Какие бактерии содержатся в сыре
К основным особенностям микробиологических процессов при получении сыров можно отнести следующие.
В производстве сыра большую роль играет не только микрофлора закваски, но и микрофлора сырого молока, которая может участвовать в созревании сыров и вызывать их порчу.
Сыр является более благоприятной средой для развития микроорганизмов, чем масло, но менее благоприятной, чем молоко, так как имеет другое соотношение белка и углеводов. Поэтому при созревании получают преимущества микроорганизмы, способные усваивать белок и продукты его распада как источник энергии.
Распад белка сопровождается образованием щелочных продуктов, которые нейтрализуют накапливающуюся молочную кислоту, т. е. обладают буферными свойствами. Это способствует дальнейшему развитию молочнокислых лактококков (до 200-300°Т, хотя в молоке предельная кислотность 120°Т).
При отделении сыворотки 3/4 микрофлоры остается в сырном зерне, 1/4 переходит в сыворотку (причина – при переходе белка из состояния золя в гель на нем адсорбируются любые посторонние частицы).
Поступление первичной микрофлоры в сыр из внешних источников ограничено коротким периодом: от получения молока на ферме до формования головки сыра на предприятии. Только мягкие сыры, созревающие с участием плесени и/или поверхностной слизи, отличаются от других сыров тем, что на их поверхности развиваются плесени, дрожжи и бактерии – уже после формования.
Основные источники формирования микрофлоры сыров показаны на рисунке 9.1.
Сыропригодность молока – это комплекс органолептических, физико-химических и микробиологических свойств, определяющих его способность к свертыванию, образованию сгустка надлежащей плотности, и возможность получения сыра с определенными качественными характеристиками. Такое молоко является благоприятной средой для развития молочнокислых бактерий и накопления ферментов, участвующих в созревании сыра. Факторы, влияющие на сыропригодность молока: химический состав молока, ингибирующие вещества, зоотехнические факторы.
Рис. 9.1
Источники формирования микрофлоры сыров
Молоко должно быть высокого качества, без примеси маститного молока, антибиотиков и других ингибиторов. Отрицательное влияние на качество сыра оказывает наличие в молоке значительного количества нежелательных бактерий: гнилостных, микрококков, маммококков, бактерий группы кишечных палочек, маслянокислых. Для сыроделия важен качественный состав первичной микрофлоры, особенно газообразующей (кишечной палочки и маслянокислых бактерий), содержание которых в молоке вызывает образование пороков в сыре при его созревании:
- раннее вспучивание вызывается кишечной палочкой;
- позднее вспучивание – маслянокислыми бактериями, которые особенно опасны, так как их споры не погибают при пастеризации.
Кроме стандартных анализов молока сырого на общую бактериальную обсемененность, антибиотики и другие ингибиторы в сыроделии проводят сычужную, бродильную или сычужно-бродильную пробы, а также определяют наличие спор маслянокислых бактерий.
По результатам бродильной пробы, проводимой при температуре 38- 40°С, судят о характере сгустка, полученного при самопроизвольном скисании молока. Молочнокислые бактерии через 12 и 24 ч образуют ровный плотный сгусток. Хлопьевидный вспученный сгусток с выделением мутной сыворотки свидетельствует о наличии в молоке посторонней газообразующей (в основном кишечной палочки) микрофлоры. Если произошла пептонизация, то в молоке присутствуют гнилостные бактерии и микрококки (молоко не пригодно для сыроделия).
Сычужно-бродильная проба характеризует качественный состав микрофлоры молока (гигиенические условия его производства) и отношение молока к сычужному ферменту. Молоко, сыропригодное и доброкачественное по микрофлоре, свертывается через 20-25 мин, а через 12 ч образует однородный плотный сгусток, окруженный прозрачной сывороткой.
Наличие в молоке маслянокислык бактерий оценивают аналогично, только молоко перед проведением пробы пастеризуют при температуре 93-95°С в течение 30-40 мин, охлаждают до 35-40°С и выдерживают в термостате не менее 36 ч. Споровые маслянокислые бактерии переносят высокую температуру и образуют рваный сгусток со значительным выделением сыворотки. Можно также определять наличие маслянокислых бактерий посевом молока в элективную питательную среду, которую заливают парафином.
