И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

______________

Типы порчи пищевых продуктов.Причины микробиологической порчи пищевых продуктов можно разделить на «внутренние», «внешние», «технологические» и «неявные». «Внутренние» причины — это физико-химические и структурные характеристики собственно пищевого продукта (активность воды, значение pH, окислительно-восстановительный потенциал, содержание доступных микроорганизмам питательных и нативных антимикробиальных веществ). «Внешними» причинам называют условия хранения пищевого продукта (температура, влажность и cocтав газовой среды, в которой он хранится). «Технологическими» причинами называют способы физико-химической обработки, нередко приводящие к изменению свойств пищевого продукта и, соответственно, его микробиоты. «Неявные» причины - это симбиотические, синергические и антагонистические взаимовлияния микроорганизмов под воздействием указанных выше факторов.

^*Термин «микробиота» используется нами вместо слова «микрофлора», как обозначение микроорганизмов порчи пищевых продуктов.

Порча пищевых продуктов происходит в результате сложного комплексного процесса, при котором размножение конкретного микроорганизма и, соответственно, скорость порчи данного пищевого продукта зависит от типа продукта («внутренние» причины), способа его упаковки и хранения («внешние» причины).

Размножение микроорганизмов порчи и/или способность вызывать порчу продуктов находится в зависимости от взаимодействия микроорганизмов между собой. Например, конкурентоспособность Pseudomonas ssp. повышается благодаря продуцированию сидерофоров, образующих хелатные комплексы с железом; образование субстратов для реакций порчи одним микроорганизмом с последующим использованием этих субстратов другим (так называемый метабиоз); «включение» реакций метаболизма, приводящих к порче, путем обмена информацией между клетками. Такая комплексность проблемы требует рассмотрения наряду с микроорганизмами, вызывающими порчу, и собственно пищевых продуктов как среды для их деятельности.

*Сидерофоры - выделяемые микроорганизмами вещества, переводящие железо в растворимую форму

Поведение микроорганизмов и его регулирование.Для предотвращения микробиологической порчи необходимо знать законы поведения микроорганизмов и их среду обитания. Следует знать как микроорганизмы, свойственные данному пищевому продукту, так и микроорганизмы, вызывающие его порчу. Например, на многих пищевых продуктах присутствуют плесени, которые почти никогда не приводят к их порче. И наоборот, присутствие грибов рода Alterna ria требует особого внимания, так как они продуцируют ряд довольно ядовитых микотоксинов. Однако их наличие (без размножения) в хранящемся зерне и пивоваренном сырье может быть показателем их свежести, так как к тому времени, когда они погибнут, зерно уже частично утратит способность к прорастанию.

Практическое использование знаний о конкретных микроорганизмах, вызывающих порчу и о пищевых продуктах, подверженных микробиологической порче для регулирования микробиологических параметров требует внедрения особых систем, технологий и методов. Наилучшую возможность контроля микробиологической порчи дает подход, основанный на НАССР (Hazard Analysis Critical Control Point ), оценка рисков и критических контрольных точек) и соответствующих пререквизитных программах (программах обеспечения обязательных условий типа «правильных методов производства, GMP) с оценкой рисков. Для практической реализации микробиологической безопасности пищевых продуктов необходимо знаnь методы выявления, идентификации и количественной оценки как собственно микробиальной порчи, так и вызывающих ее микроорганизмов. Наряду с провокационным тестированием и НАССР-анализом применяются и прогностические микробиологические модели. Хотя эти модели предназначены в первую очередь для определения роста, выживаемости и инактивации патогенов, постоянно разрабатываются модели и для определения микроорганизмов порчи.

Разнообразие микроорганизмов, которые вызывают порчу пищевых продуктов, требует, помимо пределов содержания патогенных микроорганизмов, установления соответствующих границ и для них. Многие традиционные способы консервирования были разработаны эмпирически, без полного понимания механизма действия используемого антимикробиального средства. При отказе от использования высокого содержания консервантов соответствующие процессы переработки необходимо пересмотреть как и сами основы консервирования. Контроль и регулирование микробиологической порчи по-прежнему является очень актуальным.

