JOGURTO KOKYBö, PAGAMINTO IŠ EKOLOGIŠKO IR ĮPRASTINöSE SĄLYGOSE GAUTO PIENO

LIETUVOS VETERINARIJOS AKADEMIJA

GYVULININKYSTöS TECHNOLOGIJOS FAKULTETAS

GYVULININKYSTöS KATEDRA

Alma Miklošiūt÷

JOGURTO KOKYBö, PAGAMINTO IŠ EKOLOGIŠKO

IR ĮPRASTINöSE SĄLYGOSE GAUTO PIENO

Magistro darbas

Darbo vadovas:

Lekt.dr. Kazimieras Leopoldas Pauliukas

Magistro darbas atliktas 2007 09 03 – 2009 03 13 metais Lietuvos veterinarijos akademijos Gyvulininkyst÷s katedroje, AB “ Pieno žvaigžd÷s“ filialas Kauno pienas laboratorijoje.

Magistro darbą paruoš÷: Alma Miklošiūt÷ _________

(vardas, pavard÷) (parašas)

Magistro darbo vadovas: Lekt.dr. Kazimieras Leopoldas Pauliukas

(LVA Gyvulininkyst÷s katedra)

________________________ (parašas)

Recenzentas: ____________________

(parašas)

TURINYS

ĮVADAS...4

1.LITERATŪROS APŽVALGA...5

1.1 Pienas – pagrindin÷ žaliava pieno produktų gamyboje...5

1.1.1 Svarbiausieji fiziologiniai veiksniai įtakojantys žaliavinio pieno kokybę...5

1.1.2 Svarbiausieji zootechniniai veiksniai įtakojantys žaliavinio pieno kokybę...6

1.2 Pieno sud÷ties dalių svarba rūgščių pieno produktų gamyboje...8

1.3 Pieno kokyb÷s pirminiai rodikliai ir jų svarba jogurto gamyboje...13

1.3.1 Jusliniai rodikliai...13

1.3.2 Fizikiniai – cheminiai rodikliai...14

1.3.3 Mikrobiologiniai rodikliai...16

1.3.3.1 Mikroorganizmai piene...16

1.3.3.2 Laikomo pieno mikrobiologiniai pakitimai………...17

1.3.3.3 Perdirbti pristatomo pieno mikrobiologiniai kriterijai…………...18

1.3.4 Inhibitorin÷s medžiagos...20

1.4 Raugai...21

1.4.1 Mikroorganizmų kultūrų atranka...22

1.4.2 Raugų mikroorganizmų kultūrų parinkimas...23

1.4.3.Raugų gamybos kryptys...24

1.5 Bifidobakterijos...27

1.6 Jogurtas...30

2. DARBO ATLIKIMO VIETA IR METODIKA...33

3. TYRIMŲ REZULTATAI...39 4. IŠVADOS IR PASIŪLYMAI...53 5. PADöKA...55 6. SANTRAUKA...56 7. LITERATŪROS SĄRAŠAS...57 8. PRIEDAI...58

ĮVADAS

Pienas ir jo produktai – viena svarbiausių mūsų kasdien÷s mitybos dalis. Daugelyje pasaulio šalių vis labiau populiar÷ja jogurtas.

Jogurtą piemenys, gyvenantys Mažojoje Azijoje bei Kaukazo regione, žinojo jau prieš 11000 metų. Šiame regione vasarą vyraujanti aukšta temperatūra labai greitai suraugindavo pieną, nes ant ugnies pakaitinus pieną būdavo paskatinama pienarūgščių bakterijų veikla. Šiltuose pietiniuose šlaituose gyvenančių Turkų klajoklių ąsočiuose esantis pienas būdavo „užkrečiamas“ mikroorganizmų mišiniu, kuris puikiai veš÷jo šiltame (40-450C) piene. Turkai šį surūgusį pieną vadino „yogurut“. Pavadinimas „yogurut“ atsirado 8-ame amžiuje, o 11 amžiuje pasikeit÷ į iki šiol išlikusį pavadinimą „jogurtas“.

Jogurtas ypač tinkamas puryčiams, puikus desertas, greitai paruošiama užkanda – tai savyb÷s, pad÷jusios jogurtui greitai išpopuliar÷ti ir tapti tiek suaugusiųjų, tiek vaikų m÷gstamu maisto produktu. Dabar galima nusipirkti įvairiausių jo rūšių – jogurtas gali būti paskanintas vaisių gabal÷liais, šokoladu, uogomis, uogien÷mis, javainiais, riešutais, medumi, kvapniosiomis medžiagomis, vaisių sultimis. Tačiau dauguma žmonių valgo jogurtą ne tik d÷l puikaus skonio, bet ir d÷l jo gerųjų savybių – tai dietinis produktas, nekaloringas, turintis daug kalcio, mineralinių medžiagų, vitaminų, slepiantis savyje dar daug kitų gerų savybių. Keičiantis šiuolaikinei visuomenei vis labiau yra kreipiamas d÷mesys į ekologiją ir sveiką gyvenimo būdą. Ko pasekoje atsirado ekologiniai ūkiai ir ekologiniai produktai.

Mitybos specialistų teigimu, ekologiški maisto produktai mūsų šalyje vis dar ne tokie populiarūs kaip užsienyje ne d÷l aukštesn÷s kainos, o tod÷l, kad apie juos trūksta informacijos ir dauguma vis dar nežino, kuo šie maisto produktai skiriasi nuo įprastinių.

Ekologiškas maistas yra saugesnis, nes jame mažiau visokių priemaišų, jie neužteršti hormonais, antibiotikais, genetiškai modifikuotais organizmais, juose n÷ra sintetinių cheminių medžiagų likučių.

Šio darbo tikslas yra išanalizuoti ir ištirti jogurto gamybos procesą, jo kokybę iš ekologiško ir įprastin÷se sąlygose gauto pieno.

Darbo uždaviniai:

1. Išanalizuoti skirtingo asortimento jogurtų gamybos technologijos ypatumus.

2. Pagaminti jogurtą, nustatyti rūgimo eigos parametrus ir tų pačių parametrų tyrimai įprastin÷se sand÷liavimo sąlygose (0-6)0C.

3. Ištirti konservantų ir Holbac (o) įtaką jogurto savyb÷ms.

1. LITERATŪROS APŽVALGA

1.1 Pienas – pagrindin÷ žaliava pieno produktų gamyboje

Ekologinis ūkininkavimas vis populiar÷ja Europoje ir kitose pasaulio šalyse; be abejon÷s, tai vienas iš sparčiausiai besivystančių žem÷s ūkio sektorių.

Ekologin÷ gyvulininkyst÷ – tai kokybiška produkcija, mažesn÷ aplinkos tarša, geresn÷ produktų kokyb÷, sveikesn÷ aplinka, uždaras medžiagų apykaitos ratas, tinkamas gyvulių laikymas, uždari biologiniai ciklai, biologin÷ įvairov÷. (Bakučio B. 2007)

Ekologiškas pienas yra sveikesnis nei įprastiniuose ūkiuose pagamintas pienas, tod÷l, kad ekologiško pieno geresn÷s sensorin÷s savyb÷s, jame mažiau pesticidų bei sintetinių trąšų likučių, taip pat daugiau maistinių, biologiškai aktyvių bei apsauginių fitocheminių medžiagų. Technologiniu aspektu pienas – žaliava, iš kurios gaminami įvairūs produktai.

Pienu vadinamas iš vieno arba kelių melžimų surinktas normalios tešmens sekrecijos pirminis produktas, kuris yra be jokių priedų, ir iš jo nepašalintos jokios sudedamos dalys; jis skirtas vartoti kaip skystas pienas arba naudoti tolimesniam perdirbimui. Jeigu toks prekybai sliūlomas pienas napašildytas iki aukštesn÷s kaip 400C temperatūros arba n÷ra apdorotas kokiu kitu lygiaverčiu efektyvumo metodu, siekiant nesuklaidinti vartotojo, jis turi būti vadinamas „žaliu pienu“. (Gudonis A. 2006)

Pienas susideda iš daugiau kaip 200 dalių. Svarbiausi jų yra pieno riebalai ir baltymai. Pieno cheminiai sud÷čiai ir jo savyb÷ms įtakos turi fiziologiniai ir zootechniniai veiksniai. (Jukna Č. 1998)

1.1.1 Svarbiausieji fiziologiniai veiksniai įtakojantys žaliavinio pieno kokybę Karvių veisl÷ ir amžius. Daugiausia pieno duoda pienianiai galvijai. Pieningumu nusakoma gyvulio savyb÷ duoti pieno. Pieningumas išreiškiamas pieno kiekiu, gaunamu iš gyvulio per tam tikrą laiką. Daugiausia pieno primelžiama iš pieninių veislių karvių per 2-3 laktacijos m÷nesį, iki 5-6 veršiavimosi. M÷sinių veislių karvių produktyvumas per laktaciją siekia 600-2000kg, o pieninių – 4000-6000 kg. Produktyvumą galima padidinti, pagerinus veislę, raciono maistingumą, duodant daugiau sultingų pašarų ir gerinant gyvulių laikymo sąlygas. (Gudonis A. 2007)

Įsigydami gyvulius, ekologin÷s gamybos ūkiai pirmiausia turi atsižvelgti į jų adaptacinius geb÷jimus prisitaikyti prie vietos sąlygų. Jei leidžia galimyb÷s ir poreikiai, pirmenyb÷ teikiama vietin÷ms veisl÷ms. Tai didina natūralų gyvulių atsparumą ligoms. Tokie gyvuliai mažiau serga, yra gyvybingi, ilgaamžiai, o tai yra ekologin÷s gyvulininkyst÷s

privalumai. Be to, ekologiniuose ūkiuose reikia vengti tokių gyvulių veislių, kurioms būdingos specifin÷s ligos. Ekologinis ūkis naujų gyvulių gali įsigyti tik iš ekologinių ūkių. (Skurdenien÷ I. ir kt 2007)

Laktacijos periodas. Karvių laktacija vidutiniškai trunka 300 dienų. Per tą laiką pieno savyb÷s labiausiai pakinta tris kartus:

per pirmąsias 5-7 dienas po apsiveršiavimo išsiskiria krekenos. Jose yra 15-20 kartų daugiau baltymų (ypač albumino ir globulino), 1,5 karto daugiau mineralinių druskų negu natūraliame piene. Krekenų klampis ir rūgštingumas didesnis už natūralaus pieno, jų spalva intensyviai geltona arba net rusva. Krekenos labai maistingos, turi daugiau vitaminų (A,D,E), fermentų, imuninių medžiagų. Visa tai reikalinga tik gimusio gyvulio mitybai. Šiuo laikotarpiu gautas pienas (krekenos) pramoniniam perdirbimui netinka, nes jo visos savyb÷s nebūdingos natūraliam pienui;

normalus laktacijos periodas, per kurį gauto pieno sud÷tis įprastin÷ ir daugmaž pastovi. Laktacijos 4-5 m÷nesį riebalų ir baltymų piene padid÷ja, o 6-7 m÷nesį šie rodikliai esti artimi vidutiniams rodikliams per visą laktaciją;

10-15 dienų prieš karv÷s užtrūkimą pieno riebalų, baltymų ir mineralinių medžiagų padaug÷ja, o pieno cukraus sumaž÷ja. Užtrūkinamų karvių pienui būdingos karčiai sūrus skonis, mažesnis rūgštingumas. Toks pienas pramoniniam perdirbimui taip pat netinkamas. (Gudonis A. 2006)

Ruja ir veršingumas. Daugumos rujojančių karvių sumaž÷ja ne tik pieningumas, bet ir pieno riebumas bei baltymingumas. Kaip ruja veikia pieno kiekį ir kokybę, priklauso nuo karv÷s individualių savybių.

