Безопасность продовольственного сырья и продуктов питания. Микробиологические аспекты. Часть 1. Учебное пособие

Вибрион продуцирует гемолизин (разрушает эритроциты крови) и энтеротоксин. Пищевые токсикоинфекции возникают у лиц, употребляющих в пищу сырую рыбу. Существует опасность занесения вибриона с замороженными продуктами (креветками, крилем и др.).

Иерсинии. Возбудители гастроэнтерита (псевдотуберкуле-

за) Yersinia pseudotuberculosis – коккобактерии, не образующие спор, грамотрицательные факультативные анаэробы. Активно размножаются при температуре 20 – 28 °С (оптимум), но и при 0 – 4 °С идет интенсивное размножение (эта способность приводит к массовому накоплению их в пищевых продуктах, длительно хранящихся в холодильнике).

Yersinia enterocolitica (возбудитель кишечного иерсиниоза) – подвижные палочки; носителями являются животные (зайцы, кролики, обезьяны, свиньи). Температурный оптимум 20

– 26 °С. Факультативные внутриклеточные паразиты. Патогенность связана с действием цитотоксинов.

Бактерии Yersinia enterocolitic широко распространены в окружающей среде, выделяются от больных людей и животных. В открытых водоемах не только выживают, но и размножаются. Устойчивы к низким температурам. В молоке способны размножаться как при комнатной температуре, так и в условиях холодильника.

Листерии. Установлено существование 7 различных видов Listeria. Заболевания у человека (листериоз) вызывает лишь

Listeria monocytogenes.

Листерии – мелкие аэробные палочки, грамположительные, не образующие спор. Температурный диапазон развития 25 – 60 °С, оптимум 30 – 37 °С, могут размножаться при 0 °С, не погибают при замораживании.

Листерии широко распространены в природе: в почве, воде. Человек заражается листериями при употреблении инфицированной воды и пищевых продуктов. Листериоз встречается у домашних и диких животных, у птиц и грызунов.

Листерии очень устойчивы: при комнатной температуре в воде и почве сохраняются до 7 лет, остаются жизнеспособными в

81

течение часа при 55 °С, при кипячении погибают через 3 мин. В мороженом мясе сохраняются до 14 мес., во льду – 5,5 мес., в крепких соленых растворах – 2 мес. При варке мяса (куски толщиной 8 – 10 см) они погибают в течение 1 ч. Ингибирует рост листерий кислая среда (pH < 4,7), а также коптильная жидкость.

Listeria monocytogenes выделена из многих пищевых продуктов, в т. ч. из сырого молока, мороженого, мягкого сыра, замороженных и консервированных омаров, крабов и др.

Заболевание характеризуется сепсисом (острым и хроническим), явлениями менингоэнцефалита, который в большом проценте случаев приводит к смертельному исходу.

5.2.2. Пищевые интоксикации (токсикозы)

Бактериальные токсины (продуцируемые микроорганизмами) загрязняют пищевые продукты и являются причиной острых пищевых интоксикаций.

Пищевые интоксикации можно условно подразделить на бактериальные токсикозы и микотоксикозы.

Бактериальные токсикозы. Типичными примерами бактериальных токсикозов являются стафилококковое отравление, ботулизм, септическая ангина.

Стафилококковое пищевое отравление. Род Staphil-ococcus

включает 19 видов, но только некоторые связаны с организмом человека. Среди них:

-S. aureus – стафилококк золотистый;

-S. epidermidis – стафилококк эпидермальный;

-S. saprophyticus – стафилококк сапрофитный.

Чаще всего заболевания вызывают золотистые, реже эпидермальные, и еще реже – сапрофитные стафилококки.

Стафилококки поселяются на слизистых оболочках рта, носа, в кишечнике, на коже уже в первые дни жизни человека (условия роддомов этому способствуют особенно).

Эти бактерии – факультативные анаэробы, вырабатывают разные токсины. Стафилококки образуют ферменты, расщепляющие многие белки и углеводы. В некоторых случаях присутствие стафилококков полезно, так как они тормозят размно-

82

жение более вредных микроорганизмов, вызывающих инфекционные заболевания.

