— Как делают кефир?

— Кефир делают при помощи кефирных зерен, их еще часто называют кефирными грибками. Это микробное сообщество — смесь разных видов микроорганизмов, которые удерживаются вместе, вырабатывая что-то похожее на гель. Зерна похожи на маленькие соцветия цветной капусты или на разваренный рис.

Кефирные зерна. Фото: A. Kniesel / Wikipedia

В России кефир делают так: берут зерна, заливают молоком и держат сутки при температуре 20 градусов. Молоко становится более густым, образуются пузырьки углекислого газа, появляется характерный запах кисломолочных продуктов. Получившуюся закваску сливают, смешивают со свежим молоком и опять выдерживают при 20 градусах. Если держать сутки,— будет молодой кефир, трое — уже старый, с относительно высоким содержанием спирта — 2-3%. За рубежом, там, где делают нечто подобное, второй стадии нет — та закваска, которую сливают с кефирных зерен, и называется кефиром.

Затем кефирные зерна промывают и используют снова. На каждом производстве поддерживают свою «расу» зерен. Но если держать зерна на воздухе или промыть недостаточно чистой водой, они могут заплесневеть. Тогда их приходится выбрасывать. Новые можно взять, например, в Институте молочной промышленности. Частью нашей работы было выяснить, нельзя ли кефирные зерна высушить или заморозить, чтобы через год или несколько лет их можно было снова использовать.

Пока наш опыт показывает, что можно. Мы делали лиофильное высушивание кефирных зерен. При этой технике их сначала быстро замораживают, затем помещают в вакуумную камеру, где содержащаяся в геле вода сублимируется, переходя изо льда сразу в пар. В высушенном виде зерна хранили два года, после чего оказалось, что они сохраняют свои свойства и состав их не меняется.

Высушенные кефирные зерна. Фото: I.B. Kotova et al. Russian Kefir Grains Microbial Composition and Its Changes during Production Process, Advances in Microbiology, Infectious Diseases and Public Health, 2016

— Кто живет в кефирных зернах?

— Кефирные зерна содержат молочнокислые бактерии, дрожжи и уксуснокислые бактерии. Молочнокислые бактерии образуют молочную кислоту, частично разрушают, гидролизируют, молочный белок и образуют молочную кислоту. Дрожжи ответственны за образование спирта. Уксуснокислые бактерии производят уксусную кислоту, хотя это необязательный компонент, он есть не во всех зернах.

Дрожжи и бактерии в зернах взаимно выгодны друг другу. Так, молочнокислым бактериям необходимы витамины и аминокислоты для роста. Сами они их синтезировать не могут, зато дрожжи вырабатывают витамины группы B. Дрожжи в свою очередь не способны сбраживать молочный сахар (лактозу), но под действием особого фермента молочнокислых бактерий этот сахар распадается на простые сахара, из которых дрожжи делают этиловый спирт. Дрожжи устойчивы как к активной кислотности среды, так и к высокому содержанию молочной кислоты в ней. Значительное число молочнокислых бактерий, в свою очередь, обладает высокой устойчивостью к продукту брожения дрожжей — этиловому спирту. Бактерицидное действие спирта на живые микроорганизмы, как правило, возрастает с увеличением кислотности среды.

Совместно дрожжи и молочнокислые бактерии вырабатывают спирт и молочную кислоту, которые не допускают развития посторонних микроорганизмов. Так, в некоторых кефирных зернах есть плесневые грибы в виде спор. Эти споры не развиваются, поскольку их подавляют продукты жизнедеятельности дрожжей и молочнокислых бактерий. А вот в кефире иногда плесневые грибы выявляются уже как полноценные члены микробиоты напитка. Хорошо это или плохо, трудно сказать. Они не образуют плесень в обывательском представлении, и возможно, выделяемые ими ферменты вносят вклад в расщепление сахаров и белков.

Поверхность кефирного зерна под сканирующим электронным микроскопом. Фото: I.B. Kotova et al. Russian Kefir Grains Microbial Composition and Its Changes during Production Process, Advances in Microbiology, Infectious Diseases and Public Health, 2016

Мы также исследовали такой вопрос: положим, видовой состав кефирных зерен установлен, будет ли он таким же в закваске? Оказалось, что из зерен не все микроорганизмы переходят в молоко. Также интересно, что в кефирных зернах дрожжей существенно меньше, чем молочнокислых бактерий. А вот в закваске их становится больше — видимо, им такая среда больше подходит для размножения.

Знать, кто перешел из кефирного зерна в молоко, нужно, чтобы предсказать, как будет развиваться при изготовлении кефира микробное сообщество и какие вещества будут содержаться в готовом напитке.

— Но ведь этот состав — дрожжи и молочнокислые бактерии — известен, затем его исследовать?

