Дипломдық жұмыс: Биология | Сүтқышқылды өнімдердің микробиологиялық құрамы

Мазмұны

КІРІСПЕ ..............................................................................
1. ӘДЕБИЕТТЕРГ ШОЛУ....................................................
1.1 Сүт қышқылды өнімдердің микробиологиялық құрамы және оларды дайындау технологиясы ..................................................
1.2 Сүт қышқылды бактериялар, олардың табиғатта таралуы мен жіктелуі және қолданылуы ...........................................................
2. МАТЕРИАЛДАР МЕН ӘДІСТЕР........................................
2.1 Зерттеу объектілері ......................................................................
2.2 Зерттеу әдістері .............................................................................
2.2.1 Сүтқышқылды өнімдердің микрофлорасын анықтау әдісі ...........
2.2.2 Сүтқышқылды бактериялардың морфологиялық және культуралдық қасиеттерін зерттеу әдістері ...............................
2.2.3 Сүтқышқылды бактериялардың физиологиялық және биохимиялық қасиеттерін зерттеу әдістері.....................................
2.2.4 Сүт қышқылды бактериялардың қышқыл түзу және антоганистік қасиеттерін анықтау әдістері...................................
2.2.5 Сүтқышқылды бактериялардың антибиотиктерге сезімталдылығын анықтау әдісі........................................................
3. НӘТЕЖИЕЛЕР МЕН ТАЛҚЫЛАУЛАР..........................
3.1 Сәби нәрі ас үйінен алынған сүт қышқылды сусындардың жалпы микрофлорасы және сүт қышқылды бактериялардың таза дақылдарын бөліп алу ............................................................
3.2 Сүтқышқылды бактерияларың морфологиялық және культуралдық қасиеттері .................................................................................................
3.3 Сүтқышқылды бактериялардың физиологиялық және биохимялық қасиеттері .................................................................
3.4 Сүтқышқылды бактериялардың антибиотиктерге сезімталдылығы..................................................................................
3.5 Сүтқышқылды бактериялардың қышқыл түзу және антоганистік қасиеттері ...................................................................
4 ҚОРЫТЫНДЫ ................................................................................

5 ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ...........................
Сүтқышқыл бактериялар адамның өмірінде көне заманнан бері қолданылып келеді. Сүтқышқыл бактериялар нан тісіру, балық тұздауда, көкөністерді консервілеуде, сүтқышқылды және десерттік шырындарды дайындауда қолданылады. Микробиологияның дамуымен байланысты сүтқышқыл бактериялардың морфология-физиологиялық және культуралдық қасиеттері туралы білімдер және олардың қолдану сферасы әлде қайда кеңейді.[1]
Көптеген ғалымдардың пікірінше, бүгінгі күнде әлемде медицина және тағам өнеркәсібі экономиканың тез дамып келе жатқан саласына жатады. Әрине бұл дамудың векторы ұлттық ерекшеліктер мен қаржылық мүмкіншіліктерге байланысты өзгеруі мүмкін, алайда дәл осы салада жаңа өнімдердің түрлері, сонымен бірге жаңа технологиялардың жаңалықтары ашылуда. Осындай алдыңғы қатарлы салалардың біріне тағам және медицина биотехнологиясын жатқызуға болады.[2;8]
Сүтқышқыл бактериялар ашытқылармен бірігіп, тамақ биотехнологиясында микроорганизмдердің ең бағалы және құнды тобы болып табылады. Олардың пайдалы биологиялық қасиеттерін қолдана отырып, әртүрлі жоғары сапалы құнды өнімдер алады. Соның ішінде адамның күнделікті тамақтануында негізгі орынды алатын шипалы сүтқышқылды өнім-айран болып табылады.[3]
Сүт және сүтқышқыл өнімдеді өте ерте уақыттардан бастап халық кеңінен қолданылып келеді. Жылы жерде сақтаған сүттің ашитынын және ашыған жағдайда дәмді болып, ағзада тез қорытылатынын адамзат баласы өте ерте кезде-ақ байқаған. Сондықтан да ашыған қышқылды сүт өнімдері байырғы сүт тағамдарына жатады. Л.Пастердің ашу және шараптың зиянкестері туралы әнгімесінен кейін ғана ашыған сүтті ғылыми деңгейде зерттей бастады.
Сүт қышқылы бактерияларынан биотехнологиялық процестер арқылы тағам өнімдерін, мал азығын сүрлеуде, дайындауда және олардан органикалық қышқылдар алу үшін кеңінен қолданғандықтан, оларға деген ғылыми қызығушылық қазіргі таңда дамып келеді.[4;2]
Сүт қышқылды бактериялары табиғатта кеңінен таралған. Олар өсімдіктердің эпифитті микрофлорасының құрамына кіріп, өсімдіктердің тамыры мен топырақта, адам мен жануарлардың ішектері мен сілекейлі қабаттарында кездеседі.
Сүт қышқылы бактерияларын топырақтың әртүрлі типтерінен де табуға болады. Олардың көп мөлшері қара топырақты жерлерде кездеседі, шабындық жіне шабындық-бетпақ жерлерде аз. Ал шөл далада өте аз мөлшерде болады.
Мәдени өсімдіктер сүт қышқылы бактериясына бай. Олардың көп мөлшері тамыр аймақтарында болады. Сүт қышқылының түрлік құрамы әрқилы.[5]
Сүт қышқылы бактерияларын адамның ас қорыту жүйесінің барлық бөлімдерінде болады. Сәбилердің ас қорыту жүйесінен бифидобактериялар кездеседі. Асқазанның ортасы қышқыл болғандықтан микроорганизмдер аз болады. Онда аз ғана мөлшерде болса да, қышқылға төзімді лактобацилдер мен стрептококтар тіршілік етеді. Біздің жұмыстың негізгі мақсатты балалар тағамының құрамын тексеріп, микроорганизмдерін анықтау. [6]

1. Әдебиеттерге шолу

1.1 Сүтқышқылды өнімдердің микробиологиялық құрамы және оларды дайындау технологиясы

Сүтқышқыл бактерилар мен ашытқылар тамақ биотехнологиясындағы микроорганизмдердің ең бағалы және құнды тобы болып табылады. Олардың пайдалы биологиялық қасиеттерін қолдана отырып, әртүрлі жоғары сапалы құнды сүт тағамдарын алады.
Сүтқышқыл бактериялары мен ашытқылар тағам өндірісінде, басқада салаларында маңызы өте зор және осы пайдалы микроорганизмдерге ғылыми тұрғыдан қызығушылықтар әлі күнге дейін кеңеюде. Мысалы, соңғы 10 жыл ішінде зерттеушілердің алдында тұрған үлкен мәселе шараптың қышқылдығын биологиялық төмендететін биотехнологиялық әдіс табу. [7,3]
Украинадағы "Микробиология және вирусология" иститутының ғалымдары кейбір сүтқышқыл бактерияларын ашытқылардың таза және аралас дақылдардың көмегімен шарап, әсіресе қызыл шарап материалдарының қышқылдылығын төмендете алатындығын дәлелдеген. Олардың көмегімен шарап дәмі жақсарып және адам организіміне жеңіл, жұмсақ өтетіндіктерін көрсетті. Олар физиологиялық қасиеттерін және шарап материалдарының химиялық құрамына әсерін зерттеп, сүтқышқыл бактериялар мен ашытқылардың 20 активті таза дақылдарын бөліп алды.
