МУ бт микр. лаб 2014. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине биотехнология микроорганизмов для студентов специальности 5В070100 Биотехнология
 Скачать 0.8 Mb.
|
|
Тема: Микрофлора молочнокислых продуктов. Бактериальные препараты, используемые в пищевой промышленности (закваски, бифидумбактерии, лактобактерии). Цель работы: Изучить особенности заквасочной и не заквасочной микрофлоры, встречающейся в кисломолочных продуктах.Исследовать состав микрофлоры кисломолочных продуктов, содержащих многокомпонентный симбиоз микроорганизмов. Ознакомиться с основными бактериальными препаратами пищевой промышленности. Задание:
Материалы и оборудование: 1. Кефир 4 пробы разных производителей по 100 мл, раствор КОН 40% концентрации, пробирки на 50 мл 4 шт, фарфоровые чашки 4 шт, фильтры бумажные 4 шт, воронки 4 шт, пипетки градуированные на 1-2 мл – 40 шт, стерильный физиологический раствор (0,85% NaCl) –300 мл (разлитый в пробирки по 10 мл), молоко стерилизованное подкисленное до значений, рН=4,0-4,5 – 8 пробирок по 10 мл, раствор NаОН 0,1 N концентрации, 1% раствор фенолфталеина, спиртовки, спирт 74%, термостат на 30оС, среда картофельно-лактозная, среда картофельно-сахарозная, среда КМАФанМ, стерильные чашки Петри 24 шт., баня водяная, творог, полученный от разных производителей 4 пробы по 50 г, творожные изделия, полученные от разных производителей 4 пробы по 50 г, сыр 4 пробы по 50 г, пипетки градуированные на 1-2 мл – 20 шт, стерильный физиологический раствор (0,85% NaCl) – 100 мл (разлитый в пробирки по 10 мл), среда Кесслер, среда Эндо, петли микробиологические 4 шт, предметные стекла, смесь спирта и эфира 1:1, микроскопы 4 шт. Закваска сливочного стрептококка 100 мл, закваска термофильного стрептококка 100 мл, закваска ацидофильной палочки 100 мл, закваска пропионовокислых бактерий 100 мл, конические колбы емкостью 250 мл – 6 шт, пипетки градуированные на 1-2 мл – 40 шт, химические стерильные стаканы или конические (плоскодонные колбы) емкостью 100 мл – 6 шт, пипетки на 10 мл – 8 шт, стерильный физиологический раствор (0,85% NaCl) – 400 мл (разлитый в пробирки по 10 мл), краситель метиленовый синий, набор красителей по Грамму, спиртовки, предметные стекла, смесь спирта и эфира 1:1, раствор NаОН 0,1 N концентрации, термостаты на 30оС и на 37оС, 1% раствор фенолфталеина, микроскопы 4 шт, среда КМАФанМ, среда Кесслер, среда Сабуро, раствор КОН 40% концентрации, пробирки на 50 мл 4 шт, фарфоровые чашки 4 шт, фильтры бумажные 4 шт, воронки 4 шт, петли микробиологические 4 шт, вода дистиллированная, стерильные чашки Петри 8 шт, баня водяная. Теоретическая часть. Микрофлора молочнокислых продуктов В настоящее время в промышленном масштабе вырабатывается только один кисломолочный продукт, содержащий многокомпонентную симбиотическую микрофлору - это кефир. Кефирные зерна являются примером стойкого симбиоза дрожжей, молочнокислых и уксуснокислых бактерий. Микрофлора кефира включает до 46 различных штаммов только молочнокислых микроорганизмов и до 23 штаммов дрожжей. В кефире присутствуют мезофильные молочнокислые стрептококки – молочный и сливочный, термофильные молочнокислые палочки и ароматобразующие стрептококки. Среди дрожжей кефира преобладает группа не сбраживающих лактозу, но присутствуют также дрожжи сбраживающие лактозу, при чем от последних в большей степени зависит количество спирта и антибиотическая активность закваски. Соотношение в кефире дрожжей различных групп зависит от условий культивирования, качества сырья и времени года. Уксуснокислые бактерии находятся в кефире в симбиозе с молочнокислыми. Они используют в качестве источника энергии молочную кислоту и тем самым снижают кислотность закваски и синтезируют ряд аминокислот и витаминов, в том числе большое количество витамина В12, что создает благоприятные условия для развития молочнокислых. Слишком интенсивное развитие уксуснокислых бактерий угнетает размножение дрожжей и приводит к появлению пороков вкуса, запаха и