Золотистые стафилококки – грамположительные бактерии. Диапазон роста и токсинообразования 6 – 45 °С, оптимум 30 – 37 °С. Интенсивно размножаются и при комнатной температуре (18 – 20 °С). Не развиваются в кислой среде при pH ниже 4,5. Стафилококки хорошо переносят высушивание, солнечный свет (погибают через несколько часов). При комнатной температуре остаются жизнеспособными на предметах ухода за больными в течение 35 – 50 дней. При кипячении гибнут мгновенно, прогревание при 70 °С выдерживают в течение часа, при 80 °С – 20 – 40 мин. Устойчивы к замораживанию, действию химических веществ, могут развиваться в пищевых продуктах при концентрации соли 10 – 15 % мас. и высоком содержании сахара – до 50 % мас. Ингибируют рост бактерий уксусная, лимонная, молочная, фосфорная кислоты, вакуумная упаковка, повышенная концентрация соли и сахара.

Возникновение пищевых отравлений стафилококковой природы связано с действием энтеротоксинов. Известно 6 энтеротоксинов: A, B, C, D, E и F. Выделены и получены 2 формы энтеротоксина С – С1 и С2. Наиболее часто при пищевых отравлениях встречается энтеротоксин А. Он весьма устойчив к нагреванию (для полного разрушения необходимо кипячение около 2 ч или 30-минутное прогревание при 120 °С).

Основной источник заражения пищевых продуктов энтеротоксигенными стафилококками – люди, страдающие гнойничковыми заболеваниями кожи, или носители. Распространение возбудителя происходит воздушно-капельным, воздушно-пылевым и контактным путями. Иногда стафилококк попадает в пищу от больных животных, например, в молоко (от коров, страдающих стафилококковым воспалением вымени – маститом), в мясо. Благоприятной средой для роста и развития стафилококков являются кондитерские изделия (особенно с заварным кремом), в которых концентрация сахара составляет 50 % мас., сметана, творог. и др.

Пищевые продукты, пораженные стафилококками, обычно не имеют внешних признаков порчи. Инкубационный период – от 30 мин до 6 ч.

83

Ботулизм. Тяжелое пищевое отравление, часто со смертельным исходом, наступает при употреблении продуктов питания, содержащих токсин бактерий Clostridium botulinum. Известны следующие 7 типов возбудителей ботулизма: A, B, C, D, E, F, G. Ботулизм человека (кроме детского ботулизма F) обычно вызывается токсинами типов А, В и Е, ботулизм у животных – токсинами типов С и D. Ботулиновую палочку относят к опасным патогенным микроорганизмам, а ботулинический токсин – один из самых сильнодействующих ядов в мире; входит в арсенал биологического оружия.

Clostridium botulinum – крупные грамположительные палочки, строгие анаэробы. Оптимальная температура роста и токсинообразования 30 – 37 °С. Бактерии не развиваются и не продуцируют токсин при pH ниже 4,0; при температуре ниже 3 °С; при содержании соли 6 – 10 % мас.

Естественной средой обитания Clostridium botulinum является кишечник многих животных, рыб, моллюсков, почва, куда микроорганизмы постоянно попадают с испражнениями. Погибают при 100 °С через 5 – 6 ч, при 105 °С – через 2 ч, при

120°С – через 10 мин.

Вбольших кусках мяса, в банках большой вместимости споры могут оставаться жизнеспособными и после автоклавирования. В замороженных пищевых продуктах споры сохраняют способность прорастать в течение нескольких месяцев.

Попав в анаэробные условия (консервы), размножающиеся клостридии ботулизма выделяют в среду токсины. Один из них –

нейротоксин − является самым сильным из всех известных биологических ядов.

Он получен в кристаллическом виде, 1 мг содержит до 100 млн смертельных доз. Токсин устойчив к действию пищеварительных ферментов, действию соляной кислоты желудочного сока, к кипячению в течение 10 – 15 мин, а также к замораживанию продуктов, маринованию, посолу, копчению. В консервах токсин может сохраняться несколько месяцев.

