Микрофлора молока микробы полезные вредные и болезнетворные

Главная практическая задача молочного дела — это изыскание способов возможного ограничения всех микробиологических процессов, которые могут развиваться в молоке. Но прежде надо познать эти процессы, учесть наличие микрофлоры молока. Вся микрофлора, находящаяся в молоке в каждый данный момент, накапливается в нем двумя путями: 1) путем непосредственного проникновения извне и 2) путем размножения в самом молоке ранее попавших в него микроорганизмов.

Микробы попадают в молоко почти непрерывным потоком на всем пути его следования, и в то же время ранее попавшие в него микробы размножаются.

В 1 мл свежевыдоенного молока может содержаться от сотни до тысячи бактерий. И хотя молоко от здоровой коровы обычно содержит менее 10 КОЕ/мл, не исключено, что в процессе хранения и переработки число микроорганизмов в молоке многократно возрастает.

Патогенные микроорганизмы молока

Сырое молоко при его употреблении в пищу человеком может быть причиной заболеваний, если лактирующие животные инфицированы микроорганизмами, вызывающими заболевания человека. К этим болезням относятся и зооантропонозы. Перечень основных инфекционных болезней, которыми человек заражается от инфицированных животных при употреблении сырого молока: бруцеллез, сибирская язва, туберкулез, листериоз, сальмонеллез, лихорадка Q, кампилобактериоз, болезнь Крона, энтерогеморраги- ческий колит, стафилококковый/стрептококковый мастит.

До использования механических доильных аппаратов сырое молоко было также источником респираторных заболеваний человека (например дифтерии) и кишечных инфекций (например, брюшного тифа). При дойке коров вручную молоко собирается в открытые емкости, и инфицированный человек может заразить молоко через кашель или посредством контакта с руками. Примером подобной передачи инфекции через сырое молоко являются случаи заболеваний скарлатиной, дифтерией и брюшным тифом в конце XIX и в XX вв. Вспышки болезней человека, передающихся через сырое молоко, послужили основанием для принятия законов о пастеризации сырого молока.

Несмотря на широко распространенное использование пастеризации, молоко продолжает быть источником некоторых заболеваний. В некоторых странах от 13 до 24% образцов коровьих фекалий и от 2,5 до 4,5% образцов сырого коровьего молока содержали С. jejuni. Вспышки кампилобактериоза, связанные с употреблением сырого молока, возникают и в XXI в.

Многочисленные случаи заражения гастроэнтеритом человека были отмечены в США и связаны с сырым молоком. Из 1733 случаев 57% были вызваны Campylobacter, 26% — Salmonella, а 2% — Е. coli 0157:Н7. Среди 50 штатов США в 28 разрешена продажа сырого молока, но

Некоторые вспышки листериоза у человека также были связаны с молоком. В одном исследовании L. monocytogenes попала в молоко из левой передней четвертины вымени коровы, больной маститом, но молоко из других четвертин не было инфицировано. При тестировании цистерн сборного молока от молочных стад на тихоокеанском северо-западе США в 2000 г. было обнаружено, что 4,9% были положительны по L. monocytogenes, а в 2001 г. 7,0% были положительны по серотипу 1 /2а, являющемуся ежегодно наиболее распространенным заболеванием.

Yersinia enterocolitica была обнаружена в нескольких образцах сырого молока. Из 100 образцов сырого молока в штате Висконсин 12 были положительны по Y enterocolitica. В Бразилии 37 (16,9%) образцов сырого молока содержали Listeria spp. и 32,4% — Yersinia enterocolitica.

В Мексике было проведено исследование 290 двухлитровых образцов пастеризованного и ультрапастеризованного молока. Выявлялся афлотоксин Ml, причем 40% образцов содержали афло- токсин Ml в количестве > 0,05 ppm и 9,7% содержали > 0,5 ppm. Молоко с наибольшим содержанием жира имело намного более высокую частоту содержания афлотоксина Ml.

При изучении распространения Е. coli 0157:Н7 в образцах фекалий коров и цистерн сборного молока в Восточном Теннеси выявлено, что 8 из 415 (2%) образцов фекалий и 2 из 268 (0,7%) образца молока были положительными по этому микроорганизму. По меньшей мере одна крупная вспышка Е. coli 0157:Н7 была связана с сырым молоком.

