Кто живет в кефире

Почему кефир производят везде немного разный и зачем его стандартизировать

Продукция Лианозовского экспериментального завода детских молочных продуктов, 1987 год. Фото: Николай Акимов, Дмитрий Соколов / фотохроника ТАСС

Для производства кефира на каждом заводе используют кефирные зерна, содержащие похожий, но не одинаковый набор микроорганизмов, и в точности определить их состав до сих пор не удается. Почему так получается и зачем нужно стандартизировать кефир, «Чердаку» рассказала Ирина Котова, профессор кафедры микробиологии биологического факультета МГУ.

— Как делают кефир?

— Кефир делают при помощи кефирных зерен, их еще часто называют кефирными грибками. Это микробное сообщество — смесь разных видов микроорганизмов, которые удерживаются вместе, вырабатывая что-то похожее на гель. Зерна похожи на маленькие соцветия цветной капусты или на разваренный рис.

Кефирные зерна
Кефирные зерна. Фото: A. Kniesel / Wikipedia


В России кефир делают так: берут зерна, заливают молоком и держат сутки при температуре 20 градусов. Молоко становится более густым, образуются пузырьки углекислого газа, появляется характерный запах кисломолочных продуктов. Получившуюся закваску сливают, смешивают со свежим молоком и опять выдерживают при 20 градусах. Если держать сутки,— будет молодой кефир, трое — уже старый, с относительно высоким содержанием спирта — 2-3%. За рубежом, там, где делают нечто подобное, второй стадии нет — та закваска, которую сливают с кефирных зерен, и называется кефиром.

Затем кефирные зерна промывают и используют снова. На каждом производстве поддерживают свою «расу» зерен. Но если держать зерна на воздухе или промыть недостаточно чистой водой, они могут заплесневеть. Тогда их приходится выбрасывать. Новые можно взять, например, в Институте молочной промышленности. Частью нашей работы было выяснить, нельзя ли кефирные зерна высушить или заморозить, чтобы через год или несколько лет их можно было снова использовать.

Пока наш опыт показывает, что можно. Мы делали лиофильное высушивание кефирных зерен. При этой технике их сначала быстро замораживают, затем помещают в вакуумную камеру, где содержащаяся в геле вода сублимируется, переходя изо льда сразу в пар. В высушенном виде зерна хранили два года, после чего оказалось, что они сохраняют свои свойства и состав их не меняется.

Высушенные кефирные зерна
Высушенные кефирные зерна. Фото: I.B. Kotova et al. Russian Kefir Grains Microbial Composition and Its Changes during Production Process, Advances in Microbiology, Infectious Diseases and Public Health, 2016


— Кто живет в кефирных зернах?

— Кефирные зерна содержат молочнокислые бактерии, дрожжи и уксуснокислые бактерии. Молочнокислые бактерии образуют молочную кислоту, частично разрушают, гидролизируют, молочный белок и образуют молочную кислоту. Дрожжи ответственны за образование спирта. Уксуснокислые бактерии производят уксусную кислоту, хотя это необязательный компонент, он есть не во всех зернах.

Дрожжи и бактерии в зернах взаимно выгодны друг другу. Так, молочнокислым бактериям необходимы витамины и аминокислоты для роста. Сами они их синтезировать не могут, зато дрожжи вырабатывают витамины группы B. Дрожжи в свою очередь не способны сбраживать молочный сахар (лактозу), но под действием особого фермента молочнокислых бактерий этот сахар распадается на простые сахара, из которых дрожжи делают этиловый спирт. Дрожжи устойчивы как к активной кислотности среды, так и к высокому содержанию молочной кислоты в ней. Значительное число молочнокислых бактерий, в свою очередь, обладает высокой устойчивостью к продукту брожения дрожжей — этиловому спирту. Бактерицидное действие спирта на живые микроорганизмы, как правило, возрастает с увеличением кислотности среды.

Совместно дрожжи и молочнокислые бактерии вырабатывают спирт и молочную кислоту, которые не допускают развития посторонних микроорганизмов. Так, в некоторых кефирных зернах есть плесневые грибы в виде спор. Эти споры не развиваются, поскольку их подавляют продукты жизнедеятельности дрожжей и молочнокислых бактерий. А вот в кефире иногда плесневые грибы выявляются уже как полноценные члены микробиоты напитка. Хорошо это или плохо, трудно сказать. Они не образуют плесень в обывательском представлении, и возможно, выделяемые ими ферменты вносят вклад в расщепление сахаров и белков.

Поверхность кефирного зерна под сканирующим электронным микроскопом
Поверхность кефирного зерна под сканирующим электронным микроскопом. Фото: I.B. Kotova et al. Russian Kefir Grains Microbial Composition and Its Changes during Production Process, Advances in Microbiology, Infectious Diseases and Public Health, 2016


Мы также исследовали такой вопрос: положим, видовой состав кефирных зерен установлен, будет ли он таким же в закваске? Оказалось, что из зерен не все микроорганизмы переходят в молоко. Также интересно, что в кефирных зернах дрожжей существенно меньше, чем молочнокислых бактерий. А вот в закваске их становится больше — видимо, им такая среда больше подходит для размножения.

Знать, кто перешел из кефирного зерна в молоко, нужно, чтобы предсказать, как будет развиваться при изготовлении кефира микробное сообщество и какие вещества будут содержаться в готовом напитке.

— Но ведь этот состав — дрожжи и молочнокислые бактерии — известен, затем его исследовать?

