XIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Изучение микрофлоры кисломолочных продуктов на примере кефира и йогурта
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
1. Введение
Кисломолочные продукты играют очень большую роль в жизни людей. Например, в кефире содержится большое количество активных бактерий, полезных для пищеварения. Также всегда найдутся любители йогурта, ведь он не только очень вкусный, но и полезный.
Кефир – это кисломолочный напиток, получаемый из коровьего молока путём кисломолочного, уксуснокислого и спиртового брожения с применением кефирных «грибков» - симбиоза нескольких видов микроорганизмов. Родиной кефира принято считать Северную Осетию, а именно, Карачай .
С конца 19 веков, медицина исследует воздействие продуктов на организм человека. К настоящему времени известно, что расщепленный бактериями молочный белок кефира легче усваивается, в таком виде его могут употреблять даже пациенты с непереносимостью молочного белка. Считается, что кефир способствует правильному пищеварению ещё и потому, что содержит в себе живые молочнокислые бактерии, аналогичные тем, которые являются частью желудочно- кишечной микробиоты человека. Кроме того, кефир обладает иммуностимулирующим, успокаивающим и лёгким мочегонным действием. Среди кисломолочных продуктов кефир существенно выделяется большим количеством витаминов, в частности кефир существенно превосходит йогурт по содержанию витаминов A, D, K, E [1].
Классический йогурт - кисломолочный продукт, изготовляемый путём сквашивания молока симбиотической смеси культур болгарской молочнокислой палочки и термофильного молочнокислого стрептококка. В настоящее время производители включают в состав заквасок и другие виды молочнокислых бактерий. К составу йогурта в разных странах мира тоже относятся более или менее строго. Так, российский йогурт может содержать различные добавки, но при этом должен содержать закваску в строго определенном количестве обеих культур. В Болгарии, считающейся родиной йогурта, продукты, содержащие любые другие ингредиенты, не могут называться йогуртом.
Цель работы: Изучение микробиологического состава кефира и йогурта в зависимости от срока годности продукта с помощью микроскопа и цифровой камеры.
Актуальность и проблема работы: в настоящее, довольно развитое время, на прилавках магазинов можно встретить огромное разнообразие кисломолочных продуктов. Производителей данной продукции множество, из-за чего бывает трудно определиться с выбором и ответить на следующий вопрос : какой же из представленных продуктов хорошего качества? Поэтому я хочу провести исследование именно кефира и йогурта.
Задачи:
- Изучить информацию по теме проекта;
- Провести эксперимент по составу продуктов;
- Сравнить характеристику образцов йогурта и кефира;
- Сделать выводы, предложить рекомендации по потреблению кисломолочных продуктов.
Гипотеза: Я предполагаю, что количество микроорганизмов зависит от срока годности.
2. Теоретическая часть
Доказано, что микрофлора кишечника оказывает значительное влияние на организм человека, например, участвует в синтезе витаминов группы B и формировании иммунитета. Для профилактики нарушений состава микрофлоры используются пробиотики – продукты, содержащие живые микроорганизмы, среди которых наиболее популярны кефир и йогурт.
Молочнокислые бактерии частично разрушают и гидролизируют молочный белок и образуют молочную кислоту. Дрожжи являются неотъемлемой частью в процессе получения кисломолочных продуктов, они ответственны за образование спирта. Уксуснокислые бактерии производят уксусную кислоту. Дрожжи и бактерии взаимно выгодны друг другу. Например, дрожжи не способны сбраживать молочный сахар (лактозу), но под действием ферментов молочнокислых бактерий этот сахар распадается на простые сахара, из которых дрожжи производят этиловый спирт. Дрожжи устойчивы как к активной кислотности среды, так и к высокому содержанию молочной кислоты в ней. Значительное число молочнокислых бактерий, в свою очередь, обладает высокой устойчивостью к продукту брожения дрожжей – этиловому спирту. Спирт и молочная кислота не допускают развития в кефире посторонних микроорганизмов [2].
Первое упоминание о предшественнике современного йогурта встречается уже в 1 в н. э в «Естественной истории» древнеримского писателя Плиния Старшего: «Скифы умеют сгущать молоко, превращая его в кислый и весьма вкусный напиток». Вероятно, древние кочевники заметили, что сквашенное молоко сохраняется дольше, чем свежее, и стали смешивать свежее с закваской из прокисшего молока, тем самым получив первый йогурт [3].
Микрофлору йогурта впервые изучил болгарский студент медицины Стамен Григоров. В 1905 году описал ее как состоящую из одной палочковидной и одной сферической молочнокислых бактерий. В 1907 году палочковидную бактерию назвали Lactobacillus bulgaricus в честь Болгарии, в которой она была впервые открыта и использована, а сферическую – Streptococcus thermophilus. Российский микробиолог И.И. Мечников первым оценил значимость открытия, которое сделал Григоров, и предположил благоприятное влияние молочнокислых бактерий на микрофлору желудочно- кишечного тракта. Исследуя вопросы старения и собрав данные по 36 странам, Мечников установил, что самое большое количество «столетников» проживает в Болгарии: 4 на 1000 человек, и связал это с употреблением болгарского йогурта [4].
Действительно, современные исследователи обнаружили, что ежедневное включение йогурта в пищу благодаря высокому содержанию кальция приводит к уменьшению риска заболевания остеопорозом, снижает риск возникновения гипертонии и сахарного диабета. Общепризнано, что постоянном употреблении натурального йогурта подавляется деятельности гнилостной и патогенной микрофлоры кишечника. Таким образом, йогурт облегчает симптомы желудочно-кишечных заболеваний, таких как синдром раздражённого кишечника и некоторых воспалительных заболеваний кишечника, способствуя повышению местного кишечного иммунитета.