— В общих чертах состав известен, но когда дело доходит до определения конкретных видов микроорганизмов, кефир оказывается везде разный. Мы проанализировали несколько образцов из Средней России, в том числе используемых в кустарном производстве, и у всех оказался разный набор и соотношения видов молочнокислых бактерий и, соответственно, разный вкус.

Микробный состав кефирных зерен определяют двумя методами. Можно выделять чистые культуры микроорганизмов на питательных средах, получая отдельные колонии, и затем изучать их свойства. А можно выделить из них ДНК, секвенировать ее, сравнить с последовательностями, которые есть в базах данных, и таким образом определить принадлежность составляющих зерна микроорганизмов к различным видам. Мы применяли оба метода, и оба не дают абсолютной точности. В этом причина, почему до сих пор нет согласия по вопросу стандартного состава кефира.

— То есть, какие именно микроорганизмы мы получаем, когда пьем кефир, неизвестно?

— Пока у микробиологов нет единого мнения, какие микроорганизмы в кефире обязательны, какие нет и в каких они должны быть пропорциях. Поэтому проводится много работ по определению микробного состава кефира: стандартен набор микроорганизмов в конкретном образце или нет, будет ли он меняться от условий производства или нет, как поддерживать такой состав, а не другой.

Микроорганизмы в кефирном зерне под сканирующим электронным микроскопом. Фото: I.B. Kotova et al. Russian Kefir Grains Microbial Composition and Its Changes during Production Process, Advances in Microbiology, Infectious Diseases and Public Health, 2016

Поэтому же кефир нельзя официально назвать пробиотическим продуктом, как йогурт, например. Пробиотики — это живые микроорганизмы с определенным названием, которые дружественны нашей микробиоте и в определенных дозах улучшают наше здоровье. Кефир, являясь пробиотическим продуктом по сути, формально им назван быть не может, потому что состав его точно не определен.

Другие молочные продукты проще стандартизировать, так как для их производства применяют закваски определенного состава, как правило, из молочнокислых бактерий, а для производства кефира используют сложное естественно сложившееся микробное сообщество, включающее десятки видов молочнокислых бактерий и несколько видов дрожжей.

— А нужно ли его стандартизировать? Может, пусть будет разный кефир?

— Мне лично разнообразие нравится: кому-то хочется кефир с более резким вкусом, кому-то — более нежный, кому-то — с более высоким содержанием спирта. Но стандартный продукт должен быть одинаков везде, в рамках оговоренных допусков: один и тот же микробный состав, вкус, одинаковая кислотность. Вдруг кому-то плохо станет, если, например, в кефире будет слишком высокое содержание уксуса. Стандартный напиток должен хорошо переноситься большинством людей.

Завод по производству молочных продуктов компании «Савушкин продукт» в Белоруссии. Фото: Виктор Драчев / ТАСС

— Может быть, можно взять нужные бактерии в чистом виде и сделать из них кефирные зерна?

— Пока никому не удавалось реконструировать кефирные зерна из микроорганизмов. Может быть, потому что не все выделено в виде чистых культур, может быть, потому что пока не удалось подобрать правильные соотношения. Наконец, нам неизвестно, в каких физико-химических условиях кефирные зерна образовались изначально.

Мы пробовали сделать кефирное зерно из тех культур дрожжей и молочнокислых бактерий, которые нам удалось получить в виде чистых культур и вырастить. Часть из них мы поместили в молоко, часть — в специальную среду для выращивания молочнокислых бактерий и посмотрели, что будет. Образовалась слизь и маленькие зерна, но настоящих кефирных зерен не получилось.

— Откуда тогда взялись кефирные зерна?

— Это сообщество — природное. Проследить, как из отдельных микроорганизмов когда-то образовались кефирные зерна, уже невозможно — эта история теряется в веках. Некоторые считают, что был один источник, из которого они распространились по миру, возможно Кавказ, где кефирные зерна считались богатством и назывались «зернами Аллаха». Другие считают, что изначально было несколько центров возникновения. Но никаких археологических доказательств на этот счет нет.

— Почему кефир считается полезным?

— Расщепленный бактериями молочный белок легче усваивается, в таком виде его могут употреблять даже люди с непереносимостью молочного белка или слабым желудком.

Кроме того, у многих людей есть непереносимость лактозы, молочного сахара. Они могут употреблять кисломолочные продукты, потому что лактоза сбраживается в лактат и смесь органических кислот.

Считается, что кефир способствует правильному пищеварению еще и потому, что содержит в себе живые молочнокислые бактерии, аналогичные тем, которые являются частью желудочно-кишечной микробиоты человека. Наличие таких бактерий и продуктов их жизнедеятельности также угнетает развитие условно патогенных и болезнетворных микроорганизмов в желудочно-кишечном тракте человека.

— Кефир полезнее других молочнокислых продуктов?

