Использование микроорганизмов в молочном деле 

Наряду с отрицательным значением некоторых микроорганизмов для молочного дела многие из них настолько полезны, что без их участия не мыслится технология простокваши, творога, сыров, кислосливочного масла.
Большинство микроорганизмов молока добывают энергию не за счет кислорода воздуха, а в результате превращения (распада) сложных органических соединений. При этом выделяется энергия, которая используется микроорганизмами для своей жизнедеятельности. Дыхание, происходящее без участия свободного кислорода, носит название брожения.
К числу полезных микроорганизмов следует отнести прежде всего молочнокислые бактерии — возбудители молочнокислого брожения. Распаду в молоке под воздействием микроорганизмов быстрее всего подвергается молочный сахар.
В молочном деле разграничивают четыре вида брожения.
Молочнокислое брожение наиболее распространено, вызывается оно молочнокислыми бактериями. Эти бактерии можно разделить на две группы: молочнокислые стрептококки и молочнокислые палочки.
Молочнокислый стрептококк (Streptococcus lactis) лучше всего развивается при температуре около 30 — 35°, он может повысить кислотность молока до 120°. Клетки молочнокислого стрептококка располагаются обычно в виде диплококков или коротких цепочек.
Другой вид молочнокислых стрептококков — сливочный стрептококк (Str. cremoris), клетки которого располагаются в виде длинных цепочек. Этот вид лучше всего развивается при температуре около 25° и может повысить кислотность молока до 110°. Сгусток, полученный под действием сливочного стрептококка, имеет сметанообразную консистенцию. Сливочный стрептококк наряду с молочной кислотой образует побочные продукты брожения — летучие кислоты.
В числе молочнокислых стрептококков имеются и ароматообразующие бактерии (Str. diacetilactis, Str. paracitrovorus и др.), которые наряду со сравнительно большим количеством молочной кислоты образуют и побочные продукты, главным образом уксусную и пропионовую кислоты, углекислый газ и ароматические вещества (диацетил, эфиры). Эти микроорганизмы играют большую роль в процессе приготовления молочных продуктов, в частности масла, придавая ему аромат. Лучше всего эти бактерии развиваются при температуре около 26—30 °.
В молочном деле применяют и термофильный (теплолюбивый) молочнокислый стрептококк (Str. termophilus). Наилучшая температура для его развития — около 40—45°. Клетки стрептококка располагаются в виде цепочек различной длины.

Молочнокислые палочки участвуют в производстве различных молочных продуктов: простокваши, кефира, сыров. Они лучше всего развиваются при температуре 40 — 45°. При этом кислотность молока повышается до 200 — 300° и выше. К этой группе микроорганизмов относятся: болгарская палочка (Bact. bulgaricum), применяемая при производстве различных южных видов простокваши — мацони, болгарской простокваши, йогурта и т. п.; ацидофильная палочка (Bact. acidophilum), употребляемая при производстве ацидофильного молока и простокваши; сырная палочка (Bact. casei), принимающая участие созревании сыров.
Молочный сахар под воздействием молочнокислых бактерий, присоединяя воду, распадается сначала на две гексозы, в последующем гексозы дают по две молекулы молочной кислоты.
Реакция сопровождается выделением энергии (330 кал.), используемой микроорганизмами для жизненных процессов.
Спиртовое брожение обычно протекает одновременно с молочнокислым. Возбудители спиртового брожения — дрожжи. Однако не все дрожжи способны сбраживать молочный сахар. Спиртовое брожение при производстве таких продуктов, как кумыс и кефир, проходит главным образом под действием молочных дрожжей (Тоrulа), сбраживающих молочный сахар. В молочных продуктах встречаются и другие дрожжи, неспособные непосредственно сбраживать молочный сахар. Они имеют второстепенное значение. 
В зависимости от продолжительности созревания, например кумыса, количество спирта в продукте может достигать 2,5—3%. Столько спирта накапливается в кумысе из кобыльего молока, в котором содержание молочного сахара достигает 6% и более.
Пропионовокислое брожение вызывается пропионовокислыми бактериями. В результате этого образуются углекислый газ, вода, пропионовая и уксусная кислоты. Пропионовокислые бактерии развиваются лучше без доступа воздуха, при температуре 30—35°. 
Пропионовокислое брожение происходит во всех твердых сырах в период их созревания, и продукты брожения частично обусловливают вкус и аромат сыра. Углекислый газ, скапливаясь в отдельных местах сырной массы, формирует рисунок сыра.

Маслянокислое брожение вызывается спорообразующими маслянокислыми бактериями. При этом процессе наряду с остро пахнущей масляной кислотой выделяются углекислый газ и водород. Маслянокислые бактерии — строгие анаэробы: они развиваются только при отсутствии воздуха. Наилучшая температура развития этих палочек 35°. 
Маслянокислое брожение в молочном деле не только нежелательно, но и вредно. Оно вызывает вспучивание сыров, придает им неприятный вкус. Брожение это легко обнаружить из: прокола броженого сыра выходит водород, воспламеняющийся от зажженной спички.
Маслянокислые бактерии попадают в молоко с частицами навоза, корма, пыли. Борьба с этими бактериями должна быть энергичной и последовательной, так как споры маслянокислых бактерий устойчивы к обычной температуре пастеризации.
Наиболее яркий пример использования в технологии молока полезных микроорганизмов — это применение чистых бактериальных культур, изготовленных в специальных лабораториях.
Для производства молочных продуктов необходимы различные чистые культуры. Так, для приготовления кисло-сливочного масла готовят чистые культуры, состоящие из: молочнокислого стрептококка, дающего быстрое сквашивание; сливочного стрептококка, сообщающего сквашенным сливкам сметанообразную консистенцию и смягчающего вкус, и, наконец, ароматообразующих бактерий, обогащающих вкус и аромат масла.
Для приготовления ацидофильного молока применяются чистые культуры только ацидофильной палочки, а для простокваши — чистые культуры молочнокислого стрептококка и молочнокислой палочки (ацидофильной или болгарской).
Для сыров применяют чистые культуры специально подобранных молочнокислых стрептококков и палочек.
Чистые культуры изготовляют в жидком или сухом виде. Жидкие чистые культуры могут сохраняться 10—14 дней на холоду, срок годности сухих культур продолжается два месяца и дольше. Поэтому там, где культуры могут доставляться из лабораторий быстро и сразу же использоваться, применяют жидкие культуры; на отдаленных же от лабораторий предприятиях применяют сухие культуры.