ДИНАМіКА МіКРОБіОЛОГіЧНОГО ТА БіОХіМіЧНОГО ПРОЦЕСУ В МОЛОЦі СИРОМУ ПРИ ЗБЕРіГАННі ЗА РіЗНИХ ТЕМПЕРАТУР Текст научной статьи по специальности «Животноводство и молочное дело»

УДК 619:614.1.-07.637.128

Кухтин М. Д., кандидат ветеринарних наук, старший науковий ствроб^ник © Тернотльська дослгдна станщя 1нституту еетеринарног медицины УААН

ДИНАМ1КА М1КРОБ1ОЛОГ1ЧНОГО ТА Б1ОХ1М1ЧНОГО ПРОЦЕСУ В МОЛОЦ1 СИРОМУ ПРИ ЗБЕР1ГАНН1 ЗА Р1ЗНИХ ТЕМПЕРАТУР

У статт1 наведено дослгдження динамжи розмноження мжрофлори молока при ргзних температурах його збер1гання та еплие гг на осноет процеси е молощ.

Ключовi слова: мжрофлора, етьы жирш кислоти, кислоттсть, окисно-е\дноений потенщал.

В ще^ природш властивост молока сирого мають збер^атися вщ виведення його з вимеш до переробки на молочш продукти. Проте на вiдрiзку шляху вщ вимеш корiв до молочного заводу дшть рiзнi фактори, яю активно впливають на якють i безпеку молока. Найбшьш суттевим е мiкробiологiчний фактор. Мжрооргашзми, розмножуючись у молоцi, продукують ферменти, яю розкладають окремi складовi молока, що призводить до змiни його яюсних властивостей [1, 4]. Так температурна група мiкрофлори молока, що здатна утворювати колонн на МПА при 30°С, складаеться з представниюв роду стрептококiв, мiкрококiв, стафiлококiв, бактерш групи кишково! палички продукуе в основному ферменти глжол^ичного спрямування, яю розщеплюють вуглеводи. Температурний рубiж активно! продукци ферментiв для ще! мжробюлопчно! групи знаходиться в межах 10°С. За цим рубежем, в межах 4-6°С, наступае перiод бюхiмiчноl активностi психротрофно! групи мiкрофлори молока [3]. Ц мiкроорганiзми продукують в основному лшол^ичш та протеолiтичнi ферменти з утворення вiльних жирних кислот, протеозо-пептонних фракцiй, якi спричиняють вади молока [2, 5].

Метою роботи було вивчити переб^ мжробюлопчного та бiохiмiчного процесу в молощ сирому за рiзних температур його охолодження i зберiгання протягом певного часу.

Матер1али та методи. Робота виконана в Тернопшьськш дослiднiй станцп iнституту ветеринарно! медицини УААН i на молочних фермах Тернопшьсько! область Проби свiжонадоеного молока вiдбирали безпосередньо пщ час дошня з дотриманням асептики в стерильнi колби i тут же !х охолоджували до температури 15 °С; 10 °С; 4-6°С. Визначена температура досягалася максимум через двi години. У пробах молока визначали мiкробне число при 37 °С, iнкубацiя протягом 48 годин (перша температурна група мжрофлори молока); при 30 °С, шкубащя 72 години (друга температурна

© Наукова робота виконана частково за кошти Гранта Президента Украши для обдаровано! молод1 Кухтин М. Д., 2008

229

група); при 6,5 °С, шкубащя 10 дiб (психротрофи). Титровану кислотшсть визначали за ГОСТ 3624-67. Умют вiльних жирних кислот - методом екстрагування !х iз молочного жиру органiчними розчинниками i титрування лугом [5]. Окисно-вiдновний потенщал (ОВП) вимiряли за допомогою iономiра ЭВ-74, платиновим електродом вiдносно хлорсрiбного електроду порiвняння.

Результати дослщження. З метою наступного бiльш детального аналiзу характеру мiкробного обсiяння молока, ми наводимо результати дослщжень кiлькiсного сшввщношення температурних груп мiкрофлори молока, одержаного за рiзних санiтарних умов та пори року, див. таблицю.

