с каждым годом стремительно увеличивается и это связано с увеличением заинтересованности потребителей в продуктах, благоприятно влияющих им здоровье человека.

Получение готовых продуктов с заданным комплексом свойств во многом определяется составом и свойствами применяемых микроорганизмов. В этой связи необходимо постоянно выделять новые штаммы и проводить подбор культур микроорганизмов в соответствии с определенными требованиями, характеризирующими их технологичность, а также свойства, обуславливающие их лечебное действие.

К основным свойствам промышленно-ценных штаммов относят: способность хорошо развиваться на питательных средах и накапливать высокое количество клеток, активность сквашивания (способность образовывать сгусток на молоке за определенный период времени), энергию и предел кислотообразования, влагоудерживающую способность сгустка, устойчивость к бактериофагам, способность формировать органолептические свойства.

Одним из важнейших свойств различных видов молочнокислых бактерий является их возможность ферментировать молочный сахар — лактозу с образованием молочной кислоты (гомоферментативное брожение) или молочной кислоты, ароматических веществ, углекислого газа и других ценных продуктов жизнедеятельности микроорганизмов (гетероферментативное брожение). Процессы гомо- и гетероферментативного брожения зависят от вида культур, включаемых в состав заквасок и бактериальных концентратов. При этом молочнокислые бактерии снижают pH, что ведёт к образованию сгустка в молоке; обуславливают органолептические свойства продукта (вкус, запах, аромат и консистенцию) и биологическую ценность продукта. В отличие от молочнокислых бактерий бифидобактерии образуют сгусток в молоке через более длительное время. Некоторые авторы сообщают, что биохимическая активность бифидобактерий в молоке или в других питательных средах зависит от вида и свойств конкретного штамма.

Исследования по использованию бифидобактерий для молочных продуктов продолжаются.

Ученые идут различными путями: выделяют новые штаммы бифидобактерий; получают кислородоустойчивые штаммы бифидобактерий; подбирают и разрабатывают специальные стимуляторы роста бифидобактерий в молоке; вносят фермент β-галактозидазу, расщепляющий лактозу; создают бактериальные концентраты, которыми можно обогащать уже готовые кисломолочные продукты. Большое распространение получило направление по использованию бифидобактерий в сочетании с молочнокислыми бактериями.

Другим важным свойством молочнокислых бактерий является их способность продуцировать ароматические вещества, что придает продуктам специфический вкус и аромат. Формирование вкуса и аромата во многом зависит не только от вида применяемых бактерий в составе заквасок, но и от свойств конкретного штамма.

В создании вкуса кисломолочных продуктов принимает целый ряд веществ: диацетил, ацетоин, летучие кислоты, диоксид углерода, некоторые эфиры, ацетальдегид и другие продукты метаболизма молочнокислых ароматобразующих бактерий.

Основными продуктами брожения, связанными с образованием аромата, продуцируемыми ароматообразующими лактококками является диацетил, ацетоин и 2,3- бутиленгликоль. Они находятся в тесном родстве друг с другом. Диацетил и ацетоин образуются параллельно, при этом преобладает ацетоин.

Наличие большей части ацетоина объясняется тем, что фермент (коэнзим А), необходимый для образования диацетила, имеется в ограниченном количестве. Культуры Lactococcus lactis subsp. lactis biovar. diacetilactis способны образовывать диацетил только при наличии лимонной кислоты.

Поэтому одним из важнейших факторов, который влияет на ароматообразование молочнокислых бактерий, является состав молока и, в частности, наличие в нём определённого количества лимоннокислых солей (цитратов).

При производстве кисломолочных продуктов довольно часто наблюдается невыраженность вкуса из-за отсутствия аромата. При создании заквасок для кисломолочных продуктов, органолептические показатели которых формируются при участии молочнокислых ароматообразующих бактерий, следует отбирать штаммы, наиболее стабильно продуцирующие ароматические вещества.

Таким образом, виды и штаммы бактерий, из которых создаются закваски, являются одним из важных факторов, определяющих качество и безопасность кисломолочных продуктов и препаратов с пробиотическими свойствами.

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Молочнокислое брожение в биотехнологии. Молочные продукты в биотехнологии.

Биотехнология кисломолочных напитков и сметаны

Категория: Молоко и молочные товары

Основным биохимическим и физико-химическим процессом, протекающим при производстве кисломолочных напитков и сметаны, является молочнокислое брожение. Сущность молочнокислого брожения состоит в том, что молочный сахар под действием ферментов микроорганизмов сбраживается до молочной кислоты, происходят jj коагуляция казеина и образование сгустка.

При спиртовом брожении, протекающем при участии молочных дрожжей, молочный сахар сбраживается до этилового спирта и углекислого газа. Одновременно при молочнокислом и спиртовом брожении протекают побочные процессы с образованием летучих кислот, углекислого газа, эфиров и других соединений, которые участвуют в формировании вкуса и запаха продукта.

Основной микрофлорой кисломолочных продуктов являются, молочнокислые бактерии и дрожжи. В лабораториях микроорганизмы выделяют в чистом виде и специально выращивают (культивируют). Такие микроорганизмы, выращиваемые в специальных целях, называются культурами (например, культура молочнокислого стрептококка).

  • Молоко, сквашенное путем внесения в него определенных культур молочнокислых бактерий или дрожжей, называется закваской и предназначается для сквашивания молока при производстве кисломолочных продуктов.
  • Молочнокислые стрептококки повышают кислотность молока до 120 °Т, молочнокислые палочки (болгарская и ацидофильная) — до 200—300 «Т и являются наиболее сильными кислотообразователями.
  • Для приготовления лабораторной закваски при производстве кефира используют кефирные грибки (зерна), микрофлора которых представляет собой симбиоз молочнокислых стрептококков и палочек, ароматообразующих бактерий и молочных дрожжей, микодерма и уксуснокислых бактерий.
  • Активность и чистота заквасок во многом определяют качество готового продукта.
  • При производстве кисломолочных напитков применяют два способа: термостатный и резервуарный.
  • При термостатном способе производства кисломолочных напитков сквашивание молока и созревание напитков протекают в бутылках в термостатных и хладостатных камерах.
  • При резервуарном способе производства заквашивание, сквашивание молока и созревание напитков происходят в одной емкости (молочных резервуарах).
  • Кисломолочные напитки, выработанные резервуарным способом, после созревания и перемешивания разливают в стеклянную или бумажную тару, поэтому сгусток у них по сравнению с напитками, полученными термостатным способом, нарушенный — имеющий однородную сметанообразную консистенцию.

Готовые кисломолочные напитки хранят до реализации при 0—2 °С. Температура готового продукта при отправке с завода должна быть не более 8 «С.

Биотехнология кисломолочных напитков

Главными физико-химическими процессами, которые протекают при производстве кисломолочных продуктов, являются брожение молочного сахара и зависящая от него коагуляция казеина с образованием сгустка. В результате этих процессов формируются определённая консистенция, вкус и запах кисломолочных продуктов.

  • Процесс ферментативного распада молочного сахара можно представить следующей схемой: (5)
  • Лактоза
  • Глюкоза
  • Галактоза
  • Пировиноградная кислота
  • Молочная кислота Уксусный альдегид Цикл лимонной кислоты
  • Этиловый спирт Пропионовая кислота Масляная кислота
  • Под брожением молочного сахара понимают его глубокий распад под действием ферментов, выделяемых чистыми культурами микроорганизмов, входящих в состав заквасок.
  • Все кисломолочные продукты по характеру биохимических процессов подразделяются на две группы: гомоферментативного и гетероферментативного брожения

В основе приготовления продуктов гомоферментативного брожения лежит молочнокислое брожение. К ним относятся все разновидности простокваши, ацидофильные продукты. В этих продуктах накапливаются в основном молочная кислота

К группе гетероферментативного брожения относятся продукты со смешанным — молочнокислым и спиртовым — это кефир, кумыс.

В результате молочнокислого брожения лактозы, которое вызвано лактоккоками и молочнокислыми палочками, основным продуктом распада является молочная кислота. В результате спиртового брожения лактозы, вызванного дрожжами, сбраживающими лактозу, основными продуктами распада являются этиловый спирт и углекислотный газ. Они придают продукту специфический острый вкус и запах, и т.д. .

Вкус и консистенция кисломолочных напитков также во многом зависят от состава бактериальных заквасок. Подбирая их состав, можно регулировать свойства сгустков и обеспечивать оптимальную консистенцию и вкус.

Приготовление производственных партий заквасок осуществляется в специализированных заквасочниках, которые обеспечивают проведение пастеризации, выдержки, охлаждения, заквашивания, культивирования и дальнейшего охлаждения в одном и том же сосуде.

конкретные режимы приготовления заквасок для каждого вида ферментативных молочных продуктов указывается в соответствующих технологических инструкциях и наставлениях, прикладываемых к чистым культурам микроорганизмов их изготовителем. Их основу составляют следующие виды микроорганизмов:

Молочнокислый стрептококк бывает мезофильный и термофильный, оптимальная температура развития, которых 30-35оС и 40-45оС соответственно. Они образуют плотный сгусток, предел кислотообразования — 120-130оТ.

Болгарская палочка имеет оптимум развития при 40-45оС, предел кислотообразования — 300оТ, даёт плотный, ровный сгусток.

Ацидофильная палочка бывает слизистых и не слизистых рас, оптимальная температура развития — 40-42оС. слизистые расы — слабые кислотообразователи (200 ОТ), дают тягучий (слизистый) сгусток. Неслизистые расы — сильные кислотообразователи (до 300 ОТ) — образуют ровный сгусток. (см таблица 1)

Ароматообразующие бактерии входят в группу молочнокислых стрептококков и помимо молочной кислоты продуцируют повышенное количество летучих кислот и ароматических веществ (диацетила, ацетоина, ацетальдегида). Оптимальная температура развития 25-30оС.

После заквашивания молоко тщательно перемешивают для равномерного распределения закваски и сквашивают двумя способами: термостатным и резервуарным. (3,8)

Таблица 1. Основные микроорганизмы заквасок

Продукт Состав закваски
Простокваша обыкновенная Str. lactis; Str. cremoris; Str. diacetilactis или Str. acetoinicus (2…5%)
Йогурт, простокваша «Южная», «Мечниковская» Болгарская палочка, термофильный стрептококк (3…5%)
Ацидофильное молоко Ацидофильная палочка (3…5%)
Ацидофильная простокваша Ацидофильная палочка, термофильный стрептококк
Кефир Многокомпонентная грибковая или производственная кефирная закваска (5…10%)
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector