Микробиология курунги и его пробиотические свойства

Купить препарат ЭМ-КУРУНГА >>

Производство молочнокислых продуктов основано на широком использовании микробиологических процессов. Роль последних абсолютна, так как при брожении молоко не подвергается почти никакой другой обработке, кроме микробиологической. В силу этого производство данного рода принадлежит к числу наиболее простых производств: в своей первоначальной форме оно не требует практически никакого специального оборудования. Процесс основывается на использовании естественных сил природы и протекает почти без участия человека. Все это делает доступным приготовление традиционных молочнокислых продуктов не только в самых примитивных молочных хозяйствах, но и в домашнем обиходе.

Современные кисломолочные продукты с микробиоло­гической точки зрения могут быть разделены на две большие группы:

1) молочнокислые продукты, получаемые путем самопроизвольного сквашивания;

2) молочнокислые продукты, получаемые путем сквашивания на специальных заквасках.

К продуктам первой группы относятся простокваша, лактобацилловое молоко и сметана (кроме промышленного производства сметаны, которое всегда основано на заквасках).

Ко второй группе молочнокислых продуктов относятся курунга, кефир, кумыс, армянский мацун, донское и кубанское "кислое молоко", болгарское " кисело-млеко", турецкий и греческий "ягурт", египетский "лебен" и многие другие.

Все эти продукты и соответствующие им закваски в микробиологическом отношении весьма близки между собой, образуя как бы один варьирующий тип: это сложные комбинированные закваски, микрофлора которых всегда состоит, по крайней мере из двух компонентов - молочнокислых бактерий и дрожжей. Но так как и те, и другие обычно бывают представлены не менее чем двумя видами, то и количество необходимых компонентов чаще возрастает до 3-4. Несколько особое место по своей микробиологической структуре занимает кефир, причем это относится лишь к закваске, а не к готовому продукту. Для большинства этих продуктов характерно то, что в созревании весьма существенную роль играют представители группы молочнокислых палочек и именно наиболее типичный вариант этой группы - термофильный тип, склонный к образованию ветвистых колоний.

В зависимости от преобладания того или иного процесса, лежащего в основе созревания этих продуктов - молочнокислого или спиртового, резко изменяется характер конечных продуктов, прежде всего их консистенция. Чем сильнее развиваются дрожжи и связанное с ними спиртовое брожение, тем более жидкую консистенцию приобретает конечный продукт (консистенция кумыса). Преобладание молочнокислого процесса влияет в обратном направлении, т.е. продукт получается более густой (консистенция простокваши). На этом основании все указанные продукты можно разделить на два основных типа, различающихся не только по своим внешним признакам, но и по микробиологическим процессам: 1) продукты с густым, плотным сгустком - то, что известно под названием простокваши, и 2) продукты с разжиженным, мелкохлопьевидным сгустком - напитки вроде курунги, кумыса и др.

К первому типу относится ряд молочнокислых продуктов, распространенных в южных и юго-восточных областях России (донская и кубанская простокваша, армянский мацун) и во всех странах, окружающих Средиземное море. В каждой из этих стран они носят особое название, но по существу все это разновидности одного и того же типа.

Ко второму типу относятся главным образом, как указывалось выше, три родственных и весьма распространенных продукта: курунга, кумыс и кефир.

Курунга представляет собой жидкий пенящийся продукт молочно-белого цвета с мелкими хлопьями казеина, с кисловатым запахом и вкусом, получающийся путем сбраживания коровьего молока культурами молочнокислых бактерий и молочных дрожжей. Некоторые совершенно справедливо называют курунгу живым напитком, так как в нем продолжается жизнедеятельность микроорганизмов, которые вызывают превращение молочного сахара в молочную кислоту, спирт и углекислый газ. Следовательно, образование курунги является чисто микробиологическим процессом, успех которого в основном зависит от свойств микроорганизмов и созданных им условий жизнедеятельности (температура, аэрация и пр.); другими словами, качество курунги зависит главным образом от закваски и технологии производства.

Микрофлора курунги, как правило, состоит из двух видов местной расы молочнокислых бактерий - вида Bact. casei (Bact. bulgaricum), составляющего 72%, и Bact. Lactis asidi (Zeichmann) -постоянно сопутствующего предыдущему виду, но численно ему уступающего (7%), а также молочнокислых стрептококков и бифидобактерий. Дрожжи в курунге представлены обычно двумя типами молочных дрожжей Torula, способных не только сбраживать молочный сахар, но и энергично участвовать в спиртовом процессе. Они по отношению к другим микроорганизмам курунги составляют около 11 %.

Таким образом, в курунге мы имеем не механическую смесь различных элементов микрофлоры, а типичное явление симбиоза. Дрожжи для своего развития нуждаются в продуктах жизнедеятельности молочнокислых бактерий и в образуемой ими молочной кислоте. Молочнокислые бактерии в присутствии дрожжей лучше развиваются и дольше сохраняют свою активность. Эти симбиотические отношения в курунге сохраняются в течение долгого времени, без подавления одного из составных элементов микрофлоры другими.

Многие исследователи относят ассоциации заквасочной микрофлоры таких кисломолочных продуктов как курунга, кумыс и кефир к протосимбиотическим. имея в виду, что даже такие наиболее устойчивые ассоциации не являются симбиозами в истинном смысле слова. Но в отличие от кумыса и кефира курунга обличается завидным равновесием качественного состава микрофлоры. Количественный состав также как и у кумыса, и у кефира не отличается особой устойчивостью, но качественный состав микрофлоры курунги является ее характерной особенностью, позволяющей относить эту природную ассоциацию к истинным симбиозам.

Даже в деревянной кадке, в деревенских, далеко не стерильных условиях, на протяжении многих лет приготовляемая курунга при умелом ведении брожения остается неизменной. Производство же "окультуренного" кумыса и особенно кефира требует недопущения в процесс брожения посторонней микрофлоры. Для курунги природная "посторонняя" микрофлора является обязательной. Именно она определяет лечебные свойства основных фракций микробной ассоциации, их антибиотическую активность.

Антибиотики, являясь специфическими продуктами жизнедеятельности микроорганизмов, обладают высокой физиологической активностью но отношению к определенным патогенным бактериям, вирусам или злокачественным процессам, задерживая их рост или полностью подавляя их развитие. Но антибиотики антибиотикам рознь. Настало время внесения изменений в понятийный аппарат. Слово "антибиотик" означает "направленный против жизни". В этом смысле все антибиотики, полученные из чистых культур, оправдывают свое название. Даже если они получены из какой-нибудь безобидной молочнокислой палочки или бифидобактерии. Грубо говоря, микробы-симбионты, выращенные по отдельности производят вредные антибиотики. Эти же микробы-симбионты, выращенные в симбиозе, производя! полезные антибиотики. Иначе быть не может. Образно говоря, одиночки (эгоисты) разрушают все вокруг себя, коллективисты созидают вокруг себя. Поэтому антибиотическую активность симбиозов правильнее было бы называть снмбиотической, а их биологически активные вещества - симбиотиками, то есть веществами, недопускающими в симбиоз чужеродные, болезнетворные микроорганизмы. Для доходчивости можно сказать так: "Антибиотики убивают всех подряд, симбиотики только чужих".

Изучением микрофлоры курунги занималось немало исследователей, но никому так и не удалось выяснить в чем природа мощного по своему физиологическому воздействию напитка. Сравнительный анализ литературных данных показывает, что курунга содержит в себе всю микрофлору, которая встречается в кумысе, кефире, мацони, шубате, чале и т.д. и еще целую группу микроорганизмов, так называемых "посторонних", но очень важных.