3. Материалы и методы исследования
Метод моей работымикроскопический. То есть изучение образцов кефира и йогурта с помощью микроскопа. Материалы: 2 образца кефира и 2 образца йогурта разных фирм и из разных магазинов.
Кефир:
Для проведения исследования я взял 2 образца кефира. Образец № 1 - довольно популярная марка кефира, хорошие отзывы в интернете и большой спрос. Образец № 2 славится своей популярностью и натуральностью. Отличная цена и хорошие отзывы покупателей.
Йогурт:
Для проведения исследования я взял 2 образца йогурта – № 3 и 4.
Образец № 3 (без сахара) - довольно популярная марка йогурта, хорошие отзывы в интернете и большой спрос, а главное – натуральный состав, не содержит красителей и консервантов.
Образец № 4 славится своей популярностью и хорошим вкусом. Отличная цена и хорошие отзывы покупателей. Содержит красители, консерванты и ароматизаторы.
4. Ход работы.
На чистое и обезжиренное стекло наносил каплю материала и размазывал бактериальной петлей на площади 2-3 см2.
Мазку дал высохнуть на воздухе и зафиксировал результат: держа предметное стекло тигельными щипцами мазком вверх, трижды провел его через пламя спиртовки. Во избежание перегрева препарата время фиксации не должно было превышать 5-6 мин.
Фотография 1. Фотография 2.
Образец кефира после спиртовки Образец кефира с метиленовым синим
Затем на мазок нанёс несколько капель красителя и выдержал 2-3 мин. Затем сливал краситель, мыл стекло слабой струёй дистиллированной воды и высушивал.
Препарат рассматривал сначала под малым, затем под большим увеличением описывал и зарисовывал результат.
Если препарат оказывался слишком насыщенным, исследуемый материал разводил дистиллированной водой непосредственно перед приготовлением мазка.
Микробиологический состав продуктов исследовал ежедневно до истечения срока годности продукта.
Кефир и йогурт хранил в холодильнике при температуре от 2 до 4-х градусов.
Даты проведения опыта: 13.01.2021-28.01.2021
В течении 14 дней, а именно с 13 по 26 января, я проводил исследование для моего проекта. Для этого мне понадобилось следующее: микроскоп и цифровая камера, ноутбук, 2 образца кефира и 2 образца йогурта, предметные и покровные стекла, метиленовый синий, пипетки, спиртовка, дистиллированная вода, промывалка, фильтровальная бумага, пинцет.
Фотография 3. Все образцы кисломолочных продуктов
5. Обсуждение результатов
Сравнение образца кефира (образец 1) и йогурта (образец 3):
Фотография 4. Образец № 3
Фотография 5. Образец № 1
В образце кефира №1 в первые три дня исследования можно было наблюдать большее количество микроорганизмов, чем в йогурте – образце № 3).
В образце кефира № 2 самая большая активность микроорганизмов продолжалась с 1 по 8 день исследования. А в образце йогурта № 3 она была значительно меньше, с 1 по 5 день, в последующее время активность почти не была замечена. В образце йогурта № 4 не было обнаружено живых бактерий, что возможно, произошло от несоблюдения правил перевозки и хранения.
Удалось ли обнаружить в исследуемых препаратах характерные для них сообщества микроорганизмов? Да, в микрофлоре выбранных мною кисломолочных продуктов мне удалось выявить большое количество микроорганизмов.
Среди них были видны в микроскоп следующие: молочный стрептококк, ацидофильная палочка, дрожжи.
Молочный стрептококк – овальные кокки величиной от 0,5 до 1 мкм, соединённые попарно или в виде коротких цепочек, хорошо окрашиваются обычными красителями.
Ацидофильная палочка –длинные и короткие палочки, от 3 до 40 мкм, толщиной 1-1,5 мкм, у некоторых штаммов так же, как и у болгарской палочки, наблюдаются метахроматические зерна при окрашивании препаратов метиленовым синим.
Дрожжи - одноклеточные организмы круглой или овальной формы, диаметром 8-10 мкм.
Различались ли морфологически микрофлора йогурта и кефира? Как изменялась микрофлора исследуемых продуктов в процессе хранения?
Микрофлора кефира и йогурта различалась, в микрофлоре кефира я заметил большую активность микроорганизмов. Микрофлора исследуемых мною продуктов менялась в процессе уменьшения срока годности, чем меньше дней оставалось до окончания срока годности, тем меньше микроорганизмов можно было заметить.
6. Заключение.
По итогам своей исследовательской деятельности я пришел к следующим выводам: количество микроорганизмов зависит от срока годности, и я экспериментальным путем доказал это. Из кефиров я советую брать образец под номером 2, а из йогуртов образец № 3, так как в этих продуктах натуральный состав и большое количество полезных живых бактерий. Так же всегда необходимо смотреть на срок годности продукта, ведь чем свежее, тем больше будет полезных микроорганизмов, а значит он будет полезнее. Я считаю, что все поставленные задачи выполнены, и я достиг своей цели.
Список литературы
1. Кугенев П. В. «Молоко и молочные продукты» М.:1985.
2. Парфирова Н. Е. «Молоко и здоровье» М.: Ураджай, 1972.
3. Рогов И.А. и др. Химия пищи. –М.: Колосс, 2007. –853 с.: ил. – (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).
4. Соколовский В. П. «Молоко и здоровье» М.: Медицина, 19