Почему скисает молоко: как бактерии превращают лактозу в кислоту

Почему скисает молоко? В свежем молоке всегда присутствуют молочнокислые бактерии: они попадают туда при дойке, из воздуха и оборудования. При комнатной температуре бактерии активно размножаются и сбраживают лактозу (молочный сахар): расщепляют её и выделяют молочную кислоту. Кислота снижает pH молока с нейтральных 6,6–6,8 примерно до 4,6. При этом значении белок казеин теряет растворимость и сворачивается в плотный сгусток — молоко скисло.

Что происходит на молекулярном уровне

Лактоза состоит из двух молекул: глюкозы и галактозы. Молочнокислые бактерии (прежде всего Lactobacillus, Lactococcus и Streptococcus thermophilus) вырабатывают фермент лактазу, которая расщепляет лактозу на составные части, а затем переводит их в молочную кислоту через путь гликолиза. Этот процесс называется гомоферментативным молочнокислым брожением.

Молочная кислота действует на казеин механически: в норме молекулы казеина несут отрицательный электрический заряд и отталкиваются друг от друга, оставаясь взвешенными в жидкости. Когда кислота нейтрализует этот заряд, молекулы слипаются в крупные агломераты. Так образуется простокваша — белковый гель, пронизанный сывороткой.

Почему холодильник замедляет скисание

Скорость роста молочнокислых бактерий напрямую зависит от температуры. При +4 °C (стандартная температура бытового холодильника) их активность снижается примерно в 8–10 раз по сравнению с комнатными +22 °C. Именно поэтому в холодильнике пастеризованное молоко хранится 5–7 суток, а на столе скисает за 12–24 часа.

При замораживании бактерии впадают в анабиоз, но не гибнут. После оттаивания молоко быстро скиснет. Ультрапастеризованное молоко (обработка при температуре 135–150 °C в течение 2–4 секунд) хранится при комнатной температуре до 6 месяцев в закрытой упаковке именно потому, что при такой обработке уничтожаются все бактерии, включая споры.

Контролируемое скисание: как делают кисломолочные продукты

На молокозаводах процесс скисания строго контролируют. В пастеризованное молоко (нагретое до 72–85 °C для уничтожения посторонней микрофлоры) вносят специально подобранные закваски, то есть чистые культуры нужных бактерий. Для кефира используют кефирный грибок: симбиотическую смесь молочнокислых бактерий и дрожжей. Для ряженки молоко предварительно томят при высокой температуре: реакция Майяра между белками и лактозой даёт характерный карамельный цвет и вкус.

ГОСТ Р 52093-2003 регулирует производство кефира в России: в готовом продукте должно быть не менее 10 в 7-й степени КОЕ (колониеобразующих единиц) молочнокислых бактерий на миллилитр. Кислотность готового кефира по стандарту составляет 85–130 °Т (градусов Тернера), это химическая мера кислотности, принятая в молочной промышленности.

Почему скисшее молоко не всегда опасно

Простокваша домашнего скисания, если молоко было изначально свежим, вполне безопасна для употребления: молочнокислые бактерии подавляют рост большинства патогенных микроорганизмов кислой средой. Это издревле известный принцип квашения и маринования.

Опасна другая ситуация: если в молоко попали патогенные бактерии (сальмонелла, листерия, стафилококк) до скисания, они могут успеть размножиться и выработать токсины, которые не разрушатся при скисании. Именно поэтому Роспотребнадзор рекомендует употреблять только пастеризованное или ультрапастеризованное молоко и не пить сырое молоко с рынков без термической обработки.