Пищевая микробиология. Учебное пособие для студентов магистратуры по направлению подготовки 19.04.01 «Биотехнология» всех форм обучения

Для консервирования кислых соков применяют бензойную кислоту в виде натриевой соли, которая хорошо растворяется в воде. 0,05...0,1%-й бензойнокислый натрий губительно действует на дрожжи и плесени, слабее – на бактерии. Этот консервант безвреден для человека.

В последние годы в качестве антисептика стали широко использовать сорбиновую кислоту, которая подавляет в кислой среде развитие плесеней и дрожжей. Ее успешно применяют в сочетании с сахаром, например при выработке протертой ягоды. Эта кислота также безвредна для человека.

Кроме антисептиков для консервирования продуктов используют винный (этиловый) спирт, уксусную или молочную кислоту. Высокая концентрация кислот делает продукт непригодным к употреблению, поэтому их используют для заготовки полуфабрикатов или применяют в сочетании с другими методами консервирования. Например, при производстве маринадов используют невысокие дозы уксусной кислоты и стерилизацию в герметически укупоренной таре.

Микробиологические методы. При квашении, солении, мочении продукции, а также при производстве вина происходят микробиологические процессы, в результате которых образуется консервант – молочная кислота или спирт.

Однако для консервирования продуктов только молочной кислотой или спиртом необходима высокая их концентрация, которая не может образоваться в результате микробиологических процессов. Поэтому здесь также применяют сочетание физических (хранение при низкой температуре) и химических (применение спирта или соли) методов консервирования.

Консервы, которые выпускают в банках без стерилизации, называют пресервами. Они сохраняются благодаря применению консервирующих веществ (сахара, соли, уксусной кислоты и т. д.) или хранению при низкой температуре.

Стерилизация и пастеризация консервов

Под стерилизацией (в широком смысле слова) понимают уничтожение всех жизнеспособных микроорганизмов в стерилизуемом объекте с помощью высокой температуры, химических веществ

идругих факторов.

Вконсервном производстве достигнуть полной стерильности консервов не удается по ряду причин, главной из которых является снижение пищевой ценности и ухудшение органолептических показателей готовой продукции при длительной термической обработке.

101

Поэтому при консервировании стерилизация должна обеспечивать промышленную стерильность продукта.

В консервированном продукте промышленной стерильности должны отсутствовать микроорганизмы, способные развиваться при температуре хранения, установленной для данного вида (партии) консервов. Промышленно стерильные консервы не содержат микроорганизмы и вещества микробного происхождения, опасные для здоровья потребителя.

Использование терминов стерилизация и пастеризация в консервной промышленности имеет свою специфику.

Стерилизация консервов – процесс нагревания, обеспечивающий полную гибель нетермостойкой неспорообразующей микрофлоры и уменьшение числа спорообразующих бактерий до определенного, заданного уровня, достаточного для предотвращения порчи продукта

при температуре 15–30 С, а в случае необходимости и при более высокой температуре и гарантирующий по микробиологическим показателям безопасность употребления консервов в пищу.

Стерилизуют обычно продукцию, имеющую низкую и среднюю кислотность. Стерилизацию укупоренной продукции проводят в авто-

клавах при 110–120 С (паром под давлением) или без тары в тонком

слое при более высокой температуре 120–150 С с последующей расфасовкой продукции в стерильную тару. Герметизацию консервов в этом случае проводят а атмосфере, не содержащей микроорганизмы, т. е. создают асептические условия.

Пастеризация консервов – процесс нагревания, обеспечивающий гибель в продукте дрожжей, грибов и вегетативных форм бактерий, достаточной для предотвращения порчи продукта, содержащего вещества, предотвращающие развитие споровой микрофлоры и гарантирующие по микробиологическим показателям безопасность употребления консервов в пищу.

Пастеризацию в консервной промышленности применяют для высококислотных овощных и плодово-ягодных консервов. Герметично укупоренные консервы пастеризуют в аппаратах открытого типа

или автоклавах при температуре 100 С и ниже, а при асептическом

консервировании при температуре, достигающей 130 С.

