Содержание к диссертации
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 4
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 9
Роль молочнокислых бактерий в формировании сыра как пищевого продукта 9
Видовой состав бактериальных заквасок для твердых сычужных сыров с низкой температурой второго нагревания II
Принципы подбора микрофлоры в состав заквасок для сыров с низкой температурой второго нагревания 15
Роль микрофлоры закваски в ферментации цитратов 32
Особенности диагностики и таксономия лейконосто-ков 40
ОБОСНОВАНИЕ ВЫБРАННОГО НАПРАВЛЕНИЯ РАБОТЫ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 48
ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ .. 50
Организация работы 50
Культуры микроорганизмов 50
Хранение и культивирование микроорганизмов .... 50
Методы изучения физиолого-биохимических свойств микроорганизмов 52
Методы физико-химических исследований сыров ... 53
Методы микробиологических анализов и определения параметров роста микроорганизмов 53
Методы математической обработки результатов наблюдений 54
4. ЖИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БАКТЕРИЙ ЗАКВАСОК
Стр.
ДЛЯ СЫРОВ ГРУППЫ ГОЛЛАНДСКОГО 55
Ццентификация лейконостоков 55
Образование летучих жирных кислот бактериями закваски в молоке и костромском сыре 65
Влияние лактозы, цитратов, активной кислотности и температуры на газообразующую активность бактерий заквасок в жидких питательных средах 73
Кислото- и газообразующая активности бактерий заквасок в молоке. Влияние лейконостоков на процессы кислото- и газообразования в костромском сыре 90
Протеолитическая и липолитическая активности бактерий заквасок 97
Антагонистическая активность лейконостоков по отношению к кишечной палочке, устойчивость к бактериофагу 107
5. ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ ЛЕЙКОНОСТОКОВ В ЖВДКИХ ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕДАХ, СЫРЕ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА КАЧЕСТВО СЫРОВ С НИЗКИМИ ТЕМПЕРАТУРАМИ ВТОРОГО НАГРЕВАНИЯ ... 109
5.1. Влияние концентрации поваренной соли, активной
кислотности и температуры на рост лейконостоков
в жидких питательных средах 109
Исследование взаимоотношений между молочнокислыми стрептококками и лейконостоками в смешанных культурах 117
Закономерности развития лейконостоков в костромском и голландском сырах 119
Исследование влияния лейконостоков на качество костромского и голландского круглого сыров 128
Стр. б. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ПОДБОРА ЛЕЙШНОСТОКОВ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ СЫРОВ С НИЗКОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ ВТОРОГО НАГРЕВАНИЯ И ЕЕ ПРОВЕРКА В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ 135
б. I. Схема подбора лейконостоков 135
Проверка схемы подбора лейконостоков в экспериментальных условиях 140
Производственная проверка и внедрение результатов работы .143
ВЫВОДЫ 146
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 149
ПРИЛОЖЕНИЯ
Введение к работе
Актуальность проблемы. В соответствии с решениями ХХУІ съезда КПСС /I/, на майском (1982 г.) Пленуме ЦК КПСС /2/ была принята Продовольственная программа, важнейшей целью реализации которой является обеспечение населения страны в максимально короткие сроки высококачественными, биологически полноценными продуктами питания. Планируется довести ежегодное производство сычужных сыров к 1990 г. до 723 тыс. тонн, в том числе высшим сортом - не менее 80 %. Решение этой важной задачи основывается на комплексе мероприятий, одним из которых является совершенствование производства и улучшение качества бактериальных заквасок.
широко распространенными пороками сыров группы голландского являются: излишне кислый и горький вкус, невыраженный вкус и запах, грубая, крошливая консистенция, отсутствие или недостаточное развитие рисунка. Одной из причин указанных пороков является подавление развития или недостаточно обоснованный подбор "арома-тообразующихп бактерий в закваски. Свойства лейконостоков -представителей "ароматообразующей" микрофлоры бактериальных заквасок, их влияние на процесс производства и качество сыров изучены недостаточно, что обусловливает эмпиризм подбора этих бактерий в закваску. В связи с этим, актуальной задачей является улучшение качества сыров группы голландского (биологическим) путем научно-обоснованного отбора лейконостоков в закваски.
Рабочая гипотеза. Анализ литературных данных позволил выдвинуть рабочую гипотезу о том, что Streptococcus lactis subsp. diacetilactis Matuszewski, Pioanowski and Supinska 1936,23 и бактерии рода Leuconostoc von Tieghem 1878, 198, emend, mut. char. Hucker and Pederson 1930, 66, как представители
"ароматообразующих" бактерий в заквасках для сыров, весьма существенно отличаются друг от друга по физиолого-биохимическим свойствам, что должно обусловить и их неодинаковое влияние на процесс производства и качество сыров. Лейконостоки в пределах рода и вида обладают неодинаковыми свойствами, представляющими интерес для сыроделия, поэтому следует разработать схему селекции лейконостоков в состав заквасок для подбора штаммов, в максимально возможной степени удовлетворяющих требованиям сыроделия.
Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является повышение качества сыров группы голландского на основе разработки научно-обоснованной схемы селекции лейконостоков в закваски.
