2. Микробиология мяса

Известны два пути обсеменения (контаминации) органов и тканей животных микроорганизмами: эндогенный и экзогенный.

Эндогенное обсеменение микроорганизмами может происходить как при жизни животного, так и после убоя. Прижизненное обсеменение мяса происходит у животных, боль­ных инфекционными заболеваниями, органы и ткани которых содержат возбудитель болезни. Распространение возбудителя по органам и тканям зависит от вида инфекции, ее течения и состо­яния организма больного животного.

Наиболее часто эндогенное обсеменение тканей животных про­исходит при утомлении, возникающем в процессе транспортиро­вания или перегона животных на мясокомбинаты.

Эндогенный путь обсеменения начинается сразу же после убоя и обескровливания, т. е. после смерти животного. При этом стенка кишечника становится легкопроницаемой для микроорганизмов, содержащихся в желудочно-кишечном тракте, они проникают в окружающие ткани, где их численность возрастает в несколько раз. Если убой животного проводят в таком уставшем состоянии, то часть микробов, сохраняющихся в мясе, в дальнейшем вызы­вают порчу продукта. Поэтому животным перед убоем дают отдох­нуть не менее 3 сут. За это время ткани животного освобождаются от микробов, в мышцах увеличивается содержание гликогена, что после убоя повышает количество молочной кислоты и устойчи­вость мяса к гнилостным микробам. Количество гликогена являет­ся одним из факторов, способствующих сохранению мяса. Мясо упитанных животных и молодняка, в тканях которых больше гли­когена, меньше подвергается порче.

Экзогенное обсеменение происходит во время убоя животных и последующих операций разделки туши. Источниками экзогенного обсеменения служат кожный покров животных, содержимое же­лудочно-кишечного тракта, воздух, оборудование, транспортные средства, инструменты, руки, одежда и обувь работников, имею­щих контакт с мясом, вода, используемая для зачистки туш.

При соблюдении санитарно-гигиенических правил производ­ства мяса на 1 см² площади поверхности туши свежего мяса на­считывается не более нескольких тысяч или десятков тысяч бакте­риальных клеток.

При низком уровне санитарного состояния в цехах убоя и раз­делки туш на 1 см² площади поверхности туши количество мик­роорганизмов может достигать сотен тысяч или даже миллионов.

Качественный состав микрофлоры свежего мяса разнообразен. Основную массу этой микрофлоры составляют микроорганизмы, являющиеся постоянными обитателями желудочно-кишечного тракта. Наиболее часто обнаруживают стафилококки и энтерококки, БГКП, , анаэробные клостридии и неспоровые бактерии, дрожжи, молочнокислые па­лочки, плесневые грибы. Иногда обнаружи­вают патогенные микроорганизмы.

Факторы, влияющие на развитие микроорганизмов при созрева­нии мяса.

на поверхности туши остаются микроорганизмы. Среди них обнаруживаются Е. coli, Proteus vulgaris, спорообразую-щие аммонификаторы Вас. subtilis, Вас. mesentericus, Cl. sporogenes, С/, putrificum и другие; нередко на поверхность мяса попадают спо­ры грибов. В глубь тканей микробы проникают вдоль костей, кро­веносных сосудов. При благоприятных условиях среды микробы размножаются и вызывают порчу мяса. Плохо обескровленное мясо чаще подвергается порче. Размножение микробов в мясе зависит от температуры внешней среды, влажности, осмотического дав­ления, показателя рН мяса и других факторов.

Температура является важным фактором, влияющим на раз­множение микробов. Например, в куске мяса массой 2 кг при температуре 18...2СГС в течение суток микробы проникают на глубину 2... 3 см; при температуре 37 °С за то же время их можно обнаружить во всей толще мяса. Так чаще ведут себя подвижные клетки микроорганизмов — возбудители инфекционных болез­ней — сальмонеллы. Чем ниже температура, тем меньше скорость размножения микробов. Но среди микроорганизмов всегда есть и психрофилы. Например, при нулевой температуре идет развитие плесневых грибов и дрожжей.

Влажность и осмотическое давление также имеют большое значе­ние для развития микробов. При пониженной влажности, задер­живающей развитие микробов, они переходят в состояние анаби­оза, а споровые бактерии переходят в стадию спор.

Большое содержание влаги ведет к повышению осмотического давления и концентрации растворимых в воде веществ, что вызы­вает плазмолиз микробных клеток. Такое же действие оказывает, например, раствор хлорида натрия. Однако не все микробы оди­наково чувствительны к осмотическому давлению. Есть много га-лофилов, которые хорошо растут не только в соленом мясе, но и в рассоле. Некоторые из них выдерживают 15%-ную концентра­цию хлорида натрия. Большое осмотическое давление выдержива­ют плесневые грибы и дрожжи.

Показатель рН мяса зависит от количества гликогена и образу­емой из него молочной кислоты. После убоя животного реакция среды мяса слабощелочная — рН 7,1...7,2. В период созревания мяса под влиянием ферментов происходят сложные биохимиче­ские и физико-химические процессы. В мышечной ткани расщеп­ляется гликоген, накапливается молочная кислота, аденозинтри-фосфорная кислота переходит в фосфорную, мясо приобретает кислуют реакцию (рН 5,5... 5,8). Через сутки рН мяса понижается: в такой среде рост гнилостных бактерий прекращается. Наряду с изменением кислотности происходят и другие изменения: дена­турация белков, разрыхление мышечной ткани, образование ве­ществ, обусловливающих вкус и аромат созревшего мяса. Затем процесс приобретает обратное развитие: уменьшается количество кислоты, к концу четвертых суток реакция среды в мясе снова становится щелочной.