Vystantis gemalui, v÷liau vaisiui, pieno sud÷tis kinta. Karvių pieningumas pradeda maž÷ti jau per pirmą veršingumo m÷nesį, o riebalų ir baltymų piene pamažu daug÷ja. Tai aiškiai pastebima nuo antrosios veršingumo laiko pus÷s, ypač prieš užtrūkimą. (Jukna Č. 1998)

1.1.2 Svarbiausieji zootechniniai veiksniai įtakojantys žaliavinio pieno kokybę Pašarai ir š÷rimas. Š÷rimas turi daugiausia įtakos melžiamų karvių produktyvumui, lyginant su kitais veiksniais. Jei tinkamai šersime karves, primilžiai bus dideli, jei blogai – karv÷s greitai susirgs. (Pieno ūkis 2004)

Šeriant karves visaverčiais ir įvairiais pašarais, galima ne tik gerokai padidinti karvių produktyvumą, bet ir pagerinti pieno sud÷tį. Į subalansuotą racioną turi įeiti pakankamai

reikalingų virškinamųjų baltymų (proteinų) ir jų aminorūgščių, mineralinių druskų, mikro- ir makroelementų. (Gudonis A.2007)

Ekologiniuose ūkiuose gyvūnai turi būti šeriami ekologiškais pašarais, kurie turi būti geros kokyb÷s, tiek mitybos, tiek higienos atžvilgiu, ir patenkinti organizmo maisto medžiagų poreikį. Perkamų ekologiškų pašarų kiekis negali viršyti daugiau kaip 20% visų savo ūkyje pagamintų ir naudojamų ekologiškų pašarų kiekio. Ekologiškų gyvulių pašarų racionus galima sudaryti tik iš reikalavimuose išvardytų pašarinių žaliavų ir priedų. Pirmenyb÷ teikiama natūralios kilm÷s medžiagoms. Sintetinius vitaminus, mineralus ar papildus galima naudoti tik išskirtiniais atvejais sertifikavimo organizacijoms leidus. (Skurdenien÷ I. ir kt 2007)

Laikymo sąlygos.Vienas pagrindinių elementų turinčių įtakos gyvulių sveikatingumui ir pieno kokybei yra tvartas ir jo aplinka. Tvartuose pastatytuose žemose, dr÷gnose vietose gyvuliai šaltų metų laiku šąla, kinta jų organizmo atsparumas, dažniau serga, tvartų ore yra daugiau mikroorganizmų. Tod÷l pagal higieninius reikalavimus karvid÷s turi būti statomos aukštesn÷se vietov÷se, arti ganyklų ir geriamojo vandens šaltinių. (Pieno ūkis 2004)

Labai svarbu, kad pieno fermoje arba karvid÷je būtų izoliuota patalpa pienui tvarkyti, laikyti, melžimo įrenginiams plauti, dezinfekuoti, skalbikliams ir dezinfekavimo priemon÷ms laikyti. Pieno laikymui, pieno indų plovimui ir kt. patalpos įrengiamos greta karvid÷s priblokuotame taip vadiname pieno bloke arba atskirtoje nuo karvid÷s patalpoje. Nuo šios patalpos švaros didele dalimi priklauso pieno kokyb÷. (Pieno ūkis 2004)

Vienas svarbiausių ekologin÷s gyvylininkyst÷s principų – pasirinkta gyvulių rūšis turi atitikti laikymo būdą ir sąlygas. Gyvulių laikymo sąlygos turi būti kuo natūralesn÷s ir visiškai patenkinti jų elgsenos poreikius. Gyvuliams turi būti sudarytos sąlygos tenkinti dar išlikusius instinktus: laisvai jud÷ti, kapstytis, tur÷ti galimybę būti kuo nors užsi÷musiems ir panašiai. Pastatai turi būti erdvūs, atitikti pasirinkto laikymo būdo tipines projektavymo taisykles, suderintas su specifin÷mis ekologin÷s gyvulininkyst÷s reikalavimais. Šiame procese svarbiausia yra laikymo tankis, patalpų mikroklimatas (akcentuojant terminę aplinką, apšviestumą, kenksmingų, nuodingų dujų koncentraciją), diendaržiai (mocionas). Ypatingas d÷mesys skiriamas poilsio vietai. Ji turi būti pakankamo dydžio, švari, sausa, šilta, kreikiama geros kokyb÷s pakratais. Poilsio zonoje draudžiama d÷ti grotelines grindis. Gyvulininkyst÷s patalpose nuolat turi būti palaikomos geros sanitarin÷s sąlygos. (Skurdenien÷ I ir kt. 2007) Melžimo sąlygos. Pieno kiekis ir kokyb÷ labai priklauso nuo to, kaip pasiruošiama melžti. Yra žinoma, kad, prieš melžimą karves paš÷rus aštrų kvapą ar skonį turinčiais pašarais, jų prieskonis jaučiamas piene po 20 – 40 min. Geriausia, kai karv÷s pašertos 2 val.

prieš melžimą. Sočios karv÷s melžiamos būna ramios, o visos organizmo sistemos pasiruošusios atiduoti pieną.

Prieš melžimą ir melžiant labai svarbu su gyvuliais elgtis švelniai. Grubus elgesys, mušimas, didelis neįprastas triukšmas sukelia stresą. Jį patyrusi karv÷ gali neatleisti pieno 15-30 minučių. Tod÷l iš jos primelžiama mažiau. (Pieno ūkis 2004)

1.2 Pieno sud÷ties dalių svarba rūgščių pieno produktų gamyboje

Vanduo. Vanduo piene su kitomis sudedamosiomis dalimis esti įvairiai surištas. Skiriamos laisvas, surištas, brinkimo ir kristalizacinis vanduo. Tai natūralus pieno vanduo, kurio kiekis įvairiuose šaltiniuose nurodomas skirtingas ir gerokai svyruoja (83-89%).

Laisvasis pieno vanduo yra nesusijęs su pieno sudedamosiomis dalimis. Tai pieno organinių ir neorganinių junginių tirpiklis. Laisvasis vanduo dalyvauja visuose pieno produktų gamybos technologiniuose procesuose. Apdorojant pieną mechaniniu, fizikiniu cheminiu ar šiluminiu būdu, laisvasis vanduo iš pieno lengvai pašalinamas. Laisvasis vanduo sudaro 95-97% piene esančio vandens.

Surištas vanduo yra susikaupęs koloidiniame būvyje esančių pieno sudedamųjų dalių (baltymų, fosfolipidų, polisacharidų) paviršiuje. Didžiausią jo dalį sudaro prisijungęs prie baltymų molekulių hidrofilinių grupių vanduo. Surištas vanduo sudaro 2,0-3,5% bendrojo pieno vandens. Jo kiekis priklauso nuo koloidiniame būvyje esančių pieno sudedamųjų dalių kiekio.

Brinkimo vanduo – pieno koloidinių micelių vanduo. Didžiausią jo dalį sudaro pieno baltymų micel÷se esantis vanduo. Pieno brinkimo vanduo taip pat lengvai pašalinamas apdorojant pieną mechaniniu, fizikiniu, cheminiu ar šiluminiu būdu, t.y. didinant jo sausųjų medžiagų koncentraciją.

Kristalizacinis vanduo sujungtas su pieno sudedamųjų dalių kristalais. Didžiausią jo dalį sudaro laktoz÷s kristalizacinis vanduo. Jis pašalinamas kaitinant pieną 125-1350C temperatūroje. (Gudonis A. 2007)

Dujos. Viename litre natūralaus pieno yra apie 60-80 ml dujų. Dujos į pieną patenka jo sekrecijos metu iš kraujo difuzijos būdu arba iš oro, pieną melžiant, transportuojant vamzdžiais, maišant, laikant ir kitaip apdorojant. Pagrindinę pieno dujų dalį sudaro anglies dioksidas CO2 (50-70%), deguonis O2 (5-10%) ir azotas N2 (20-30%). (Gudonis A. 2006)

Pieno riebalai. Pieno riebalai yra labiausiai kintanti pieno sud÷tin÷ dalis. Jos kiekis svyruoja tarp 3,2% ir 6,0%. Šie svyravimai priklauso nuo gyvulių veisl÷s, š÷rimo, laikymo,

priežiūros ir sveikatos būkl÷s. Pieno riebalai – tai heterogeninis sud÷tingos struktūros lipidų kompleksas. Jie sudaryti iš šių komponentų:

paprasti lipidai – mono-, di-, ir trigliceridai (98-99%);
sud÷tiniai lipidai – fosfolipidai (0,1-0,2%);

lipidų dariniai – cholesterolis (0,2-0,4%), vitaminai A, E, D, K.

Piene vyraujantys riebalai yra trigliceridai – glicerolio ir laisvųjų riebalų rūgščių esteriai. Nustatyta virš 400 skirtingų pieno riebalų rūgščių. Pagal anglies atomų skaičių jos skirstomos į didel÷s ir mažos molekulin÷s mas÷s, o didel÷s molekulin÷s mas÷s riebalų rūgštys yra skirstomos į sočiąsias ir nesočiąsiais.