Болезнь Джона у коров вызывают возбудители, которые, как оказывается, играют некоторую роль в развитии болезни Крона у человека. Это Mycobacterium avium subsp. avium, который вызывает туберкулез у птиц и является контагиозным для больных СПИДом. М. avium subsp. paratuberculosis вызывает паратуберкулезный энтерит у животных и, как предполагают, участвует в этиологии болезни Крона. М. avium subsp. silvaticum является облигатным патогеном животных, у которых он вызывает микобактериозы, напоминающие туберкулез у млекопитающих и туберкулез у птиц. М. avium subsp. paratuberculosis — вид, который, возможно, играет роль в развитии болезни Крона. Возникает вопрос: является ли метод пастеризации при его использовании адекватным для уничтожения этих организмов? I.R. Grant, H.J. Ball, S.D. Neill, M.T. Rowe (1996) в своем исследовании доказали, что ни метод ВТКВ, ни метод НТДВ не уничтожают М. avium subsp. paratuberculosis в образцах молока. В другом исследовании М. avium subsp. paratuberculosis были уничтожены методом ВТКВ (нагревание при 72°С в течение 15 с), вплоть до 10 КОЕ/мл (Stabel J.R., Steadham Е.М., Bolin С.А., 1997). Болезнь Крона — болезнь воспаленного кишечника (региональный илеит — воспаление подвздошной кишки) — болезненное состояние, при котором конечная (терминальная) часть подвздошной кишки, а иногда слепая кишка и восходящая ободочная кишка уплотняются и изъязвляются. Просвет пораженного участка сильно сужается, вызывая закупорку (непроходимость кишечника).

В Великобритании за 17-месячный период в 1999—2000 гг. в результате исследования 814 образцов коровьего молока было установлено, что в 7,8% сырых и 11,8% пастеризованных образцов содержится ДНК М. avium subsp. paratuberculosis. Рост культуры обнаружен в пробах из 1,6% сырых и 1,8% пастеризованных образцов. Другое проводившееся в Великобритании исследование сырого и пастеризованного коровьего молока на наличие М. avium subsp. paratuberculosis дало положительный результат в 4 из 60 (6,7%) сырых и 10 из 144 (6,9%) пастеризованных образцов. Исследователи обнаружили жизнеспособные микроорганизмы в образцах молока, обработанных с помощью четырех различных методов, включая нагрев при 73°С в течение 25 с.

Благоприятное воздействие молочнокислых бактерий на организм человека и животных давно оценено, но некоторые лактобациллы вызывают у человека болезни. Существует более 50 сообщений об участии лактобацилл в заболеваниях человека. Энтерококки — одна из причин внутрибольничных инфекций. Наиболее распространены виды Е. faecal is и E.faecium. Молочнокислые бактерии не способны вызвать заболевание в нормальном здоровом организме.

Молоко является благоприятной средой развития различных микроорганизмов. Молоко и молочные продукты играют важную роль в распространении различных кишечных заболеваний, зооантропонозных и антропонозных заболеваний. Это обуславливается широким распространением молока в качестве пищевого фактора, а также разнообразными возможностями инфицирования молока животными-продуцентами, загрязнения объектами окружающей среды и людьми.

Существенным источником загрязнения молока является микрофлора вымени, молочных ходов сосков, а также остаточная микрофлора доильных аппаратов и емкостей, молоководов, рук доярок, воздуха помещений. Дойные коровы находятся под постоянным наблюдением ветеринарного специалиста и периодически обследуются на туберкулез, бруцеллез, мастит, а при необходимости и на другие болезни. Запрещается реализация молока, полученного от больных животных, без разрешения ветеринарного специалиста. При наличии антропозоонозов реализация приостанавливается до окончания мероприятий, предусмотренных инструкцией по борьбе с данными заболеваниями.

Молоко уничтожается после кипячения в течение 30 мин, если животное поражено сибирской язвой, эмфизематозным карбункулом, чумой, бешенством, ку-лихорадкой, злокачественным отеком, лептоспирозом, повальным воспалением легких, туберкулезом вымени, лейкозом, актиномикозом, некробактериозом. Молоко, полученное от коров, пораженных другими болезнями, реализуется при условии дополнительной обработки. Имеются ограничения для молочных животных, которых вакцинировали, лечили антибиотиками, которые потребляли корм с полей, обработанных ядохимикатами. Запрещается реализация молока от коров, больных маститом.

Мастит – воспаление молочной железы. Это весьма распространенная болезнь. Возбудителями воспалительного процесса могут быть различные микроорганизмы, в результате действия которых секреция молока отклоняется от нормы. Чаще всего возбудителями маститов бывают Streptococcus agalactiae (стрептококковый мастит) и Staphylococcus aureus (стафилококковый мастит). Однако и другие микроорганизмы (кишечная палочка, коринебактерии) могут вызывать это заболевание. Чаще всего заболевание наблюдается в начальный период лактации. Наблюдаются маститы с ярко выраженными клиническими признаками. Они составляют 5-15% от общего количества заболеваний. Молоко становится солено-горьким, в нем появляются хлопья или тянущиеся нити. Позднее выделяется гнойная жидкость, иногда с неприятным запахом. Маститы с неясно выраженными формами заболевания (субклиническая форма) являются более распространенными, они составляют 50-75% заболеваний.