микрофлора мяса при охлаждении и замораживании

В процессе холодильного хранения в зависимости от температурных режимов хранения охлажденного и мороженого мяса происходят неодинако­вые изменения количественного и группового состава микрофлоры, размно­жение которой может вызвать порчу продукта.

Микрофлора охлажденного мяса.

К концу охлаждения в глубоких слоях мяса температура должна дости­гать 0-4°С. Следовательно, на охлажденном мясе в процессе хранения могут развиваться только те микроорганизмы, которые имеют наиболее низкие температурные пределы роста и размножения, т. е. психрофильные.

Остальные микроорганизмоы приостанавливают свою жизнедеятельность, переходя в анабиоз. В процессе последующего хранения продукта эти микроорганизмы постепен­но отмирают и, следовательно, их количество уменьшается. Но некоторые патогенные бактерии (сальмонеллы, стафилококки и др.) длительное время сохраняют жизнеспособ­ность при низких температурах и не отмирают при хранении охлажденного мяса.

На продолжительность фазы задержки роста психрофилов влияют скорость охлаждения, температура. влажность воздуха при хранении мяса, степень обсемененно-сти. При резком и быстром охлаждении, более низкой температуре и влаж­ности эта стадия увеличивается. Чем ниже сте­пень обсемененности мяса, тем более длительной будет задержка роста на­ходящихся на нем микроорганизмов. При соблюдении установленного тем-пературно-влажностного режима (относительная влажность 85-90%, темпе­ратура воздуха от—1 до 1°С) на охлажденном мясе, полученном в результа­те убоя здоровых, отдохнувших животных с соблюдением всех основных са­нитарных правил и имеющем обычно незначительную микробную обсеме-ненность, размножение микроорганизмов задерживается на 3-5 дней и бо­лее. При высокой степени загрязнения мяса микроорганизмами фаза задерж­ки роста микроорганизмов сокращается до 1 сут.

На охлажденном мясе в аэробных условиях хранения размножаются не-спорообразующие грамотрицательные бактерии рода псевдомонас и ахромобактер, а также плесневые грибы и аэробные дрожжи, преимущественно родов родоторула (Rodotorula) и торулопсис.

В условиях пониженной влажности и более низких температур хранения наблюдается активный рост плесневых грибов и аэробных дрожжей, которые имеют более низкие температурные пределы роста и менее требовательны к влажности.

Если при хранении охлажденного мяса в процессе холодильной обра­ботки применяют дополнительные средства (частичную замену воздуха ди­оксидом углерода, полную замену воздуха азотом, вакуумную упаковку), то создаются условия, неблагоприятные для развития аэробных микроорганиз­мов В таких условиях хранения активно размножаются анаэробные бактерии ро­да аэромонас.

При активном размножении микроорганизмов в результате их жизнедея­тельности в конце может наступить порча охлажденного мяса.

Микрофлора мороженого мяса.

Во время замораживания мяса отмира­ют микроорганизмы, содержащихся в охлажденном мясе. Кроме низкой тем­пературы на микроорганизмы губительно действуют высокая концентрация растворенных в продукте веществ и пониженная влажность, создающиеся в результате вымерзания воды, изменение содержащихся в клетках белков и механическое действие льда, образующегося вне клетки, а при быстром за­мораживании — и внутри клетки.

Микроорганизмы отмирают как в процессе замораживания мяса, так и в процессе его последующего хранения в замороженном состоянии. Отмира­ние микроорганизмов во время замораживания находится в прямой зависи­мости от скорости и степени понижения температуры. Чем ниже температура (—18...—20°С) и выше скорость замораживания, тем больше погибает мик­роорганизмов. При медленном неглубоком замораживании до температуры не ниже —10...—12 °С микроорганизмов отмирает значительно меньше.

Полного отмирания микроорганизмов в мороженом мясе не происходит. Даже после длительного хранения мороже­ного мяса оно не становится стерильным и может содержать много живых сапрофитных микроорганизмов — возбудителей порчи, а иногда и патоген­ных бактерий. Большинство плесневых грибов и дрожжей на мороженом мя­се при —18°С не погибают в течение 3 лет. При —15...—20°С токсигенные стафилококки сохраняют жизнеспособность на мороженом мясе до 30 дней, а сальмонеллы — до 6 мес. и более. При —20°С содержание кишечной палоч­ки уменьшается только через 6 мес, а энтерококков остается практически постоянным в течение 9 мес. хранения мороженых продуктов.

Минимальная предельная температура роста этих микроор­ганизмов выше —10 "С, поэтому мороженое мясо рекомендуется хранить при —12 X и ниже, что позволяет сохранять его практически неограниченное время без призна­ков порчи.

При температуре хранения выше —10 °С на мясе могут размножаться психрофильные микроорганизмы (преимущественно плесневые грибы), кото­рые менее чувствительны к пониженной влажности и высокой концентрации растворенных в продукте солей, создающихся в результате вымерзания во­ды. При температурах, близких к—10°С (—5...—10°С), размножаются плесе­ни гроздевидная и тамнидиум; при температурах около —5°С и выше — пле­сени кистевидная и головчатая. Некоторые дрожжи также растут на мясе при температуре около —5°С. При —3°С и выше на мороженом мясе иногда раз­множаются отдельные виды бактерий.

Развиваясь на мороженом продукте при температурах выше —10°С, микроорганизмы могут вызывать во время длительного хранения его порчу.

Микроорганизмы, выжившие в процессе хранения мороженого мяса, при его оттаивании начинают размножаться, так как происходят выделение мы­шечного сока и увлажнение поверхности, т. е. создаются благоприятные ус­ловия.

Виды порчи мяса.

При активном размножении микроорганизмов в результате их жизнедеятельности в конце стационарной фазы мо­жет наступить порча охлажденного мяса: ослизнение, гниение, ки­слотное (кислое) брожение, пигментация, плесневение и свечение.

Ослизнение происходит в начальный период хранения. Обычно оно появляется на поверхности мясных туш в виде сплошного слизистого налета, состоящего из различных бактерий, дрожжей и других микроорганизмов. Основным возбудителем ослизнения являются аэробные бактерии родов Pseudomonas и Achromobacter. При хранении мяса при температуре выше 5 "С размножаются мик­рококки, стрептококки, Strepmomyces, гнилостные. При хранении мяса в анаэробных условиях ослизнение вызывают психрофиль-ные бактерии родов Lactobacterium, Microbacterium, Aeromonas.

Минимальное число микроорганизмов в мясе к началу появле­ния слизи колеблется от 3 до 30... 50 млн на 1 см². На мясе, покры­том толстой пленкой слизи, число микроорганизмов достигает 1О⁹...1О^шна 1 см².

Скорость появления ослизнения зависит от влажности и тем­пературы хранения. Чем ниже температура хранения и меньше относительная влажность воздуха, тем больше длительность со­хранения мяса без признаков порчи.

При одних и тех же температуре и относительной влажности воздуха скорость появления ослизнения зависит от степени ис­ходной обсемененности мяса микроорганизмами. При 0 °С и отно­сительной влажности воздуха 85 % на мясе, содержащем 10^б мик­робных клеток и более на 1 см², признак порчи появляется уже через один день хранения. При исходной обсемененности не бо­лее 10³ микробных клеток на 1 см² срок появления ослизнения увеличивается до 13 дней.

При хранении мяса с признаками ослизнения происходит дальнейшая его порча, называемая гниением, которое вызывают неспорообразующие аэробные и факультативно-анаэробные бак­терии Bad. prodigiosum, Pr. vulgaris, Ps. fluorescens, Ps. pyocyanea, также спорообразующие аэробные Вас. subtilis, Вас. meseutericus, Вас. megatherium, Вас. mycoides и анаэробные бактерии С/, sporogenes, CI. putrificus, Cl. perfringens.

Гниение мяса может происходить как в аэробных, так и в ана­эробных условиях.

Анаэробное гниение начинается в глубине мышечной ткани, которое вызывается анаэробными и факультативно-анаэробными бактериями, попадающими в мясо эндогенным путем из желу­дочно-кишечного тракта животного.

При аэробном гниении под влиянием протеолитических фер­ментов гнилостных бактерий осуществляется постепенный рас­пад белков мяса с образованием неорганических конечных про­дуктов — аммиака, сероводорода, диоксида углерода, воды, со­лей фосфорной кислоты.

Гниение может идти с накоплением большого числа органи­ческих веществ, образующихся в результате неполного окисления продуктов дезаминирования аминокислот: индола, скатола, мас­ляной и других органических кислот, спиртов, аминов.

При анаэробном гниении мяса наблюдаются такие же измене­ния цвета, консистенции и других органолептических показате­лей мяса, как и при аэробном гниении, но они сопровождаются еще более неприятным зловонным запахом, так как при этом об­разуется еще больше дурнопахнущих веществ.

Многие из перечисленных неорганических и органических ве­ществ, образованных в процессе гниения, придают мясу непри­ятный гнилостный запах. Поверхность мяса приобретает бурую или серовато-зеленую окраску, размягчается. Понижается упругость мы­шечной ткани.

В дальнейшем гнилостные бактерии проникают в толщу мяса и вызывают распад мышечной ткани. Показатель рН из слабокисло­го становится щелочным.

В обычных условиях при гниении мяса анаэробные и аэробные процессы чаще всего происходят одновременно, изменяется цвет мяса и возникает неприятный запах.

Кислотное брожение сопровождается появлением неприятного кислого запаха, серой или зеленовато-серой окраски на разрезе и размягчением мышечной ткани. Возбудителями являются психро-фильные молочнокислые палочки рода Lactobacterium, бактерии рода Microbacterium и дрожжи, которые способны развиваться в глубине мышечной ткани в анаэробных условиях. Размножаясь в мясе, эти микроорганизмы разлагают углеводы мышечной ткани с выделением органических кислот.

Пигментация — это появление на поверхности мяса окрашен­ных пятен вследствие размножения и образования колоний на поверхности мяса, имеющих различные пигменты. Возбудителя­ми являются аэробные или факультативно-анаэробные микроорганизмы: Ps.fluorescens, Ps. руосуапеае, Ps. syncyanea, Bact.prodigiosum, еарцины, пигментные дрожжи, чаще всего рода Rhodotorula. '. Плесневение появляется редко при соблюдении температурно-влажностного режима хранения, так как развитие плесневых гри­бов подавляется активно растущими психрофильными аэробны­ми бактериями. Чаще оно происходит при низкой температуре в условиях пониженной влажности. Плесневые грибы при развитии на поверхности мяса, как правило, не вызывают в нем глубоких изменений, но они могут создавать более благоприятные условия для последующего развития гнилостных бактерий.

Свечение возникает в результате размножения на поверхности мяса светящихся (фотогенных) бактерий, которые обладают спо­собностью свечения — фосфоресценцией. Свечение обусловлено наличием в клетках этих бактерий фотогенного вещества — люциферина, который окисляется кислородом воздуха при учас­тии фермента люциферазы. К группе фотобактерий относятся раз­личные неспоровые грамотрицательные и грамположительные па­лочки, кокки, вибрионы. Типичным представителем фотогенных бактерий является Photobacterium phosphoreum — неподвижная кок-коподобная палочка. Большинство светящихся бактерий обитает в морской воде и на теле обитателей моря, в том числе и на рыбе. Эти бактерии попадают на мясо при хранении его вместе с рыбой. Фотогенные бактерии хорошо развиваются на рыбе и на мясе, но не вызывают каких-либо изменений запаха, консистенции и дру­гих органолептических показателей.

Порчу мяса можно избежать при его замораживании. Моро­женое мясо содержит значительно меньше микроорганизмов бла­годаря низкой температуре; высокой концентрации растворен­ных в продукте веществ; пониженной влажности, создающейся в результате вымерзания воды; изменению содержащихся в клет­ках белков; механическому действию льда, образующемуся вне клетки, а при быстром замораживании и внутри нее. Однако при хранении и на мороженом мясе могут медленно размножаться некоторые психрофильные микроорганизмы, сохранившие жиз­неспособность при замораживании. Возможность их развития за­висит от температурных режимов хранения мороженых продук­тов.

Наиболее часто встречающаяся порча мороженого мяса — плес­невение. Возбудителями чаще всего бывают плесневые грибы родов Thamnidium, Rhizopus и Cladosporium, которые могут активно раз­множаться в условиях холодильного хранения мяса. Развиваясь на мясе, плесени вызывают уменьшение количества азотистых веществ, повышение рН, распад белков и жира. Мясо приобретает затхлый запах.

Микроорганизмы, выжившие в процессе хранения морожено­го мяса, при его оттаивании начинают активно размножаться так как происходит выделение мышечного сока и увлажнение поверхности, т. е. создаются благоприятные условия. На активность развития микроорганизмов во время размораживания влияет тем­пература.

Пищевые токсикоинфекции и токсикозы, передающиеся через мясо. Токсикоинфекции вызывают бактерии группы сальмонел­ла: S. dublin, S. typhimurium, S. choleraesuis; бактерии из группы условно-патогенной микрофлоры: Е. coli, Proteus vulgaris, кокки и другие микроорганизмы. Токсикозы вызываются только токси­нами.

Токсикоинфекции возникают при употреблении в пищу плохо проваренного мяса, инфицированного возбудителями токсикоин­фекции. Инфицирование мяса сальмонеллами может быть при­жизненным, так как они являются возбудителями сальмонелле-зов у животных. Возбудители токсикоинфекции могут попасть на мясо из воды, с оборудования, инструментов, при нарушении санитарных правил.

Мясо, инфицированное сальмонеллами, внешне почти не имеет изменений, не вызывает подозрений в его непригодности. Мяс­ные продукты (фарш) не следует оставлять на длительное время открытыми, лучше его готовить незадолго до употребления.

Пищевые токсикоинфекции вызываются и условно-патоген­ными микроорганизмами, среди которых наиболее распростране­ны эшерихии (кишечные палочки), длительное время сохраняю­щиеся в мясных продуктах.

Распространенными возбудителями токсикоинфекции являются бактерии рода Proteus, основным представителем которого высту­пает Proteus vulgarus, обладающий протеолитическими свойства­ми. При попадании в мясные продукты, особенно в фарш, он вызывает изменение продукта, который приобретает гнилостный запах. P. vulgarus выделен из рубленого мяса, колбас, печени и др. Инкубационный период колеблется от 4 до 20 ч. Отмечаются ле­тальные случаи. Хорошо проваренное мясо, даже инфицирован­ное протеем, не вызывает отравления.

Ботулизм возникает при употреблении мяса, содержащего С/. botulinum и его токсин. В настоящее время доказано, что не только токсин, но и клетки СУ. botulinum могут быть причиной отравления. Споры С/, botulinum, попавшие в организм, прорастают, образуют токсин и приводят к заболеванию. Мясо от животных, больных ботулизмом, нельзя использовать в пищу.

СУ. botulinum, широко распространенный в природе, часто по­падает на мясо из окружающей среды. Продолжительность инку­бационного периода болезни зависит от количества попавшего в организм возбудителя и его токсина. При заболевании ботулиз­мом смертность достигает 70...80 %. В целях профилактики необ­ходимо соблюдать санитарно-гигиенические правила на предпри ятиях пищевой промышленности. При малейшем подозрении н; ботулизм продукты необходимо браковать с последующим их унич­тожением или подвергать термической обработке.

Токсикозы стафилококкового и стрептококкового происхож­дения вызывают штаммы золотистого и белого стафилококков Попадая в мясо и мясные продукты, они способны продуциро­вать энтеротоксин, который образуется при температуре 15... 22 °С а оптимальная температура роста стафилококков ЗО...37°С. Ста­филококки довольно устойчивы к нагреванию, сохраняют жизне­способность при температуре 70 °С в течение 30 мин. Причиной отравления является энтеротоксин. Энтеротоксин термостабилен выдерживает кипячение в течение 30 мин. Внешний вид мясны? продуктов, содержащих энтеротоксин, не изменяется, инкубаци­онный период составляет 2...5 ч. Смертность не наблюдается, i основные симптомы болезни сохраняются до 3 дней. Токсикозь могут вызывать и отдельные штаммы стрептококков, которые тоже продуцируют энтеротоксин.

Мясо больных животных может быть и источником инфекции например сибирской язвы, поэтому тушу больного животного v его шкуру утилизируют или сжигают.