Таблиця

Кшькзсне сшввщношення температурних груп мжрофлори молока,

одержаного лiтом i зимою за рiзних саштарних умов, М±т, п=87, тис/см3

Пори року Дослщжено проб молока Ум1ст м1кроб1в у молощ, за температури шкубацп, °С Сшввщношення м1кробних

37 30 6,5 температурних груп

Лгго 15 8,9±2,1 42,9±9,8 5,5±1,3 1:4,8:0,6

17 336,3±44,2 452,0±86,4 33,7±9,6 1:1,3:0,1

Осшь 35 302,6±52,5 604,3±112,2 102,5±24,3 1:2,0:0,3

Зима 20 83,8±18,7 285,3±61,6 319,1±93,2 1:3,4:3,8

табл. видно, що в будь-яких санiтарних умовах одержання молока

друга температурна група мiкрофлори кiлькiсно в 1,3-4,8 раза перевищуе першу температурну групу. Психротрофна група рiзко зростае тiльки взимку. Таку тенденцiю формування мiкрофлори молока збiрного свiжонадоeного ми постiйно враховували при узагальненнi результатiв виконаних експерименив. При цьому ми виконали дослщження одних i тих же проб молока за температури 15 °С, тобто, дещо вищо! температури порогово! (10 °С), та при 4-6 °С, коли психротрофна мiкрофлора одержуе можливiсть вiльно розмножуватися.

Для характеристики мжробюлопчного та бiохiмiчного процесу в молощ за рiзних температур охолодження i зберiгання, ми визначали динамiку розмноження мiкрофлори молока, глiколiтичнi та лшол^ичш змiни в ньому. Результати переб^ мiкробiологiчного та бiохiмiчного процесу в молощ сирому за температури охолодження до 15 °С i витримки протягом 72 годин наведеш на рис. 1 (а,б,в,г).

З рис.1. а видно, що при температурi 15 °С вщбуваеться iнтенсивний процес розмноження всiх трьох температурних груп мжрофлори молока. Але мжроби першо! температурно! групи мають явну перевагу i !х кшьюсть протягом 24 годин зростае в 312 разiв (з 55 до 17160 тис./см3), в той же час як кшьюсть мiкробiв друго! температурно! групи зростае в 151 раз (з 84 до 12728 тис./см3), психротрофи - в 134 рази (з 27 до 3618 тис./см3).

230

Динам1ка розмноження мкрофлори молока при охолодженн до 15 С

425644^ 621532 '25 ,.••

-1нкуба^я при 30 С - 72 години

1нкуба^я при 37 С - 48 години

■ 1нкуба^я при 6,5 С - 10 дiб

1 24 48 72

Години

35 30 -25 20 -15 10 -5 0

Динам1ка кислотност молока при охолоджен1 до 15 С

^^^^ 31,4

звернулося 25,6

18 20,2

24 Години 4 аз 2

а)

б)

ОВП при охолоджеш до 15 С

о -

250 200 150 100 50 0 -50 100

" 190

85

^ зверну

лося

---6

24 48

Години

72

Втьш жирш кислоти при охолоджеш до 15 С

г о т ц

г£ 2

! 1,8

0 1,6 £ 1,4

5 1,2 5 1

| 0,8

1 0,6

ь 0,4 о

0,2 0

__1,78

1,62 звернулося

1,46

-1,31

1 24 48 72

Години

27

10

в) г)

Рис.1 (а, б, в, г) Динамика мпкро б1о\1м1чного процесу в молощ сирому при о\олодженi до температури 15°С.

Швидкi початковi темпи розмноження мжрофлори першо! температурно! групи, яка в основному представлена молочнокислими бактерiями, забезпечують !й конкурентну перевагу над темпами розмноження бактерш друго! та психротрофно! груп. Це зумовлено, перш за все тим, що склад популяцш мiкробiв друго! температурно! групи молочно! мiкрофлори е бiльш рiзноманiтний як за бiохiмiчною активнiстю ферментних систем, так i чутливiстю до оптимальних температур росту. Тобто в !! склад входять до 40% бактерш, яю добре ростуть при температурi 4-6 °С, що характерно для психротрофiв. Це пiдтверджують результати, наведеш на рис.1 б, яю вказують про розвиток молочнокислого бродшня - глiколiз iз накопиченням молочно! кислоти. При цьому протягом 24 годин титрована кислотшсть зростае з 18 до

231

20,2 °Т. В наступш 24 години мжрофлора молока, особливо перша i друга температурш групи, знаходяться в логарифмiчнiй фазi розмноження, про що вказують темпи ïx зростання в 1235 рази та показники кислотност до 25,6 °Т. За цей час в молощ селекщонуеться в основному стшка молочнокисла мiкрофлора, продукти метаболiтичноï активност якоï гальмують розвиток психротрофних грамнегативних мiкроорганiзмiв. Через 72 години збер^ання молока за температури 15 °С воно скисае.

Величина окисно-вiдновного потенщалу (див. рис. 1. в. ) стрiмко падае бiльше як в два рази вже протягом перших 24 години, а через 48 годин набувае вщ'емного значення. Це також свщчить про посилення ферментативноï активной мiкрофлори молока з використанням кисню. Якщо з метою визначення загальноï кiлькостi бактерiй в молощ на основi бiоxiмiчноï активностi ïï мiкрофлори, i до нього додати розчин резазурину, за цих умов вш знебарвиться за декiлька хвилин.

Умшт вiльниx жирних кислот у молощ е важливим показником рiвня лiполiзу молочного жиру (див. рис. 1 г). Протягом збер^ання за дано1' температури ïx кiлькiсть зростала в 1,25 рази (до 1,62 мг/г молочного жиру), що свщчить про слабку актившсть лiполiтичниx ферменив нативного та мiкробного походження.

Таким чином, результати ще].' частини дослщження вказують на те, що в молощ сирому за умови збер^ання при температурi 15 °С мшробюлопчний та бiоxiмiчний процес проходить глшол^ичним шляхом за типом молочнокислого бродшня. Пiд час його спостерiгаються швидк темпи розвитку молочнокислоï мiкрофлори, що призводить до стрiмкого наростання титрованоï кислотностi, зниження величини ОВП та пригшчення розмноження психротрофних бактерiй.

На рис. 2 (а,б,в,г) наведено результати мшробюлопчного та бiоxiмiчного процесу в молощ сирому за температури його охолодження до 10°С.

Як видно iз рис. 2 а, що при температурi збер^ання молока 10 °С протягом перших 24 годин добре розвиваються всi три температурш групи молочноï мiкрофлори, хоч штенсившсть ïx значно нижча у порiвнянi з температурою 15 °С. Однак, темпи розмноження псиxротрофiв дещо швидш^ збiльшення вiдбуваеться в 4,8 рази, що вказуе на бшьшу толерантшсть ïx по вiдношенню до ди охолодження у порiвняннi з бактерiями першоï та другоï групами, (у яких темпи збшьшення вiдбуваються в 4,0- 4,2 рази). Але в наступш 48 годин збер^ання молока вiдмiчаемо бшьш швидкi темпи розмноження другоï та першоï температурноï групи i гальмування розвитку психротрофних бактерш. При цьому ïx зростання вщбуваеться в 31-30 разiв (до 2604 - 1650 тис./см3), в той час як кшьюсть псиxротрофiв зростае тшьки в 19 разiв (до 513 тис./см3). Отже, бактери другоï температурноï групи займають промiжне мшце мiж першою групою i психротрофами в тому вщношенш, що окремi ïï види можуть розмножуватися при температурi 10 °С.

232

6000 1000

Динамка розмноження мкрофпори молока при охолодженшдо 10 С

2604 613

'"1650 3850

.■■27

335 / .."513" 1566 ,.■••'107

24 48

Години

-1нкуба1|я при 30 С- 72 години

1нкуба1|я при 37 С- 48 години

-1нкубаця при 6,5 С -10 д®

а)

б)

в)

г)

Рис.2 (а, б, в, г) Динамика мпкро б1о\1м1чного процесу в молощ сирому при охолоджеш до температури 10°С

72

233

В результат розвитку мiкроорганiзмiв i !х обмiну речовин в молощ з'являються i бiохiмiчнi змiни рис. 2 б. З рис. 2. б видно, що величина титровано! кислотност за умови зберiгання молока при температурi 10°С протягом 24 години зростала в середньому на 1,0-1,5 °Т. Протягом наступних двох дiб кислотнiсть зростала на 2,0 - 4,0°Т (до 23,7 °Т).

