Маслянокислые бактерии являются наиболее опасными возбудите­лями порчи твердых сыров по следующим причинам:

• обсеменение молока спорами маслянокислых бактерий происходит за пределами молочного завода, и сыроделы имеют ограниченные возможности его предотвращения;
• пастеризация молока не уничтожает бактериальные споры;
• комплекс факторов, обусловливающий неспецифический антаго­низм молочнокислых бактерий заквасок (конкуренция за лактозу, создание анаэробных условий), не всегда предотвращает развитие маслянокислых бактерий до опасного для качества сыра уровня;
• маслянокислые бактерии, сбраживающие лактаты, обеспечены энергией на протяжении всего периода созревания сыров.

Силос и гигиена получения молока. Меры профилактики масляно­кислого брожения в сырах должны проводиться по нескольким направ­лениям. Содержание в молоке спор лактатферментирующих клостридий должно нормироваться, и оплата за молоко должна проводиться с уче­том их содержания. Эта мера должна стимулировать качество силосова­ния и соблюдение гигиенических условий получения молока. Необхо­димо разъяснять производителям молока, что предупреждение масляно­кислого брожения в силосе - это не только повышение сыропригодно- сти молока, но и увеличение кормовой ценности и качества корма. Крайней мерой служит запрещение скармливания коровам силоса в зоне производства крупных сыров, что практикуется в Швейцарии, Бавар­ских Альпах, некоторых областях Франции. Полностью предупре­дить развитие маслянокислых бактерий в силосе, как и в сыре, невоз­можно, поэтому в молоке при скармливании коровам силоса всегда бу­дет какое-то количество спор маслянокислых бактерий.

Вторая группа мер по профилактике маслянокислого брожения в сырах направлена на удаление спор из молока, к числу которых отно­сятся бактофугирование и микрофильтрация.

Бактофугирование. Бактофугирование заключается в использова­нии центробежной силы для удаления из молока бактериальных клеток и спор. Молоко бактофугируют после фильтрования и тепловой обработки при температурах 55-65° С; количество удаленных клеток микроорганизмов в молоке до и после бактофугирования по сравнению с исходным (%) равнялось соответственно: общее количество 78 и 98; БГКП - 76 и 99; псевдомонад - 96 и 98; термостойких бактерий 29 и 67; споровых анаэробов 50 и 91. Бактофугированием можно удалить из молока до 93% (чаще 65-80%) спор и 80-90% общего количества микроорганизмов. Часть авторов считает, что однократное бактофугирование удаляет из молока 97,4-98,8% спор маслянокислых бактерий, что, по-видимому, сильно завышено; в любом случае этого недостаточно для предотвращения маслянокислого брожения, и в период высокого обсеменения молока спорами нужно проводить или двухкрат­ное бактофугирование, или в бактофугированное молоко добавлять нит­раты. Kalzendorf считает, что бактофугирование может быть альтернативой нитратам, если содержание спор маслянокислых бактерий в молоке не больше 6 спор/мл.

В результате двукратного бактофугирования в молоке снижается содержание жира на 0,2%, белка на 0,17%, Са - на 8%, фосфора - на 2,2%, что уменьшает выход сыра и приводит к появлению мажущейся консистенции. Во избежание этого шлам в сепараторе после бактофугирования, содержащий 2% белка, стерилизуют и вновь вносят в бактофугированную смесь для выработки сыра. Однако немецкий Институт гигиены молока не рекомендует использовать оса­док для пищевых целей, поскольку в нем концентрируются липосахариды, к которым принадлежат эндотоксины. Количество липосаха­ридов в осадке составляет 162-912 нг/мл. В то же время в бактофугаге содержание липосахаридов снижается на 80%, что повышает гигиени­ческие свойства молока. Исключение осадка из переработки мо­жет снизить выход сыра на 6%.

Микрофильтрация. Фирмой «Альфа-Лаваль» разработана система бактериальной очистки молока Bactocatch. В со­ответствии с этой системой молоко нагревают до 35-50° С и сепариру­ют. Обезжиренное молоко нагревают до 48° С и подвергают микро­фильтрации с использованием керамических мембран с диаметром пор 0,1-10 мкм. Молоко по отношению к мембране подают тангенциально, что обеспечивает одинаковое давление на всю площадь мембраны. Bactocatch удаляет из молока 99,0-99,9% клеток микроорганизмов. Микрофильтрат, объем которого около 90% от объема исходного моло­ка, представляет собой обезжиренное молоко с очень низкой бактериаль­ной обсемененностью. Перед переработкой на сыр его смешивают со стерилизованными сливками. Стойкость при хранении молока после микрофильтрации возрастает до 14 дней без потери исходных вкусовых и других органолептических свойств. Ретентат обезжиренного молока можно стерилизовать и использовать для выработки сыра, но предпоч­тительнее его использовать на корм скоту. Этот метод иногда называют холодной стерилизацией. Споры маслянокислых бактерий, листерии и сальмонеллы с помощью этой системы почти полностью удаляются из молока. Потери казеина при обработке молока микро­фильтрацией не превышают 1%. Созданы установки со скоростью потока 550 л/м²/ч и продолжительностью непрерывной работы между мойками 8-10 ч.

