Молоко, как основной продукт питания млекопитающих, опре­делен самой природой.

Коровье молоко – наиболее типичный вид молока. Молоко коров, овец, коз и молоко кобылиц служит исходным сырьем для производства многочисленных, подчас незаменимых, пищевых продуктов.

8.1. СОСТАВ И ИСТОЧНИКИ МИКРОФЛОРЫ МОЛОКА

В молоке содержится более 200 веществ. Белковые вещества: белки, пептоны, полипептоны, защитные вещества, казеин, глобу­лины, альбумины, все необходимые млекопитающим аминокис­лоты. Суточную потребность человека в лизине удовлетворяет 0,5 л молока. Жиры: жирные кислоты – масляная, олеиновая, стеари­новая (всего 18); липиды – холестерин, кефалин, лецитин. Мо­лочный сахар лактоза состоит из глюкозы, галактозы и арабикозы.

Молочные углеводы представлены в основном лактозой. Содер­жание лактозы в молоке молочных коров составляет примерно 5%.

В молоке содержатся глюкоза и лимонная кислота, до 16 вита­минов. Молоко включает в доступной форме витамины группы В с пантотеновой кислотой и рибофлавином.

Гормоны молока: кортизон, окситоцин, пролактин. Ферменты молока: пероксидозы, каталаза, липаза, протеаза, амилаза, фосфатоза. Минеральные соли в молоке содержатся в необходимых для организма количествах и разнообразии. Химический состав сырого молока таков, что молоко является прекрасным продуктом для гетеротрофных микроорганизмов, не исключая грамположительных молочнокислых бактерий. Состав молока имеет видовые различия (табл. 8.1).

Таблица 8.1

Средний химический состав молока самок  разных видов млекопитающих, %

Источник: http://www.moloko.cc

На продукцию молока влияют гормоны передней доли гипо­физа; пролактин, кроме того, гормон половых желез фолликулин и гормон надпочечников. Предшественники молока – летучие жирные кислоты (ЛЖК): уксусная, масляная, пропионовая, ко­торых у коровы за сутки может образоваться: уксусной – 2500 г, пропионовой – 800 г, масляной – 400 г. Глюкоза в вымени превра­щается в лактозу, которая содержится в природе только в молоке. Белки молока образуются из аминокислот.

Казеин молока состоит из форм: a, b и т.д. При снижении pH молока ниже 4,6 казеин коагулирует. Оставшиеся в сыворотке белки включают сывороточные альбумин, иммуноглобулины, a-лактальбумин и т.д. Содержание жира варьирует от 3,5 до 5% – в зависимости от породы коров.

В целом обезжиренный твердый остаток коровьего молока в среднем составляет 9,0%, тогда как общий твердый остаток ран­жирует между 12,5 и 14,5%, а в среднем составляет 12,9% – в зави­симости от породы животных.

Значение рН свежего цельного молока ~6,6, но может достигать ~6,8 (если молоко получено от коров, которые болеют маститом).

Для синтеза 1 л молока через молочную железу должно пройти 500 л крови. В молоке больше, чем в крови, содержание: сахара – в 90, жира – в 9, калия – в 5, кальция – в 13, фосфора – в 10 раз, но меньше: белка – в 2, хлора – в 3, натрия – в 7 раз.

Источники микрофлоры молока. В молоке всегда присутствуют микроорганизмы. Микробы, которые постоянно обнаруживаются в молоке и не приводят к его порче, относятся к нормальным, а случайно попадающие в молоко и вызывающие его порчу или, того хуже, заболевания потребителей – к анормальным.

На долгом пути от момента зарождения в вымени до потреб­ления молоко тесно соприкасается с рядом источников загрязнения (рис. 8.1). Часть микрофлоры попадает в молоко из вымени. Этот источник в отличие от других не устраним не только теоретически, но и в процессе производства.

