Биотехнологические свойства кефирных грибков

При производстве кефира обычно применяют закваску, приготовленную на кефирных грибках.

Основные представители микрофлоры грибков – молочнокислые палочки, молочнокислые стрептококки, в том числе ароматобразующие и молочные дрожжи типа Torula

Случайная микрофлора зерен состоит из споровых палочек, уксуснокислых бактерий, молочных плесеней, пленчатых дрожжей, бактерий группы кишечных палочек и прочих. При производстве кефира важно обеспечить ритмичность технологического процесса, что возможно, когда кефирные грибки культивируют при одинаковых условиях.

Кефирные грибки имеют всегда определенную структуру и ведут себя биологически как живой организм - растут, делятся и передают свои свойства и структуру последующим поколениям. Микрофлора кефирных грибков и закваски характеризуется сложностью и многокомпонентностью.

Постоянная микрофлора кефирных грибков – дрожжи (как сбраживающие, так и не сбраживающие лактозу), мезофильные молочнокислые стрептококки, молочнокислые палочки (термофильные и мезофильные), уксуснокислые бактерии

Из посторонних микроорганизмов, попадающих в кефирные грибки и закваску извне, чаще всего встречаются бактерии группы кишечной палочки, белая молочная плесень, микодерма.

Сбалансированное развитие всех групп микроорганизмов гарантирует получение продукта с характерными органолептическими свойствами

От условий культивирования кефирных грибков будет зависеть, какие микроорганизмы получат преимущество в закваске, а какие будут подавлены. Например, поместив кефирные грибки в молоко можно отметить, что, прежде всего, развиваются молочнокислые стрептококки. Затем по мере повышения кислотности на смену им приходят молочнокислые палочки, дрожжи, уксуснокислые бактерии. При повышенных температурах культивирования количество палочек увеличивается быстрее, чем количество стрептококков.

От состава микрофлоры закваски зависит ее активность, способность к формированию кефира нужного качества. Закваска, в которой преобладают стрептококки, активнее свертывает молоко, чем закваска, в которой стрептококки оказались в подавленном состоянии.

Молочнокислые палочки обладают более высокой энергией кислотообразования, при развитии в молоке могут повышать кислотность до 300ºТ и более.

Молочнокислые стрептококки – менее активные кислотообразователи, предельная кислотность молока при развитии в нем только стрептококков не превышает 120ºТ, а продукты, сквашенные с применением только стрептококковых культур, имеют нежный кисломолочный вкус.

Морфологические группы бактерий различаются отношением к температуре

Большинство молочнокислых палочек являются термофильными бактериями с оптимальной температурой развития 37-45ºС. Представители этой группы – ацидофильная палочка с оптимум развития 37-38ºС и болгарская палочка с оптимальной температурой развития 40-45ºС.

Молочнокислые стрептококки относятся к мезофильным микроорганизмам, развиваются успешно при температуре 25-30ºС; минимальная температура развития – 10ºС, а иногда несколько ниже. Из этой группы для выработки цельномолочных продуктов используют молочнокислый стрептококк – основной компонент микрофлоры заквасок для простокваши, сметаны, а также сливочный стрептококк и ароматообразующий стрептококк.

Термофильный стрептококк имеет оптимум развития в пределах 40- 45ºС, вырабатывает меньше молочной кислоты, но очень удобен для составления комбинированных заквасок в сочетании с молочнокислыми палочками.

Ароматообразующий стрептококк является более слабым кислотообразователем, сбраживает лактозу с образованием не только молочной кислоты, но и ароматических соединений – ацетоина, диацетила, ацетальдегида.

Важнейшем из этих соединений является диацетил, он образуется из пировиноградной кислоты в присутствии лимонной, которая служит акцептором водорода. Образование четырех углеродистых соединений снижает выход молочной кислоты.

Для получения грибковой кефирной закваски кефирные грибки помещают в пастеризованное и охлажденное обезжиренное молоко из расчета 1 часть грибков на 30-50 частей молока. В процессе сквашивания тщательно перемешивают закваску вместе с грибками. Готовую закваску процеживают через металлическое сито. Отделенные грибки помещают в свежее пастеризованное и охлажденное молоко. Полученную закваску применяют для приготовления кефира или производственной закваски.

Для приготовления кефирной закваски сухие кефирные зерна выдерживают в теплой воде (25-30 °С) в течение суток, меняя ее за это время 2-3 раза. После этого воду сливают, и набухшие зерна заливают теплым молоком, взятым в десятикратном количестве по отношению к объему грибков.

На предприятиях сначала готовят лабораторную закваску в микробиологической лаборатории, а затем на ее основе – производственную закваску в соответствии с требованиями Технического регламента.

Санитарные требования к производству заквасок:

