Канд. биол. наук М. Р. ГИБШМАН

Всякие изменения в свойствах молока весьма существенно влияют на размножение и биохимические функции бактерий.

По нашим данным молочнокислые бактерии чувствительны к сезонным изменениям в биологических свойствах молока. Менее чувствительными в этом отношении являются активные штаммы Str. lactis, но и они продуцируют меньшие количества молочной кислоты в молоке, полученном в весенний период. Значительно более чувствительны арома­тообразующие стрептококки вида Str. paracitrovorus и Str. citrovorus, которые при перевивках в молоке весеннего периода теряли способность к сбраживанию сахаров и образовывали меньшие количества летучих жирных кислот.

В литературе имеются указания, что ароматообразующие стрептококки в молоке зимнего периода продуцировали пониженные количества лету­чих жирных кислот, что Str. diacetilactis продуцировали самое незна­чительное количество диацетила в апреле. В зимний период актив­ность культур Str. lactis и Str. cremoris  понижалась; объясняется это содержанием в молоке ингибиторного вещества, действие которого ле­том гасится в результате достаточного содержания в нем ростовых ве­ществ. Наконец, некоторые исследователи  подчеркивают, что сезон­ные колебания в биологических свойствах молока проявляются повсе­местно, по отношению всех штаммов молочнокислых бактерий, какова бы ни была природа молока или его тепловая обработка.

В настоящих исследованиях мы выяснили влияние сезонных измене­ний в свойствах молока на способность ароматообразующих стрепто­кокков к образованию газа (СОг), поскольку развитие рисунка в сыре обусловливается их деятельностью. Кроме того, по нашим данным, они играют большую роль в обогащении вкусового букета сыра и улучшении его консистенции.

Для изучения были взяты 5 штаммов Str. paracitrovorus с разной способностью к газообразованию и 4 — Str. diacetilactis. В процессе ра­боты их периодически (в 1956 г.— в марте, мае, июле и октябре, а в 1957 г. почти ежемесячно) отвивали в молоко от трех разных молочных ферм. Повторность опытов трех-четырехкратная (молоко брали от каж­дой фермы 3—4 раза в месяц).

При исследовании проверяли способность культур к газообразованию и кислотообразованию (в приборах Эйнгорна с выдержкой при 30° в течение четырех дней).

Двухлетние наблюдения показали, что сезонные изменения в свой­ствах молока оказывали весьма существенное влияние на способность Str. paracitrovorus к газообразованию, и позволили отметить некоторые общие закономерности.

Наибольшее количество газа ароматообразующие стрептококки про­дуцировали при перевивках их на молоке летнего периода и первые ме­сяцы— осеннего: в 1956 г. — с мая по октябрь, а в 1957 г. — с июня по август — октябрь, т. е. в течение пастбищного периода кормления ко­ров и в конце его (рис. 1). В зимний и особенно в весенний периоды (конец стойлового содержания коров) способность культур к газообра­зованию при перевивках на молоке этого периода резко подавлялась. Следовательно, летнее молоко содержит вещества, которые стимулируют способность ароматообразующих стрептококков к газообразованию. От­мечено также, что активность штаммов Str. paracitrovorus в отношении кислотообразования в молоке не всегда совпадала с их способностью к продуцированию газа. Так, примерно при одной и той же титруемой кислотности они образовывали разные количества газа: при кислотности 68° Т продуцировали газа — 0,2 (деления прибора Эйнгорна), а при 70° Т — значительные количества — 4,4.

Можно все же отметить, что при более активном кислотообразовании в молоке, которое наблюдали в июле—октябре, Str. paracitrovorus про­дуцировали также и большее количество газа.

Способность к газообразованию у Str. paracitrovorus зависела от свойств самих штаммов. Одни из них продуцировали в молоке значи­тельные количества газа (данные приведены на рис. 1), другие — ничтожно мало (следы).

Культуры Str. diacetilactis, в отличие от Str. paracitrovorus, являются довольно активными кислотообразователями и при развитии в жидких средах (молоке, синтетической) сдвигают реакцию среды в кислую зону в такой мере, что образование газа тормозится.

