Условия для роста дрожжей

Питательные вещества

Дрожжи нуждаются в тех же самых питательных веществах, что и другие живые организмы. Подобно бактериям, они имеют систему внутриклеточных и внеклеточных ферментов, способных осуществлять распад крупных молекул субстратов до молекул с размерами, приемлемыми для метаболических процессов клетки.

Влага

Так же, как и бактерии, дрожжи должны иметь доступ к воде для поддержания жизнедеятельности, но они нуждаются в ней в меньшей степени, чем бактерии. Некоторые виды дрожжей могут развиваться в среде с очень низким содержанием воды, такой как мед или джем, что говорит об их способности выдерживать относительно высокое осмотическое давление.

Кислотность

Дрожжи могут расти в среде, активная кислотность которой составляет pH в пределах 3–7,5, а оптимальная величина pH для них составляет обычно4,5–5,0.

Температура

Дрожжевые клетки обычно не растут при температуре ниже температуры замерзания воды и выше 47°С. Оптимальная температура дрожжей обычно лежит между 20°С и 30°С.

Растущие дрожжевые клетки обычно гибнут от нагревания в течение 5–10 минут при 52–58°С.

Споры (аскоспоры) обладают большей стойкостью, но все же и они погибают за несколько минут при 60–62°С.

Кислород

Дрожжи способны расти как в присутствии, так и в отсутствие атмосферного кислорода, то есть являются факультативными анаэробами. В отсутствие кислорода дрожжи вызывают распад сахара до спирта и воды, в его присутствии – до диоксида углерода и воды. В присутствии кислорода дрожжевые клетки растут быстрее.

Классификация дрожжей

Дрожжи делятся на три класса в соответствии с их способностью к образованию спор (аскоспор и базидиоспор). Спорообразующие штаммы принадлежат к классам аскомицетов и базидиомицетов.

Те разновидности дрожжей, которые не образуют спор, размножаются в основном почкованием, относятся к классу Fungi imperfecti.

Значение дрожжей

Как правило, дрожжи являются нежелательными моментами в молочной промышленности, за редким исключением. Например, для производства кефира, русского кисломолочного продукта, исключается симбиотическая закваска (кефирные грибки), в состав которой входят молочнокислые бактерии, дрожжи и др. В остальных случаях в молочной промышленности стараются исключить попадание клеток дрожжей в продукт на каких-либо этапах его производства. Дрожжи могут вызвать большие проблемы при попадании в кисломолочный продукт, сыр, масло. В других отраслях пищевой промышленности в процессе производства пива, вина, хлеба, спирта дрожжи являются ценными составляющими.

Плесени

Категория плесеней охватывает достаточно разнообразную группу многоклеточных нитевидных грибов. На первый взгляд эти микроорганизмы имеют большое сходство, но в действительности все они принадлежат к различным группам.

Плесени состоят из нитевидных прядей клеток, называемых гифами. Гифы образуют мицелий, который может быть виден невооруженнымглазом. Гифы могут иметь поперечные стенки между клетками и обычно являются разветвленными, у одноклеточных грибов поперечные перегородки у гифов могут отсутствовать.

Гифы являются вегетативной частью плесени, часто бесцветной, и секретируют ферменты, расщепляющие питательные вещества.

По мере роста плесневых колоний гифы отходят от центра наружу в радиальном направлении.

Размножение плесеней

Плесени размножаются при помощи спор различного типа. У одних и тех же видов плесеней могут наблюдаться как половой, так и бесполовой способы размножения.

Споры обычно имеют толстые стенки и относительно устойчивы к высушиванию и нагреванию. Споровые формы плесени могут сохранять жизнеспособность в течение довольно длительного времени.

Бесполые споры, конидии, обеспечивают вегетативный способ размножения плесени, их количество может достигать нескольких тысяч. Конидии очень малы и легки, могут разноситься ветром.

Метаболизм плесеней

Метаболизм плесневых грибов протекает так же, как и у бактерий и дрожжей. Они обладают широким кругом ферментов, которые производят распад различных органических веществ. С точки зрения молочного дела практический интерес представляет действие плесеней на жиры и белки.

Внешние факторы, влияющие на рост плесеней

Влага

Плесени могут расти на субстратах с очень низким содержанием воды и могут извлекать воду из влажного воздуха.