Л.Е. Хунданов в своих исследованиях показал, что дрожжи курунги нуждаются в продуктах жизнедеятельности молочнокислых бактерий и в образуемой ими молочной кислоте. Аналогично К.Ч. Маханта и В.М. Богданов доказали, что для получения кумыса с определенным содержанием молочной кислоты, биологически активных веществ и спирта необходимы комбинации дрожжей с молочнокислой палочкой L. Bulgaricum. Как и в курунге, так и в кумысе встречаются дрожжи, сбраживающие (S. Lactis) и несбраживающие (S. Cartilaginosus) лактозу, обладающие неодинаковой антибиотической ( симбиотической) активностью и способствующие образованию различ­ного вкуса и аромата напитков. Также в обоих напитках встреча­ются дрожжи рода Mycoderma , не сбраживающие углеводы и дрожжи рода Torulopsis. Все выделенные штаммы дрожжей, особенно Torulopsis, при совместном культивировании с молоч­нокислыми и ацетобактериями обладают высокой антибиотической активностью по отношению к S. Aureus, В. Subtilis, C.albicans, Mycobacterium citerium и др.

В процессе автолиза дрожжи обогащают среду рядом экстрацеллюлярных продуктов метаболизма: аминокислотами и витаминами и делают ее более благоприятной для развития молочнокислых бактерий. Также они обладают способностью в известной степени ассимилировать органические кислоты, повышая pH среды, опять же благоприятствуя развитию молочнокислых бактерий.

Накапливаемый дрожжами спирт тормозит скорость клеточного деления, замедляя старение популяции. Подкисление среды, вызываемое молочнокислыми бактериями, дает дрожжам преимущество в конкурентной борьбе, особенно в субстратах, достаточно обеспеченных углеводами и азотсодержащими веществами.

Как и в кефире, в куруиге также встречаются дрожжи Saccharomyces cerevisiae, S. Unisporus, Torulopsis chaerica, Torulaspora delbrueskii, Candida kefir, С Holmii, С Friendrichii, Kluyveromyces lactis, K. Marxianus.

Молочнокислые микроорганизмы также отличаются большим разнообразием. В разные годы разными коллективами выявлялось от 40 до 64 штаммов: Lactobacillus acidophilus, L. Plantarum, L. Bulgaricus, L. Helveticus, L. Brevis, L. Fennentum, L. Casei rliamnosus, L. Casei tolerans, L. Casei pseudoplantarium, а также Lactococeus lactis, виды рода Leuconostoe, Streptococcus cremoris, S. Diacetilactis, S. Salivarius и т.д. Обладая более полной по сравнению с дрожжами системой протеолитических ферментов, молочнокислые микроорганизмы расщепляют сложные азотсодержащие соединения и тем самым благоприятствуют питанию дрожжей. Лактобациллы курунги можно отнести к двум тинам. Первый тип по своим свойствам близок к болгарской палочке, то есть использует лактозу, сахарозу, глюкозу, галактозу, раффинозу, в меньшей степени левулезу и декстрины. Второй тип продуцирует больше кислоты, сбраживая все углеводы, приближаясь по своим свойствам к ацидофильной палочке.

По данным O.K. Палладиной ацидофильные бактерии синтезируют витамин В 12, витамин С, тиамин, рибофлавин, биотип и др. Среди них более активными являются штаммы, отличающиеся повышенным кислотообразованием. Ацидофильные палочки при совместном культивировании с уксуснокислыми бактериями способствуют накоплению антибиотических веществ - ацидофилина и дактоцидина.

Уксуснокислые бактерии находятся в симбиозе с молочнокислыми. Они используют в качестве источника энергии молочную кислоту, снижая соответственно кислотность среды и создавая благоприятные условия для молочнокислых бактерий.

При длительном хранении курунги уксуснокислые бактерии сохраняют ее активность, усиливают антибиотическую активность. При этом консистенция курунги становится вязкой и тягучей, что объясняется частичным разложением белков, обогащением среды витамином В12. Соответственно меняется вкус напитка. Lactobacillus casei задает предельную кислотность куруиге и более высокий температурный оптимум.

Стрептококки и стрептобактерии курунги являются активными кислотообразователями. Также они стимулируют рост ароматообразующих видов рода Leuconostoe Citrovonis.

Leuconostoe dextranicum. Некоторые исследователи полагают, что Beta-Strepfobacterium является ключевым звеном в поддержании симбиоза.