Šiltas pienas yra emulsija, kurią sudaro pieno plazmoje rutul÷lių pavidalu pasiskirstę riebalai. Riebalų rutul÷lių dydis svyruoja nuo 0,1 iki 15 µm. Jų dydis yra svarbus žaliavos kokyb÷s rodiklis. Rutul÷lių diametras priklauso nuo veisl÷s, laktacijos stadijos ir kt. veiksnių. Kiekvienas riebalų rutul÷lis yra apsuptas membranos. Jos funkcija – apsaugoti riebalų rutul÷lį nuo sulipimo. Membranos sud÷tis skiriasi nuo pieno riebalų ar plazmos. Ji panaši į ląstel÷s membraną, iš kurios yra kilusi. Membrana susideda iš fosfolipidų ir cerebrozidų, nesočių riebalų likučių, glikoproteidų, cholesterolio, karotinų, geležies, vario ir vandens. Riebalų rutul÷lių membrana yra sud÷tingas daugiasluoksnis cheminis junginys. Pieninkyst÷je svarbiausi yra riebalų rutul÷lių fiziniai-cheminiai kitimai, vykstantys pieno laikymo ir perdirbimo metu. (Šernien÷ L. ir kt 2006)

Pieno baltymai (proteinai). Pagrindin÷ pieno baltymų statybin÷ medžiaga yra aminorūgštys. Aminorūgštys įvairiausiais jungimosi būdais (peptidiniu, disulfidinių, jonų rišimosi ir kt.) sudaro tam tikros būdingos struktūros polipeptidus, o šie – proteinus. Aminorūgštys yra organin÷s rūgštys, kuriose prie anglies ir vandenilio laisvosios jungties yra prisijungę amino grup÷s (NH3). Amino grup÷ dažniausiai yra prie antrojo anglies atomo

(α-amino rūgštys); yra žinoma apie 50 (α-aminorūgščių, iš kurių 9 yra nepakeičiamos, nes organizmas jų negamina. Baltymų molekul÷s turi elektrinį krūvį, kuris priklauso nuo tirpalo pH. Krūvis gali būti teigiamas ir neigiamas priklausomai nuo to, ar piene daugiau laisvųjų amino ar karboksilo grupių. Kol baltymų dalelyt÷s yra katijonai (rūgštin÷j÷ terp÷je) ar anijanai (šarmin÷je terp÷je), jos juda elektriniame lauke, arba, esant vienodam krūviui, abipusiai viena kitą stumia. D÷l to baltymai lieka tirpalo būsenoje.

Pieno baltymų kiekis glaudžiai susijęs su gyvulio š÷rimu ir svyruoja tarp 3,0-3,6%. Pieno baltymai n÷ra vienalyčiai, jie susideda iš dviejų didelių grupių – pieno kazeino ir serumo (išrūgų) baltymų.

Pagrindinis pieno baltymas yra kazeinas, sudarantis apie 80% visų pieno baltymų. Kazeiną sudaro α, β, γ ir κ frakcijos. Jos piene išsid÷stę tvarkingais, griežtos struktūros 40-300 nm diametro sferiniais dariniais – micel÷mis.

Pieno serumo baltymai sudaro medžiagų grup÷s, vadinamas albuminais (α-laktoalbuminas ir kraujo serumo albuminas) ir globulinas (imunoglobulinais). Veikiant pieną rūgštimis ar fermentais jie lieka serume. Veikiant temperatūra (nuo 700C) jie denatūruojasi (praranda savo struktūrinį vientisumą – tirpumą, keičia funkcines savybes). Šilumin÷s denatūracijos metu šie proteinai kompleksiškai susijungia su κ-kazeinu. Išrūgų proteinai labai vertingi mitybine ir fiziologine prasme, jų biologin÷ vert÷ yra 124, lyginant su kazeino (73) ir pieno (88). (Šernien÷ L. ir kt 2006)

Pieno cukrus (laktoz÷). Pagrindinis angliavandenis piene yra laktoz÷. Jos piene vidutiniškai yra 4,7%. Geriamame piene laktoz÷s kiekis yra beveik toks pat, kaip ir pieno žaliavoje, kondensuotame piene laktoz÷s yra apie 10%, o pieno milteliuose – daugiau nei 30-35%. Nuo laktoz÷s kiekio priklauso pieno osmosinis sl÷gis. Laktoz÷, lyginant su runkelių cukrumi, yra 30% mažiau saldi ir pastebimai mažesnio tirpumo. Saldų jos skonį piene maskuoja proteinai, visų pirma kazeinas, tod÷l grietin÷l÷s pasukos, gautos gaminant sviestą, yra saldesn÷s už pieną.

Laktoz÷ (pieno cukrus) yra tipiškas pieno angliavandenis disacharidas, sudarytas iš gliukoz÷s ir galaktoz÷s. Šis disacharidas yra žiedo formos, kuris susidaro galaktoz÷s ir gliukoz÷s anglies atomams jungiantis glikozidin÷mis jungtimis. Pagal OH grup÷s kryptį anglies atomo atžvilgiu skiriamos α ir β – laktoz÷s formos (izomerai), tarp kurių tirpale yra pusiausvyra.

Veikiant fermentams ( β – galaktozidazei, paprastai vadinamai laktaze), laktoz÷ gali būti hidrolizuojama iki gliukoz÷s ir galaktoz÷s, o v÷liau – iki organinių rūgščių. Tuo pasinaudojama gaminant rūgščius pieno produktus. Susidariusios organin÷s rūgšties tipas ir kiekis bei šalutinių hidroliz÷s produktų (CO2, H2) koncentracijos priklauso nuo pienarūgščio

rūgimo bakterijų rūšies. Skiriama keletas rūgimo rūšių: propioninis, actorūgštis, alkoholinis. Jei rūgimui naudojamos ir pienarūgščio rūgimo bakterijos ir miel÷s, rūgimas vadinama mišriu.

Laktoz÷ turi didel÷s įtakos pieno ir pieno produktų maistinei vertai. Laktoz÷ yra disacharidas, tod÷l jo maistin÷ vert÷, lyginant su monosacharidais yra dvigubai didesn÷. Disacharidai pasižymi tuo pačiu osmosiniu sl÷giu kaip ir monosacharidai, bet išskiria dvigubai daugiau energijos. Galaktoz÷, savo ruožtu yra glikoproteinų ir glikolipidų

sudedamoji dalis, tod÷l yra labai svarbi ląstel÷s membranai. Tai ypač svarbu jaunikliams, kurių organizmas nepaj÷gia susintetinti pakankamai galaktoz÷s. (Šernien÷ L. ir kt 2006) Mineralin÷s medžiagos. Mineralin÷s medžiagos yra cheminiai anijonų ir metalų ar kitų katijonų junginiai, tirpale suskylantys iki jų jonų. Jonai yra vienpusiai ar daugiapusiai teigiamai ar neigiamai įkrauti atomai, atomų grup÷s ar molekul÷s, susidarančio vandenyje suskilus, disocijavus tam tikrai medžiagai. Teigiami jonai vadinami katijonais, neigiami – anijonais. Siauresne prasme mineralin÷s medžiagos suprantamos kaip metalų katijonai bei organiniai ir neorganiniai anijonai. Jei piene jonų koncentarcija didel÷, jie vadinami makroelementais, jei maža – mikroelementais. (Šernien÷ L. ir kt 2006)

Makroelementai: Ca – 122 mg/100ml; P – 92 mg/100ml; K – 148 mg/100ml; Na - 50 mg/100ml; Mg - 13 mg/100ml; Cl - 110 mg/100ml Mikroelementai: Fe – 70 µg/100ml; Al – 30 µg/100ml; Si - 200 µg/100ml; Pb - 5 µg/100ml; F – 18 µg/100ml; Cu - 12 µg/100ml; Mn – 6 µg/100ml; Cr - 2 µg/100ml; As – 4 µg/100ml; Sn – 15 µg/100ml; Zn - 400 µg/100ml; Mo – 5 µg/100ml; Hg – 0,3 µg/100ml; Ni – 2 µg/100ml; Br – 15 µg/100ml; J – 4 µg/100ml; Co – 0,08 µg/100ml; Cd – 1 µg/100ml; Se – 4 µg/100ml; B – 18 µg/100ml. (Gudonis A. 2006)

Piene tarp mineralinių medžiagų yra pusiausvyra, kai pavieniai jonai yra pusiausvyroje su nedisocijuotomis molekul÷mis. Visos mineralin÷s medžiagos skirtingais kiekiais yra pasiskirstę tikrajame tirpale, koloidiniame tirpale arba yra surištos su baltymais.

Min÷ti makro ir mikro elementai labai svarbūs žmogaus ir gyvulio organizmui. Jie yra sud÷tin÷ fermentin÷ sistemos dalis, svarbūs dirginimo ir laidumo sistemai, energijos perdavimui, kaulų susidarymui, kraujo kreš÷jimui, stresinių situacijų slopinimui. Didel÷s technologin÷s reikšm÷s turi kalcis, dalyvaujantis baltymų sutraukinime. Citratai svarbūs sviesto aromatizacijai.

Mineralinių medžiagų kiekis piene priklauso nuo karv÷s veisl÷s, laktacijos laiko, sveikatos stovio, ir ypač pašarų. Stipriai jų kiekis pakinta esant tešmens infekciniams susirgimams. (Šernien÷ L. ir kt 2006)

Vitaminai. Vitaminais vadinamos dažniausiai nedidel÷s santykin÷s molekulin÷s mas÷s organin÷s medžiagos, būtinos normaliai organizmų gyvybinei veiklai palaikyti.(Gudonis A. 2006) Vitaminai gaminasi augaluose veikiant šviesai. Jie būtini žmogui ir gyvūnams, dalyvauja ląstel÷s maitinime, reikalingi normaliam organizmo funkcionavimui. Jie veikia labai mažais kiekiais ir neeikvoja tam energijos. Vitaminai gaunami su maistu ar gaminami organizme iš provitavinų. Tiek vitaminų trūkumas organizme, tiek jų perteklius sukelia organizmo funkcijų sutrikimas ir gali baigtis mirtimi.

Piene yra visų gyvybiškai būtinų riebaluose ir vandenyje tirpstančių vitaminų, tik ne visada organizmo reikmes patenkinančiais kiekiais. Vitaminų kiekis šviežiame piene priklauso nuo gyvulio š÷rimo ir sveikatos būkl÷s.

Vitaminai turi įtakos:

pieno spalvai (A suteikia pienui gelsvą spalvą, B2 suteikia išrūgoms žalsvą spalvą);

oksidacijos procesui: veikia kaip antioksidantai (E ir C);

įtakoja skonį (C, B2 – išryškina šviesos sąlygojamą skonį veikdami kaip

sensibilizatoriai).

Vitaminų kiekis piene priklauso nuo:

pašaro sud÷tinių dalių (šeriant stambiais pašarais ir silosu susidaro mažiau riebaluose tirpstančių vitaminų);

prieskrandžio ir žarnų mikrofloros (B12, K);

gyvulių laikymo sąlygų (saul÷s spinduliai didina D kiekį);
laktacijos periodo (krekenyse daugiau karotino);

gyvulio rūšies ( ožkų ir buivolių piene daugiau karotino). Vitaminų kiekį piene mažina:

intensyvus šiluminis apdorojimas (C, B1);

deguonis (kartu veikiant temperatūrai ardo A, E, C);
sunkieji metalai (C);

ultravioletiniai spinduliai (A, B, C, E, K);
oksidacija laikymo metu (E, A, C, B1).