Активность воды (а_w)

Плесени являются более терпимыми к низкой активности воды, чем бактерии. Некоторые плесени выдерживают высококонцентрированные растворы сахара и соли с высоким осмотическим давлением. Примеры: плодово-ягодное варенье и сгущенное молоко с сахаром.

Кислород

Плесени обычно растут в аэробных условиях. При этом кислород необходим для образования конидий и для роста мицелия.

Температура

Температура, оптимальная для роста большинства плесеней, лежит в пределах 20–30°С.

Кислотность

Плесени могут расти в средах, активная кислотность которых составляет pH 3–8,5. Многие виды плесеней, однако, предпочитают кислотный раствор.

Примеры: сыр, йогурт, плоды цитрусовых и плодово-ягодные соки.

Значение плесеней в молочном хозяйстве

Как и дрожжи, плесени не выдерживают обычную пастеризацию, проводимую в течение 10–15 секунд при 72–74°С. Поэтому нежелательное присутствие этих микроорганизмов является свидетельством повторного обсеменения. Существует множество различных семейств плесеней. Некоторые из них, такие как Penicillium и молочная плесень (Geotrichum candidum), являются важными для молочной промышленности.

Penicillium

Род Penicillium является одним из самых распространенных типов плесени. Спорообразующие гифы этого семейства имеют разветвления на кончиках, напоминая чем-то щеточки. К этому семейству относится зеленая плесень, часто встречающаяся в природе. Некоторые виды Penicillium играют важную роль в процессах переработки молока. Их свойства, обеспечивающие активное расщепление белков и жиров, делают их главными агентами созревания голубого сыра, сыра камамбера и других сыров. Плесень голубого сыра называется Penicilllium roqueforti, а плесень сыра камамбера – Penicillium camemberti.

Молочная плесень

Молочная плесень Geotrichum candidum находится на стыке между дрожжами и плесенями. Она размножается так же, как дрожжи – внешняя часть ее гифов подвергается как бы перевязыванию – процессу, напоминающему почкование дрожжевых клеток. Данная плесень встречается на поверхности сквашенного молока в виде тонкой и бархатистой белой пленки и участвует в процессах созревания полумягких и мягких сыров. Она может вызывать прогорклость масла. Плесени на поверхности сыров и масла могут вызывать их обесцвечивание и не свойственный им привкус. Для предотвращения нежелательных воздействий плесеней на молочные продукты в процессе их приготовления необходимо тщательное соблюдение соответствующих санитарных норм. Например, стены и потолки рабочих помещений должны содержатся в чистоте, исключающей появление на них плесеней.

Бактериофаги

В 1915 г. английский ученый Творт (Twort) обнаружил, что клетки некоторых культур стафилококков разрываются и разрушаются. Двумя годами позже канадский исследователь Дэрель (d’Herelle) после наблюдения подобного факта постулировал, что это явление может быть связано с поеданием бактерий невидимыми организмами. Он назвал их “бактериофагами” (последняя часть этого слова по-гречески означает “поедать”). Бактериофаги являются вирусами, то есть паразитами бактерий. Они существуют и сами по себе, но расти и размножаться они могут только внутри бактериальных клеток. Бактериофаги обладают специфичностью, т.е. способны размножаться в определенных видах бактерий.

Структура бактериофагов

Бактериофаги или фаги видны только под электронным микроскопом. Фаги имеют “головку” и “хвост” и обладают величиной 0,03–0,3 мкм.

Размножение фагов

Фаги атакуют только молодые активные бактерии, внутри которых эти фаги могут размножаться. Атакованные бактерии подвергаются дезинтеграции с выделением новых фагов в количестве 10–200 на одну бактериальную клетку, которые атакуют новые бактерии.

Фаг прикрепляется к поверхности хозяина (1) и вводит свою ДНК в бактериальную клетку.

Клеточный “механизм” синтезирует новые фаговые ДНК и белки (2; 3). Новые фаги объединяются внутри бактериальной клетки (4), которая затем подвергается лизису (5) с последующим выделением созревших фагов.

Заключительные замечания

Огромное разнообразие бактерий, дрожжей и плесеней и широкий диапазон их активности чрезвычайно важны для жизни на Земле вообще и для человечества в частности.

Микроорганизмы, находящиеся в почве и воде, напрямую связаны с распадом имеющихся в них источников органических питательных веществ до тех форм, которые могут быть ассимилированы растениями. Этим самым данные микроорганизмы косвенно оказывают услугу всему животному миру, включая человека.