— В целом, они все полезны, но как практический микробиолог я считаю, что каждый человек должен найти свой продукт. Известно много случаев, когда нормальный качественный продукт, скажем йогурт, не подходит конкретному человеку, например у него начинается изжога.

Каждый человек индивидуален, у него своя микробиота. Значит, пришедшие извне вместе с молочнокислыми продуктами микроорганизмы могут ему подходить или не подходить.

Результаты исследования

Кефир – это очень вкусный и не менее полезный кисломолочный продукт, получаемый путем сквашивания цельного или обезжиренного молока с добавлением бифидобактерий или грибков. Напиток оказывает незаменимое иммунно-стимулирующее действие на организм, помогает бороться с хронической усталостью и бессонницей, поэтому выпитый стакан кефира на ночь, желательно с добавлением корицы, обеспечит вам полноценный отдых, нормализуя при этом нервную систему. Кефир в достаточной мере восполняет нехватку белка и недостаток протеина, хорошо усваивается в организме, что позволяет его употреблять как взрослым, так и детям. Гречневая каша с кефиром очень полезна для желающих сбросить лишний вес, не принося никакого вреда организму. Большое содержание полезных свойств биологически активного напитка оказывает лечебный и профилактический эффект при многих заболеваниях. Для того чтобы правильно употреблять кефир нужно ознакомиться с его составом, приносимой пользой и возможным вредом.

Польза кефира – 10 полезных свойств

1. Насыщает организм

   Кефир – это в первую очередь очень питательный кисломолочный напиток, который традиционно изготавливается из коровьего или козьего молока. В 1 порции (175 мл) кефира содержится:

   В стакане кефира около 100 калорий, 7-8 грамм углеводов и 3-6 граммов жира, в зависимости от типа используемого молока. Продукт также содержит широкий спектр биологически активных соединений, включая органические кислоты и пептиды, поэтому стакан кефира, выпиваемый утром натощак, будет приносить пользу для здоровья всего организма. Кефир очень полезен для беременных женщин, особенно домашний, если его приготовить своими руками из натурального молока.

   14% дневной нормы витамина В12;

   19% суточной нормы рибофлавина (витамина В2);

   Витамин D в достаточном количестве.

2. Является мощным пробиотиком

   Некоторые микроорганизмы могут оказывать благотворное воздействие на здоровье при попадании в организм. Известные как пробиотики, эти микроорганизмы могут влиять на здоровье различными способами, в том числе улучшая пищеварение, контролируя вес и стабилизируя психическое здоровье. Кефирная закваска содержит около 30 штаммов бактерий и дрожжей, что делает продукт очень богатым источником пробиотиков. Сам же кефир содержит более двух триллионов кисломолочных бактерий и других микроорганизмов. Прочие ферментированные молочные продукты сделаны из гораздо меньшего количества штаммов и не содержат дрожжей.

3. Обладает мощным антибактериальным действием

   Некоторые пробиотики, содержащиеся в кефире, способны бороться с различными инфекциями. Пробиотические лактобактерии «kefiri» могут значительно уменьшать рост различных вредных бактерий, включая сальмонеллу, хеликобактер пилори и кишечную палочку. «Kefiran» особый тип углеводов, содержащиеся в кефире, также обладает бактерицидными свойствами.

   Читайте также: Чем пробиотики отличаются от пребиотиков и чем они полезны Что такое Пробиотики и пребиотики содержащиеся в нашем организме, чем они полезны и в чем их существенная разница. В каких продуктах содержаться эти вещества.

4. Улучшает здоровье костей и снижает риск остеопороза

   Остеопороз («пористые» кости) характеризуется ухудшением костной ткани, что значительно увеличивает риск переломов. Это заболевание является достаточно распространенной проблемой, особенно среди пожилых людей. Получение организмом достаточного количества кальция является одним из наиболее эффективных способов улучшения здоровья костей, а также замедления прогрессирования остеопороза. Кефир, изготовленный из обезжиренного молока – это не только отличный источник кальция и витамина К2. Этот питательный продукт играет важную роль в кальциевом обмене, принося колоссальную пользу и уменьшая риск переломов на 81%. Недавние исследования, проведенные на животных, показали, что кефир увеличивает способность клеток костной ткани поглощать кальций. Это приводит к значительному повышению плотности костей.

5. Является средством профилактики рака

   Исследователи полагают, что пробиотики в ферментированных молочных продуктах подавляют рост опухоли за счет уменьшения образования канцерогенных соединений, а также путем стимулирования иммунной системы. При этом кефир на 40% эффективнее справляется с ростом раковых клеток, чем йогурт.