(Šernien÷ L. ir kt 2006)

Pieno fermentai. Fermentai yra sud÷tingos struktūros daugiamolekuliniai junginiai, susidedantys iš proteino ( apofermento) ir veikliosios grup÷s (prostitins grup÷s) arba kofermento. Fermentai yra gyvų ląstelių biokatalizatoriai, dalyvauja medžiagų apykaitos procese mažindami aktyvacijos energiją ir didindami reakcijos greitį. Po ląstel÷s sunykimo (lyzio) į substratą patekę fermentai vadinami endofermentais. Egzofermentus į pieną išskiria gyvos ląstel÷s. Fermentai, į pieną patenkantys iš kraujo per pieno liaukos ląsteles, vadinami pieno liaukos (natyviniais) fermentais. Fermentai, išskiriami piene esančių bakterijų vykstant jų medžiagų apykaitai yra vadinami bakteriniais. Pieno fermentų kilm÷ ne visada tiksliai apibr÷žiama. Lipaz÷s, proteoz÷s, fosfataz÷s gali būti ir bakterin÷s ir natyvin÷s kilm÷s. (Šernien÷ L. ir kt 2006)

Kitos pieno sud÷tin÷s dalys. Piene pastoviai būna mikroorganizmų, somatinių ląstelių, hormonų. Mikroorganizmai į pieną patenka jau per spenio kanalą. Piene gali būti šių

somatinių ląstelių: neutrofilinių granuliocitų, makrofagų, mononuklearinių ląstelių. Rečiau randami eozinofilai, bazofilai, granuliocitai, gigantin÷s ląstel÷s, monocitai, eritrocitai.

Hormonų (androgenų, estrogenų, gestagenų) kiekis piene svyruoja priklausomai nuo rujos, n÷štumo ir veršiavimosi. (Šernien÷ L. ir kt 2006)

1.3 Pieno kokyb÷s pirminiai rodikliai ir jų svarba jogurto gamyboje 1.3.1 Jusliniai rodikliai

Išvaizda. Piene neturi būti matomų pašalinių priemaišų ( parašo, pakratų, įvairių mechaninių dalelių, krešulių, gleivių ir kt.), susidariusių sviesto kruopelių, sušalusio pieno gabal÷lių ir kt. (Šernien÷ L. ir kt 2006)

Spalva. Tai daiktų savyb÷ sukelti regos pojūtį, atitinkantį tų daiktų skleidžiamos, atspindimos arba praleidžiamos šviesos spektrinę sud÷tį ir intensyvumą. Spalva vadinama ypatingas jausmas, kurį sukelia į akies tinklainę patekę ir regos receptorius padirginę šviesos srautai. Šviesos receptoriai išsid÷stę akies tinklain÷s užpakalin÷je dalyje, turinčioje šviesai jautrių elementų. Raginę tinklain÷s dalį sudaro tvarkingai susijungę trys nerviniai elementų sluoksniai. Pirmąjį sudaro lazdel÷s ir kolbel÷s, antrąjį – pirmos ir antros eil÷s bipolin÷s ląstel÷s, o trečiąjį – ganglin÷s ląstel÷s. (Gudonis A. 2007)

Pieno balta spalva ir nepermatomumas priklauso nuo šviesą išsklaidančių riebalų rutul÷lių ir baltymų koloidinių dalelių, o nežymiai gelsvas atspalvis – nuo karotino ir pieno riebalų lipochromų kiekio. (Šernien÷ L. ir kt 2006)

Kvapas. Kvapu vadinamas ypatingas jausmas, kurį sukelia į nosį patekusios ir uosl÷s receptorius padirginusios kvapios medžiagos. Uosl÷s receptoriai išsid÷stę uodžiamosios nosies ertm÷s gleivin÷je, kurios plotas – apie 5 cm2.Gleivin÷je yra apie 60 milijonų lazdel÷s pavidalo receptorių ląstelių, o aplink jas – aromatin÷s ląstel÷s. Į gleivin÷s paviršių atsisukęs receptorin÷s ląstel÷s galas turi 6-8 žiuželių, kurie uodžiamąjį paviršių padidina 100-150 kartų. (Gudonis A. 2007)

Pieno kvapas yra neryškus, savitas (specifinis). Jis priklauso nuo jame nedideliais kiekiais esančių dimetilsulfido, acetono, lakiųjų riebalų rūgščių, acetaldehido ir kitai kurių karbonilo junginių. Dimetilsulfido kiekis piene priklauso nuo pašarų rūšies, acetono – nuo š÷rimo režimo ir gyvulio sveikatos būkl÷s, lakiųjų riebalų rūgščių hidroliz÷s laipsnio. Pienas yra imlus, t.y. absorbuoja pašalinius kvapus, tod÷l tvarte bei pieno laikymo patalpose neturi būti kvapių medžiagų. (Šernien÷ L. ir kt 2006)

Skonis. Skoniu vadinamas ypatingas jausmas, kurį sukelia į burną patekusios ir skonio receptorius padirginusios chemin÷s medžiagos. Skonio receptoriai priima tik skystų, vandenyje ar seil÷se ištirpusių arba tirpstančių medžiagų dirginimus. Šie receptoriai išsid÷stę liežuvio speneliuose, minkštajame gomuryje, užpakalin÷je rykl÷s sienel÷je, antgerklyje ir vadinami skonio svogūn÷liais, arba speneliais. (Gudonis A. 2007)

Pieno skonis nežymiai saldus nežymiai saldus, savitas (specifinis). Jo skonį sąlygoja laktoz÷, chloridai, riebalų rūgštys, pieno riebalai, baltymai, mineralin÷s medžiagos, dimetilsulfidai, diacetilai, aldehidai ir kt. jis nustatomas 200C. Saldus ar sūrus pieno skonis priklauso nuo laktoz÷s ir chloridų santykio. Riebalai pienui suteikia sotumo, švelnumo pojūtį. Pieno skonis ir kvapas n÷ra laibai išreikšti, tod÷l lengva pasteb÷ti jų defektus (ydas). (Šernien÷ L. ir kt 2006)

1.3.2 Fizikiniai – cheminiai rodikliai

Konsistencija. Konsistencija – tai klampaus skysčio, plastiškos ar tamprios klampios medžiagos reologinių savybių visuma, nustatoma prietaisais arba jutimo organais. Konsistencija nusako medžiagos tankumą (tirštį), jos mas÷s vienodumą, atskirų kompenentų pasiskirstymą, medžiagos tek÷jimo pobūdį (klampį) ir kitas savybes. Šios savyb÷s nustatomos produktą apžiūrint, leidžiant jam tek÷ti, spaudžiant ar kitaip deformuojant. Vizualinio vertinimo metu nustatomas to produkto ar atskirų jo dalių minkštumas ir švelnumas, kietumas, tvirtumas, stiprumas, patvarumas, tąsumas ir klampis, lipnumas, sustingimo laipsnis.

Natūralus pienas – vienalytis skytis. Tokio pieno plazmoje tolygiai pasiskirsčiusios arba ištirpusios visos sudedamosios žmogaus akimi nematomo dydžio dalel÷s. Tod÷l natūralus šviežias pienas yra be nuos÷dų ir dribsnių. Ilgai laikant nemaišomą pamelžtą pieną, pažeidžiant transportavimo vamzdžiais arba gabenimo cisternomis ar bidonais reikalavimus, jo paviršiuje gali išsiskirti laisvų radikalų, sviesto kruopelių ar putų sluoksnis. (Gudonis A. 2007)

Temperatūra. Temperatūra – tai skaliarinis fizinis dydis, apibūdinantis šilumos mainų tarp termodinamin÷s sistemos dalių pusiausvyrą. Gyvulio kūno temperatūros pienas yra labai gera mitybin÷ terp÷ piene esančiai natūraliai arba šalutinei mikroflorai daugintis ir vystytis. Norint šiuos pristabdyti, pienas greitai atšaldomas. Pieno gamintojui ir pieno supirk÷jui susitarus, leidžiama priimti šviežią neatšaldytą pieną, kai jo baktericidin÷ faz÷ dar nepasibaigus ( per 2 valandas po melžimo). Visais kitais atvejais pieno gamintojas privalo

parduoti atšaldytą iki 80C temperatūros pieną, kurio temperatūra po gabenimo į pieno perdirbimo bendrovę neturi viršyti 100C. (Gudonis A. 2007)

Rūgštingumas. Tai cheminis rodiklis, apibūdinantis pieno rūgščių ir šarmų pusiausvyrą.

Aktyvusis rūgštingumas nusako vandenilio jonų koncentarcijos neigiamą logaritmą. Jis išreiškiamas dydžiu pH.

Titruojamasis rūgštingumas nusako pieno laisvųjų rūgščių, druskų. Baltymų laisvųjų rūgštinių grupių ištirpusio CO2 kiekį. Tai bendras rūgštingumas, nustatomas neutralizuojant

šias rūgštis kalio ar natrio šarmais, kaip indikatorių naudojant fenolftaleiną.

Pieno titruojamasis rūgštingumas išreiškiamas laipsniais. Titruojant 100 ml pieno, praskiesto dviem dalimis distiliuoto vandens su 0,1N (1/10N) NaOH, rūgštingumas išreiškiamas Ternerio laipsniais (0T). Kai kuriais atvejais pieno titruojamasis rūgštingumas išreiškiamas pieno rūgšties procentais. (Gudonis A. 2007)

Kadangi kiekvienas 0,1N šarmo mililitras neutralizuoja 0,009 g pieno rūgšties, tai tarp šių dviejų rūgštingumo matavimo vienetų galioja ši prikalusomyb÷:

PR=0,009× 0T (%)

Švarumas. Tai fizikinis dydis, nusakantis piene esančių mechaninių priemaišų pobūdį ir kiekį, kuris apibūdina pieno gavybos sanitarines ir higienines sąlygas. Jeigu pieno m÷ginyje po filtravimo n÷ra mechaninių priemaišų, jis priskiriamas pirmai grupei, jeigu aptinkama atskirų mechenių priemaišų – antrai grupei, jeigu matoma smulkių ar stambių mechaninių priemaišų ( plaukų, pašaro dalelių, dulkių ir kt.) nuos÷dų – trečiai grupei. (Gudonis A. 2007)

Tankis. Medžiagos tankis – tai jos tūrio vieneto mas÷. Pieno tankis matuojamas aerometrais. Pieno tankio matavimui naudojami specialūs pieno aerometrai, kurių padalos vert÷ 0,5 kg/m3 _{ir 1,0 kg/m}3 _{arba bendros paskirties aerometrai, kurių padalos vert÷ 1,0 kg/m}3

ir stikliniai matavimo cilindrai (250 arba 500 ml). Pieno tankis turi būti matuojamas 20±50C temperatūroje. Superkamo pieno tankis turi būti matuojamas pra÷jus ne mažiau kaip 2 valandoms po melžimo. Jeigu iškyla ginčų, tiriamojo pieno m÷ginys pašildomas iki 40±20C temperatūros (pieno riebalų suspencija paverčiama emulsija), palaikomas 5±1 min., atšaldomas iki 20 ±20C temperatūros ir tada matuojamas tankis. (Gudonis A. 2007)