Таким образом, под стерилизацией и пастеризацией в консервной промышленности подразумевают различную степень нагревания продукта, приводящую к получению микробиологически стабильного консервированного продукта, но содержащего микроорганизмы, не способные развиваться в нем при хранении в определенных температурных условиях.

102

В консервированных продуктах возможно развитие остаточной микрофлоры, но они способны ограниченное время храниться без порчи при температуре 2–15 С.

8.2. МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ КОНСЕРВНЫХ ПРОИЗВОДСТВ

В соответствии с требованиями нормативно-технической документации для выработки доброкачественных, микробиологически стабильных консервов на предприятиях консервной промышленности принимаются меры, которые предотвращают инфицирование перерабатываемого сырья. С этой целью проводят микробиологический контроль продуктов, подготовленных к стерилизации.

Проверка бактериологической обсемененности содержимого консервных банок перед стерилизацией включает два определения: общей бактериальной обсемененности и спор мезофильных анаэробов.

Определение общей бактериальной обсемененности проводят ежедневно каждую смену на каждой линии и по каждому виду вырабатываемых консервов. Для анализа отбирают три пробы образца через 1 час после начала работы линии. Предельно допустимое значение общей бактериальной обсемененности колеблется в широком диапазоне и зависит от вида консервов (от 200 до 50000 клеток в 1 г).

Выявление спор мезофильных и облигатно-анаэробных бактерий (клостридий) – возбудителей бомбажа в консервах проводят в следующих случаях:

–при установлении повышенной бактериальной обсемененности консервируемых продуктов перед стерилизацией;

–при установлении брака готовой продукции (бомбажа, хлопуши, ослизнения, плесневения, брожения);

–при профилактическом микробиологическом контроле, но не реже одного, двух раз в неделю по каждому виду вырабатываемой продукции с каждой линии.

При обнаружении повышенной бактериальной обсемененности содержимого консервных банок перед стерилизацией спор мезофильных облигатных анаэробов выявляются и устраняются очаги загрязнения. Для этого проводят последовательное микробиологическое исследование всей технологической линии, а также общего санитарного состояния цеха.

103

При промышленной стерилизации консервов в них могут содержаться единичные жизнеспособные микроорганизмы, называемые остаточной микрофлорой консервов. Видовой состав остаточной микрофлоры и возможный характер порчи зависят от стерилизуемого продукта и режима стерилизации.

Так, в остаточной микрофлоре стерилизуемых консервов

обнаруживаются, главным образом, спорообразующие бактерии. Это кислото- и газообразующие мезафильные аэробные и факультативно-

анаэробные бактерии рода Bacillus (Bacillus subtilis, Bacillus meganterium, Bacillus cereus), кислотообразующие термофильные аэробы Bacillus stearothermophilus, Bacillus aerothermophilus, мезофильные гнилостные анаэробы Clostridium putrificum и Clostridium sporogenes, а также другие маслянокислые бактерии.

Наибольшую опасность представляют Bacillus cereus и Clostridium botulinum, поэтому применяемые режимы стерилизации должны обеспечить безопасность консервов в отношении пищевых отравлений.

В остаточной микрофлоре консервов с высокой кислотностью, которые подвергаются пастеризации, помимо спорообразующих могут сохраняться некоторые бесспоровые бактерии (молочнокислые бактерии, другиекокковые формы), микроскопическиегрибы и дрожжи.

Наиболее распространенными видами порчи консервов являют-

ся бомбаж, плоско-кислая и сероводородная порча.

Бомбаж – возникает при развитии оставшихся после стерилизации бактерий, образующих в результате метаболизма газов (углекислый газ, сероводород, аммиак, молокулярный водород). В банках повышается давление и донышки или крышки банок всучиваются, в банках могут даже образоваться свищи.

Возбудителями бомбажа консервов низкой и средней кислотности (рН более 4,2–4,4) чаще всего являются Clostridium putrificum, Clostridium sporogenes, Clostridium perfringens, Clostridium thermosaccharoliticum. Помимо газов эти бактерии могут образовывать летучие органические соединения, в результате чего содержимое консервных банок пенится, появляется гнилостный и кисло-сырный запах.