— В общих чертах состав известен, но когда дело доходит до определения конкретных видов микроорганизмов, кефир оказывается везде разный. Мы проанализировали несколько образцов из Средней России, в том числе используемых в кустарном производстве, и у всех оказался разный набор и соотношения видов молочнокислых бактерий и, соответственно, разный вкус.

Микробный состав кефирных зерен определяют двумя методами. Можно выделять чистые культуры микроорганизмов на питательных средах, получая отдельные колонии, и затем изучать их свойства. А можно выделить из них ДНК, секвенировать ее, сравнить с последовательностями, которые есть в базах данных, и таким образом определить принадлежность составляющих зерна микроорганизмов к различным видам. Мы применяли оба метода, и оба не дают абсолютной точности. В этом причина, почему до сих пор нет согласия по вопросу стандартного состава кефира.

— То есть, какие именно микроорганизмы мы получаем, когда пьем кефир, неизвестно?

— Пока у микробиологов нет единого мнения, какие микроорганизмы в кефире обязательны, какие нет и в каких они должны быть пропорциях. Поэтому проводится много работ по определению микробного состава кефира: стандартен набор микроорганизмов в конкретном образце или нет, будет ли он меняться от условий производства или нет, как поддерживать такой состав, а не другой.

Микроорганизмы в кефирном зерне под сканирующим электронным микроскопом
Микроорганизмы в кефирном зерне под сканирующим электронным микроскопом. Фото: I.B. Kotova et al. Russian Kefir Grains Microbial Composition and Its Changes during Production Process, Advances in Microbiology, Infectious Diseases and Public Health, 2016


Поэтому же кефир нельзя официально назвать пробиотическим продуктом, как йогурт, например. Пробиотики — это живые микроорганизмы с определенным названием, которые дружественны нашей микробиоте и в определенных дозах улучшают наше здоровье. Кефир, являясь пробиотическим продуктом по сути, формально им назван быть не может, потому что состав его точно не определен.

Другие молочные продукты проще стандартизировать, так как для их производства применяют закваски определенного состава, как правило, из молочнокислых бактерий, а для производства кефира используют сложное естественно сложившееся микробное сообщество, включающее десятки видов молочнокислых бактерий и несколько видов дрожжей.

— А нужно ли его стандартизировать? Может, пусть будет разный кефир?

— Мне лично разнообразие нравится: кому-то хочется кефир с более резким вкусом, кому-то — более нежный, кому-то — с более высоким содержанием спирта. Но стандартный продукт должен быть одинаков везде, в рамках оговоренных допусков: один и тот же микробный состав, вкус, одинаковая кислотность. Вдруг кому-то плохо станет, если, например, в кефире будет слишком высокое содержание уксуса. Стандартный напиток должен хорошо переноситься большинством людей.

Завод по производству молочных продуктов компании «Савушкин продукт» в Белоруссии
Завод по производству молочных продуктов компании «Савушкин продукт» в Белоруссии. Фото: Виктор Драчев / ТАСС


— Может быть, можно взять нужные бактерии в чистом виде и сделать из них кефирные зерна?

— Пока никому не удавалось реконструировать кефирные зерна из микроорганизмов. Может быть, потому что не все выделено в виде чистых культур, может быть, потому что пока не удалось подобрать правильные соотношения. Наконец, нам неизвестно, в каких физико-химических условиях кефирные зерна образовались изначально.

Мы пробовали сделать кефирное зерно из тех культур дрожжей и молочнокислых бактерий, которые нам удалось получить в виде чистых культур и вырастить. Часть из них мы поместили в молоко, часть — в специальную среду для выращивания молочнокислых бактерий и посмотрели, что будет. Образовалась слизь и маленькие зерна, но настоящих кефирных зерен не получилось.

— Откуда тогда взялись кефирные зерна?

— Это сообщество — природное. Проследить, как из отдельных микроорганизмов когда-то образовались кефирные зерна, уже невозможно — эта история теряется в веках. Некоторые считают, что был один источник, из которого они распространились по миру, возможно Кавказ, где кефирные зерна считались богатством и назывались «зернами Аллаха». Другие считают, что изначально было несколько центров возникновения. Но никаких археологических доказательств на этот счет нет.

— Почему кефир считается полезным?

— Расщепленный бактериями молочный белок легче усваивается, в таком виде его могут употреблять даже люди с непереносимостью молочного белка или слабым желудком.

Кроме того, у многих людей есть непереносимость лактозы, молочного сахара. Они могут употреблять кисломолочные продукты, потому что лактоза сбраживается в лактат и смесь органических кислот.

Считается, что кефир способствует правильному пищеварению еще и потому, что содержит в себе живые молочнокислые бактерии, аналогичные тем, которые являются частью желудочно-кишечной микробиоты человека. Наличие таких бактерий и продуктов их жизнедеятельности также угнетает развитие условно патогенных и болезнетворных микроорганизмов в желудочно-кишечном тракте человека.

— Кефир полезнее других молочнокислых продуктов?

— В целом, они все полезны, но как практический микробиолог я считаю, что каждый человек должен найти свой продукт. Известно много случаев, когда нормальный качественный продукт, скажем йогурт, не подходит конкретному человеку, например у него начинается изжога.

Каждый человек индивидуален, у него своя микробиота. Значит, пришедшие извне вместе с молочнокислыми продуктами микроорганизмы могут ему подходить или не подходить.


Результаты исследования опубликованы в журнале Advances in Microbiology, Infectious Diseases and Public Health.
Теги:

Читать еще на Чердаке: