Молочнокислые бактерии. Роль в сельском хозяйстве

Ученые из Испании озадачились вопросом идентификации всех бактерий, которые обнаруживаются в грудном молоке. В ходе исследования, опубликованного в «The American Journal of Clinical Nutrition», было выяснено, что разнообразие микроорганизмов в грудном молоке оказалось намного больше, чем ожидалось - там было обнаружено более 700 видов бактерий.

* Пояснения к графикам:

Секвенирование (sequencing) - это общее название методов, которые позволяют установить последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК. Подробнее читать
Последовательности оснований ДНК или РНК - нуклеотидная последовательность гена или генома
OTU - операционная таксономическая единица (аналоги видов кишечной флоры)

Грудное молоко, которое получают новорожденные, регулирует развитие их собственной бактериальной флоры. Биологическая роль бактерий, обнаруженных в грудном молоке, до сих пор полностью не изучена, но уже понятно, что оно чрезвычайно важно для благополучного развития ребенка. Грудное молоко содержит большое количество полезных бактерий, которые помогают детям усваивать питательные вещества и развивают их иммунную систему.

В ходе своего исследования испанские ученые идентифицировали в молоке бактерии, относящиеся к здоровой микрофлоре кишечника (микробиому). Они считают, что микробное разнообразие в молоке обусловлено несколькими пре- и постнатальными факторами.

В первую очередь исследователи обратили свое внимание на молозиво - первую пищу новорожденного, и обнаружили в нем более 700 различных типов бактерий. Анализы проб молозива показали, что наиболее распространенными видами бактерий в нем были стрептококки, молочнокислые бактерии (Lactococcus), бактерии рода Leuconostoc, бактерии Weissella и стафилококки.

В грудном молоке женщин, кормивших детей в возрасте от 1 до 6 месяцев, чаще всего встречались грамотрицательные бактерии Prevotella, Veillonella, Leptotrichia. В то же время ученые отметили, что еще не в состоянии определить, как эти бактерии попадают в молоко. Они могут проникать в него изо рта младенца уже после начала грудного вскармливания.

При первом прикладывании к груди, каждый новорожденный уже получает свою порцию бактерий из грудного молока, которые в конечном итоге заселяют его пищеварительную систему. Теперь ученые пытаются выяснить, на сколько значимую роль эти бактерии играют в развитии иммунной системы и обмена веществ ребенка.

Вывод, к которому пришли испанские ученые: многие бактерии присутствуют в молоке сами по себе и не являются загрязняющими его веществами, и микробиом молока (масса, точнее, сообщество, комьюнити микроорганизмов, населяющих молоко) зависит от разных факторов, и может быть очень разным. Так как бактерии из грудного молока - это одни из самых первых бактерий, попадающих в организм человека, то микробиом молока значим для формирования здоровья человека, и его роль в этом процессе еще предстоит изучить.

Другие, уже датские исследователи, изучив образцы стула более 300 детей, собранные в возрасте 9, 18 и 36 месяцев, пришли к выводу, что грудное вскармливание защищает от ожирения, диабета, воспалительных заболеваний кишечника и аллергий в более позднем возрасте, возможно, благодаря тому, что грудное молоко способствует развитию полезных бактерий в кишечнике ребенка. А прекращение грудного вскармливание, то есть и прекращение получения ребенком грудного молока, приводит к значительным изменениям в микрофлоре кишечника и одновременно с этим росту индекса массы тела.

Третьи исследователи, в Канаде, пошли еще дальше и накормили недоношенных малышей сырым грудным молоком. В ходе исследования выяснялось, какое влияние на детей оказывает молоко, содержащее бактерии, и насколько отличается бактериальный состав молока родной матери и донора. Ученые в больнице наблюдали за самочувствием 98 недоношенных детей, которых кормили сцеженным молоком мам и донорским молоком, в течение первых 2-х недель вскармливания.

В ходе наблюдений было отмечено, что все 100% детей хотя бы один раз подверглись воздействию коагулазо-отрицательного стафилококка, 41% - золотистого стафилококка, а 64% подверглись воздействию грамотрицательных палочек. В донорском молоке значительно реже, чем в материнском, и в меньшей концентрации встречались коагулазо-отрицательные стафилококки, а вот золотистый стафилококк и грамотрицательные палочки встречались и в донорском, и в материнском молоке с одинаковой частотой.

Конкретная мама-донор в этом исследовании была известна для 75% кормлений младенцев. Большинство образцов молока из них (77%) содержали коагулазо-отрицательные стафилококки. Общее количество образцов, в которых встретились коагулазо-отрицательные стафилококки - 5841 из 7610 (каждый образец - это одно кормление одного ребенка), 28% из них содержали коагулазо-отрицательные стафилококки в количестве, превышающем нормы молочного банка. Распространенность остальных видов стафилококка составила от 0,01 до 5,6% образцов молока, участвовавших в исследовании.

Грамотрицательные палочки встречались в 53% образцов молока, при этом у 31% женщин был обнаружен только 1 вид этих палочек, у 29% - 2 вида, 14% имели 3 вида грамотрицательных палочек, 12% - 4 вида, 8% - 5 видов, 4% - 6 видов, и у 2% (1 женщина) было в молоке 9 видов своих уникальных бактерий.

Подробно результаты представлены в таблице ниже:

Бактерия

Количество образцов, в которых она встретилась

% от общего количества исследованных образцов

% образцов, в которых количество бактерий превысило лимит молочного банка

Коагулазо-отрицательные стафилококки (Coagulase-negative staphylococci)

5841

Зеленящий стрептококк (Streptococcus viridians)

Стафилоко́кк золоти́стый (Staphylococcus aureus)

Негемолитические стрептококки (Nonhemolytic streptococci)

Группа В бета-гемолитический стрептококк (Group В beta-hemolytic streptococci)

100%

Грамотрицательные бактерии Acinetobacter sp.