Сычужный фермент содержит преимущественно споры гнилостных бактерий. Общая микробная обсемененность фермента не превышает 105 КОЕ в 1 г, что в пересчете на 1 см заквашенного молока составляет не более 2-3 клеток.
Закваска является главным источником микрофлоры сыра, так как количество заквасочных микроорганизмов, вносимых с закваской, достигает миллионы или десятки миллионов в 1 см молока. При производстве сыров принимают участие ферментные системы мезофильных и/или термофильных молочнокислых бактерий, обладающих протеолитическими и липолитическими свойствами. При производстве твердых сыров в высокой температурой второго нагревания в состав закваски вводят пропионовокислые бактерии, которые в процессе брожения образуют пропионовую и уксусную кислоты (улучшают вкус сыра), диоксид углерода (участвует в образовании глазков в сыре). Кроме того, пропионовокислые бактерии являются активными продуцентами витамина B12, что позволяет обогатить сыр этим витамином.
За рубежом в качестве заквасочных культур применяют некоторые штаммы энтерококков, которые расщепляют белок и оказывают влияние на качественный состав свободных аминокислот в сыре. В последнее время ведутся работы по использованию бифидобактерий в производстве сыров. Такие сыры обладают выраженным лечебно-профилактическим действием.
При нарушении правил санитарии и гигиены возможно микробное обсеменение сыра через воду, воздух, оборудование, одежду и руки персонала. Эта микрофлора представляет серьезную опасность, так как попадает в молоко или сырную массу после тепловой обработки и в процессе выработки сыра не обезвреживается. В состав данной микрофлоры могут входить бактерии группы кишечных палочек, энтеротоксигенные стафилококки, сальмонеллы и другие опасные микробы.
Источник
- Вероник Гринвуд
- BBC Future
1 декабря 2014
Автор фото, Thinkstock
Различные сорта сыра роднит одно – все они полны бактерий
Живые обитатели сыра – от бактерий с пальцев ног до грибковой жижи – придают ему неповторимый вкус. Корреспондент
BBC Future заглянула в микромир, о котором мы редко думаем за обедом.
Сыр некогда представлял собой в первую очередь способ продлить срок хранения молока, а в наши дни стал лакомством гурманов. Экстремальные виды сыра привлекают любителей пищевых приключений – от английского стилтона с фрагментами золота до касу марцу с Сардинии, кишащего живыми личинками. Отдельные энтузиасты даже делали сыр с использованием бактерий из подмышек и с пальцев ног.
Впрочем, не обязательно быть эстетом, чтобы любить сыры. Каждый из них представляет собой жилище, построенное бактериями и грибками, и у каждого сорта есть свой, скажем так, архитектурный стиль – в зависимости от предпочтений его создателей.
Процесс сыроварения начинается со смешивания молока с лактобациллами или стрептококками, вырабатывающими молочную кислоту. Потом добавляется фермент, который расщепляет молочные белки. В результате белки оседают комками, притягивая за собой шарики жира. Сыровары отделяют полученную массу от оставшейся жидкости, прессуют ее в формы и готовят сыр к созреванию.
В ходе созревания другие микробы придают сырам их неповторимый характер. Взять, к примеру, рокфор – мягкий французский сыр, усыпанный сине-зелеными отверстиями. Строит его плесневая культура под названием Penicillium roqueforti, она естественным образом встречается в природе в пещерах Франции, где выдерживают настоящий рокфор. Однако сыровары в других уголках мира могут искусственно добавить ее в сыр для получения аналогичного эффекта.
Автор фото, SPL
Penicillium roqueforti – грибок, живущий во французских пещерах, где выдерживают сыр рокфор
P. roqueforti – штука капризная. Эта плесень любит воздух, но погибает при слишком большой концентрации кислорода. Поэтому сыровары протыкают головки сыра металлическими штырями, оставляя небольшие отверстия, в которых грибок мог бы успешно развиваться. Освоившись на новом месте жительства, плесень начинает вырабатывать ферменты, расщепляющие жир на жирные кислоты (которые придают слегка мыльный вкус) и метилкетоны, отвечающие за специфический аромат. Плесень также вырабатывает токсины, которые в чистом виде вызывают у мышей повреждения сердца, легких, печени и почек. Однако в сырной среде они распадаются на не столь опасные соединения.
