VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Йогурты: вкусные или полезные?
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Йогурт один из популярных продуктов, как среди детей, так и среди взрослых. Он быстро снимает чувство голода, как и большинство кисломолочных продуктов и полезен людям всех возрастов. Производители за последние годы значительно разнообразили ассортимент йогуртов. Возникает проблема, как выбрать йогурт, чтобы он оказался и вкусным и полезным, а не оказался только десертом.
Хороший йогурт обладает массой положительных качеств, так как обязательной составной частью всех молочнокислых продуктов является молочная кислота. Молочная кислота оказывает положительное воздействие, изменяя реакцию среды в кишечнике и способствуя развития в нем полезной микрофлоры. Кроме того, она повышает аппетит и усиливает отделение пищеварительных соков, а также ограничивает образования в организме продуктов гниения, отравляющих организм [2]. Не зря, известный русский ученый И.И.Мечников считал, что молочнокислые бактерии, приживаясь в кишечнике и подавляя в нем гнилостную микрофлору, способствуют долголетию. Он пришел к этому выводу, изучая рационы питания долгожителей Кавказа, которые всегда обильно употребляли в пищу кислое молоко. Кисломолочные продукты оказывают на организм тонизирующее, укрепляющее действие, способствуют лучшему обмену веществ и благоприятно действуют на нервную систему.
Первым, кто увидел микрофлору кисломолочных продуктов, был француз Луи Пастер. Эти исследования вызвали большой интерес к этой теме. Усилиями ученых-микробиологов были изучены как физиология самих микроорганизмов, так и биохимические процессы брожения и гниения, вызываемые бактериями [1].
В нашей школе в 2009 и 2010 годах Киреев Александр проводил исследовательскую работу по изучению микрофлоры кваса, квашенной капусты, кефира и двух видов йогуртов («frutis» и «Услада»).
Эти научные работы нас заинтересовали, и мы решил сами провести исследования. Тем более, что многообразие йогуртов сильно увеличилось с тех пор.
Целью нашего исследования было изучение обилия микрофлоры йогуртов и оценка качественного состава.
В ходе работы решались следующие задачи.
1. Изучение микрофлоры йогуртов.
2. Оценка качественного состава и обилия.
3. Ознакомление с методиками приготовления препаратов.
4.Изучение микроорганизмов на примере кисломолочных бактерий.
Приступая к исследованиям, мы выдвигаем следующую гипотезу: микрофлора йогуртов у разных фирм-производителей будет различаться по качеству и обилию.
I.Изучение микрофлоры кисломолочных продуктов
1.1 Краткие сведения о кисломолочных продуктах
На первом месте среди кисломолочных продуктов находится, конечно же, кефир. Это один из наиболее древних кисломолочных напитков. Будучи национальным продуктом горцев Кавказа, он распространился оттуда повсеместно и полюбился населению во всех уголках нашей страны. В общем объеме производства кисломолочных продуктов на его долю приходится почти 2\3. Стакан прохладного кефира в летний знойный день прекрасно освежает, утоляет жажду, а благодаря наличию пузырьков углекислого газа он приятно пощипывает во рту. Вкус его чистый, молочнокислый, консистенция однородная, напоминает жидкую сметану. При изготовлении этого продукта используются и молочнокислые бактерии, и дрожжи. Благодаря последним, в кефире накапливается наибольшее количество спирта. Если ранее выпускали в основном кефир жирностью 3,2% , то сейчас вырабатывают кефир с содержанием жира 6; 3,2; 2,5; 1 % и нежирный, т.е. целую серию продукта [2]
С кефиром, широко распространенным напитком, связано много загадок. Так, например, нет единого мнения о происхождении кефирных грибков. Кефирный грибок представляет собой сложный симбиоз (совместное существование) микроорганизмов, образовавшиеся в процессе длительного развития [3]. Сложившиеся микроорганизмы ведут себя как целостный организм. Они вместе растут, размножаются и передают свою структуру и свойства последующим поколениям. Белые или слегка желтоватые кефирные грибки обладают кислым специфическим вкусом. Основную их микрофлору составляют молочно кислые палочки, стрептококки и дрожжи. Они определяют специфический вкус и аромат кефира, его питательные свойства.