Псевдомонады (Pseudomonas fiuorescens group)

Палочка Фридлендера (Klebsiella pneumonia)

Клебсиелла окситока (K. oxxtoca)

Палочка озены (K. ozaenae)

100%

Кишечная палочка (Escherichia coli)

Палочки E. hermannii

100%

Палочки Enterobacter cloacae

Палочки E. agglomerans

И тут исследователи с удивлением обнаружили, что не смотря на то, что в части образцов количество бактерий превысило нормы, установленные программами молочных банков, это не привело ни к каким негативных последствиям для детей.

«Было на удивление мало, если они вообще были, неблагоприятных последствий приема бактерий в сыром грудном молоке» . Во время исследования бактериальными инфекциями заболели 10 новорожденных, но во всех случаях оказалось, что заражение произошло другим путем и другими штаммами бактерий.

И в заключение выдержка из статьи ВОЗ о мастите, в которой освещается вопрос бактерий в грудном молоке: «Бактерии часто встречаются в грудном молоке бессимптомно как в промышленно развитых, так и в развивающихся странах. Спектр бактерий часто очень напоминает по своему составу бактерии кожи. Маршалл, например, обнаружил Staph. epidermidis, дифтероиды, альфа - гемолитический и негемолитический стрептококки. Таким образом, проведение бактериологических исследований осложняется трудностью избежание попадания бактерий с кожи. Несмотря на использование специальных приемов сбора молока для исследований, только 50% культур молока могут считаться стерильными, другие пробы содержат «нормальное» содержание бактериальных колоний от 0 до 2,500 колоний на мл.»

Итого, бактерии в молоке - это нормально и они должны там быть , конечно же, если мы говорим о молоке, безопасно сцеженном и бережно хранимом.


Источники

1. Raul Cabrera-Rubio, M Carmen Collado, Kirsi Laitinen, Seppo Salminen, Erika Isolauri, and Alex Mira «The human milk microbiome changes over lactation and is shaped by maternal weight and mode of delivery» http://ajcn.nutrition.org/content/96/3/544.full

2. Catharine Paddock PhD «Breastfeeding helps children grow friendly gut bacteria» http://www.medicalnewstoday.com/articles/276539.php

3. Barbara J. Law, Barbara A. Urias, Joy Lertzman, Diane Robson, And Lisa Romance «Is Ingestion of Milk-Associated Bacteria by Premature Infants Fed Raw Human Milk Controlled by Routine Bacteriologic Screening?» http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC267615/

4. http://www.who.int/maternal_child_adolescent/documents/fch_cah_00_13/ru/

БАКТЕРИИ МОЛОЧНОКИСЛЫЕ, группа микроорганизмов, сбраживающих углеводы с образованием главным образом молочной кислоты.

Классификация БАКТЕРИИ МОЛОЧНОКИСЛЫЕ разработана недостаточно. Признаки бактерий могут значительно варьировать, что создает трудности при их классификации. В зависимости от характера образующихся продуктов при сбраживании гексоз БАКТЕРИЙ МОЛОЧНОКИСЛЫХ делятся на гомоферментативные и гетероферментативные. Гомоферментативные бактерии при брожении сахаров образуют в основном молочную кислоту и незначительные количества фумаровой и янтарной, летучих кислот, этилового спирта и диоксида углерода; гетероферментативные - наряду с молочной кислотой образуют значительно большие количества уксусной кислоты, этилового спирта, углекислого газа и др. продуктов, используя на это 50% сахаров. Наиболее часто при классификации принимают во внимание форму клеток при условии, что культуры изучаются в определенном возрасте и среде. В основе деления на виды лежат также признаки сбраживания углеводов, потребности в источниках питания, учитывается оптическое вращение молочной кислоты. Первую научную классификацию БАКТЕРИЙ МОЛОЧНОКИСЛЫХ разработал голландский ученый Орла-Иенсен в 1919. БАКТЕРИИ МОЛОЧНОКИСЛЫЕ объединены всем. Lactobacillaceae, которое делится на подсем. Lactobacilleae (род Lactobacillus) и Streptococceae (роды Streptococcus, Pediococcus, Leuconostoc). В виноделии широко распространены БАКТЕРИИ МОЛОЧНОКИСЛЫЕ, относящиеся к 3 родам: Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc.

Морфология. По форме клеток БАКТЕРИЙ МОЛОЧНОКИСЛЫХ делятся на кокковые и палочковидные. Диаметр кокковых форм от 0,5-0,6 до 1 мкм; они располагаются единично, парами или в виде цепочек различной длины. Палочковидные бактерии разнообразны по форме - от коротких коккообразных до длинных нитевидных различной длины (от 0,7-1,1 до 3,0- 8,0 мкм), расположенных единично или цепочками (см. рис). На форму клеток значительно влияет состав среды и условия культивирования. Образование удлиненных палочковидных клеток наблюдается при развитии в средах, содержащих этиловый спирт, с высокой активной кислотностью, в средах с недостатком витамина В12 под действием ионизирующих излучений. Б. м., встречающиеся в виноделии, в основном неподвижны, не образуют спор, пигмента, положительно окрашиваются по Граму, не восстанавливают нитраты в нитриты, характеризуются неактивной каталазой. Клеточные стенки представлют собой гомогенный электоонно-плотный слой толщиной 15-60 мкм. Цитоплазматич. мембрана может быть двух- или трехслойной толщиной 75-85 А. В цитоплазме клеток БАКТЕРИЙ МОЛОЧНОКИСЛЫХ обнаружены рибосомы диаметром ок. 150 А, область ядерного материалао(нуклеоид), который состоит из тонких плотных нитей шириной 20-25 А, отождествляемых с дезокси-рибонуклеиновой кислотой.

Размножение. БАКТЕРИЙ МОЛОЧНОКИСЛЫХ размножаются путем деления клеток, иногда перешнуровывания. Описан процесс размножения некоторых Б. м. с помощью гонидий, при котором на концах палочек образуются зернышки (гонидии), увеличивающиеся в размерах, вытягивающиеся и превращающиеся в палочки, а также образование у Б. м. фильтрующихся форм. Японскими исследователями доказано наличие у БАКТЕРИЙ МОЛОЧНОКИСЛЫХ процесса спорообразования.

Рост и развитие. На рост и развитие БАКТЕРИЙ МОЛОЧНОКИСЛЫХ влияют различные факторы.

Углеродное питание. Наиболее важными источниками энергии для Б. м. являются моно- и дисахариды (глюкоза, лактоза, сахароза, мальтоза), а также органических кислоты (лимонная, яблочная, пировиноградная, фумаровая, уксусная и муравьиная) в концентрации 30- 50мкг/мл. Из жирных кислот рост Б. м. стимулируют олеиновая, линолевая, а также линоленовая. При отсутствии сбраживаемых углеродсодержащих субстратов БАКТЕРИЙ МОЛОЧНОКИСЛЫХ могут использовать аминокислоты в качестве источника энергии. Некоторые штаммы сбраживают полисахариды.

Азотное питание. Значительное число БАКТЕРИЙ МОЛОЧНОКИСЛЫХ не способно синтезировать органических формы азота и поэтому нуждаются для своего роста в присутствии их в среде; только некоторые из БАКТЕРИЙ МОЛОЧНОКИСЛЫХ используют минеральные соединения азота для синтеза ряда органических соединений. Для удовлетворительного роста БАКТЕРИЙ МОЛОЧНОКИСЛЫХ необходим ряд аминокислот: аргинин.цистеин, глутаминовая кислота, лейцин, фенилаланин, триптофан, тирозин, валин. Витамины. Все виды палочковидных бактерий нуждаются в пантоте-новой к-те, биотине, никотиновой к-те, а гетероферментативные - еще и в тиамине. Потребности в пуриновых основаниях и тиамине связаны с потребностями в и-аминобензойной или фолиевой кислотах. Неорганические соединения. Для роста и развития БАКТЕРИЙ МОЛОЧНОКИСЛЫХ нуждаются в соединениях меди, железа, натрия, калия, фосфора, йода, серы, магния и особенно марганца.

Спирты. Б. м. устойчивы к действию повышенных концентраций спирта. Приспособленность к развитию при высоких концентрациях спирта является характерным св-вом, широко присущим как гетероферментативным, так и гомоферментативным бактериям. Штаммы БАКТЕРИЙ МОЛОЧНОКИСЛЫХ, обладающие высокой энергией кислотообразования, характеризуются и максимальной устойчивостью к спирту. Наиболее быстро в средах с высоким содержанием спирта размножаются молодые культуры. С возрастом скорость размножения их в этих средах закономерно снижается. Чем больше спирта содержит среда, тем медленнее протекает размножение. Угнетающее действие высоких концентраций спирта на Б. м. более остро сказывается при высоких температурax. На неполноценных питательных средах, на которых развитие Б. м. происходит заторможенно, устойчивость к спирту значительно снижается. Длительное культивирование бактерий с дрожжами повышает их устойчивость к спирту. Продолжительность жизни БАКТЕРИЙ МОЛОЧНОКИСЛЫХ без пересевов в спиртосодержащих средах (напр., в винах) в 2-4 раза больше, чем в тех же средах без спирта. Это объясняется тем, что в спиртосодержащих средах бактерии медленнее размножаются и накапливают продукты брожения. В осветленных винах в лабораторных условиях при комнатной температуре Б. м. выживали более 7 месяцев. В основном спирт подавляет функцию размножения клеток; функция роста подавляется слабее. Спирт у многих видов, особенно при развитии на средах, слабо обеспечивающих их питание, вызывает увеличение размеров клеток в длину; иногда при этом они принимают вид длинных изогнутых нитей.

Форма клеток молочнокислых бактерий: а - кокки - Leuconostoc oenos (х 6000); б - Pediococcus cerevisiae (х 5000); в - палочки - Lactobacillus casei (x 8500); г - Lactobacillus brevis (x 5500)

Величина рН. БАКТЕРИИ МОЛОЧНОКИСЛЫЕ характеризуются порогом рН использования яблочной кислоты и сахаров. Оптимальный предел рН роста для бактерий, выделенных из вин, - 4,3-4,8, нижний предел значения рН использования сахаров и яблочной кислоты - 2,9-3,0. В исключительных случаях рН составляет 2,85 и 2,78. Оптимальное значение рН яблочно-молочного брожения 4,2-4,5. При рН выше 4,5 яблочно-молочное брожение замедляется.

Температура. Большинство молочнокислых бактерий растет в относительно узкой зоне температур, которая оказывает влияние на скорость роста, превращений, а также на их потребность в питании. Б. м., выделенные из вин, относятся к мезофильным; они не размножаются при 45°С, и оптимальная температура их роста близка к 25е-30°С. Температурa ниже 15°С резко тормозит скорость яблочно-молочного брожения. Незначительные дозы растворенного в вине кислорода стимулируют развитие молочнокислых бактерий. Они относятся к группе микроаэрофильных микроорганизмов.

Сернистый ангидрид является ингибитором молочнокислых бактерий. Его токсичность зависит от титруемой кислотности среды. Она значительно усиливается при пониженном значении рН. Связанные формы SO 2 ингибируют Б. м., однако этот эффект значительно выше, когда SO 2 в свободном состоянии. Больше влияет на размножение бактерий, чем на яблочно-молочное брожение. При концентрации связанного SO 2 90- 120мг/дм 3 яблочно-молочное брожение в винах с рН 3,2-3,3 практически невозможно.