По результатам опытов египетских ученых, микрофильтрация снижает общую бактериальную обсемененность обезжиренного молока на 96%, не оказывает заметного влияния на содержание в нем сухих веществ, общего белка, небелкового азота, лактозы, Са, на время сы­чужного свертывания и плотность сычужного сгустка. Они делают вывод о возможности использования микрофильтрованного молока в сыроделии вместо подвергнутого тепловой обработке.

В табл. 6.22 показаны затраты на обработку различыми методами молока для предупреждения маслянокислого брожения в сыре. Стоимость микрофильтрации ниже стоимости обработки лизоцимом и близ­ка к комплексной обработке: бактофугирование + NaN0₃. Важным пре­имуществом микрофильтрации перед другими методами является то, что она не предусматривает внесение каких-либо веществ в молоко, это особенно ценится органами здравоохранения и потребителями.

Перекисно-каталазная обработка молока. Третья группа мер по предотвращению маслянокислого брожения в сырах заключается во внесении в молоко химических веществ, предотвращающих размноже­ние маслянокислых бактерий. Эти вещества не должны ухудшать пока­затели безопасности и реализации сыра, иметь доступную стоимость, не оказывать мутагенного действия на микрофлору сыра. В практике сы­роделия более или менее широкое применение нашли перекисно- каталазная обработка молока, селитра, лизоцим, формалин.

Перекисно-каталазная обработка молока (ПКО) заключается в сле­дующем. В молоко температурой 32-34° С вносят 0,02-0,03% Н₂0₂ и выдерживают при этой температуре 40 мин с постоянным перемешива­нием в течение первых 20 мин. После этого в молоко вносят раствор каталазы в количестве, достаточном для полного разрушения остатков перекиси в течение 15-17 мин при 33° С. Разрушение перекиси необхо­димо для предотвращения ее ингибирующего действия на микрофлору закваски.

Качество сыров Костромской и Голландский, вырабатываемых из молока с высоким содержанием спор маслянокислых бактерий, при ПКО пастеризованного молока улучшилось, а при замене пастеризации молока этой обработкой осталось на одинаковом уровне. Обычно ПКО используют при выработке сыров с высокой темпе­ратурой II нагревания. Чехословацкие ученые сравнили 72 образца крупных сыров, выработанных с ПКО, с сырами из этого же молока, но подвергнутого только пастеризации. Они сделали вывод, что ПКО снижает содержание в сыре спор, выявляемых пробой Вейнцирля, только в том случае, если их содержание в исходном молоке было не выше 25 спор/мл. Все опытные сыры имели более мягкую и пластичную консистенцию, что отмечали и Шергин с соавт. Есть мнение, что эффективность ПКО обработки молока для предупреждения развития маслянокислых бактерий в сыре недостаточна.

Обработка молока перекисью в концентрации 0,01-0,02% повыша­ла активность молочнокислых бактерий и сычужного энзима, снижала продолжительность сычужного свертывания, улучшала синеретические свойства сгустка; увеличение концентрации Н₂0₂ до 0,03-0,25 приводи­ло к обратным результатам.

При температуре 34° С ПКО (0,03% Н₂0₂) подавляет прорастание в вегетативные клетки 66,7% спор маслянокислых бактерий, повышение температуры обработки до 47° С увеличивает количество необратимо инактивированных спор через 15 мин в 10, через 30 мин - в 100 раз.

Общее содержание азота в сырах из молока с ПКО было на 6,7% ниже, чем в сырах из пастеризованного молока. Тем не менее Шергин с соавт. отмечают повышение выхода сыра при использовании ПКО мо­лока, что обусловлено более высоким содержанием в них влаги. Заметно изменялся протеолиз в сырах из молока, подвергнутого ПКО, что АН et al. объясняют действием перекиси на распределение электро­нов на пептидных связях.

Неясен механизм действия Н₂0₂ на развитие маслянокислых бакте­рий в сыре, поскольку в применяемых концентрациях она не уничтожает споры.

Возможно, в результате перекисно-каталазной обработки в мо­локе разрушается какой-то фактор роста маслянокислых бактерий, на­пример, биотин. В большинстве стран нерекисно-каталазная обработка молока не разрешена, хотя и без каких-либо оснований. Перекисно- каталазная обработка молока в нашей стране разрешена как дополнение к пастеризации молока. ПКО малоэффективна с точки зрения дезакти­вации бактериофагов, что делает невозможным замену ею пасте­ризации молока.

Нитраты. Нитраты издавна (более 160 лет) вносят в молоко для производства твердых сыров с целью предотвращения раннего и позднего вспучивания. Раннее вспучивание чаще всего вызывается БГКП, обра­зующими во время выработки и в начале созревания большие количества С0₂ и Н₂. Главную роль во вспучивании играет водород, плохо раствори­мый в сыре. Ингибирующее действие на кишечную палочку и масляно­кислые бактерии оказывают не сами нитраты, а образующиеся при их восстановлении в сыре нитриты. Нитриты препятствуют формированию Н₂-лиазы, принимающей участие в образовании водорода из лактозы че­рез формиаты в анаэробных условиях, и индуцируют образование форми- атдегидрогеназа/нитрат редуцирующей системы (Ruiz & De Mossl, 1972). Образующиеся под действием этой системы нитриты, в свою очередь, индуцируют формирование дегидрогеназа/нитрит редуци­рующей системы (Abou-Jaoude et al., 1977). Нитраты и нитриты действуют как терминальные акцепторы водорода и используются для бактериального роста и синтеза аммиака. Таким образом, в результате внесения в молоко нитратов и восстановления их в нитриты БГКП раз­множаются в сыре без образования водорода, что предотвращает раннее вспучивание сыров этими бактериями, но не появление дефектов вкуса и консистенции (Galesloot & Hassings, 1983).

На маслянокислые бактерии также действуют нитриты, а не нитра­ты. В чистых культурах маслянокислых бактерий нитраты не восста­навливаются до нитритов, и на рост бактерий нитраты не влияют. Однако в молоко следует вводить нитраты, а не нитриты, с таким расчетом, чтобы нитриты постепенно образовывались в сыре. Внесение большого количества нитритов в молоко приведет к ингибированию молочнокислых бактерий.

В сырах нитраты восстанавливаются до нитритов под действием ксантиноксидазы молока, часть активности которой сохраняется после пастеризации (72° С, 15 с), или в результате жизнедеятельности БГКП. Нитриты не действуют на споры, но сильно замедляют их прорастание. Механизм действия нитритов на прорастание спор не выяснен. Начиная с определенного возраста, содержание нитритов в сырах сни­жается, но к этому времени на маслянокислые бактерии начинает дейст­вовать поваренная соль, успевающая более или менее равномерно рас­пределиться в пределах головки сыра. Следует учесть, что для прорас­тания спор нужна более высокая активность воды, чем для вегетативно­го роста.

До недавнего времени считалось, что при скармливании коровам силоса гарантировать выпуск качественного сыра без нитратов или рав­ноценных им ингибиторов маслянокислых бактерий не представляется возможным. Роль нитратов возросла после установления их ингибиторного действия на Listeria monocytogenes - возбудителя пище­вых листериозов. В большинстве европейских стран разрешено применять нитраты при выработке твердых сыров в дозе до 20 г на 100 л молока, в России - до 30 г на 100 л. В крупных сырах за рубежом их не применяют, поскольку они ингибируют рост пропионовокислых бакте­рий и могут образовывать в сырах красные пятна при развитии некото­рых лактобацил, вызывать бледную окраску сырной массы, горький вкус. Добавление в молоко 0,02% нитратов замедляет энзиматическое свертывание молока, но внесение в молоко 0,015% СаС1₂ восстанавливает скорость свертывания молока в присутствии нитратов. Внесение в молоко нитратов несколько замедляет скорость размножения и выход биомассы молочнокислых бактерий, причем степень ингибирования рос­та молочнокислых бактерий неодинакова в сырах различных видов. Ниже приведены уравнения регрессии для скорости размножения молочнокислых бактерий (Y₁ час’¹) и максимальной плотности их попу­ляции (Y₂, млрд./г) в Костромском сыре в зависимости от дозы добавлен­ных в молоко нитратов (X). Минимальным эффективным уровнем являет­ся 8,5 г/100 л при небольшом содержании спор в молоке.

На рис. 6.17 показано изменение содержания нитратов и нитритов в сыре Гауда во время его созревания, в табл. 6.23 - в Российском и Голландском сырах. Нитраты хорошо растворимы в воде, по­этому большая их часть остается в сыворотке. Наиболее интенсивно восстановление нитратов в нитриты происходит в начале созревания, когда микробиологические процессы идут наиболее интенсивно и усло­вия для прорастания спор маслянокислых бактерий наиболее благоприят­ны. Максимального уровня содержание нитритов в сыре Гауда достигло в зависимости от дозы нитратов к 6-12-недельному возрасту, затем на­чало снижаться. К этому времени соль в сырах успевает распределиться по всей массе головки сыров, и А_в снижается до уровня, который при соответствующей посолке может быть достаточным для предупрежде­ния прорастания спор маслянокислых бактерий. Полное подавление развития маслянокислых бактерий в сырах голландской группы дости­галось при совместном действии нитратов (0,02% на 100 кг молока) и 3,8% соли в сухом веществе (2,2-2,3% в сыре); при более низком со­держании соли рост маслянокислых бактерий ингибировался в степени, пропорциональной интенсивности посолки.

В период максимума количество нитрит-ионов в сырах, вырабо­танных из молока с внесением 60,40 и 10 г нитратов на 100 л, равнялось соответственно 2,4; 1,4 и 0,8 мг/кг.

В опытах Munksgaard с внесением в сыр меченого по азоту нитрата установлено, что в 16-недельных сырах сохранялось 13-55% добавлен­ного нитрата; 15% его было вымыто во время посолки, минимум 20% выделилось в виде N0₂ и N₂, 9% находилось в виде аммиака, часть ме­ченого азота находилась в сыре в виде других форм небелкового азота, а также в белках и липидах.

На скорость восстановления нитратов и нитритов в сырах огромное влияние оказывает содержание посторонней микрофлоры, особенно БГКП. Чем выше содержание в сырах колиформ, тем быстрее восстанавливаются эти соединения. На рис. 6.17 приведено изменение содержания нитратов и нитритов в сыре Гауда без кишечных палочек. При наличии в сырах более 10⁵ г^-1 клеток БГКП нитраты и нитриты очень быстро исчезают, что полностью ликвидирует ингибиторное дей­ствие добавленных к молоку нитратов на возбудителей вспучивания сыров. Более того, при массивном загрязнении сыров БГКП вне­сение в молоко нитратов может стимулировать их рост. Это, по- видимому, является главной причиной вариабельности скорости транс­формации нитратов и нитритов в сырах. Голландский сыр в опытах Тетеревой с соавт. по скорости трансформации нитратов был разбит на две группы: к 120-суточному возрасту в сырах второй группы нитраты не были обнаружены, в сырах первой группы их оставалось от 12 до 18%. Сыры этих групп отличались по содержанию кишечных палочек.

Скорость трансформации нитратов и нитритов зависит от вида сы­ра: в Российском сыре она значительно ниже, чем в Голландском (к 120-су­точному возрасту в Российском сыре сохранилось 33,6—61% исходных нитратов). Это можно объяснить тем, что в Российском сыре из-за вы­сокого уровня молочнокислого брожения быстрее подавляется развитие посторонних бактерий. При выработке польского сыра Журав, Гауда и Эдам из молока, содержащего от 0,01 до 0,02% KNO₃, во время прессо­вания и посолки восстановилось больше 80% нитратов в сыре Журав и только 20-30% в двух других сырах. Повышение температуры созревания ускоряло восстановление нитратов.

При внесении в молоко 20 мг/100 кг нитрата натрия содержание ионов нитратов в зрелых сырах составило: Коттедж - 0,55 мг/кг; Швейцарском - 0,8 мг /кг; Тильзитском - 1,7 мг/кг; сыре Трапист - 0,77 мг/кг.

Нитраты являются эффективным средством борьбы со вспучиванием сыров. Добавление в молоко 15 г нитратов или 2,5 г лизоцима на 100 л молока, содержащего 10 спор/мл маслянокислых бактерий, увеличило выход сыра Эдам на 10 и 2,55% соответственно, снизило содержание уксусной и масляной кислот, полностью подавило образование пропио- новой кислоты, придающей нетипичный вкус этому сыру; оценка за качество была у 50% сыров с нитратами немного выше, чем у сыров с лизоцимом, у остальных сыров - одинаковой. В сыре Гауда нитра­ты также были более эффективны, чем лизоцим.

Нитраты целесообразно вносить не в молоко, а в смесь сырного зерна и сыворотки после удаления ее большей части, с тем чтобы сни­зить расход нитратов и получать больше сыворотки с малым количест­вом нитратов, которые снижают ее кормовую ценность (в сыворотке, в отличие от сыра, восстановление нитратов и нитритов может идти мед­ленно).

Содержание нитратов и нитритов в сырах, вырабатываемых с до­бавлением нитратов в молоко, должно расцениваться с двух позиций:

• восстановление нитратов в нитриты с умеренной скоростью - не­обходимое условие для проявления ингибирующего действия нит­ратов на возбудителей вспучивания сыров; при отсутствии восста­новления нитратов в нитриты или при высокой его скорости нитра­ты защитной функции в сырах не проявляют;
• нитраты и нитриты в определенных дозах токсичны, поэтому они должны трансформироваться в сырах с такой скоростью, чтобы в зрелом сыре количество нитратов и нитритов не превышало уста­навливаемые органами здравоохранения нормы, гарантирующие безопасность сыра для здоровья.

