3. Микробиология баночных консервов.

Производство консервов основано на принципе герметизации и термической обработки продукта. Подготовленные продукты закладывают в жестяные и стеклянные банки или тару из других материалов, которые герметически укупоривают (с удалением воздуха) и стерилизуют или пастеризуют.

Основное сырье (мясо, рыба, овощи и др.) и вспомогательные материалы (соль, сахар, пряности), входящие в состав консервов, всегда обсеменены в той или иной степени различными микроорганизмами. Среди них немало бактерий – возбудителей порчи, обладающих термоустойчивыми спорами. Возможно наличие токсинообразующих микроорганизмов. При этом микробиологическая порча консервов не всегда сопровождается изменением внешних признаков, т.е. развитие в консервах опасных для здоровья людей микроорганизмов может не сопровождаться бомбажем, а органолептические свойства консервированных продуктов могут быть удовлетворительными.

При подготовке продуктов к стерилизации некоторые технологические операции – очистка, мойка, бланширование и особенно обжаривание – снижают обсемененность продукта микробами, другие же – расфасовка, панировка, укладка в тару – увеличивают ее.

Режимы термической обработки консервов (температуру и продолжительность) устанавливают в первую очередь с учётом термоустойчивости опасных микроорганизмов, которая колеблется в широких пределах.

Надежность режима стерилизации зависит не только от видового состава микрофлоры консервируемого продукта, но и от других факторов. Так, имеет значение и химический состав продукта, его рН. В кислой среде стерилизация достигается быстрее. Например, длительность стерилизации при 110^оС субстрата с рН 6,0 составляет 190 мин., с рН 5,3 – 160, с рН 5,0 – 40 мин. Кислая реакция ускоряет тепловую денатурацию белков и вызывает снижение термоустойчивости бактерий.

При повышенном содержании жира в продукте термоустойчивость бактерий повышается, поэтому эффективность стерилизации снижается. Считается, что жир, обволакивая клетку, препятствует увлажнению её оболочки. Тепло через неувлажненную оболочку проникает медленнее. Например, после 10-минутной варки мяса без жира сохраняется около 1% первоначально содержащихся в них микроорганизмов, в мясе с содержанием жира до 5% - около 6, а с 15% - более 9%.

Поваренная соль и сахар также повышают термоустойчивость бактерий во время стерилизации, что связано с обезвоживанием клеток.

Эффективность стерилизации зависит и от степени исходной обсемененности продукта микроорганизмами. Чем она выше, тем больше микроорганизмов сохраняется при стерилизации и, следовательно, снижается стойкость консервов при хранении.

В промышленности для каждого вида консервов устанавливают определенный режим стерилизации. Консервы с высокой кислотностью, имеющие рН более 4,2-4,4 (мясные, рыбные, многие овощные) стерилизуют при температуре от 112 до 120^оС (иногда 125-130^оС) от 20 до 50 мин (в зависимости от вида продукта).

Консервы, имеющие рН ниже 4,0-4,2 (некоторые овощные, плодово-ягодные) пастеризуют при температуре 75-100^оС, что обеспечивает гибель основных возбудителей порчи этих продуктов – бесспоровых бактерий, дрожжей и плесеней.

В промышленности добиваются абсолютной стерильности только консервов особого назначения, для большинства же консервов требуется “промышленная стерильность”, что обеспечивает гибель микроорганизмов, потенциально опасных для здоровья, и микроорганизмов, способных развиваться в данном продукте при установленной для него температуре хранения и вызывать его порчу. В промышленно стерильных консервах не допускается посторонний запах. При микроскопии мазков из продуктов допустимо присутствие лишь единичных клеток микроорганизмов.

При промышленной стерилизации в консервах могут сохраняться единичные жизнеспособные микроорганизмы, преимущественно споровых культур. Видовой состав этой остаточной микрофлоры консервов, а следовательно, и возможный характер порчи зависят от вида стерилизуемого продукта и режима стерилизации.

В остаточной микрофлоре многих видов консервов обнаруживаются кислото- и газообразующие мезофильные аэробные и факультативно-анаэробные бактерии рода Bacillus (B. subtilis, B. pumilis, B. megaterium, B. cereus), кислотообразующие термофильные спороносные аэробы – Bacillus stearothermophilus, B. aerothermophilus, мезофильные гнилостные анаэробные бактерии Clostridium sporogenes, Clostridium putrificum, а также маслянокислые бактерии.

