V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Микробиологическое исследование йогуртов на наличие лактобактерий
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время здоровый образ жизни играет важную роль в жизни человека. Врачи, тренеры и диетологи советуют употреблять продукты с содержанием бифидо- и лактобактерий для улучения пищеварения. Производители, ориентируясь на спрос, расширили ассортимент кисломолочных продуктов. На этикетках часто пишут: «живой», «без консервантов», «натуральный», «с лактобактериями», с «бифидобактериями», но потребитель не знает, так ли это на самом деле.
Сейчас существует много телевизионных программ, посвященных качеству продуктов питания, в которых часто разоблачают недобросовестных производителей продуктов. Между тем, исследований, посвященных изучению количества микроорганизмов-пробиотиков (особенно лактобактерий) крайне мало. Поэтому наша работа является актуальной.
Гипотеза: все исследуемые продукты содержат заявленное количество лактобактерий.
Цель работы: исследовать йогурты на наличие лактобактерий
Задачи:
1.Провести бактериологический анализ йогуртов на наличие лактобактерий в начале и конце срока годности;
2.Сравнить полученные результаты с количеством, заявленным на упаковке;
3. Выявить пробы, в которых количество лактобактерий не соответствует заявленному.
Глава 1.Лактобактерии: биологические свойства, роль в жизни человека, использование в молочной промышленности
Лактобациллы или лактобактерии - самые первые живые организмы, которые встречаются на пути человеку в его жизни. Ребенок в процессе родов проходит по родовым путям и на его пути встречаются микробы, которые он получает от матери. Такие микробы совершенно безопасны, более того, эти микробы еще и полезны для новорожденного малыша.
Лактобактерии-это неспорообразующие молочнокислые бактерии, способные выживать в бескислородной среде и вырабатывать молочную кислоту.
Данные о том, кто первый открыл лактобактерии очень разные.
Многие исследователи считают, что первооткрыватель лактокультур - это Луи Пастер, который открыл их в 1857 году. Другая же половина исследователей склоняется к тому, что обнаружил впервые эти бактерии Стамен Григоров в 1905 году при изучении айрана.
Сегодня открыто и изучено уже более 100 различных видов лактобактерий, самые распространенные из них :
-Lactobacillus casei – сырная палочка;
-Lactobacillus acidophilus – ацидофильная бактерия;
-Lactobacillus delbrueckii subsp. Delbrueckii- дельбрюковская бактерия;
-Lactobacillus bulgaricus – болгарская палочка (знаменитый компонент настоящего йогурта);
-Lactobacillus plantarum –молочнокислая лактобактерия.
Большая часть лактобактерий «участвует в работе» органов пищеварения, способствуют усвоению организмом положительных микроэлементов и витаминов. Например, ацидофильная палочка нужна для системы пищеварения и помогает переварить молочные продукты. Маленьким детям, лактобактерии помогают побороть вредные микроорганизмы (стафилококков, кишечные палочки, протеи, стрептококки и иные). Благодаря лактобактериям улучшается процесс пищеварения.
В природе лактобактерии можно встретить в верхних слоях почвы. Чем больше в почве органических веществ, тем больше в них будет лактобацилл. Жить и размножаться бактерии могут в растениях. Например, дельбрюковская бактерия, находится в овощах и злаковых культурах и с помощью данной бактерии происходят основные процессы при заквашивании огурцов, капусты и помидоров.
Для человека же больший интерес представляют бактерии, которые могут принести пользу.
Одним из самых полезных свойств лактокультур - это способность сквашивать молоко. Именно благодаря этой способности бактерий, мы можем наслаждаться вкусными и полезными ряженками, сырами и йогуртами. Другим полезным свойством лактобактерий, является то, что лактобациллы создают кислую среду, в которой не способен выжить ни один микроб. А это значит, что лактобактерии обладают прекрасным бактерицидным действием.
Лактобактерии активируют процесс брожения и содержатся в таких продуктах, как айран, кумыс, молоко, масло, йогурты и фруктовые творожные массы, и кисломолочные напитки. В специально приготовленных, для детей и больных людях, молочных смесях тоже содержатся лактобактерии.
