Лекция № 1

Пищевая микробиология - изучает микроорганизмы, применяемые в изготовлении разнообразных пищевых продуктов путем микробиологического синтеза, а также способы предотвращения их порчи, вызываемой микроорганизмами.

На использовании микробиологических процессов основываются такие отрасли как хлебопечение, виноделие, производство молочных и мясных продуктов, сохранение и переработка плодоовощной продукции.

Однако многие микроорганизмы играют отрицательную роль в жизни человека, являясь возбудителями болезней человека, животных и растений; они могут вызывать порчу пищевых продуктов, разрушение различных материалов и т.п. Для противоборства с такими микроорганизмами были открыты антибиотики — пенициллин, стрептомицин, грамицидин и др., которые являются продуктами метаболизма грибов, бактерий и актиномицетов.

Микроорганизмы дают человеку необходимые ферменты. Так, амилазу используют на предприятиях пищевой, текстильной, бумажной промышленности. Протеаза вызывает разложение белков в различных материалах. При консервировании фруктовых соков применяют такой фермент, как пектиназа. Микроорганизмы используют для очистки сточных вод, переработки отходов пищевой промышленности.

При анаэробном разложении органического вещества отходов образуется биогаз.

Целью дисциплины является изучение микробиологии однородных групп продовольственных товаров, влияния процессов жизнедеятельности микроорганизмов на формирование и изменение безопасности и качества товаров по микробиологическим критериями и роли микроорганизмов в процессе формировании санитарно-гигиенических условий обеспечения потребителей эпидемиологически безопасными товарами.

Учебные задачи дисциплины:

1. ознакомление с основными нормативно-правовыми документами, регламентирующими эпидемиологическую безопасность и качество продовольственных товаров по микробиологическим критериям;

2. изучение качества отдельных групп продовольственных товаров по основным микробиологическим показателям;

3. изучение микробиологических видов порчи отдельных групп продовольственных товаров;

4. изучение влияния микроорганизмов на формирование безопасности и качества продовольственных товаров в процессе полного жизненного цикла;

5. освоение методов определения качества продовольственных товаров по основным микробиологическим критериям и порядка оформления результатов микробиологических испытаний качества и безопасности, усвоение санитарно-гигиенических требований к персоналу, оборудованию и функционированию торговых предприятий.

Микробиология зерновых товаров

Зерно является основным продуктом сельского хозяйства. Оно перерабатывается в муку и крупу. В зерне содержатся углеводы, белки, жиры, витамины, минеральные соли и другие вещества. Воды в зерне значительно меньше, чем в овощах - 14%. Такая сравнительно невысокая влажность препятствует развитию микрофлоры, хотя на зерне находится большое коли­чество различных микроорганизмов. Основная масса их попадает на зерно во время уборки урожая вместе с пылью и части­цами почвы.

Микрофлора зерна

Микроорганизмы зерна подразделяют на сапрофитные, фитопатогенные и патогенные для человека и животных.

1. К группе сапрофитов относят эпифитные микроорганизмы, населяющие здоровые растения в процессе их роста и созревания. Эпифитными называют микроорганизмы, которые живут на поверхности растений и питаются за счет естественных выделений тканей растения. Микроорганизмы заносятся на растения ветром, осадками, насекомыми, птицами, из почвы. Эпифиты не внедряются в ткани растений и не оказывают вредного влияния на их развитие. Численный и видовой состав эпифитной микрофлоры растений зависит от температуры и влажности среды. При теплой влажной погоде среди эпифитов доминируют бесспоровые палочковидные бактерии, а в сухую жаркую погоду преобладающими становятся спорообразующие палочки видов B. subtilis, B. mycoides, B. mesentericus и др. В условиях влажной прохладной погоды часто размножаются мицелиальные грибы родов Fusarium, Rhizopus и др. Содержание микроорганизмов в зерне довольно значительно и достигает 210⁷ КОЕ/г.

Типичными эпифитами, постоянно присутствующими на поверхности зеленых растений, являются бактерии родов Erwinia и Pseudomonas.

Erwinia herbicola – мелкие бесспоровые грамотрицательные палочки, подвижные (имеют два полярных жгутика). На мясопептонном агаре образует гладкие колонии золотисто-желтого цвета. На зерне сразу после обмолота содержание Erwinia herbicola достигает 90…96 % от общего числа микроорганизмов. Преобладание бактерий данного вида является показателем свежести и доброкачественности зерна.

Pseudomonas fluorescens обнаруживается на зерне, имеющем повышенную влажность в момент уборки, и на морозобойном.

Численный и видовой состав зависит от:

1. Климатические условия. Например, во влажную погоду их количество возрастает, в сухую – уменьшается.