• приготовление лабораторной и производственной закваски должно производиться строго в соответствии с требованиями по приготовлению и применению заквасок для кисломолочных продуктов на предприятиях молочной промышленности;
• в микробиологической лаборатории должно быть выделено отделение или бокс для приготовления лабораторной закваски и работы с чистыми культурами. Термостаты и холодильники, используемые для приготовления и хранения заквасок, запрещается использовать для других целей;
• отделение по приготовлению бактериальных заквасок должно быть размещено в производственном корпусе, изолировано от производственных помещений и максимально приближено к цехам - потребителям заквасок. Помещение для изготовления заквасок не должно быть проходным. При входе в заквасочное отделение должен быть тамбур для смены санитарной одежды. При входе в заквасочное отделение должен быть дезинфицирующий коврик. На небольших предприятиях (до 25 т переработки молока в смену) и при приготовлении небольших количеств закваски допускается приготовление закваски на чистых культурах, кефирной и ацидофильной в одном помещении. Резервуары для их приготовления и трубопроводы для подачи заквасок на чистых культурах и кефирной с ацидофильной должны быть раздельными;
• в заквасочном отделении не допускается прохождение транспортных магистральных коммуникаций (пар, холод, вентиляция), а также канализационных стояков;
• должна быть предусмотрена очистка подаваемого наружного воздуха от пыли в системах механической приточной вентиляции. Не допускается движение воздуха, создаваемое сквозняками;
• для стерилизации воздуха в заквасочных отделениях и тамбуре должны быть установлены бактерицидные лампы. Входить в заквасочное отделение разрешается только работникам, приготовляющим закваску и производящим уборку помещения;
• тара и инвентарь заквасочного отделения должны быть промаркированы. После использования тара и инвентарь должны быть тщательно вымыты и продезинфицированы стерилизацией в автоклаве или сушильном шкафу. Стерилизация молока для приготовления пересадочной лабораторной закваски вместимостью до 20 дм должна производиться в заквасочном отделении или в микробиологической лаборатории;
• при приготовлении закваски на пастеризованном молоке весь процесс ее приготовления должен производиться в одной емкости. Допускается проведение пастеризации молока на трубчатом пастеризаторе (90-95°С) с последующей выдержкой, охлаждением и сквашиванием в одной емкости;
• не допускается использование любой закваски (сухой, лабораторной или производственной) с истекшим сроком годности, а также производственной закваски с повышенной кислотностью;
• приготовление лабораторной закваски, а также контроль качества лабораторной, пересадочной, производственной закваски и активизированного бакконцентрата осуществляет микробиолог предприятия.

Для выработки кефира с характерным вкусом и прочной консистенцией необходимо использовать производственную закваску, выдержанную после сквашивания при температуре 10-12 °С в течение 12-24 часов. Закваску, масса которой обычно составляет 5% массы заквашиваемой смеси, вносят в смесь, охлажденную до температуры заквашивания. Смесь сквашивают при температуре 23-25 °С до образования молочно-белкового сгустка кислотностью 80-100 °Т (рН 4,5-4,65). Во время сквашивания происходит размножение микрофлоры закваски, нарастает кислотность, коагулирует казеин и образуется сгусток.

Для приготовления производственной кефирной закваски в пастеризованное и охлажденное до температуры 18-22 °С молоко вносят 1-3 % грибковой закваски. Молоко сквашивают за 10-12 ч. Для улучшения вкуса и аромата закваску рекомендуется выдерживать после сквашивания 5-6 ч при температуре сквашивания.

Производственную закваску готовят в значительно больших объемах и используют для выработки продуктов. Для получения ее в пастеризованное и охлажденное молоко вводят лабораторную закваску в количестве от 1 до 3% и оставляют для сквашивания на 8-10 ч (при наличии в закваске молочнокислых стрептококков) или 4-6 ч (при наличии молочнокислых палочек).

Свежеприготовленная закваска обладает наибольшей кислотообразующей активностью

Если закваску нельзя использовать сразу после сквашивания, ее охлаждают до 4-6ºС и хранят до использования, но не более 24 ч, так как при дальнейшем хранении в ней развивается посторонняя микрофлора.

Закваску и молоко вносят при работающей мешалке. Перемешивание необходимо для равномерного распределения закваски по всему объему молока. Через 15 мин после заполнения резервуара мешалку выключают. В процессе сквашивания размножается микрофлора закваски, нарастает кислотность молока, коагулирует казеин и образуется сгусток. Окончание сквашивания определяют по образованию плотного сгустка и достижению кислотности 85-100 °Т. Продолжительность сквашивания составляет 8-12 ч. По окончании сквашивания кефир перемешивают, охлаждают до 14- 16°С и направляют для созревания.

При выработке витаминизированного кефира витамин С добавляют в закваску за 30-40 мин до ее внесения в молоко. Далее закваску перемешивают в течение 10-15 мин и выдерживают 20-30 мин. Витамин С вносят с учетом его содержания в готовом продукте, что составляет ПО г на 1000 кг молока. Заквашенное молоко перемешивают. Продолжительность первого перемешивания составляет от 15 до 40 мин в зависимости от прочности сгустка и конструкции мешалки в резервуаре. При получении однородной консистенции мешалку останавливают на 30-40 мин, а затем ее периодически включают на 5-15 мин через каждый час. В кефире с неоднородной комковатой консистенцией при хранении может отделяться сыворотка. После охлаждения и перемешивания кефир оставляют в покое для созревания, продолжительность которого составляет не менее 24 ч с момента заквашивания молока. После созревания кефир еще раз перемешивают в течение 2-5 мин и разливают. Кефир после розлива хранят в течение 24 ч при температуре не выше 8 °С.

После сквашивания кефир перемешивают и охлаждают до температуры созревания. Перемешивание продукта начинают через 60-90 мин. после начала времени его охлаждения и проводят в течение 10-30 мин. Перемешанный и охлажденный до температуры 20 °С сгусток оставляют в покое.

Продолжительность созревания кефира составляет 6-10 часов.

Таким образом, необходимым условием получения высококачественного кефира является поддержание состава кефирной микрофлоры на определенном уровне, который обеспечивает необходимый ход ферментационного процесса.

Источник: За нами будущее: взгляд молодых ученых на инновационное развитие общества : Сборник научных статей 2-й Всероссийской молодежной научной конференции. В 4-х томах, Курск, 04 июня 2021 года / Отв. редактор А.А. Горохов. – Курск: Юго-Западный государственный университет, 2021. – С. 79-84.