В то же самое время человек непосредственно извлекает большую пользу, используя некоторые виды микроорганизмов. Например, молочнокислые микроорганизмы могут применяться для консервирования силоса корма (силоса) для домашнего скота. Этот же принцип используется и в процессах приготовления некоторых пищевых продуктов, таких как квашеная капуста, зеленые маслины и огурцы.

Микроорганизмы имеют первостепенное значение в производстве многих молочных продуктов, примерами которых являются йогурт, сыр и кислосливочное масло. Подбор правильных типов микроорганизмов в этом случае представляет собой важный фактор повышения качества этих продуктов.

Микроорганизмы, применяемые в производстве молочных продуктов, обычно поставляются компаниями, которые специализируются на селекции микроорганизмов, составлении и производстве заквасок в строго контролируемых санитарных условиях. Используемые в молочной промышленности микроорганизмы называются заквасочными культурами. Они могут включать в себя различные микроорганизмы, образующие молочную кислоту при сбраживании лактозы в молоке. При этом важным является то, чтобы качество заквасочных культур сохранялось после доставки их на молочное предприятие, что обеспечивается поддержанием высоких стандартов санитарии на всех стадиях технологической цепочки.

В рассматриваемом контексте необходимо упомянуть, что молоко может содержать остатки антибиотиков, используемых для лечения коров. Наиболее часто встречающимся из этих антибиотиков является пенициллин. Несмотря на то что различного рода предписания не рекомендуют поставлять на молочные предприятия молоко коров, для лечения которых использовались антибиотики, в сборном молоке можно обнаружить антибиотики в количествах, достаточных для приостановки или замедления роста применяемых заквасочных культур. Еще более серьезным является то, что дети, потребляющие молоко, содержащее антибиотики, могут стать гиперчувствительными к вводимым в случае необходимости антибиотикам. Кроме того, антибиотики способны спровоцировать у детей различные заболевания пищеварительной системы.

Сырое цельное или в большинстве случаев обезжиренное молоко, предназначенное для приготовления закваски, пастеризуют при температуре 90°С в течение 30 мин. Использование ужесточенных режимов пастеризации в данном случае объясняется необходимостью уничтожения бактериофагов, обычно присутствующих в сыром молоке. Что произойдет, если этого не будет сделано или если данное молоко затем будет повторно загрязнено фагами. За определенный промежуток времени одна “неинфицированная” бактерия за две генерации с делением клеток дает четыре новые бактерии, в то время как один бактериофаг образует в общей сложности 22 500 новых фагов. Этот факт легко объясняет то, что кривая роста заквасочной культуры, инфицированной фагом, через некоторое время неожиданно обрывается.

Нельзя не упомянуть о патогенных микроорганизмах – одних из наиболее жестоких врагов человечества. Несмотря на то что патогенные микроорганизмы составляют лишь малую часть от общей численности микробов, наносимый ими вред является более чем очевидным. Практически во всем мире правительствами приняты постановления, требующие проведения пастеризации молока, поступающего в реализацию. Типичный режим пастеризации – выдержка 15–20 сек. при температуре 72°С – позволяет уничтожить в молоке все патогенные микроорганизмы. Необходимым условием является также и то, чтобы работники, непосредственно участвующие в производственном процессе, не являлись носителями каких-либо заболеваний, в противном случае возможен перенос инфекции в уже пастеризованное молоко перед его упаковыванием.

Сбор и приемка молока

Молоко с фермы или низового завода поступает на молочный завод для переработки. Во всем мире использовались и продолжают использоваться самые различные виды контейнеров для молока – от бутылок и крынок емкостью 2–3 литра до современных промышленных резервуаров-холодильников на тысячи литров молока.

Раньше, когда молочные заводы были небольшими, сбор молока осуществлялся с близлежащих ферм.

Содержание микроорганизмов в молоке можно было контролировать посредством минимального охлаждения, поскольку расстояния были короткими, а молоко собиралось ежедневно.

В настоящее время сохраняется тенденция к созданию все более крупных молочных заводов. Существует потребность в расширении производства без снижения качества конечной продукции. Необходимо перевозить молоко на дальние расстояния, а это означает, что не может быть и речи о ежедневном сборе молока. Сегодня сбор молока производится через день, но эти интервалы могут составлять три, а иногда даже четыре дня.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: