Маслянокислые бактерии - возбудители позднего вспучивания сы­ров, что подразумевает их размножение во второй половине созревания сыров. Это не совсем так, о чем свидетельствует динамика размножения маслянокислых бактерий, показанная в табл. 6.19 и 6.20 на примере сы­ров Костромской и Российский. Молоко для выработки сыров после па- стризации инокулировали коллекционными штаммами маслянокислых бактерий из расчета примерно 250 спор/мл. В сырах после прессования концентрация спор маслянокислых бактерий во всех вариантах умень­шилась по сравнению с их концентрацией в смеси, в 2,3-19,2 раза, хотя она должна была увеличиться примерно в 10 раз даже без размножения маслянокислых бактерий, так как почти все споры из смеси переходят в сгусток. Условия выработки сыра не могут вызвать гибель спор, они благоприятны для их прорастания, но проросшие споры теряют ус­тойчивость к нагреванию и не выявляются при определении содержания спор в исследуемом субстрате. В это же время начинается вегетативный рост маслянокислых бактерий, поскольку в молоке после пастеризации вегетативные клетки маслянокислых бактерий отсутствовали, а в сырах после прессования насчитывалось в 1 г (3-14)-10³ клеток Cl. tyro­butyricum, 9-10³ Cl. butyricum и 2,5-10³ Cl. pasteurianum. Как и следовало ожидать, наиболее быстро размножался Cl. tyrobutyricum. Неожиданным оказалось более быстрое размножение маслянокислых бактерий в Рос­сийском сыре во время выработки, что, возможно, обусловлено более быстрым развитием в нем молочнокислых бактерий, которые на первом этапе своего развития стимулируют рост маслянокислых бактерий. Та­ким образом, во время выработки сыра маслянокислые бактерии, как и в лабораторных опытах, размножаются параллельно с молочнокислыми бактериями.

В Российском сыре Сl, tyrobutyricum размножался до 10-суточного возраста, потом количество его жизнеспособных клеток начало умень­шаться, вначале медленно, затем быстро. Количество жизнеспособных клеток в этом сыре в период максимума было ниже, чем максимальное их количество в Костромском сыре, примерно в 16 раз, а в зрелом сыре - в 600 раз, что свидетельствует о более медленном развитии маслянокис­лых бактерий в Российском сыре во время созревания, и это закономер­но, учитывая более высокую активную кислотность этого сыра.

Cl. butyricum размножался в Российском сыре только до 30-суточного возраста, после чего количество его клеток стало уменьшаться. В период максимума содержание жизнеспособных клеток этого вида было несколь­ко ниже, чем максимальное количество клеток Cl. tyrobutyricum. Cl. pasteurianum размножался только во время выработки сыра. Никаких види­мых признаков маслянокислого брожения в Российском сыре не было.

В Костромском сыре размножение маслянокислых бактерий про­слеживалось до 5-суточного возраста, в сырах 10-15-суточного возраста содержание вегетативных клеток Cl. tyrobutyricum было ниже, чем в 3-5-суточных сырах. Оно снова начало возрастать в сырах, начиная с 25-суточного возраста. В 45-суточных сырах количество клеток Сl. ty­robutyricum было достаточно, чтобы вызвать дефекты в органолептических показателях Костромского сыра: в нем появился прогорклый, слегка сали­стый вкус, рваные глазки, белесый цвет теста, но вспучивания не было.

Результаты этого опыта и многочисленные последующие наблю­дения за развитием маслянокислых бактерий свидетельствуют о трех- фазности маслянокислого брожения в сырах: первая фаза - прорастание спор и вегетативный рост во время выработки и на первом этапе созре­вания сыра; вторая фаза - отсутствие размножения и даже снижение количества жизнеспособных клеток; третья фаза - вознобновление рос­та. Продожительность и время наступления каждой фазы вариабельны, что обусловлено особенностями микробиологических и физико-хими­ческих процессов в различных сырах.

Наличие первой фазы вполне объяснимо, так как во время выра­ботки и в начале созревания условия в сырной массе наиболее благо­приятны для развития маслянокислых бактерий. Труднее объяснить су­ществование второй фазы. Прекращение видимого размножения масля­нокислых бактерий, означающее окончание первой фазы, может быть вызвано снижением pH сыра до близкого к нижней границе для их рос­та. В пользу этого говорит то, что первая фаза кончается, когда pH сы­ров достигает минимального уровня. После этого pH сыров начинает медленно повышаться за счет протеолиза. Кроме этого, метаболизм маслянокислых бактерий, в частности сбраживание лактатов, может очень медленно продолжаться без деления клеток, в результате чего pH в ближайшем окружении клеток или колоний маслянокислых бактерий будет также медленно повышаться. Возникнет цепная реакция: масля­нокислые бактерии медленно повышают pH, сбраживая лактаты, а по­вышение pH ускоряет сбраживание лактатов. При повышении pH до определенного уровня маслянокислые бактерии начнут размножаться в сыре с достаточно высокой скоростью, и начнется третья фаза. Одной из причин начала активного роста маслянокислых бактерий на третьем этапе может быть увеличение в сыре низкомолекулярных продуктов протеолиза, стимулирующих рост маслянокислых бактерий. Обычно интенсивность протеолиза во вспученных сырах выше, чем в доброка­чественных, но это может быть и причиной, и следствием развития воз­будителей вспучивания. Третья фаза заканчивается после дости­жения А _в в центре головки сыра нижней границы для роста маслянокис­лых бактерий или продолжается до конца созревания.