6. Устраняет проблемы пищеварения

   Пробиотики, содержащиеся в кефире, помогают восстанавливать баланс полезных бактерий в кишечнике. Именно поэтому они являются весьма эффективным средством для борьбы с различными формами диареи. Кроме того, пробиотики и пробиотические продукты помогают справляться со многими другими проблемами желудочно-кишечного тракта, такими как синдром раздраженного кишечника Синдром раздраженного кишечника (СРК) - нарушение моторики кишечника и болезненность внизу живота. Каковы симптомы этого заболевания, как самостоятельно его диагностировать и лечить? , язва желудка, вызванная хеликобактерной инфекцией, а также рядом других заболеваний. По этой причине, стакан кефира, выпитый перед сном, принесет пользу и улучшит работу всей пищеварительной системы.

7. Полезен людям с непереносимостью лактозы

   Большинство молочных продуктов содержат естественный сахар, называемый лактозой. С возрастом организм большинства людей утрачивает способность расщеплять и усваивать лактозу правильно. Это состояние называется непереносимость лактозы. Молочнокислые бактерии в ферментированных молочных продуктах (например, в кефире и йогурте) превращают лактозу в молочную кислоту, поэтому эти продукты содержат гораздо меньше лактозы, чем молоко. Благодаря этому кефир, как правило, хорошо усваивается людьми с непереносимостью лактозы, по крайней мере, в сравнении с обычным молоком.

8. Устраняет симптомы аллергии и астмы

   Аллергические реакции вызываются воспалительными процессами, возникающими из-за воздействия какого-либо вещества (аллергена). Люди с чувствительной иммунной системой более склонны к аллергии, которая может спровоцировать даже приступы астмы. Исследования, проведенные на животных, показали, что кефир подавляет воспалительные реакции, связанные с аллергией и, как следствие, астму.

9. Укрепляет иммунитет

   Примерно около 70% клеток отвечающих за иммунитет находятся непосредственно в кишечнике. Поэтому регулярное употребление кефира, содержащего пробиотики и стимулирующего рост микроорганизмов в кишечнике, способствует укреплению иммунитета.

10. Успокаивает нервы

    Кефир обладает мягким релаксирующим эффектом, благодаря наличию в его составе триптофана. Эта аминокислота одна из десяти основных необходимых для синтеза белков и связанна с такими процессами в организме как релаксация, работой нервной системы, отдыхом и сном.

Кефир – противопоказания

Несмотря на большую пользу, приносимую организму человека, кефир имеет и некоторые противопоказания.

• Кефир противопоказан людям с повышенной кислотностью, а также при язве желудка.
• Кисломолочный продукт противопоказан людям с индивидуальной его непереносимостью.
• Детям рекомендуется употреблять кефир только по достижению ими одного года и в небольшом количестве.
• Напиток не стоит пить очень холодным.

КЕФИР ИЛИ ЙОГУРТ?

Многие люди считают, что поскольку йогурт и кефир являются кисломолочными продуктами, то между ними нет большой разницы. Это не соответствует действительности. Отличия между йогуртом и кефиром начинаются от различий в изготовлении и присутствующих в них видов бактерий, до различного влияния на здоровье человека.

Отличия кефира от йогурта при приготовлении

Существуют два типа йогурта: мезофильные и термофильные.

Мезофильный йогурт означает, что он культивирован при комнатной температуре.

Термофильный йогурт при изготовлении требует определенного диапазона температур для инкубации бактерий. Специальная йогуртница Днепропетровск поможет Вам изготовить термофильный йогурт в домашних условиях. В ней, во время приготовления йогурта, поддерживается определенная температура, что способствует правильному процессу приготовления.

Кефир - мезофильная культура, изготавливается при комнатной температуре.

Есть разница и в том, что используется для изготовления новой партии продукта.

Новая партия йогурта приготавливается путем добавления небольшого количества йогурта из предыдущей партии в свежее молоко. Также йогурт можно приготовить из сухой закваски.

Кефир производится при помощи молочного грибка (кефирных зерен). Количество студенистых зерен этого гриба будет увеличиваться с каждой новой партией кефира. Когда кефир будет готов, эти зерна просто удаляются из новоиспеченной партии и добавляются в свежее молоко, чтобы сделать следующую партию. Кефирные зерна можно приобрести и в виде сухой закваски.

Что содержит больше бактерий - Йогурт или Кефир?

Йогурт и кефир отличаются видами бактерий, в них содержащихся. И сами напитки отличаются по своему влиянию на организм, они выполняют разные задачи.

Йогурт содержит два вида бактерий: Bulgaricus Lactobacillus и Streptococcus termophilus.