1.3.3 Mikrobiologiniai rodikliai 1.3.3.1 Mikroorganizmai piene

Mikroorganizmai į pieną patenka iš tešmens arba iš aplinkos melžiant. Kad ir sveikame karv÷s tešmenyje visada aptinkama mikroorganizmų. Jie į tešmenį patenka pro spenių kanal÷lius. Jaunesniųjų karvių spenio kanal÷lį uždarantys raumenys yra tvirtesni, tod÷l mikroorganizmams į jį patekti sunkiau. Senesniųjų karvių šie raumenys yra silpnesni, tod÷l mikroorganizmai į spenio kanal÷lį patenka lengviau. Mikroorganizmai karv÷s tešmenyje laikosi spenio kanal÷lyje ir pieno cisternoje, o gilesn÷se tešmens dalyse – alveol÷se – paprastai jų nebūna. Tešmenyje mikroorganizmams yra geros sąlygos: tinkama temperatūra, pakankamai dr÷gm÷s ir maisto medžiagų. Tačiau jiems vystytis trukdo bakteriocidin÷s ( imunin÷s) pieno medžiagos. D÷l pieno baktericidinio veikimo tešmenyje vystosi tik atsparūs, prisitaikę prie esamų sąlygų mikroorganizmai: mikrokokai, enterokokai, kartais streptokokai ir žarnin÷s lazdel÷s, rečiau kitos bakterijos. Šių bakterijų mažai kintanti rūšin÷ sud÷tis ir nedidelis skaičius turi mažai įtakos pieno kokybei. Tokios bakterijos sudaro vadinamuosius pastovius tešmens mikroorganizmus (pastovią tešmens mikrobiotą). Kartais į tešmenį patenka ir kitų bakterijų (lazdelių), daugiau – streptokokų. Jos neigiamai veikia pieno ir jo produktų kokybę, gali sukelti ir tešmens uždegimą – mastitą.

Kadangi karv÷s tešmuo nesterilus, sterilaus pieno gauti neįmanoma. Aseptiškai melžiant, kai į pieną patenka tik tešmens mikroorganizmai, jo 1 cm3 gali būti nuo kelių šimtų iki kelių tūkstančių bakterijų. Daugiausia bakterijų yra spenių kanal÷liuose, tod÷l pirmąsias pieno čiurkšles reikia numelžti į atskirą indą.

Užteršimas, kai mikroorganizmai į pieną patenka per spenius, vadinamas sekreciniu. Melžiant pienas užteršiamas iš aplinkos – tai posekrecinis užteršimas. Jo lygis priklauso nuo:

gyvulio laikymo;

aplinkos sąlygų, kokiomis gyvulys laikomas;
inventorius, su kuriuo liečiasi pienas, būkl÷s;
higienos taisyklių laikymosi.

Pagrindiniai mikrobiotinio užteršimo šaltiniai yra karv÷s (gyvulio) tešmuo, oda, oras, aptarnaujančio personalo rankos ir drabužiai, taip pat melžimo, pieno surinkimo ir transportavimo įranga.

Vienas iš didesnių pieno užteršimo mikroorganizmais šaltinių yra karvių (gyvulio) oda. Ant 1 cm2 _{odos, užterštos m÷šlu ir įvairiais nešvarumais, yra milijonai mikroorganizmų.}

Tinkamai prižiūrint (valant) karvių odą ir tešmenį, mikroorganizmų piene galima sumažinti 10-20 kartų.

Karv÷s odos ir tešmens švara priklauso nuo pakratų ir priežiūros. Nepakankamai kreikiant, karv÷s oda ir tešmuo užsiteršia m÷šlu ir kitais nešvarumais, kurie sunkiai nusivalo.

Melž÷jos taip pat gali užteršti pieną. Ant rankų visada yra mikroorganizmų, ypač jų daug panag÷se, odos įtrūkimuose, žaizdel÷se. Čia yra įvairių kokų, puvimo bakterijų, žarninių lazdelių ir net patogenų. Melž÷jos gali būti nuolatin÷s patogeninių mikroorganizmų nešiotojos. Ypač pavojingos žarnines infekcijas sukeliančios salmonel÷s, šigel÷s. Tod÷l melž÷jos turi griežtai laikytis asmens higienos taisyklių, periodiškai tikrintis, ar n÷ra bakterijų nešiotojos. Melž÷jos ir asmenys, apdorojantys pamelžtą pieną, privalo vilk÷ti švarius darbo drabužius, laikytis švaros. Visi asmeys, melžiantys gyvulius ar apdorojantys pieną, turi tur÷ti sveikatos pažym÷jimą, patvirtinantį, kad šį darbą jiems leidžiama dirbti.

Pienas turi būti gaunamas iš įregistruotų ir kontroliuojamų pieno fermų, o fermos – pastatytos, įrengtos ir aprūpintos įranga taip, kad užtikrintų nepriekaištingos sąlygos: 1) patalpų higiena, 2) karv÷ms melžti, pienui apdoroti, šaldyti ir laikyti. (Masteikien÷ R.R. 2 knyga, 2006)

1.3.3.2 Laikomo pieno mikrobiologiniai pakitimai

Laikotarpis, per kurį šviežiame piene nesidaugina mikroorganizmai, vadinamas baktericidine faze. Baktericidin÷s faz÷s ilgumas iš esm÷s priklauso nuo pieno temperatūros ir bendrojo mikrobinio užterštumo: juo aukštesn÷ pieno temperatūra ir juo daugiau jame mikroorganizmų, tuo baktericidin÷ faz÷ trumpesn÷, pvz., 300C temperatūroje bakteriocidin÷ faz÷, laikantis griežtų sanitarijos reikalavimų trunka 5 val., nesilaikant šių reikalavimų – tik 2 ar 3 val.; 100C temperatūroje – atitinkamai 36 ir 19 val.; 3-50C temperatūroje, esant mažam mikrobiniam užterštumui, - ilgiau kaip 48 val., o 00C temperatūroje – per 72 val.

Šviežiai pamelžtas pienas turi apie 350C temperatūrą, tod÷l baktericidinei fazei pailginti jį būtina greitai bent iki 8-100C temperatūros. Kad baktericidin÷ faz÷ truktų ilgiau, labai svarbu pieno švara, užterštumas mikroorganizmais. Kai tik ką pamelžtame piene bakterijų yra nedaugiau kaip 105/cm3 (ml), pieno kokyb÷ laikoma gera. Pieno košimas ar specialus valymas ( centrifugavimas) yra vienas būdų sumažinti mikroorganizmų skaičių.

Pasibaigus baktericidinei fazei, piene pradeda aktyviai kauptis bakterijos. Kadangi iš pradžių mikroorganizmų yra nedaug, jų grup÷s didesn÷s įtakos viena kitai nedaro. Tai mišriosios mikrobiotos faz÷. Nuo pieno laikymo temperatūros priklauso, ar šioje faz÷je aktyviau augs psichrofiliniai ar mezofiliniai, ar termofiliniai mikroorganizmai. Psichrofiliniai

mikroorganizmai augs, ilgiau laikant pieną 0-80C temperatūroje. Tai daugiausia skaidančios baltymus fluorescuojančios ir kitos puvimo bei šarmines medžiagas gaminančios bakterijos ir mikrokokai. Esant 0-100_{C temperatūrai, dauguma pienarūgščių bakterijų auga silpnai, nes}

tokia temperatūra joms nepalanki. D÷l puvimo bakterijų poveikio prad÷jus skilti baltymams, pienas įgauna nemalonų kartų skonį, nors išoriškai dažniausiai lieka nepakitęs. Termofiliniai mikroorganizmai auga, kai tik ką pamelžtas pienas laikomas 30-400C temperatūroje. Tuomet jame aktyviai dauginasi termofiliniai pienarūgščiai kokai ir lazdel÷s bei žarnin÷s lazdel÷s. Padid÷jus pieno rūgštingumui, Escherichia coli bakterijų veikla slopsta. Tačiau jei žarninių lazdelių piene yra daug, jos d÷l didelio pradinio skaičiaus, aktyvesnio augimo ir išskiriamų būdingųjų medžiagų (kolicinų) slopina pienarūgščių bakterijų, ypač laktokokų, veiklą ir gali vyrauti piene bei jį sugadinti.

Laikant pieną 10-150C temperatūroje, be puvimo bakterijų, mikrokokų ir žarninių lazdelių, auga mezofiliniai pienarūgščiai laktokokai. Nors ir iš l÷to, bet pienas rūgsta, o puvimo bakterijų veikla slopsta. Mezofilin÷s mišriosios faz÷s pabaigoje vystosi daugiausia pienarūgšt÷s bakterijos. Pieno rūgštingumas did÷ja ir d÷l to stabdomas kitų mikroorganizmų, ypač puvimo bakterijų, augimas. Tada prasideda pienarūgščių bakterijų faz÷, pienas surūgsta.

Kartais mikroorganizmų dauginimosi pieno faz÷s gali nukrypti nuo min÷tosios schemos: 1) mišriosios, 2) pienarūgščių bakterijų, 3)mielių ir pel÷sinių grybų fazių. Šių fazių kaitai daugiausia įtakos turi pieno rūgštingumo did÷jimo sparta bei mikroorganizmų kiekybin÷ ir kokybin÷ sud÷tis. Didelio buferiškumo, kuris priklauso nuo kalcio ir fosforo druskų santykio, pieno rūgštingumas did÷ja pamažu, pienarūgšt÷s bakterijos vyraujančio vaidmens neįgauna, ilgiau užtrunka mišriosios faz÷s mikroorganizmų vystymasis. Tokiame piene gali išsilaikyti žalingosios bakterijos ir jį sugadinti. Vyraujant mikroorganizmų grup÷ gali slopinti kitų grupių veiklą. Kad pienas nesugestų dar fermoje, jis turi būti valomas ir skubiai atšaldomas iki ~ 40_{C temperatūros. (Masteikien÷ R.R. 2 knyga, 2006)}

1.3.3.3 Perdirbti pristatomo pieno mikrobiologiniai kriterijai

Iš įvairių ūkių ir asmenų gautas sumaišytas karvių pienas superkamas perdirbti pramoniniu būdu vadinamas pramoniniu pienu. Pienas, kurį superka pieno pramon÷s įmon÷s, yra žaliavinis pienas. Iš fermų į įmones perdirbti jis turi būti pristatomas baktericidin÷je ar mišriojoje faz÷je, 16-180T.

Pieno higieninę kokybę atspindi: saprotrofinių mikroorganizmų skaičius ir jų medžiagų apykaitos intensyvumas; somatinių ląstelių skaičius; inhibitorin÷s medžiagos; patogenai.