В конце XIX в. многие исследователи пытались установить, что молочная железа абсолютно стерильна, а следовательно, и образу­ющееся в ней молоко. Мнение о стерильности молока держалось до начала XX в. Больше всего микроорганизмов (в здоровом вы­мени) находится вблизи выводного отверстия соска.

Рис. 8.1.
Источники микрофлоры молока

Другие исследователи хотели получить стерильное молоко. И это удавалось, но в количествах не более 10–20 мл. Почему? Дело в том, что вымя нельзя рассматривать как орган, вполне изо­лированный от внешней среды. Через выходное отверстие соска микроорганизмы проникают внутрь железы и закрепляются в ней. Из кишечника микроорганизмы попадают в кровь и вместе с ней в вымя и молоко. На структурных элементах вымени поселяются и размножаются многие виды микроорганизмов.

В вопросе о микрофлоре вымени можно изложить следующие основные положения:

• все части вымени всегда содержат микроорганизмы;
• микрофлора проникает извне и из крови и может частично размножиться;
• количество микрофлоры в вымени убывает от входного от­верстия вверх;
• населяют вымя устойчивые к защитным веществам молока микроорганизмы.

Количество микроорганизмов вымени непостоянно и зависит от состояния соскового сфинктера, условий содержания животных и состояния их иммунной системы. По данным многих исследова­телей, при правильном уходе за животными в 1 мл молока содер­жится 200 бактерий, после кратковременного нарушения режима – 300 тыс., через некоторое время после восстановления физиологи­ческого состояния организма – 90 тыс.

Основным внешним источником микрофлоры вымени является поверхность кожи животного, особенно самого вымени. Поэтому для получения незагрязненного молока важно соблюдать сле­дующие нормы и правила:

• содержать в чистоте кожу вымени (дезинфекция);
• мыть вымя перед доением теплой водой и сушить полотенцем или струей теплого воздуха;
• содержать в чистоте руки, предоставлять животным хорошую подстилку (опилки), полноценный корм, сохранять здоровье мо­лочного стада, что важно и в бытовом плане. Даже при самых опти­мальных условиях в первых порциях молока содержится огромное количество микроорганизмов (так называемая бактериальная пробка), так как они проникают извне в сосковый канал и размно­жаются в нем. Бактериальную пробку следует сдаивать и утилизи­ровать (в посудину с дезинфицирующим раствором).

Другие внешние источники загрязнения молока многочисленны и разнообразны. Опасна микрофлора кожи при додаивании (в 1 г пыли с кожи насчитывается до 200 млн м.т.). Поверхность кожи животных изобилует Е. coli.

8.2. МИКРОФЛОРА МОЛОКА

Главная практическая задача молочного дела – это изыскание способов возможного ограничения всех микробиологических про­цессов, которые могут развиваться в молоке. Но прежде надо по­знать эти процессы, учесть наличие микрофлоры молока. Вся ми­крофлора, находящаяся в молоке в каждый данный момент, накап­ливается в нем двумя путями: 1) путем непосредственного проникновения извне и 2) путем размножения в самом молоке ранее попавших в него микроорганизмов.

Микробы попадают в молоко почти непрерывным потоком на всем пути его следования, и в то же время ранее попавшие в него микробы размножаются.

В 1 мл свежевыдоенного молока может содержаться от сотни до тысячи бактерий. И хотя молоко от здоровой коровы обычно со­держит менее 10 КОЕ/мл, не исключено, что в процессе хранения и переработки число микроорганизмов в молоке многократно воз­растает.

8.2.1. Патогенные микроорганизмы молока

Сырое молоко при его употреблении в пищу человеком может быть причиной заболеваний, если лактирующие животные инфи­цированы микроорганизмами, вызы­вающими заболевания чело­века. К этим болезням относятся и зооантропонозы. Перечень ос­новных инфекционных болезней, которыми человек заражается от инфицированных животных при употреблении сырого молока: бруцеллез, сибирская язва, туберкулез, листериоз, сальмонеллез, лихорадка Q, кампилобактериоз, болезнь Крона, энтерогеморра­гический колит, стафилококковый/стрептококковый мастит.