Бомбаж некоторых овощных и фруктовых консервов помимо вышеуказанных микроорганизмов могут вызывать кислотоустойчивые аэробные споровые палочки Bacillus polymyxa, при этом продукт имеет кислый запах, ослизняется.

Плоско-кислая порча – закисание продукта без внешних изменений тары. Такой вид порчи чаще встречается у овощных и мясорастительных консервов. Возбудителями этого вида порчи являются термо-

фильные бактерии Bacillus stearothermophilus и Bacillus aerothermophilus,

104

а также Bacillus coagulans. Прокисший продукт в результате плоскокислой порчи обычно разжижается.

Сероводородная порча возникает в результате накопления

вконсервах сероводорода. Возбудителем порчи является термофильный анаэроб Clostridium nigrificans. Он не сбраживает углеводы и обладает слабыми протеолитическими свойствами. Сероводород образуется

врезультате разложения в белках серосодержащей аминокислоты цистеина. Содержимое банки чернеет, так как в ней растворяется сероводород, появляется неприятный запах, бомбаж при сероводородной порче не наблюдается. Случаи сероводородной порчи консервов редки.

Пастеризованные консервы, особенно укупоренные без удаления воздуха (повидло, джем, варенье, соки), могут подвергаться плесневению. Продукт приобретает затхлый привкус, в нем накапливаются спирты и кислоты. Помимо снижения качества, такие продукты небезопасны, так как некоторые плесени продуцируют микотоксины и афлотоксины.

Пищевые отравления консервами

Большую опасность представляет попадание и развитие в консервах возбудителя ботулизма, обладающего термоустойчивыми спо-

рами – Clostridium botulinum.

Возбудитель ботулизма – грамположительная спорообразующая палочка, в которой спора располагается на конце клетки, и клетка имеет вид теннисной ракетки, облигатный анаэроб. В благоприятных условиях для своего роста и развития выделяет в среду экзотоксин – один из наиболее сильных микробных ядов. Попадая с пищей в кишечник человека, токсин поступает в кровь, и поражает сердечнососудистую и центральную нервную систему. Смертность от ботулизма довольно высокая.

Споры возбудителя ботулизма при нарушениях технологического режима стерилизации могут сохранять свою жизнеспособность, а анаэробные условия в консервной банке и низкая кислотность консервов способствуют развитию возбудителей и образованию токсинов.

Причиной пищевых отравлений консервами могут быть также токсигенные мезофильные штаммы Clostridium perfringens и Bacillus cereus. Эти отравления являются токсикоинфекциями.

Микробиологический контроль. Готовые консервы подвер-

гаются сплошному визуальному контролю после 15 суток хранения на складе завода-изготовителя при температуре около 20 С и выборочному микробиологическому контролю. Термостатирование консервных

105

банок проводят при 37 С в течение 5 суток для того, чтобы ослабленные стерилизацией споры могли прорасти в вегетативные клетки, размножиться.

При обнаружении остаточной микрофлоры в готовых консервах реализация партии консервов задерживается, так как возникает необходимость дополнительного микробиологического исследования на присутствие термофилов, коагулазоположительного стафилококка,

атакже спорообразующих палочек, способных вызвать пищевое отрав-

ление: Clostridium botulinum, Clostridium perfringens и Bacillus cereus,

атакже выявление ботулинических токсинов.

Таким образом, контроль готовых консервов после стерилизации позволяет предотвратить случаи возникновения пищевых отравлений

игарантирует безопасность использования их в пищу.

Внастоящее время становится все более острой проблема контроля безопасности пищевых продуктов как на стадиях технологического процесса, так и на стадии выпуска готовой продукции. Для решения этой проблемы была разработана и в настоящее время применяется система анализа рисков – ХАССП (Hasard Analiysis and Critical Control Point – HAССP).

Сущность системы заключается в выявлении и контроле критических точек технологического процесса или параметров, влияющих на качество готовой продукции.