Bacillus cereus, обнаруженная в остаточной микрофлоре, представляет потенциальную опасность. В случае обильного размножения этих бактерий продукт может послужить причиной отравления. В 1 г консервируемого продукта (до стерилизации) допускается не более 100 клеток B. cereus.

В остаточной микрофлоре консервов с высокой кислотностью, подвергающихся тепловой обработке при невысоких температурах, могут сохраняться некоторые бесспоровые бактерии (молочнокислые, кокковые формы), споры плесеней.

Особенно большую опасность представляет Clostridium botulinum – возбудитель тяжелого отравления, который может попадать в продукт и сохраняться при стерилизации. При его развитии может не быть внешних признаков порчи консервов, но токсин содержится в продукте. Строгое соблюдение правил и требований нормативно-технической документации по санитарии и технологии производства консервов должно обеспечить безопасность консервов в отношении ботулизма и других отравлений.

Остаточная микрофлора нормируется для каждого вида консервов. Возможность её развития в консервах при установленных режимах обусловлена многими факторами. Анаэробные условия в банках неблагоприятны для аэробов. Умеренная температура хранения (обычно от 0 до 15^оС) препятствует развитию термофилов, некоторые из них даже частично отмирают. Низкое значение рН некоторых видов консервов задерживает развитие многих бактерий. Кроме того, микроорганизмы и их споры, сохранившиеся при стерилизации, могут быть настолько ослаблены, что в течение длительного времени будут находиться в неактивном состоянии, поэтому нестерильные консервы могут и не подвергаться порче.

Виды порчи баночных консервов

Порча консервов чаще всего связана с недостаточной степенью их стерилизации или нарушением герметичности, хотя может быть химической и физической природы. Наиболее распространенными видами микробной порчи консервов являются бомбаж и плоско-кислая порча. Бомбаж, вызываемый микроорганизмами, нередко называют биологическим в отличие от химического бомбажа, возникающего в результате взаимодействия продукта и металла тары; выделяющийся при этом водород вызывает её вспучивание.

Бомбаж и хлопуши возникают вследствие развития оставшихся после стерилизации бактерий, образующих в процессе метаболизма газы (CO₂, H_2, H₂S, NH₃). В банках постепенно повышается давление, и их донышки вспучиваются; в банке могут образовываться свищи.

Возбудителем бомбажа консервов с низкой и средней кислотностью (рН более 4,2-4,4) чаще всего является облигатно-анаэробная сахаролитическая, термофильная спорообразующая бактерия Clostridium thermosaccharolyticum. Вызывают бомбаж мезофильные анаэробные спороносные гнилостные бактерии – Clostridium sporogenes, Clostridium putrificum, Clostridium perfringens, а также (реже) маслянокислые бактерии. Помимо газов, многие из этих бактерий образуют кислоты и летучие органические соединения. Содержимое банок пенится, появляется гнилостный или кисло-сырный запах.

Бомбаж некоторых овощных и фруктовых консервов, помимо указанных бактерий, вызывают кислотоустойчивые мезофильные бактерии Bacillus polymyxa и Bacillus macerans. Продукт приобретает кислый запах, нередко ослизняется. Обе эти бактерии обладают пектолитической и амилолитической активностью, образуя значительное количество CO₂ и H₂, этиловый спирт, кислоты.

Возбудителями порчи (бомбажа, скисания) томатопродуктов и плодово-ягодных консервов (с повышенной кислотностью) нередко являются гетероферментативные молочнокислые бактерии, а иногда и дрожжи. Продукт пенится, ослизняется.

Плоско-кислая порча – это закисание продукта без внешних изменений тары; порчу можно обнаружить лишь после вскрытия консервов. Консервы всех видов могут быть поражены такой порчей, но чаще овощные и мясорастительные. Прокисший продукт нередко разжижается. Возбудителями этой порчи обычно являются кислотообразующие термофильные, аэробные бактерии Bacillus aerothermophilus и Bacillus stearothermophilus. Эти бактерии имеют высокий температурный оптимум (55-65⁰С), температурные границы их роста от 40 до 82⁰С. Споры выдерживают длительное нагревание до 120⁰С.

Плоско-кислую порчу консервов вызывает также факультативно-анаэробная, кислото- и термоустойчивая бактерия Bacillus coagulans. Ее температурный оптимум 25-37^оС, но она хорошо растет и при 20-55^оС.

