Характеристика молочнокислых бактерий и бифидобактерий

Введение.

Кисло-молочными называют продукты, которые вырабатывают из пастеризованного молока или сливок путем сквашивания их закваска­ми, приготовленными на чистых культурах молочно-кислых бактерий с добавлением или без добавления культур молочных дрожжей.

В производстве молочно-кислых продуктов применяют различные виды молочно-кислых бактерий и дрожжей: молочно-кислые стрепто­кокки, болгарскую палочку, ацидофильную палочку, ароматообразующие бактерии, молочные дрожжи. Каждый продукт изготовляют с по­мощью определенных культур микроорганизмов. Причем некоторые молочно-кислые бактерии выделяют ферменты, которые частично рас­щепляют белки на простые соединения, что способствует лучшему усво­ению продуктов. В большей степени это происходит в кефире и кумысе, в меньшей - в простокваше. А некоторые ароматообразующие бакте­рии разлагают лактозу с образованием ароматических веществ (диацетила и др.), обуславливающих аромат кисло-молочных продуктов. В ре­зультате жизнедеятельности ряда микроорганизмов в кисло-молочных продуктах происходит синтез витаминов В₁, В₂, В₁₂ и С, что повышает их диетические свойства.

Часть молочно-кислых бактерий выделяют антибиотики (низин, стрептомицин и др.), которые подавляют возбудителей тифа, туберку­леза и других болезней. Поэтому кисло-молочные продукты могут быть использованы при лечении туберкулеза, заболеваний желудочно-кишеч­ного тракта, малокровия и других болезней.

Издавна считалось, что кисло-молочные продукты оздоровляют орга­низм поэтому различные виды кислого молока широко употреблялись в пишу Только значительно позже были научно обоснованы диетичес­кие и лечебные свойства этих продуктов. Впервые это было сделано русским физиологом и микробиологом И. И. Мечниковым.

Все кисло-молочные продукты делят на две группы: продукты, получаемые в результате молочно-кислого брожения (простокваша, ацидофильное молоко и др.), и продукты, получаемые в результате смешанного (молочно-кислого и спиртового) брожения (кефир, кумыс и др.). В некоторых продуктах спиртовое брожение проявляется слабо, в них на­капливаются лишь следы спирта (ацидофилин).

 

Цель и задачи.

С целью изучения микробиологических аспектов производства кисломолочных продуктов были поставлены следующие задачи:

 

1. Произвести микробиологические исследования свежего, открытого и находящегося в теплом месте открытого кефира, с разным видам: упаковки, марки и массовой доле жира (плёночная упаковка - Шахунские молочные продукты- 0.1% жирности; пластмассовая упаковка - кефир обогащённый лактозой - 3.5% жирности; ТЕТРА ПАК упаковка – классический БИО кефир – 3.2% жирности.)

 

2. Изучить микрофлору молочных продуктов.

 

3. Проанализировать получившиеся результаты.

 

 

Теоретическая часть.

 

История.

 

В дореволюционной России переработка молока велась в основном кустарно. В 1913 промышленная выработка животного масла составила 129 тыс. т, общая переработка молока промышленным путём - 2,3 млн. т.

Советский довоенный период.

 

Молочная промышленность в СССР являлась крупной отраслью. Она получила большое развитие уже в 1930-е годы, когда в результате индустриализации страны и коллективизации сельского хозяйства были созданы условия для организации государственных закупок и промышленной переработки молока. В этот период были построены крупные молочные комбинаты в Москве, Ленинграде, Сочи, Кисловодске, Свердловске, Куйбышеве и других городах, оснащенные новейшей техникой.

Состояние молочной промышленности СССР в 1972 году

В 1972 году в СССР имелось свыше 2300 маслосыродельных и молочных промышленных предприятий, состоявших на самостоятельном балансе.

В составе отрасли имелось 50 крупных, технически оснащенных и высокомеханизированных молочно-консервных комбинатов, которые вырабатывали в год свыше 1 млрд. банок сгущенного и 150 тыс. т сухого молока (цельного и обезжиренного).

Предприятия молочной промышленности СССР переработали в 1972 около 60% производимого в стране молока.

Выпускалось около 250 видов продукции, из них свыше 120 видов цельномолочной, около 100 видов сыров, до 20 наименований молочных консервов (сухих и сгущенных).