Perdirbti ir maistui netinka mastitinis pienas ir toks, kuriame yra antibiotikų ir kitų vaistinių medžiagų. Šios medžiagos į pieną gali patekti iš gydomos karv÷s organizmo arba iš aplinkos. Sekrecijos sutrikimai ir mastitai yra pieno liaukos (tešmens) uždegimai. Jie labai paplitę ir tarptautiniu mastu yra pagrindin÷ pieno higienos problema. Tešmens uždegimams, be įvairių infekcijų sukel÷jų, turi įtakos genetikos veiksniai ir aplinkos sąlygos. Iš dalies veikia iš tešmens mechaniški dirginimai (tešmens traumos, mechanizuoto melžimo klaidos), užsikr÷timas ligų sukel÷jais – per kraują ar limfą iš išor÷s ar kitų uždegimo židinių patekę patogeniniai mikroorganizmai. Infekcijos plitimui turi įtakos nepakankamai išplauti ir dezinfekuoti melžimo aparatai ar tešmuo, užleista melž÷jų rankų infekcija. D÷l tešmens uždegimų sumaž÷ja primilžiai, pakinta pieno fizikin÷ ir chemin÷ sud÷tis, atsiranda daug somatinių ląstelių. Somatinių ląstelių piene skaičius yra pasauliniu mastu priimtas funkcin÷s ir sanitarin÷s pieno liaukos būkl÷s rodiklis. Pagal savo kilmę skiriamos tešmens ir kraujo ląstel÷s. Tešmens ląstel÷s (epitelin÷s) patenka iš pieno latakų. Jos susidaro d÷l tešmens ląstelių sen÷jimo ir atsinaujinimo ir jų nuolat yra piene. Tešmens pieno latakų ląstel÷s yra 5-15µm dydžio. Sveikos karv÷s piene jos sudaro 60-70% visų somatinių ląstelių. Likusią dalį sudaro leukocitai (pirmiausia grūd÷tieji neutrofilai), kurie pieno liaukoje atlieka apsauginę funkciją. Uždegiminiai tešmens procesai susiję su leukocitų padid÷jimui, kuriems jau tenka 75% somatinių ląstelių. Sveikų karvių piene somatinių ląstelių yra nuo kelių dešimčių tūkstančių iki pus÷s milijono kubiniame centrimetre, o sergančių mastitais ir kitomis ligomis – 20 mln/cm3 ir daugiau. Tod÷l somatinių ląstelių, ypač leukocitų, piene padid÷jimas yra tikslus indikatorius, parodantis, kad pienas gautas iš nesveiko tešmens (nesveikos karv÷s). Kartu piene aptinkama ir daug mikroorganizmų – mastito sukel÷jų – patogeninių stafilokokų, hemolizinių streptokokų ir kt.

Iš žalio pieno, skirto gaminti termiškai apdorota geriamąjį pieną ir pieno produktus, mikrobiologinių rodiklių reglemontuojamas bendras ir mikroorganizmų ( bakterijų) skaičius (BMS) ir somatinių ląstelių skaičius.

Bakterinis užterštumas nustatomas norint įvertinti pieno šviežumą, rūšį, tinkamumą maistui, kaip laikytasi veterinarin÷s sanitarijos taisyklių.

Bakterinis užterštumas leidžiamas ne daugiau kaip 100 tūkst./cm3.

Lietuvoje pristatomo pieno bakterinis užterštumas nustatomas akredituotoje laboratorijoje centralizuotai, instrumentiniu metodu, pagal patvirtintą bendrojo bakterijų skaičiaus nustatymo žaliame piene Cobra-Asterias sistemą.

Užterštumas bakterijomis nustatomas iš dviejų m÷nesių tyrimų duomenų, gaunamų atliekant ne mažiau kaip du tyrimus per m÷nesį ( paimant mažiausiai du m÷ginius), geometrinio vidurkio.

Svarbus pieno liaukos uždegiminių procesų rodiklis yra somatinių ląstelių skaičius. Somatinių ląstelių negali būti daugiau kaip 400 tūkst./cm3. Somatinių ląstelių skaičius nustatomas mikroskopiniu, elektroninio dalelių skaitiklio ir fluorooptoelektroniniu pamatiniais metodais. Somatinių ląstelių skaičius nustatomas iš trijų m÷nesių tyrimų duomenų, gaunamų atliekant ne mažiau kaip vieną tyrimą per m÷nesį, geometrinio vidurkio.

Žalio pieno 25 cm3 neturi būti enteropatogeninių bakterijų. Žaliame piene, skirtame tiesiogiai žmon÷ms vartoti ar pieno produktams be terminio apdorojimo gaminti; reglementuojami ir koagulazę gaminantys stafilokokai. Pienas nevartojamas žalias, jei stafilokokų skaičius siekia arba viršija 2×103 ksv/cm3, žaliame piene BMS netur÷tų viršyti 5×104 ksv/cm3 ir 5×105 ksv/cm3.

Pienas, kurio bakterinis užterštumas ir /ar somatinių ląstelių skaičius neatitinka reikalavimų ir kuriame rasta inhibitorių priemaišų, yra nerūšinis ir nesuperkamas. (Masteikien÷ R.R. 2 knyga, 2006)

1.3.4 Inhibitorin÷s medžaigos

Inhibitoriai – medžiagos, kurios stabdo bakterijų dauginimąsi. Tai antibiotikai, įvairios konservuojančios (formalinas, amoniakas, vandenilio peroksidas, vario sulfatas ir kt.) ir dezinfekuojančios (chlorkalk÷s, chloraminas, natrio hipochloritas ir kt.) chemin÷s medžiagos. Pienas su inhibitorin÷mis medžiagomis kenksmingas žmonių sveikatai. Vartojant tokį pieną, pakinta virškinamojo trakto normalios mikrofloros sud÷tis, atsiranda antibiotikams atsparių bakterijų, kurių neveikia gydymui skirti preparatai, gali pasireikšti alergija. Be to, inhibitorin÷s medžiagos stabdo pieno rūgšties bakterijų, naudojamų rūgštiems pieno produktams ir sūriams gaminti, dauginimąsi. Tod÷l siekiant užkirsti kelią šių medžiagų patekimui ir paplitimui, pienas tiriamas nuo pat pirmos supirkimo stadijos.

Chloramfenikolis – chemin÷ medžiaga, priklausanti inhibitoriams, veikianti kaip plataus spektro antibiotikas. Valstybin÷ maisto ir veterinarijos tarnyba (VMVT) nuolat vykdo sugriežtintą chloramfenikolio kontrol÷s programą. Vykdomi pieno tyrimai d÷l chloramfenikolio nustatymo, ir aptikus šią medžiagą, uždraudžiama pieną naudoti maisto produktams gaminti. Toks pienas turi būti sunaikintas. Europos Sąjungos šalyse, tarp jų ir Lietuvoje, chloramfenikolis piene yra draudžiamas.

VMVT atliktų patikrinimų rezultatai parod÷, kad pieno ūkiuose pagrindinis taršos šaltinis yra gyvulių gydymui žmonių vaistin÷se perkami preparatai, kurių sud÷tyje yra chloramfenikolio. Per pastaruosius metus iš 11 vaistų, tur÷jusių šią veikliąją medžiagą, Vaistų kontrol÷s tarnyba paliko tik 4 (akių lašai ir tablet÷s), kuriuos Pasaulio sveikatos organizacija leidžia ir toliau naudoti. Tačiau VMVT inspektoriai vis dar nustato atvejų, kai ūkininkai naudoja vaistus, įsigytus prieš juos uždraudžiant. Kaip parod÷ analiz÷, viena iš inhibitorinių medžiagų atsiradimo priežasčių buvo sintomicino tepalas, kuriuo gydomi karvių speniai ir žaizdos. Pasitepus rankas šiuo vaistu, chloramfenikolis piene buvo aptinkamas net po keturių melžimų, nes ši medžiaga sunkiai nuplaunama.

Kitos priežastys kai karv÷s gydomos antimikrobiniais preparatais nesilaikant instrukcijų, gydymo metu ar pra÷jus 2–3 paroms po gydymo kurso, piene aptinkamos inhibitorin÷s medžiagos. Cheminių medžiagų išskyrimo laikotarpis priklauso nuo to, koks preparatas buvo naudotas gydymui. Gyvulio ligos atveju veterinarijos gydytojas turi nurodyti, kiek laiko pieno negalima vartoti maistui. Inhibitorin÷s medžiagos taip pat gali atsirasti, jeigu prieš užtrūkstant karvei (po paskutinio melžimo) buvo sušvirkšti ilgo veikimo preparatai prieš mastitą ir karv÷ apsiveršiavo anksčiau nei buvo numatyta.

Dažna taršos inhibitorin÷mis medžiagomis priežastis būna netinkamas įrangos valymas, kai plovimo ir dezinfekavimo medžiagos naudojamos nepaisant nurodytų koncentracijų, taip pat plaunant įrangą nesilaikoma temperatūrinių režimų ar po dezinfekavimo blogai išplaunami melžimo, pieno aušinimo ir kiti indai.

VMVT kiekvienais metais sudaro medžiagų liekanų piene steb÷senos planus ir kartu su Nacionaliniu maisto ir veterinarijos rizikos vertinimo institutu koordinuoja ir vykdo tyrimus, analizuoja priežastis ir kontroliuoja šių planų vykdymą. (http://www.valstietis.lt prieiga per internetą 2008 09 17)

1.4 Raugai

Grynos pienarūgščių bakterijų ir kitų mikroorganizmų kultūros, naudojamos gaminant raugintus pieno produktus įmon÷se, vadinamos raugu. Raugas – tai sukelianti rūgimą tam tikrų mikroorganizmų kultūra.

Mikroorganizmų kultūras (raugas) pieno produktams rauginti pirmasis pasiūl÷ ir 1874 m. įkūr÷ pieno raugų laboratoriją danų farmacininkas Christianas Hansenas. Danijoje jau 1888 m. buvo prad÷ta grynomis pienarūgščių bakterijų kultūromis rauginti grietin÷lę, skirtą sviestui gaminti. Lietuvoje pieno raugų laboratorija buvo įkurta 1928 m. agronomo J. Ling÷s iniciatyva ir aprūpindavo sviesto raugais šalies pienines. (Masteikien÷ R.R. 2 knyga, 2006)

1.4.1 Mikroorganizmų kultūrų atranka

Pieno perdirbimo įmon÷s grynas pienarūgščių bakterijų kultūras raugams ir pačius raugus dažniausiai gauna iš atitinkamų institutų ar centralizuotų laboratorijų ( per firmas), kurios atrenka tinkamas raugų gamybai mikroorganizmų padermes.

Šaltinis pienarūgšt÷ms bakterijoms atrinkti yra žaliavinis pienas, savaiminio rūgimo produktai, augalai – g÷l÷s, daržov÷s, vaisiai, t.y. natūralios jų gyvenimo vietos. Vidurio ir šiaur÷s zonoje vyrauja mezofilin÷s pienarūgšt÷s bakterijos, pietų ir pietryčių zonoje – termofilin÷s. Acidofilin÷s lazdel÷s, bifidobakterijos išskiriamos iš veršelių žinduklių ir kūdikių, maitinamų motinos pienu, fekalijų.

Pienarūgščių bakterijų atrankos stadijos yra šios: a) m÷ginių parinkimas, b) pienarūgščių bakterijų pagausinimas, c) izoliuotų kolonijų gavimas, d) gautų padermių požymių ištyrimas ir įvertinimas.