Пастеризованные консервы, особенно укупоренные без удаления воздуха (повидло, джем, варенье, соки, компот), могут поражаться плесенями, осмофильными дрожжами, молочно-кислыми бактериями. Продукт приобретает затхлый привкус, в нем накапливается спирт, кислоты, углекислый газ. Многие плесени могут образовывать термостойкие микотоксины, не разрушающиеся при пастеризации и стерилизации, которые могут стать причиной отравлений.

При нарушении герметичности банок микробная порча консервов может иметь различный характер также в результате вторичного инфицирования извне пастеризованного продукта.

Консервы в нашей стране вырабатываются в соответствии с требованиями ГОСТов и технических условий. В соответствии с требованиями нормативной документации для обеспечения выработки доброкачественных, микробиологических стабильных (длительно не подвергающихся микробной порче) консервов на заводах должны быть приняты меры, предотвращающие инфицирование перерабатываемых продуктов микробами извне и не допускающие их размножения. Необходимо проводить микробиологический контроль подготовленных к стерилизации продуктов.

1. Определяют общую микробную обсемененность (КМАФАМ),

2. наличие спор мезофильных и термофильных облигатно-анаэробных бактерий (клостридий) и спор мезофильных и термофильных аэробных и факультативно-анаэробных бактерий (бацилл).

3. Допустимая обсемененность консервов перед их стерилизацией нормируется. Общее число бактерий в 1г (1см³) не должно превышать 10 - 50 тыс. (в зависимости от вида продукта), а в консервах для детского питания – 200.

4. Клостридии должны отсутствовать в 0,5 см³ пробы содержимого банки.

5. Мезофильных бацилл допускается не более 100-300 на 1 г.

При проведении микробиологического анализа часть банок от партии подвергают термостатированию, т.е. выдерживают в термостате до 15 суток при температуре 20, 37^оС, а иногда и до 55^оС (в зависимости от продукта). При этом создаются условия благоприятные для активации мезофильной и термофильной остаточной микрофлоры. Во время термостатирования консервы ежедневно просматривают. Сохранение нормального внешнего вида тары после термостатирования является одним из показателей микробиологической стабильности консервов. Дефектных банок с признаками микробиальной порчи (бомбаж, хлопуши) допускается не более 0,2% всей партии. Содержимое дефектных банок анализируется для установления природы дефекта. Поскольку микробная порча может не проявляться видимыми изменениями тары, в отдельных случаях проводят (выборочно) микробиологический контроль содержимого банок без видимых изменений – устанавливают наличие микрофлоры и её состав. По санитарно-эпидемиологическим показаниям проводят выявление следующих микроорганизмов в консервах: стафилококков, Cl. perfringens, Bac. cereus, молочнокислых бактерий, дрожжей, плесневых грибов. Результаты термостатирования и микробиологического контроля консервов служат основанием для решения вопроса об их доброкачественности, возможности и условиях хранения.

Обычный метод стерилизации консервов (в автоклаве) основан на сравнительно длительном нагревании для уничтожения микроорганизмов, в результате снижается качество продукта (внешний вид, консистенция, вкус).

В промышленности применяют так называемое асептическое консервирование – высокотемпературную кратковременную стерилизацию для консервов из жидких и пюреобразных продуктов. Продукт нагревают при температуре 130-146^оС в течение 1-5минут. Продукт охлаждают и асептически разливают, не допуская инфицирования микробами извне в заранее пастеризованную тару. Весь процесс выполняется автоматически в замкнутой системе аппаратов. В связи с незначительным временем нагревания качество продукта улучшается.

Литература.

1. Мудрецова-Висс К.А., Дедюхина В.П. Микробиология, санитария и гигиена: учебник. – 4-е изд., испр. и доп. – М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2009. – 400 с.: ил. – (Высшее образование).

2. Жарикова Г.Г. Микробиология продовольственных товаров. Санитария и гигиена: учебник для вузов / Г.Г. Жарикова. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 304 с.

3. Жарикова Г. Г., Козьмина А. О. Микробиология, санитария и гигиена пищевых продуктов: Практикум. – М.: Издательство ГЕЛАН, 2001. – 256 с.

4. Товароведение и экспертиза потребительских товаров: Учебник. 2-е изд., перер. и доп. – М.: ИНФРА-М, 2009. – 752 с. – (Высшее образование).

5. ГОСТ Р 52121-2003. Яйца куриные пищевые. Технические условия.

Лекция подготовлена ассистентом кафедры микробиологии с вирусологией и иммунологией Дюпиной Н. С.

13