Факторы влияющие на рост микроорганизмов закваски.

Химические факторы. Питательные вещества среды. Микроорганизмы закваски предъявляют высокие требования к снабжению их питательными и биологически активными веществами. Кроме углеводов им необходимы низкомолекулярные азотистые соединения (пептиды, многие аминокислоты, пурины и витамины группы В). Из минеральных веществ важны K, Mg (Ca), Fе, Мn, V, Мо и Se.

На молокоперерабатывающих предприятиях чаще всего в качестве питательной среды для выращивания культур применяют молоко. В качестве среды для культивирования подходит молоко от поголовья коров, не больных туберкулезом или бруцеллезом, не содержащее ингибиторов какого-либо рода, имеющие рН 6,5 – 6,75 (соответствующую кислотности 15,5 – 17,5 °Т) и содержащее не менее 3 % белков. Предпочтительней использование нежирного молока поскольку в нем легче выявить органолептические пороки культур. Такое молоко подвергают нагреванию с целью уничтожения нежелательной микрофлоры и бактериофагов, разрушения неустойчивых к теплу ингибиторов, понижения окислительно-восстановительного потенциала молока (удаление кислорода, образование сульфидов и СН-групп), гидролиза молочного белка.

Ингибирующие вещества молока. Собственно молочные ингибиторы. К собственно молочным ингибиторам относятся агглютинины (иммуноглобулины). Агглютинины появляются в большом количестве в молоке в конце лактационного периода, в молоке от коров, больных маститом, с большим содержанием соматических клеток, а также в молозиве. Неспецифические агглютинины могут вызвать у чувствительных штаммов закваски склеивание (агглютинацию) и оседание клеток. Торможение, вызванное ингибиторами, может быть устранено нагреванием молока, используемого для приготовления культур.

Посторонние вещества, ухудшающие сквашивающую способность молока торможением организмов закваски (гетерогенная группа веществ), являются активно или пассивно воспринимаемыми животными биологически активными веществами (лекарства, пестициды, составные части корма, инсектициды, гербициды), которые из крови попадают в молоко, или химикаты, которые попадают в молоко после дойки (остатки моющих и дезинфицирующих средств, а также консерванты).

Наибольшее значение имеют антибиотики, применяемые при лечении мастита. Все организмы закваски чувствительны к применяемым против мастита антибиотикам. Наиболее часто применяют пенициллин, стрептомицин, хлортетрациклин, окситетрациклин и хлорамфеникол. Подавление организмов закваски в результате воздействия веществ типа антибиотиков, вырабатываемых посторонней микрофлорой сырого молока, например микрококками, псевдомонадами, бациллами, в высокой степени вероятно.

Чтобы предотвратить пороки сквашивания необходим выжидательный срок, в течение которого молоко не должно поставляться для переработки. Кроме того, большинство антибиотиков термостабильно и не поддается инактивации при нагревании молока.

Инсектициды, пестициды и гербициды оцениваются как довольно безобидные для микроорганизмов закваски. Моющие и дезинфицирующие средства, приводящие при определенных концентрациях к ингибирующему действию, при правильном использовании попадают в молоко лишь в незначительных количествах. Появление пороков сквашивания из-за наличия слишком больших их остатков можно отнести либо на счет небрежного использования, либо умышленного добавления для стимуляции более высокого качества молока.

Физические факторы. Спектр температур. Решающее влияние на интенсивность роста имеет температура. Чем ближе температура выращивания к оптимальной температуре для данных видов или штаммов, тем короче время образования популяции и тем быстрее протекают все фазы кривой роста. Выращивание при оптимальной температуре также ведет не только к очень быстрому размножению, но и к укорочению жизни культур. Температуры выше оптимальной приводят к замедлению роста и нередко к явлениям дегенерации штаммов и пониженной эффективности. Температуры ниже оптимальной, но выше минимальной приводят к замедлению роста, но, с другой стороны, отмечается более высокое конечное количество микробов, поскольку токсичные продукты обмена будут накапливаться медленнее. На практике замедление роста часто оказывается целесообразным. Температура является существенным фактором для поддержания равновесия штаммов в многоштаммовых заквасках одного вида.

Диапазон кислотности. Образование молочной кислоты организмами закваски ведет к быстрому понижению рН до 4,5 – 4,0. Поскольку оптимальное значение рН для организмов 6,0 – 6,6 (исключая Leuconostoc), а при рН ниже 5,0 деление клеток сильно тормозится, значение рН является важным фактором ограничения роста. В молочных заквасках без буферного воздействия количество клеток в 1 см³ едва превышает 10^9. За счет добавления глицеринфосфата или обогащения белком, а также добавления нейтрализующих средств – растворы гидроксида калия и натрия, гидроксида аммония и карбоната натрия в различных комбинациях можно увеличить количество бактерий.

На рост организмов сквашивания влияет содержание лактозы, находящееся в тесной связи с рН. Снижение содержания лактозы до 1 – 0,5 % может привести к лучшему росту, чем при нормальном содержании лактозы.

Кислород. Все организмы заквасок микроаэрофильны: повышенное содержание кислорода приводит к торможению. Присутствие диоксида углерода стимулирующее действует на рост бактерий и процесс сквашивания.

Биологические факторы. Равновесие между штаммами. Для роста многоштаммовых заквасок большое значение имеют особенности обмена у разных микроорганизмов. При комбинировании штаммов следует обращать внимание на то, чтобы в отношении определенных критериев не возникал антагонизм. Особенно это относится к оптимальной температуре, времени популяции, гликолитической активности и устойчивости к кислотности. При выращивании многоштаммовых заквасок возникают проблемы из-за конкурирующего роста Lc. diacetylactis и Lc. cremoris или Lc. diacetylactis и Leuconostoc. Используя более низкие температуры выращивания и большие массы инокулята, удается, например, ограничить рост Lc. diacetylactis и способствовать размножению видов Leuconostoc.

Бактериофаги. Благоприятные условия для размножения фагов находятся в диапазоне температур от 8 до 46 °С. При этих температурах они размножаются (количество их возрастает в 40 – 200 раз) в течение 1 ч, в то время как количество бактерий за это время увеличивается максимум в 4 раза. Особую опасность бактериофаги представляют для одноштаммовых заквасок. В течение нескольких часов почти вся популяция закваски может быть лизирована, образования молочной кислоты почти не происходит, и закваска оказывается непригодной. Бактериофаги распространены повсеместно. Поэтому первичное загрязнение молока происходит обычно на ферме. Другими источниками загрязнения являются воздух, зараженная фагами вода, а также недостаточно вымытые и продезинфицированные емкости.