Скорость трансформации нитратов в сыре трудно регулировать, по­этому количество нитратов, вносимое в молоко, должно быть нормировано. Гигиенические аспекты применения нитратов в сырах изложены в гл. 12.

Лизоцим. Лизоцим - 1,4-/β-N-ацетилмурамидаза (Е.С.3.2.1.17.) - энзим, разрывающий глюкозидную связь между N-ацетилмураминовой кислотой и N-ацетилглюкозамином в пептидогликанах - главных ком­понентах клеточных стенок грамположительных бактерий, что изменяет проницаемость клеточной стенки и вызывает гибель клеток. Это являет­ся принципиальным отличием механизма действия лизоцима и нитра­тов. Последние при действии на БГКП не убивают клетки, а только бло­кируют образование ими Н₂. Лизоцим может оказывать и неэнзиматиче­ское действие на бактерии, нейтрализуя многие отрицательно заряжен­ные группы мембран бактериальных клеток. Впервые предложен для предотвращения маслянокислого брожения в сырах в форме яично­го белка Pulay & Krasz в концентрации 80-160 ед/мл.

Лизоцим термостабилен: нагревание при 90° С в течение 10 мин не снижает его активности. 80-99% лизоцима связывается казеином и переходит в сыр; во время созревания сыра он не разрушается. Вегета­тивные клетки могут приобретать устойчивость к лизоциму, споры - нет. Лизоцим растворяют в холодной воде и вносят в молоко перед вне­сением молокосвертывающих ферментов. Коммерческие препараты лизоцима обычно содержат 20000 ед/мг.

Важнейшим условием применения лизоцима является устойчи­вость молочнокислых бактерий к тем его концентрациям, которые дос­таточны для уничтожения маслянокислых бактерий. Кинетические ха­рактеристики лизиса клеток лактококков в молоке и в бульоне из гидро­лизованного молока, маслянокислых бактерий в жидкой и агаризован- ной СДА изучили Шергин и др. (табл. 6.24). Результаты этого опыта показывают, что чувствительность к лизоциму зависит от вида и штамма маслянокислых бактерий. Наиболее устойчивым оказался Cl. pas- teurianum, но по другим свойствам он не представляет опасности для сыров. Скорость лизиса клеток Сl. butyricum была в 11,6 раза выше, чем Сl. tyrobutyricum. Однако, V_m для двух испытанных штаммов Сl. bu­tyricum тоже отличались между собой примерно в 10 раз. V_m лактокок­ков была в 100-800 раз ниже, чем Сl. tyrobutyricum. По Wasserfall, лизо­цим в концентрации 10 мкг при 15° С лизирует клеточные стенки Cl. bu­tyricum., а на молочнокислые бактерии не действует в концентрации 1 г/л , что согласуется с результатами опытов Шергина с соавт. В концентрациях, используемых в сыроделии, лизоцим не действует на пропионовокислые бактерии.

Эффективность действия лизоцима в сильной степени зависит от содержания спор маслянокислых бактерий, о чем свидетельствует урав­нение регрессии, выведенное Шергиным с соавт. на примере Cl. bu­tyricum:

Это уравнение позволяет рассчитать требуемую концентрацию ли­зоцима, зная степень обсеменения среды спорами маслянокислых бак­терий. Однако, эффективность действия лизоцима зависит не только от количества спор, но и от состава и свойств среды. В молоке и агаризо- ванных средах она была ниже, чем в бульоне. Эффективность применения лизоцима может снизиться при появлении в сыре устойчи­вых к нему клеток маслянокислых бактерий.

В бюллетене ММФ приведены данные о применении лизоцима в ряде стран [166]. В ФРГ вырабатывали Эдам и Тильзит из молока, со­держащего 20 спор/мл маслянокислых бактерий. Лизоцим в концентра­ции 500 мкг/кг дал такие же результаты, как селитра: сыры не вспучи­вались в течение 5-9 мес, тогда как контрольные сыры вспучились че­рез 5 недель при 12-13° С.

В Италии в молоко для выработки сыров Грана, Падано, Проволоне, Азиаго и Монтацио вносили 25 мг/л лизоцима (около 300 мкг/кг в сыре). Получены хорошие результаты, если содержание в молоке спор масля­нокислых бактерий не превышало сотен клеток/л. Итальянские специа­листы отмечают некоторое снижение скорости нарастания кислотности в сырах, вырабатываемых с применением лизоцима. Однако, по Lodi et al., 20-25 мг/кг лизоцима подавляли прорастание спор клостридий, но не влияли на рост и метаболизм 7 штаммов лактобацилл и 5 штаммов лак­тококков. В присутствии лизоцима, по их мнению, вспучивание сыров могут вызвать пропионовокислые бактерии. Из естественных за­квасок (сывороточных или молочных) можно выделить штаммы Lbc. hel- veticus и термофильного стрептококка, обладающие высокой устойчи­востью к лизоциму.