Кефир содержит десятки различных видов молочнокислых бактерий:

Lactobacillus acidophilus
- Lactobacilli brevis
- Lactobacilli casei
- Lactobacilli casei subsp. Rhamnosus
- Lactobacilli casei subsp. pseudo-plantarum
- Lactobacilli paracasei subsp. Paracasei
- Lactobacilli cellobiosus
- Lactobacilli delbrueckii subsp. Bulgaricus
- Lactobacilli delbrueckii subsp. Lactis
- Lactobacilli hilgardii
- Lactobacilli johnsonii
- Lactobacilli kefiri
- Lactobacilli kefiranofaciens
- Lactobacilli kefirgranum
- Lactobacilli parakefir
- Lactobacilli lactis
- Lactobacilli plantarum
- Bifidobatteri
- Lactococci lactis subsp. Lactis
- Lactococci lactis var. diacetylactis
- Lactococci lactis subsp. Cremoris
- Streptococci salivarius subsp. Thermophilus
- Streptococci lactis
- Leuconostoc cremoris
- Lieviti
- Acetobacter aceti
- Acetobacter rasene

Бактерии в йогурте помогают пищеварительному тракту очищаться, йогурт легко усваивается и является пищей для бактерий, которыми населен здоровый кишечник.

Бактерии проходят через желудочно-кишечный тракт, не задерживаясь там.

Бактерии в кефире наоборот, могут поселяться в кишечнике, колонизировать его.

Кефир также кроме большого количества полезных бактерий содержит также дрожжи, которые приносят пользу организму. Но дрожжи производят небольшое количество алкоголя, поэтому кефир содержит примерно до 0,07% алкоголя.

Что вкуснее йогурт или кефир?

Йогурт имеет терпкий сливочный вкус и гладкую текстуру.

Кефир тоже имеет терпкий вкус, но может еще иметь еле заметный привкус дрожжей и спирта.

Все мы знаем, что йогурт едят ложками, а кефир, возможно, пить даже через соломинку. Йогурт имеет более густую консистенцию, чем кефир, при одинаковом времени брожения.

ВЫВОД . Йогурт и кефир - полезные кисломолочные продукты, которые выполняют разные, отличные друг от друга, полезные задачи в организме. π

Кефир относится к жидким кисломолочным продуктам. Его полезные свойства очевидны для людей, имеющих серьезные проблемы в пищеварении или тем, кто восстанавливается после тяжелой болезни. Он содержит бифидобактерии, которые способствуют перевариванию пищи и устраняет даже самые тяжелые дисбактериозы и диареи инфекционного характера (и их чудовищные последствия). Давайте же узнаем, какова технология производства кефира, спасающего своими целебными свойствами уже не одно поколение людей.

Требования к обработке сырья, способы обработки и хранения

Существует множество требований к сырью и его хранению, есть множество различных способов хранения продукта, но мы с вами рассмотрим самые широко используемые. Чаще всего для производства кефира применяют резервуарный способ. При этом кефир синтезируют из натурального молока чаще всего второго сорта. Его кислотность должна составлять 19 0 Т. Что касается плотности, то она допустима не более 1, 0300кг/м 3 . Жирность может быть различной, так как в ходе производства кефира жирность снижают либо повышают до необходимого уровня. Если жирность нужно снизить, то его убирают с помощью сепарирования. Если жирность, наоборот, нужно увеличить, то к нему просто добавляют сливки.

Технология производства кефира включает в себя множество операций:

Как видите, стадии многочисленны, технология производства кефира сложна и требует значительных умений со стороны профессионального состава. Все вышеперечисленные операции проводятся в строго определенной последовательности и по заранее определенной технологии. Теперь мы рассмотрим основные стадии производства кефира более подробно.

Тепловая обработка сырья и гомогенизация

Первое, что делают с молоком при подготовке к производству кефира – это пастеризация или, проще говоря, тепловая обработка. Она нужна для того, чтобы уничтожить все болезнетворные бактерии, которые всегда имеются в продуктах, не прошедших тепловую обработку. Не верьте тем, кто говорит, что обработанные продукты становятся неполезными или даже вредными. Это помешанные люди, не заботящиеся о своей жизни и безопасности. Продукты, прошедшие подобную обработку теряют только вредные свойства, а не полезные. Пастеризация проводится следующим образом: молоко на протяжении 10 минут подвергают воздействию температуры от +85 0 С до +86 0 С – это идеальная температура для уничтожения патогенной микрофлоры, ее еще называют вегетативной. Температура может быть и выше – от +90 0 С до +93 0 С. В таком случае продолжительность теплового воздействия сокращается до 2–3 минут. После этого в обоих случаях смесь охлаждается до температуры, необходимой для начала закваски.

Такие температуры обусловлены необходимостью сохранения так называемых органолептических показателей –это вязкость, вкус и плотность сгустка, необходимые согласно технологии производства кефира. За процедурой пастеризации сырья всегда следят операторы, так как она может в любой момент подняться и тогда свернется сывороточный белок. Влажность продукта также резко упадет, и он станет непригодным к употреблению.

