CC BY
241
Влияние некоторых физических методов обработки молока на изменение его микробной обсеменённости
Е. Ю. Исайкина, к.б.н., Оренбургский ГАУ
Основой конкурентоспособности пищевых, в том числе молочных, продуктов наряду с вкусовыми свойствами и товарным видом является их сохранность в течение длительного времени. Для производства молочных продуктов длительного хранения необходимо прежде всего высо-качественное сырьё. Проблема так называемого «сырого» или «заготовляемого» молока, как известно, в первую очередь решается снижением его микробиологической загрязнённости до технологической обработки. Практически основные технологические операции — очист-
ка от механических примесей и инактивация микрофлоры реализуются на практике путём фильтрации или центрифугирования, а также тепловой обработки (термизации и пастеризации) [1].
Уменьшение количества остаточной микрофлоры в молоке тесно связано с повышением температуры пастеризации. Следовательно, с точки зрения влияния на микрофлору желательным является ужесточение температурного режима обработки молока. Но, с другой стороны, широко известно, что повышение температуры тепловой обработки вызывает глубокие изменения в коллоидной системе молока [2].
Определённое практическое значение приобретает бактофугирование, обеспечивающее удаление из молока-сырья значительной части нежелательной микрофлоры. Интерес представляют мембранные методы — микрофильтрация, сорбция-десорбция и др. Хорошие результаты даёт охлаждение молока в проточном теплообменнике сразу после выдаивания. В настоящее время исследователи многих стран работают над созданием нетермических технологий сохранения пищевых, в том числе молочных, продуктов.
Одним из способов увеличения сроков годности пищевых продуктов является использование пищевых добавок — консервантов.
Значительный способ усиления бактерицидных свойств молока и увеличение его сроков хранения заключается во введении в него ионов одновалентного серебра с последующим введением ионов двухвалентной меди и пероксида водорода, концентрация которых не должна превышать предельно допустимый уровень.
В последнее время для снижения бактериальной обсеменённости молока всё чаще используются физические методы. Наиболее разработан метод «холодной» пастеризации с помощью ультрафиолетового излучения, который уничтожает бактерии без нагрева молока. Одновременно облучение молока ультрафиолетом обогащает его витамином Д [3].
Альтернативным считается метод с использованием инфракрасного излучения. При этом традиционный процесс теплового воздействия, при котором пастеризация проходит в течение 2—5 с при 79—84°С, усиливается дополнительно инфракрасным излучением, после чего молоко подаётся на охлаждение. Такая пастеризация в 1800 раз уменьшает количество бактерий, полностью обеспечивает обеззараживание от туберкулёза и бруцеллёза молока начальной температуры 10—35°С и кислотностью не более 21°Т. При этом эффективность пастеризации составляет 99,9%, полностью сохраняются витамины В, С, вкус и качество не ухудшаются.
В настоящее время с целью экономии теплоэнергетических ресурсов и обеспечения технологических условий для обработки молока среди физических методов инактивации посторонней микрофлоры молока определённое место из электромагнитных методов начинает занимать лазерное излучение [4].
Вопросы же по использованию лазерного излучения и ультразвука в целях обработки молока и молочных продуктов совершенно не разработаны. Это касается не столько показаний к применению лазерного излучения различной длины волн и определения наиболее эффективной экспозиции их воздействия, но выработки показаний к использованию молока-сырья,
получаемого в зависимости от воздействия различных факторов.
Известно, что бактерицидное действие ультразвука зависит от его интенсивности и кавитации. При высокой интенсивности звука распад бактериальной клетки происходит быстро. Под действием ультразвука быстро погибают грампо-ложительные и грамотрицательные аэробные и анаэробные бактерии, в т.ч и патогенные.
В связи с этим целью нашей работы было определение технологического регламента использования лазерного излучения и обработки ультразвуком молока для увеличения срока его хранения.
Задачи исследования:
1. Изучить в сравнительном аспекте влияние лазерного облучения и ультразвука на продолжительность хранения свежевыдоенного (I = 20±2°С) и охлаждённого (I = 10±2°С) молока.