Мягкие сыры с белой оболочкой из плесени, вроде камамбера – это настоящие общежития грибков. Главный обитатель здесь – Penicillium camemberti. Этот грибок поселяется на поверхности и производит ферменты, устраивающие цепную реакцию, которая распространяется к самому центру сырной головки. Потребляя соль молочной кислоты, они делают головку более кислой на поверхности, чем в сердцевине – что в свою очередь заставляет ионы фосфата кальция, изначально прочно встроенные в структуру сыра, подняться на поверхность.
Автор фото, Getty
Сырная плесень – штука капризная, и во время созревания сыра за ней нужен глаз да глаз
Смена кислотности и движение ионов приводят к разжижению внутренности сыра. На его поверхности тем временем продолжается расщепление белков – в результате образуется аммиак, который растворяется в сыре и придает камамберу характерный запах.
Эти химические качели сопровождаются рядом других реакций, подробнее описанных в этой работе на тему созревания сыра. Вот одна из лучших цитат оттуда: “Сам по себе запах метионала, похожий на запах вареного картофеля, не очень приятен. Однако в сочетании с другими летучими веществами он составляет одну из нот букета таких сыров, как камамбер и чеддер”.
В рассольных сырах, к примеру, эпуасе или лимбургере, которые на разных стадиях процесса созревания промывают соленой водой, живут бактерии Brevibacterium linens. Они придают сыру очень специфический запах несвежих носков, производя бутановую и изовалериановую кислоты. У запаха потных ног и правда аналогичный источник: та же бактерия живет и на коже стоп.
Вонь лимбургера привлекает самок кровососущих комаров: авторы этого открытия получили в 2006 году Шнобелевскую премию. “Неплохая идея: простая ловушка для комаров в спальне на основе синтезированного запаха человека”, – начинается посвященная этому открытию статья в серьезном научном журнале Lancet, предлагающая снаряжать комариные ловушки лимбургером. Сыры, созданные B. linens, действительно сильно воняют, но вызывают восторг у посвященных гурманов. (Вот краткое введение в рассольные сыры в статье сайта Serious Eats.)
Автор фото, Getty
50 оттенков сырного – исследователи только для описания сыра чеддер придумали 27 терминов
В производстве английского сыра чеддер применяются менее радикальные процессы, дающие, соответственно, более умеренные результаты. Эти сыры как правило вызревают только при помощи изначально введенных лактобацилл, без дополнительной плесени. Однако в них все равно присутствует множество разных молекул, придающих им характерный аромат.
Понюхав чеддер, можно заметить, что его букет на самом деле очень сложен. Он пикантный, но при этом сладковатый, соленый и нежный.
На самом деле, описать аромат сыра не проще, чем букет вина – у профессионалов для этого есть специальный набор терминов. В ходе исследования в 2001 году специалисты продегустировали 240 разновидностей чеддера и придумали 27 терминов для описания ноток их ароматов, в том числе: кошачий (для описания запаха кошачьей мочи), коровий (запах хлева), ореховый, бульонный и фруктовый.
Автор фото, Thinkstock
Любителям сыров открывается целый мир – ароматный, грибковый…
Проводившиеся веками практические эксперименты дали нам сегодняшнее многообразие сыров. Ученые по-прежнему разбираются, какую роль в сыроварении играют отдельные микроорганизмы – зачастую для этого приходится начинать с молекулярного состава сыра и образцов бактерий и выяснять, как вторые влияют на первый.
Но чем больше мы узнаем о биологических процессах, тем больше интереса представляет сыр. В следующий раз, взрезая построенный бактериями дом – круг камамбера или клин чеддера – воздайте должное их нелегкому архитектурно-кулинарному труду.
Источник
Сегодня мы остановимся на пропионовых бактериях, присутствующих в сырах, типа швейцарских, эти бактерии выделят очень много газа, засчет чего и образуются такие большие и блестящие глазки, ровной, округлой формы.
ПРОПИОНОВОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ — НАИПОЛЕЗНЕЙШИЕ ИЗ АНАЭРОБОВ
Анаэробы — организмы, получающие энергию при отсутствии доступа кислорода
Пропионовокислые бактерии можно назвать живыми ископаемыми: они появились не менее трех миллиардов лет назад, когда на Земле только еще зарождалась жизнь. В те времена температура поверхности планеты была гораздо выше, чем сейчас; иным был и состав атмосферы: много метана, аммиака, углекислоты, водорода, сероводорода, водяных паров, полное отсутствие кислорода. Такие условия и определили свойства современных пропионовокислых бактерий (Propionibacterium) – термоустойчивость, анаэробность, спокойное отношение к сероводороду, для большинства живых существ ядовитому. ????Пропионовокислые бактерии были впервые описаны в конце 19-го века Фройденрайхом (E. Von Freudenreich) и Орла-Енсеном (Sigurd Orla-Jensen) во время изучения пропионовокислого брожения в сыре Эмменталь. Сыры, молоко и молочные продукты стали основными источниками выделения чистых культур пропионовых бактерий. Главное место обитания классических (молочных) пропионовокислых бактерий – твердые сычужные сыры и более 60% штаммов, выделенных из «Эмментальского» сыра, относится к Propionibacterium freudenreichii и Propionibacterium shermanii.
Пропионовокислые бактерии (лат. Propionibacterium, англ. Propionic acid bacteria) — род грамположительных факультативных анаэробных неподвижных бактерий. Образуют колонии жёлтого, оранжевого или красного цвета, растут как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Непатогенны, обитают в рубце и кишечнике жвачных животных, в молочных продуктах (не в молоке), являются представителями резидентной микрофлоры кишечника человека. Пропионовокислые бактерии — возбудители пропионовокислого брожения, сбраживают глюкозу, лактозу и др. углеводы, а также некоторые спирты с образованием пропионовой и уксусной кислот и CO2. Закваски, содержащие пропионовокислые бактерии, издавна употребляли в сыроделии: рисунок («глазки»), а также вкус и аромат швейцарского сыра в значительной мере связаны с пропионовокислым брожением. Пропионовокислые бактерии применяют для микробиологического синтеза витамина B12.
Пробиотики являются предметом интенсивных исследований, в которых ориентируются в основном на бифидобактерии и молочнокислые бактерии. Однако, есть свидетельства того, что молочные пропионовокислые бактерии (ПКБ) обладают просто уникальными и зачастую более значимыми пробиотическими свойствами, и чьи потенциальные ресурсы недооценены до сих пор. Пропионовокислые бактерии относятся к наиполезнейшим из анаэробов. Видимо поэтому на Международном симпозиуме в Рэнне (Франция, 1995 г.) большое внимание уделялось вопросам создания пробиотиков с включением в них пропионовых бактерий, созданию и изучению условий, усиливающих биологическую активность ПКБ в сырах и некоторых сортах хлеба.
Эти уникальные микроорганизмы обладают мощными иммуномодулирующими и антимутагенными свойствами, они приживаются в кишечнике людей и способны к снижению геннотоксического действия ряда химических соединений и УФ-лучей . В отличие от других пробиотиков у пропионовокислых бактерий установлен значительный синтез корриноидов, гемсодержащих антиоксидантных ферментов: каталазы, пероксидазы и супероксиддисмутазы (СОД). Известно, что молочные пропионовокислые бактерии не перевариваются в желудочно-кишечном тракте людей, устойчивы к действию желчных кислот, выдерживают низкую рН (2.0) кислотность желудка, ингибируют активность β-глюкуронидазы, азаредуктазы и нитроредуктазы — ферментов, образуемых кишечной микрофлорой и вовлекаемых в образование мутагенов, канцерогенов и промоторов роста опухолей .
Экспериментальные и клинические испытания препаратов на основе ПКБ показали иммуномодулирующую, антивирусную активность в медицинских исследованиях, что связывают с активацией моноцитмакрофаговой системы, индукцией синтеза интерферона и активацией киллерных клеток
Стоит также отметить, что Propionibacterium freudenreichii способна превращать молочную кислоту в ацетат (соль уксусной кислоты) и пропионат (эфир пропионовой кислоты), которые обладают иммуномодулирующими свойствами. А именно — защищают организм от патогенов, восстанавливают кишечную микрофлору, снижают уровень стресса, а потому, как считают специалисты, положительно влияют на продолжительность и качество жизни.
Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.
Источник
Н. Анина
«Химия и жизнь» №8, 2019
Молочные реки — что несут они нам? Пищу, конечно, а новорожденным к тому же — первые антитела и первые кишечные бактерии.
Младенцы появляются на свет с чистым кишечником, его микробное сообщество постепенно формируется уже после рождения. Долгое время считали, что бактерии попадают в организм новорожденного извне: из вагины матери или из микробного сообщества ее кала, а грудное молоко стерильно. Но оказалось, что и молоко вносит свой вклад в формирование младенческой микрофлоры.
Несколько лет назад итальянские специалисты под руководством профессора Пармского университета Марко Вентуры и примкнувший к ним профессор Национального ирландского университета в Корке Доу ван Виндерен исследовали образцы фекалий матерей и их младенцев, а также грудного молока. Из полученных проб выделили ДНК и проанализировали последовательности генов 16S рибосомной РНК (рРНК): она есть только у бактерий, причем ее последовательности у разных видов разные. Определив эти последовательности, а современные методы анализа позволяют делать это быстро и дешево, можно выяснить, какие микроорганизмы присутствуют в образце.
Ученых интересовало происхождение бифидобактерий (Bifidobacterium), которые появляются в младенческом кишечнике одними из первых. Оказалось, что в фекалиях дитяти присутствуют те же штаммы бифидобактерий, что в образцах кала и молока, взятых у его матери. Более того, бифидобактерии, выделенные из материнского молока, имеют ферменты, благодаря которым могут использовать молоко как питательную среду. Исследователи предположили, что кишечные бифидобактерии каким-то образом попадают в молочные железы, а оттуда с молоком непосредственно в кишечник младенца. Там они живут не менее полугода, помогая ребенку подготовиться к переходу на твердую пищу.
Становление первой микробиоты сейчас активно изучают, однако Марко Вентуру и его коллег интересует и другая проблема. Многие люди, выйдя из младенчества, продолжают пить сырое молоко: парное из подойника, ледяное из погреба. И если эта жидкость действительно переносит кишечные бактерии, то не обогатит ли человек свою микрофлору микробами коровы или козы? А еще из непастеризованного молока делают сыр, который содержит молочные бактерии. Даже те, кто не пьет сырого молока, такой сыр едят. Может быть, и сыр — переносчик микроорганизмов?
Микробные сообщества сыров хорошо изучены, однако пармских исследователей интересовал не столько состав микрофлоры, сколько ее преемственность: как много кишечных микроорганизмов содержит коровье молоко и какие из них попадают из молока в сыр. Напомним, что в сыре полно бактерий, однако не все они молочного происхождения. Микроорганизмы могут попасть туда из воздуха, из посуды, в которой формуют сыр, и с полок, на которых он вызревает (см. «Химию и жизнь» № 10, 2014).
Вопрос о том, какой сыр исследовать, даже не стоял. В Парме и соседней провинции Реджио Эмилия из непастеризованного молока делают знаменитый пармезан. Ученые исследовали состав микробиоты в 168 пробах — навозе, подстилке и молоке 150 коров с пяти разных ферм, а также в свежем сыре, который делают из этого молока. Пармезан выдерживают не менее 12 месяцев, исследователи взяли пробы из сыра первого дня выдержки.
В коровьих фекалиях преобладают типичные анаэробные кишечные микроорганизмы 84 родов, из них 37 родов найдены на подстилке, а 15 попали в молоко. Эти данные подтверждают, что молоко действительно может переносить кишечные бактерии. Не исключено, что они проникают в молочные железы не только изнутри, но и снаружи, когда животные контактируют с грязной подстилкой.
Представители 13-ти родов молочных бактерий оказались в сыре, причем некоторые из них присутствуют также в фекалиях и подстилке. Анализ последовательностей 16S рРНК не позволяет отличить ДНК живых и мертвых бактерий, однако при производстве пармезана молоко термически не обрабатывают, поэтому микроорганизмы должны быть живы. Основную микробиоту пармезана составляют бифидобактерии и бактерии семейства Lachnospiraceae.