До использования механических доильных аппаратов сырое мо­локо было также источником респираторных заболеваний человека (например дифтерии) и кишечных инфекций (например, брюшного тифа). При дойке коров вручную молоко собирается в открытые ем­кости, и инфицированный человек может заразить молоко через ка­шель или посредством контакта с руками. Примером подобной пе­редачи инфекции через сырое молоко являются случаи заболеваний скарлатиной, дифтерией и брюшным тифом в конце XIX и в XX вв. Вспышки болезней человека, передающихся через сырое молоко, послу­жили основанием для принятия законов о пастери­зации сырого молока.

Несмотря на широко распространенное использование пастери­зации, молоко продол­жает быть источником некоторых заболеваний. В некоторых странах от 13 до 24% образцов коровьих фекалий и от 2,5 до 4,5% образцов сырого коровьего молока содер­жали С. jejuni. Вспышки кампилобактериоза, связанные с употреблением сырого молока, возникают и в XXI в.

Многочисленные случаи заражения гастроэнтеритом человека были отмечены в США и связаны с сырым молоком. Из 1733 слу­чаев 57% были вызваны Campylobacter, 26% – Salmonella, а 2% – Е. coli 0157:Н7. Среди 50 штатов США в 28 разрешена продажа сы­рого молока, но < 1 % вспышек заболеваний, связанных с молоком, за указанный период имели своей причиной сырое молоко. Меж­штатные поставки сырого молока запрещены в США с 1987 г.

Некоторые вспышки листериоза у человека также были связаны с молоком. В одном исследовании L. monocytogenes попала в молоко из левой передней четвертины вымени коровы, больной маститом, но молоко из других четвертин не было инфицировано. При тести­ровании цистерн сборного молока от молочных стад на тихоокеан­ском северо-западе США в 2000 г. было обнаружено, что 4,9% были положительны по L. monocytogenes, а в 2001 г. 7,0% были положи­тельны по серотипу 1/2а, являющемуся ежегодно наиболее распро­страненным заболеванием.

Yersinia enterocolitica была обнаружена в нескольких образцах сы­рого молока. Из 100 образцов сырого молока в штате Висконсин 12 были положительны по Y. enterocolitica. В Бразилии 37 (16,9%) образцов сырого молока содержали Listeria spp. и 32,4% – Yersinia enterocolitica.

В Мексике было проведено исследование 290 двухлитровых образцов пастери­зованного и ультрапастеризованного молока. Вы­являлся афлотоксин M1, причем 40% образцов содержали афлотоксин M1 в количестве > 0,05 ppm и 9,7% содержали > 0,5 ppm. Молоко с наибольшим содержанием жира имело намного более высокую частоту содержания афлотоксина M1.

При изучении распространения Е. coli 0157:Н7 в образцах фе­калий коров и цистерн сборного молока в Восточном Теннеси вы­явлено, что 8 из 415 (2%) образцов фекалий и 2 из 268 (0,7%) образца молока были положительными по этому микроорганизму. По меньшей мере одна крупная вспышка Е. coli 0157:Н7 была свя­зана с сырым молоком.

Болезнь Джона у коров вызывают возбудители, которые, как оказывается, играют не­ко­торую роль в развитии болезни Крона у человека. Это Mycobacterium avium subsp. avium, который вызывает туберкулез у птиц и является контагиозным для больных СПИДом. М. avium subsp. paratuberculosis вызывает паратуберкулезный энтерит у живот­ных и, как предполагают, участвует в этиологии болезни Крона. М. avium subsp. silvaticum является облигатным патогеном животных, у которых он вызывает микобактериозы, напомина­ющие туберкулез у млекопитающих и туберкулез у птиц. М. avium subsp. paratuberculosis – вид, который, возможно, играет роль в раз­витии болезни Крона. Возникает вопрос: является ли метод пасте­ризации при его использовании адекватным для уничтожения этих организмов? I.R. Grant, H.J. Ball, S.D. Neill, M.T. Rowe (1996) в своем исследовании доказали, что ни метод ВТКВ, ни метод НТДВ не уничтожают М. avium subsp. paratuberculosis в образцах мо­лока. В другом исследовании М. avium subsp. paratuberculosis были уничтожены методом ВТКВ (нагревание при 72°С в течение 15 с), вплоть до 10 КОЕ/мл (Stabel J.R., Steadham Е.М., Bolin CA., 1997). Болезнь Крона – болезнь воспаленного кишечника (региональный илеит – воспаление подвздошной кишки) – болезненное со­стояние, при котором конечная (терминальная) часть подвздош­ной кишки, а иногда слепая кишка и восходящая ободочная кишка уплотняются и изъязвляются. Просвет пораженного участка сильно сужается, вызывая закупорку (непроходимость кишечника).