2. Обмен веществ. Растения с интенсивным обменом веществ имеют более богатую и разнообразную микрофлору.

3. Фаза зрелости зерна.

4. Морфологические особенности зерна: бороздки, шероховатость. Все это способствует скоплению микробов на зерне.

5. Технологические операции. в момент уборки, транспортировке и обмолота зерна оно сильно загрязняется почвой, песком и другими примесями, содержащими микробов.

Количественный состав микрофлоры зерна различен и зависит от вида растений. Численность микробов (в тыс. на 1 г зерна)

Рожь – 2500

Пшеница – 1500

Горох – 40

Кукуруза – 20

Микрококки, бациллы, дрожжевые грибы выявляются в значительном количестве лишь на влажном зерне, которое не было своевременно подсушено после обмолота и хранилось в ворохе в течение трех-четырех суток при температуре выше 10 С. На поврежденном зерне обнаруживаются бактерии родов Lactobacillus, Clostridium, Sarcina, Proteus.

Дрожжи родов Saccharomyces, Torulopsis, Candida не оказывают существенного влияния на сохранение и качество злаков, но при повышении влажности способствуют самосогреванию и появлению в зерне «амбарного» запаха.

Зерно злаковых культур часто содержит полевые грибы родов Alternaria, Fusarium, Helmintosporium и др. Мицелий указанных грибов наиболее часто в стадии молочной спелости проникает в зародыш и заходит в эндосперм. В результате образуются дефектные зерна: щуплые, пятнистые, с черным зародышем.

На сохранность и качество зерна влияют главным образом грибы родов Aspergillus, Penicillium, в меньшей степени – Mucor, Cladosporium, Fusarium, Trichoderma, Rhizopus, Trichothecium, Thamnidium. Эти грибы практически не выявляются на свежеубранном зерне, но обнаруживаются на хранящемся зерне, что может служить одной из причин его самосогревания и порчи. Степень зараженности зерна плесневыми грибами указанных родов зависит от обработки зерна (очистки, подсушивания), а также от возможного вторичного увлажнения зерна при перевозке или хранении.

При длительном хранении зерна с влажностью, не превышающей критическую, происходит постепенное снижение общего числа бактерий и грибов. При этом изменяется соотношение различных групп и видов микроорганизмов, обнаруженных на зерне в начале хранения. В процессе хранения полностью исчезает Erwinia herbicola, но сохраняются споровые виды, количество которых возрастает по отношению к общему количеству микроорганизмов. В значительной степени сохраняют свою жизнеспособность споры грибов Aspergillus, Penicillium.

2. К фитопатогенной группе относятся паразитические виды бактерий и грибов, живущие за счет растения-хозяина. В период роста и созревания они вызывают заболевания – бактериозы и микозы.

- бактериозы пшеницы, ржи, ячменя, кукурузы, риса. Возбудители – некоторые представители бактерий рода Pseudomonas. Заболевание выражается в появлении пятнистости и почернения колосковых чешуек, стержня колоса и верхней части стебля. При сильном развитии болезни зерна темнеют, становятся щуплыми и теряют в массе до 60…70 %.

- микозы зерновых культур – грибные заболевания – наиболее распространенными являются: спорынья, твердая или мокрая головня, фузариоз и др.

Заболевание спорыньей снижает урожай зерна. Кроме того, попадание склероций в зерно может вызвать сильные отравления человека и животных (токсикозы). Употребление в пищу хлеба из муки, содержащей рожки спорыньи, вызывает слабость, головокружение, судороги (отравление под названием «эрготизм»)

Примесь рожков спорыньи в зерне не должна превышать 0,05 %.

Головня. Пораженный колос имеет темноватый оттенок и напоминает обугленную лучину (отсюда произошло название «головня»). Во время уборки урожая и при обмолоте мешочки разрушаются и споры попадают на поверхность здорового зерна. Зерно приобретает запах селедочного рассола вследствие присутствия в спорах триметиламина. Споры твердой головни гигроскопичны, при отсыревании легко мажутся. Мука из зерна, пораженного твердой головней, приобретает темный оттенок неприятный запах и вкус, может вызвать раздражение слюнных желез и расстройство функций кишечника.

Фузариоз  это болезнь злаковых культур, возбудителем которой являются грибы рода Fusarium. При поражении зерна грибом вида F. graminearum в нем накапливаются микотоксины. Хлеб с примесью муки из фузариозного зерна может стать причиной отравления, известного под названием «пьяная болезнь».

3. Патогенные для человека и животных микроорганизмы являются случайными; они попадают на зерно из почвы, разносятся грызунами и животными. Из почвы на зерновые культуры могут попадать возбудители сибирской язвы, сапа, бруцеллёза, туляремии и др.