В опытах Bottazzi из молока коров, в рационы которых входил ку­курузный силос, вырабатывали сыры Грана с добавлением формальде­гида, лизоцима, лизоцима с формальдегидом. После 13 мес созре­вания при 16° С к сырам высшего качества отнесены 64,3% сыров с ли­зоцимом +формальдегидом, 19% сыров с одним лизоцимом и 2% сыров с формальдегидом.

В Дании для выработки сыра Данбо в молоко вносили 1-2 г/100л (400-800 ед/мл) лизоцима, что дало такой же эффект, как добавление 10 г/100 л нитратов. Однако, Walstra et al. считают, что в сыре Гау­да 500 ед/мл лизоцима менее эффективны, чем нитраты .

В Нидерландах установлено, что добавление в молоко 500 ед/мл лизоцима предотвращает позднее вспучивание сыров, если содержание спор в исходном молоке не превышает 0,3/мл; двойное количество ли­зоцима предотвращает вспучивание сыров при содержании в молоке 13 спор/мл, правда, размеры глазков при этом крупнее, чем в сырах, вырабатываемых из молока с низким содержанием спор. Ингибирова­ния молочнокислого брожения не наблюдали при внесении в молоко 2 г/100 л лизоцима. В то же время в Австрии наблюдали ингибирование молочнокислого брожения при внесении в 1 л молока 100 мкг лизоцима. Таким образом, результаты наблюдений за действием лизоцима на мо­лочнокислые бактерии весьма противоречивы.

Во Франции разрешено применять лизоцим в дозе до 30 мг/л или 400 ед/г в сыре. Применение лизоцима увеличило количество Эмментальского сыра класса А на 12,8% и снизило выработку сыров класса D на 17,5%.

Лизоцим ингибирует рост не только маслянокислых, но и других вредных для сыроделия микроорганизмов: 10 мкг/мл лизоцима ингиби­ровали рост Staph, aureus на 56%, В. cereus - на 77,7%, кишечной па­лочки - на 56,5%, Saltn. typhi - на 45,4%, Sh. dysenteriae - на 19,2%, про­тея - на 63,1%, Ps. aeruginosa - на 60,2%.

Лизис маслянокислых бактерий в культуре с содержанием 10⁷ клеток/мл был максимальным при pH 5,5-6,4; старые культуры были зна­чительно устойчивее к лизоциму по сравнению с молодыми. Если 200 частей млн.лизоцима лизировали более 99% клеток в молодой культуре, то в 4-дневной - 77%.

Внесение в молоко лизоцима снижает содержание в сыре масляной кислоты на 42-44% и повышает содержание пропионовой кислоты на 170-200%, что увеличивает отношение пропионовой к масляной кисло­те в 5-10 раз, делает вкус сыров чистым и хорошо выраженным. В отличие от нитратов лизоцим можно применять в крупных сырах.

Таким образом, лизоцим является эффективным средством подав­ления роста маслянокислых бактерий в сырах и ингибирования разви­тия других вредных для сыроделия микроорганизмов. Однако этот спо­соб достаточно дорогой, в частности, он дороже нитратов в 5-7,5 раз (табл. 6.22).

Формальдегид, гексаметилентетраамии. В Италии формальде­гид (0,002-0,0045)% применяют для ограничения развития микрофлоры при частичном обезжиривании молока путем отстаивания сливок и пре­дотвращения маслянокислого брожения в сырах Грана и Проволоне. При подснятии молока для выработки сыра улучшается со­отношение между белком и молочным жиром и со сливками удаляется 85-95% спор Сl, tyrobutyricum. Для определения спектра действия формальдегида на вредную и необходимую для сыроделия микрофлору в молоке испытывали следующие концентрации формальдегида: 0,005; 0,01; 0,015 и 0,02%. Тест-культурами были Lc. lactis, Str. termophi- lus, Ent. faecalis, Salm. typhimurium, Staph, aureus, B. cereus. Оказалось, что молочнокислые бактерии наиболее чуствительны к формальдегиду и ингибировались самой низкой его концентрацией из числа испытан­ных. В предыдущем разделе приведены результаты испытаний нитра­тов, лизоцима и формальдегида в сыре Грана, которые показывают ни­чтожную эффективность формальдегида в предотвращении масляно­кислого брожения по сравнению с первыми двумя факторами. Формальдегид в концентрации 0,001-0,002% вызывает очень быстрое прорастание спор маслянокислых бактерий, что, по-видимому, вызывает гибель части проросших спор во время выработки сыров с высокими температурами II нагревания, в результате чего несколько инги­бируется маслянокислое брожение, но эффект этот небольшой. Эти опыты и исследования Lodi свидетельствуют о бесперспективности формальдегида для регулирования микробиологических процессов в сырах. Применение формальдегида в сыроделии не раз­решается в большинстве стран, хотя в сырах в конце созревания обна­руживается только около 1% внесенного в молоко формальдегида. Формальдегид может ингибировать пропионовокислое брожение в крупных сырах.