При маститах значительно изменяется физико-химический состав молока: понижается кислотность; уменьшается количество казеина, молочного сахара, кальция, жира; повышается количество альбумина, глобулина, хлоридов; резко увеличивается количество лейкоцитов. Молоко, полученное от маститных коров, считается вредным для здоровья. Известны случаи кишечных заболеваний и ангин, связанных с потреблением такого молока. В маститном молоке плохо развиваются МКБ. Образование сгустка задерживается на два часа и более, консистенция сгустка бывает слабой и дряблой – качество кисломолочных продуктов ухудшается. При выработке сыров замедляется технологический процесс, качество резко ухудшается: сыры имеют горький, прогорклый и нечистый вкус, консистенция бывает крошливой.

Микрофлора сырого молока. Микрофлора свежевыдоенного молока определяется состоянием здоровья животного и условиями получения молока. В 1 мл парного молока может быть около 103 клеток микроорганизмов. В молоке, полученном при строгом соблюдении санитарных норм, преобладают кокки, в загрязненном – БГКП, маслянокислые и гнилостные бактерии, микроскопические грибы.

В процессе хранения молока изменяется количественное и качественное содержание микроорганизмов. Характер изменений зависит от температуры, продолжительности хранения и состава микрофлоры в свежем молоке. Можно выделить отдельные фазы.

1.Бактерицидная фаза. Наличие фазы установлено Фокером в 1890 г. В течение некоторого времени после выдаивания молока микроорганизмы в нем не развиваются и даже частично отмирают. Это происходит в связи с наличием в молоке естественных защитных субстратов – лизоцимов, антител, лейкоцитов. Лизоцим М (молока) – фермент класса гидролаз, действующий на некоторые составные части клеточной стенки и вызывающий лизис микроорганизмов. В парном молоке наблюдается также явление фагоцитоза. Продолжительность бактерицидной фазы зависит от температуры, от количества бактерий (чем меньше бактерий, тем фаза более длительная), от индивидуальных особенностей животного.

Таблица 6.1 -Продолжительность бактерицидной фазы в зависимости от температуры:

Температура парного молока благоприятна для развития микроорганизмов. Поэтому, чтобы продлить бактерицидную фазу, молоко необходимо охлаждать после получения. При нагревании до температуры пастеризации свежее молоко теряет свои бактерицидные свойства, так как при этом разрушаются вещества, задерживающие развитие микроорганизмов.

2. Фаза смешанной микрофлоры. Начинают развиваться независимо друг от друга разнообразные микроорганизмы, которые не вступают между собой в ассоциативные или антагонистические отношения. Переход к этой фазе постепенен, так как разные микроорганизмы не одновременно преодолевают бактерицидное влияние молока. Продолжительность фазы примерно 12 ч. За это время благодаря деятельности кислотообразователей реакция молока меняется в кислую сторону. Реакция меняется более интенсивно при температуре выше 100С, которая благоприятна для развития молочнокислых кокков.

3. Фаза развития МКБ. Идет относительно быстрое нарастание кислотности, угнетающей жизнедеятельность микроорганизмов, не относящихся к МКБ. В начале фазы преобладают молочнокислые кокки. Затем под влиянием высокой кислотности они начинают отмирать, уступая место молочнокислым палочкам. БГКП (относительно устойчивые к кислотности) отмирают постепенно.

4. Фаза грибковой микрофлоры. В результате повышения кислотности подавляется развитие большинства бактерий. Высокая кислотность не является помехой для развития дрожжей и плесневых грибов, которые усваивают молочную кислоту. В результате развития микофлоры происходит снижение кислотности, что позволяет развиваться маслянокислым бациллам и протеолитическим бактериям, вызывающим распад казеина.

Для предупреждения развития микроорганизмов молоко охлаждают до температуры 4-60С с тем, чтобы транспортировать его при температуре не выше 6-10. К моменту доставки на перерабатывающее предприятие в молоке должно содержаться не более (2÷5)∙105 микробных клеток в 1 мл.

Пороки молока. При несоблюдении санитарных режимов в молоке развиваются различные пороки.

