На сыродельных заводах микрофлору заквасок и препаратов пере­водят из анабиоза в активное состояние и размножают до требуемых для производства количеств. Приготовление производственных заквасок из консервированных - чрезвычайно ответственная операция, поскольку на этом этапе закваску можно загрязнить бактериофагами и посторонней микрофлорой и сделать ее непригодной для выработки сыров.

Производственные закваски готовят из консервированных переса­дочным способом, показанным на рис. 5.1. Для приготовления этим мето­дом производственной закваски одну порцию сухой закваски, например, БЗ-СМС, с соблюдением правил асептики вносят примерно равными пор­циями в четыре колбы с 500 мл стерилизованного или пастеризованного в течение часа при 95° С молока в каждой, заквашенное молоко инкубируют при 29-31° С до сквашивания, которое обычно происходит через 14—18 ч. Перед внесением сухой культуры в молоко ее растворяют в 20-30 мл этого же молока в стерильной ступке со строгим соблюдением правил асептики. На следующий день из одной колбы с первичной закваской готовят вто­ричную закваску, три оставшиеся ставят в холодильник с температурой не выше 8° С. Для приготовления вторичной закваски первичную закваску в количестве от 2 до 5% вносят в пастеризованное при 95° С в течение 30-45 мин и охлажденное до 32-30° С молоко, тщательно перемешивают сразу после внесения и спустя 1-1,5 ч, после чего инокулированное моло­ко оставляют в покое при 29-31° С до свертывания, которое происходит при 2 %-ной посевной дозе через 6-10 ч, при 5 %-ной - через 5-7 ч. После свертывания молока вторичную закваску или сразу используют для приго­товления производственной закваски, или быстро охлаждают до темпера­туры ниже 8° С и хранят при этой температуре до использования.

На третий день из второй колбы с первичной закваской готовят вторую партию вторичной закваски, а из вторичной закваски, приготов­ленной в предыдущий день, готовят производственную закваску по то­му же режиму, по которому готовили вторичную закваску. Очень важно производственную закваску быстро охладить сразу после приготовле­ния (при достижении кислотности 80-90° Т), так как дальнейшая выдержка закваски при температуре выращивания снижает количество и активность бактериальных клеток лактобактерий. Размер посевной до­зы, а значит, и время свертывания можно менять, сообразуясь с режи­мом работы заквасочного отделения, памятуя при этом, что чем быстрее свертывается молоко, тем ниже опасность размножения в закваске по­сторонней микрофлоры и бактериофага, попадающих в закваску при нарушении правил асептики при инокуляции.

В день использования последней колбы с первичной закваской го­товят новую партию первичной закваски. Если при использовании пер­вой партии активность производственной закваски не снижалась, о чем можно судить по ее кислотности или скорости нарастания кислотности сыворотки во время выработки сыра и pH сыров после прессования, то для приготовления второй партии первичной закваски можно брать консервированную закваску той же даты выработки, в противном слу­чае требуется сменить дату выработки исходной закваски, так как за­кваски разных дат выработки имеют разный штаммовый состав, а сле­довательно, чувствительны к разным видам бактериофагов. Смена штаммового состава заквасок с целью защиты их от бактериофагов на­зывается ротацией заквасок.

Из одной порции сухой БЗ-СМС трехпересадочным методом при­готовляют при 2 %-ной посевной дозе 1250 л производственной заква­ски, при 5 %-ной - 200 л производственной закваски.

При использовании других видов консервированных заквасок мо­гут меняться температура и продолжительность культивирования, по­севные дозы, а также может возникнуть необходимость обогащения молока стимуляторами роста при приготовлении закваски медленно растущих в молоке видов и штаммов лактобактерий (Leuconostoc, Lbc. plantarum). Преимущества трехпересадочного метода - небольшой расход консервированных заквасок, высокая активность клеток в гото­вых заквасках, недостаток - большая опасность загрязнить закваску во время пересадок посторонней микрофлорой и бактериофагами, дли­тельный процесс приготовления производственной закваски.

За рубежом обычно используют следующий режим приготовления пересадочных и производственных мезофильных заквасок: посевная доза 0,5%, температура 21° С и продолжительность инкубации 16 ч. Этот режим удобен для небольших заводов, на которых выработ­ку сыра проводят один раз в день: молоко для приготовления закваски инокулируют в конце смены, закваску на ночь оставляют при комнат­ной температуре, к началу выработки сыра на следующий день она го­това к употреблению. Главный недостаток этого режима большая опас­ность репродукции бактериофагов до высокого уровня. При 21° С время генерации лактококков в молоке равно 2,2 ч, при 30° С - 1 ч. Для достижения максимального выхода биомассы лактококков при посев­ной дозе 0,5% нужно 7,5 генерации, на что должно быть затрачено при 30° С 7-8 ч, при 21° С - около 16 ч.

Схема использования БП и БК показана на рис. 5.2. Существуют три метода применения препаратов: I - непосредственное внесение в молоко для выработки сыра; II - приготовление производственной закваски из препарата (концентрата) без приготовления пересадочных заквасок; III - внесение в молоко для выработки сыра или приготовления производст­венной закваски после кратковременной активизации препарата.

Непосредственное внесение препаратов и концентратов в молоко для выработки сыра исключает их заражение посторонней микрофлорой и бактериофагом, повышает выход сыра по сухому веществу на 0,27%, но сопряжено с очень большим их расходом, а стоят препараты дорого. Тем не менее предприятия должны иметь запас препаратов для непосредственного их использования в критических ситуациях, когда задержка переработки молока из-за отсутствия закваски может принес­ти большие убытки, перекрывающие стоимость концентратов. Из уг­личских препаратов для непосредственного внесения в сырную ванну наиболее пригоден БК-С.

Для широкого использования метода непосредственного внесения концентратов в молоко для выработки сыра нужно совершенствовать производство и снижать стоимость препаратов. В Англии непосредст­венное внесение концентрированных сублимированных препаратов в смесь для выработки сыра уже применяется в промышленных масшта­бах.

Расход препаратов (БП-4, БК-С) при их использовании для приготов­ления производственной закваски в настоящее время составляет одну пор­цию (~ 1 г) на 300 л закваски, т. е. примерно в четыре раза выше, чем рас­ход БЗ при использовании трехпересадочным методом. При дозе внесения производственной закваски в молоко 0,5%, расход препарата составит од­ну порцию на 6 т сыра. Однако повышение затрат на БП по сравнению с затратами на БЗ во много раз перекрывается снижением расходов на при­готовление производственной закваски, а главное - повышением качества сыров, поскольку исключение пересадок резко сокращает случаи загряз­нения производственной закваски посторонней микрофлорой и потери ее активности из-за действия бактериофага.

При внесении 1 г препарата на 300 л молока при приготовлении производственной мезофильной закваски молоко свертывается за 14-18 ч. При столь длительном свертывании попадание в молоко даже небольших количеств технически вредной или патогенной микрофлоры, а также бак­териофагов может привести к их размножению до высокого уровня, что нанесет неисправимый ущерб показателям качества и безопасности сы­ров. Продолжительность свертывания можно сократить примерно в два раза, если перед внесением в молоко для приготовления производствен­ной закваски препараты активизировать путем двух-трехчасовой выдерж­ки в небольшом объеме стерилизованного молока (1 г препарата в 1-3 л молока) при оптимальной температуре. Во время активизации микрофло­ра препаратов успевает пройти фазу задержки роста и начинает активно размножаться сразу после внесения в молоко для производственной за­кваски или выработки сыра. Небольшой объем молока для активизации позволяет проводить ее в асептических условиях.

Активизация препарата при непосредственном внесении в молоко для выработки сыра сокращает его расход примерно в два раза. Расход препа­ратов в этом случае составляет от 2 до 10 порций, или от 500 до 2500 еди­ниц активности на 1 т сыра (за ед. активности принято 250-10⁹ КОЕ лакто­бактерий закваски), что в 12-120 раз выше, чем при приготовлении из пре­паратов производственной закваски.

В табл. 5.2 показано влияние способа приготовления производст­венной закваски из бактериальных препаратов на развитие БГКП. Целью этого опыта было выявить преимущества приготовления произ­водственной закваски из сухого концентрата с предварительной активи­зацией последнего. В качестве критерия взято развитие БГКП, которые специально и в равных дозах вносили в пастеризованное молоко, ис­пользуемое для приготовления производственной закваски. Результаты опыта показывают существенное снижение скорости накопления био­массы БГКП при использовании активизированного препарата, особен­но в отсутствие бактериофагов.

При приготовлении пересадочных и производственных заквасок, активизации препаратов берут сырое молоко высшего сорта, не содер­жащее ингибиторов бактериального роста. Тепловую обработку молока ведут в той же емкости, в которой будут готовить производственную закваску или проводить активизацию препарата. При использовании для приготовления закваски обезжиренного молока отобранное для его по­лучения молоко высшего сорта сепарируют в первую очередь, после мойки и санитарной обработки сепаратора.

Допускается вносить в молоко для приготовления заквасок, акти­визации препаратов и непосредственно для выработки сыра стимулято­ры роста микрофлоры закваски. В России для этой цели выпускаются биологические препараты Актибакт-Углич-М и Биолакт, которые вно­сят в молоко до термической обработки в количестве 200 г на 100 л или 0,05-0,1%. Внесение в молоко для активизации бакте­риальных препаратов Актибакт-У-М вдвое сокращает их потребность. Внесение препарата Биолакт в молоко для выработки мелких сычужных сыров ускорило размножение и кислотообразующую активность мик­рофлоры закваски, сократило время обработки сырного зерна, улучши­ло органолептические показатели сыра и сократило продолжительность его созревания на 24-28%. Препараты особенно рекомендуется приме­нять весной, когда активность лактококковой микрофлоры в молоке часто бывает низкой. В стимулирующих препаратах нельзя проводить гидролиз лактозы, так как в этом случае в производственной закваске могут активно размножаться лактозонегативные мутанты лактококков, что снижает активность молочнокислого процесса в сырной ванне, ак­тивизирует рост технически вредной и патогенной микрофлоры.

За рубежом распространены сухие среды для приготовления про­изводственных заквасок, в основе которых лежит сухое обезжиренное молоко высокого качества, стимуляторы роста медленно размножаю­щихся в молоке видов и штаммов лактобактерий. В сре­ды включают соли (цитраты или фосфаты) для связывания ионов Са²⁺, необходимых для репродукции бактериофагов, и буферные соли (чаще тримагнийфосфат) для поддержания pH среды на благоприятном для развития лактококков уровне (5,1-5,2). Применение сухих сред удоро­жает производство заквасок, но снижает степень репликации бактерио­фагов во время приготовления закваски на молочных заводах, что улучшает качество сыра и окупает затраты на покупку сред. Масса мик­рофлоры в этих заквасках благодаря контролю pH выше, чем в молоке, что позволяет снизить дозу закваски.

Добавление в молоко 0,005-1,0% лецитина заметно увеличивает кислотообразующую активность сливочного лактококка.

Очень важно регулирование pH среды. Установлено, что выдержка лактококков в среде с pH ниже 5,0 приводит к снижению активности цито­плазматических энзимов (Harvey, 1965), повреждает мембрану и вызывает утечку содержимого клеток (Marquis et al., 1973). Лактококки после выдержки при таком pH показывают при пересадках увеличение фазы за­держки роста и пониженную активность. В размножающихся клетках лак­тококков pH содержимого на единицу выше, чем в окружающей среде; для поддержания этого градиента pH требуется энергия. В незабуференных сре­дах размножение и гликолиз у лактококков прекращается при pH 4,4-4,2, что должно привести к исчезновению градиента pH между средой и клет­кой. Под воздействием высоких концентраций ионов водорода происходит денатурация протеинов в клетке, что снижает их активность. Максималь­ную активность при инокуляции молока показывают закваски с pH 5,0, когда количество клеток достаточно велико и они не получили поврежде­ний, обусловленных низким pH. Следовательно, очень важно культи­вировать закваски в средах с внутренним контролем pH, достигаемым ог­раничением в них содержания углеводов и наличием буфера, так чтобы pH в них не снижался ниже 5,0. Следует отметить, что многие авторы считают, что закваску нужно вносить в молоко для выработки сыра при pH 4,6-4,7, когда она содержит 0,6-0,7% молочной кислоты (67-77° Т), т. е. сразу после свертывания молока.

Очевидной казалась бы необходимость накопления биомассы за­кваски при оптимальной температуре для роста ее микрофлоры, так как в этом случае время приготовления закваски будет минимальным, что уменьшит возможности для размножения посторонней микрофлоры. Однако в случае использования заквасочников без автоматической сис­темы регулирования температуры по заданной программе температуру культивирования и дозу инокулята нужно выбирать с таким расчетом, чтобы закваска приобретала готовность во время присутствия оператора на рабочем месте, который должен немедленно после достижения го­товности закваски включить систему ее охлаждения и тем самым пре­дупредить снижение активности закваски, вызываемое экспозицией клеток при низком pH. Начинать охлаждение можно сразу после свер­тывания молока при снижении pH до 4,6. При таком pH мезофильные закваски обладают высокой активностью. При 4-6° С закваска с оптимальной кислотностью может храниться без снижения активности несколько дней. При более высоких температурах активность закваски быстро снижается (Q_!0 в интервале температур от 10 до 37° С равен 2,2-3,5). Обычно молоко при приготовлении закваски ино- кулируют вечером с таким расчетом, чтобы закваска приобретала го­товность утром в начале работы. Продолжительность накопления био­массы лучше регулировать объемом инокулята, так как отклонение от оптимальной температуры культивирования может изменить соотноше­ние между входящими в нее видами и штаммами молочнокислых бакте­рий. Небольшая посевная доза и оптимальная для роста лактококков температура культивирования закваски увеличивает долю диацетильного лактококка в Д-заквасках и уменьшает долю лейконостоков в Л-заквасках; небольшая посевная доза, повышенные температуры инкубации, выращивание в средах с высоким pH может превратить ДЛ-закваски в Д-закваски. Диацетильный лактококк может вытеснить сливочный и молочные лактококки из Д-заквасок.

Устанавливая температуру культивирования комбинированных за­квасок бифидобактерий и ацидофильной палочки на уровне 35-36° С, можно увеличить в них долю бифидобактерий, при температурах 38-39° С возрастает доля ацидофильной палочки.

Зачастую температуру культивирования мезофильных заквасок сни­жают до 21-25° С, чтобы повысить выраженность вкуса и аромата заква­ски, во многом обусловленных содержанием в них диацетила. Содержание диацетила в закваске при 18° С было в 1,7 раза выше, чем при 30° С, что обусловлено высокой активностью диацетилредуктазы при 30° С. Однако для производства сыра важно содержание в закваске не диацетила, а лактобактерий, способных образовывать диацетил и СО2 в сыре, доля которых в закваске должна быть ограничена, поэтому содержа­ние диацетила не является прямым показателем качества заквасок.

Доза внесения производственной закваски в молоко для выработки сыра должна быть такой, чтобы обеспечить необходимую скорость кисло- тообразования во время выработки сыра, контролируемую кислотностью сыворотки и pH сыра после прессования. Она зависит от самой закваски, качества молока, технологии сыра. Желательно систематически проводить пробу на активность закваски, заключающуюся в инокуляции пастеризо­ванного молока для выработки сыра определенным количеством испыты­ваемой закваски (обычно 3%), выдержке инокулированного молока в те­чение трех часов при оптимальной температуре и фиксировании степени увеличения его кислотности. Путем систематических наблюдений уста­навливается зависимость между нарастанием кислотности молока и коли­чеством закваски, которое нужно внести в молоко для достижения опти­мальной скорости кислотообразования в сырной ванне. При снижении активности закваски выясняют и устраняют причины этого снижения.

При воздействии на клетки лактобактерий сублетальных внешних факторов кислотообразующие системы инактивируются раньше, чем протеолитические, что находит практическое применение. Так, при вы­работке низкожирного Литовского сыра в опытном варианте в молоко вносили 3% лактококковой закваски, подвергнутой тепловому шоку (нагрев при 56-60° С без выдержки), и 0,85% этой же закваски в актив­ной форме, в контрольном варианте - только 1% активной закваски. При одинаковой скорости увеличения кислотности сыворотки в контроле и опыте степень зрелости опытных сыров по Шиловичу была выше на 10° в 30-суточном возрасте, на 5° - в 45-суточном возрасте; опытные сыры имели более выраженный сырный вкус и аромат.

Разработан способ приготовления производственной закваски с промежуточной нейтрализацией среды. Молоко для приго­товления производственной закваски этим методом сначала подкисляют до pH 5,0, затем нейтрализуют до pH 7,0 добавлением NaOH, после чего выдерживают еще 2 ч при температуре приготовления закваски. Кон­центрация жизнеспособных клеток в такой закваске повышается в два раза по сравнению с их концентрацией в закваске, приготовляемой обычным методом, что позволяет снизить дозу внесения закваски. Не­достатком этого метода является опасность загрязнения закваски во время нейтрализации посторонней микрофлорой и бактериофагом и увеличение продолжительности их размножения в закваске, обуслов­ленное нейтрализацией среды. Метод может быть использован при не­хватке емкостей для приготовления закваски.

Во ВНИИМС разработан биологический препарат Актибакт-Углич, содержащий энзиматический гидролизат белков молока, кукурузный экстракт, препарат витамина В₁₂ (КМБ-12), ионы Mn, Fe, Си, Со. Добав­ление 0,25% препарата в молоко повышает качество производственных заквасок (табл. 5.3) и вырабатываемого с ними сыра (табл. 5.4).