Изучение изменения численности молочнокислых бактерий, стрептококков и дрожжей в различных образцах курунги показало, что в начальный период (до 24ч) постепенно нарастает количество молочнокислых бактерий, при этом основными представителями микрофлоры являются молочнокислый стрептококк и ацидофильная палочка. В более поздней стадии ( 24ч выдержки курунги) с повышением кислотности продукта до 200-250 грач 1 наибольшее развитие получает болгарская палочка и в некоторой степени молочнокислый стрептококк (термофильный). Развитие не последнего при данных условиях, вероятно, объясняется прочным симбиозом между этими культурами и наличием факторов роста. После односуточной выдержки отмечается уменьшение количества всех видов молочнокислых бактерий. Численность дрожжей и их динамика во всех образцах курунги значительно отличаются от содержания молочнокислых бактерии. Дрожжи вначале брожения развиваются очень слабо и максимума численности достигают только к 48ч.

Заметим, что курунга характеризуется своеобразным постоянством качественного состав;; микроорганизмов, но но отличается особой устойчивостью в количественном отношении п\ в зависимости от образцов курунги. Предел колебаний численности молочнокислых бактерий шире для курунги. выработанной в Баргузинском районе, а дрожжей — для курунги, выработанной в Курумканском районе.

Л.Е. Хунданов отмечает, что результаты биохимической характеристики курунги, приготовленной на естественной закваске, отражают средние значения по районам (см. таблицу). Показано, что количество продуктов брожения в курунге изменяется как от срока сквашивания, так и от места ее производства. Необходимо отметить, что в образцах курунги с высокими показателями по кислотности содержится меньше спирта и углекислоты. Вероятно, высокие концентрации молочной кислоты резко снижают жизнедеятельность дрожжевых клеток. Вкус такого продукта кислый, слабо выраженный, не специфичный для курунги.

Содержание в курунге летучих жирных кислот в пределах 6,4 - I I 0,1мл и NaOH отрицательно сказывалось на ее качестве. Продукт был излишне кислый, с выраженным привкусом уксусной кислоты. Возможное повышение температуры сквашивания в домашних условиях до 30 град. С создавало благоприятные условия для развития уксуснокислых бактерий, имеющихся в незначительном количестве в отдельных образцах курунги из Баргузинского района. При своем развитии уксуснокислые бактерии сбраживали спирт до уксусной кислоты, придавая продукту острый, щиплющий, уксуснокислый вкус и запах. Авторы характеризуют ото как порок курунги - «арабка». Снижение летучих жирных кислот до 1,2-1,5 мл 0,1 н NaOH и низкие концентрации спирта 0,1 -- 0,2% также не обеспечивали специфичности вкуса: он был чистый молочный, но слабо выраженный.

Органолептическая опенка исследованных образцов позволила установить, что кислотность 180-200 град Т, содержание спирта 0.55 - 0,7%, углекислоты 0,082-0,1% и летучих жирных кислот 4,1-4,2мл 0,1 н NaOH сообщают продукту наиболее выраженный кислоспиртовый, освежающий вкус, специфичный для курунги. Объяснением непостоянства в содержании основных групп микроорганизмов и продуктов молочнокислого и спиртового брожении в курунге, приготовленной на естественной закваске, может быть качество молока, микробиологический состав и доза закваски, режим приготовления, которые в домашних условиях подвержены большим колебаниям.

Попытки выделить и изолировать отдельные микроорганизмы из курунги и в дальнейшем использовать их для приготовления искусственной закваски не увенчались успехом. Хотя Л.Е. Хунданов отмечал, что при заквашивании свежего пастеризованного молока комбинацией из нескольких рас курунговых дрожжей Torula curunga и молочнокислых бактерий типа Bact. Lactis acidi получалась курунга постоянного состава и высоких вкусовых качеств. Но в таких заквасках очень быстро изменяется соотношение микроорганизмов, наблюдается преимущественное развитие какого-либо одного вида.

