Взаимоотношения между молочнокислыми бактериями и дрожжами

Производство кисломолочных продуктов издавна основано на использовании смешанных культур молочнокислых бактерий и дрожжей различных видов (кумыс, катык, сметана). Такая смесь видов способствуют усилению бродильной активности каждой культуры, ароматобразующей способности, антибиотической активности отдельных штаммов, входящих в состав продукта.

Качество получаемого молочнокислого продукта во многом зависит от состава применяемой закваски. Каждая группа организмов вносит свой вклад в процесс его приготовления. Метаболиты одних видов молочнокислых бактерий придают аромат и букет готовому продукту, другие влияют на вкус, третьи ускоряют процесс пептонизации, придавая определенную консистенцию продукту, а дрожжи обогащают среду комплексом витаминов [19, 20].

При создании многовидовых и многоштаммовых заквасок существует проблема устойчивого видового соотношения культур, стабильности сохранения комплекса производственно-ценных свойств.

Совместное культивирование с дрожжами позволяет длительное время сохранять жизнеспособность молочнокислых бактерий. Некоторые из молочнокислых бактерий обладают более полной, чем дрожжи, системой протеолитических ферментов; расщепляя сложные азотосодержащие соединения, они благоприятствуют питанию дрожжей. Определенные виды дрожжей обладают способностью в известной степени ассимилировать и органические кислоты, образуемые молочнокислыми бактериями в процессе брожения. Переходя в осадок в сообществе с молочнокислыми бактериями, дрожжи в кислых средах лучше сопротивляются развитию посторонних микробов [15, 21].

Таким образом, в целом отношения молочнокислых бактерий и дрожжей должны быть оценены как симбиотические. Однако в определенных условиях среды обитания, особенно в условиях, создаваемых при том или ином технологическом процессе, одна из групп может тормозить процессы размножения и брожения другой. Существенную роль при этом играет видовая принадлежность изучаемых микроорганизмов.

Использование специально подобранных штаммов молочнокислых бактерий и дрожжей позволяет повысить целебные и вкусовые качества продукта. В процессе жизнедеятельности молочнокислых бактерий и дрожжей, наряду с молочной кислотой и спиртом, накапливаются многочисленные жизненно важные компоненты, такие как витамины, ферменты, антибактериальные и пробиотические вещества [22, 23].

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Объекты исследований

Объектами исследований являлись 26 штаммов молочнокислых бактерий и дрожжей, вновь выделенных из молочных продуктов, приготовленных в домашних условиях. Новые штаммы молочнокислых бактерий и дрожжей выделяли из следующих источников: айран, кумыс, шубат домашнего приготовления.

Питательные среды

Основными средами для выделения и поддержания выделенных культур молочнокислых бактерий и дрожжей являлись следующие:

1. Среда МRS: дрожжевой автолизат – 5мл, пептон-10 г, глюкоза – 20 г, лимоннокислый аммоний – 2 г, уксуснокислый натрий – 5 г, MgSO₄ x 7H₂O – 200 г, MnSO₄ x 4H₂O – 50 мг, K₂PO₄ – 2 г, твин 80 – 1 мл, агар-агар – 20 г, вода – 1000мл., рН 6,2-6,6.

2. Гидролизат молока (по Богданову); для приготовления которого к 1л прокипяченного и охлажденного стерильного обезжиренного молока (рН =7,4-7,6) добавляли 1 г панкреатина, 5 мл хлороформа. Сосуд закрывали корковой пробкой и ставили в термостат на 72 часа при 40 ⁰С. Полученный гидролизат фильтровали, устанавливали рН 7,0-7,2 и стерилизовали в течение 10 мин, при 1 атм.

Методы исследований

Выросшие колонии предположительно молочнокислых бактерий микроскопировали и отсевали в пробирки со стерильными жидкими питательными средами (гидролизованное молоко, среда МRS). Пробирки культивировали в термостатах при 30 и 37 ⁰С в течение 24 часов и использовали в дальнейших исследованиях [23].