Отже, при зберiганнi молока за температури 10°С змiна титровано! кислотност суттево наростае пiсля 24 годин. Ми не вiдмiчали скисання молока при його збер^анш за ще! температури протягом 72 годин при зростанш кiлькостi бактерiй друго! температурно! групи до 6000 тис./см3.

За ще! температури зберiгання молока величина окисно-вщновного потенцiалу не мае тенденщ! до швидкого зниження (рис. 2. в), що характеризуе бшьш повшьне розмноження мiкрофлори молока i слабку вiдновну активнiсть ферментiв. Падiння величини ОВП вiдмiчаеться пiсля добового збер^ання молока, що забезпечуеться певним накопиченням ферменив класу дегiдрогеназ.

Результати дослщження рис 2. (г) вказують, що вмшт вiльних жирних кислот за тако! температури поступово наростае, що свщчить про активнiсть як нативних, так i мiкробних лiполiтичних ферменив.

1з зниженням температури охолодження молока до 4-6°С мiкробiологiчний процес у молощ сирому значно уповшьнюеться у порiвняннi з температурами 15-10 °С. При цьому вiдмiчаемо своерiдне переформування температурних груп мiкрофлори молока, де дом^ючу здатнiсть до розмноження набувають психротрофнi мiкроорганiзми (див. рис.З.а).

Динамка розмноження мкрофпори молока при охолодженш до 4-6 С

900 800 о 700 = 6 00 :=500

а

400

" з 00

*200 оа

100 0

-1нку6ацта при 30 С -72 години

1нку6ацта при 37 С -48 годин

■■1нкубаця при 6,5 С - 10 д®

1

24 48

Години

а)

б)

72

234

Вшьж жирн кислоти при охолоджен 4-6 С

в) г)

Рис. 3 (а, б, в, г) Динамика мпкробш^мпчного процесу в молощ сирому при охолодженш до температури 4-6 °С

Темпи розмноження яких в 1,5 - 1,9 рази швидшi за бактерш друго! температурно! групи та в 2,0 - 4,2 рази за бактерш першо!. Температура 4+6°С майже повшстю сповiльнюe розмноження молочнокислих мезофшьних мiкроорганiзмiв протягом перших 24 години, про що засвiдчуe показник титровано! кислотности який протягом доби не змшювався (див. рис.З.б). В наступш двi доби кислотнiсть молока збшьшуеться тiльки на 1,3 °Т, це свщчить про те, що за таких умов виробляеться незначна кшьюсть глiколiтичних ферментiв мiкроорганiзмiв. При цьому величина окисно-вщновного потенцiалу практично не змшюеться впродовж 72 годин. I у випадку використання редуктазних проб вщновлення резазурину в такому молощ буде проходити дуже повшьно, що пов'язане з слабкою активнiстю у психротрофних мiкроорганiзмiв ферментiв окисно-вiдновного спрямування.

Однак, низька температура 4-6 °С i сповiльнене наростання кислотностi сприяе розмноженню лiполiтично-активних психротрофних мiкроорганiзмiв, про що свщчать результати рис. 3 г.

Як бачимо з рис. 3 г, в охолодженому до 4-6 °С молощ сирому проходить штенсивний процес лiполiзу молочного жиру з утворенням вшьних жирних кислот. Наростання вмюту вiльних жирних кислот чiтко вiдмiчаемо пiсля добово! витримки молока. Цей процес добре характеризуе темпи розмноження психротрофних бактерш та !х лшол^ичну актившсть на фонi сповiльненого наростання кислотност молока. Цi данi свщчать про те, що

235

психротрофш мшрооргашзми бшьш адаптоваш до умов знижено! температури, а 1хня ферментна актившсть в цих умовах зумовлюе пiдвищене продукування лiполiтичних ензимiв у вiдповiдь на стресову дш холоду. Це забезпечуе розщеплення (гiдролiз) жирiв молока та виживання бактерш в змiнених умовах.