Попадая с пищей в кишечник, токсин всасывается в кровь и поражает центральную нервную и сердечно-сосудистую систе-

84

мы. Инкубационный период – от 12 до 24 ч, но может быть и короче (2 – 6 ч) или длительнее (14 дней). Основные признаки заболевания: расстройства зрения, речи, дыхания, параличи, слабость, головная боль.

Продукты, послужившие причиной отравления, различны: чаще всего это растительные консервы (с низкой кислотностью), сырокопченые окорока, мясные и рыбные слабозасоленные, вяленые и копченые изделия, приготовленные в бытовых условиях или упакованные с вакуумированием. Развитие микроба и накопление токсических веществ могут происходить "гнездно" – в виде очагов в толще продуктов, где создаются анаэробные условия. Этим объясняются единичные случаи отравления при употреблении одной и той же пищи многими лицами.

При размножении возбудителя обычно не наблюдаются органолептические изменения продукта, лишь в некоторых случаях отмечается бомбаж банок консервов и сырный запах прогорклого масла.

Профилактика ботулизма включает в себя:

-быструю переработку сырья и своевременное удаление внутренностей (особенно у рыб);

-соблюдение режимов стерилизации консервов;

-запрещение реализации консервов с признаками бомбажа без дополнительного лабораторного анализа;

-пропаганда среди населения опасности домашнего консервирования, особенно герметически укупоренных консервов из грибов, мяса и рыбы.

5.3. Грибные пищевые интоксикации (микотоксикозы)

Микотоксикозы (от греч. mukosгрибки, toxicon – яд) – заболевания, причиной которых являются грибы, накапливающие токсические (ядовитые) вещества в пищевых продуктах (микотоксины). Различают первичный (острый или хронический) и вторичный (следствие взаимодействия микотоксинов с другими факторами среды) микотоксикозы.

85

Причиной микотоксикозов являются грибы родов

Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Claviceps и др. (афлатоксикоз,

фузариотоксикоз, эрготизм).

Афлатоксины (АТ). Термин «афлатоксины» относится к группе близких соединений, продуцируемых микроскопиче-

скими грибами Aspergillus flavus, A. рarasiticus.

К семейству афлатоксинов относится более 20 соединений, 4 из которых – основные: В1, В2, G1, G2. Остальные – их производные или метаболиты (М1, М2 и др.). Наиболее токсичные и распространенные – афлатоксины В1.

Афлатоксины практически не разрушаются в процессе обычной технологической или кулинарной обработки. Полное их разрушение может быть достигнуто путем обработки аммиаком или гипохлоритом натрия.

Оптимальной температурой для образования токсинов является температура 27 – 30 оС, хотя синтез возможен и при 40 – 42 оС. Например, во время хранения зерна максимальное образование АТ происходит при температуре 35 – 45 оС. Вторым решающим фактором, определяющим рост грибов и синтез афлатоксинов, является влажность субстрата и атмосферного воздуха (для крахмалосодержащего сырья (зерно) влажность должна быть более 18 %, для липидосодержащего сырья (арахиса, масличных) – более 9 %). При относительной влажности атмосферного воздуха ниже 85 % синтез афлатоксинов прекращается.

Афлатоксины обладают сильным канцерогенным, мутагенным и тератогенным действием, органом-мишенью является печень. ЛД50 афлатоксина В1 для человека составляет 2 мг/кг массы тела. Чаще всего и в наибольших количествах афлатоксины обнаруживаются в арахисе, кукурузе, семенах хлопчатника. В значительных количествах они могут накапливаться в различных орехах, семенах масличных культур, пшенице, ячмене, зернах какао и кофе.

ПДК афлатоксина В1 в пищевых продуктах (кроме молока) − не более 0,005 мг/кг, для молока и молочных продуктов – 0,001 мг/кг. В продуктах детского и диетического питания присутствие афлатоксинов не допускается.