Такое заболевание, как туляремия, передается и при контакте с больными животными, и при употреблении мяса. Больные жи­вотные или подозреваемые в заболевании туляремией к убою не допускаются.

Такую же опасность для человека представляет мясо живот-пых, больных брюшным тифом, лептоспирозом, сапом, туберку­лезом и др.

Убой бруцеллезных животных проводят на санитарных бойнях. При несоблюдении правил личной профилактики через мясо мо­гут заражаться рабочие боенских предприятий. Для человека осо­бую опасность представляет бруцеллез овец и коз

Микробная порча мяса. Видами микробной порчи мяса являются гниение, ослизнение, кислотное брожение, плесневение, пигментация.

При температуре от -5 до -10 °С могут развиваться некоторые виды плесневых грибов и дрожжи, при -2 – 0 °С — психрофильные бактерии, образующие слизь, при 5 °С — гнилостная микрофлора и возбудители пищевых отравлений.

Мясо, полученное от здоровых, упитанных, отдохнувших животных, содержит мало микроорганизмов. Такое мясо может быть инфицировано после убоя.

Различают эндогенное и экзогенное контаминирование. Эндогенное (внутреннее) контаминирование тканей происходит в основном через стенку кишок при жизни животных и после их убоя. При жизни инфицирование животного происходит в случае болезни, утомления, длительного голодания, транспортирования в жару и т.д. После убоя животных — при задержке извлечения внутренностей. Экзогенное (наружное) контаминирование происходит во время убоя и разделки туш. Его источниками могут быть воздух производственных помещений, инструменты, руки и одежда рабочих, повреждение кишечника, мокрая зачистка.

Гниение. Процесс глубокого распада белков под влиянием ферментов микроорганизмов. При этом образуются вещества с неприятным, гнилостным запахом. Гнилостные микроорганизмы отличаются тем, что они содержат активные протеолитические ферменты; при развитии гнилостных бактерий изменяются органолептические свойства мяса.

К гнилостным микроорганизмам относятся как аэробы и факультативные анаэробы Proteus vulgaris, Вас. subtilis, Вас. mesentericus, так и анаэробы Cl. sporogenes, Cl. putrificus и др. Оптимальное значение рН для развития гнилостных микроорганизмов 7. Кислая среда для них неблагоприятна. При температуре 0 °С они развиваются очень медленно, оптимальная температура их разви­тия 25 ...40 °С. К гнилостным микроорганизмам относят также холодоустойчивые слизеобразующие бактерии из рода Pseudomonas и Achromobacter, но при обильном размножении и образовании слизи на поверхности они могут не вызывать гнилостного запаха.

Гниение обычно начинается с поверхности и вызывается аэробами. При этом наблюдается последовательность развития аэробов: сначала кокковые формы, палочки. Затем гниение при участии анаэробов распространяется в глубокие слои тканей по соединительнотканным прослойкам и вдоль костей. В соединительной ткани рН высокий. У гнилостных микроорганизмов высокая активность коллагеназы. Обычно мясо имеет признаки порчи, если в нем накапливаются бактерии в количестве 10⁷... 10⁸ в 1 г или на 1 см² поверхности.

При эндогенном инфицировании гниение может начаться в глубоких слоях мяса независимо от аэробов. Гниение под влиянием анаэробов отличается тем, что промежуточных продуктов, обладающих токсичными свойствами, неприятным запахом, накапливается большее количество, так как отсутствует кислород для их окисления в более простые, конечные вещества. Кроме того, величина рН резко повышается (до 8...9) и увеличивается интенсивность распространения гниения, которая при комнатной температуре довольно высока.

При гниении накапливаются вещества с токсичными свойствами и изменяется структура тканей мяса. Ферменты гнилостных микроорганизмов, выделяемые клетками в окружающую среду, вызывают превращения в первую очередь в белках мяса. Продукты гидролиза — белковые фрагменты и пептиды — первичные продукты распада белков. Превращения серосодержащих аминокислот приводят к образованию сероводорода (H₂S) и меркаптанов (SH—СН₂—СН₃ — этилмеркантан), которые имеют неприятный запах тухлых яиц.

Многие гнилостные микробы способны окислять различные углеводы с образованием органических кислот. При гнилостной порче мяса в результате дезаминирования аминокислот и окисления Сахаров накапливаются уксусная и масляная, а затем муравьиная и пропионовая кислоты. Они придают продукту неприятный запах. Цвет мяса изменяется до коричневого, серого или зеленого в связи с образованием метмиоглобина, сульфомиоглобина, а также продуктов глубокого окисления миоглобина желто-коричневого цвета или бесцветных с разрушением порфиринового кольца.

Жиры под действием ферментов микробов гидролизуются и окисляются. Жировая ткань приобретает грязновато-серый оттенок, иногда на поверхности жира образуются желтые и зеленые пигменты. Если мясо имеет слабогнилостный запах, оно относится к несвежему.

Ослизнение. Это вид порчи мяса, при которой не ощущается постороннего запаха. Оно может предшествовать гниению, если мясо хранится при температурах -2 – 0 °С и высокой относительной влажности воздуха (свыше 90 %). Возбудителями порчи являются бактерии рода Pseudomonas, которые холодоустойчивы, способны образовывать слизь, обладают протеолитической и липолитической активностью. Количество микробных клеток на 1 см² поверхности мяса 10⁸ – 10⁹. Слизь представляет собой полисахариды или полисахариды в комплексе с полипептидами. Мясо с признаками ослизнения без постороннего запаха относится к мясу сомнительной свежести.

Кислотное брожение. Мясо с кислотным брожением имеет неприятный кислый запах, темный цвет, неупругую консистенцию. На глубоких стадиях порчи цвет может быть серый или зеленовато-серый.