Гомогенизация

После пастеризации наступает стадия гомогенизации – это процесс дробление жировых сгустков, которое по технологии называется диспергирование. В настоящее время используются специальные агрегаты, которые оказывают на продукт значительные внешние усилия, приводящие к отделению этих жировых сгустков. Процедуру проводят при температуре от +60 0 С до +65 0 С и давлении в 16Мпа. Затем смесь опять охлаждается до температуры закваски.

Заквашивание и сквашивание молока

Закваску обычно готовят на кефирных грибках. Ее и применяют при изготовлении кефира. В состав закваски входят стрептококки, молочные дрожжи, и молочные палочки. Присутствуют и уксусные бактерии. Чтобы сделать кефирную закваску, кефирные зерна обычно помещают в теплую воду, с температурой около +30 0 С. Зерна остаются там в течение суток, но воду при этом нужно менять как минимум 2 раза. Когда последнюю воду сливают, зерна набухают и их заливают теплым уже пастеризованным молоком. Обычно берется объем молока в 10 раз превышающий объем зерен.

Охлаждение и созревание

Поле процедуры сквашивания уже почти готовый кефир охлаждают до температуры созревания, предварительно как следует перемешав. Перемешивание продукта – одна из самых важных стадий производства кефира, оно должна продолжаться не менее получаса. При этом кефир охлаждается до температуры +20 0 С. После перемешивания и охлаждения кефир уже не трогают. Начинается стадия созревания. Именно на стадии созревания в кефире появляется спирт и размножаются самые полезные бифидобактерии.

Перемешивание и розлив

После окончания созревания кефир перемещают в чистый резервуар и перемешивают еще раз, теперь уже в течение 10 минут. После этого готовый продукт разливают по упаковкам (пакетам, бутылкам) и отправляют в продажу.

Технология производства кефира, видео-обзор:

Молочнокислые бактерии известны благодаря способности перерабатывать сахар в молочную кислоту. Этот процесс издавна применялся людьми для консервации продуктов питания, приготовления кормов, изготовления разнообразных молочных продуктов, вина.

Характеристика бактерий

Молочнокислые бактерии являются грамположительными анаэробами. Это означает, что для окислительных процессов и обмена веществ им не требуется кислород. Молочнокислые бактерии относятся к группе (семейству) Lactobacillaceae, которое включает в себя:

Первые два рода наиболее значимы для человека и его хозяйственной деятельности. Несмотря на близкое родство, представителей отряда Lactobacillales наподобие пневмонийных стрептококков обычно не относят к группе молочнокислых бактерий. А полезные бифидобактерии или микробы из рода Bacillus, являющиеся спорообразующими аэробами, иногда причисляют к группе лактобактерий из-за сходства в углеводном обмене и их роли в пищевой промышленности.

Классификация

Классификация молочнокислых бактерий разработана недостаточно. По характеру выделяемых продуктов брожения их разделяют на две группы.

• Гомоферментативные . В результате сбраживания углеводов выделяется в основном молочная кислота. В малых количествах процессу сопутствуют янтарная и фумаровая кислоты, углекислый газ и этанол.
• Гетероферментативные также образуют в результате разложения углеводов молочную кислоту. Наравне с этим примерно половину сахаров они используют на производство уксусной кислоты, диоксида углерода и этанола.

Классификация по форме затруднена, поскольку молочнокислые бактерии относятся к группе изменчивых микроорганизмов. Форма микробной клетки зависит от возраста бактерии, химической среды и условий обитания. Для определения вида лактобактериям создают конкретные условия, используют стандартную среду и проводят исследование культуры в определенном возрасте. Также оценивают тип сбраживания углеводов, потребность в источниках питания, оптическое вращение молекулы молочной кислоты.

Стрептококки

Виды рода Streptococcus по типу брожения относятся к гомоферментативным. При сбраживании более 90% исходных сахаров они превращают в молочную кислоту и лишь малое их количество - в уксусную кислоту и спирт. Наиболее известными представителями являются культуры:

• Str. lactis.
• Str. citrovorus.
• Str. diacetilactis.
• Str. paracitrovorus.
• Str. thermophilus.
• Str. cremoris.
• Str. liquefaciens.

Лактобациллы

В молочной промышленности лактобациллами называют молочнокислые палочки. Они сквашивают молоко намного быстрее, чем кокковые формы, достигая более низких значений рН (около 3,5). Оптимальное развитие лактобациллы показывают в условиях кислой среды с пониженным содержанием кислорода. В природе эти бактерии обитают на поверхности растений, выделяются из слюны и пищеварительного тракта человека и животных.

Отмечено, что стерильно выдоенное молоко не содержит молочнокислых палочек - они поступают в него из внешней среды. Лактобациллы выдерживают кратковременную пастеризацию, но погибают при высоких температурах стерилизации. Поэтому в пастеризованном молоке молочнокислые бактерии значительно снижены, но все-таки присутствуют. Самые распространенные представители рода Lactobacterium:

• L. bulgaricum.
• L. casei.
• L. plantarum.
• L. acidophilum.
• L. brevis.