Pirmiausia pienarūgšt÷ms bakterijoms atrinkti tiriamos medžiagos m÷giniai s÷jami į sterilų pieną. Tinka šviežias sveikų karvių, gero skonio pienas, atitinkantis aukčiausios rūšies pienui keliamus reikalavimus. Augimas skatinamas pasirinkta temperatūra, pridedant aktyviklių, pvz., mielių ekstrakto, citratų. Auginama iki surauginimo ar kitų požymių, bet ne ilgiau kaip 48 h. Jei pienas 25-300C temperatūroje (termofilams – 40-450C) surūgsta į standžią sutrauką ir joje pro mikroskopą matyti laktokokų (diplokokų ir streptokokų), tai pers÷jama į standžią mitybos terpę. Iš užaugusių izoliuotų kolonijų v÷l s÷jama į sterilų pieną. Paderm÷s tiriamos mikroskopiškai, taip pat žiūrima, per kiek laiko surūgsta pienas, kokie jo jusliniai rodikliai. Sutrauka turi būti lygi ir standi, gryno pienrūgščio skonio ir kvapo. Sutraukos rugštingumas po 10 h – 80-850T, o po 24 h – 100-1100T. Geros kokyb÷s raugas turi ne tik greitai rauginti pieną ar grietin÷lę, bet ir išskirti aromatines medžiagas (diacetilą, lakiąsias rūgštis, esterius), suteikiančias produktams malonų skonį ir aromatą. Tiriamas aromatinių bakterijų geb÷jimas gaminti diacetilą ar kitas aromatines medžiagas ir CO2. Tikrinamas

padermių veiksmingumas, rezistentiškumas (atsparumas), jautrumas bakteriofagui.

Pienarūgščių bakterijų veiksmingumas tikrinamas pagal glikolitinį ir proteolitinį aktyvumą, aromato susidarymą, CO2 išsiskyrimą ir kitus medžiagų apykaitos produktus,

įvairių maisto medžiagų poreikį.

Atsparumo tikrinimo kriterijai yra atsparumas nepalankioms sąlygoms ir chemikalams ( plovimo priemon÷ms, antibiotikams ir pan.). Kartais apsiribojama fenoliniu testu. Tikrinamas ir kultūrų atsparumas polivalentiniam bakteriofagui ir ar jose n÷ra lizogeninių ląstelių (profago).

Netaisyklingos ląstelių formos, netinkamų savybių ir netinkamo rauginimo aktyvumo paderm÷s atmetamos.

Raugo gamybai atrinkti ir naudojami mikroorganizmai turi būti atitinkamai laikomi, kad nesusilpn÷tų jų gyvybingumas ir aktyvumas. Geriausiai tam tinka jų sušaldymas (gilusis sušaldymas) ir laikymas sušaldytų arba išdžiovintų sublimacijos būdu. (Masteikien÷ R.R. 2 knyga, 2006)

1.4.2 Raugų mikroorganizmų kultūrų parinkimas

Gauti geros kokyb÷s pienarūgščių bakterijų raugus yra sud÷tinga, nes jie įprastai sudaromi iš kelių rūšių ir padermių kultūrų. Pienarūgščiai raugai sudaromi pagal tam tikrus principus. Sudarant raugus, būtina atsižvelgti į:

gaminamo produkto savitumas;

produkto gamybos temperatūrinį režimą;
mikroorganizmų tarpusavio santykius;
galimybę vystytis bakteriofagui;

atsparumą žaliavos chemin÷s sud÷ties pokyčiams;
pigumą.

Gaminant kelių rūšių mikroorganizmų raugą (mišrųjį), kiekvienos kultūros raugas paruošiamas atskirai ir tik prieš dedant į rauginamą pieną sumaišomas atitinkama proporcija. Gaminant simbiotinį raugą, visų rūšių mikroorganizmai auginami kartu. Simbiotinių raugų sud÷tį galima reguliuoti jo kiekiu ir išlaikymo temperatūra. Pvz., jei simbiotiniame rauge iš bulgarų lazdelių ir termofilinių streptokokų vyrauja lazdel÷s, sumažinamas raugo kiekis ir susidariusi sutrauka tuoj atšaldoma; jei vyrauja streptokokai, padidinamas raugo kiekis ir susidariusi sutrauka prieš atšaldant dar palaikoma 1-2 h kambario temperatūroje.

Pastaraisiais metais kuriami simbiotiniai daugiagenčiai (poligentiniai) raugai. Gerai žinoma, kad natūralus bakteriniai raugai, susidedantys ne tik iš pienarūgščių bakterijų, yra biologiškai labai aktyvūs ir atsparūs laikymui.

Patekę į raugus bakteriofagai lizuoja pienarūgštes bakterijas ir raugus inaktyvuoja. Laikantis sanitarijos ir higienos sąlygų gamyboje saugoma, kad į raugus ( ir gaminamus produktus) nepatektų fagų. Be to, selekcija atrenkamos atsparios fagams paderm÷s ir stengiamasi raugus sudaryti iš kelių mikroorganizmų padermių. Tokie daugiapadermiai raugai geresni, nes įsimetęs fagas lizuotų vieną ar dvi padermes, o kitos liktų nepaliestos ir rūgimas vyktų normaliai.

Pienarūgščių bakterijų veikla priklauso nuo žaliavinio pieno chemin÷s sud÷ties ir jos pokyčių d÷l sezono, taip pat įvairių inhibitorių ( antibiotikų, plovimo mišinių likučių), laktoz÷s kiekio. Pienarūgšt÷s bakterijos yra išrankios mitybos terpei, tod÷l jas veikia pieno chemin÷s sud÷ties sezoniškumo pokyčiai. D÷l pavasarį piene sumaž÷jusio kiekio mažos molekulin÷s mas÷s azotinių junginių ir vitaminų aptinkamos pakitusių savybių pienarūgšt÷s bakterijos, pailg÷ja pieno ir grietin÷l÷s surauginimo trukm÷. Leuconostoc genties pienarūgšt÷s bakterijos yra reiklios mitybinei terpei ir jautrios jos pokyčiams, Lactococcus lactis ssp. cremoris, palyginti su Lactococcus lactis ssp. lactis yra jautresn÷s pieno sud÷čiai ir kokybei. Tod÷l sudarant raugus atrenkamos rūšys ir paderm÷s, atsparios pieno kokyb÷s pokyčiams.

Raugai būtini ne tik produkcijai surauginti, bet ir skoniui bei kvapui suteikti (aromatingumui), t.y. turi gaminti diacetilą, lakiąsias rūgštis, esterius, suteikiančius produktams malonų skonį ir aromatą. Vieni aromatiniai junginiai gali būti pageidaujami, kiti – ne. Net junginys, kuris suteikia malonų aromatą vienam pieno produktui, gali sukelti aromato ir skonio ydą kitam. Tod÷l ruošiant raugus reikia kreiptį d÷mesį į tai, kad susidarytų pageidaujamas aromatas.

Raugo parinkimas ir paruošimas turi didelę įtaką pienarūgščio rūgimo procesui, gaminamo produkto skoniui, aromatui, klampai ir gyvybingų bakterijų ląstelių skaičiui. Raugo sud÷tis ir kiekis, rauginimo temperatūra leidžia valdyti pienarūgščio rūgimo procesą ir suteikti produktui norimas savybes. (Masteikien÷ R.R. 2 knyga, 2006)

1.4.3.Raugų gamybos kryptys

Pieno produktams gaminti iš tam tikrų atrinktų ar sukurtų mikroorganizmų sudaromi ir išauginami arba simbiotiniai raugai ( tam tikrų rūšių mikroorganizmų kiekybinis ir kokybinis santykis ilgą laiką yra pastovus ir jie auga vienodai), arba raugai, sudaromi mechaniškai sumaišius įvairias mikroorganizmų rūšis (ar padermes) tam tikra proporcija. Sumaišoma prieš dedant į rauginimo terpę. Toks mišinys negali būti ilgai laikomas ar persp÷jimas, nes mikroorganizmų rūšių santykis gali pasikeisti. Naudojant simbiotinį raugą, paprasčiau ir lengviau paruošti raugą gamybai.

Raugai būna skystieji ir sausieji. Skystieji gaunami užraugus sterilų pieną, tam tikrų mikroorganizmų (grynų pienarūgščių bakterijų, mielių ar kt.) kultūra. Gautoji sutrauka išfasuojama, uždaroma ir markiruojama. Toks raugas išsilaiko aktyvus 10 parų 3-80C arba 5 paras kambario temperatūroje. Skystųjų raugų aktyvumas greitai maž÷ja ir kas 7-10 dienų juos reikia pers÷ti į sterilų šviežią pieną (terpę). Keblu skystuosius raugus ne tik laikyti, bet ir gabenti.

Sausieji raugai gaunami išdžiovinus skystuosius. Sausajame rauge bakterijos ilgiau išlieka gyvybingos. Tokį raugą nepers÷tą galima išlaikyti keletą m÷nesių ar net metus. Viename grame sausojo raugo gali būti iki 10 milijardų bakterijų. Džiovinant raugus, dalis bakterijų gali apmirti ar net žūti, nes džiovinama apie 400_{C temperatūroje ( vakuumin÷se ar}

purkštuvin÷se džiovyklose, kur purškimo zonoje yra 48-500C temperatūra). Bakterijos geriau išsilaiko, kai džiovinama sublimacijos ar liofilizacijos būdu. Sausuosiuose rauguose pienarūgšt÷s bakterijos yra neaktyvios, tod÷l prieš naudojant (ruošiant gamybinį raugą) jas reikia suaktyvinti. Be to, sausieji raugai, kad ir laikantis griežčiausios aseptikos, užteršiami pašaliniais mikroorganizmais. Sausųjų raugų gamyba, palyginti su skystaisiais yra sud÷tingesn÷. Tačiau sausuosius raugus galima ilgai laikyti, paprasčiau gabenti.

Iš skystųjų ir sausųjų raugų įmon÷je (laboratorijoje) ruošiami pirminiai (laboratoriniai) raugai (s÷jant į sterilų pieną), o iš jų – gamybiniai ( s÷jant į sterilų ar pasterizuotą pieną pagal jų gamybos technologines instrukcijas).