В Италии для предотвращения вспучивания сыра Проволоне при­меняют гексаметилентетраамин (уротропин). Он оказывает ингибиторное действие на маслянокислые и молочнокислые бактерии. Уротропин добавляют в воду, используемую для пластификации (плавления) сырной массы, когда молочнокислые бактерии уже выпол­нили свою функцию. В России нет разрешения на использование уро­тропина в сыроделии.

Биологические методы. Биологические методы основаны на ис­пользовании в бактериальных заквасках видов и штаммов молочнокис­лых бактерий, обладающих специфической антагонистической активно­стью по отношению к возбудителям маслянокислого брожения в сырах. Они были разработаны и впервые широко использованы в промышлен­ности в России в конце 60-х годов (А. Гудков, Перфильев, Хандак и др.). При их использовании в сыры не вносится ничего инородного, поскольку антагонисты маслянокислых бактерий являются представи­телями микрофлоры, всегда присутствующей в сырах, где для них есть экологические ниши. Задача состоит в том, чтобы заполнить эти ниши не «дикой» молочнокислой микрофлорой, а специально отобранными штаммами, обладающими наиболее ценными для сыроделия свойства­ми. Они подробно рассмотрены в гл. 3 и 5.

Технологические факторы. Технологические режимы производ­ства сыра разработаны для получения продукта высшего качества из молока, удовлетворяющего всем требованиям сыроделия. Однако не всегда эти требования, особенно в отношении предотвращения обсеме­нения молока спорами маслянокислых бактерий, удается соблюсти. При этом о превышении содержания в молоке спор допускаемого уровня сыродел узнает после того, как молоко уже переработано в сыр. Поэто­му в периоды наиболее массивного обсеменения молока спорами мас­лянокислых бактерий технологию чувствительных к маслянокислому брожению сыров можно несколько изменить в направлении повышения резистентности сыра к его возбудителям.

Выше показано наличие трех этапов маслянокислого брожения в сырах. На первом этапе, заканчивающемся достижением pH сыра ми­нимального уровня, происходит прорастание спор и размножение мас­лянокислых бактерий. Оно прекращается, когда pH сыра достигнет нижней границы для роста маслянокислых бактерий на лактатах как единственном источнике энергии (5,0-5,3). Прорастание спор заканчи­вается при более высоком pH (рис. 6.18). Из рис. 6. 18 видно, что споры Сl, tyrobutyricum прекращают прорастание при pH 5,3 даже при отсутствии в среде соли, нитратов и оптимальной температуре для роста. В присутствии 20 мкг/мл нитритов они перестают прорастать при pH 6,2.

На первом этапе закладывается база маслянокислого брожения в сыре: чем больше прорастет спор, тем больше будет центров масляно­кислого брожения на следующем этапе. Продолжительность первого этапа и выход вегетативных клеток будут прежде всего зависеть от ско­рости молочнокислого брожения. Быстрое снижение pH до установлен­ного уровня - необходимое условие для предотвращения маслянокислого брожения в сыре.

Верхний предел скорости молочнокислого брожения и нарастания активной кислотности сыра определяется ее влиянием на физико-хими­ческие процессы в сгустке и сыре (гл. 2). Таким образом, основной тех­нологический фактор профилактики развития в сырах вредной микро­флоры - высокая активность молочнокислого брожения - является об­щим для всех представителей посторонней микрофлоры. Меры по обес­печению требуемой активности молочнокислого брожения включают исключение из переработки на сыр и другие ферментированные про­дукты молока с ингибиторами, созревание молока, соблюдение правил приготовления и применения заквасок, защиту заквасок от бактериофа­гов, соблюдение температурных режимов выработки сыров, правиль­ный выбор дозы закваски и др. Они изложены в соответствующих раз­делах. Здесь следует остановиться на одном приеме: весной, когда опас­ность маслянокислого брожения в сырах максимальна, активность лактококковых заквасок может быть низкой. В этом случае в дополнение к лактококковой закваске в молоко можно вносить до 1% закваски штаммов Lbc. plantarum с низкой скоростью кислотообразования или 0,1-0,05% Lbc. helveticus, которые стимулируют рост лактококков.

Прорастание спор и вегетативный рост маслянокислых бактерий зависит не только от pH, но и от содержания в сырной массе недиссоциированных кислот. Количество кислот в сыре можно регулиро­вать разбавлением сыворотки водой, но делать это следует осторожно, чтобы обеспечить pH сыра в период минимума не ниже установленного для данного сыра уровня.