Изучение культурно-морфологических особенностей микроорганизмов проводили согласно общепринятым методикам. Морфологические особенности микроорганизмов изучали на одно-двух суточных культурах. Из них готовили фиксированные препараты, которые окрашивали по Грамму в модификации – Синева. Также исследовали характер роста, величину, форму, цвет, структуру и консистенцию колоний. Выросшие колонии подсчитывали визуально и под лупой. Изменения морфологии наблюдали в световом микроскопе Axioskop 40 [24, 25].

Физиолого-биохимические свойства молочнокислых бактерий оценивали по таким признакам, как устойчивость к поваренной соли, оптимальная температура, выживание после нагревания, сбраживание углеводов, энергия кислотообразования, время свертывания молока в соответствии с общепринятыми методами [26, 27].

Кислотность анализировали титрованием 0,1N NaOH и выражали в градусах Тернера [24].

Выделение молочнокислых бактерий и дрожжей проводили по схеме, изображенной на рис.1.

Пробы

Десятикратные разведения

Глубинный посев на питательную среду

│

Микроскопирование Характеристика колоний

Получение изолятов на

обезжиренном молоке

микроскопирование посев на среду МRS

Отбор изолятов

получение микроскопирование

периодические посевы хранение чистых культур

Рисунок 1. Схема отбора изолятов молочнокислых бактерий и дрожжей, выделенных из молочных продуктов.

В стерильное молоко при соответствующей температуре вносили одну петлю исследуемого штамма или закваски в возрасте 18 часов. Молоко тщательно перемешивали и выдерживали в термостате при оптимальной температуре роста для данного вида до образования сгустка. Отмечали продолжительность образования сгустка пробы, оставляли на 1-2 часа при комнатной температуре, после чего помещали в холодильник при +3-+5 ⁰С, на следующий день проводили дегустацию, отмечали характер сгустка, его вкус, запах и консистенцию [26].

Состав заквасок определяли путем микроскопирования и посева соответствующих разведений закваски на молочный гидролизованный агар в чашках Петри и последующем термостатировании чашек при оптимальной температуре 3-5 суток.

Антагонистическую активность бактерий и дрожжей изучали методом диффузии в агар. В качестве тест-культур использовали грамотрицательные бактерии – Escherichia coli, Salmonella dublin, грамположительные бактерии – Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus. Тест-культуры выращивали на средах с оптимальным составом для каждого вида: МПА.

В расплавленную и остуженную среду вносили 0,1 мл суспензии, перемешивали и переливали в чашку Петри. В слое питательной среды вырезали лунки, в которые вносили суточные культуры изучаемых молочнокислых бактерий и ставили в термостат на 24 часа. Через сутки измеряли зоны подавления роста тест – культур молочнокислыми бактериями.

Наблюдения вели ежедневно в течение 3 суток при 28⁰ и 37⁰С. Для выявления наиболее сильной антагонистической активности осуществляли подбор оптимальных условий культивирования молочнокислых бактерий выращиванием на различных питательных средах (гидролизованное молоко и среда МRS) [28].

Для изучения антибиотической резистентности использовали общепринятую методику стандартных индикаторных дисков, пропитанных стандартными растворами стрептомицина, левомицитина, ампициллина, бензилпенициллина, эритромицина, ванкомицина, гентамицина, тетрациклина [29, 30].

В качестве питательной среды для молочнокислых бактерий использовали гидролизованное молоко с агаром. В опытах использовали односуточные культуры, выращенные при оптимальной температуре, в виде суспензии клеток в количестве 1 млрд./мл (по бактериальному стандарту мутности), исходя из расчета 0,1 мл суспензии на одну чашку Петри. Засеяв чашки исследуемыми культурами МКБ, на поверхность питательной среды, укладывали диски, содержащие антибиотики.