Резко обострившаяся политическая ситуация и все более усиливающееся давление санкций США и Европейского союза в отношении нашей страны привели к существенному росту курса валют и нарушению многих экономических связей между странами. Весьма негативно это сказалось и на ситуации с обеспечением бактериальными заквасками и другими ингредиентами, необходимыми для производства молочной продукции.
Обращаясь к истории заквасочного дела, можно отметить, что с начала прошлого века закваски на чистых культурах поставлялись в страну из Европы, а также выпускались в России. До конца XIX в. сыры, кислосливочное масло, простоквашу, сметану и другие кисломолочные продукты вырабатывали из сырого молока, микрофлора которого обеспечивала молочнокислое брожение. Однако микрофлора молока была представлена различными видами микроорганизмов, многие из которых могли ухудшить качество готового продукта и даже быть опасными для человека.
Для улучшения качества кисломолочных продуктов, получаемых путем «самокваса», использовался прием внесения в молоко естественных заквасок. Естественную закваску получали, заквашивая безупречно чистое молоко хорошей сметаной или простоквашей [1]. В маслоделии наряду со взбиванием «самоквасных» кислых сливок также применялся метод сквашивания сливок естественными заквасками. Этот прием давал лучшие результаты в сочетании с предварительной термической обработкой молока. Но состав микрофлоры простокваши оставался нестабильным, нередко развивались нежелательные бактерии, хорошая закваска довольно быстро теряла свои свойства в процессе постоянных пересадок.
Следующим шагом в развитии заквасочного дела стали закваски на чистых культурах (их еще называли искусственными заквасками), которые впервые получили широкое распространение в производстве сливочного масла. Промышленные закваски впервые введены в производство масла в Дании Шторхом в 1890 г. Закваски выпускались Блауэнфельдом и Тверде [2]. Уже в 1897 г. в Дании из 866 молочных заводов 802 готовили закваски на чистых культурах [3]. Спрос на чистые культуры привел к созданию специализированных лабораторий по производству заквасок для молочной промышленности.
В России пионером в изучении чистых культур для маслоделия была «Бактериолого-агрономическая станция общества Акклиматизации животных и растений», которая в 1897 г. впервые взялась за изучение этой проблемы, а спустя два года выпустила в продажу культуры собственного приготовления [2]. В первые годы спрос на чистые культуры в России был незначительным. Но постепенно ситуация изменилась. По мнению директора «Бактериолого-агрономической станции общества Акклиматизации животных и растений» С.Северина, благодаря широкому использованию метода чистых культур при производстве сметаны, творога, простокваши и даже кумыса из коровьего молока теперь (1913 г.) «...наступает очередь и для проведения метода чистых культур в наше сыроварение».
До применения искусственных заквасок на чистых культурах сыры варили с естественной сычужной закваской, которую готовили путем настаивания сычугов с сывороткой. Она содержала как молокосвертывающий фермент, так и молочнокислые бактерии. Но сыры, вырабатываемые из сырого молока с добавлением сычужной закваски, не всегда имели хорошее качество. И причина этого, по мнению С.Северина, заключалась в том, что «бактериальное население молока и бактериальное население сычужной закваски, из которых формируется затем бактериальное население сырной массы, далеко не представляют из себя постоянную величину» [2].
В 1906 г. была выпущена сычужная закваска, усовершенствованная швейцарскими исследователями за счет добавления к сычугу чистых культур. «Бернский союз сыроваров» официально рекомендовал введение чистых культур в практику сыроварения. Сыроделы быстро заметили благотворное значение культур в устранении пороков как самой сычужной закваски, так и улучшении рисунка сыров. Протекавшее вначале стихийно применение чистых культур в разных отраслях молочного производства вызывало все больший научный интерес. В 1914 г. на мировом молочном конгрессе в Берне была поставлена проблема заквасок [3].