Қазіргі кезде жергілікті тұрғындардың күнделікті тамақтануында сүтқышқыл өнімдердің ішінде табиғи айран ұйытқы түйіршіктерінің көмегімен дайындалған сүтқышқылды сусындар үлкен орынды алады.[8]
Сүтқышқылды өнімдер биотехнологиялық процестер арқылы сүт қышқыл бактериялар мен ашытқылардың бірлестігі негізіндегі ұйытқылар мен сүтті ашыту арқылы алынған өнім. Сондықтан, сүтқышқылды өнімдердің емдік қасиеті, сүтті ұйыту барысында жүретін биохимиялық процестердің нәтижесінде түзілетін өнімдер: сүтқышқылы, спирт, СО2 витамин және микроорганизмдерінің адам оргагизіміне шипалы әсерімен түсіндіріледі. Сонымен қатар, сүтқышқылды тағамдардың құрамында кездесетін сүтқышқылы мен ашытқылардың емдік қасиеті туберкулез, өкпенің әртүрлі қабынуларына және асқазан жарасының қоздырғыштарына қарсы бактериоцидтік қасиеттері олардың антибиотикалық белсенділігімен байланысты. [9,10]
Сүтқышқылдық тағамдарда низин, лактолин, диплококцин, стрептоцин және т.б. антибиотиктер кездеседі. Тағам биотехнологиясында микроорганизмдер комегімен дайындалатын өнімдер, оның ішінде сүт қышқыл сусындары адам өмірінде маңызды роль атқаратыны белгілі. [11;12]
Қазіргі кезде сүтқышқылды өнімдердің ассортименттері үздіксіз кеңеюде. Сондықтан авторлар бактериялық ұйытқы құру кезінде негізгі назарын қышқыл түзу мен хош иіс түзу белсенділігіне және басқа да протеолитикалық қасиеттеріне, витамин түзу және т.б. өндірістік бағалы сапаларына көңіл бөледі. Онда кездесетін микроорганизмдердің арқасында Lactococcus lactis және Lactobacillus caucasicus ортаның қышқылдануына, Lactococcus diacetylactis хош иіс түзу функциясын атқарады, ал спирттік ашуды Saccharomyces kefiri атқарады. Осы микроорганизмдердің ассоциасы сусынды биологиялық активті заттармен және антибиотикалық заттармен байытуды қамтамасыз етеді.[ 13]
Айран туралы бірінші хабарды 1867жылы Кавказдық медициналық қауымдастығының мәжілісінде жарияланды. 19 ғасырдың 80-ші жылдарында айранмен кең толығымен танысулар басталды, сол жылдардағы бірнеше емханалардың ашылуымен бірге және ондағы негізгі дәрі айран болды. 1908 жылы П.В. Кугеневтің айтуынша Мәскеудегі Н. Блондова заводында өндірілген айранның бірінші бөтелкесі сары ауру тудырған болатын.
Айран микрофлорасының құрамын ғалымдардың зерттеуі бойынша %-бен есептегенде көбінесе Lactococcus lactis 35,7%, Lactococcus diacetylactis 21,4%, Lactobacillus dulgaricus 28,5%, Saccharomyces kefiri 14,2%, осы мөлшерде сірке қышқылды бактерияларда кездеседі.
Ал айранда ашытқылардан Torulopsis kefir, Kluyveromyces lactis, Candida valida, Brettanomyces anomalus, Saccharomyces unisporus дақылдары кездеседі. Бұл ашытқылар лактозаны ыдырату қабілеттілігімен ерекшеленіп ажыратылады. Алғаш рет қолдан жасалған қымызды Шимонко 1864 жылы және Гушковский 1876 жылы алмақ болған, бұл мақсатта сиыр сүтті қолданған. Бірақ бұл іске аспады, себебі казеин бөлшектерінің дисперстілігін жоғалта алмады, табиғи қымыз дәмін, сапасын келтіре алмады. Бұл идея ары қарай дамып 1930 жылдары жүзеге аса бастады. [14]
Сиыр сүттінен жасалған қымыздың табиғи бие сүтінен айырмашылығы бар, себебі олар химиялық және физикалық қасиеттерімен ерекшелінеді. Сиыр сүтінен жасалған қымыз қышқылдау және спирт аз болады. Жасанды қымыздың сапасын жоғарлату үшін ұйытқы құрамына кіретін таза дақылдардың қасиетін жоғарлату қажет. Әсіресе сүт қышқыл бактериялар мен ашытқылардың антибиотикалық белсенділігін, себебі бұл қасиеті тек терапевтикалық әсерін ғана жоғарлатпай қажет емес микрофлораның болдырмауына ықпалын тигізеді.[15]
Сүт құрамы, мал сүтінің құрамы 100- ден аса қосылыстардан түзілген әр түрлі заттардан тұрады. Сүтте кездесетін 30- ға тарта май қышқылының бір-бірінен арақатынасы одан дайындалатын сары майдың дәміне, сапасы мен сақталу қасиеттіне үлкен әсерін тигізеді. Сүт белогы жануар текті белоктардың ішінде ен маңыздысы. Ол козеин, альбумин, глобулиндерден тұрады. Ірімшік, сүзбе өндірісі казеиннің ұлтабар ферменті т.б. әлсіз қышқылдардың әсерінен ұюы қасиеттіне негізделген.[17]
Жануарларды азықтандыру, бағу олардың сүттілігін ғана емес, өнімдік көрсеткіштерін арттыруға мүмкіндік береді.
Сүт тағамдары сүттен дайындалған әр түрлі өнімдер, оларды дайындау кезінде сүттің сақталу мерзімін ұзарту және оның құрамындағы пайдалы заттар мен жұғымдылық қасиеті сапасын сақтау мақсаты көзделеді. Сары май және ірімшік сүт консервілерін (қоюлатылған сүт т.б.) , ашытылған сүт (айран, қатық, құрт қымыз, сүзбе, шұбат т.б) дайындау ісі ертеден белгілі.[20]
Қазіргі уақытта Қазақстанда «Фуд мастер», «Адал», «Смак»,«Қайсар» агро өнімдер, қымыз, шұбат, өнімдерін шығаратын т.б шетелдік және отандық компаниялар сүт өнімдерімен қатар сүтке әртүрлі биоқоспалар қосып, тәтті Био-с пеппи т.б өнімдерді шығарады. Сүт тағамдарын қазақ халқы бір сөзбен «ақ» дейді.[18]
Сүтқышқыл бактериялары мен ашытқылар тіршілігінің өнімдері ортада жинақталып, бөтен микроорганизмдердің дамуына бөгет жасайды. Ашытқылар сүтқышқыл бактерияларына қарағанда қоректік ортаны талғамайды және биологиялық белсенді заттар биосинтезіне қабілетті. Тіршілік ету және автолиз процесінде ашытқылар ортаны витаминдермен байытады және оны сүтқышқыл бактерияларының өсуіне қолайлы жағдай жасайды. Ашытқылардың көптеген түрлері сүтқышқыл бактерияларымен ашуы процесінде түзілетін органикалық қышқылдардың ассимиляциялауға қабілетті. Сондықтан қарым- қатынасты симбиотикалық деп санауға болады.[19]
Сүтқышқылды бактериялар мен ашытқылардың арнайы таңдамалы штамдарын қолдану өнімнің емдік және дәмдік қасиетін жоғарлатумен қатар консервілеуші фактор ретінде қолданылады.
Сүтқышқылды бактериялар мен ашытқылардың өсу процесінде сүт қышқылы мен спиртпен қатар витаминдер, ферменттер, антибактериалдық және пробиотикалық эффектін жоғарылатады.
Ашытқылар айранда спирттік ашу процесін жүргізеді. Спирттік ашу барысында түзілетін спирт пен көмірқышқыл айранға өткірлік береді.
Сонғы онжылдықта ашытқыларды липидтердің продукценттері ретінде ерекшеленуде. Ашытқылардың Cryptococcus, Lipomyces, Sporobolomyces липидтерді түзеді. Дүние жүзінде алғаш рет метанолдан өсетін Candida boidini туысына жататынашытқылар бөлініп алынды.[20]
Залашко Л.С 1996 ж. ғалым қазіргі кезде белгілі болған сүт сығындысындағы эфективті продукценттер биомассасы сияқты Torulopsis candida ашытқы штамын бөліп алды.