В процессе жизнедеятельности кефирного грибка микроорганизмы, входящие в его состав, вызывают изменения в молоке [3,4]. Под влиянием молочнокислых стрептококков и палочек происходит молочнокислое брожение, дрожжи вызывают спиртовое брожение. Благодаря этим процессам составные элементы молока претерпевают изменения, особенно молочный сахар. Образующиеся при этом углекислота и спирт активизируют деятельность желудка, ускоряют процессы пищеварения, возбуждают аппетит. Молочная кислота благотворно влияет на микрофлору кишечника, задерживает развитие гнилостных бактерий.
Сравнительно новым видом молочнокислых продуктов можно считать йогурт. Кстати, в ряде зарубежных стран именно этот вид пользуется наибольшим спросом. Характерная особенность йогурта - повышенное содержание сухих обезжиренных веществ молока, что достигается добавлением к молочной смеси сухого обезжиренного молока. Поэтому сгусток йогурта более плотный и вязкий, чем, скажем, у кефира или простокваши В йогурте в качестве закваски используют открытую И.И. Мечниковым разновидность молочнокислых бактерий - Болгарскую палочку. При изготовлении йогурта закваска состоит из чистых культур термофильного стрептококка и болгарской палочки, содержащиеся в равных соотношениях. При нарушении такого соотношения продукт может приобрести резко-кислый вкус, зернистую структуру или быстро выделить сыворотку. Как любой кисломолочный продукт, йогурт, безусловно, полезен (особенно с биодобавками), но живые бактерии сохраняются в нем, как правило, не больше одной - двух недель. Поэтому отечественные йогурты с обычными сроками хранения полезнее импортных. Йогурты с длительным сроком хранения чаще всего представляют собой стерильный молочный десерт, с фруктами или без них [2].
Йогурт характеризуется положительно, если присутствует приятный кисломолочный вкус и аромат, однородная структура и достаточно плотная консистенция. Йогурт быстро снимает чувство голода, как и большинство кисломолочных продуктов, он полезен людям всех возрастов [4].
Еще одним из кисломолочных продуктов является сметана. Для приготовления сметаны используют сливки. При этом используются чистые бактериальные культуры, в состав которых входят молочнокислый и сливочные стрептококки и ароматообразующие бактерии. [4]
Чистыми культурами молочнокислых стрептококков и ароматообразующих бактерий сквашивают также творог. Закваска имеет кисломолочный вкус, без каких-либо запахов, газообразования, выступающей сыворотки. Творог не выдерживает длительного хранения, так как в нем быстро размножаются молочнокислые бактерии и плесневые грибы. [4]
1.2.Микрофлора кисломолочных продуктов
Кисломолочные продукты входят в рацион любого человека. В зависимости от сочетания родов и видов кисломолочных бактерий, из них получают различные кисломолочные продукты. [1]
При чистом содержании коровы в одном миллилитре парного молока содержится около 100000 бактерий, из которых на долю гнилостных приходится примерно 96%, а на долю кисломолочных бактерий – 4%. В связи с этим, парное молоко пить не желательно, соответственно, необходимо пить зрелое молоко, при температуре 8 -10 с оно должно отстояться сутки. За это время изменяется отношение гнилостной и молочнокислой флоры: 4% гнилостной и 96% молочнокислых бактерий. Зрелое молоко используется для приготовления молочнокислых продуктов (йогурт, кефир, творог, масло, ацидофилин) [5].
Среди возбудителей типичного молочнокислого брожения различают шаровидные и палочковидные формы.
Шаровидные формы. Молочнокислые стрептококки.
Типичный представитель молочнокислого брожения –Streptococcus lactis он находится почти во всех молочных продуктах. Он играет важную роль в сквашивании молока и является основной составной частью микрофлоры простокваш. Молочнокислый стрептококк чаще встречается в виде коротких цепочек и диплококков. [5,6]
На расположение клеток влияют температура и продукты жизнедеятельности микроба. У молодых культур, выращенных при оптимальной и более низкой температуре, преобладают стрептококки; у более старых и выращенных при температуре выше оптимальной культур преобладают диплококки и одиночные клетки (кокки).