Первая мировая война, а затем и Октябрьская революция оказали большое влияние на развитие заквасочного дела в нашей стране. Прекратился ввоз в страну зарубежных заквасок. Задачу по обеспечению отечественной молочной промышленности заквасками выполняли бактериолого-агрономические станции (Московская, Вологодская и др.). В 1920-е годы большой вклад в развитие микробиологии и заквасочного дела внесли работники Вологодской молочно-хозяйственной академии, чьи исследовательские работы легли в основу изданного в 1932 г. руководства профессора С.А.Королёва «Основы технической микробиологии молочного дела».
В декабре 1929 г. в Москве был организован научно-исследовательский молочный институт (НИМИ). С момента создания института сотрудники бактериологического подразделения активно изучали микрофлору молочных продуктов, разрабатывали принципы селекции молочнокислых бактерий и создавали закваски для масла, сыров и различных кисломолочных продуктов. В институте было создано производство заквасок для молочной промышленности.
В 1936 г. в г. Углич была создана Всесоюзная научно-исследовательская лаборатория сыродельной промышленности (ВНИЛС, ныне ВНИИМС), куда перешла группа ученых из московского института. Исследования по подбору заквасок позволили уже в 1939 г. снабдить ими сыродельные заводы страны. В 1940 г. при ВНИЛС организована лаборатория по производству заквасок, которая в настоящее время стала Экспериментальной биофабрикой, выпускающей не только закваски, но и бактериальные концентраты (концентрированные закваски).
Использование сухих бактериальных заквасок предусматривало осуществление на молочном заводе ряда пересадок (или пассажей), при проведении которых возникает опасность обсеменения производственной закваски посторонней микрофлорой и бактериофагами молочнокислых бактерий. Кроме того, может произойти перераспределение соотношения между различными видами микроорганизмов, входящих в состав поливидовых заквасок.
Явление бактериофагии до сих пор широко распространено в промышленном производстве ферментированных молочных продуктов, в том числе сыров. Бактериофаги являются одной из основных причин торможения молочнокислого брожения. К первым серьезным проявлениям фагового поражения заквасочных культур можно отнести проблемы, возникшие в 1930-х годах в Новой Зеландии при производстве сыра «Чеддер» с использованием одноштаммовых заквасок из определенных штаммов, когда наблюдался их фаголизис с практически полной потерей активности. Примерно в то же время начались исследования бактериофагов, поражающих молочные культуры [4]. В Советском Союзе в 1950-е годы проблемы с бактериофагами также приняли массовый характер [5]. В результате проведенных исследований разработаны методы определения фагорезистентности культур лактококков и сформировалась система отбора культур для коллекционного фонда при выделении из различных источников и для заквасок с учетом их фагоустойчивости.
Именно поэтому в начале 1960-х годов с целью совершенствования процесса приготовления производственных заквасок научные сотрудники ВНИМИ, а затем ВНИИМС начали работы по созданию бактериальных концентратов для различных видов молочных продуктов. Наши ученые достигли поставленной цели. Первоначально применение бактериального концентрата для сыров не предусматривало приготовления производственной закваски. Это был первый бактериальный концентрат прямого внесения.
Промышленное производство концентрата было организовано в 1971 г., но мощность цеха не позволяла обеспечить все заводы Советского Союза необходимым количеством концентрата для прямого внесения в сырную ванну. Поэтому был разработан беспересадочный способ приготовления производственной закваски из бактериального концентрата (за рубежом этот метод называют полупрямым). Вот так в то время из-за малой мощности производства не суждено было воплотить в жизнь «мечту» сыродела – не готовить производственную закваску, а вносить в смесь для выработки сыра сухой порошок бактерий так же, как и сычужный фермент.