Роль молочнокислых бактерий в виноделии. Единственно полезным процессом, который вызывают БАКТЕРИИ МОЛОЧНОКИСЛЫЕ в вине, является яблочно-молочное брожение в высококислотных винах.

Разложение др. составных частей молочнокислых бактерий в винах нежелательно. Совершенно безопасным для качества вина может быть такой процесс яблочно-молочного брожения, при котором бактерии используют яблочную кислоту и не затрагивают др. компоненты. Степень опасности, которую БАКТЕРИИ МОЛОЧНОКИСЛЫЕ представляют для вина, зависит от свойств и вида бактерий и характеристики вина. Наиболее желательны для проведения яблочно-молочного брожения гетероферментативные кокки, особенно штаммы, не сбраживающие лимонную кислоту и арабинозу, и гомоферментативные бактерии (при сбраживании глюкозы не образуют летучих кислот). БАКТЕРИИ МОЛОЧНОКИСЛЫЕ могут вызвать нежелательные в винах процессы: молочнокислое брожение, прогоркшше вина, маннитное брожение, разложение винной кислоты, ожирение вина.

Лит.: Квасников Е. И. Биология молочнокислых бактерий. - Ташкент, 2000; Квасников Е. И., Нестеренко О. А. Молочнокислые бактерии и пути их использования. - Москва, 1995; Бурьян НИ., Тюрина Л. В. Микробиология виноделия. - M., 1999.

Молоко и источники его загрязнения. Молоко - секрет молочной железы млекопитающих. Состав коровьего молока следующий, %: вода - 87,5; молочный сахар - 4,7; молочный жир - 3,8; белки - 3,3; минеральные вещества- 0,7, а также витамины и ферменты. Академик И. П. Павлов писал: «Молоко - это изумительная пища, приготовленная самой природой». Установлено, что этот продукт содержит более ста ценнейших компонентов. В состав молока входят все необходимые для жизнедеятельности организма вещества: белки, жиры, углеводы, минеральные

соли, витамины.

Происхождение микрофлоры молока. Источники загрязнения. Молоко является хорошей средой для размножения исохранения микроорганизмов. Получить стерильное молоко невозможно, так как в сосковом канале (сообщающимся с внешней средой) всегда находятся представители нормальной микрофлоры вымени: маммококки, микрококки, молочнокислыестрептококки и палочки.На протяжении всего пути, от вымени до потребителя, молоко соприкасается с целым рядом источников загрязнения.Они далеко не равноценны как по обилию, так и по видовомусоставу бактерий.

Микрофлора , передаваемая молоку из вымени . Этот источник поставлен на первое место в силу его постоянства и абсолютной неизбежности. В сосковом канале всегда содержатся следующие виды бактерий: облигатные - микрококки, маммококки (кокки вымени безвредны) и факультативные - молочнокислые стрептококки, могут быть и патогенные стафилококки. Они образуют «бактериальную пробку» соскового канала, поэтому перед доением необходимо удалить ее с первыми струйками молока, которые сдаивают в отдельный сосуд и обеззараживают. Если этого не делать, то количество бактерий в общем удое будет больше на 5%.

На бактериальное загрязнение молока при доении большое влияние также оказывает и санитарное состояние животных (кожа коров), молочного оборудования и посуды; степень чистоты рук доярок, подстилок животных.

Кожа животного , как источник загрязнения, содержит большое количество микроорганизмов, попадающих на нее с частицами навоза, которые весьма трудно удалить полностью. Во время дойки со шкуры животного на поверхность молока падает настоящий дождь из кишечных палочек, энтерококков, аэробов и анаэробов, дрожжей и плесневых грибов и др. (перечень этих микроорганизмов очень важен, так как именно они

будут составлять нормальную микрофлору молока). Следовательно, степень бактериального загрязнения молока зависит от способа обработки кожи и вымени перед доением. Однако на практике, часто для обмывания и подсушки вымени, используют одно ведро и одно полотенце для всей группы, поэтому на 1 см2 такого полотенца может быть обнаружено до 214 млн бактерий.


При машинном доении коров могут быть исключены многие источники загрязнения, если содержать доильные аппараты в санитарном состоянии, соответствующем определенным нормам. Если данные нормы будут нарушены, то доильные аппараты станут значительным источником микробного загрязнения молока (в основном психрофильных бактерий). Например, после дезинфекции 0,2%_ным раствором хлорамина новые молочные шланги становятся почти стерильными; в отличие от них, в старых шлангах, имеющих на внутренней поверхности трещины, после такой же обработки обнаруживалось на 1 см2 до 940 тыс. бактерий. Таким образом, если молочную аппаратуру содержать в хорошем санитарном состоянии, то она будет наиболее совершенной защитой от загрязнения, в противном случае загрязненная аппаратура будет отдавать молоку собственную микрофлору.

Применение в качестве подстилки прелой соломы увеличивает число микроорганизмов, особенно спорообразующих и плесневых грибов в воздухе, поэтому вместе с пылью в молоко попадают и микробы. Рекомендуется в качестве подстилки использовать свежую солому, опилки или торф, которые хорошо поглощают влагу, газы и в некоторой степени препятствуют развитию гнилостных и патогенных микроорганизмов.

Таким образом многие источники загрязнения могут быть устранены при соблюдении зоогигиенических правил содержания коров и санитарногигиенических условий в процессе получения молока.

Для того чтобы получить полное представление о составе микрофлоры свежего молока, необходимо ознакомиться с источниками его загрязнения.

Изменение микрофлоры молока при хранении и транспортировке. Количественные и качественные изменения микрофлоры молока зависят от температуры, продолжительности хранения и состава ее при получении. Так, при хранении молока при

10_С происходит последовательная смена следующих фаз: бактерицидной, смешанной микрофлоры, молочнокислой и фазы развития дрожжей и плесени.