Основные свойства

Кокковые формы лактобацилл имеют диаметр 0,6 - 1,1 мкм. В культуре кокки расположены одиночно, сдвоенно или цепочками различной длины. Палочки очень вариабельны по форме: от шаровидных до нитевидных форм длиной от 0,7 до 8,0 мкм, одиночные или в цепочках. На морфологию клеток значительно влияет химический состав среды обитания. Молочнокислые бактерии, фото которых представлено ниже, выделены из йогуртовой закваски.

Размножаются лактобактерии в основном делением, описаны случаи перешнуровывания клетки и размножения с помощью гонидий. Доказано наличие фильтрующихся форм и процесса спорообразования.

Где обитают молочнокислые бактерии

Лактобактерии не могут самостоятельно синтезировать аминокислоты и некоторые витамины. По этой причине их нет ни в почве, ни в воде. В естественных условиях их выделяют из содержимого кишечника человека и животных, с поверхности растений. Оптимальной средой для жизнедеятельности молочнокислых бактерий является молоко и молочные продукты.

Источники питания для лактобактерий - это моно- и дисахариды. Некоторые разновидности сбраживают полисахариды, например, декстрозу. Также в качестве источника энергии эти микроорганизмы при определенных условиях используют органические кислоты: яблочную, уксусную, пировиноградную, муравьиную, фумаровую и лимонную. При отсутствии углеродсодержащих субстратов для питания могут перерабатывать аминокислоты.

Молочнокислые бактерии не способны к синтезу органического азота, поэтому требовательны к его содержанию в питательной среде. Также нуждаются они в витаминах, особенно в пуриновых основаниях: биотине, тиамине, пантотеновой, фолиевой кислотах. Все формы лактобацилл устойчивы к повышенной концентрации спирта. При этом они медленнее размножаются, но дольше живут. Так, в осветленных винах молочнокислые бактерии сохраняются до 7 месяцев.

Микроб является мезофильным, реже термофильным. Оптимальная температура для жизнедеятельности составляет + 25 °С... + 30 °С. При + 15 °С брожение значительно замедляется, а при + 45 °С лактобациллы перестают размножаться. Среда обитания молочнокислых бактерий может быть как кислородной, так и без доступа воздуха. Кислород им не нужен, в большинстве случаев он угнетает развитие микробов и препятствует нормальному процессу брожения.

Молочнокислое брожение

Молочнокислым брожением называется процесс анаэробного окисления углеводов, при котором выделяется молочная кислота. В результате молочнокислого брожения бактерии получают энергию, реализуемую для роста и размножения в безкислородных условиях. При этом лактобактерии снижают рН до значений ниже 5, подавляя рост других микроорганизмов.

Гетероферментативное брожение - более сложный процесс. В зависимости от условий и микробной культуры из углеводов образуется различное сочетание молочной и уксусной кислоты с выделением диоксида углерода и этанола.

Молочнокислое брожение в чистом виде применяют в химической промышленности для получения молочной кислоты. Ее широко используют для выделки кожи, в красильном производстве, в фармацевтике, при изготовлении пластмассы и стиральных порошков. В пищевой промышленности молочная кислота требуется для производства кондитерских изделий и безалкогольных напитков.

Не всегда молочнокислое брожение полезно для человеческой деятельности. Самопроизвольно возникающий процесс, начинающийся в молоке, вине, безалкогольных напитках, приводит к порче продуктов. Органолептически это выражается в прокисании, помутнении и ослизнении субстрата.

Пищевая промышленность и лактобактерии

Для производства и консервации различных продуктов широко используются молочнокислые бактерии. Значение их особенно велико в молочном деле.

• Молочная промышленность.

Для получения молочнокислых продуктов стерилизованное молоко или сливки сквашивают путем внесения чистых культур. Они носят название «стартовых заквасок». В зависимости от типа закваски получают разные продукты.

Для производства кефира и кумыса применяют культуры, которые, кроме молочнокислого, обеспечивают и спиртовое брожение. Закваску готовят на основе кефирных зерен, являющихся источником обширного сообщества еще до конца не изученных микроорганизмов (молочнокислые палочки и стрептококки, микрококки и дрожжи).

В процессе изготовления сыров молочнокислые бактерии работают на первом этапе, обеспечивая сворачивание казеина, затем их сменяют пропионовокислые микроорганизмы.

Для получения кисломолочного масла в сливки вносят культуру Str. lactis, Str. cremoris и Leuconostoc cremoris. При добавлении в гомогенезированное молоко L. bulgaricus и Str. thermophilus получают йогурт.