За рубежом до сих пор продолжают использовать в небольших масштабах закваски из смешанных штаммов, полученных путем тщательной селекции природных естественных заквасок, которые поддерживаются, размножаются и продаются компаниями и научно-исследовательскими институтами. Состав этих заквасок не определен, но их воспроизведение в контролируемых условиях уменьшает присущую им изменчивость, обусловленную использованием природных заквасок. Традиционный метод размножения таких заквасок требует нескольких пассажей, чтобы получить необходимые объемы производственной закваски путем использования небольших количеств исходных маточных культур. Поэтому он был заменен на способ внесения концентрированных культур в емкость для приготовления производственной закваски, что сводит к минимуму необходимость в пересевах внутри завода и риск изменений состава и активности закваски [6, 7].
Крупное промышленное производство требует заквасок, которые дают воспроизводимые стандартные результаты и не содержат нежелательных организмов. Этих целей трудно достичь при использовании традиционных пересадочных методов поддержания природных заквасок. Поэтому бактериальные закваски из чистых культур с определенным штаммовым составом заменили традиционные в промышленном производстве как у нас в стране, так и за рубежом благодаря оптимизированному и высоковоспроизводимому функционированию, более высокой устойчивости к фагам и возможности получения больших объемов производственных заквасок прямым внесением в заквасочник. Кроме этого в последние годы стали широко применяться концентрированные закваски прямого внесения при изготовлении кисломолочных продуктов и сыров.
Таким образом, в настоящее время самыми распространенными методами использования бактериальных заквасок во всех странах мира стали полупрямой метод получения больших объемов производственных заквасок без пересадок и прямой метод внесения в перерабатываемое молоко и сливки.
Характеристики, свойства бактериальных заквасок и методы их использования имеют свои достоинства и недостатки. Сравним преимущества, заявляемые для способа прямого внесения, применительно к производственной закваске:
· простота использования. Отсутствие необходимости приготовления производственной закваски с этой точки зрения безусловно является преимуществом прямого внесения;
· постоянство состава микрофлоры. В отличие от пересадочного метода существенного изменения исходного состава микрофлоры при беспересадочном способе не происходит. Этому способствует система подбора микрофлоры с учетом скорости развития отдельных культур и отсутствия взаимного антагонизма между штаммами. Следовательно, оба метода равнозначны;
· отсутствие риска загрязнения бактериофагами. Так же, как и при использовании производственных заквасок, при прямом внесении сохраняется риск поражения заквасочной микрофлоры фагами в производственных емкостях. Выполнение требований к заквасочному отделению и соблюдение правил приготовления производственной закваски позволяют предотвратить попадание фагов в заквасочники. Но в производственных цехах риск фаговой атаки не зависит от способа внесения. При использовании сухих заквасок их вносят в начале наполнения сырных и творожных ванн при постоянном перемешивании, что увеличивает возможность контакта фагов с бактериальными клетками. Можно утверждать, что отсутствует риск загрязнения только производственной закваски, а риски фаговых атак при изготовлении продукции сохраняются;
· меньший риск заражения посторонней микрофлорой. Высокая термическая обработка молока для приготовления производственной закваски (95 оС в течение 45 мин), заквашивание непосредственно после охлаждения молока после пастеризации и отсутствие пересадок гарантируют предотвращение попадания посторонней микрофлоры в заквасочник, если на предприятии не допускаются грубые нарушения санитарно-гигиенических норм и правил. То есть данное преимущество не соответствует действительности;
· высокая активность. Микрофлора производственной закваски находится в активном состоянии, и при внесении в перерабатываемое молоко молочнокислое брожение начинается практически незамедлительно. В сухих и замороженных заквасках микрофлора находится в состоянии анабиоза, и для ее реактивации (перехода к активной жизнедеятельности) требуется определенное время. К примеру, мезофильные лактококки из сухой закваски реактивируются за 1–1,5 ч, термофильные культуры – 3–4 ч. В случае фагового поражения закваски в производственных емкостях активность заквасочной микрофлоры снизится независимо от способа внесения. Следовательно, это преимущество не более, чем миф;
· подавление посторонней микрофлоры. Высокая активность живых бактерий производственной закваски, отсутствие задержки их размножения после внесения в молоко более надежно подавляют постороннюю микрофлору, чем при прямом внесении, когда неизбежно требуется время на реактивацию. Усилить воздействие заквасок на постороннюю микрофлору можно путем подбора культур с антагонистической активностью. То есть данное утверждение неверно;
· получение продуктов высокого качества с большими сроками хранения (считается одним из главных достоинств). В случае изготовления кисломолочных продуктов это утверждение весьма сомнительно, а в сыроделии исследованиями ВНИИМС доказано обратное: при внесении бактериальной закваски одного вида самое высокое качество и хранимоспособность были у сыров, выработанных с использованием производственной закваски (что и обусловлено более высокой активностью живых бактерий). На втором месте оказались сыры, полученные с применением активизированного бактериального концентрата, на последнем месте – с прямым внесением закваски [8]. Следовательно, это очередной миф.