Бактерицидная фаза заключается в стабилизировании, а зачастую и в уменьшении количества микроорганизмов в свежевыдоенном молоке в процессе хранения. Этим объясняется наличие в молоке различных противомикробных веществ: лактенинов, бактериолизинов, лизоцима и др. Продолжительность бактерицидной фазы изменяется в широких пределах и зависит от следующих факторов:

1) количества бактерий, попавших в молоко во время дойки;

2) температуры хранения и скорости охлаждения (бактерицидные свойства молока сохраняются 48 ч при температуре 0 С, 24 ч- при температуре +10_С и только 6 ч- при температуре +25 С);

3) индивидуальных свойств организма коровы и периода ее лактации.

Фаза смешанной микрофлоры . После окончания бактерицидной фазы, когда в молоке уже нет веществ, задерживающих развитие микробов, а температура хранения выше +10 С, в молоке начинают размножаться все оставшиеся к этому моменту микроорганизмы. В течение данной фазы, длительность которой 12–18 ч, микрофлора молока возрастает в сотни тысячраз. С практической точки зрения фаза смешанной микрофлоры особенно важна, так как именно в этот период молоко попадает к потребителю.

Молочнокислая фаза . Ее началом является момент, когда в молоке обнаруживается заметное нарастание кислотности. С определенного времени перевес над всеми имеет Str . lactis , по мере их размножения кислотность молока становится рН 4,0, которая является неблагоприятной для стрептококков, поэтому на смену им начинают развиваться кислотоустойчивые молочнокислые палочки. Повышение кислотности оказывается губительным для гнилостной микрофлоры, а также для бактерий группы кишечной палочки. Таким образом молочнокислая фаза состоит из двух периодов, сменяющих друг друга в определенной последовательности.

Продолжительность молочнокислой фазы больше, чем какой-либо другой, и может продолжаться месяцами без заметного изменения в микрофлоре при соответствующей температуре. Но надо учитывать, что в целом молочнокислая фаза охватывает собой то состояние молока, в котором оно квалифицируется как кисломолочный продукт.

Фаза развития дрожжей и плесени . Эта фаза не представляет практического интереса и вряд ли придется наблюдать ее в практических условиях (она представлена для полноты картины). Обычно молоко не доживает до этой фазы, будучи потребленным в течение молочнокислой фазы. Внешняя картина ее развития следующая: еще во время молочнокислой фазы на поверхности сгустка образуются отдельные колонии Oidium

lactis , постепенно смыкающиеся в сплошную белую пушистую пленку. В это же время можно наблюдать появление пленчатых дрожжей, позднее появляются пигментированные колонии плесневых грибов Penicillium , Aspergillus , вытесняющие Oidium . Молоко начинает прогоркать за счет разлагающегося жира, появляются плесневый и дрожжевой привкусы. Затем под плесневой пленкой становятся заметны первые признаки разложения и пептонизации белков в виде жидкости от светло желтого до темно-бурого цвета. Данный слой увеличивается за счет сгустка и, в конечном итоге, все превращается в бурую жидкость, закрытую сверху толстой пленкой плесени.

Пороки молока микробного происхождения. При длительном хранении сырого и пастеризованного молока в нем начинают проявляться признаки порчи, вызванные размножением попавшей микрофлоры. Характер порчи зависит от температуры хранения и вида преобладающих микроорганизмов (в сыром и пастеризованном молоке они разные).

Аммонификаторы (гнилостные микроорганизмы) могут размножаться при низкой температуре хранения молока, так как относятся к психрофильным бактериям. В процессе разложения белков изменяется консистенция молока, появляется горечь.

Споры маслянокислых бактерий при пастеризации не погибают, а при длительном хранении такого молока они расщепляют лактозу до масляной кислоты и газа, придающих молоку прогорклый вкус и неприятный запах.

Плесневые грибы образуют островки колоний на поверхности свернувшегося молока, придают ему горький вкус и плесневый запах. Наличие плесени свидетельствует о длительном хранении молочного продукта при низкой температуре.

Кишечная палочка , находящаяся в сыром молоке в больших количествах, придает ему стойловый запах, а при благоприятной температуре сбраживает лактозу с образованием кислоты и газа. Молоко, содержащее кишечную палочку, нельзя использовать для приготовления кисломолочных продуктов сыров, так как E . coli вызывает в них пороки.

Возбудители инфекционных болезней, передаваемых через молоко. Возбудители инфекционных болезней попадают вмолоко от больных животных, а также из окружающей средыво время транспортировки или переработки. Их можно разделить на две группы.

В первую входят возбудители зооантропонозов , которые передаются от одного вида животного к другому и от животного к человеку. К ним относятся возбудители туберкулеза и бруцеллеза (см. вклейку, ил. V), сибирской язвы,ящура и др. Во вторую группу входят возбудители антропонозов - болезней, которые передаются от человека к человеку(дизентерия, дифтерия, брюшной тиф).При попадании патогенных возбудителей от больных людей и животных в молоко в нем происходит размножение микробов и накопление токсинов, которые приводят к возникновению пищевых токсикоинфекций при употреблении данного зараженного продукта.

Дезинфекцию на молочных фермах следует рассматривать как важную меру, дополняющую пастеризацию молока и направленную на предупреждение зоонозов и зооантропонозов, которые передаются человеку через молоко. Доильные аппараты, ведра, бидоны и другие емкости следует дезинфицировать, для этого необходимо применять различные химические средства, например, кальцинированную соду и гидрооксид калия.

Сохранение молока физическими методами. Молоко, поступающее на молочные заводы, содержит большое количество бактерий (от сотен тысяч до миллионов в 1 мл), особенно в жаркое время года. Бактериальное загрязнение может быть снижено, если на всем пути молока от коровы до потребителя будут соблюдаться санитарно-гигиенические нормы и оно будет своевременно охлаждаться. Особенно эффективно действует глубокое охлаждение непосредственно после удоя, так как этим удлиняется бактерицидная фаза, поэтому хранить молоко на ферме следует при температуре не выше +4_С.