Горький вкус – возникает в результате развития протеолитических микроорганизмов (спорообразующих бацилл, психрофильных бактерий, микрококков и др.). Порок обнаруживается в сыром молоке или в пастеризованном молоке при длительном хранении на холоде, т.е. в условиях, подавляющих развитие МКБ, способных угнетать развитие протеолитических бактерий. Иногда горький вкус может передаваться молоку от некоторых кормов (например, полыни).

Прогорклый вкус – возникает в результате разложения жира и образования масляной кислоты, альдегидов, кетонов, эфиров и других веществ. Вызывается микроорганизмами, продуцирующими липазу (Pseudomonas fluorescens, плесневые грибы). Порок чаще всего образуется при длительном хранении молока на холоде.

Сильное газообразование (“бродящее молоко”) развивается при наличии в сыром молоке БГКП и дрожжей-сахаромицетов, а в пастеризованном – маслянокислых бактерий.

Преждевременное свертывание молока с нормальной или слегка повышенной кислотностью при кипячении. Наблюдается при сильном обсеменении энтерококками, микрококками, спорообразующими бактериями.

Тягучее молоко.Когда возбудителем является неподвижная палочка Lactobacillum viscosum, (палочка тягучего молока), то порок возникает без повышения кислотности и без образования сгустка. Порок может возникать с повышением кислотности и образованием тягучего сгустка, Он вызывается некоторыми МКБ, обладающими способностью образовывать слизь при сквашивании молока.

Красный цвет может возникнуть при воспалении вымени вследствие попадания крови в молоко. Порок может возникнуть и в результате развития Serratia marcescens (“чудесной палочки”). Если красные пятна возникают на поверхности – то они бактериального происхождения, если выпадение осадка – наличие в молоке крови. Порок встречается редко, при пониженной температуре хранении и медленном нарастании кислотности.

Синий цвет поверхностного слоя молока возникает в результате развития аэробной аспорогенной палочки Bacterium cyanogens, не образующей кислоты.

Посторонний запах и вкус (хлебный, репный, травяной) появляется при сильном загрязнении молока БГКП и флюоресцирующими бактериями. Порок обычно появляется при поедании животными загрязненного корма и при несоблюдении чистоты на скотных дворах.

Изменение микрофлоры при обработке молока. С целью увеличения срока хранения молока применяется охлаждение. Молоко охлаждают до температуры 4-60С для предупреждения развития микроорганизмов.

Очистка на сепараторах-молокоочистителях применяется для удаления механического и биологического загрязнения.

Тепловая обработка молоке применяется двух типов – пастеризация и стерилизация. основой для применения пастеризации в технологии молока послужили исследования Л.Пастера, а теоретическая разработка режимов пастеризации сделана Г.А. Куком. Обоснование режимов пастеризации базируется на том, что подавление микроорганизмов и изменение физико-химических свойств молока под воздействием температуры протекает во времени, и что термоустойчивость микроорганизмов зависит от среды, в которой они находятся. Среди сапрофитов молока наиболее термоустойчивыми являются термофильные микроорганизмы и спорообразующие бактерии, а среди патогенных – бактерии бычьего туберкулеза Mycobacterium bovis.

Целью пастеризации молока является уничтожение патогенных микроорганизмов, возможно более полное снижение микробной обсемененности молока и разрушение ферментов сырого молока. Применяемые режимы пастеризации должны гарантировать гибель микроорганизмов и не отражаться на физико-химических свойствах молока. Применяется также бактофугирование – освобождение молока от микроорганизмов на специальных центрифугах.

Целью стерилизацииявляется уничтожение всех микроорганизмов сырого молока и их токсинов. Под промышленной стерилизацией молока понимается его тепловая обработка при температуре выше 1000С с целью почти полного уничтожения вегетативных и споровых форм микроорганизмов. Для ее оценки введено понятие стерилизующего эффекта, который выражается логарифмом отношения начального количества спор тест-организма к количеству спор, оставшихся после стерилизации. Эта величина должна быть не менее 6.

Микрофлора кисломолочных продуктов. При изготовлении кисломолочных продуктов основным процессом является молочнокислое брожение. Молочная кислота, образующаяся в качестве главного продукта сбраживания лактозы (лактоза расщепляется на глюкозу и галактозу), делает продукт более стойким при хранении, так как кислая среда подавляет развитие гнилостной микрофлоры. Кисломолочные продукты усваиваются быстрее, чем цельное молоко.

Молочнокислые бактерии, применяемые при изготовлении кисломолочных продуктов, это микроорганизмы родов Lactococcus, и Lactobacillus. По отношению к температуре МКБ подразделяются на мезофильные (оптимальная температура развития 25-300С) и термофильные (40-450С). По виду брожения МКБ подразделяются на гомоферментативные и гетероферментативные. При производстве кисломолочных продуктов на чистых культурах МКБ готовят одно- или многокомпонентные закваски.

