Метаболизм компонентов молока - естественный природный процесс. Если он выгоден для человека, мы называем его ферментацией, если не желателен - микробной порчей. На скорость и результат этого процесса влияют тин и состав продукта, условия упаковки и хранения, взаимодействие микроорганизмов между собой. Для регулирования микробиологических процессов порчи важно знать свойства и Законы поведения микроорганизмов, методы их выявления и количественной оценки.

Молоко является благоприятной питательной средой не только для микрофлоры заквасок, но и для нежелательных микроорганизмов, очень разнообразных по свойствам. Некоторые из них попадают при получении молока на ферме, другие - уже на производстве, приспособившись жить в трубопроводах, на оборудовании, в воздухе и приобретая устойчивость к дезинфицирующим средствам и температуре. Большие возможности для обсеменения и развития посторонней микрофлорой создаются на «грязном» производстве, где не выполняются правила санитарии и гигиены.

Состав нежелательной микрофлоры молока и молочных продуктов представлен психрофильными, мезофильными и термофильными микроорганизмами.

Микроорганизмы, которые могут размножаться при температуре 5°С и ниже независимо от оптимальной температуры для их роста, относятся к психрофильным. Благоприятные условия для их развития создаются при промежуточном хранении сырого и пастеризованного охлажденного молока. При температурах пастеризации психрофилы, как правило, уничтожаются, однако остаточная микрофлора может вырабатывать липолитические и протеолитические ферменты, вызывающие пороки в готовых продуктах.

К мезофильным относятся микроорганизмы, развивающиеся при средних температурах (8-45°С), оптимальной для них является температура 25-39°С. В составе микрофлоры молочных продуктов встречаются мезофилы - плесневые грибы, дрожжи; бактерии - стрептококки, энтерококки, микрококки, спорообразующие, уксуснокислые палочки, БГКП и др.

К термофильным микроорганизмам, встречающимся в молоке и вторичном молочном сырье, принадлежат некоторые виды аэробных или факультативно анаэробных споровых палочек и термоустойчивые молочнокислые палочки, которые являются технически вредной микрофлорой, так как вызывают порок перекисания в готовых продуктах.

Наиболее часто встречающиеся возбудители порчи (пороков) молочной продукции по фенотипическим признакам и биохимическим особенностям могут быть разделены на несколько групп:

• микрофлора заквасок, нехарактерная для данного вида продукции (например, молочнокислые микроорганизмы могут вызывать скисание пастеризованного молока или сливок; дрожжи кефирной закваски - вспучивание сметаны или йогурта; даже чрезмерное развитие каких-то видов в закваске может вызывать пороки: нежелательно слишком быстрое развитие уксуснокислых в кефире или микрофлоры сырной слизи в слизневых сырах);
• гнилостные, протеолитические микроорганизмы, способные разлагать белки молока, свертывая их с отделением сыворотки (пептонизируя) или полностью разлагая до растворимых компонентов (протеолиз); на молочном агаре вокруг колоний образуют зоны просветления, разжижают желатин, при разложении белка могут образовывать сероводород, аммиак, индол и другие вещества; могут быть как спорообразующими, так и бесспоровыми, и по-разному относиться к кислороду;
• маслянокислые бактерии;
• плесени;
• дрожжи;
• термоустойчивые молочнокислые палочки и энтерококки;
• бактериофаги.

Основные группы возбудителей порчи молочных продуктов в соответствии с общебиологическими принципами классификации показаны на рисунке 3.1.

Рис. 3.1
Классификация возбудителей порчи молочных продуктов

Развитие микроорганизмов порчи в молоке и молочных продуктах ограничивают, используя:

• низкотемпературное воздействие;
• высокотемпературную обработку;
• снижение показателя активности воды;
• снижение активной кислотности;
• бактофугирование;
• микрофильтрацию;
• применение химических консервантов;
• применение облучения, озонирования, диоксида углерода или смесей газов при фасовании продукции;
• упаковывание продуктов в различные виды современных упаковочных материалов;
• применение герметичной упаковки и др.

Перечисленные способы не в полной мере позволяют защитить продукцию от возбудителей порчи, которые приводят к ухудшению показателей качества и безопасности, а также уменьшению срока годности молочной продукции. В связи с этим в последние годы к перспективным направлениям относится применение биоконсервантов натурального происхождения, например, низина, который вырабатывается молочнокислыми лактококками, и других бактериоцинов. Так, например, в работе А. В. Молдавановой (руководитель В. И. Танина) на основе изучения консервирующего эффекта пробиотических бактерий и продуктов их метаболизма в сочетании с природными полимерными материалами разработана биокомпозиция для защиты молочных продуктов от размножения в них возбудителей порчи и кишечных инфекций.

Новый подход к обеспечению качества продуктов связан с разработкой прогностических моделей их порчи, которая основана на предположении, что реакцию популяции тех или иных микроорганизмов на существующие условия окружающей среды можно воспроизвести и спрогнозировать. Для определения срока годности или начала порчи продукта прогностические модели являются альтернативой традиционным длительным испытаниям.