Заметное влияние на способность ароматообразующих стрептококков к газообразованию оказывает перевивка их в молоко от разных стад. Самое сильное газообразование было отмечено у штаммов Str. para­citrovorus при перевивках на молоке, полученном с. фермы «Урожай», и более низкое — с фермы «1 Мая» и «Алтыново».

Эти различия в основном были обусловлены содержанием и кормле­нием коров и условиями получения молока, так как па двух фермах коровы были одной ярославской породы, а в «Алтынове» — 54% короз было ярославской породы, 23% гибриды ярославской и остфризском и 23% —остфризской. Для выявления возможных причин таких коле­баний в свойствах молока мы ознакомились с кормовыми рационами на этих фермах и химическим составом молока. На ферме «Алтыново» коровы в течение года получали сбалансированный по белку (полноцен­ный) корм: зимой и весной — сено, корнеплоды, силос и концентриро­ванные корма, а летом — зеленый корм и дополнительно еще концен­трированные корма (на других фермах рационы нам не известны пол­ностью). Несмотря на полноценное кормление коров в течение года, на этой ферме при перевивке культур на молоке в разные сезоны года также отмечены колебания в газообразовании.

Исследования химического состава молока этих трех ферм, прово­дившиеся ежемесячно в течение 1956 и 1957гг.,показали некоторые колебания в его составе по сезонам и в зависимости от условий содер­жания коров на фермах.

Содержание сухих веществ в молоке было самым низким весной (11,2—12,2%) и более высоким осенью и зимой (начиная с сентября 13,1—14,6%). Белка, в том числе и казеина, также в период с февраля по май содержалось в молоке меньше (белка 2,66—2,90%, казеина 2,05—2,28%), чем в осенние и зимние месяцы (3,07—3,83%). Количест­во молочного сахара колебалось в течение года в пределах 4,97—5,02%. с более низким содержанием его в осенние месяцы.

Наблюдения показали, что в зимний период, когда в молоке повыша­лось количество сухих веществ и белка, газообразование у Sir. paracitro- vorus понижалось.

Следовательно, способность их к газообразованию не находится в прямой связи с содержанием в молоке указанных веществ. Однако на молоке с фермы «Урожай», в котором содержание сухих веществ было более высоким («Урожай»—14,9%, «1 Мая» — 13,50% и «Алтыново»— 12,08%), штаммы Str. paracitrovorus продуцировали и большее коли­чество газа. Поэтому возможно, что повышение содержания сухих веществ в молоке оказывает некоторое положительное влияние на био химические функции бактерий.

С целью выяснения вопросов, каких соединений не хватает в молоке весеннего периода для активного продуцирования газа ароматообразую­щими стрептококками, к нему добавляли разные источники углерода и обогащали его факторами роста. При добавлении глюкозы, галактозы, лактозы, лимоннокислого натрия и солей молочной кислоты способность ароматообразующих стрептококков к образованию газа не усиливалась.

Положительные результаты получены при введении в молоко зим­него и весеннего периодов дрожжевого автолизата (десятые доли про­цента), вытяжки из проросших хлебных зерен или других препаратов, богатых факторами роста. Количество газа, образуемого ароматообра­зующими стрептококками, повышалось в этих случаях до уровня, кото рый мы получали на лучшем молоке в летний период. По-видимому, по­нижение способности у Str. paracitrovorus к образованию газа в зимний и весенний периоды в значительной степени обусловлено недостатком в молоке факторов роста. Это в свою очередь, связано с обеднением кор­мов в конце стойлового периода ростовыми веществами. Интересно было проверить, при наличии каких источников углерода ароматообра- зующис стрептококки могут продуцировать газ. Для этого к синтетиче­ской среде следующего состава (в %):

фосфорнокислый калий, однозамещенный................................................................... 0,5

фосфорнокислый натрий,          двухзамещенный...................................................... 0,2

сернокислый магний.......................................................................................                      0,1

хлористый натрий...................................................................................................................... 0,1

хлористый аммоний  ............................................................................................................. следы

хлорное железо ........................................................................................................................

сернокислый аммоний .........................................................................................................  

пептон............................................................................................................................................... 0,5

дрожжевой автолизат.................................................................................................................. 2

добавляли в отдельности лактозу, глюкозу и галактозу (по 1%) и 0,3% лимоннокислого натрия (цитрата), а также их смеси.