Замораживание молока несколько ограничено и проводится только в определенных географических зонах. Холод не вызывает гибель микроорганизмов, а переводит их в анабиотическое состояние, поэтому при оттаивании молока их жизнедеятельность начинается вновь. Следовательно, с помощью холода можно сохранить только бактериально чистое молоко.

Кипячение молока хотя и обеспечивает высокий стерилизующий эффект, но не может быть рекомендовано для молочной промышленности. Это связано с тем, что в течение данного процесса происходит разрушение витаминов, белки денатурируются, ценный кальций оседает на стенки посуды, нарушается гомогенность жировой эмульсии. Поэтому вместо кипячения в молочной промышленности применяют пастеризацию молока, после которой сохраняется биологическая ценность продукта.

Существует несколько режимов пастеризации молока от здоровых животных:

а) длительная - при температуре +65 С в течение 30 мин;

б) кратковременная - при температуре +74...+78 С в течение 15–20 с;

в) моментальная- при температуре +85...+90 С без выдержки.

При правильно проведенной пастеризации погибает около 99% бактерий, содержащихся в молоке, в том числе бесспоровые патогенные виды (возбудители туберкулеза и бруцеллеза (см. вклейку, ил. V), сальмонеллеза, гноеродные кокки), кишечная палочка и молочнокислые бактерии. После пастеризации молоко необходимо охладить до температуры +4_С, чтобы предотвратить прорастание спор и размножение сохранившейся термофильной микрофлоры.

Хранение пастеризованного молока при комнатной температуре дает возможность беспрепятственного размножения гнилостных и патогенных бактерий, если они остались в нем, так как бактерицидные свойства в пастеризованном молоке под действием высокой температуры инактивированы. Такое молоко не скисает, но может подвергнуться гнилостному разложению (пептонизации) и стать ядовитым при длительном хранении в

холодильнике.

Стерилизация молока предусматривает полное уничтожение вегетативных и споровых форм бактерий, что позволяет хранить молоко в течение длительного срока. В настоящее время применяется ультравысокотемпературная обработка (УВТ) молока в трубчатых аппаратах в условиях закрытого автоматизированного процесса, суть которой заключается во введении химически чистого пара непосредственно в молоко и нагревании его до температуры +140_С в течение 1 с. Этим устраняются окислительные процессы, приводящие к разрушению витамина С, уничтожаются летучие вещества кормового и стойлового происхождения. В результате данной обработки также погибают споры бактерий, а все полезные вещества и микроэлементы в молоке сохраняются. При изготовлении такого молока используется только высококачественное сырье, так как молоко I и II сорта (по ГОСТу) просто-напросто свернется. Специально для УВТ молока была изобретена новая, асептическая разновидность картонной упаковки с полиэтиленовым покрытием, в которой молоко может сохраняться и при комнатной температуре.

При консервировании происходит уничтожение микробов, вызывающих порчу продуктов, или же создаются неблагоприятные условия для их жизнедеятельности. Для приготовления консервированного сгущенного молока в банках его стерилизуют при температуре +115...+118_С в течение 15 мин. При такой температуре погибают вегетативные микробы, но часть спорообразующих может остаться. Сохранившиеся споры в благоприятных условиях могут прорасти и начать разлагать продукт с образованием газов, которые вызывают бомбаж консервных банок. Для проверки качества стерилизации банки выдерживают в течение 10 суток при температуре +37_С. Отсутствие бомбажа указывает на качественную стерилизацию банок, что в свою очередь позволяет хранить данный продукт длительное время при комнатной температуре.

Сгущенное молоко с сахаром . Для начала сырое молоко подвергают очистке и приводят содержание жира и сухих веществ к уровню, соответствующему требованиям ГОСТа. Затем молоко доводят до момента закипания и выдерживают в таком состоянии около 20 мин, в течение данного времени практически все микроорганизмы погибают, за исключением устойчивых к высокой температуре. Пастеризованное молоко сгущают до 1/3 первоначального объема, при этом в нем должно содержаться не более 26,5% влаги, после чего в него добавляют 43,5% сахара. При таком соотношении воды и сахара создается высокое осмотическое давление - неблагоприятное условие для развития эшерихий, молочнокислых бактерий, дрожжей и многих плесневых грибов. Но при наличии шоколадно-коричневой плесени и цветных микрококков, обладающих протеолитическими свойствами, происходит порча продукта. В этом случае срок его хранения не превышает 6–12 месяцев. Соблюдение технологии и санитарных условий в процессе производства позволяет увеличить время хранения сгущенного молока с сахаром

Санитарно _микробиологическая характеристика молока.

Для предотвращения распространения инфекционных болезней через молоко необходимо проводить строгий ветеринарный и санитарный надзор за животными и предприятиями молочной промышленности (контроль сырья и процессов производства). Молоко, поступающее на молочный завод от производителя, в зависимости от санитарно-микробиологических и физико-химических показателей делят на три сорта (высший, I и II). При приеме молока выявляют его кислотность, механическую загрязненность, микробную обсемененность по редуктазной пробе и наличие соматических клеток, а один раз в декаду определяют наличие ингибиторов, фальсифицирующих сорт молока (показатели, по которым определяют сорт молока, находятся в лабораторных занятиях в теме 7). Молоко высшего и I сорта должно иметь кислотность 16–18_Т (по Тернеру), микробную обсемененность по редуктазной пробе не ниже I класса и степень чистоты 1_й группы по эталону. Кислотность молока II сорта может быть в пределах 16–20_Т, микробная обсемененность по редуктазной пробе - не ниже II класса и степень чистоты по эталону - не ниже 2_й группы. К несортовому молоку относят молоко с кислотностью менее 16 и более 21 Т по Тернеру.