Сүт қышқыл сусындар құрамындағы жиі кездесетін ашытқы түрі Kluyveromyces flagilis. Ол спирт және көмірқышқыл газын түзуде лактозаны пайдаға асыруға қабілетті. Лактозаны ыдырататын ашытқылардың көптеген түрлері Candida және Torulopsis туысына кеңінен таралған. Қазіргі кезде іөндіріс орындарында спиртті ашытқылардың көмегімен өңдеу арқылы алады.[21]
Сүтқышқыл бактериялары мен ашытқылар тіршілігінің өнімдері ортада жинақталып, бөтен микроорганизмдердің дамуына бөгет жасайды. Ашытқылар сүтқышқыл бактерияларына қарағанда қоректік ортаны талғамайды және биологиялық белсенді заттар биосинтезіне қабілетті. Тіршілік ету және автолиз процесінде ашытқылар ортаны витаминдермен байытады және оны сүтқышқыл бактерияларының өсуіне қолайлы жағдай жасайды. Ашытқылардың көптеген түрлері сүтқышқыл бактерияларымен ашуы процесінде түзілетін органикалық қышқылдардың ассимиляциялауға қабілетті. Сондықтан қарым - қатынасты симбиотикалық деп санауға болады.
Ашытқылар бұрынғы заманнан бастап біздің өмірімізде және өнеркәсіпте өте маңызды роль атқарады. Ашытқылар спирттік ашуға, нан жабуға, сыра, айран ашытуда, спирт алуда кеңінен қолданылады.[22]
Ашытқылар табиғатта зат алмасу процесінеде ерекше орын алады. Олар органикалық заттарды ыдыратып, минералды заттарға айналдырады. Өсімдіктің қалдықтарын шірітіп, топыраққа қарашіріндінің түзілуін қамтамасыз етеді.
Ашытқылар табиғатта кеңінен таралған. Олар адам мен жануар микрофлорасының маңызды бөлігі болып табылады.
Ашытқылар сапасының төмендеуі, барлық сүтқышқылы өнімдердің бұзылуын туғызуы мүмкін. Бұзылу сипаты олардың метаболизмінің ерекшелігімен және өнімнің құрамынан анықталады. [23] Сүт- бағалы тағамдық өнім. Мал сүті-құнды тағамдық зат, одан әр түрлі сүт тағамдары, май, балмұздақ т.б заттар жасалады. Адамның күнделікті тағамдық рационында сиыр сүті пайдалы. Сиыр сүтінің құрамында су (87,5%), сүт қанты (4,7%), май (3,9%), белок (3,3%), миниралды заттар ( 0,7%), витаминдер мен ферменттер бар. Мал сүтінің құрамындағы белоктар: альбумин- жас организімнің өсуі, глобулин- иммунитетінің өсуі үшін қажет. Сүт майы глицеридті қоспадан тұрады. Салқындатылған сүтте май түйіршіктерінің диаметрі 0,1-2,0 мкм болатын суспензия, ал жаңа сауылған сүт пен ысытылған сүтте эмульсия түрінде болады. Осы түйіршіктер сүтте біраз тұрғаннан кейін оның бетіне кілегей болып жиналады. Сүт лактозасы таза күйінде ақ түсті, кристалды ұнтақ. Оны айран, қымыз ашыту үшін және медицинада, бактериологияда қоректік орта дайындау үшін қолданылады. Сүттің минералдық құрамы макроэлементтер: (калий, фосфор, кальций, натрий, хлор, магний т.б.) және микроэлементтер (цинк, мыс, темір, күміс, т.б.) тұрады. Мұнда бұл заттардан басқа да ферменттер, гормондар, имунды денелер, газдар кездеседі. [16;18]
Алғашқы өңдеу және сүтті алу, сақтау: Әр уақытта сүт алу кезінде сүттің құрамында және одан жасалатын өнімдерден микроорганизмдердің барын ұмытпау керек. Егер санитарлық және технологиялық нормаларды өндіру кезінде сақталмаса немесе бұзылса, онда пайдалы өнім болмайды.
Сүттің қоспасы алғашқы кезеңдерде, яғни алынуы мен өндірілуіне және сауу процесіне байланысты. Бірақ бұл да жеткіліксіз.
Себебі осы және тағы басқа тиімді және тиімсіз әсерлер жануарларды азықтандыру кезінде болуы мүмкін. Мысалы, азықтандырудың нормасы бұзылып, техникалық ережелер сақталынса да, бұл алғашқы жағдай сүттің сапасының нашар болып шығуына әкеледі. Ал осы сүттен алынған өнімдердің жағымсыз дәмі болады және адамдардың ішқұрылысына теріс әсерін тигізеді. Ең маңыздысы бұл сүттің құрамы мен сапасы әр түрлі факторлардың әсерімен өзгереді.
