Молочнокислые бактерии являются основной частью необходимой микрофлоры любого вида сыра, кроме сыров, вырабатываемых термоки­слотным способом. В сыроделии они выполняют следующие функции:

• совместно с молокосвертывающими энзимами и другими группами необходимой микрофлоры осуществляют биотрансформацию ком­понентов молока в соединения, формирующие органолептические показатели сыра;
• создают условия, подавляющие или ингибирующие рост техниче­ски вредной и патогенной микрофлоры;
• ускоряют синерезис молочных сгустков во время выработки сыров, повышая активную кислотность сырной массы и сыворотки.

Метаболизм лактозы

В сычужных сырах вся лактоза должна быть сброжена с образовани­ем преимущественно молочной кислоты, которая создает основной вку­совой фон продукта; в свежих кисломолочных сырах сбраживается боль­шая часть лактозы. В результате сбраживания лактозы в сырах образуется молочная и немного других органических кислот, которые придают им характерный кисловатый вкус, накапливаются внеклеточные экзоэнзимы и биомасса молочнокислых бактерий - источник внутриклеточных эндо­энзимов, катализирующих реакции образования вкусовых и ароматиче­ских веществ, создаются неблагоприятные условия для размножения по­сторонней микрофлоры. Побочные продукты ферментации лактозы слу­жат предшественниками образования вкусовых и ароматических веществ сыра, участвуют в образовании рисунка и сами, например, диацетил, вхо­дят во вкусовой букет сыра. Сбраживание лактозы молочнокислыми бак­териями - основополагающий процесс в производстве сыров.

Лактоза - дисахарид, состоящий из глюкозы и галактозы. Пути ферментации лактозы молочнокислыми бактериями, по Cogan & Daly, показаны на рис. 3.3.

У лактококков лактоза транспортируется через клеточную мембрану с помощью фосфоенолпируват (РЕР)-зависимой фосфотрансферазной системы (PEP/PTS-система), в которой РЕР является поставщиком фос­фатов и обеспечивает энергией процесс переноса. Лактоза в процессе переноса в клетку фосфорилируется. В клетках фосфорилиро- ванная лактоза сразу же гидролизуется до глюкозо-6-Р и галактозо-6-Р при участии внутриклеточного энзима Р-β-галактозидазы (Р-β-гал). Далее глюкозо-6-Р сбраживается до лактатов гликолитическим путем. Галактозо-6-Р, образующийся в результате гидролиза лактозы, сбраживает­ся в клетках лактококков D-тагатозо-б-Р путем, который соединяется с гликолитическим путем на уровне триозо-фосфатов, так что конечным продуктом ферментации галактозы, как и глюкозы, является молочная кислота. Таким образом, ни глюкоза, ни галактоза в средах (молоке, сыре) не появляются: в среду клеткой выделяется только молочная кислота и минорные продукты ферментации лактозы. Сбраживание глюкозы и лак­тозы с образованием в качестве конечных продуктов почти исключитель­но молочной кислоты называется гликолизом или гомоферментативным молочнокислым брожением. Ключевыми энзимами гликолиза являются пируваткиназа (ПК) и лактатдегидрогеназа (ЛДГ). ПК и ЛДГ активи­руются фруктозо-1,6-диР (ФДР) и ингибируются неорганическим Р (Pi).

В процессе брожения пируваты могут трансформироваться в другие, чем молочная кислота, продукты брожения: формиаты, ацетаты, эта­ нол, ацетоин. Энзимы, катализирующие реакции образования этих со­единений, активируются триозо-фосфатами - промежуточными продук­тами гликолиза. Активно размножающиеся клетки лактококков содержат много ЛДГ и ее активатора ФДР, но мало Pi и триозо-фосфатов, что обес­печивает трансформацию основного количества пируватов в лактаты. В голодающих клетках лактококков, что бывает при низком содержании в среде доступных источников энергии, неблагоприятных условиях для роста, резко снижается содержание ФДР, ЛДГ и увеличивается содержа­ние триозо-фосфатов и Pi, и пируваты начинают трансформироваться не только в лактаты, но и в формиат, ацетат и этанол, доля которых в конеч­ных продуктах брожения резко возрастает.