В соответствии с целью и рабочей гипотезой ставились следующие задачи:
идентифицировать коллекционные штаммы лейконостоков и изучить их ценные для сыроделия свойства: устойчивость к бактериофагам, антагонистическую активность по отношению к бактериям группы кишечной палочки, кислото-, газо-, ацетатобразующую, протеолитическую, липолитическую активности;
исследовать зависимость роста и газообразования лейконостоков и цитратсбраживающих молочнокислых стрептококков от источника энергии, уровня активной кислотности, температуры в условиях, характерных для всех этапов производства сыров группы голландского, а также изучить взаимоотношение лейконостоков и молочнокислых стрептококков;
исследовать закономерности развития лейконостоков, их влияние на физико-химические характеристики и качество костромского и голландского сыров;
- разработать схему селекции лейконостоков и проверить ее эффективность при производстве сыров группы голландского в экспериментальных и производственных условиях.
Научная новизна. В результате таксономических исследований выявлены дополнительные тесты для видовой диагностики (динамика роста в средах с мальтозой, глюкозой, лактозой) и показана возможность применения нумерического метода при идентификации лейконостоков .
Получены новые данные о физиологии и биохимии лейконостоков: их кислото-, газо-, ацетатобразующей, протеолитической активностях, антагонистической активности по отношению к бактериям группы кишечной палочки, резистентности к бактериофагам, влиянию рН, температуры, поваренной соли на рост. Установлено, что лейконо-стоки чрезвычайно устойчивы к бактериофагам, широко распространенным на сыродельных заводах СССР. 60 % исследованных штаммов лейконостоков обладают сильной и стабильной антагонистической активностью к бактериям группы кишечной палочки. Лейконостоки образуют в 6-33 раза больше летучих жирных кислот на единицу клеточной биомассы в молоке по сравнению с цитратсбраживающими молочнокислыми стрептококками и повышают содержание летучих жирных кислот в костромском сыре в среднем на 45 %, Лейконостоки обладают более выраженной газообразующей способностью в молоке и сырах по сравнению с молочнокислыми стрептококками. Ряд штаммов лейконостоков обладает способностью уменьшать концентрацию пептидов и снижать выраженность горечи в молоке и сырах. Выявлены существенные видовые различия среди лейконостоков по важным для сыроделия признакам: газо-, кислотообразующей активностям, антагонистической активности по отношению к бактериям группы кишечной палочки. Научную ценность представляют данные о метаболизме
лейконостоков в средах, моделирующих сыр.
Выявлены закономерности развития лейконостоков в сырах группы голландского: лейконостоки не размножаются во время обработки сырного зерна, но быстро размножаются во время прессования и до ІО-15-еуточного возраста и в 3-8 раз медленнее вымирают в сыре, чем молочнокислые стрептококки. Развитие лейконостоков во время выработки сыра зависит от индивидуальных особенностей штаммов (продолжительности их лаг-фазы). Штаммы с продолжительностью лаг-фазы более 3,1 ч не размножаются во время обработки сырного зерна и прессования сыра. Накопление биомассы лейконостоков в сыре и степень их положительного влияния на качество продукта зависят от дозы внесения в смесь для выработки сыра. Установлено, что оптимальное исходное количество лейконостоков составляет 0,5 млн. к.о.е. на I мл смеси.
Научно обоснована и доказана экспериментально зависимость качества сыра от индивидуальных особенностей лейконостоков. Впервые разработана схема селекции лейконостоков для сыроделия, основанная на комплексном учете их ценных признаков. Её эффективность полностью подтвердилась при экспериментальных и производственных выработках сыров.
Практическая ценность работы. Разработаны и утверждены "Методические указания МУ-ВНШ4МС-І8.8І.І-84 по селекции лейконостоков для сыроделия". Составлены и переданы производственной лаборатории биологических препаратов НПО "Углич" паспорта на 53 штамма лейконостоков для использования в промышленном производстве бактериальных препаратов для сыроделия.
Применение производственно-ценных штаммов лейконостоков, отобранных в соответствии с разработанной схемой селекции, в установленной дозе, при производстве костромского и голландского
круглого сыров предупреждает появление или снижает выраженность таких пороков, как горечь, излишне кислый вкус, малосвязная консистенция, приводит к формированию более развитого и правильного рисунка в сыре, увеличивает выраженность сырного вкуса. Максимальный экономический эффект от использования ценных штаммов лейконостоков, отобранных на основе разработанной схемы селекции, за счет повышения качества продукта по результатам производственной проверки на Устгоженском сыродельном заводе составляет 29,3 рубля на I т костромского сыра; по результатам внедрения за 1984 г. на Борисоглебском и Некоузском сыродельных заводах экономический эффект составил 18,8 руб./г сыра.
Апробация работы и публикации. Результаты работы доложены и обсуждены на заседаниях секции Ученого Совета ШИИМС по вопросам сыроделия (1982, 1983, 1984 г.); международном семинаре "Исследование и получение чистых молочнокислых культур и заквасок" (г.Углич, 1984 г.); научно-технической конференции "Повышение эффективности производства и качества молочных продуктов" (г. Каунас, 1982 г.); семинаре по вопросам совершенствования производства и применения бактериальных заквасок (г.Углич, 1983 г.). По материалам диссертации опубликовано 5 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, экспериментальной части (3 глав), выводов, списка использованной литературы, включающего 198 литературных источников и 23 приложений. Основное содержание работы изложено на 148 страницах машинописного текста. В диссертации имеется 19 таблиц, 19 рисунков.