консистенции, поэтому необходимо строго контролировать их содержание в кефирной закваске. Среди кисломолочных молочных продуктов гетероферментативного брожения широкую известность получили также кумыс, курунга, айран и мацони. Трудность приготовления данных продуктов в промышленном масштабе заключается в многокомпонентности микрофлоры. При изготовлении таких молочных продуктов, как творог, в качестве заквасок используют молочнокислые и ароматобразующие бактерии. В России при изготовлении творога применяются в основном мезофильные молочнокислые стрептококки Str. lactis, Str. сremoris, с добавлением ароматобразующего стрептококка Str. diacetilactis или Str. acetoinicus. При производстве творога используется также сычужный фермент – активностью 100000 ед. и хлористый кальций в количестве 0,4 кг на 1 м3 молока. За рубежом для получения творога используют быстросквашивающие закваски, которые состоят преимущественно из штаммов Lb. bulgaricus, Lb. lactis, Lb. herveticum (палочковидные молочнокислые бактерии) и Str.termophilus (шаровидные). При изготовлении творожных изделий используют творог, вкусовые наполнители (сахар, ванилин, цукаты, орехи, корицу, кофе, какао, шоколад, изюм, джем, варенье, повидло, соль, томат, укроп, тмин, перец и т. п.). Особую группу составляют творожные изделия, предназначенные для детского питания, а также включающие фруктовые, карамельные, растительные и другие добавки, к которым предъявляются особые санитарногигиенические требования. Белковые продукты содержат большое количество влаги, в связи с чем являются хорошей питательной для развития посторонней микрофлоры и в т.ч. БГКП. Сыры вырабатывают с использованием чистых и смешанных культур молочнокислых бактерий, пропионовокислых бактерий, микроорганизмов сырной слизи и плесневых грибов. Для обеспечения условий формирования качественного состава микрофлоры сыра молоко подвергают бродильной и сычужно-бродильной пробам, позволяющим по характеру сгустка судить о присутствии различных групп микроорганизмов в молоке. Основные биотехнологические превращения происходят при созревании сыров. Созревание – очень сложный многоэтапный процесс, на который оказывают влияние вид использованных культур, качество сырья, соблюдение технологических и санитарно-гигиенических требований при производстве. Процессы созревания в химическом отношении весьма многообразны. В молодом сыре весь азот входит в состав нерастворимого белка, но по мере созревания сыра белок расщепляется на растворимые пептиды, а далее на свободные аминокислоты (протеолиз), интенсивность этого процесса зависит от протеолитической активности микрофлоры. В некоторых сырах расщепление белка ограничено: в твердых сырах в растворимые продукты превращаются всего 25-35 % белка, в мягких практически весь белок. Помимо изменений в белковых компонентах, при созревании происходит гидролиз значительной части жира (липолиз) при этом основную роль играют липолитические ферменты содержащихся в сыре микроорганизмов. Некоторые микроорганизмы играют весьма специфическую роль в созревании определенных сортов сыра. Синяя и зеленоватая окраска и неповторимый вкус Рокфора обусловлены ростом в толще сыра плесени Penicillium rogueforti. Иногда при созревании сыров, созревающих под действием плесени, используют бесцветный мутант Pen. rogueforti, чтобы учесть запросы тех потребителей, которым нравится вкус, но неприятна окраска сыра. Бактериальные препараты, используемые в пищевой промышленности Все микроорганизмы, встречающиеся в молоке и молочных продуктах, можно разделить в зависимости от их роли в формировании качества продукции на три основные группы: технически важная микрофлора, патогенные и санитарно-показательные микроорганизмы. К первой группе относятся в первую очередь микроорганизмы, вводимые в закваски, а также посторонняя микрофлора, вызывающая пороки. В состав микрофлоры заквасок на чистых культурах, используемых в производстве кисломолочных продуктов, входят следующие виды молочнокислых бактерий: S. lactis, S. cremoris, S. lactis subsp. diacetylactis, S. lactis subsp. acetoinicus, S. thermophilus, L. bulgaricus, L. acidophilus. Бифидобактерии – палочки, чрезвычайно вариабельные по внешнему виду: на питательных средах для них характерны слегка изогнутые и разветвленные формы с булавовидными и гантелевидными утолщениями на концах. Клетки располагаются хаотично, отдельно или скоплениями. Для использования в производстве рекомендуются штаммы бифидобактерий, относящиеся к видам B. bifidum, B. longum и B. adolescentis. Производство кисломолочных продуктов основано на применении одно- и многовидовых многоштаммовых заквасок. Микрофлора кисломолочных продуктов определяется следующими факторами: 1) Температурой пастеризации молока. (После пастеризации в молоке преимущественно остаются термоустойчивые молочнокислые палочки и энтерококки. Эта микрофлора преобладает на оборудовании при производстве кисломолочных продуктов). 2) Видом заквасочных микроорганизмов. (Основная микрофлора, ведущая процесс сквашивания, вносится с закваской, но микрофлора пастеризованного молока и попадающая с оборудования также размножается в процессе сквашивания). 3) Интенсивностью развития незаквасочной микрофлоры. (При этом необходимо учитывать, что при ферментации происходит одновременно развитие микроорганизмов незаквасочного происхождения, которые могут активизироваться или подавляться микроорганизмами закваски). 4) Соблюдением режимов ферментации. (Интенсивность размножения микрофлоры кисломолочных продуктов и конечное соотношение между ее представителями зависит, прежде всего, от качества молока, но может определяться температурой и длительностью сквашивания (и созревания), а также соблюдением режимов охлаждения). С точки зрения микробиологии основные кисломолочные продукты в зависимости от применяемых при производстве микроорганизмов могут быть разделены на следующие группы. 1) Продукты, приготовляемые с использованием многокомпонентных заквасок: кефир, кумыс. 2) Продукты, приготовляемые с использованием термофильных молочнокислых бактерий: йогурт, простокваша Южная, ряженка, варенец. 3) Продукты, приготовляемые с использованием мезофильных и термофильных молочнокислых бактерий: напитки малой жирности и обезжиренные с плодово-ягодными наполнителями. 4) Продукты, приготовляемые с использованием ацидофильных и бифидобактерий: ацидофильное молоко, ацидофилин, ацидофильно-дрожжевое молоко, ацидофильная паста, детские ацидофильные смеси, бифивит, бифидок и др. В настоящее время растет ассортимент кисломолочных продуктов пробиотического значения. Пробиотики – живые микроорганизмы или ферментируемые ими продукты, которые оказывают благотворный эффект на здоровье человека и животных в большей степени реализующийся в желудочно-кишечном тракте. К числу таких микроорганизмов относятся: лактобактерии, бифидобактерии, и другие микроорганизмы, оказывающие положительное влияние на микрофлору кишечника, его ферментативную, витаминсинтезирующую, иммуномоделирующую и другие функции. Практическая часть
Количество углекислого газа в кефире необходимо определить следующим образом. В пробирку наливают 20 мл хорошо перемешанной закваски, отмечают ее уровень и помещают в водяную баню с холодной водой. Температуру воды в бане поднимают до 900С и, не вынимая пробирки из бани, отмечают уровень поднятия сгустка. Если в закваске есть СО2, сгусток становится губчатым и поднимается над сывороткой на 0,6-3 см и больше. Это указывает на присутствие в закваске ароматобразующих стрептококков или дрожжей. Кислотность определяют согласно ГОСТ 3624-92.
Микроскопирование творога проводят приготовлением препарата «отпечаток». Для чего берут щупом пробу из потребительской упаковки творога, прижимают к продукту предметное стекло, далее его высушивают, окрашивают метиленовым синим и просматривают в иммерсионном объективе. Результаты микроскопирования зарисовать. Сделать вывод о качестве продукта и наличии посторонней микрофлоры.