Проблема обеспечения не только молочного производства, но и других отраслей пищевой промышленности функционально необходимыми ингредиентами сейчас стоит как никогда остро. Одной из задач обеспечения качества пищевой продукции как важнейшей составляющей укрепления здоровья и соблюдения прав потребителей на приобретение качественной продукции, поставленных в «Стратегии повышения качества пищевой продукции в РФ до 2030 г.» (Распоряжение Правительства РФ от 29 июня 2016 г. № 1364-р), является возрождение производства пищевых ингредиентов, к которым относятся в том числе и бактериальные закваски, и концентраты для изготовления ферментированных молочных продуктов.
Однако до сегодняшнего дня ни одной новой биофабрики в России не построено, и зависимость молочной отрасли от зарубежных поставщиков остается чрезвычайно высокой. Создание конкурентоспособного отечественного производства пищевых ингредиентов и биологически активных веществ уже просто невозможно откладывать.
Строительство предприятий для производства бактериальных заквасок – довольно сложная задача: требуются большие финансовые вложения с довольно длительными сроками окупаемости, отсутствуют типовые проекты таких производств, необходимы высококвалифицированные специалисты, современные технологии и коллекции культур заквасочных микроорганизмов. Очевидно, что новые мощные биофабрики появятся у нас не так быстро, как хотелось бы, на это потребуется немало времени.
Единственной функционирующей биофабрикой, выпускающей бактериальные концентраты для сыроделия в России, осталась «Экспериментальная биофабрика». Но мощность ее слишком мала для нашей огромной страны. Существует несколько производителей заквасок для кисломолочных продуктов, но они не смогут обеспечить всю потребность отрасли.
Поэтому подходить к решению этой проблемы нужно с разных сторон. В ожидании строительства новых биофабрик можно снизить зависимость молочной промышленности от зарубежных поставщиков за счет использования бактериальных концентратов полупрямым способом – приготовления производственной закваски, которое ни в коей мере не приведет к снижению качества ферментированных молочных продуктов.
Следует отметить несколько моментов, которые покажут перспективность этого направления заквасочного дела. В 1990-е годы закваски прямого внесения начали завоевывать признание не только за счет простоты применения в результате исключения процесса приготовления производственной закваски и возможности ликвидации заквасочных отделений, но и в связи с тем, что на многих предприятиях сложилась сложная фаговая ситуация. Поражение заквасочной микрофлоры бактериофагами получило довольно широкое распространение, поскольку зачастую использовались негерметичные заквасочники, отсутствовала надлежащая вентиляция в заквасочных отделениях, собственники предприятий сокращали персонал, в том числе микробиологов.
Установка герметичных заквасочников, создание избыточного давления стерильного воздуха в отделении за счет использования современных фильтров в значительной степени решают эту проблему. Хотелось бы отметить и наиболее надежные с этой точки зрения асептические танки, конструкция которых предотвращает попадание посторонней микрофлоры и бактериофагов при заквашивании. Такие заквасочники за рубежом устанавливают даже не в отдельном помещении, а непосредственно в производственном цехе.