Одной из причин прекращения роста маслянокислых бактерий на первом этапе созревания сыра может быть накопление лактококками в сырной массе специфических антибиотических веществ, но это малове­роятно, учитывая очень слабое антибиотическое действие лактококков на маслянокислое брожение, за исключением низинообразующих штам­мов, которые в составе заквасок не используются.

Первая фаза маслянокислого брожения всегда будет возникать в сырах, если в молоке есть споры маслянокислых бактерий. Об этом сви­детельствует наличие небольших количеств масляной кислоты во всех сырах, даже при отсутствии видимых признаков маслянокислого бро­жения.

Второй фазы может не быть, если молочнокислое брожение идет слишком медленно и pH сыров не опускается до уровня ниже 5,4-5,5, а молоко содержит много спор Сl. tyrobutyricum или Сl. butyricum. В этом случае маслянокислые бактерии могут вызвать вспучивание сыров даже в 10-15-суточном возрасте за счет сбраживания лактатов и лактозы.

Третьей фазы маслянокислого брожения при наличии второй мо­жет не быть, если в молоке содержится небольшое количество спор маслянокислых бактерий (не более 10 спор/г), а pH сыров быстро сни­жается до 5,2-5,3, или ниже (в соответствии с видом вырабатываемого сыра), и содержание соли в водной фазе центральных слоев головки сыра через 25-30 сут превысит 4,1%, т. е. предельный уровень для роста маслянокислых бактерий при pH сыра (табл. 6.17). В этом случае мета­болизм маслянокислых бактерий может быть полностью подавлен или же находиться на низком уровне, недостаточном для повышения pH сыра до требуемой для активного размножения маслянокислых бакте­рий величины. Чем быстрее pH сыра снижается до 5,3, чем ниже сте­пень загрязнения сыра маслянокислыми бактериями и короче срок со­зревания сыра, тем больше вероятность того, что третья фаза развития маслянокислых бактерий не наступит и сыр не приобретет дефектов, вы­зываемых маслянокислыми бактериями.

Данные, приведенные в табл. 6.19 и 6.20, свидетельствуют о том, что в сырах маслянокислые бактерии или не образовывали спор, или образовывали их в незначительных количествах, что может быть обу­словлено низким pH сырной массы. Следовательно, оценивать размно­жение маслянокислых бактерий в сыре по содержанию только спор мас­лянокислых бактерий, как это обычно делают, нельзя. Более точным критерием в этом случае является содержание масляной кислоты в сыре. О решающем влиянии скорости молочнокислого брожения на развитие маслянокислых бактерий в Российском сыре свидетельствуют результа­ты опыта, представленные на рис. 6.15. Молоко в опыте после пастеризации инокулировали спорами маслянокислых бактерий в коли­честве 25-250 спор/мл. В этом сыре pH после прессования должен быть равен 5,15-5,25; pH сыров в 15-сугочном возрасте выше 5,3 свидетельствует о низкой скорости молочнокислого брожения. В сырах с таким pH количе­ство клеток маслянокислых бактерий приблизилось к критическому уров­ню (-2,5-10⁵ г^-1) или его превысило. Таким образом, даже при небольшом снижении активности молочнокислого брожения и высоком обсеменении молока спорами маслянокислые бактерии могут вызвать порчу достаточно стойкого к маслянокислому брожению Российского сыра.

Развитие маслянокислых бактерий в сыре в значительной степени зависит от состава микрофлоры закваски. На рис. 6.16 показано содер­жание маслянокислых бактерий в Костромском сыре, выработанном с традиционной (К) и содержащей штаммы молочнокислых бактерий со специфическим антагонистическим действием на клостридии (О), за­квасками.

В К-сыре содержание маслянокислых бактерий равнялось пример­но 10⁶ г^-1, т. е. превысило критический уровень, в О-сыре оно равнялось З-10³ г^-1 или было ниже этого уровня. Результаты органолептической оценки (средние по 6 повторностям) приведены в табл. 6.21. Степень выраженности пороков сыра зависела от количества вегетативных кле­ток маслянокислых бактерий в период максимума. Они выражаются в появлении прогоркло-слащавого вкуса, мажущейся консистенции, беле­сой окраски сырного теста, рваного, броженого рисунка, переходящего во вспучивание головок. Признаки маслянокислого брожения появля­ются при содержании в сыре примерно 2-10⁵ г^-1 клеток маслянокислых бактерий, вспучивание наступает, когда их количество достигнет не­скольких млн./г. Выше указывалось, что размножение маслянокислых бактерий может происходить без видимого газообразования. Таким обра­зом, спектр пороков сыра, вызываемых маслянокислыми бактериями, достаточно широк и не ограничивается поздним вспучиванием.