Несоблюдение технологических параметров на определенных стадиях производства, а также нарушение санитарно-гигиенических

правил изготовления, транспортировки, хранения могут привести к контаминации продуктов питания патогенными и условнопатогенными микроорганизмами, что способствует возникновению пищевых инфекций и отравлений.

Качество пищевых продуктов определяется комплексом органолептических, физико-химических и микробиологических показателей в соответствии с требованиями действующей нормативной документации. Важнейшими характеристиками пищевых продуктов является их безопасность и микробиологическая стойкость.

Гигиенические нормативы по микробиологическим показателям пищевых продуктов включают контроль за четырьмя группами микроорганизмов.

1. Санитарно-показательные микроорганизмы: КМАФАнМ – количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов;

106

БГКП (колиформные бактерии) – бактерии группы кишечной палочки;

энтерококки; кишечные бактериофаги (колифаги).

2.Условно-патогенные микроорганизмы: Escherichia coli;

Staphylococcus auereus; Bacillus cereus; сульфит-редуцирующие бактерии (Clostridium perfringens); бактерии рода Proteus; Vibrio parahaemolyticus.

3.Патогенные микроорганизмы: сальмонеллы; Listeria mono-

cytogenes.

4. Микроорганизмы порчи: дрожжи, плесневые грибы, молочнокислые бактерии, гнилостные бактерии.

Патогенные микроорганизмы попадают в воду, почву, воздух, на пищевые продукты из выделений больных людей и животных, а также из выделений бактерио- и вирусоносителей. Непосредственное обнаружение патогенных бактерий во внешней среде вызывает целый ряд трудностей, так как они присутствуют в объектах среды в низких концентрациях, и для их обнаружения и культивирования требуются довольно сложные питательные среды. А работа с патогенными микроорганизмами должна осуществляться специально подготовленными специалистами.

Показателями санитарного неблагополучия объектов внешней среды могут быть микроорганизмы, постоянно обитающие в организме человека и теплокровных животных (толстом отделе кишечника и в верхнем отделе дыхательных путей). Они в основном являются комменсалами и проявляют условно-патогенные свойства лишь при изменении условий. Такие микроорганизмы были названы санитарнопоказательными.

При санитарной оценке продуктов пользуются косвенными методами, позволяющими определить уровень загрязнения продукта выделениями человека (уровень фекального загрязнения). Чем выше этот уровень, тем вероятнее попадание в исследуемый объект патогенных микроорганизмов – возбудителей кишечных инфекций.

К таким методам относятся количественный метод определе-

ния количества мезофильных аэробных и факультативноанаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) и качественный метод определения санитарно-показательных микроорганизмов – бактерий группы кишечной палочки (БГКП).

Определение КМАФАнМ в пищевых продуктах позволяет судить о надежности термической обработки продукта; об эффективности мойки и дезинфекции оборудования; о соблюдении санитарно-

107

гигиенических условий производства и правил личной гигиены работников; об условиях хранения, транспортирования готовой продукции.

Вкачестве санитарно-показательных микроорганизмов для пищевых продуктов в нашей стране выбраны бактерии группы кишечной палочки, объединяющие следующие роды семейства Enterobacteriaceae: Escherichia, Enterobacter, Citrobacter, Klebsiella, Serratia.

Поэтому этот показатель нормируется для всех продуктов за исключением продуктов, вырабатываемых с использованием технически полезной микрофлоры (микрофлоры заквасок) – кисломолочных продуктов, сыров, кислосливочного масла и других. а также некоторых продуктов, которые подвергаются термической обработке.

Вготовых кулинарных изделиях, колбасах, студнях и других мясных продуктах, подвергнутых термической обработке, кроме того, оценивается общая бактериальная обсемененность; обсемененность продукта микробами группы кишечной палочки и протея.

Эти показатели отражают как качество обработки продукта, так

исанитарные условия его хранения.

Определение общей обсемененности продукта.

1.Подготовка пробы к исследованию. Отбирают по 5 г наружной и внутренней части изделия, приготавливают 10 % суспензию пробы в изотоническом растворе хлорида натрия (разведение 1 : 10). Пробы 5 г помещают в стерильную ступку, растирают, постепенно приливая 45 мл стерильного 0,85 % раствора хлорида натрия.