У термофильных молочнокислых бактерий и лейконостоков име­ется пермеазная система для транспортировки лактозы внутрь клетки, требующая эндогенного источника энергии. Перенесенная этой системой внутрь клетки лактоза гидролизируется β-галактозидазой (β-гал) до глюкозы и галактозы.

Термофильный стрептококк, по данным Hemme et al. (1980), образует одинаковые количества Р-β-гал и β-гал, а следовательно, может транспор­тировать лактозу PEP/PTS и пермеазной системами. По Tinson et al., активность β-гал в клетках термофильного стрептококка в 3000 раз выше, чем активность Р-β-гал, а значит, лактоза транспортируется в клетки тер­мофильного стрептококка преимущественно пермеазной системой. По другим данным, термофильный стрептококк вообще не образует Р-β-гал и энзимов D-тагатозо-б-Р пути, но образует большие количества β-гал. Разноречивость этих данных, по-видимому, обусловле­на индивидуальными свойствами изученных различными авторами штаммов. Скорее всего, большинство штаммов термофильного стрепто­кокка переносят лактозу в клетки с помощью пермеазной системы и гид­ролизуют лактозу в клетках β-гапактозидазой.

У термофильных лактобацилл (болгарской и молочной палочек и Lbc. helveticus) обнаружена β-гал и не обнаружена Р-β-гал. Все они переносят лактозу в клетки пермеазной системой. Лейконосгоки также, по-видимому, транспортируют лактозу при помощи пермеазной систе­мы, поскольку они не обладают гликолитической системой, сопряжен­ной с PEP/PTS системой. У болгарской палочки и Lbc. helveticus есть PEP/PTS система только для переноса глюкозы.

Lawrence & Thomas (1979) предполагают, что PEP/PTS система обес­печивает быстрое, пермеазная - медленное сбраживание лактозы. Это подтверждается гем, что штаммы лактококков, выделенные из заквасок и обладающие высокой скоростью сбраживания лактозы, образуют большое количество Р-β-гап, но мало β-гал, а «дикие» штаммы с низкой активно­стью по отношению к лактозе образуют много β-гал и мало Р-β-гал.

У термофильного стрептококка и термофильных гомоферментатив- ных лактобацилл, лактоза, перенесенная в клетку пермеазной системой, гидролизуется β-галактозидазой (β-гал) на глюкозу и галактозу, глюкоза сбраживается до молочной кислоты гликолитическим путем, галактоза может трансформироваться в глюкозо-1-Р путем Лелиора, глюкозо-1-Р гликолитическим путем сбраживается до молочной кислоты. У термо­фильного стрептококка есть ЛДГ, которая активируется ФДР, но есть штаммы, в которых ФДР не стимулирует активность, a Pi не ингибирует ЛДГ. Первые могут сбраживать глюкозу по гомоферментатив- ному пути, вторые, очевидно, только гетероферментативным путем.

Ключевым энзимом пути Лелиора является галактокиназа. Боль­шинство штаммов термофильного стрептококка образует очень мало этого энзима, что ведет к неспособности их сбраживать галактозу. Несброженная галактоза выходит из клетки и накапливает­ся в среде (в сыроделии - в молоке и сыре). Это же происходит в куль­турах молочной и болгарской палочек, которые не могут сбраживать галактозу; Lbc. helveticus галактозу сбраживает.

У лейконостоков лактоза переносится в клетки пермеазной систе­мой, гидролизуется Д-гал до глюкозы и галактозы, глюкоза далее сбра­живается фосфокетолазным путем до молочной кислоты, С0₂ и этанола. Пока нет экспериментальных данных, каким путем лейконостоки сбра­живают галактозу, но, скорее всего, она трансформируется путем Лелио­ра в глюкозо-1-Р, который сбраживается фосфокетолазным путем.

Суммарные уравнения сбраживания лактозы гликолитическим (гомоферментативным) путем (3.1) и фосфокетолазным (гетерофермен­тативным) путем (3.2) имеют следующий вид:

Из этих уравнений следует, что гликолитический путь фермента­ции лактозы энергетически в два раза более выгоден, чем гетерофер- ментативный.

Следует еще раз отметить, что гомо- и гетероферментативные пути характерны для сбраживания глюкозы и лактозы соответствующими микроорганизмами при оптимальных для их жизнедеятельности усло­виях. Отклонение от этих условий может изменить характер брожения. Так, например, лактококки в средах с галактозой или низким содержа­нием глюкозы сбраживают сахара с образованием лактатов, формиатов, ацетатов, этанола и ацетоина из пируватов.

Таким образом, при размножении термофильных стрептококка и лактобацилл, неспособных сбраживать галактозу, в сыре накапливается свободная галактоза. Лактококки сбраживают свободную, не входящую в состав лактозы или других углеводов галактозу, но только при отсутствии лактозы и глюкозы в среде. Следовательно, в сырах лактококки будут сбраживать галактозу только после того, как сброжена вся лактоза.

Thomas et al. показали, что 10 исследованных ими штаммов сли­вочного лактококка транспортировали галактозу внутрь клетки с помо­щью PEP/PTS системы, а далее метаболизировали ее по тагатозному пути. Поскольку PEP/PTS система имеет низкое сродство к га­лактозе, рост их на среде с содержанием галактозы меньше 30 мМ (0,54%) был очень медленным. Четыре из пяти штаммов молочного лак­тококка транспортировали галактозу пермеазной системой. Все изучен­ные штаммы лактококков, за исключением одного, сбраживали галакто­зу с образованием лактатов, формиатов, ацетатов и этилового спирта, т. е. гетероферментативным путем.

Таким образом, галактоза, образуемая в сыре термофильным стрептококком, молочной и болгарской палочками, при сбраживании лактозы может быть медленно сброжена лактококками после окончания ферментации лактозы по гетероферментативному пути. Альтернативой этому является сбраживание галактозы незаквасочной микрофлорой.

Метаболизм цитратов

В молоке в среднем содержится 0,16% лимонной кислоты, что при­мерно в 30 раз ниже содержания лактозы. В свежем сыре обнаруживается около 1,5 г/кг цитратов. Продукты метаболизма цитратов молочнокислы­ми бактериями - диацетил и С0₂ - играют важную роль в сыроделии. Аромат кисломолочных сыров обусловлен, главным образом, диацети­лом; диацетил также входит в число ароматообразующих соединений твердых сыров, хотя роль его в твердых сырах ниже, чем в кисломолоч­ных. Углекислый газ, образуемый молочнокислыми бактериями из цитра­тов и лактозы, формирует рисунок в сырах голландской группы. Образо­вание С0₂ из цитратов может принести и вред сыроделию: вызвать всплывание сгустка при производстве сыра Коттедж и самокол в твердых сырах. В последнем случае ферментация цитратов происходит в конце первой и во второй половине созревания в результате развития бактерий незаквасочного происхождения при условии, если цитраты не были сброжены микрофлорой закваски во время выработки и на первых этапах созревания. Цитраты не являются источниками энергии для молочнокис­лых бактерий, за исключением энтерококков, поэтому они ферментируют­ся только в присутствии сбраживаемых лактобактериями углеводов.

В мезофильных заквасках для производства твердых и кисломолоч­ных сыров цитраты сбраживают диацетильный лактококк и лейконостоки. Из бактерий, редко включаемых в закваски, цитраты сбраживают Lbc. plantarum, Lbc. casei, Lbc. fermentum. В производстве сыров важен не только сам факт сбраживания цитратов, но и этап, во время которого это происходит: при слишком быстром сбраживании цитратов рисунок в мелких сырах типа Костромского будет мелким, неправильным и даже щелевидным; сбраживание цитратов до формования сыра или слишком поздно может привести к отсутствию рисунка или самоколу.

Протеолиз

Молочнокислые бактерии не могут синтезировать целый ряд ами­нокислот и должны получать их из среды обитания в готовом виде. Лак­тококки имеют абсолютную потребность не менее чем в шести амино­кислотах (глутаминовой, валине, метионине, лейцине, изолейцине и гистидине), а некоторые штаммы также нуждаются в фенилаланине, тирозине, лизине и аланине. Лейконостоки имеют абсолют­ные потребности в валине и глутамине, другие аминокислоты стимули­руют рост лейконостоков или необходимы для развития отдельных штаммов. Потребности термофильного стрептококка в аминокислотах схожи с потребностями лактококков; потребности лактобацилл более сложные, и они недостаточно изучены.

Органический азот молочнокислые бактерии могут усваивать в ви­де свободных аминокислот и низкомолекулярных пептидов, содержа­щих не более семи аминокислотных остатков с молекулярной массой менее 1500, для переноса которых через мембраны имеются системы, зависимые от pH и нуждающиеся в эндогенных источниках энергии.

В свежем молоке содержится такое количество свободных аминокис­лот и низкомолекулярных пептидов, которое достаточно для синтеза не более 5-20% биомассы лактококков от уровня, которого она достигает в свернутом ими молоке (0,5 мг/мл сухого веса, или 1,0-1,5 млрд. КОЕ/мл). Для того чтобы при росте в молоке получить недостающее количество доступного для них органического азота, лактококки долж­ны иметь протеолитические системы, которые также используются ими для биосинтеза собственных белков в клетках.

Для получения источников азота в доступной для них форме лак­тококки имеют полный набор протеолитических энзимов: от протеиназ до амино-, карбокси- и дипептидаз. На рис. 3.4 приведены взаимоотношения между протеолитическими энзимами молочнокислых бактерий и транспортом аминокислот и пептидов в их клетки.

Начальный этап расщепления казеинов происходит при участии протеиназ. Для расщепления белков и крупных пептидов лактококки имеют 4 протеиназы и две пептидазы с узким и широким спектрами дей­ствия, локализованные на клеточной стенке или мембране. Протеиназы лактококков - металлоэнзимы, активные в присутствии Са. Только одна из 4-х протеиназ присутствует у всех штаммов лак­тококков. Неодинаковый набор протеиназ определяет неодинаковые про­теолитические свойства штаммов лактобактерий. Протеиназы непрочно связаны с клеточной стенкой и могут выделяться в среду, вследствие чего лактобактерии могут расщеплять белки вне клетки. Расщепленные ассо­циированными с клеточными стенками протеиназами белки в виде сво­бодных аминокислот, ди- и трипептидов, поступают внутрь клетки. Внутри клетки имеется набор энзимов для расщепления пептидов до аминокислот и синтеза собственных белков (дипептидазы, трипептидазы, аминопептидазы, карбоксипептидазы, протеиназы). На пептидазный транспорт оказывает влияние pH среды: чем выше pH, тем ниже эффек­тивность транспорта, например, дипептида лейцин-лейцин.

У лактобацилл в расщеплении белков основную роль играют также протеиназы, связанные с клеточными стенками, но их количество меньше, а диапазон действия, возможно, уже, чем у лактококков. Так, у болгарской палочки только одна протеиназа, которая связана с кле­точной стенкой и проявляет высокую активность при 45-50° С и pH 5,2-5,8. Этот диапазон не совпадает с условиями выработки сыров в сырной ванне. Активность протеиназ, связанных с клеточными стенками мезофильных лактобацилл, в большой степени зависит от штамма.

У лейконостоков протеиназная активность клеточных стенок очень низкая, возможно, у них вообще отсутствуют протеиназы, ассоцииро­ванные с клеточной стенкой.

Для синтеза собственных протеолитических энзимов лактококкам нужны экзогенные аминокислоты, поэтому они начинают синтез спустя 2-3 генерации после внесения в молоко, когда численность популяции достигнет 8-16% от максимально возможного уровня в молоке при не­контролируемом pH. Таким образом, для нормального раз­вития лактококков в молоке должен быть стартовый запас низкомо­лекулярных аминокислот и низкомолекулярных пептидов.

Гены, управляющие синтезом протеиназ и пептидаз, локализован­ных в клеточных стенках, расположены на плазмидах, в то время как синтез внутриклеточных протеолитических энзимов кодируется хромо­сомной ДНК. В популяции лактококков всегда имеются спонтанные мутанты, которые потеряли плазмиды, кодирующие синтез протеиназ, и поэтому неспособные к расщеплению протеинов (Prt варианты). Обработка акрифлавином, выдержка при 39-40° С, голодание клеток приводят к потере клетками плазмид, кодирущих синтез протеиназ, ас­социированных с клеточной стенкой или мембраной, и превращению Prt⁺ штаммов в Prt варианты, не затрагивающему активность внутри­клеточных протеолитических энзимов.

Существуют стабильные в молоке Prt штаммы лактококков, что может быть обусловлено наличием в их клетках плазмид, имеющих го­мологичные участки и сходный механизм репликации с плазмидами, кодирующими синтез протеиназ, ассоциированных с клеточными стен­ками и мембранами, что делает невозможным одновременное присутст­вие этих плазмид в клетках (Воробьева, Лапина, 1988).

Prt варианты молочнокислых бактерий плохо растут в молоке, ес­ли его не обогатить доступными для лактококков источниками азота. После выращивания в обезжиренном молоке при 22° С в течение 16 ч биомасса Prt варианта сливочного лактококка составила 17-21% от биомассы родительского Prt⁺ штамма, а время его генерации возросло в  3,5 раза. Обычно, чем выше протеиназная активность лактококков, тем быстрее они растут в молоке, но имеются Prt варианты с достаточ­но высокой скоростью роста в молоке, что можно объяснить быстрым автолизом их клеток с высвобождением внутриклеточных энзимов, сре­ди которых есть протеиназы.

Медленно растущие в молоке штаммы и виды молочнокислых бак­терий активизируются в присутствии молокосвертывающих энзимов, которые не влияют на скорость развития быстро растущих культур. Некоторые штаммы термофильного стрептококка расщепляют казеин только в присутствии молокосвертывающих энзимов или при­родных протеиназ молока. Это свидетельствует о том, что низкая протеиназная активность является одной из причин плохого роста в мо­локе так называемых «медленных» штаммов.

Протеиназная активность лактококков и лактобацилл в значитель­ной степени зависят от штамма и вида, пептидазная и аминопептидазная - выше у лактобацилл, у которых более активны внутриклеточные пепти­дазы и аминопептидазы. 80-90% штаммов термофильных лакто­бацилл, в основном Lbc. helveticus, а также болгарской и молочных па­лочек, Lbc. fermentum, выделенные из сывороточных заквасок для про­изводства итальянских крупных сыров, были вообще неактивны по от­ношению к казеину, при сохранении активности внутриклеточных эн­зимов. По-видимому, это связано с их адаптацией к подсырной сыворотке, в которой всегда есть продукты расщепления казеина, или с потерей кодирующих синтез протеиназ плазмид во время выдержки сыворотки при достаточно высоких температурах (для предупреждения роста мезофилов), которую проводят перед использованием в качестве закваски. О широкой распространенности в молоке штаммов Lbc. hel­veticus с низкой скоростью кислотообразования и казеолитической ак­тивностью свидетельствуют опыты Тер-Казарьяна.

Из 59 штаммов мезофильных лактобацилл (в основном Lbc. casei и Lbc. plantarum), выделенных из твердых сыров, только один штамм Lbc. ca­sei обладал достаточно высокой протеолитической активностью. Польские ученые также установили более высокую активность ассоцииро­ванных с клеточными стенками протеиназ лактококков по сравнению с соответствующими протеиназами Lbc. casei. В совместных культу­рах протеолитические системы лактококков и лактобацилл дополняют друг друга, что ведет к взаимному стимулированию роста лактококков и лакто­бацилл. Так, скорость образования свободных аминокислот в совместных культурах Lbc. casei и молочного лактококка по сравнению с чистыми культурами возросла почти в два раза, а количество жизнеспособных кле­ток в период максимума увеличилось примерно в три раза.

Проверка 100 штаммов сливочного лактококка с различными плазмидными профилями, выделенных из двух заквасок, показала, что 20 и 28% из них расщепляли /i-казеин, ни один не расщеплял а-казеин; в опы­тах Exerkate только один штамм сливочного лактококка атаковал а-казеин. Ассоциированные с клеточной стенкой протеиназы лактококков дей­ствуют, по данным Geis et al. (1985), только на β-казеин [180]; по другим данным, они могут атаковать и а-казеин, но с меньшей скоростью. В сырах они атакуют первичные продукты расщепления а-казеина молокосвертывающими энзимами. Эндо пептидаза диацетильного лактококка действует на а s₁-казеин, но не на сывороточные белки.

Протеиназы лактобацилл действуют на α-, β-, æ-казеины, а также на сывороточные белки. Специфичность лактобацилл по отноше­нию к типу казеина зависит от штамма. В опытах El-Soda & Desmazeaud Lbc. helveticus не гидролизовал β-казеин и только частично гидролизо­вал а_s-казеин, молочная и болгарская палочка гидролизовали оба типа казеина. Выделенные другими авторами из сывороточных заква­сок для производства сыра Грана протеолитически активные штаммы Lbc. helveticus быстро гидролизовали весь α- и большую часть β-каеинов, а молочная палочка расщепляла толькоβ-казеин; Lbc. casei, бол­гарская палочка и часть штаммов Lbc. helveticus, которые утратили плазмиду 3,5 М Да, обладали только слабым действием на казеин. Термофильный стрептококк атакует β- и æ-казеины.