86

Охратоксины представляют собой группу родственных метаболитов некоторых видов Aspergillus ochraceus и Penicillium viridicatum. Различают охратоксины А, В, С. Чаще всего встречается охратоксин А, редко − В. Охратоксины преимущественно поражают почки. При остром токсикозе патологические изменения выявляются в печени, лимфоидной ткани, желудочно-кишечном тракте. Охратоксин А обладает сильным тератогенным действием.

Обнаруживаются охратоксины в зерновых культурах (кукуруза, пшеница, ячмень). В связи с загрязнением кормового зерна и комбикормов обнаружены в животноводческой продукции.

Охратоксины являются стабильными соединениями: например, при длительном прогревании пшеницы, загрязненной охратоксином А при температуре 250 – 300 °С его содержание снижалось лишь на 32 %.

Патулин – опасный микотоксин, продуцентами которого являются различные виды микроскопических грибов рода Penicillium и Aspergillus, однако наиболее часто продуцируют патулин грибы Penicillium patulum u Penicillium expansum. Ток-

синообразование наблюдается при температуре 21 – 30 оС. Патулин обнаруживается в яблоках, грушах и др. косточко-

вых фруктах и ягодах, а также в соках и пюре. Патулин оказывает на организм человека и животных мутагенное действие (изменение генетической информации), тератогенное (приводящее к отклонениям в развитии плода и появлению уродств) и некротическое действие (вызывает гибель клеток). Он обнаруживается в испорченных фруктах, овощах, ягодах и продуктах их переработки – соках, джемах, компотах. Наиболее часто грибамипродуцентами патулина поражаются яблоки, где содержание токсина может доходить до 17,5 мг/кг. Патулин концентрируется в основном в подгнившей части яблока, в отличие от томатов, где он распределяется равномерно во всем продукте. Цитрусовые и некоторые овощные культуры, такие, как картофель, лук, редис, редька, баклажаны, тыква, хрен обладают естественной устойчивостью к заражению грибами, продуцирующими патулин.

87

ПДК патулина в фруктовых и овощных соках, пюре – не более 0,05 мг/кг, в продуктах детского и диетического питания его присутствие не допускается.

Трихотецены. В настоящее время известно более 40 трихотеценовых микотоксинов (ТТМТ). В зависимости от структуры трихотиценового ядра ТТМТ делят на 4 группы: А, В, С, D. В природных условиях в качестве контаминантов пищевых продуктов и кормов обнаружены только 4 представителя трихотеценов: Т-2 токсин (группа А), ниваленол (группа В), дезоксиниваленол (группа В) и диацетоксискирпенол(группа А). Более токсичны микотоксины типа А.

Различные виды грибов рода Fusarium, к которым относится большинство продуцентов этих токсинов, отличаются выраженной способностью приспосабливаться к изменяющимся условиям существования, что обусловливает возможность перехода их от сапрофитной стадии роста к паразитированию на тканях высших растений, ослабленных вследствие воздействия каких-либо неблагоприятных факторов окружающей среды.

Основные продуценты Т-2 токсина были выделены из кормов и продовольственного сырья, явившихся причиной алиментарных токсикозов как сельскохозяйственных животных, так и людей. Т-2 токсин является одним из наиболее токсичных представителей группы ТТМТ, токсичное действие которых характеризуется поражением кроветворных органов, анемией, нарушением функций желудочно-кишечного тракта.

В настоящее время у нас в стране и за рубежом (Краснодарский край, Украина, Молдавия) отмечается увеличение заболеваний посевов пшеницы, ячменя и др. колосовых культур фузариозом (развитию способствует дождливая погода). Грибы рода Fusarium образуют на зерне фузариотоксины. Одним из группы трихотеценовых является дезоксиниваленол (вомитоксин). В условиях, благоприятных для развития этих грибов (см. ниже), содержание токсина в зерне кукурузы, пшеницы, ячменя может достигнуть 30 – 40 мг/кг.

Грибы рода Fusarium в естественных условиях интенсивно накапливают токсины при повышенной влажности и пониженной температуре. В лабораторных условиях при культивировании

88

токсичных штаммов Fusarium на зерновом субстрате максимальное образование Т-2 токсина наблюдалось через 4 – 6 недель при температуре 8 – 12 оС. При 24 оС и выше этот процесс значительно тормозится. Температурный оптимум продуцирования дезоксиниваленола значительно выше: 24 – 28 оС. Снижение температуры инкубации до 19,5 оС почти полностью подавляет этот процесс.