В производстве творога и сыров немецкой группы в молоко вносят закваски, содержащие Str. lactis или L. bulgaricus и Str. thermophilus. А для изготовления твердых сыров на стадии созревания используют культуру L. casei и Str. lactis.

• Виноделие.

При производстве вин широко применяют три рода лактобактерий: Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc. В основном это гетероферментативные кокки, обеспечивающие брожение по яблочно-молочному типу в высококислотных винах. При этом они сбраживают яблочную кислоту и не затрагивают другие химические компоненты вина. Лактобактерии могут испортить напиток, вызвав молочнокислое брожение. В результате появляются такие пороки вина, как прогоркание, ожирение, разложение винной кислоты.

• Хлебопечение.

В хлебе обнаруживают около 70 вкусовых и ароматических веществ, среди них 28 кислот, 11 спиртов, 28 карбонильных соединений, 6 эфиров, метилмеркаптан и аммиак. Молочнокислые бактерии принимают участие в образовании большинства из них. Наибольшее значение лактобациллы имеют для производства ржаного хлеба. Закваска придает тесту упругость, разрыхляет его и способствует подъему. Кислотность теста - важный показатель качества. При производстве пшеничного хлеба лактобактерии играют незначительную роль, в основном процесс зависит от дрожжевых культур. Основными составляющими молочнокислых заквасок для подготовки теста являются L. brevis, L. plantarum и L. fermenti.

• Консервирование мяса и рыбы.

Молочнокислые бактерии применяются при изготовлении салями и сервелата, других колбасных изделий, при созревании рыбы слабого посола. Молочная кислота ускоряет процесс консервирования и придает продуктам ценные вкусовые качества.

• Биологическое консервирование овощей и фруктов.

Заготовки проводятся по тому же принципу, что и силосование корма. Углеводы растений под воздействием молочнокислых бактерий превращаются в молочную и уксусную кислоты, которые являются прекрасными консервантами.

Квашеная капуста и огурцы, моченые яблоки, помидоры и арбузы - вот пример простых заготовок на зиму. Так, в порезанной и хорошо утрамбованной капусте с небольшим добавлением соли начинается спонтанный процесс брожения, в котором принимают участие сначала Leuconostoc, а позднее L. plantarum.

Роль в сельском хозяйстве

Силосование корма - это лучший способ заготовки и сохранения зеленой массы. Для создания необходимых условий исходное сырье (траву, зеленую массу кукурузы, ботву) укладывают в специальные силосные ямы, тщательно утрамбовывают и накрывают слоем земли. При этом создаются условия, в которых основная часть микробов погибает, а молочнокислые бактерии перерабатывают углеводы растений до тех пор, пока концентрация молочной кислоты не составит 60 % и более, а кислотность силоса не достигнет рН 4.5. Кроме молочной, в силосе накапливается и уксусная кислота. Для завершения процесса требуется около одного месяца.

Микрофлора в кишечнике человека

В кишечном тракте человека обитает множество молочнокислых микроорганизмов, называемых лакто- и бифидобактериями. Продукт их метаболизма - молочная кислота - обладает рядом положительных моментов.

• Стимулирует перистальтику кишечника.
• Уменьшает газообразование.
• Стимулирует выделение пищеварительных соков.
• Улучшает усвояемость кальция, фосфора и железа.

Кроме того, лактобактерии обладают способностью противостоять различным патогенным микробам. За счет выработки биологически активных веществ (органические кислоты, перекись водорода, антибиотики и бактериоцины) происходит вытеснение опасных для деятельности кишечника микроорганизмов. Если в содержимом химуса молочнокислые бактерии снижены по количеству, то их место занимает условно-патогенная микрофлора. На основе выделенных из кишечника человека и животных штаммов разработаны лекарства, улучшающие состояние больного при многих инфекциях.

Что такое пробиотики

Еще в начале XX века знаменитый русский ученый Илья Ильич Мечников провел ряд экспериментов по восстановлению микрофлоры кишечного тракта человека с помощью культуры молочнокислой палочки L. bulgaricus . В результате исследований Мечников разработал первый пробиотик - «мечниковскую простоквашу», которую в течение многих лет употреблял сам, назначал пациентам и рекомендовал пить всем знакомым.

В настоящее время пробиотики - класс лекарственных препаратов, направленный на восстановление естественной среды организма. Многолетние изучения доказали эффективность применения пробиотиков (в том числе и лактобактерий) в различных клинических случаях.

Молочнокислые пробиотические бактерии широко применяются в медицине для профилактики и лечения острых и хронических заболеваний кишечника, дыхательных путей, для восстановления кишечной микрофлоры и стимуляции иммунитета. Принимать культуры пробиотиков можно как в виде таблеток и порошков, так и в натуральном виде (кефир, простокваша, ацидофильное молоко, йогурты и другие продукты молочной промышленности).