Вторым фактором неспецифического ингибирования в этот период может явиться температура. При активном молочнокислом процессе в сыре во время выработки и опасности вспучивания сыра температуру рассола можно понизить до 6-7° С. Это ускорит остывание сыра до температур, подавляющих прорастание спор и значительно ингиби­рующих размножение маслянокислых бактерий. При достаточно актив­ном молочнокислом процессе во время выработки и прессования сыров снижение температуры рассола не принесет заметного вреда сбражива­нию лактозы микрофлорой закваски. По мнению итальянских ученых, выдержка сыра Монтацио (сыр со средними температурами II нагрева­ния) в течение первых 15-30 сут при 5° С достаточна для предупрежде­ния вспучивания. Однако выдержка сыра при 5° С в начале созревания замедляет его.

На первом этапе наиболее активно проявляются специфические антагонистические свойства микрофлоры заквасок и нитратов. Много­летнее использование в промышленности заквасок, обладающих в до­бавление к неспецифическому специфическим антагонистическим дей­ствием на маслянокислые бактерии, показало высокую эффективность их применения в период кормления коров силосом.

Для усиления действия нитритов пастеризацию молока следует проводить при наиболее мягком режиме (72° С, 15 с), с тем чтобы обес­печить максимально возможное сохранение активности ксантиноксидазы. Иногда вносят в молоко препараты ксантиноксидазы.

На втором этапе прорастание спор и размножение маслянокислых бактерий в твердых сырах прекращается. На этом этапе продолжается действие нитритов, содержание которых при нормальном ходе восста­новления нитратов к 4-недельному возрасту достигает максимума, затем начинает снижаться. Достаточно интенсивно размножаются мезофиль- ные лактобациллы, штаммы которых применяют в антагонистических заквасках. По нашему предположению, вегетативные клетки масляно­кислых бактерий в этот период продолжают обмен веществ с сырной массой, в частности, очень медленно сбраживают лактаты, повышая таким образом pH среды около клетки. Кроме этого, pH повышается в результате протеолиза. Повышение pH, снижение интенсивности роста лактобацилл и постепенное восстановление нитритов улучшает условия для развития маслянокислых бактерий. Усушка сыра, постепенное про­никновение соли в глубинные слои снижает активность воды и ухудшает условия для роста маслянокислых бактерий. Если второй этап закончит­ся до того, когда активность воды в центре головки достигнет нижней границы для роста маслянокислых бактерий, то начнется третий этап их развития, характеризуемый быстрым сбраживанием лактатов и повы­шением pH сырной массы. При достаточно продолжительном созрева­нии сыр вспухнет и будет пригоден только для кормления свиней. Сле­довательно, встает задача продлить второй этап и обеспечить к его окончанию такую концентрацию соли по всей головке сыра, которая достаточна для подавления маслянокислого брожения. При pH 5,5 и прочих оптимальных условиях маслянокислые бактерии перестают раз­множаться при наличии в среде не менее 4,1% соли (табл. 6.16 и 6.17). Такая концентрация соли в водной фазе сыра с содержанием 45% влаги соответствует около 2% соли в зрелом сыре. Berg et al. считают, что со­держание соли не должно быть ниже 3,8% в сухом веществе. Такие показатели слишком высоки для твердых сыров с высокой температурой II нагревания, поскольку они ингибируют развитие пропионовокислых бактерий, но для сыров с низкой температурой II нагревания они прием­лемы. Для более быстрого распределения соли по всей массе головки ре­комендуется вносить часть соли в зерно: для сыров с правильным рисун­ком в зерно вносят 300 г соли /100 л молока, для сыров с пустотным ри­сунком типа Российского - 700-800 г/100л. Полную посолку сыров в зерне проводить нельзя, так как это резко увеличивает опасность стафи­лококковых пищевых отравлений. Повышенной устойчивостью к соли обладают также листерии. Показательно, что вспученные сыры чаще всего отличаются от доброкачественных повышенным содержанием влаги и пониженным - соли.

Для ограничения роста маслянокислых бактерий температуру со­зревания мелких твердых сыров часто снижают до 10-12° С, что близко к минимальной. Безусловно, снижение температуры замедлит созрева­ние и уменьшит степень выраженности сырного вкуса, но при высокой опасности позднего вспучивания сыров из двух зол выбирают меньшее.

Альтернативой коррекции технологии в период кормления коров силосом является переход на выработку другого сыра с достаточно вы­сокой устойчивостью к маслянокислому брожению. В России таким сыром является Российский. Однако это справедливо при высокой ак­тивности молочнокислого процесса во время его выработки и прессова­ния. Критерием достаточной активности молочнокислого процесса яв­ляется pH этого сыра после прессования, который должен находиться в интервале 5,15-5,25.