6.1 Микроорганизмы порчи пищевых продуктов

Микробиологическая порча пищевых продуктов всегда была проблемой и известна очень давно. Микробиологической порче могут подвергаться все пищевые продукты, включая молочные, яйца, фрукты, овощи, соки, рыбу, мясо убойных животных и птицы, так как они являются идеальным источником питательных веществ для бактерий, дрожжей и грибов. По некоторым оценкам из-за деятельности микроорганизмов теряется четверть всей производимой в мире пищевой продукции: потери зерновых и бобовых культур составляют не менее 10% от их производства, а для не зерновых культур, фруктов и овощей – до 50%. Диапазон микроорганизмов порчи очень широк. Некоторые наиболее быстро возникающие и заметные виды порчи белковых пищевых продуктов (мяса, птицы, рыбы, моллюсков и ракообразных, молока и ряда молочных продуктов) вызывают бактерии. К ним относятся грамотрицательные палочки (например, Pseudomonas, Shewanella, Xanthomonas), грамположительные спорообразующие микроорганизмы (например, Bacillus, Clostridium, Geobacillus и др.), молочнокислые (Leuconostoc, Lactobacillus, Pediococcus, Carnobacterium и др.) и другие грамположительные бактерии (Brochotrix, Micrococcus). Кроме перечисленных групп, порчу многих продуктов могут вызывать и микроорганизмы рода Enterobacteriaceae – большая группа бактерий, включающая, в том числе, и патогены. Так как риск для здоровья потребителей от применения испорченной или контаминированной микроорганизмами пищи очень высок, то задачей всех участников пищевой цепи (от выращивания сельскохозяйственного сырья до реализации готовых продуктов) является соблюдение надлежащей гигиенической и производственной практики на всех ее этапах.

Одним из универсальных показателей микробиологической безопасности и устойчивости пищевой продукции к порче является количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ). Принято считать, что чем выше КМАФАнМ (иногда называют «общая микробная обсемененность») в пищевом продукте, тем больше вероятность порчи продукта и/или присутствия в нем патогенных бактерий (таблица 2.51).

Таблица 2.51

Количественные критерии санитарно-показательного значения мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов

Количественный критерий, КОЕ/г(см3) (КОЕ/см2)	Санитарно-гигиеническое значение
1	2
Для пищевой продукции
103–104 более 105 106–107 107–108	Продукт свежий, доброкачественный и стоек при хранении. Нарушение технологических и санитарно-гигиенических режимов при изготовлении продукта. Потенциальная опасность, возможно развитие патогенных микроорганизмов. Порча пищевого продукта.

Продолжение таблицы 2.51

1	2
Для среды технологического окружения на пищевом предприятии
<1 2–10 11–100 101>1000	Отлично. Хорошо. Необходима своевременная дезинфекция. Выход из-под контроля, необходимы остановка производства и поиск причины сбоя.

Однако на пищевые продукты, изготовленные с применением микробных заквасок (кисломолочные продукты, сыры, творог, сыровяленые и сырокопченые колбасы и др.), данное утверждение не распространяется из-за присутствия полезной специфической микробиоты, исчисляемой миллионами КОЕ. Количество МАФАнМ пищевого продукта зависит от многих факторов, которые делят на:

– внутренние (физико-химические и структурные характеристики собственно пищевого продукта – активность воды (а_w), значение рН и окислительно-восстановительного потенциала (ОВП или rH), содержание доступных для микроорганизмов питательных и нативных антимикробных веществ);

– внешние (условия хранения продукта – температура, влажность и состав газовой среды);

– технологические (способы физико-химической обработки, которые приводят не только к изменению самого продукта, но и присутствующих в нем микроорганизмов);

– неявные (симбиотические, синергические и антагонистические взаимовлияния микроорганизмов под воздействием выше перечисленных факторов).

Эти факторы являются потенциальными причинами невозможности получения точных значений КМАФАнМ, поэтому для данного микробиологического норматива, как и для некоторых других, применяется так называемый «диапазон допусков», охватывающий десятичный порядок (таблица 2.50).

Рост дрожжей и плесеней обычно происходит медленнее, чем бактерий, но широкий диапазон занимаемых ими экологических ниш, способность утилизировать самые разные субстраты и выживать в гораздо более жестких условиях, чем вегетативные формы бактерий, делают их потенциально еще более опасными причинами порчи пищевых продуктов. В частности, это относится к дрожжам рода Zygosaccharomyces и родственных ему родов, которые обычно размножаются в пищевых продуктах с высоким содержанием сахара или соли. Дрожжи рода Saccharomyces более известны как ценный ингредиент пищевых продуктов и напитков. Но они могут приводить и к порче продуктов, в том числе и тех, ингредиентом которых они являются. Дрожжи рода Candida составляют четверть всех известных дрожжей, и гетерогенность их видов и штаммов обуславливает возможность порчи широкого диапазона пищевых продуктов. Порча напитков, особенно алкогольных бывает обусловлена, в основном, дрожжами родов Dekkera и Bretannomyces, которым уделяется большое внимание в производстве вин.

Допустимое содержание дрожжей регламентируется в ряде молочных продуктов (таблица 2.50), рыбных продуктах (пресервах, сушеной, вяленой и провесной рыбе, сухих концентратах, икре), макаронных изделиях, сахаристых и мучных кондитерских изделиях, восточных сладостях, быстрозамороженных овощах и фруктах, нестерилизованных овощных и фруктовых консервах и соках, кулинарных жирах, маргаринах, спредах, безалкогольных непастеризованных напитках, квасах, пастеризованном пиве и в некоторых пищевых добавках и колеблется от 50 до 1,0·10³ КОЕ в 1 г(см³).