При этом оценка сорта молока при приемке осуществляется по худшему показателю.

Кроме перечисленных показателей, на молокозаводе в сдаваемом молоке определяют наличие соматических клеток, повышенное содержание которых свидетельствует о наличии острого воспаления вымени (мастит). Использование такого молока на пищевые цели не допускается, так как, кроме потери технологических свойств, оно содержит опасные токсины. Кислотность молока является показателем, косвенно подтверждающим его микробное благополучие. При увеличении количества бактерий повышается и кислотность молока. Если она ниже нормы, то это свидетельствует о добавлении к нему химических веществ с целью фальсификации качества молока. Так как все вещества, применяемые для фальсификации, токсичны, то это не только незаконно, но и весьма опасно для жизни человека.

При обнаружении в молоке ингибирующих веществ его относят к несортовому, даже если по остальным показателям оно отвечает высоким требованиям. Прием следующей партии молока, поступившей из этого хозяйства, осуществляют только после получения результатов анализа, подтверждающего отсутствие ингибирующих веществ.

При получении неудовлетворительных результатов анализов хотя бы по одному из показателей проводят повторный анализ удвоенного объема пробы, взятой из той же партии молока. Результаты повторного анализа являются окончательными и распространяются на всю партию продукта. Антибиотики, попадающие в молоко при лечении коров, подавляют жизнедеятельность молочнокислых бактерий, очень чувствительных к ним, и тем самым нарушают технологический процесс изготовления кисломолочных продуктов. Поэтому один раз в декаду молоко, поступающее из хозяйств, должно быть проверено на наличие антибиотиков и других ингибиторов (перекиси водорода, соды и т. д.).

На качество молока оказывают влияние также радиоактивные вещества, гербициды, фунгициды, пестициды и другие ксенобиотики. Молоко с остаточными количествами химических веществ защиты растений и животных, а также антибиотиков подлежит выбраковке.

Кафедра микробиологии, вирусологии и фармакологии

Курс микробиологии

080401 «Товароведение и экспертиза продовольственных товаров»

Реферат

Дисциплина: Микробиология продовольственных товаров

На тему: Микробиология молока

Молоко – секрет молочных желез млекопитающих, физиологически предназначен для вскармливания детенышей. Молоко образуется из составных частей крови эпителиальными клетками альвеол и является ценным пищевым продуктом. В его состав входят жирные кислоты, аминокислоты, белки, минеральные вещества, витамины, молочный сахар и большое количество ферментов. Питательные вещества молока находятся в соотношении и форме, наиболее благоприятных для усвоения организмом. Наиболее полноценно свежевыдоенное, парное молоко. Оно обладает бактерицидностью, т. е. способностью задерживать размножение попадающих в молоко бактерий и даже убивать их. Чтобы сохранить бактерицидные свойства парного молока, его охлаждают. При температуре 30 о С бактерицидность сохраняется в течение 3-х часов, при 15 о С – около 8 часов, при 10 о С - около 24 часов.

Микробы проникают в молоко из внешней среды через выводные протоки, молочную цистерну и сосковый канал. Для некоторых из них молоко служит хорошей питательной средой.

Больше всего микробов бывает в сосковом канале, молочной цистерне и меньше - в выводных протоках и альвеолах. Часть микробов под действием цидных веществ погибает, сохраняются более стойкие микрококки и стрептококки, которые по своим свойствам близки к молочнокислым стрептококкам кишечного происхождения. Микробы скапливаются у соскового канала и образуют пробку, в которой наряду с сапрофитами могут находиться возбудители инфекционных болезней. Обычно их больше в первых порциях молока и меньше в последних. Поэтому первые порции молока необходимо сдаивать в отдельную посуду, чтобы исключить загрязнение всего молока и окружающей среды. Обсеменение молока микробами зависит от чистоты и состояния вымени, кожного покрова животного, рук человека, посуды и другого инвентаря.

Особенно много различных микробов находится в молоке животных, больных маститом. Одной из причин могут быть микробы, которые проникают в молочную железу через сосковый канал или гематогенным путем. Способствующими факторами являются переохлаждение, травмы, генетическая предрасположенность. Продукты воспаления снижают качество молока, при этом уменьшается количество лактозы, кальция, казеина. В маститном молоке можно обнаружить стафилококки, стрептококки, кишечную палочку и другие микроорганизмы. Их численность во многом обусловливается состоянием внешней среды.

В большом количестве микробы содержатся на поверхности кожного покрова животного. Чем грязнее кожа, тем их больше попадает в молоко. Так, по данным Бакгауза и Конгейма, в 1 мл молока коровы с нечищеной кожей насчитывается от 170 тыс. до 2 млн микробов, коровы с чистой кожей - 20 тыс. При систематической чистке животного их количество снижается до 3 тыс. в том же объеме. Микробы на поверхность кожи попадают из корма, подстилки, навоза, воздуха.

Еще одним источником загрязнения молока могут быть корма: при их раздаче образуется много пыли. Вместе с пылью в молоко попадают и микробы. Поэтому раздавать корма во время доения не следует. Если в качестве подстилки используют старую прелую солому, в ней может содержаться большое количество микроорганизмов, особенно плесневых грибов. Разбрасывание такой подстилки перед доением увеличивает число микробов и их спор как в воздухе, на поверхности тела животного, так и в молоке. В связи с этим в качестве подстилки лучше использовать свежую солому, опилки, стружку, сухие листья или торф, которые поглощают влагу, газы и в некоторой степени препятствуют развитию гнилостныхи патогенных микроорганизмов. По данным А. К. Скороходько, кишечная палочка, сальмонеллы, бактерии брюшного тифа в торфяной подстилке погибают в течение 6-8 дней.