В Великобритании за 17-месячный период в 1999–2000 гг. в ре­зультате исследования 814 образцов коровьего молока было устано­влено, что в 7,8% сырых и 11,8% пастеризованных образцов содер­жится ДНК М. avium subsp. paratuberculosis. Рост куль­туры обна­ружен в пробах из 1,6% сырых и 1,8% пастеризованных образцов. Другое проводившееся в Великобритании исследование сырого и пастеризованного коровьего молока на наличие М. avium subsp. paratuberculosis дало положительный результат в 4 из 60 (6,7%) сырых и 10 из 144 (6,9%) пастеризованных образцов. Исследова­тели обнаружили жизнеспособные микроорганизмы в образцах мо­лока, обработанных с помощью четырех различных методов, включая нагрев при 73 °С в течение 25 с.

Благоприятное воздействие молочнокислых бактерий на орга­низм человека и животных давно оценено, но некоторые лактобациллы вызывают у человека болезни. Существует более 50 сооб­щений об участии лактобацилл в заболеваниях человека. Энтеро­кокки – одна из причин внутрибольничных инфекций. Наиболее распространены виды Е. faecalis и Е. faecium. Молочнокислые бактерии не способны вызвать заболевание в нормальном здоровом организме.

8.2.2. Анормальная микрофлора молока

Заметное место среди микробиоты молока принадлежит дрожжам, которые находятся в тесном симбиозе с молочнокис­лыми бактериями. Так как лактозу способны ферментировать не­многие дрожжи, их видовой состав в молоке ограничен несколь­кими родами – Saccharomyces, Torula и др.

Из грибов в молоке часто встречаются следующие виды: Aspergillus niger – мицелий белый, споры черные, образующиеся только в аэробных условиях, Aspergillus glaucus – споры зеленые, Aspergillus albus – белая, пушистая плесень. Присутствие всех видов рода Aspergillus нежелательно. От них оберегают молоко и продукты.

Однако некоторые представители рода Penicillium используются как необходимый элемент в производстве мягких сыров (рокфора, бри, камамбера). Penicillium glaucus – зеленый кистевик, который развивается на сырных головках и не приносит вреда человеку.

Из несовершенных грибов нежелательной является Oidium lactis – молочная плесень, представляющая собой маловетвистые многоклеточные нити. Специальных органов плодоношения у нее нет. Споры оидий образуются путем отчленения нитей, припод­нятых над воздухом, и имеют вид прямоугольников длиной 20 мкм и шириной 10 мкм со слегка закругленными концами. Цвет нитей чисто белый. Кроме этого вида в молоке обнаруживают представи­телей родов Fusarium, Alternaria, Monilia.

Нетипичным микроорганизмом для молока является Escherichia coli – возбудитель гетероферментативного молочнокислого бро­жения, вызывающий вспучивание сыров, порчу масла; встречаются его болезнетворные виды.

Попадают в молоко гнилостные, маслянокислые бактерии и многие другие микро­организмы, приносящие вред молочному делу.

8.2.3. Нормальная микрофлора молока

Молочнокислые кокки. К нормальной микрофлоре относятся прежде всего молочнокислые микроорганизмы, которые всегда присутствуют в молоке.