Возбудителями кислотного брожения являются молочнокислые или анаэробные бактерии Cl. putrifaciens, дрожжи. Эти микроорганизмы способны окислять сахара до молочной, уксусной, масляной, пировиноградной кислот, спирта, диацетила. Кислый запах с оттенком гниения свидетельствует о наличии активных протеолитических ферментов у возбудителей. Кислотное брожение характерно для плохо обескровленного мяса, так как в нем находится относительно высокое содержание сахаров по сравнению с хорошо обескровленным мясом. Этот вид порчи характерен для печени, а также мяса лошадей, в которых большие запасы гликогена.

Кислотное брожение является основным видом порчи импортного мяса при нарушении режима его хранения. Причиной, по-видимому, является использование для обработки мяса антиокислителей или консервантов кислой природы. Бактериальные протеолитические ферменты лучше всего действуют при нейтральной рН, а ферменты, влияющие на углеводы, — при рН 6,0. Такие микроорганизмы, как молочнокислые бактерии, развиваются при рН 5,5...6,0.

Плесневение. В результате повышения относительной влажности воздуха на поверхности мяса, имеющего достаточно кислую среду, могут развиваться плесени. На охлажденном мясе развиваются различные плесневые грибы, в том числе с высокой протеолитической и липолитической активностью, изменяя химический состав и запах мяса. Мясо приобретает плесневый оттенок. Плесени Aspergillus flavus и Penicillium puberulum и др., выделенные из мяса, могут продуцировать токсины. Плесневые грибы устойчивее бактерий к низким температурам, обезвоживанию, повышенному содержанию соли. Плесени развиваются в первую очередь на участках туш, около которых затруднена циркуляция воздуха (например, внутренняя поверхность реберной коробки туш).

Пигментация. Появление на поверхности мяса окрашенных пятен (например, ярко-красного цвета) связано с развитием микроорганизмов — гнилостных бактерий, например «чудесной палочки».

Факторы, влияющие на устойчивость мяса к микробной порче. На устойчивость мяса к микробной порче влияют такие факторы, как инфицирование, температура, влажность и циркуляция воздуха, состав атмосферы, величина рН мяса, вид и возраст животного, степень измельчения, вид ткани мяса.

Охлажденное мясо с обсемененностью не более 10³ на 1 см² может храниться до 13 дней (при температуре 0°С и относительной влажности воздуха 85 %). В мясе, содержащем 10⁶ и более микробных клеток на 1 см², признаки порчи появляются уже через 1 день хранения. Для получения мяса, устойчивого при хранении, необходимо соблюдать требования к предубойному содержанию скота и санитарно-гигиенические требования при переработке и хранении мяса.

Оптимальный рН для роста гнилостных бактерий, возбудителей пищевых отравлений и инфекционных заболеваний 6,4 – 7,6, для роста молочнокислых бактерий — 5,5 – 6,0. Для плесневых грибов и дрожжей благоприятна кислая среда (рН 3,0 – 6,0). Большинство плесневых грибов способно развиваться в широком диапазоне рН.

Конечная величина рН мяса (через 24 ч после убоя животных) зависит от предубойного состояния. Так, у здоровых, отдохнувших, упитанных животных рН 5,1 – 5,6, у больных и утомленных животных и у мяса DFD — 6,2 – 6,9.

Сроки хранения охлажденного мяса в тушах и полутушах при оптимальных температуре и влажности воздуха (сут, не более): свинина — 7 – 14, баранина, козлятина, телятина — 12, говядина — 10 – 16, мясо птицы и кроликов — 5. В мясе от молодых животных больше влаги, а также соединительнотканных белков, легкогидролизуемых протеазами гнилостных микроорганизмов. В свинине, баранине, козлятине соединительная ткань легче гидролизуется бактериальной коллагеназой, чем в говядине.

Ткани мяса различаются по устойчивости к микробной порче. Очень неустойчива кровь, имеющая величину рН, близкую к нейтральному значению. Гнилостная порча с поверхности мяса проникает в глубокие слои по соединительнотканным прослойкам. Так, вирус ящура погибает в мышцах созревшего мяса в течение 1 – 2 сут, в то время как в тканях, в которых рН при созревании мяса снижается незначительно (костный мозг, кровь, сухожилия), он сохраняется длительное время. Рыхлая и плотная соединительные ткани неустойчивы к гниению ввиду высокого значения рН в этих тканях и большой активности коллагеназы гнилостных микроорганизмов.

Лекция 7. Инфекция и иммунитет

1. Понятие об инфекции

2. Факторы, определяющие возникновение и развитие инфекции

3. Иммунитет

1. Понятие об инфекции

инфекция — это комплекс биологиче­ских процессов, которые возникают в результате проник­новения патогенных микробов в макроорганизм.

Инфекция может протекать скрыто и с видимыми признаками. Клиническое проявление процесса называют инфекционной болезнью. Признаки болезни могут быть выражены по-разному, их форма бывает яркой, стертой, атипичной и т. д. Знание их имеет большое значение для своевременного и правильного определения болезни.

Инфекционный процесс включает внедрение, размножение и распространение возбудителя, и реакцию организма возбудителя.

Инфекционная болезнь от неинфекционной отличается тем, что она вызывается живым возбудителем или высо­комолекулярными структурами (ДНК или РНК) — но­сителями генетической информации у вирусов и других организмов. Специфической причиной инфекции является микроорганизм, но развитие инфекционной болезни во многом обусловливается состоянием защитных сил мак­роорганизма.