2. Показать динамику (изменения) количественного и качественного состава микрофлоры обработанного лазером молока в процессе его хранения при разных режимах и при сравнении с исходным продуктом.
Материалы и методы. В работе использовали лазер ЛГ-209 (длина волны 632,8 нм, мощность 2 мВт). Ультразвуковую обработку образцов проводили с помощью источника ультразвука «Ретона» (частота 100 кГц), время обработки составило 2 мин.
Основным показателем сохранения свежести молока в процессе хранения, как известно, является титруемая кислотность, которая в норме составляет 16—18°Т
Повышение кислотности сверх этой нормы свидетельствует об окончании бактерицидной фазы молока и размножении в нём молочнокислых бактерий, сбраживающих углеводы с образованием молочной кислоты, которая и повышает общую титруемую кислотность продукта.
При охлаждении происходит и изменение самой микрофлоры сырого молока: замедляется рост мезофильной и термофильной микрофлоры и начинают преобладать психрофильные бактерии, развивающиеся при температуре от 5 до 15°С.
В процессе работы делались замеры показателей в образцах контрольного, облучённого лазером и обработанного ультразвуком свежего молока, а также при хранении указанных образцов в течение 3, 6 и 12 час. в двух режимах — без охлаждения (при I = 20±2°С) и охлаждённого продукта (I = 8±2°С).
Общую бактериальную обсеменённость молока (КМАФАнМ, КОЕ/г) определяли по редуктазной пробе в лабораторных условиях. Качественный анализ микрофлоры молока и другие микробиологические исследования проводили в лаборатории кафедры микробиологиии аграрного университета.
Результаты исследований. Изменение общего количества мезофильных анаэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов КОЕ/г, представлено в таблице 1.
Сразу после выдаивания по содержанию бактерий всё молоко было отнесено ко II классу (от 500 тыс. до 4 млн в 1 г). Через 6 час. хранения охлаждённое молоко было оценено также II классом, в то время как неохлаждённое молоко, в том числе и обработанное лазером, было отнесено к III классу с содержанием бактерий от 4 до 20 млн в 1 г.
Изменение качественного состава микрофлоры средних проб молока за весь период исследований представлено в таблице 2.
В пробах молока, взятых сразу после забора, наблюдались единичные колонии стафилококков, энтеробактерий и аэробных спорообразующих микроорганизмов. Достоверных различий в микробной обсеменённости проб молока, обработанных лазером, ультразвуком, и в контроле не наблюдалось.
Единичные колонии стафилококков, энтеробактерий и аэробных спорообразующих микроорганизмов обнаружены также в пробах молока, взятых через 6 часов. Достоверные различия в микробной обсеменённости проб молока, обработанных лазером, ультразвуком, и в контроле, как и в первом случае, не установлены.
1. Изменение КМАФАнМ, КОЕ/г в процессе хранения молока
Продолжительно сть хранения Хранение молока без охлаждения (ґ = 20±2°С) Хранение молока с охлаждением (ґ = 8±2°С)
контроль с лазерной обработкой контроль с лазерной обработкой
После выдаивания II класс II класс II класс II класс
от 500 тыс. до 4 млн от 500 тыс. до 4 млн от 500 тыс. до 4 млн от 500 тыс. до 4 млн
Через 6 час. III класс III класс II класс II класс
4-20 млн 4-20 млн 500 тыс. - 4 млн 500 тыс. - 4 млн
Через 12 час. III класс III класс III класс III класс
4-20 млн 4-20 млн 4-20 млн 4-20 млн
Через 24 час. ниже III класса ниже III класса III класс III класс
более 20 млн более 20 млн 4-20 млн 4-20 млн
2. Средние показатели проб молока за период исследований
Первый посев молока
Обработка стафилококки сальмонеллы энтеробактерии маслянокислые бактерии аэробные спорообразующие
1 2 3 4 5 6
Лазер 10 кол. 1 • 103 - 6 кол. <1 • 103 - 8 кол. 1 • 103
Ультразвук 29 кол. 5 • 103 - 13 кол. 1 • 103 - 7 кол. 1 • 103
Контроль 25 кол. 5 • 103 - 6 кол. <1 • 103 - 5 кол. <1 • 103
Второй посев молока через 6 час.