Обговорення результат1в дослщження. Результати дослщження перебiгу мiкробiологiчного та бiохiмiчного процесу в молощ сирому за рiзних температур охолодження дають змогу прогнозувати можливi змiни в результатi метабол^ично! активностi мiкрофлори та контролювати стшюсть, якiсть та безпеку молока при збер^анш. Адже з гiгiенiчноï позици для забезпечення безпеки молока бажано, щоб молоко мiстило як найменше мiкроорганiзмiв. З технологiчноï, абсолютна кшьюсть бактерiй мае менше значення, у порiвняннi з ïx бiохiмiчною актившстю. Зазвичай дуже важко встановити, що високий вмют бактерiй в молощ сирому е результатом розмноження декшькох мшробних клiтин, якi знаходилися в молощ з самого початку одержання його, або ця кшьюсть потрапила на кшцевому етапi зберiгання молока. Однак в першому випадку, змши бiоxiмiчного стану компонентiв молока будуть майже завжди присутнi. В той час як в другому випадку щ змши можуть i не виявлятися, особливо якщо темпи розмноження мжрофлори були призупиненi охолодженням i дом^юча мiкрофлора була слабоактивна.

Новi знання про перебiг мiкробiологiчного процесу в молощ сирому потрiбнi для розширення нашого розумiння закономiрностей мшробюлопчного процесу в молоцi за рiзниx температур його зберiгання. Це дасть можлившть науково обгрунутувати застосування оптимальних температур охолодження молока та термшв зберiгання. Керуючи життедiяльнiстю мiкроорганiзмiв на основi знання про мiкробiологiчний процес в охолодженому молоцi, можна забезпечувати його якiсть та безпеку на всьому вiдрiзку руху його вщ ферми до споживача.

Висновки

1. У молощ сирому за умови збер^ання молока при + 15 °С мжробюлопчний та бiоxiмiчний процес проходить глжол^ичним шляхом за типом молочнокислого бродшня, пiд час якого спостерiгаються швидю темпи розвитку молочнокислоï мiкрофлори, що призводить до стрiмкого наростання титрованоï кислотностi, зниження величини ОВП та пригшчення розмноження психротрофних бактерiй.

2. При збер^анш молока за температури +10 °С мiкробiологiчний та бiоxiмiчний процес мае змiшаний характер, пщ час якого вiдмiчаються глiколiтичнi та лшол^ичш змiни, при цьому щ процеси активно iнтенсифiкуються пiсля 24 год. збер^ання молока.

3. В охолодженому до + 4 - 6 °С молощ сирому проходить штенсивний процес лiполiзу молочного жиру з утворення вiльниx жирних кислот. Цей процес добре характеризуе темпи розмноження психротрофних бактерш та ïx лшол^ичну активнiсть на фонi сповшьненого наростання кислотностi молока.

236

4. Одержат результати дають змогу прогнозувати можливi змши в молощ та молочних продуктах при збер^анш !х в охолодженому станi.

Л1тература

1. Андреев В.Б., Демидова Л.Д., Ивановцев В.В. Некоторые моменты обеспечения санитарного качества молока. - Твер: Триада, 2007. - 55с.

2. Горбачова К.К. Химия и фiзика молока. - СПб.: ГИОРД, 2005. - 280 с.

3. Кухтин М.Д. Динамжа мшробюлопчного процесу мжрофлори молока // Науковий вшник Львiвськоl нащонально! академп ветеринарно! медицини iм. С.З.Гжицького. - Львш. - 2006 - Т.8. - (№2). (29). - Ч.4. - С. 112 - 116.

4. Степаненко П.П. Микробилогия молока и молочних продуктов. - М.: Изд-во г.Сергиев. Посад, 1999. - 412 с.

5. Шидловская В.П. Справочник технолога молочного производства. Ферменты молока. - Санкт-Петербург: ГИОРД, 2006. - 296 с.

Summary Kukhtyn M.D.

In the article we found investigation dynamics reproduction of the milks microflora on different temperature of its keeping and its influents on the basic prose's in milk.

Стаття надшшла до редакцИ 27.08.2008

237