В возникновении и развитии инфекционного процес­са — взаимодействии между макро- и микроорганизмом, которое приводит к нарушению гомеостаза (относитель­ное динамическое постоянство состава и физиологиче­ских функций внутренней среды), участвует весь орга­низм как целостная система в единстве с окружающей средой. Это в одинаковой степени относится как к макро-, так и к микроорганизму.

Инфекционный процесс включает в себя следующие периоды:

1. Инкубационный – промежуток времени от момента проникновения микроба до проявления определенных признаков.

2. Продромальный период – характеризуется общими симптомами болезни: повышение температуры, слабость, угнетение, потеря аппетита.

3. Клинический период – развитие основных признаков, характерных для данной инфекции: нарушение пищеварения, нервной системы, дыхания и т.д.

4. Период выздоровления – наступает при благоприятном исходе. Постепенно восстанавливаются физиологические функции организма. Клиническое выздоровление не всегда совпадает с освобождением организма от возбудителя.

Формы инфекции. Та инфекция, при которой микро­бы размножаются в крови, а следовательно, проникают во все органы и ткани, называется септицемией. Она протекает быстро и обычно заканчивается смертью. Форма инфекции, при которой кровь служит только для переноса микробов, а размножение их происходит в других тканях, называется бактериемией. Если микро бы, размножаясь в поврежденной ткани, образуют ток­сины, которые затем попадают в кровоток, то такая форма инфекции называется токсемией.

Для микроорганизма (возбудителя) внешней средой является макроорганизм, то есть те ткани, в которых он развивается. Проникнове­ние микробов в организм животного не всегда приводит к развитию инфекции. Для этого необходимы определен­ные условия и свойства возбудителя.

Факторы, определяющие возникновение и развитие инфекции. Возникновение и развитие инфекции в основ­ном зависит от следующих факторов: а) степени пато-генности микроба; б) иммунологического состояния макроорганизма; в) условий внешней среды.

А) Патогенность — видовой признак микроба, способ­ность его при соответствующих условиях вызывать ха­рактерное для него инфекционное заболевание. Ми­кроб не вызовет болезнь, если он не обладает виру­лентностью.

Вирулентность — индивидуальный признак каждого штамма, это мера его патогенности. Она проявляется в способности микроба проникать в органы и ткани, раз­множаться в них, вырабатывать вещества, которые мо­гут подавлять защитные силы макроорганизма. Виру­лентность может быть разной у микробов одного и того же вида и зависит от многих причин. Ее определяют путем заражения восприимчивых животных. При этом одни из них могут погибать через день, а другие — че­рез три дня. Следовательно, тот штамм который вызвал смерть через день, имел более высокую вирулентность, чем тот, который привел к таким же последствиям через три дня. За единицу вирулентности принята минимальная смертельная доза (DLM — dosis letalis minima). Это наименьшее количество микробных клеток, способное вызвать гибель восприимчивых животных. Вирулент­ность — величина непостоянная, на нее оказывают влия­ние многие факторы. Так, при пассаже через восприим­чивый организм она возрастает и, наоборот, культиви­рование микробов в неблагоприятных условиях понижа­ет ее.

Факторы, обусловливающие вирулентность.

1. Инвазивность — способность микроорганизмов проникать, рас­пространяться и размножаться в тканях макроорганиз­ма. Некоторые микроорганизмы образуют вещества, ко­торые в сочетании с их продуцентами подавляют защит­ные силы макроорганизма, главным образом фагоцитоз. В состав таких комплексов входят и ферменты (гиалу-ронидаза, коллагеназа, лецитиназа, нейраминидаза и др.). Так, фермент гиалуронидаза гидролизует гиалу-роновую кислоту — основной компонент соединительной ткани; коллагеназа — разрушает коллаген и т. д. Все это повышает проницаемость тканей, увеличивает сте­пень инвазивности и вместе с другими факторами спо­собствует развитию инфекционного процесса.

2. Токсины — ядовитые вещества, образуемые микро­организмами. Различают экзо- и эндотоксины. Экзотоксины (белки)—продукты жизнедеятельности микробов, выделяемые во внешнюю среду или освобождаемые после их гибели. Эндотоксины — прочно связаны с телом микробной клетки, главным образом с ее стенкой. Представляют молекулярные комплексы грамотрицательных бактерий, состоящих из белков, липидов и полисахаридов, которые освобожда­ются только после их разрушения.

Экзотоксины высокотоксичны, термолабильны, разру­шаются, как и другие белки, при температуре 60—80°С в течение нескольких минут, при кипячении — мгновен­но, чувствительны к действию света. Сохраняются в вы­сушенном состоянии и при низкой температуре. Избира­тельно действуют на органы и ткани: разрушают субкле­точные структуры, нарушают функции клеток. Так, столбнячный токсин поражает двигательные нейроны спинного мозга, вызывает тонические сокращения мышц и клонические судороги. Ботулинический токсин (нейро-токсин) действует на черепномозговые нервы и вызы­вает расстройство зрения, акта глотания, паралич дыха­ния и другие явления. Его можно выделить из культуральной жидкости путем отделения клеток фильт­рованием. Синтез микробных экзотоксинов происходит под влиянием генов, локализованных в плазмидах или профагах. Удаление плазмид или профага из клетки делает ее нетоксичной, введение плазмид или профага в клетку восстанавливает процесс токсинообразования. Заболевание, вызываемое токси­ном, возникает через некоторое время после проникнове­ния его продуцента в организм. Инкубационный период колеблется от нескольких часов до нескольких дней. Токсины обладают свойством ферментов и являются сильными биологическими ядами.