Сонымен қатар сүттің сапасы мен қасиетті жануарлардың тектілігіне байланысты. Себебі әр тектін сиырлары құрамы мен технологиялық қасиеті әр түрлі сүт береді. Жануарды азықтандырудың сүттің сапасына тигізетін әсері зор. Жасыл шөпті азықтар сүтке ақ –сары түс береді. Азықтандыратын капуста, сәбіз, және шөпті ұн т.б. осы ақ – сары түстің тіпті қысқы уақытта да сақталуын қамтамасыз етеді. Сиырды сауар алдында концентраттармен азықтындырса, онда сүт сапасы жоғары болады.
Алғашқы өңдеу кезеңі мен сүтті сақтау: сүтті сауып алғаннан кейін өзінің қасиетін сақтауын қамтамасыз ету қажет. Ол үшін сүтті сауып алған соң механикалық қоспадан тазартып салқындатылады. Тазарту фильтр немесе т.б. арқылы жүзеге асады. Фильтрация жасау үшін сүзбені, сүзгіден өткізетін зат ретінде дәкені, синтетикалық матаны полиэтиленнен және т.б. қолданылады.
Жаңа сауылған сүтте бактериоцидті белсенділік болады. Ол белгілі уақыт аралығында болады, оны бактериоцидті белсенділік (фаза) деп атайды. Оның қызметі сүтке түскен микроорганизмдердің дамуын тежейді. Белсенділік жалғасу үшін сүтті тазалағаннан соң бірден салқындату керек. Салқындату үшін шаруашалақта – суды, мұзды, химиялық қосылыстар (аммиак, көмірқышқыл газ) т.б. қолданылады.[27;13]
Сүтті термиялық өңдеу (пастерлеу)- деп азықтағы зиянды микроорганизмдерді 100°C (63°C-ден төмен емес) қыздыру арқылы оларды жою болып табылады. Пастерлеуді алғаш француз микробиологы Л.Пастер ашқан соң, сол ғаламның құрметіне аталған. Пастерлеу өнімдері консервілеуде (сүт кілегей көкөніс шырынын т.б) қолданылады. Қыздырылуы 100°С –тан жоғары болады, ал ол қасиетінің өзгеруіне әкеледі. Пастерлеу нәтежиесінен кейін кейбір туберкулезді, бруцеллезді және т.б ауруларды тудыратын бактериялар жойылады.[28]
Барлық сүтті өнімдерді өндіргенде сүтті пастерлейді, себебі, қажетсіз процестер жүреді. Ол процестер бактерияларға қолайлы жағдай тудырады.
Практикада пастерлеудің үш режимі бар:
1. ұзақ-сүтті қайнатуда +63-+65° 30мин
2. қысқа +72 - +75°С тоқтатып 15-20мин
3. жылдам +85- +90°С температурада тоқтаусыз қайнатады.
Сүтті қайнату: Базардан сатып алған сүтті міндетті түрде қайнату керек. Себебі оның құрамында өлмеген туберкулез, бруциллез, сібір язвасы, полиемиелит, дизентерия және т.б ауру тудыратын бактериялар болуы мүмкін. Сүтті эмальі бар ыдыста қайнатқан жөн. Себебі сүт күйіп кетуі мүмкін, ал қайнатқан ыдысты салқын сумен шайып жіберу керек. Сүтті алюминді ыдыста ұзақ сақтауға болмайды, себебі ол жағымсыз дәм береді.
Залалсыздандыру: залалсыздандырылған сүтті ерекше шарт бойынша қайнату арқылы алады, себебі сүт құрамындағы бактерия, шикі сүтті және олардың спорасын жою үшін қажет. Сүтті жоғары температурада 125-145°C 2-10 мин ішінде залалсыздандырады. Залалсыздандырылғаннан кейін сүтті салқындатады, ал содан кейін қағазды қорапқа құяды, қағаздың ішкі беті полимерлі пленкамен және алюменді фольгамен оралған. Егер сұйытудан соң....