тепло
Лазер 4 кол. <1 • 103 - 15 кол. 1 • 103 - 8 кол. 1 • 103
Ультразвук 10 кол. 1 • 103 - 20 кол. 5 • 103 - 6 кол. 1 • 103
Контроль 7 кол. 1 • 103 - 26 кол. 5 • 103 - 5 кол. <1 • 103
холод
Лазер 20 кол. 9 кол. 2 кол.
1 • 103 1 • 103 <1 • 103
Ультразвук 3 кол. <1 • 103 - 15 кол. 1 • 103 - 9 кол. 1 • 103
Контроль 19 кол. 1 • 103 - 2 кол. <1 • 103 - 6 кол. 1 • 103
Продолжение табл. 2
1 2 3 4 5 6
Третий посев молока через 12 час.
тепло
Лазер 7 кол. 1 • 103 - 5 • 105 - 3 кол. <1 • 103
Ультразвук 10 кол. 1 • 103 - 5 • 105 - 8 кол. 1 • 103
Контроль 10 кол. 1 • 103 - 5 • 105 - 7 кол. 1 • 103
холод
Лазер 3 кол. <1 • 103 - 8 кол. 1 • 103 - 1 кол. <1 • 103
Ультразвук 6 кол. 1 • 103 - 10 кол. 1 • 103 - 3 кол. 1 • 103
Контроль 10 кол. 1 • 103 - 4 кол. <1 • 103 - 7 кол. 1 • 103
Четвёртый посев молока через 24 час.
тепло
Лазер - - 5 • 106 - 4 кол. <1 • 103
Ультразвук - - 5 • 106 - 5 кол. <1 • 103
Контроль - - 5 • 106 - 2 кол. <1 • 103
холод
Лазер - - 5 кол. <1 • 103 - 3 кол. <1 • 103
Ультразвук - - 11 кол. 1 • 103 - -
Контроль - - 4 кол. <1 • 103 - 7 кол. 1 • 103
Количество энтеробактерий в пробах молока, взятых через 12 час., выросло до 5 • 105 КОЕ/мл — пробы стояли при комнатной температуре. По остальным микробным показателям пробы из холодильника и хранящиеся при комнатной температуре достоверно не отличались. Достоверных различий в микробной обсеменённости также не наблюдалось и среди проб молока, обработанных лазерным излучением, ультразвуком, и в контроле.
В пробах молока, посеянных через 24 час., при комнатной температуре продолжался рост энтеробактерий, до 5 • 106 КОЕ/мл, тогда как в пробе из холодильника наблюдались единичные колонии. Через 24 час. высевались только энтеробактерии и аэробные спорообразующие микроорганизмы. Достоверных различий в микробной обсеменённости между обработанным и необработанным молоком не отмечено.
Таким образом, после проведённых микробиологических исследований проб молока, обра-
ботанных лазерным излучением и ультразвуком, можно сделать вывод об отсутствии достоверных различий в микробной обсеменённости между обследованным обработанным молоком и молоком-контролем.
По нашему мнению, отсутствие достоверных различий между контрольными образцами молока и опытными связано с использованием лазерного излучения и ультразвука недостаточной мощности. Мы полагаем, что для этих целей необходимо использовать лазерное излучение и ультразвук с другими характеристиками.
Литература
1. Зобнина З.С. Технологические и технические решения повышения стойкости в хранении молочных продуктов // Молочная промышленность. 2005. № 3. С. 36—43.
2. Стенаненко П.П. Микробиология молока и молочных продуктов. 2 изд., перераб., доп. М., 2002. 408 с.
3. Черных Е.А., Юрова Е.А. Влияние ультрафиолета на состав и свойства молока // Молочная промышленность. 2006. № 7. С. 32-34.
4. Христок В.Г. Применение электромагнитного поля для обработки пищевых продуктов // Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья. 2002. № 11. С. 40-41.