Эндотоксины менее токсичны. В отличие от экзотоксинов они термостабильны, выдерживают кипячение и стери­лизацию при 120°С до 30 мин. комплексу антигенные свойства. Быстрое разрушение грамотрицательных микробов в организме может уско­рить гибель животного, что необходимо учитывать при назначении сильнодействующих лечебных средств.

Имеются микроорганизмы, которые образуют экзо- и эндотоксины (холерный вибрион, гемолитические штам­мы эшерихий).

3. Образование капсулы. Капсулообразование не яв­ляется видовым признаком. Микробы одного и того же вида могут иметь капсульные и бескапсульные штаммы. Капсулы выполняют защитную функцию, повышают резистентность к фагоцитозу, у патогенных микробов обусловливают вирулентность. Так, возбудитель сибир­ской язвы в организме образует капсулу и, как известно, быстро вызывает смерть. Но из бескапсульного штамма сибиреязвенного микроба готовят вакцину (СТИ), кото­рая не только не приводит животное к гибели, а, наобо­рот, сообщает ему невосприимчивость к такому же пато­генному микробу.

Б) Роль иммунологического состояния макроорганизма

Возникновение инфекции и ее развитие во многом зависят от реактив­ности макроорганизма. Про­никновение возбудителя в организм не всегда приводит к развитию инфекции. Микробы в организм проникают определенными путями, которые называют входными воротами инфекции. Заразное начало в организм чаще попадает через пищеварительный тракт (с кормом и во­дой) и органы дыхания. Воротами инфекции могут быть также: поврежденная кожа, слизистые глаз, мочеполо­вых путей.

В организме микробы встречают множество естест­венных преград: неповрежденные ткани, цидные вещест­ва, выделяемые организмом (лизоцим и др.). Иногда микробы попадают непосредственно в кровоток и рас­пространяются в организме по кровяному руслу (гемато-генный путь). Часть из них на пути следования погиба­ет, и остаются лишь наиболее приспособленные к новым условиям среды. При такой инфекции, как бешенство, возбудитель (вирус) перемещается к месту локализации по нервной ткани (неврогенный путь), а если такую ткань перерезать, заболевания не произойдет.

С пораженной ткани процесс может распространять­ся на однородную здоровую ткань. Такое явление чаще наблюдается при поражении органов дыхания. Достиг­нув определенного органа, микробы начинают размно­жаться: выделяют токсины, образуют капсулы, подавля­ют защитные силы организма. Органотропность наибо­лее ярко выражена у возбудителя туберкулеза, местом локализации которого чаще всего бывает легочная ткань. Для некоторых вирусных инфекций (ящур, оспа) таким местом является эпителиальная ткань. Но это не озна­чает, что возбудитель не попадает в другие ткани. Все органы единого организма связаны между собой, поэто­му нарушение функции одного из них ведет к изменению физиологического равновесия всего организма.

В инфекционном процессе ведущая роль принадле­жит макроорганизму. Ко многим инфекциям животные имеют естественный (конституциональный) иммунитет. Например, крупный рогатый скот не болеет сапом лоша­дей, которые, в свою очередь, нечувствительны к чуме свиней и т. д. В возникновении инфекции не менее важ­ное значение имеют возраст животного, уровень корм­ления, другие факторы.

Возраст. Реактивность молодых животных низка: они малочувствительны к раздражителям, в их организ­ме недостаточно антител. Имеются инфекции, которые встречаются главным образом у молодых животных. Так, телята и молодняк некоторых других видов животных сразу же после рождения могут заболевать эшерихиозом (коли-бактериозом).

Кормление. Большое значение в борьбе организма с инфекцией имеет кормление. Оно должно быть не только достаточным, но и доброкачественным (полноценным). Недостаток протеина, витаминов, макро- и микроэлемен­тов отрицательно сказывается на сопротивляемости орга­низма. При этом нарушается обмен веществ, уменьшается количество иммуноглобулинов (антител). Если в рационе недостает витамина А, то в организме наруша­ются окислительные процессы, понижается защитная функция кожных и слизистых покровов. При недостатке витаминов группы В наблюдается подавление фагоци­тарной активности лейкоцитов, распространение микро­бов по организму и т. д. Авитаминоз С ведет к повреж­дению слизистых оболочек и тем самым открывает путь возбудителям болезней. Высокая продуктивность живот­ных иногда понижает резистентность организма, в связи с чем они бывают склонны к заболеванию туберкулезом и другими инфекциями.

В) Влияние условий среды на возникнове­ние и развитие инфекционного процесса

Повышенная влажность, содержание в воздухе взвешенных частиц корма, образо­вание ядовитых продуктов распада белка (аммиак) и других веществ, плохая вентиляция — все это понижает сопротивляемость организма, открывает «ворота» для возбудителей болезней и способствует поражению орга­нов дыхания, пищеварения, кожи. Чем больше скучен­ность животных, тем вероятнее контакт между ними, а следовательно, выше процент случаев кожных и других заболеваний.

. Резкое изменение температуры, переохлаждение или перегревание орга­низма также понижают его резистентность и создают благоприятные условия для развития патогенных микро­организмов. Значение температуры в возникновении инфекции можно продемонстрировать на следующем примере. Куры обычно не болеют сибирской язвой, так как температура их тела в 42°С неблагоприятна для развития возбудителя. Но если организм курицы охла­дить путем погружения ее конечностей в холодную воду (по Л. Пастеру) и в это время ввести возбудителя болезни (сибирской язвы), то птица заболевает. Данный пример показывает, что в возникновении и развитии инфекции большую роль играет влияние физических факторов на организм животного.