Химия курунги (приведена по Л.Е. Хунданову). Физико-химические процессы, происходящие в коровьем молоке при приготовлении курунги, состоят главным образом в брожении молочного сахара с образованием молочной кислоты, спирта, углекислоты в частичном распаде белков и жира молока. Одновременно с этими основными процессами происходит ряд второстепенных, побочных, благодаря чему курунга обогащается продуктами, не свойственными коровьему молоку. В начале брожения в кадках происходит преимущественно образование молочной кислоты, так как сравнительно высокая температура (24-26 град) способствует размножению молочнокислых бактерий. Спиртовое брожение протекает несколько слабее, и содержание спирта в этом периоде составляет не более 0,5-1%. Образуемые микроорганизмами протеолитические ферменты и молочная кислота действуют на белки молока, вызывая незначительный их распад. Казеин осаждается в виде мелких хлопьев.

Что касается физических свойств курунги, то она имеет жидкую консистенцию. Обуславливается это тем, что выпадение казеина в коровьем молоке под влиянием кислот происходит в виде мелких хлопьев, мало изменяющих вязкость жидкости. К тому же хлопья казеина разбиваются в результате частого помешивания жидкости. Сравнительный химический состав курунги кумыса приведен в таблице.

Как видно из таблицы, курунга по содержанию жира, белка и минеральных веществ в два с лишним раза превосходит кумыс.

Химический состав курунги и кумыса (в%)

Это обстоятельство позволяет возлагать большие надежды па курунгу как на высококалорийный, легко усвояемый лечебно-диетический напиток. Наиболее сильному разложению в молоке при курунговом брожении подвергается молочный сахар, претерпевающий молочнокислое и спиртовое брожение. Молочнокислое брожение в курунге протекает по обычному типу разложения молочного сахара на молочную кислоту под влиянием молочнокислых бактерий, внесенных с курунговой закваской.

Присутствие в курунге дрожжей типа Torala вызывает спиртовое брожение молочного сахара.

Поскольку качество курунги зависит от количественного соотношения молочной кислоты и спирта, оба вида брожения должны протекать согласованно. При повышении температуры брожения до 25-28 град получается резко кислая курунга, почти не шипучая вследствие усиления молочнокислого брожения. Наоборот, сильное понижение температуры, замедляя молочнокислое брожение, усиливает спиртовое брожение, и курунга приобретает неприятный, дрожжевой, бескислотный вкус. Оптимальной температурой для курунгового брожения считается 20-22 град. Брожение молочного сахара в курунге происходит очень энергично лишь в первое время, затем оно постепенно замедляется и, наконец, почти совершенно прекращается. В первый день брожения, по нашим данным разлагается до 85% всего имеющегося сахара в молоке, на второй день - 9%, на третий день - 3%, на четвертый день - 1,5% и в последующие дни брожения почти вовсе прекращается.

Предел разложения молочного сахара на молочную кислоту в курунге во многом зависит от образовавшейся кислоты, подавляющей весьма энергичную деятельность молочнокислых микроорганизмов. Этот предел в курунге обычно не превышает концентрации 2-2,5% молочной кислоты.

Образование спирта в однодневной курунге достигает в среднем 0,93%, в двухдневной курунге - 1-1,27%. В трехдневной курунге спирта содержится обычно даже меньше, чем в однодневной курунге - 0,88. Объясняется это тем, что в трехдневной курунге содержание молочной кислоты нередко достигает 2-2,5%, что губительно влияет на дрожжевую флору курунги, образовавшийся до этого спирт, постепенно окисляясь, переходит в другие продукты.

Белковые вещества в курунге претерпевают те же изменения, что в кумысе. Разложение их происходит под влиянием как протеолитических ферментов, выделяемых бактериями, так и гидролизирующего действия образующейся в курунге молочной кислоты. Альбумин и казеин в курунге пептонизируются с образованием ряда промежуточных продуктов, благодаря чему курунга приобретает совершенно иные качественные особенности, способствующие легкому ее усвоению организмом.

Жир молока при курунговом брожении изменяется незначительно. Но обычно для приготовления курунги предпочитают брать нежирное молоко (2-2,5%), так как курунга из жирного молока хуже переносится при заболеваниях желудочно-кишечного тракта; кроме того, по нашим наблюдениям, жир способствует появлению в курунге маслянокислого брожения, особенно при продолжительном хранении напитка и более высокой температуре.

