На протяжении довольно длительного периода считалось, что достаточно молоко пропастеризовать, охладить до требуемой температуры, заквасить, чтобы получить продукт требуемого качества. Однако практика работы предприятий показала, что в процессе производства кисломолочной продукции возникает немало затруднений, связанных с тем, что направление микробиологических процессов отклоняется от предполагаемого, в результате чего возникают пороки готовой продукции.
Качество кисломолочных продуктов, сыров зависит в огромной степени от применяемой при их производстве закваски. Для каждого вида кисломолочных продуктов используется определенная закваска, которая обеспечивает в продукте необходимый вкус, запах, консистенцию.
Обязательным компонентом заквасочной микрофлоры для всех ферментированных молочных продуктов являются молочнокислые бактерии. С целью придания продуктам оригинальных органолептических свойств, повышения пищевой и биологической ценности, придания профилактических и лечебных свойств, защиты молочных продуктов от бактериальных повреждений, увеличения сроков хранения продуктов и т.д. в состав заквасочной микрофлоры включают отдельные виды и штаммы немолочнокислых бактерий, в частности, бифидобактерии, пропионовокислые микроорганизмы, уксуснокислые бактерии.
Закваски играют важную роль в обеспечении эффективности производства ферментированных молочных продуктов, их конкурентоспособности на внутреннем и внешнем рынках.
Значимость заквасок в биотехнологии ферментированных молочных продуктов обусловлена тем, что при получении, хранении и обороте продукции происходят рост, размножение и жизнедеятельность заквасочной микрофлоры, приводящие:
- к модификации и преобразованию основных частей молока в составные компоненты получаемых продуктов, формирующие их специфические пищевые, функциональные и органолептические свойства (например, сбраживание лактозы до молочной кислоты и других органических кислот, спиртов, альдегидов и кетонов, углекислого газа, преобразование лактата в пропионовую кислоту; модификация и гидролиз белков молока с образованием растворимых белков, широкого спектра пептидов, свободных аминокислот; преобразование молочного жира и т.д.);
- изменению физико-химических свойств продукта (снижению рН, окислительно-восстановительного потенциала, парциального давления кислорода), оказывающих существенное влияние на рост, размножение и метаболизм незаквасочной микрофлоры (обычно представляющей опасность для качества продукции и/или здоровья и жизни человека), на интенсивность и направленность биохимических и физико-химических процессов;
- формированию специфической структуры и консистенции продуктов;
- подавлению роста, размножения и жизнедеятельности посторонних и опасных для продуктов и человека микроорганизмов в результате конкуренции за доступные трофические соединения; образованию специфических и неспецифических веществ, обладающих антимикробным действием.
Сегодня российский рынок бактериальных средств для ферментирования молочных продуктов - один из наиболее насыщенных в мире. При этом предлагаемые отечественными и зарубежными фирмами бактериальные средства имеют разнообразный аксонометрический состав (групповой, видовой, штаммовой), различаются принципами отбора и подбора культур в состав заквасочной микрофлоры, физиолого-биохимическими и биотехнологическими свойствами отдельных культур, входящих в состав заквасочных комбинаций, физическим состоянием заквасок, количеством жизнеспособных клеток заквасочных микроорганизмов, способами применения, назначением и т.д.
В зависимости от числа видов микроорганизмов, входящих в состав микрофлоры, бактериальные закваски (БЗ) и бактериальные концентраты (БК) подразделяют на два типа:
1) моновидные, состоящие из микроорганизмов одного вида;
2) поливидные, состоящие из двух или более видов микроорганизмов.
В зависимости от температурных границ роста микроорганизмов, входящих в состав микрофлоры, выделяют мезофильные (температурный интервал жизнедеятельности от 5 до 40 °С с оптимумом 25-30 °С), термофильные (температурный интервал жизнедеятельности от 15 до 60 °С с оптимумом 40-50 °С) и смешанные. В состав мезофильных БЗ и БК входят следующие группы микроорганизмов: лактококки, лейконостоки, молочнокислые палочки, бифидобактерии и другие мезофильные микроорганизмы. В состав термофильных БЗ и БК входят термофильные молочнокислые палочки и термофильный стрептококк. В состав смешанных БЗ и БК входят термофильные и мезофильные микроорганизмы.
В зависимости от физического состояния и способа производства БЗ и БК выпускают: жидкие; сухие, получаемые сублимационной сушкой; сухие, получаемые распылительной сушкой; сухие, получаемые сушкой адсорбентами; замороженные; на плотных средах.
В зависимости от количества жизнеспособных клеток и способа получения выделяют:
- бактериальные закваски, при производстве которых не производится концентрирование микробных клеток, поэтому количество жизнеспособных клеток в них обычно составляет n´108-n´1010 КОЕ/г (см3);
- бактериальные концентраты, при производстве которых обязательным этапом является концентрирование бактериальной биомассы; содержат в 1 г бакконцентрата n´1011 КОЕ/г (см3).
Важную роль бактериальные закваски, концентраты и препараты (далее – бактериальные средства) играют в производстве кисломолочных продуктов с пробиотической микрофлорой.
При производстве кисломолочных напитков, кроме кефира и кумыса, применяются закваски чистых культур молочнокислых микроорганизмов.
Для придания сгустку сметанообразной консистенции в некоторые закваски вводят сливочные стрептококки (25 °С). В состав некоторых заквасок вводят ароматообразующие стрептококки (25-30 °С). Все эти микроорганизмы могут повысить в продукте кислотность до 120 °Т.
Более сильными кислотообразователями являются молочнокислые палочки - болгарская и ацидофильная (40-45 °С). Кислотность молока повышается до 200-300 °Т. В состав некоторых заквасок также входят дрожжи.
Детальное знание особенностей взаимоотношений между отдельными видами и штаммами микробов позволяет формировать ассоциации бактерий со специфическими особенностями их жизнедеятельности. Большинство промышленных бактериальных препаратов и представляют такие комплексы. Исключение составляют эволюционно сложившийся симбиоз дрожжей, молочнокислых и уксуснокислых бактерий - так называемые кефирные грибки.