Форма клеток овальная 0,8-1,2 мкм; их соприкосновение происходит суженными концами. [1]
Streptococcus diacetilactis – это более мелкие кокки , диаметр которых 0,5-0,7 мкм. Они образуют цепочки различной длины, продукты жизнедеятельности которых придают аромат продукту.
Молочнокислый стрептококк обладает антимикробным действием, образует полипептидные антибиотики – низины, устойчивые к высокой температуре и задерживающие рост многих микробов.
Палочковидные формы.
Типичные молочнокислые палочки по своему составу неоднородны. В эту группу входят болгарская палочка (Lactobacterium bulgaricum) , ацидофильная палочка (Lactobacterium casei), палочка из кефира, кумыса и др. Все они тонкие, длинные ( до 8-10 мкм ) [5,6].
Болгарская палочка образует кислоту, является антагонистом гнилостной флоры. Гнилостные микробы, разлагая белки, образуют ядовитые газы: скатол, индол, аммиак, отравляющие организм и сокращающие человеческую жизнь. Для уменьшения гнилостной микрофлоры необходимо систематическое поступление болгарской палочки в организм.
Ацидофильная палочка образует больше кислоты, чем болгарская Она быстрее нейтрализует ядовитые продукты жизнедеятельности
Палочки неправильной формы (булавовидной, раздвоенной, V-образной) характерны для бифидобактерий. Такие V- образные палочковидные формы микроорганизмов Bifidobacterium bifidum сбраживают углеводы с образованием молочной и уксусной кислот, а также биологически активных веществ, которые подавляют гнилостные и патогенные микробы. [5,6]
Дрожжи — это тоже одноклеточные организмы круглой, овальной, палочковидной формы, диаметром 8-10 мкм, что в 10 раз крупнее бактерий. Чаще всего дрожжи размножаются почкованием, то есть отделением от материнской клетки своеобразных почек. Образование новой клетки при благоприятных условиях длится примерно около 2 часов. Для своего развития дрожжи требуют слабокислую среду, поэтому они хорошо развиваются вместе с молочнокислыми бактериями. [1]
2.1. Методика проведения экспериментов
Нами было исследовано 8 йогуртов различных производителей. Каждый йогурт брался в трех пробах. Все они были приготовлены одним и тем же способом: микробиологической петлей наносится на предметное стекло небольшое количество исследуемого вещества и тщательно растирается до полного высыхания. Микробиологическую петлю предварительно прокаливают на спиртовой горелке и охлаждают. Бактериальный мазок готовят на чистых и хорошо обезжиренных стеклах. Зафиксированный мазок окрашивают в течении 1 минуты, после чего промывают водой. Окраску производили с помощью красителя метиленового голубого. Вначале при малом увеличении находят область мазка с оптимальной плотностью бактериальных клеток, затем при большом увеличении исследуют их строение. Микроскопировали при увеличении 40,100,400 раз.
Полученное мной изображение было тщательно изучено. Производилось определение каждой найденной бактерии под микроскопом с объективом масляной иммерсией. После исследования одного участка препарата производилось исследование следующего участка путем перемещения предметного стекла. Это делали для определения процентного соотношения бактерий. При этом мы использовали формулу:
,
Х — число бактерий одного вида;
Х общее — число бактерий в пробе;
Х% — процентное соотношение бактерий.
II .Результаты исследования
2.2. Результаты исследований
Йогуртовая закваска в норме представляет: основа закваски- Lactobacterium bulgaricum, добавки Streptococcus lactis, Streptococcus diacetilactis.
По опросу среди подростков, мы выбрали самые популярные марки йогуртов для своего исследования.
Мы исследовали йогурты «Активия», «Даниссимо творожный», «Даноне творожный», «EPICA», «Нежный», «Fruttis», «Фермер-центр», «Даноне актимель».