Кисломолочные продукты можно подразделить на: приготовленные с использованием многокомпонентных заквасок (кефир, кумыс); приготовленные с использованием мезофильных МКБ (простокваша, сметана, творог); приготовленные с использованием термофильных и мезофильных МКБ (йогурт, ряженка). Кисломолочные продукты вырабатывают термостатным или резервуарным способами. При заквашивании молоко пастеризуют при более строгих режимах, чем обычное питьевое молоко.

Микрофлора сыров. Сыры – концентрированные белковые продукты с высоким содержанием жира и полноценных белков. Их производство на всех этапах, начиная с заквашивания молока и заканчивая созреванием, основано на сложных биохимических и физико-химических процессах, происходящих в результате действия ферментов, в большинстве микробного происхождения. Сыры подразделяются на: кисломолочные (созревающие и несозревающие) – молоко сквашивается МКБ, сычужные(сычужный фермент, молочнокислое и другие виды брожений); переработанные (изготавливаются из сычужных). В созревании сыров принимают участие мезофильные МКБ ( сыр голландский, латвийский, чеддар) и термофильные МКБ (швейцарский сыр).

В созревании сыров (особенно с длительным сроком созревания) принимают участие пропионовокислые бактерии (род Propionibacterium) , Пропионовокислые бактерии способствуют образованию специфического вкуса и аромата сыра, созданию крупных глазков.

Большую роль в созревании ряда сортов сыра имеют плесневые грибы. В процессе созревания сыра рокфор, кроме МКБ, принимает участие зеленый плесневый гриб Penicillium roqueforti, который обуславливает разложение жира с образованием веществ, придающих сыру острый “перечный” вкус и специфический аромат. В созревании сыра каммамбер принимает участие Penicillium camamberti. Созревание мягких сыров происходит с поверхности. В нем принимают участие грибы Penicillium candidum, Penicillium album и бактерии сырной слизи Mycobacterium linens.

Горький вкус возникает вследствие развития микрококков, разлагающих белки до пептонов. Вспучивание сыров вызывает избыточное выделение газа при развитии БГКП (раннее вспучивание) и маслянокислых бактерий (позднее вспучивание). Запах сероводорода обусловлен развитием энтерококков, порок появляется в сыре через 3-4 недели после выработки при температуре созревания около 200С. Через наружные отверстия и пустоты, образовавшиеся в массе сыра, могут проникать плесневые грибы и гнилостные бактерии.

Микрофлора масла. При изготовлении кислосливочного масла используют заквашивание молока чистыми культурами МКБ.

Микробные пороки масла обуславливаются поверхностной и глубинной микрофлорой. Штафф – порок, вызываемый протеолитическими психрофильными бактериямиPseudomonas fluorescens и дрожжами: в поверхностном слое происходит разложение жира и белка, в результате чего изменяется цвет и вкус верхних слоев монолита масла. Плесневение- распространенный порок, возникающий при продолжительном хранении масла. Когда на поверхности развиваются грибы родов Ooidium, Mucor, Penicillium, Aspergillus, Cladosporium, ферментирующие жиры и белки.Прогорканиемасла вызывают микроорганизмы, продуцирующие липазу. Горький вкуспридают микрококки и протеолитические бактерии, разлагающие белки плазмы. Кислый вкус сладкосливочного масла обусловлен развитием МКБ, нечистые запахи – БГКП.

Микрофлора молочных консервов. Пороки стерилизованных молочных консервов могут возникать при нарушении процессов стерилизации и использовании не вполне доброкачественных исходных продуктов.

Бомбаж вызывают БГКП, маслянокислые и гнилостные клостридии, дрожжи. Свертывание продукта вызывают коагулирующие и восковидные бациллы Bacillus coagulans и Bacillus cereus. Запустевание молочных консервов с сахаром вызывают микрококки и стафилококки, ферменты которых воздействуют на молочный сахар и белки. Образование “пуговиц” (уплотнений, представляющих собой сгустки казеина различного цвета – от беловатого до красновато-бурого) вызывается плесенью Catenulara fuliginea, имеющей шоколадно-коричневый цвет, при этом возникает сырный вкус.

Плесневение – при хранении на поверхности молока или с внутренней стороны крышки появляются колонии плесневых грибов. Чаще всего это зеленая плесень Penicillium glaucumили гроздевидная плесень Cladosporium herbarum.

Горький вкус обуславливается пептонизацией казеина под действием протеолитических бактерий. Прогорклый вкус появляется под действием липолитических микрококков.