Протеолиз под действием молочнокислых бактерий играет громадную роль в формировании органолептических показателей твердых сыров. Так, сыр Чеддер, выработанный с Prt мутантом сливочного лактококка, имел значительно менее выраженный сырный вкус по сравнению с контрольным сыром, выработанным на обычной промышленной закваске.

Липолиз

Липолитическая активность молочнокислых бактерий настолько низкая, что на нее не стоило бы обращать внимание, если бы не важ­ность липолиза в формировании органолептических показателей сыров. В большинстве сыров расщепляется только очень небольшая доля мо­лочного жира, но продукты липолиза играют ведущую роль в формиро­вании вкуса и аромата сыров, потому что они обладают низким вкусо­вым порогом. Сыры из обезжиренного молока не приобретают сырного вкуса и аромата, а у низкожирных сыров вкус всегда менее выражен, чем у полножирных. В свете этого важно выяснить участие мо­лочнокислых бактерий в трансформации липидов во вкусовые и арома­тические соединения твердых сыров (в производстве мягких сыров при­нимает участие микрофлора с гораздо более высокой липолитической активностью, чем липолитическая активность лактобактерий, а в кисло­молочных сырах липолиз не играет роли).

Липолитическая активность молочнокислых и пропионовокислых бактерий показана в табл. 3.1. Липолитическую активность молочнокис­лых бактерий в этом опыте оценивали по приросту содержания свободных жирных кислот (СЖК) в цельном стерильном молоке после семидневного культивирования при оптимальной температуре для роста изучаемого штамма: увеличение содержания СЖК на 4% и выше свидетельствовало о высокой, на 2,0-2,5% - о средней и на 1,5% - о низкой липолитической активности штамма. Липолитическую активность пропионовокислых бак­терий определяли диффузионным методом, выращивая испытуемую культуру в индикаторной среде следующего состава: 30 г пептона, 20 мл 40 %-ной молочной среды, 10 мл дрожжевого автолизата на 1 л водопро­водной воды, 1,2% агара и 1% твина 40 как субстрата, pH среды 7,0. Пер­воначально изучаемый штамм выращивали анаэробно в течение 3 сут в жидкой среде указанного состава, но без агара и твина, и вносили в лунки на индикаторную среду, посевы выращивали в анаэростате в течение 10 сут, затем выдерживали 3-4 сут при комнатной температуре. О липоли­тической активности судили по ширине зоны помутнения вокруг лунок, образуемой кристаллами жирных кислот, высвобождаемых при гидролизе твина: 1-3 мм - низкая; 4—7 мм - средняя и более 7 мм - высокая.

Из молочнокислых бактерий наиболее часто штаммы с высокой липолитической активностью встречались у диацетильного лактококка и швейцарской палочки (Lbc. helveticus), из пропионовокислых бактерий максимальной липолитической активностью обладали штаммы Prb. sher- manii. Высокой липолитической активностью обладают также лейконо- стоки [947]. Таким образом, молочнокислые и пропионовокислые бак­терии обладают определенной липолитической активностью в молоке и питательных средах, которая зависит от их вида и штамма.

Липолитическая активность микрофлоры заквасок проявилась и в сырах. В сырах, выработанных в асептической ванне с применением закваски, содержание СЖК в три раза превышало их содержание в сы­рах, вырабатываемых без закваски. Низкая удельная липолитическая активность молочнокислых бактерий в определенной степени компен­сируется большим их количеством в сырах и длительным контактом с субстратом во время созревания.

Видовые и штаммовые различия молочнокислых и пропионовокис­лых бактерий позволили создать закваски для производства Советского сыра с высокой и низкой липолитической активностью. В зрелом сыре, выработанном на заквасках с высокой липолитической активностью, ко­личество свободных жирных кислот (12,22% от общего количества жир­ных кислот) было в 1,5 раза выше, чем в сырах с заквасками из штаммов с низкой липолитической активностью; сыры первого варианта имели более выраженный сырный вкус и лучшую консистенцию. Штаммы молочно­кислых бактерий с высокой липолитической активностью обладают более высокой кислотообразующей и протеолитической активностью.