Частицы «лакто», «ацидо», «био» и «бифидо» показывают, что в таких продуктах есть полезные бактерии.
Lactobacillus - это название бактерии и переводится оно дословно с латыни как «обитающая в молоке бактерия». Кефир, йогурты, простокваши и сыры изготавливаются путем добавления в молоко разнообразных полезных бактерий и штаммов лактокультур.
Лактобактерии обитают в организме человека и это одни из самых необходимых бактерий в организме человека. Задача данных бактерий - это защита и безопасность кишечника, от токсинов и других вредоносных элементов. Лактобактерии способствуют улучшению пищеварения, помогают организму усвоить различные витамины, микроэлементы и повышают иммунитет.
Глава 2. Кисломолочный продукт «йогурт»: история возникновения и польза для человека
В давние времена кочевые народы перевозили молоко в бурдюках на спинах коней и ослов. Из воздуха и шерсти в продукт попадали бактерии, на жаре происходило брожение, а постоянная тряска, превращала молоко в густой кислый напиток, который долго не портился и при этом сохранял все полезные свойства. Ещё в давние времена говорили: «Скифы умеют сгущать молоко, превращая его в кислый и весьма вкусный напиток». Для питья этот напиток разбавляли водой, а для еды подсушивали, получая что-то вроде творога.
По одной из версий, первыми кто стал изготавливать продукт, напоминающий йогурт были древние булгары. Сначала они изготавливали напиток кумыс из лошадиного молока. И только впоследствии, булгары стали разводить овец и изготовлять йогурт из овечьего молока. Микрофлору болгарского йогурта впервые изучил болгарский студент медицины Стамен Григоров. В 1907 году палочковидную бактерию назвали Lactobacillus bulgaricus в честь Болгарии, в которой она была впервые открыта и использована.
Йогурт – продукт кисломолочного происхождения, получаемый в результате сквашивания молока специальными йогуртовыми бактериями.
На сегодняшний день существует 3 вида йогуртов :
-йогурты без вкусовых добавок (натуральный йогурт, состоит исключительно из молока и закваски);
-фруктовые йогурты (с добавление фруктов, сиропов);
-йогурты ароматизированные (содержат сахар и различные ароматизаторы).
Существуют «живые» йогурты, которые содержат живые бактерии без добавления консервантов, срок годности не может превышать 1 месяц и «неживые» – это йогурты, которые поддаются термической обработке и консервации и могут храниться до 1 года.
В России принят Федеральный закон Российской Федерации от 12.07.2008г. № 88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию», где говорится, что йогурт («российский») может содержать и другие ингредиенты, включая сухое молоко, но главное - должен содержать закваску в строго определённых количествах двух культур: термофильных молочнокислых стрептококков и болгарской молочной палочки.
Общие характеристики йогуртов согласно Федеральному закону от 12.07.2008г. № 88-ФЗ представлены в таблице 1.
Таблица 1. Общие характеристики йогуртов согласно Федеральному закону от 12.07.2008г. № 88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию»
|
Наименование показателя |
Характеристика |
|
Внешний вид и консистенция |
Однородная, в меру вязкая. При добавлении стабилизаторов — желеобразная или кремообразная. При использовании вкусоароматических пищевых добавок — с наличием их включений. |
|
Вкус и запах |
Кисломолочный, без посторонних привкусов и запахов. При выработке с сахаром или подсластителем — в меру сладкий. При выработке со вкусоароматическими пищевыми добавками и вкусоароматизаторами — с соответствующим вкусом и ароматом внесённого компонента. |
|
Цвет |
Молочно-белый, равномерный по всей массе. При выработке со вкусоароматическими пищевыми добавками и пищевыми красителями — обусловленный цветом внесённого ингредиента. |
Таким образом, к настоящему йогурту в нашей стране предъявляются достаточно жесткие требования, которые отражаются в различных законах и других нормативных актах.