Tradiciniai skystieji raugai, kurie daugelį metų buvo naudojami pieno pramon÷je, nebetenkina poreikių ir reikalavimų, keliamų maisto produktų kokybei. Be to, tokius raugus, nepaisant paprastos gamybos, reikia daug kartų pers÷ti, jų gamyba imli darbo, yra pavojus užteršti raugus bakteriofagu ir kitais pašaliniais mikroorganizmais. Pastaruoju metu atsisakoma nuo gamybinio raugo ruošimo, o naudojami raugų koncentratai (sausieji ar aktyvinti), kurie dedami tiesiai į žaliavą (be pers÷jimų). Jie gali būti naudojami ir gamybiniam raugui gauti aplenkiant pirminį (laboratorinį) padauginimą. Raugų koncentratai gaunami užraugus pienarūgšt÷mis bakterijomis hidrolizuoto pieno terpę, paskui centrifugavimu atskyrus skystį nuo bakterin÷s mas÷s. Tokio raugo viename grame yra šimtai milijardų bakterijų. Raugų koncentratai gali būti ir sausi, kada išdžiovinami sublimacijos būdu tausojančioje terp÷je, prid÷jus stabilizatorių ( pvz., gliukoz÷s, citratų, gliutamatų). Tokia terp÷ – sterilus separuotas pienas, kuriame yra 16% sausųjų medžiagų ar 10% sacharoz÷s. Naudojant raugų koncentratus, nebereikia ruošti nei pirminio (laboratorinio), nei gamybinio raugo. Kultūros standartizuotos (pagal aktyvumą), kas užtikrina, esant panašioms sąlygoms, vienodą gaminamų produktų technologinio proceso eigą. Kultūros galiojimo laikas, saugant -180C temperatūroje, vieneri metai. Ištobul÷jus koncentravimo technikai, prad÷tos gaminti ir giliojo sušaldymo kultūros. Jos laikomos -450C temperaūroje ir tinkamas 12 m÷nesių.

Raugų koncentratų pranašumai šie:

iki minimumo sumažinamas produkto užteršimas per raugą pašaliniais mikroorganizmais ar bakteriofagu;

gamybinių plotų ekonomija;

sumažinamos materialin÷s ir darbo sąnaudos.

Raugams gaminti naudojamos vadinamosios probiotin÷s kultūros (gr. kilm÷s žodis probiotikai gali būti verčiamas kaip „už gyvenimą“). Jos teigiamai veikia žmonių (ir gyvulių) organizmą savo apykaitos produktais. Terminą „probiotikai“ pirmą kartą pavartojo 1965 m. Lilley ir Stilwellas, aprašydami priešingą antibiotikams poveikį. Jie apibūdino probiotikus kaip vienų mikroorganizmų sekretuojamas medžiagas, galinčias skatinti kitų vienų mikroorganizmų augimą. 1974 m. Parkeris šiuo terminu apibūdino gyvus mikroorganizmus ir medžiagas, kurios reikšmingos žarnyno mikroorganizmų balansui. Probiotikai turi išgyventi žmogaus (gyvūno) virškinamajame trakte, bent laikinai apsigyventi tarp natūralios žarnyno mikrobiotos ir tur÷ti teigiamos įtakos žmogui (gyvūnui). Probiotin÷s bakterijos turi atitikti šešis pagrindinius reikalvimus:

būti kilusios iš sveikų žmonių žarnyno, t.y. atstovauti normaliai virškinamojo trakto mikrobiotai, prie kurios organizmas yra pripratęs, nes tada geriausiai jos įsitvirtina žarnyne;

būti identifikuotos taikant naujausius molekulin÷s biologijos ir kitus metodus; be to, išlaikyti biologinį stabilumą saugojimo ir gamybinio naudojimo laikotarpiu;

būti saugios (GRAS – visuotinai priimtos saugios medžiagos), nepatogeniškos, netoksiškos, su žinoma antibiograma (antibiotin÷mis savyb÷mis); tinkamiausios tos, kurios priskirtos pirmajai saugumo klasei;

būti atsparios skrandžio sulčių, tulžies rūgščių ir virškinimo fermentų poveikiui, kad gal÷tų pereiti reikiamas virškinamojo trakto dalis;

tur÷ti žmon÷ms ryškų teigiamą poveikį, kuriuo būtų atskiriamos nuo įprastų raugo kultūrų;

atitikti būtinus įprastai maisto gamybai reikalavimus, pvz., juslines savybes, stabilumą, gyvybingumą ir nebūtinai turi dalyvauti produkto fermentacijoje.

Kaip probiotin÷s kultūros plačiausiai naudojamos acidofilinių lazdelių ir bifidobakterijų paderm÷s. Tos, kurios tinka pieno produktams gaminti, išvardytos 1 lentel÷je. (Masteikien÷ R.R. 2 knyga, 2006)

1lentel÷. Raugintų pieno produktų gamybai naudojamos probiotin÷s kultūros Mikroorganizmai

Bifidobacterium lactis Lactobacillus crispatus

Bifidobacterium longum Lactobacillus johnsonii

Bifidobacterium bifidum Lactobacillus acidophilus

Lactobacillus paracasei subsp. paracasei

Lactobacillus gasseri Lactobacillus reuteri

Lactobacillus casei Lactobacillus rhamnosus

1.5 Bifidobakterijos

Pirmą kartą bifidobakterijas iš kūdikių išmatų išskyr÷ Tissieris 1900 m., o kadangi jos buvo išsišakojusios, pavadino Bacterium bifidum. Naujesni ir išsamūs tyrimų metodai leido atrasti naujų šių bakterijų savybių ir jų taksonomija bei rūšių pavadinimai ne kartą kito. Daugeliu savybiu šie mikroorganizmai artimi pienarūgšt÷ms bakterijoms ir kai kurie tyrin÷tojai jas buvo priskyrę Lactobacillus genčiai (pvz., Lactobacillus bifidus; pagal Weis ir Retlger). Tačiau atskleisti jų savitumai (morfologiniai – šakotumas, ląstel÷s sienel÷s sandara, jos polisacharidai; biocheminiai – angliavandenių rauginimo specifika ir kt.; genetiniai – DNR sud÷tis; serologiniai ir kt.) patvirtino priskyrimo pienarūgšt÷ms bakterijoms nepagrįstumą; tod÷l suprantama, kod÷l jos buvo priskirtos Orla Jenseno (1924m.) Bifidobacterium genčiai. Iš kitos pus÷s nereik÷tų atmesti heterofermentinių laktobacilų ir bifidobakterijų kai kurių savybių panašumo ir galimo grupių giminiškumo.

Bifidobakterijos, išskirtos iš žmogaus ir gyvulių organizmų (ir bičių žarnyno), turi savitą gliukoz÷s (fruktoz÷s-6-fosfatinį) rauginimo būdą, skirtingą nuo pienarūgščių bakterijų, anaerobinių aktinomicetų, korinebakterijų ir kitų šakotą formą turinčių bakterijų. Bifidobakterijos heksozes paverčia fruktoz÷s-6-fosfatu, kuris skaidomas fofoketolaz÷s ir susidaro eritroz÷s-4-fosfatas ir acetilfostatas. Šie, veikiami transaldolaz÷s ir transketolaz÷s, pereina į du molius pentoz÷s fosfato. Ksililioz÷s-6-fosfatas skaidomas fosfoketolaz÷s ir susidaro acetilfosfatas ir 3-fosfogliceraldehidas, o iš jo – piruvatas. Šis gali redukuotis iki laktato arba skilti iki acetato ir formaldehido (laktato tada neaptinkama).

Bifidobakterijų DNR taip pat skiriasi nuo pienarūgščių bakterijų. Iki šiol ištyrin÷tų bifidobakterijų DNR sud÷tyje yra vidutiniškai 60 mol% G+C.

Dabartiniu metu aprašyta 16 bifidobakerijų rūšių ir apibūdinti pagrindiniai skiriamieji jų požymiai. Pamin÷tinos šios rūšys: Bifidobacterium adolescentis, B. breve, B. bifidum, B. infantis, B. lactentis, B. liberorum, B. longum, B. parvulorum. Tyrin÷tojas Scardonid iš buliaus skrandžio išskyr÷ dvi naujas anaerobines bifidobakterijų rūšis – B. globosum ir B.

ruminale, taip pat nuo jų besiskiriančią serologiškai ir gebančią rauginti manitolį, grupę, kurios sistemin÷ pad÷tis dar nenustatyta.

B. globosum apibūdinama korinoidų forma, serologiniu savitumu, savita aminorūgščių seka (DNR yra 64 mol% G+C).

B. ruminale išskiria į naują rūšį d÷l morfologinių savybių, nesugeb÷jimo rauginti laktoz÷s, o jos DNR yra 60 mol % G+C. Nustatydami šią rūšį, tyrin÷tojai daugiausia d÷mesio skyr÷ jos gyvenamajai terpei ir mažai lygino su kitomis laktoz÷s nerauginančiomis bifidobakterijomis.

Neseniai iš kiaulių išmatų išskirta nauja bifidobakterijų rūšis – B. suis, rauginanti gliukozę fruktoz÷s-6-fosfatiniu būdu (pagal DNR 62 mol % G+C). Iš bičių, gyvenančių įvairiose Europos vietose, žarnyno išskirta nauja bifidobakterijų rūšis – B. asteroides (artima iš bičių skrandžio išskirtai B. constellatum), kuri neraugina laktoz÷s, krakmolo ir naudoja (skaido) gliukonatą, išskirdama CO2.

Morfologiškai visos bifidobakterijos yra bespor÷s, gramteigiamos lazdel÷s (0,5-1,3 x 2-8 µm). Senose kultūrose gali būti gramneigiamų. Joms būdinga truputį išlenkta ir išsišakojusi lazdelių forma (polimorfiškos), nesudaro grandin÷lių, bet gali, sudariusios granules, išlaikyti ląstelių kontūrus. Nepalankiomis sąlygomis (rūgštingumas, augimo temperatūra, tam tikrų komponentų terp÷je trūkumas, O2 buvimas) sudaro išbrinkusias, išsipūtusias formas.

Bifidobakterijos yra visiški anaerobai, tačiau kultivavimo procese gali vystytis esant tam tikram O2 kiekiui. Skirtingų bifidobakterijų kamienų jautrumas deguoniui varijuoja d÷l

skirtingų rauginimo mechanizmų. Tod÷l esant gerai mitybinei terpei gali augti ir visiškai aerobin÷mis sąlygomis (mikroaerofilai). Chemoorganotrofai, katalaziškai neigiami.

Cukrų skaidymo spektras platus ir įvairus. Visos bifidobakterijos raugina gliukozę, galaktozę ir fruktozę. Išskirtos iš žmonių organizmo, raugina laktozę. Kai kurios rūšys raugina arabinozę, ksilozę, manozę, trehalozę, krakmolą. Pagrindiniai gliukoz÷s rauginimo metabolitai yra acto ir pieno rūgštys (santykis 3:2) su nedideliais skruzdžių ir gintaro rūgščių kiekiais bei CO2. dauguma bifidobakterijų neraugina sterilaus pieno. Biocheminis aktyvumas

padid÷ja į pieną prid÷jus augimo faktorių (mielių autolizato, kukurūzų ekstrakto).

Daugumos bifidobakterijų kamienų optimali temperatūra 36-410C, optimalus pH 6-7. augimas sustoja, kai temperatūra 200C ir žemesn÷, pH mažesnis kaip 5,5 (4,5). Kai kurių bifidobakterijų fenotipin÷s charakteristikos pateiktos 2 lentel÷je.