Штаммы молочнокислых и пропионовокислых бактерий отличают­ся не только по скорости гидролиза липидов, но и по спектру высвобо­ждаемых жирных кислот. Более высокое качество имел Совет­ский сыр, выработанный на заквасках с наиболее высоким отношением ненасыщенных к насыщенным свободным жирным кислотам, высвобо­ждаемым при липолизе.

Бактериальные закваски для сыроделия обладают фосфолипазной активностью, особенно по отношению к фосфатидилэтаноламину и фосфатидилхолину. Закваски с высокой фосфолипазной активно­стью, в отличие от заквасок с высокой липолитической активностью, ухудшают качество сыра.

Крайне желательно, чтобы липолиз в сырах, кроме специфических видов, например, вырабатываемых с участием плесневых грибов или экзогенных липаз, проходил под воздействием только молочнокислых бактерий, обладающих низкой липолитической активностью по сравне­нию с представителями других родов, потому что слишком активный липолиз приводит к появлению разнообразных пороков сыра, и прежде всего прогорклого вкуса. Низкое содержание свободных жирных кислот обусловливает невыраженный сырный вкус.

Более подробно биотрансформация компонентов молока в сыре из­ложена в гл. 11.

Ингибирование и подавление роста посторонней микрофлоры

Молочнокислые бактерии играют ведущую роль в подавлении или ингибировании роста технически вредной и патогенной микрофлоры. Антибактериальные факторы молочнокислых бактерий можно разде­лить на две группы: неспецифические и специфические, перечень их приведен в табл. 3.2.

Из неспецифических факторов образование органических кислот, снижение pH и быстрое использование источников энергии, наиболее доступных для большинства вредных для сыроделия микроорганизмов, непосредственно связано со сбраживанием молочнокислыми бактериями лактозы. Большинство вредных для сыроделия бактерий не растет при pH кисломолочных сыров, но растет в питательных средах при значе­ниях pH, характерных для твердых сычужных сыров (5,0-5,5). Однако в сырах pH снижается в результате образования молочнокислыми бакте­риями молочной и уксусной кислот, а ингибирующее действие органи­ческих кислот намного выше, чем неорганических. Молочная кислота, например, ингибирует развитие кишечной палочки при pH 5,1 в такой же степени, как соляная кислота при pH 4,5. По мнению некоторых ав­торов, происходит это потому, что органические кислоты, в отличие от неорганических, проникают внутрь бактериальной клетки, вызывая не­обратимые изменения цитоплазмы [912]. Кроме того, минимальные зна­чения pH для роста микроорганизмов определяют при прочих оптималь­ных условиях, а в сырах и другие факторы, особенно содержание Ог и температура, далеки от оптимальных значений для роста большинства представителей патогенных и технически вредных микроорганизмов.

Лактококки и лактобациллы быстро связывают большую часть растворенного в молоке и водной фазе сыра кислорода, снижая редокс- потенциал в сыре до - (140-150) мВ, тем самым делают невозможным рост в сырной массе облигатных аэробов и сильно ограничивают рост факультативных анаэробов. Сочетание анаэробных условий и отсутствия углеводов подавляет рост многих факультативных анаэробов, которые в отсутствие кислорода обладают абсолютной по­требностью в углеводах.

Специфический антагонизм молочнокислых бактерий по отношению к технически вредной микрофлоре сыра очень важен в тех случаях, когда совокупность неспецифических антагонистических факторов недостаточ­на для подавления ее развития в сырах. Конкретным примером являются маслянокислые бактерии, которые не нуждаются для роста в сыре ни в лактозе (они получают энергию в сырах за счет сбраживания лактатов), ни в кислороде и сравнительно устойчивы к pH. Широкое промышленное применение в сыроделии нашли молочнокислые палочки, образующие достаточное количество перекиси водорода для ингибирования роста в сырах маслянокислых бактерий без угнетения роста лактококков. Если степень неспецифического антагонизма определяется в основном видовой принадлежностью молочнокислых бактерий, то специфический антагонизм зависит главным образом от индивидуальных особенностей штаммов. Как правило, штаммы с низкой скоростью кислотообразования обладают более выраженным специфическим антагонизмом.