В пробе №1 «Активия», были обнаружены кисломолочные бактерии следующих родов:
1.р.Streptococcus ( 98 %).
2.р.Lactobacterium ( 2 %).
Обилие данных микроорганизмов в поле зрения составляет в среднем от 49 до 57.
В пробе №2 «Даниссимо творожный», были обнаружены кисломолочные бактерии следующих родов:
1.р.Streptococcus ( 97 %).
2.р.Lactobacterium ( 3 %).
Обилие данных микроорганизмов в поле зрения составляет в среднем от 34 до 39.
В пробе №3 «Даноне творожный», в пробе №4 «EPICA», В пробе №7 «Фермер-центр» кисломолочные бактерии не обнаружены, при всех взятых пробах.
В пробе №5 «Нежный», были обнаружены кисломолочные бактерии следующих родов:
1.р.Streptococcus (100 %).
Обилие данных микроорганизмов в поле зрения составляет в среднем от 17 до 21.
В пробе №6 «Fruttis», были обнаружены кисломолочные бактерии следующих родов:
1.р.Streptococcus (92 %).
2.р.Lactobacterium ( 7 %).
Обилие данных микроорганизмов в поле зрения составляет в среднем от 20 до 28.
В пробе №8 ««Даноне актимель», были обнаружены кисломолочные бактерии следующих родов:
1.р.Streptococcus (100 %).
Обилие данных микроорганизмов в поле зрения составляет в среднем от 81 до 120.
Заключение
Исследование микрофлоры йогуртов показало, что состав микроорганизмов в выбранных нами объектах представлен двумя родами бактерий: р.Streptococcus и р.Lactobacterium, только в разных процентных соотношениях.
В йогурте «Даноне актимель» обилие присутствующих в нем микроорганизмов превосходит другие объекты исследования, но представлено только одним родом бактерий (р.Streptococcus). Одним родом (р.Streptococcus) представлена микрофлора и в йогурте «Нежный». По цене это самый дешевый продукт среди остальных, но по качеству является источником полезных бактерий.
В йогуртах «Активия», «Даниссимо творожный», «Fruttis» присутствуют представитель двух родов бактерии (р.Streptococcus и р.Lactobacterium), но обилие ниже. Значительно преобладают в количестве бактерии р.Streptococcus. Низкое содержание бактерий р.Lactobacterium (от 2 до 7%) в данных йогуртах можно объяснить либо некачественной закваской, либо гибелью бактерий под действием консервантов. Немаловажную роль имеет срок хранения. Ведь живые бактерии сохраняются в нем, как правило, не больше одной - двух недель. Данные йогурты можно считать источником полезных молочнокислых бактерий.
Все пробы йогуртов «Даноне творожный», «EPICA», «Фермер-центр» продемонстрировали отсутствие наличия молочнокислых бактерий. Срок изготовления превысил одну неделю, но сроки хранения соответствовали норме. Возможно, бактерии изначально присутствовали и погибли. В данный момент эти образцы просто вкусный десерт.
Мы подростки относимся к числу людей, которые любят йогурты. Данная работа позволила нам изучить состав микроорганизмов популярный йогуртов. Теперь мы четко понимаем, что йогурты могут быть вкусными и полезными, а могут быть просто вкусным стерильным десертом.
Список источников литературы
1.Асонов Н.В. Микробиология – М.: Колос, 2002.
2. Бренц М.Я., Козлов В.Н. Молочные продукты, полезные всем - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1987 г
3. Давидов Р. Б., Соколовский В. П. Молоко и молочные продукты в питании человека - М.: Медицина, 1968.
Давидов Р. Б., Гулько Л. Е., Круглова Л. А., Файнгар Б. И. Молоко и молочные продукты как источник витаминов - М.: 1992.
Ефремова А.П., Шапиро Я.С. «Микроорганизмы как объекты исследовательской работы школьников» // Биология в школе. – 2008.-№7.
6. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология – М. : Агропромиздат, 1987
7.Реннеберг Р., Реннеберг И. От пекарни до биофабрики - М.: Мир, 1991.