Первое сообщение о кефирных грибках, применяющихся для получения целебного кисломолочного напитка на Кавказе, было сделано в 70-х гг. XIX в. О возникновении кефирных грибков точных данных нет. По одной из гипотез, кефирные грибки возникли при продолжительном настаивании козьего молока в дубовых кадках на кусочках телячьего или верблюжьего желудка, в результате чего на дне и стенках кадок появлялись желеобразные образования - кефирные зерна, используемые в дальнейшем в качестве закваски. На практике новые грибки получают в результате роста и размножения ранее существовавших, искусственно их воссоздать пока не удалось.

Кефирные зерна представляют собой компактные образования неправильной формы со складчатой или бугристой поверхностью с упругой консистенцией, по форме и цвету напоминающие цветную капусту. Их размер варьируется от нескольких миллиметров до 2-4 см.

В препаратах, приготовленных из расплава кефирного грибка, под световым микроскопом видны скопления разных по форме и величине дрожжевых клеток, мелкие кокки и клубки палочковидных микроорганизмов, в кефирной закваске и кефире наблюдаются только лактококки и дрожжевые клетки (рис. 2.4).

Рис. 2.4
Микропрепараты расплава кефирного грибка (а) и кефирной закваски (б) при увеличении 90x15

Согласно данным электронной микроскопии микробиота кефирных зерен представлена дрожжевыми клетками лимонообразной и вытянутой формы, которые находятся в тесном соседстве с кокками и короткими и длинными палочками. Короткие палочки, предположительно Lactobacillus kefir, расположены ближе к поверхности грибка, а длинные и изогнутые тонкие палочки, такие как Lactobacillus kefiranofaciens, по всему объему грибка и концентрация их увеличивается к центру. Кокки преимущественно располагаются на поверхности дрожжевых клеток, в то время как палочки находятся в пространстве между дрожжевыми клетками. Дрожжи концентрируются как в центре кефирного грибка, так и по поверхности. По-видимому, распределение микроорганизмов на поверхности и внутри зерен зависит от их отношения к кислороду, а также связано с различиями значений рН. Внутри зерен очень низкое значение рН, которое ингибирует рост лактококков.

В связи со слабой адгезирующей способностью L. lactis, при использовании электронной микроскопии некоторые исследователи не обнаруживали присутствие кокков в составе кефирных грибков, несмотря на то, что L. lactis определяли как один из доминирующих видов в тех же грибках при использовании других методов.

В качестве доминирующих в составе кефирных грибков большинство исследователей отмечают мезофильные молочнокислые палочки рода Lactobacillus, количество которых от общей микрофлоры составляло около 70-90%. Количество мезофильных молочнокислых кокков составляло около 8%, уксуснокислых бактерий - 0,05%, дрожжей - 0,5-3%. По другим данным, доля дрожжей в грибке намного больше - 16-70%. Такое расхождение в результатах указывает на вариативность состава грибков, но может быть связано и с применением разных методов выделения чистых культур и их идентификации.

В работе А. А. Хохлачевой «Кефирные грибки как ассоциативная культура микроорганизмов», выполненной под руководством Н. Б. Градовой, показана идентичность состава доминирующих форм молочнокислых бактерий кефирных зерен, используемых на разных молочных предприятиях, при использовании молекулярно-генетических методов. При использовании классических микробиологических методов с выделением чистых культур и их идентификации методом 16S рРНК определены доминирующие формы молочнокислых бактерий исследованных кефирных зерен: L. lactis, L. mesenteroides, L. plantarum, L. sakei, Lactobacillus sp. В работе показана регулирующая роль индуцибельного фермента (3-галактозидазы молочнокислых бактерий в обеспечении стабильности микробного сообщества при изменении углеводного питания и отсутствие различий в микробном профиле и функциональной активности кефирных зерен, культивируемых в течение длительного времени на безлактозном молоке по сравнению с нативным молоком, содержащим лактозу. Выявлена способность разных видов молочнокислых бактерий синтезировать водорастворимые экзополисахариды, по своей структуре аналогичные ЭПС кефирану, но различающиеся по молекулярной массе.

Уксуснокислые бактерии окисляют этиловый спирт в уксусную кислоту. Представители рода Acetobacter и вида Ac. aceti - мелкие прямые или слегка изогнутые палочки, подвижные, перитрихи, грам (-) или грамвариабельные, неспорообразующие, располагаются по одной, в парах, иногда образуют короткие цепочки, строгие аэробы, мезофилы, любят кислую среду. Широко распространены в природе, на фруктах и овощах, в скисших фруктовых соках, уксусе, алкогольных напитках. В молоке в чистой культуре не развиваются, так как лактозу не усваивают. Формируют специфический вкус и запах кефира, в других продуктах вызывают пороки (ослизнение, привкус уксусной кислоты).

Таким образом, кефирный грибок - симбиотическое образование, в которое входят молочнокислые микроорганизмы, дрожжи, уксуснокислые бактерии. Соотношение видов и штаммов внутри этих груш значительно различается в грибках, использующихся в разных регионах.

Между микроорганизмами, входящими в состав кефирного грибка, могут наблюдаться как симбиотические, так и антагонистические взаимоотношения, которые могут меняться в зависимости от условий культивирования. Антибиотическая активность молочнокислых бактерий связана со способностью синтезировать органические кислоты, антимикробные пептиды-бактериоцины, а также ряд низкомолекулярных соединений. Многие авторы отмечают стимулирующее действие дрожжей по отношению к молочнокислым бактериям.

В симбиозе кефирного грибка важную роль играют дрожжи, поэтому рассмотрим эту группу микроорганизмов более подробно.