В дальнейшем исследователи сосредоточились на роде Bifidobacterium, поскольку последовательности его ДНК прекрасно изучены и позволяют отличать разные виды и даже разные штаммы одного вида. В частности, и в навозе, и в молоке нашли B. longum — один из видов кишечных бактерий, которые получает младенец с материнским молоком. Эта находка подтверждает, что бифидобактерии могут колонизировать широкий круг млекопитающих и адаптироваться к разнообразным условиям.
Самый многочисленный вид, B. mongoliense, составляет примерно треть популяции всех бифидобактерий свежего пармезана. B. mongoliense найден и в сыром молоке, и на каждом этапе производства сыра. Причем анализ ДНК показал, что в сыре присутствует тот же штамм бифидобактерий, что и в коровьем навозе. Назвали его BMONG18. Путь этих бактерий из кишечника коровы в сыр по молочной реке не вызывает сомнений.
Профессор Вентура с соавторами выделили из разных субстанций клетки BMONG18 и выращивали их на специальных средах. Оказалось, что в геноме штамма есть последовательности, ответственные за переработку углеводов молока, в том числе за расщепление его олигосахаридов. А когда он растет на коровьем молоке, у него активизируется работа шести генов, способствующих колонизации человеческого кишечника. Значит, штамм приспособлен к росту на молоке, и эта питательная среда помогает ему устроиться в организме пьющего. Кстати, B. mongoliense входит в состав микробиоты многих созревших сыров, так что он — отличный кандидат, чтобы проверить, могут ли коровьи бактерии колонизировать человеческий кишечник.
Для проверки исследователи пригласили 20 здоровых добровольцев. Их кишечная микрофлора не содержала B. mongoliense. Испытуемых попросили ежедневно в течение недели съедать 45 г свежего пармезана, для чего снабдили порциями сыра с BMONG18 одной и той же фермы. При этом первые 10 испытуемых выпивали по 200 мл пастеризованного молока каждый день в течение пармезанового курса и еще семь дней после окончания. Следующие 10 человек во время исследования других молочных продуктов не потребляли.
Как и ожидалось, на сырной неделе бифидобактерии появились в фекалиях всех участников (см. рис.). В группе без молока их было примерно вдвое меньше, чем в молочной. Присутствовал тот самый штамм BMONG18 — перепрыгнул с пармезана, а молоко способствовало колонизации кишечника. На 14-й день эксперимента, то есть спустя неделю после удаления сыра из рациона, содержание бактерий снизилось. Тем не менее несколько дней они в человеческом организме прожили. Вместе с ними исследователи обнаружили бактерии Lachnospiraceae и Subdoligranulum. Возможно, эти три группы микроорганизмов кооперируются и покоряют кишечник совместно.
А что если пармезан не свежий, но полежал годик-другой, как ему и положено? Проверили — взяли выдержанный образец все той же фермы и обнаружили в нем тот же штамм BMONG18. Таким образом, B. mongoliense или, по крайней мере, данный его штамм из кишечника производителя попадает в молоко, сплавляется по нему в чан для изготовления сыра, благополучно переживает этот процесс и многомесячное созревание пармезана и колонизирует кишечник потребителя, где существует по меньшей мере неделю. А ежедневное питье коровьего молока помогает бактериям прижиться на новом месте.
Бактерии содержит не только сыр, но и многие другие продукты, которые в процессе приготовления подвергаются бактериальной ферментации, в том числе кефир, йогурт, квашеная капуста. Обычно в одном грамме ферментированного продукта присутствует от десяти тысяч до миллиарда бактерий. Они могут временно поселяться в кишечнике, поэтому появляется все больше данных, свидетельствующих о том, что эти мигранты влияют на структуру и функционирование постоянной микрофлоры.
Как себя в этом отношении проявляет пармезановый B. mongoliense, исследователи пока не знают, но планируют выяснить. Можно предположить, что ничего фатального с человеком не происходит, ведь столько веков мы с пользой и удовольствием едим ферментированные продукты, в том числе и сыр. Межкишечное сообщение коров и людей не вчера открылось. А кого пугает мысль о том, что в нас могут завестись бактерии крупного рогатого скота, тот пусть ест пастеризованные сыры. Они, кстати, дешевле пармезана, хотя далеко не такие вкусные.
Источник