Человек тоже может быть источником обсеменения молока микробами при несоблюдении правил личной гигиены. Поэтому руки доярки (дояра) должны быть чистыми, сухими, с коротко остриженными ногтями.

Микроорганизмы могут попадать в молоко и через воздух от животных, больных туберкулезом, сальмонеллезом и т. д.

Огромна роль мух в обсеменении молока микробами. На поверхности их тела содержится от нескольких тысяч до миллиона микробов, среди которых могут быть и патогенные. Для борьбы с мухами проводят тщательную очистку, мойку, побелку, дезинфекцию ферм, молокоприемных пунктов и окружающей территории. Помещения лучше убирать влажным способом, что значительно уменьшает численность микробов, а следовательно, снижает и загрязнение молока.

Источником загрязнения молока могут быть также посуда и доильная аппаратура. Поэтому доильные аппараты, используемую посуду, фильтры надо содержать в чистоте. При машинном доении молоко поступает в закрытую систему, что препятствует попаданию в него микробов извне. Однако плохая организация машинного доения приводит к ухудшению санитарного состояния молока. При этом число микробов по сравнению с ручным доением возрастает в 4-5 раз, а иногда и более. Показатели санитарного качества молока отражены в следующей таблице:

Санитарное качество молока при стойловом содержании коров (по Е.Ш. Акопяну)

Из данных таблицы видно, что качество молока при ручном доении оказалось выше, чем при машинном. Все вышеперечисленные источники загрязнения молока могут быть сведены к минимуму или устранены при соблюдении зоогигиенических и других правил в местах расположения дойных животных и в процессе получения продукта.

Следует отметить еще один вид загрязнения молока, который связан с новым видом Bacillus, выявленным экспертами Международной молочной федерации (ММФ) и названным Bacillussporothermodurans (Петерсон и др.,;. 1996). Вacillussporothermodurans можно выделить из УВТ- и стерилизованного цельного и обезжиренного молока, УВТ-сливок, шоколадного молока, сгущенного и восстановленного молока. Эти термоустойчивые образователи спор не изменяют стабильность или сенсорные характеристики УВТ-молока. Во всех случаях, когда загрязнение этими бактериями обнаруживали после инкубации, их общее количество в молоке в картонных упаковках никогда не превышало максимум -150/мл. Однако иногда при кипячении такого загрязненного молока отмечается свертывание. Свертывание и розоватый цвет обусловлены длительным сроком хранения молока, разлитого в пластмассовые бутылки. Такие упаковки - плохой барьер для кислорода по сравнению с картонными. Рост бактерий возможен в молоке, расфасованном в разные упаковочные материалы: полиэтилен, картон, «Терта-брик» и алюминий.

Загрязнение УВТ- и стерилизованных молочных продуктов Bacillussporothermodurans происходит,очевидно, не в результате вторичного загрязнения, а из-за выживаемости спор в ходе процесса тепловой обработки (Хаммер и др., 1995). Можно рассматривать разные источники загрязнения.

Первым возможным источником Bacillussporothermodurans является сырое молоко, загрязненное на ферме. В 1955 г. впервые Вacillussporothermodurans были обнаружены в сыром молоке, поставленном с фермы. В 1966 г. провели анализ 100 образцов сырого молока, взятых в шести разных географических регионах. Для выявления Bacillussporothemiodurans использовали метод на основе PCR (реакция цепи полимеразы). Положительный результат на уровне 100 мл дали три образца из одного и того же региона. Эти результаты предполагают случайное или локальное присутствие и (или) очень низкий уровень загрязнения сырого молока спорами Bacillussporothermodurans. Споры были обнаружены только в 2 из 120 образцов кукурузного силоса, травяного силоса и сахарной свеклы. Поэтому загрязнение сырого молока на ферме через корма и доильное оборудование наиболее вероятно, но еще не доказано.

Повторная переработка загрязненных партий УВТ- или стерилизованных молочных продуктов может считаться вторым возможным путем загрязнения Bacillussporothermodurans. Поскольку споры могут сохранять жизнедеятельность после тепловой обработки, то одна загрязненная упаковка, содержащая 103 споры/мл, может привести к загрязнению значительной части УВТ-молока при последующем производстве.

Третий путь загрязнения возможен при переработке загрязненного сухого молока. Хаммер и др, (1995) сообщали о выделении Bacillussporothermodurans в сухом молоке, используемом для переработки.

Как видно, имеется множество источников загрязнения молока микробами, состав и численность которых изменяются в зависимости от времени хранения продукта. При этом выделяют несколько фаз.

Антимикробная (цидная, статическая) фаза характерна для свежевыдоенного молока, в нем отмечается задержка роста микроорганизмов. Иногда эту фазу называют бактерицидной, что не соответствует действительности. По данным ряда авторов, антимикробные вещества молока обладают статическим действием, задерживают рост микробов и не разрушают их клеток (И. И. Архангельский, П. А. Обухов). По данным других авторов, отмечается цидное действие микробов (А. Ф. Войткевич, С. А. Королев, В. И. Мутовин),в связи с чем такую фазу правильнее назвать антимикробной, что отражает существо вопроса.

Антимикробные свойства молока связаны с у- и р-глобулинами и обусловливаются содержанием в нем лизоцимов, лактенинов, бактериолизинов, антитоксинов, агглютининов и других веществ, которые поступают из крови или синтезируются молочной железой, В. И. Мутовин антимикробные свойства молока объясняет наличием в нем лизоцима М, а в вымени - лизоцима В. Лизоцим М обладает широким спектром действия: задерживает рост как сапрофитов, так и патогенных микробов. В конце лактации он инактивируется. Лизоцим В хотя и имеет более узкий спектр, но его действие проявляется в течение всей лактации.

1

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.

пробиотики

антимикробные вещества

молочнокислые бактерии

биохимические свойства

пробиотических штаммы

микроорганизмы

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).

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.