Освоено производство многих видов молочных продуктов: белкового молока, сухих продуктов для детского питания и др. 47% молока и других цельномолочных продуктов выпущено в расфасованном виде.

Общая стоимость всей произведённой за год маслосыродельной и молочной продукции составила более 11 миллиардов рублей

в 1972 предприятиями отрасли выработано

19,9 миллионов тонн цельномолочных продуктов (молока, сметаны, творога, кефира и др.) в пересчёте на молоко,

1081 тыс. т животного масла,

483 тыс. т жирных сыров и брынзы,

1169 млн. условных банок молочных консервов,

167 тыс. т сухого цельного молока, сухих сливок и сухих смесей для мороженого;

72 тыс. т сухого обезжиренного молока и сухой пахты,

31 тыс. т заменителей цельного молока для выпойки молодняка животных.

Всего было переработано промышленностью свыше 48 миллионов тонн молока; (в 1973 - около 52 миллионов тонн).

По объёмам валового производства молока и животного масла и промышленной переработки молока СССР занимал 1-е место в мире. Преобладали предприятия мощностью по переработке 50-200 тонн молока в сутки, имеются и более крупные (500-1000 тонн в сутки).

                                                                                                                       

Настоящее время.

 

Современные молочные комбинаты или заводы осуществляют комплексную переработку сырья, выпускают широкий ассортимент продукции, оснащены механизированными и автоматизированными линиями по розливу продукции в бутылки, пакеты и другие виды тары, пастеризаторами и охладителями, сепараторами, выпарными установками, сыроизготовителями, автоматами по расфасовке продукции.

 

 

2. Нормальная микрофлора ЖКТ детей и взрослых.

 

Интересную гипотезу о тонких механизмах формирования микрофлоры тела сформулировал Б.А.Шендеров в 1998 г. По его мнению, подразделение микроорганизмов на «свои» и «чужие» начинается еще в утробе матери. В организм плода через кровь попадают молекулы-антигены бактерий, входящих в состав нормальной микрофлоры различных участков тела матери. Известно, что взрослый организм, как правило, не способен формировать иммунный ответ на те антигены, с которыми сталкивался в период внутриутробного развития. Это явление называют «иммунологическая толерантность». После рождения организм новорожденного не будет стараться защититься от материнских микроорганизмов, и они станут основой для формирования его собственной микрофлоры.

К настоящему времени выявлены некоторые общие закономерности заселения желудочно-кишечного тракта человека микроорганизмами. Установлено, что в первые часы и дни в кишечнике новорожденных встречаются преимущественно микрококки, стафилококки, энтерококки и клостридии. Затем появляются энтеробактерии (кишечные палочки), лактобациллы и бифидобактерии. Первые микроорганизмы, обнаруживаемые у новорожденных, не обязательно те, которые доминируют в фекальной и вагинальной флоре матери. Со временем в кишечнике появляются, а затем начинают преобладать неспороносные облигатно-анаэробные бактерии (бифидобактерии, эубактерии, бактероиды, стрептококки, спириллы и др.). Для того чтобы микробная экология пищеварительного тракта новорожденных приблизилась к таковой взрослых требуется несколько лет. Особенно обильна микрофлора нижних отделов пищеварительного тракта, где содержание бактерий достигает 10¹²ˉ¹³ КОЕ на 1г содержимого (разные авторы называют различный суммарный вес микроорганизмов в кишечнике взрослого человека: от 1 до 3 кг). Здесь обнаружены представители более 500 видов бактерий. Число анаэробных микроорганизмов в этой области здорового взрослого человека в 100-1000 раз выше, чем аэробных бактерий. Такие представители микрофлоры, как энтеробактерии, включая кишечные палочки, стафилококки, грибы и другие аэробы, составляют немногим более 1-4% и рассматриваются как добавочная или случайная микрофлора.