Требования к отделениям по приготовлению заквасок изложены в СанПиН 2.3.4.551–96 «Производство молока и молочных продуктов». Однако в настоящее время действие данного документа отменено, и производители молочной продукции должны выполнять требование ТР ТС 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции» ст. VIII п. 41: «Изготовитель молочной продукции должен обеспечивать безопасность производственной закваски и процессов ее производства, а также ее соответствие требованиям документа (стандарта или технического документа изготовителя, в соответствии с которым производится продукт переработки молока)». Это значит, что есть возможность установки асептического танка в цехе или отдельном помещении.
За прошедшее время не только обновились производственные мощности молокоперерабатывающих предприятий в целом, но и значительно повысился санитарно-гигиенический уровень. ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» предписывает разработать, внедрить и поддерживать процедуры, основанные на принципах ХАССП при осуществлении процессов производства пищевой продукции, связанных с требованиями ее безопасности. Основополагающий принцип функционирования этой системы заключен в глубоком анализе и выявлении всех возможных факторов риска на производстве. Сюда входят физические, химические и микробиологические факторы, возникающие при изготовлении пищевых продуктов. Также принципом работы ХАССП является заблаговременное устранение данных факторов риска. Многие молочные заводы кроме этого разработали и успешно внедрили различные системы менеджмента безопасности пищевой продукции.
Существенно усовершенствована отечественная система подбора молочнокислых бактерий для бактериальных концентратов. Долгосрочные исследования фаговой ситуации на молочных производствах, выделение новых циркулирующих в промышленности бактериофагов, внедрение более точных методов определения фагоустойчивости коллекционных культур, изучение их фаготипа и стабильности этого признака при длительном хранении легли в основу серьезной ревизии коллекционного фонда в сторону повышения фагоустойчивости производственно-ценных штаммов. В этом году завершается разработка методических рекомендаций по подбору микрофлоры для бактериальных концентратов по фаготипу, многие положения которых уже внедрены в практику.
Немаловажное обстоятельство – резко возросшая стоимость импортных заквасок. Значительное влияние на рост себестоимости готовой продукции прямое внесение заквасок оказывает в сыроделии и творожном производстве, где расход сырья очень высок (от 6 до 10 т молока на 1 т готового продукта). С этой точки зрения расходы на приобретение заквасок прямого внесения на порядок выше, чем при приготовлении производственной закваски. К тому же живые закваски могут обеспечить высокое качество ферментированных молочных продуктов и сыров, особенно, национального ассортимента.

Список литературы
1. Войткевич, А.Ф. Микробиология молока и молочных продуктов/ А.Ф.Войткевич, Л.П.Старыгина. – М.: Пищепромиздат, 1935. –146 с.
2. Северин, С. Чистые культуры в русском сыроварении/ С.Северин// Молочное хозяйство. 1913. Вып. 13.
3. Рунов, Е.В. Подбор бактериальнгых заквасок для сыров голландского типа/ Е.В.Рунов. – М.: Пищепромиздат, 1947. – 76 с.
4. Whitehead, H.R. Phage phenomena in cultures of lactic streptococci/ H.R.Whitehead, G.A.Cox// J. Dairy Res. 1936. № 7. Р. 55–62.
5. Белоусова, Н.Н. Бактериофаг в молочной промышленности/ Н.Н.Белоусова. – М.: Пищепромиздат, 1959. – 59 с.
6. Starter cultures in food production/ edited by Barbara Speranza – John Wiley & Sons, Ltd. 2017. – 419 p.
7. Сыр. Научные основы и технологии/ под ред. П.Л.МакСуини, П.Ф.Фокса, П.Д.Коттера, Д.У.Эвертта. – СПб.: Профессия, 2019. Т. 1. – 554 с.
8. Свириденко, Г.М. Опыт применения сухих бактериальных концентратов в производстве полутвердых сыров/ Г.М.Свириденко [и др.]// Сыроделие и маслоделие. 2014. № 5.