Произвести отбор проб сыра согласно ГОСТ 9225-84 и приготовить микроскопический препарат. Для чего из щупа берут 10 г сыра, отрезают тонкий кусочек стерильным ножом, сдавливают между двумя предметными стеклами, затем стекла разнимают и оставшийся на них мазок-отпечаток фиксируют спиртом, обезжиривают эфиром и красят. Результаты исследований отразить в виде рисунка микрокартины после проведения испытаний. Сделать вывод о соответствии состава микрофлоры испытуемого образца сыра требованиям НД.
Пользуясь СанПиН 2.3.2.1078-01 изучить и занести в лабораторный отчет микробиологические требования, предъявляемые к закваскам.
Изучить ГОСТ 9225-84 на проведение исследований по содержанию в заквасках молочнокислых микроорганизмов, дрожжей и плесеней. Провести анализ представленных образцов на соответствие требованиям СанПин и сделать заключение о качестве заквасок. Результаты представить в таблице 1. Таблица 1 – Анализ соответствия качества заквасок требованиям СанПин
Провести качественный анализ представленных образцов заквасок (определить кислотность, содержание углекислого газа и диацетила) и сделать заключение о роли входящих в состав заквасок микроорганизмов в формировании качества молочных продуктов. Результаты оформить в виде таблицы 2. Методика определения наличия диацетила в кисломолочных продуктах. Три капли фильтрата закваски смешивают в фарфоровой чашке с тремя каплями 40%-ного раствора КОН. Если в закваске есть ацетоин и диацетил, через 10-15 мин появляется розовое окрашивание. Окрашивание через 30 минут не учитывается. Методика определения наличия углекислого газа в кисломолочных продуктах. В пробирку наливают 20 мл хорошо перемешанной закваски, отмечают ее уровень и помещают в водяную баню с холодной водой. Температуру воды в бане поднимают до 900С и, не вынимая пробирки из бани, отмечают уровень поднятия сгустка. Если в закваске есть СО2, сгусток становится губчатым и поднимается над сывороткой на 0,6-3 см и больше. Это указывает на присутствие в закваске ароматобразующих стрептококков или дрожжей. Таблица 2-Сравнительная характеристика заквасок
Методика определения наличия бифидобактерий в кисломолочных продуктах. В асептических условиях отбирается стерильной пипеткой 1 мл продукта, из которого затем готовят разведения в физрастворе до предполагаемого содержания микроорганизмов (106-1012). Из соответсвующих разведений делают пересев 1 мл на питательную среду (гидролизат-молочно-кукурузная среда ГМК, питательный агар и др.) и ставят в термостат при соответствующей температуре на 24-72 часа. Количественную оценку проводят визуально, подсчитывая колонии на соответствующем разведении и промикроскопировав их. 2. Для анализа бактериальных препаратов необходимо определить общее количество молочнокислых бактерий. При определение общего количества микроорганизмов рекомендуются следующие нормы разведения: 1,2,3,4,5. Количество молочнокислых бактерий проводят чашечным методом и методом предельных разведений. Студенты чашечным методом проводят количественный учет молочнокислых бактерий. Для этой цели после посева молочнокислых бактерий, чашки Петри заливают агаром с гидролизованным молоком и мелом. Посевы выдерживают в термостате при температуре 30˚С в течение 3 суток. Колонии молочнокислых бактерий распознают по зонам просветления, которые образуются в результате растворения мела молочной кислотой. Вопросы для самоконтроля: 1) Какими факторами определяется микрофлора кисломолочных продуктов? 2) На какие группы делится современный ассортимент кисломолочных продуктов. 3) Как влияют продукты метаболизма на качество кефира? 5) Лечебно-профилактические свойства ацидофильных молочнокислых бактерий. 6) Что такое пробиотики? 7) Какие микроорганизмы можно отнести к пробиотикам? 8) Что представляет собой заквасочная микрофлора? 9) Какие микроорганизмы относят к контаминантам заквасок? 10) Какие микроорганизмы относятся к термофильным молочно- кислым бактериям? 11) Какие микроорганизмы относятся к мезофильным молочно- кислым бактериям? 12) Физиолого-биохимические свойства пропионовокислых бак- терий? 13) Влияния заквасочных микроорганизмов на качество молоч- ных продуктов. 14) Методы оценки качества заквасок. 15) Требования, предъявляемые СанПин к качеству заквасок. |