Признаком скрытых фузариозов считают розовое или ма- линово-красное окрашивание зерен, а также морщинистость и вздутость. С зерновыми продуктами, зараженными грибами Fusarium, связаны два известных заболевания людей. Одно из них, получившее название «пьяный хлеб», возникает при использовании в пищу фузариозного зерна. Заболевание сопровождается пищеварительными расстройствами и поражением нервной системы (человек теряет координацию движений, затем возможны паралич и смерть). Это происходит вследствие накопления в зерне вомитоксина. Отравлению «пьяным хлебом» подвержены и сельскохозяйственные животные, причем ядовитым может быть не только зерно, но и солома.

Второе заболевание – алиментарная токсическая алейкия – отмечалось в СССР во время второй мировой войны при использовании в пищу перезимовавшего под снегом зерна. Болезнь вызывалась токсикогенными штаммами микрогрибов, выделившими в зерне ядовитые вещества (липиды). Наиболее токсичны перезимовавшие под снегом просо и гречиха, менее опасны пшеница, рожь и ячмень. Зерно, сохранившее всхожесть, не вызывает отравления, так как в первую очередь грибами и токсинами поражается зародыш.

Пригодность партий зерна, содержащих фузариозные зерна, оценивается по количеству в них вомитоксина. Исследование фуражного зерна и других кормов на вомитоксин проводят станции защиты растений, агрохимические и ветеринарные лаборатории.

ПДК Т-2 токсина не должна превышать 0,1 мг/кг. ПДК вомитоксина – не более 1 мг/кг в сильной и твердой пшенице и до 0,5 мг/кг в мягкой пшенице и других зерновых, крупе, муке. На кормовые цели зерно может быть использовано при концентрации вомитоксина не более 2 мг/кг.

89

Зеараленон и его производные также продуцируются микроскопическими грибами рода Fusarium. Он впервые был выделен из заплесневелой кукурузы в 1962 году.

Максимальное токсинообразование наблюдается при культивировании на зерновых субстратах (рис, пшеница, кукуруза). При этом инкубация проводится в 2 этапа: сначала 2 недели при 22 – 25 оС, а затем 8 недель при 15 оС. При влажности субстрата ниже 25 % токсинообразование резко снижается.

Токсичность зеараленона заключается в мутагенном действии на организм человека и развитии тяжелого гиперэстрогенизма у домашнего скота.

ПДК зеараленона в зерне, зерновых продуктах, орехах, семенах масличных, жирах, маслах – 1 мг/кг; в продуктах детского и диетического питания его присутствие не допускается.

Эрготоксины – основные действующие вещества из плодовых тел микрогриба спорыньи. Этот гриб поражает главным образом, рожь, а также пшеницу, овес, ячмень и другие злаки. Эрготоксины обладают выраженной биологической активностью. Под их воздействием наступает спазм гладкой мускулатуры кровеносных сосудов, развиваются галлюцинации, снижается эффект от адреналина и серотонина.

Отравления возникают при попадании в пищеварительную систему склероциев спорыньи (вместе с зерном, мукой, печеным хлебом). В процессе выпечки хлеба из муки, загрязненной эрготоксинами, их содержание в пшеничном хлебе падает почти до нуля, а в ржаном – на 85 %. При длительном хранении муки с измельченными склероциями в течение не менее 2 лет содержание в ней эрготоксинов значительно снижается.

Основные симптомы отравления спорыньей проявляются в двух клинических формах: гангренозной и конвульсивной. При гангренозной форме наблюдаются острые боли и чувство жжения в конечностях, развитие сухой гангрены (вплоть до отторжения мягких тканей или целых конечностей). Наиболее тяжелой формой является конвульсивная, характеризующаяся психическими расстройствами, возникающими через 2 – 3 недели, а иногда на третьи сутки (в тяжелых случаях).

90