Глава 3.Собственные исследования
3.1. Материалы и методы
Исследование проводилось в учебной лаборатории микробиологии и иммунологии биологического факультета ФГБОУ ВО «ЧелГУ» на базе бактериологической лаборатории МБУЗ ГКБ №6 г.Челябинска с июня по август 2017 года.
В качестве исследуемых образцов были выбраны наиболее популярные виды йогуртов трех торговых марок, приобретенных в разных продуктовых магазинах города Челябинска. Характеристика исследуемых образцов согласно информации на упаковке представлена в таблице 2.
Таблица 2. Характеристика исследуемых образцов
|
Образец 1 (производитель Москва) |
Образец 2 (производитель Москва) |
Образец 3 (производитель Белгородская область) |
|
|
на 100 грамм продукта |
на 100 грамм продукта |
на 100 грамм продукта |
|
|
массовая доля жира |
2,5 г |
1,5 г |
10 г |
|
массовая доля молочного белка |
2,6 г |
2,6 г |
4,3 г |
|
массовая доля углеводов |
11,6 г в т.ч. сахарозы 7,9 |
12,6 г в т.ч. сахарозы 6,1 |
5,1 г в т.ч. сахарозы 0,5 |
|
массовая доля витаминов,% |
В6 15%; D2 30% |
А 21%; D3 15%; Е21,4%;В6 18,3; В915%; В1220% |
кальций, магний и витамины группы В. |
|
температура хранения, °C (при вскрытой упаковке) |
+20/+40 |
+20/+60 не более 12 часов |
+20/+60 не более 10 часов |
Образец 1 и образец 2 имеют примерно одинаковую массовую долю жира, массовую долю молочного белка и углеводов. Образец 3 оказался более жирным (массовая доля жира – 10 г), по сравнению с остальными образцами, но с меньшим количеством углеводов на 100 г продукта (5,1 г). Все образцы имеют в своем составе витамины и должны храниться при низких температурах, то есть в условиях холодильника.
Исследуемые образцы закупались двумя партиями: первая партия отбиралась в магазинах таким образом, чтобы продукт был не старше двух дней от даты производства (партия начала срока годности). Вторая партия йогуртов должна была приближаться к концу срока годности (1-2 дня до его окончания), при этом продукт не должен был быть просрочен к моменту начала испытания.
3.2. Проведение исследования
Определение наличия лактобактерий в кисломолочной продукции (йогурты) осуществлялось методом «бактериологическое исследование» («бактериологический посев»).
Бактериологический посев (бакпосев) – это микробиологическое лабораторное исследование биологического материала путем его посева на определенные питательные среды при определенном температурном режиме с целью выявления наличия в нем любого количества патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.
Отбор и подготовку проб для микробиологического анализа проводили по ГОСТ 26669-85 и ГОСТ Р 31904-2012.
На электронных весах делали навеску продукта массой 10 грамм. Далее с помощью физиологического раствора (0,9%-ный раствор хлорида натрия) готовили первое разведение продукта (разведение 1:10 или ). Далее готовили серию разведений: из первого разведения дозатором отбирали 1 мл пробы и разводили в соотношении 1:10 с физ.раствором (второе разведение 1:100 или ). Таким же способом из второго разведения готовили третье (1:1000 или ), из третьего – четвертое (1:10000 или ) и так далее до количества, превышающего заявленное на упаковке на два порядка (в сто раз) (рисунок 1).
Рисунок 1. Приготовление серии разведений продукта для последующего исследования
Из последних трех разведений делали посев на лактобактагар (специальная среда для выращивания лактобактерий). Посевы выдерживали в термостате при температуре 37°C в течение 48 часов.
Через 48 часов учитывали наличие колоний на агаре (скопление клеток, видимых невооруженным глазом), проводили микроскопию. Колонии лактобактерий должны были быть белого цвета, гладкие, с ровным краем. При микроскопии наблюдали длинные палочки, расположенные цепочками – характерную форму лактобактерий.
3.3. Результаты исследования.