Представители нормальной микрофлоры присутствуют в организме человека и животных в виде фиксированных к определенным рецепторам микроколоний, заключенных в биопленку. Биопленка как перчатка покрывает кожу и слизистые открытых окружающей среде полостей здорового человека и животных и состоит помимо микроколоний микроорганизмов из экзополисахаридов различного состава микробного происхождения, а также муцина, продуцируемого бокаловидными клетками слизистых. С функциональной точки зрения, биопленку можно сравнить с плацентой. Если последняя регулирует взаимоотношения плода и организма матери, то биопленка регулирует взаимоотношения между макроорганизмом и окружающей средой. Благодаря наличию в биопленке сложной и разветвленной системы кооперации между многочисленными и разнообразными микробными популяциями, попадающий в организм естественным путем исходный субстрат в результате микробной трансформации превращается через каскад реакций в промежуточный либо конечный продукт с той или иной биологической и

фармакологической активностью. Установлено, что нормальная микрофлора и продукты ее метаболической активности участвуют в регуляции газового состава кишечника и других полостей организма хозяина, в метаболизме белков, углеводов, липидов и нуклеиовых кислот, в водно-солевом обмене, в обеспечении колонизационной резистентности, в рециркуляции стероидных соединений и других макромолекул, в детоксикации экзогенных и эндогенных субстратов, обладают морфокинетическим действием, выполняют иммуногенную и мутагенную/антимутагенную функцию, служат источником энергии для клеток хозяина, являются хранилищем и источником генетического материала. Таким образом, Б.А.Шендеров рассматривает биопленку с входящими в нее многочисленными и разнообразными микроорганизмами, как первичную мишень любого попадающего обычным (непарентеральным) путем соединения, как структуру, первой вовлекаемой в процессы распознавания, метаболизации, абсорбции и транслокации как полезных,так и потенциально вредных агентов. Нормальная микрофлора – тот первичный неспецифичный барьер, лишь после прорыва которого инициируется включение всех последующих неспецифических и специфических иммунных и биохимических механизмов защиты макроорганизма.

Для обозначения состояний характеризующихся нарушениями состава нормальной микрофлоры используют такие термины как «дисбактериоз», «дисбиоз», «микробиологический дисбаланс» и т.д.

Прежде всего необходимо отметить, что дисбактериоз – это не самостоятельное заболевание, а особое состояние организма, встречающееся у больных с самыми разными диагнозами (от нарушений гормонального обмена до кариеса). В большинстве случаев дисбиотические изменения исчезают вскоре после устранения вызвавшего их фактора и не требуют лечения. Однако у ослабленных больных (особая категория – дети), а также в случаях продолжения действия фактора, послужившего причиной развития дисбиоза, самовосстановления не происходит, появляются клинические симптомы, что требует проведения адекватного лечения. Состав микрофлоры отдельных индивидуумов может варьировать в достаточно широких пределах. При этом у детей, как и у взрослых, состав микрофлоры будет определяться характером питания. Поэтому с помощью правильного питания можно, в определенной степени, влиять на состав кишечной микрофлоры и нормализацию работы желудочно-кишечного тракта.

Механизмы положительного влияния молочнокислых бактерий и бифидобактерий, содержащихся в кисломолочных продуктах, на организм ребенка следующие:

1) Ингибирование роста потенциально вредных микроорганизмов в результате продукции антимикробных субстанций; конкуренции с ними за рецепторы адгезии и питательные вещества; активации иммунно-компетентных клеток и стимуляции иммунитета.

2) Стимуляции роста представителей индигенной микрофлоры в результате продукции витаминов и других ростостимулирующих факторов; нормализации рН, еН-потенциала; нейтрализации токсинов.

3) Восстановление и оптимизация функционирования биопленки, выстилающей слизистую пищеварительного тракта.

4) Изменение микробного метаболизма, ведущего к повышению или снижению синтеза и активности бактериальных ферментов и, как следствие этого, продукции соответствующих метаболитов (например, ЛЖК, глютамина, аргинина, витаминов, пептидогликанов и т.д.), обладающих способностью местно или после проникновения в кровь и другие биологические жидкости макроорганизма непосредственно вмешиваться в метаболическую активность клеток соответствующих органов и тканей. Модулировать его морфокинетические характеристики, физиологические функции, биохимические и поведенческие реакции.

5) Другие механизмы (прямые эффекты естественных пробиотиков (молочнокислых и бифидобактерий) после их всасывания из пищеварительного тракта на ферментативные и иные клеточные реакции гормональных, нервных, выделительных, иммунных и других органов и тканей).

 

 

Характеристика молочнокислых бактерий и бифидобактерий.

 

а) Бифидобактерии.

Бифидобактерии составляют основу микрофлоры желудочно-кишечного тракта человека. В настоящее время род Bifidobacterium включает 32 вида. В табл.1 приведены виды бифидобактерий, наиболее часто обнаруживаемые в пищеварительном тракте.

Таблица 1.