Повторность опытов десятикратная (данные приводим для четырех штаммов, так как штамм 9₁₀, дававший в молоке ничтожные количества газа, на синтетической среде продуцировал его значительно больше).

Каждый из этих источников углерода в отдельности не давал удов­летворительных результатов, и количество образуемого газа было ничтожным (рис. 2).

Совершенно иная картина наблюдалась, когда в синтетическую сре­ду вводили одновременно какой-либо один из трех сахаров и цитрат. Самое сильное газообразование, приближающееся к газообразованию в летнем молоке, было получено при внесении в среду одновременно лак­тозы и цитрата и значительно меньшее — при замене лактозы глюкозой или галактозой.

Кроме того, в качестве источника углерода были испытаны кислоты: молочная, уксусная, пировиноградная, а также соли молочной кислоты. В этих опытах ни в одном случае не наблюдалось образования газа в количестве, которое имело бы практическое значение.

Дополнительное введение в среду факторов роста — дрожжевою автолизата или печеночного экстракта газообразования не усиливало при раздельном внесении сахаров и цитрата. Такую же картину наблюдали у культур Str. diacetilactis, которые продуцировали небольшие количе­ства газа только при одновременном внесении в среду сахара (лучше лактозы) и цитрата.

Следовательно, активное продуцирование газа аро.матообразующими стрептококками возможно только тогда, когда в среде одновременно со­держатся молочный сахар и цитрат (или лимонная кислота). Однако, как увидим ниже, наличие в среде этих двух компонентов еще не решает полностью вопроса о газообразовании.

В молоке весеннего периода ароматообразующие стрептококки почти не продуцируют газа, хотя в нем содержится большое количество мо­лочного сахара — 4,92%, и достаточное—лимонной кислоты (добавле­ние к этому молоку 0,3% лимонной кислоты или цитрата не усиливало газообразования).

Только при введении в молоко весеннего периода даже очень небольших количеств препаратов, богатых факторами роста, способность аро­матообразующих стрептококков к газообразованию повышалась до уровня, который мы наблюдали в лучшие летние месяцы.

Таким образом, факторы роста, содержащиеся в молоке в достаточ­ном количестве, играют очень большую роль в активизации биохимических функций ароматообразующих стрептококков.

Одновременно было отмечено, что количество клеток в культуре, раз­множающейся в молоке летнего периода, было всегда больше, чем в мо­локе весеннего периода. Следовательно, недостаточность биологических свойств молока в весенний период оказывает влияние не только на био­химические: функции бактериальной клетки, но и на функцию размно­жения.

На развитие и биохимические свойства бактерий оказывают влияние и другие биодогические факторы. Известно, что между молочнокислыми бактериями могут быть как симбиотические, так и антагонистические взаимоотношения. При подборе культур в лаборатории заквасок ЦНИИМСа всегда используют штаммы, которые не являются антаго­нистами и не вытесняют друг друга при совместном культивировании.

Продукты жизнедеятельности одних бактерий могут или стимулиро­вать. или подавлять развитие и биохимические функции других бак­терий.

Продукты жизнедеятельности некоторых штаммов Str. lactis (полу­ченные путем фильтрования 24-часовой культуры в молоке через фильтр Зейтца) при добавлении их к молоку весеннего периода стимулировали образование газа у Str. paracitrovorus. Поэтому в смешанной закваске, в составе которой имеется несколько штаммов Str. lactis, Str. diaceti­lactis и Str. paracitrovorus, а также в сыре, выработанном на этой закваске, всегда есть продукты жизнедеятельности бактерий, которые могут активизировать биохимические функции и размножение аромато­образующих стрептококков, если эти бактерии являются стимуляторами, а не антагонистами.

Однако в весенний период подавляется биохимическая активность и способность к размножению не только у ароматообразующих стрепто­кокков, но в какой-то мере и у других бактерий, входящих в состав закваски.

Поэтому в весенний период при изготовлении закваски, как в лабо­раторных, так и производственных условиях, необходимо следить, что­бы ароматообразующие стрептококки в составе закваски сохранялись .Это важно, поскольку они оказывают большое влияние на качество сыра. Молоко в весенний период нужно обогащать факторами роста добавлять дрожжевой автолизат (десятые доли процента.Этот воп­рос можно решить также при помощи бактериальных гидролизатов.