Результаты микробиологического исследования йогуртов на наличие лактобактерий представлены в таблице 3.
Таблица 3. Результаты микробиологического исследования йогуртов на наличие лактобактерий
|
наименование образца |
заявленное кол-во (КОЕ/г ) |
Количество лактобактерий в начале срока годности (КОЕ/г) |
Количество лактобактерий в конце срока годности (КОЕ/г) |
|
Образец 1 |
не менее 108 |
1010 |
более 108 |
|
Образец 2 |
не менее 106 |
107 |
108 |
|
Образец 3 |
не менее 107 |
109 |
менее 106 |
Таким образом, количество лактобактерий в начале срока годности во всех образцах было выше заявленного: В образце 1 - 1010 КОЕ/г при заявленном количестве 108 КОЕ/г; в образце 2 - 107 КОЕ/г при заявленном количестве 106 КОЕ/г; в образце 3 - 109 КОЕ/г при заявленном количестве 107 КОЕ/г. К концу срока годности в первом и третьем образцах количество лактобактерий значительно снизилось. При этом в третьем образце количество лактобактерий оказалось меньше заявленного на упаковке (менее 106 при заявленном количестве не менее 107). Количество лактобактерий во втором образце к концу срока годности оказалось выше, чем в начале. Возможно, это связано с тем, что в разных партиях продуктов количество бактерий неодинаково, при этом и в начале и в конце срока годности их количество все равно остается выше заявленного производителем на упаковке.
Выводы
Во всех исследуемых образцах в начале срока годности количество лактобактерий оказалось выше заявленного на упаковке;
В двух исследуемых образцах к концу срока годности количество лактобактерий уменьшилось;
В одном из образцов к концу срока годности количество лактобактерий оказалось меньше заявленного на упаковке (менее 106 при заявленном количестве не менее 107).
Заключение
Йогурт – молочный продукт, получаемый из молока с помощью нагрева и сбраживания специальными бактериями - стал всемирно известным благодаря популяризации пищевыми компаниями в последние десятилетия. При этом в йогурты часто добавляются микроорганизмы - пробиотики: бифидо- или лактобактерии, которые поддерживают иммунитет кишечника и способствуют здоровому пищеварению. Однако, для «качественной» работы таких микроорганизмов необходимо, чтобы они содержались в продукте в достаточном количестве, в противном случае их действие будет неэффективным. На сохранение оптимального количества микроорганизмов в продукте влияет добросовестное добавление их производителем, а также соблюдение правил транспортировки и хранения.
В нашей работе мы исследовали йогурты разных фирм- производителей, купленных в разных торговых точках г.Челябинска в начале и конце их срока годности. В большинстве проб количество лактобактерий соответствовало заявленному производителем, но были образцы, в которых к концу срока годности их количество значительно снижалось и становилось ниже указанного на упаковке. Таким образом, при покупке йогуртов, содержащих лактобактерии, необходимо обращать внимание на срок годности и по возможности выбирать продукт, срок которого близок к дате производства.
Список использованной литературы
1. Мир вокруг нас –периодическое издание журнал № 31 «Медицина», Ашет Коллекция, ISSN 2500-4350, 2017г.
2. Пронин Н.А.«Что такое хорошо и что такое плохо? // Старт в науке. – 2017. – № 5-1. – С. 37-41;URL: https://science-start.ru/ru/article/view?id=750
3.Энциклопедия для детей. Том Биология, М., Аванта+, 2002г.
4. Федеральный закон Российской Федерации от12.07.2008г. № 88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию».
5. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.3.2.1078-011.2. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов.
6.ГОСТ 51331-99 «Продукты молочные. Йогурты. Общие технические условия» (в части определения молочнокислых микроорганизмов; определения бифидобактерий в йогурте).
7.Первый канал «Контрольная закупка» https://www.1tv.ru/shows/kontrolnaya-zakupka/vypuski/pitevoy-yogurt-so-vkusom-klubniki-kontrolnaya-zakupka-vypusk-ot-26-07-2017