2.Определение общей обсемененности. Производят дополнительное разведение пробы 1 : 100 (10 % взвесь разводят в 10 раз), затем 1 мл этого разведения заливают МПА в стерильных чашках Петри, тщательно покачиванием перемешивают и инкубируют 48 ч при 37 °С. Общую обсемененность продукта рассчитывают на 1 г исследуемой пробы.

Контрольные вопросы и задания

1.Что называют антибиотиками, фитонцидами?

2.Назовите основные причины порчи пищевых продуктов.

3.Перечислите методы сохранения пищевых продуктов.

4.Какие методы консервирования продуктов существуют?

5.Расскажите о методах консервирования продуктов стерилизацией, замораживанием, высушиванием, обработкой ТВЧ?

108

6.Какиеантисептикиприменяютприконсервированиипродуктов?

7.В каких случаях необходимо сочетание различных методов консервирования?

8.Какие микробиологические показатели определяют при исследовании содержимого консервных банок до стерилизации?

9.На какие группы подразделяют консервированную продукцию?

10.Дайте определение понятиям «промышленная стерильность», «стерилизация консервов», «пастеризация консервов».

11.Что называют остаточной микрофлорой консервов? Какие микроорганизмы входят в ее состав?

12.Какие виды порчи консервов известны?

13.Назовите отравления микробного происхождения, связанные

супотреблением в пищу недоброкачественных консервов.

14.Сформулируйте задачи и роль визуального и микробиологического контроля готовых консервов.

15.В каких случаях проводят обязательный микробиологический контроль готовых консервов?

16.На каких этапах возможна контаминации сырья при изготовлении баночных консервов?

17.Какие допустимые формы микроорганизмов существуют при санитарно-микробиологическом исследовании консервов?

18.Расскажитеометодахстерилизацииипастеризацииконсервов.

19.Дайте определение понятию «промышленная стерильность». Назовите факторы, влияющие на термоустойчивость микроорганизмов.

20.Какие микроорганизмы относят к категории санитарно показательных?

21.О чем позволяет судить определение КМАФАнМ в пищевых продуктах?

22.Какие бактерии относятся к группе кишечной палочки?

23.В чем состоит методика определения общего микробного

числа?

24.Какие микроорганизмы относят к микрофлоре порчи?

25.Что называют бомбажом консервов?

26.В чем состоит плоско-кислая порча?

109

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В учебном пособии по курсу «Пищевая микробиология» отражены наиболее важные вопросы, лежащие в основе современных знаний о качестве и сохранении пищевых продуктов. Рассмотрены вопросы ферментативного участия микроорганизмов разных групп

впищевых производствах, техническая микрофлора, используемая

втехнологиях получения основных пищевых продуктов. Дана характеристика возбудителей и симптомов проявления заболеваний, передающихся с пищевыми продуктами и методы предотвращения распространения инфекций Показаны разнообразие и особенности микрофлоры молока, плодов и овощей, продуктов на основе переработки зерна, круп, регуляция деятельности микрофлоры, современные методы консервирования, предотвращения микробной порчи продуктов питания.

Изложены основные классификации типичных пищевых инфекций и пищевых отравлений, показаны отличия в мерах борьбы с проявлениями этих заболеваний микробной природы. Приведена классификация и механизмы воздействия факторов среды на развитие и размножение микроорганизмов, эффективность их применения в различных технологиях получения продуктов питания, их сохранности и консервирования.

Описаны методы санитарно-бактериологических исследований и требования к безопасности пищевых продуктов, признаки их порчи при организации пищевых производств, сырья, транспортировки и хранения готовой продукции.

Материал пособия сформирован таким образом, чтобы продемонстрировать обучающимся, что сегодняшний прогресс биотехнологии связан не только с получением эффективных штаммов продуцентов, но и с переходом к новым прогрессивным технологиям, основанным на последних достижениях в различных областях науки и техники.

Часть вопросов при освоении данного курса предусмотрена для самостоятельного изучения. Контролировать усвоение материала студенту помогут вопросы, имеющиеся после каждого раздела.

110