Хотя дрожжи и плесневые грибы довольно часто нормируются как самостоятельные показатели, однако они образуют единую группу, в которой некоторые грибы растут и как дрожжи (поклеточно), и как плесени (пофиламентно). Плесневые грибы характеризуются специфическими свойствами, обуславливающими особые проблемы с микробиологической порчей пищевых продуктов. Хотя плесени очень разнообразны, среди них выделяют довольно ограниченную группу родов и видов, способных вызвать порчу практически всех пищевых продуктов:

– грибы рода зигомицетов (Zygomycetes), известные как « снежная (игольчатая) плесень», зачастую поражают пищевые продукты и очень быстро размножаются в них;

– плесени Penicilium и Aspergillus широко распространены и вызывают порчу многих пищевых продуктов, причем Aspergillus растут быстрее и при более высоких температурах и меньшей активности воды.

Грибы родов Alternaria, Cladosporium, Botrytis, Fusarium и др. могут присутствовать или их можно выделить из пищевых продуктов, но приводить к порче они, как правило, не могут. Плесени не только вызывают порчу пищевых продуктов, но некоторые из них способны к продукции микотоксинов (см. раздел 5.2), при этом загрязненный продукт может быть без признаков плесневения, а также контаминирован незначительным количеством плесневых грибов. Как упоминалось выше, для ряда пищевых продуктов дрожжи и плесени составляют обобщенный микробиологический норматив, в некоторых видах продовольствия дрожжи и плесени регламентируются как отдельные показатели. Однако имеются группы пищевой продукции, в которых регламентируется допустимое содержание только плесневых грибов (таблица 2.52).

Таблица 2.52

Перечень пищевых продуктов и допустимые уровни содержания в них плесневых грибов

Наименование групп продукции	Допустимые уровни, не более, КОЕ/г(см3)	Наименование групп продукции	Допустимые уровни, не более, КОЕ/г(см3)
1	2	3	4
Полуфабрикаты картофельные и овощные в тестовой оболочке быстрозамороженные	2·102	Зародыши семян зерновых, зернобобовых и других культур, хлопья и шрот из них, отруби	50–100
Сухие овощи и картофель:	2·102–5·102	Орехи	1·102–1·103
Концентраты пищевые	1·102	Чай	1·103
Кофе	5·102	Крупа, толокно, хлопья	50
Специи и пряности, пряные травы	1·102–1·103	Хлеб, булочные изделия и сдобные изделия	50
Отруби пищевые	50–100

Также важной характеристикой микроорганизмов порчи является использование их в роли индикаторов микробиологического качества пищевых продуктов, как текущего, так и при оценке сроков хранения или годности. Чтобы микроорганизм подходил на роль индикатора, он должен соответствовать следующим требованиям:

– присутствовать в определенных количествах во всех продуктах, качество которых проверяется с его помощью;

– обеспечивать обратно пропорциональную корреляцию между качеством продукта и своим развитием (размножением) и количеством;

– легко отличаться от остальных микроорганизмов, а также легко определяться и подсчитываться при помощи простых методик;

– подсчет его количества должен занимать минимальное время (наилучший вариант – не более одного рабочего дня);

– его развитие (размножение) не должно быть подвержено влиянию прочих видов микробиоты продукта.

Примеры индикаторных микроорганизмов для некоторых пищевых продуктов приведены в таблице 2.53. Эти продукты имеют устойчивую и ограниченную биоту, и их порча, как правило, вызывается присутствием и развитием единственного микроорганизма.

Таблица 2.53

Перечень пищевых продуктов и микроорганизмов-индикаторов

Микроорганизмы порчи	Пищевые продукты
Виды рода Acetobacter	Свежий сидр
Виды рода Bacillus	Хлебное тесто
Виды рода Byssochlamys	Консервированные фрукты
Виды рода Clostridium	Твердые сыры
Споры гнилостного анаэроба 617	Консервированные овощи
Молочнокислые бактерии	Пиво, вина
Lactococcus lactis	Необработанное (охлажденное) молоко
Leuconostoc mesenteroides	Сахар ( в процессе рафинирования)
Pectinatus cerevisiphilus	Пиво
Pseudomonas putrifaciens	Масло из коровьего молока
Дрожжи	Концентрированные фруктовые соки
Zygosaccharomyces bailii	Майонез, заправки для салатов

Завершая рассмотрение микроорганизмов порчи уместно сказать об источниках контаминации пищевых продуктов ими:

– почва и вода, которые рассматривают обычно вместе, т.к. многие из бактерий и грибов, населяющих их, имеют общие признаки. Микроорганизмы почвы попадают в воду с ветром и дождем, водные микроорганизмы – за счет испарения, формирования облака и последующего ливня. Исключение составляют микроорганизмы, обитающие в морской воде;

– растения и продукты из растений населяют только небольшая часть почвенных и водных микроорганизмов, способных прикрепляться к поверхности растений так, чтобы их было невозможно смыть, и способных удовлетворить свои пищевые потребности. Наиболее известные среди них – молочнокислые бактерии и некоторые дрожжи, а также фитопатогенные микроорганизмы;

– производственный инвентарь и тара содержат все группы микроорганизмов, населяющих поверхности продуктов, постоянно контактирующих с одним и тем же инвентарем и тарой;

– в воздухе и пыли обнаруживаются микроорганизмы, характерные для окружающей среды (некоторые грамположительные бактерии и дрожжи, множество плесневых грибов), при этом вентиляционные каналы – весьма важные источники этих микроорганизмов.