Lactococcus lactis subspecies lactis (молочнокислый стрептококк, сокращенно
Lac. lactis) – сферические или овальные клетки раз­мером (0,5–1,2) × (0,5–1,5) мкм, соеди­нен­ные попарно (дипло­кокки) или в короткие цепочки. Lactococcus lactis ssp. cremoris (сли­во­чный стрептококк – Lac. cremoris) – шаровидные клетки, распо­лагающиеся в виде корот­ких и длинных цепочек. Streptococcus salivarius ssp. thermophilus (термофильный стрепто­­кокк – S. thermophilus) – клетки овальной или шаровидной формы диаметром 0,7–1,0 мкм, часто соединенные в длинные цепочки. Leuconostoc mesenteroides ssp. cremo­ris (Leuc. cremoris) – шаровидные или линзовидные клетки размером (0,5–0,7)×(0,7–1,2) мкм, соединенные попарно или в короткие цепочки.

Палочковидные молочнокислые бактерии. Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus (болгарская палочка, или L. bulgaricus) в молоке – длинные и короткие палочки размером (5–20) × (0,8–1,0) мкм. Lactobacillus acidophilus (ацидофильная палочка) в молоке – па­лочки размером (3–40) × (1,0–1,5) мкм. Lactobacillus delbrueckii ssp. lactis – молочнокислая палочка (L. lactis), по морфологическим и биохимическим признакам схожая с болгарской палочкой. Lactobacillus casei ssp. casei (L. casei) – палочки с прямоугольными концами размером (0,7–1,1) × (2–4) мкм, располагающиеся чаще всего цепочками. Lactobacillus casei ssp. rhamnosus (L. rhamnosus) оби­тают в молоке, имеют вид коротких или длинных палочек тол­щиной 1,5 мкм, соединенных в цепочки Lactobacillus plantarum.

Пропионовокислые бактерии. Они относятся к семейству Propionibacteriaceae, роду Propionibacterium. Типовой вид этого рода – Propionibacterium freudenreichii, представляя­ющий собой мелкие, неподвижные, неспорообразующие, грамположительные полиморф­ные палочки размером (0,5–0,8) × (1–5) мкм. Форма клеток различная – они бывают кокковидными, удлиненными, раздвоенными или разветвленными (встречаются булаво­видные формы); располагаются одиночно, парами, в виде букв V и Y.

Уксуснокислые бактерии. Данные бактерии (ацетобактерии) от­носятся к роду Acetobacter, включающему семь видов. Типовой вид – Acetobacter aceti. – это мелкие грамотрицательные подвижные палочки размером (0,6–0,8) × (1–3) мкм. Встречаются нитевидные, эллипсовидные или имеющие вздутие формы, располагающиеся одиночно или цепочками. Спор и капсул не образуют.

Дрожжи, присутствующие в молоке и молочных продуктах, условно подразделяют на три группы:

• дрожжи, сбраживающие лактозу. К ним относятся споро-генные (спорообразующие) дрожжи видов Saccharomyces lactis, Zygosaccharomyces lactis, Kluyveromyces fragilis, Debaryomyces и acno-рогенные (неспорообразующие) дрожжи видов Torulopsis kefir, Torulopsis sphaerica, Candidapseudotropicalis var. lactosa и др.;
• дрожжи, не сбраживающие лактозу, но ферментирующие мо-носахара. Такие дрожжи могут размножаться в молоке и молочных продуктах совместно с молочнокислыми бактериями, расщепляю­щими лактозу на глюкозу и галактозу;
• дрожжи, не ферментирующие лактозу и другие сахара, но вы­зывающие их окисление. Они не образуют спор и не способны к спиртовому брожению. К ним относятся прежде всего дрожжи рода Candida.

Контрольные вопросы и задания

1. Каковы химический состав и источники микрофлоры молока?
2. Опишите нормальную и анормальную микрофлору молока.
3. Перечислите патогенные микроорганизмы молока.