Жиры будучи не растворимы в воде, подобно настоящим белкам, могут усваиваться микроорганизмами лишь после того, как они разлагаются при содействии фермента липазы на растворимые глицерин и жирные кислоты. Этот процесс, протекающий путем гидролиза, мы должны рассматривать как пищеварительный акт микроорганизмов, осуществляемый ими в окружающей среде, т.е. в курунге.

В виду того, что жиры не содержат в себе азота, они могут служить для микроорганизмов лишь источником углеродистого питания. Но и по отношению к углероду жир, а также составные части, на которые он распадается, являются довольно плохим источником питания, им пользуются лишь немногие молочнокислые бактерии да и то при отсутствии других, лучших источников углерода.

Химические процессы, протекающие при образовании курунги, становятся более отчетливыми, если проследить за ними в течение нескольких суток, т.е. сравнить состав однодневной, двухдневной и т.д. курунги (см. след. таблицу).

Как видно из таблицы, показателем интенсивности процессов молочнокислого и спиртового брожения в курунге является количество распавшегося молочного сахара. Интенсивность брожения или количество разложившегося сахара нетрудно определить, зная первоначальное количество сахара в молоке до начала брожения и образовавшееся количество молочной кислоты или по крайней мере, спирта.

В этой таблице обращает на себя внимание изменение кислотности, которая в связи с интенсивным распадом молочного сахара все время возрастает при относительно медленном распаде азотистых веществ и жира молока.

Что касается спирта, то, как уже указывалось, количество его может увеличиваться до тех пор, пока содержание молочной кислоты в курунге не достигает 2-2,5%. По достижении этого предела дрожжевая флора курунги начинает постепенно гибнуть Поэтому в старой, многодневной курунге содержится, меньше спирта, чем в свежей - однодневной или двухдневной курунге В однодневной курунге содержание спирта обычно достигает 0 93% в двухдневной - 1,27%, трехдневной - 0,87 и четырехдневной -0 53%

Кислотность свежей курунги колеблется в среднем в пределах 1,18-1,30/о, в однодневной курунге составляет 1 66% в двухдневной - 2,26% и, наконец, в четырехдневной курунге - 2 66% Эти цифры показывают, что кислотность курунги находится в прямой зависимости от ее возраста, т.е. от продолжительности брожения.

Химический состав курунги в зависимости от ее возраста (в%)

Говоря о среднем химическом составе курунги, не следует забывать о составе исходного материала, т.е. о молоке, из которого изготавливается курунга. Средний состав курунги, как правило, находится в прямой зависимости от состава молока. Молоко от большого числа коров, находящихся в различных периодах лактации, в зависимости от особенности ухода, кормления и т.д. дает более постоянный состав курунги с относительно небольшими колебаниями ее составных частей.

Молоко от небольшого числа животных дает большую амплитуду колебаний в составе курунги и, наконец, молоко от отдельных животных дает такие показатели составных элементов курунги, которые не укладываются ни в какие цифры. Зная заранее состав молока, из которого готовится курунга, мы можем более или менее правильно определить средний химический состав курунги с учетом возможных изменений в молоке при курунговом брожении.

Животноводческая практика, а также многие исследования показывают, что резкие изменения количества белков и других веществ в рационе лактирующих коров всегда вызывают изменение белков, жира и других составных веществ в молоке, что в свою очередь оказывает существенное влияние на состав, свойства курунги. Содержание витаминов в курунге зависит главным образом от наличия их в исходном материале. Судя по литературным данным, нужно полагать, что содержание витамина А и В в курунге несколько больше, чем в кумысе, поскольку коровье молоко богаче этими витаминами, чем кобылье. По зато курунга уступает кумысу по содержанию витамина С. В курунге он составляет 0,0019-0,0024%, тогда как в кумысе 0,0048-0,0058%).

Концентрация витаминов в молочнокислых продуктах, как правило, бывает больше, чем в исходном материале - молоке, что, бесспорно, указывает на синтез их в молочнокислых продуктах под влиянием молочнокислых бактерий и дрожжей.