Порчу пищевого продукта можно определить как «любое изменение продукта, делающее его неприемлемым для потребления человеком». Утрата продуктом желаемых свойств и их изменения связаны в основном с размножением микроорганизмов порчи и с продуцируемыми ими внеклеточных ферментов: протеаз, липаз и карбогидраз. Контаминация микроорганизмами пищевых продуктов происходит на любых стадиях производства (начиная сбором урожая и заканчивая употреблением готового продукта). Многие из них способны размножаться в пищевых продуктах и приводить к их порче. Проявляется микробиологическая порча образованием слизи, видимых невооруженным глазом колоний бактерий, дрожжей или плесеней, выделением газа, помутнением жидких продуктов, обесцвечиванием и изменением вкусовых характеристик. С порчей пищевых продуктов ассоциируется наличие метаболитов: ацетона, метилэтилкетона и диметилсульфона в говядине, этилового спирта, служащего индикатором изменений качества термообработанных продуктов, включая консервы, маринованные куриные грудки, радужную форель, или триметиламина в протухшей рыбе. По некоторым оценкам вследствие микробиологической порчи теряется треть мирового производства пищевых продуктов.

С давних пор проблема микробиологической порчи пищевых продуктов известна в пивоварении, где пиво портят молочнокислые бактерии, приводя к его помутнению, появлению кислого привкуса и неприятного запаха. Все пищевые продукты: молочные, яйца, фрукты, овощи,соки, рыба, мясо крупного рогатого скота и птицы могут подвергаться микробиологической порче, так как они являются идеальным источником питательных веществ для микроорганизмов.

8.1. ИНДИКАТОРЫ ПОРЧИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

В прошлом веке исследователи пытались увязать обнаруживаемые метаболиты микроорганизмов с той пли иной степенью порчи мяса, что позволило бы прогнозировать его срок годности. Несмотря на большое число работ по изучению микробиологических изменений на поверхности мяса, физико-химические изменения, происходящие при колонизации микроорганизмами, изучены еще недостаточно. В процессе порчи эти изменения происходят в водной фазе мяса, в которой содержатся низкомолекулярные соединения: глюкоза, глюкоза-6-фосфат, молочная кислота, пируват, глюконат, пропионат, этанол, ацетат, аминокислоты, нуклеотиды, мочевина и водорастворимые белки. Эти субстраты последовательно катаболизирует микрофлора мяса.

У некоторых бактерий снижение содержания глюкозы вызывает переключение с сахарного на аминокислотный путь метаболизма. После утилизации бактериями глюкозы из поверхностного стоя они начинают метаболизовать другие субстраты, в частности свободные аминокислоты. При этом бактерии продуцируют протеолитические ферменты. Признаком утилизации аминокислот считается увеличение концентрации аммиака. Повышение содержания аммиака сопровождается образованием других продуктов метаболизма аминокислот: аминов, индола, скатола и сульфидов, что приводит к появлению характерного неприятного запаха испорченного мяса и повышению значения рН.

8.1.1. МЕТОДЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ МИКРОБИОТЫ ПОРЧИ

В пищевой промышленности широко используют иммуннологическими и молекулярно-генетическими методы идентификации. В иммунологических методах используют известные антитела, способные вступать в биохимическое взаимодействие с поверхностными антигенами конкретных бактерий, вызывающих порчу или контаминацию пищевых продуктов (ИФА – ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay)с применением иммуноферментного комплекса на носителе). Иммуноферментные комплексы на носителях используют для обнаружения пищевых патогенов, как Escherichia coli0157:Н7, токсинов, продуцируемых золотистым стафилококком Staphylococcus aureus,и протеаз, выделяемых бактериями порчи рода Pseudomonas. В молекулярно-генетических методах используют так называемые зонды, представляющие собой небольшие однонитевые сегменты ДНК, комплементарные участкам ДНК или РНК индуцируемых микроорганизмов (ПЦР и метод зондов). В случае присутствия в исследуемой пробе ДНК мертвых микроорганизмов при использовании метода ПЦР получают ложно положительные результаты. Проблемы могут возникнуть и вследствие присутствия ПЦР-ингибиторов, которые, как известно, присутствуют в матриксе сырной массы. Метод ПЦР требует затрат времени и поэтому не желателен при серийных анализах.

Количественные методы определения численности микроорганизмов в пищевых продуктах основаны на измерении АТФ-биолюминесценции, биоэлектрических явлений или на микроскопии. Методом измерения АТФ-биолюминесценции устанавливают содержание АТФ в культуре бактериальных клеток. Недостаток метода заключается в том, что АТФ –основной источник энергии для биохимических реакций во всех живых клетках, и содержится довольно много АТФ в пищевых продуктах, что требует отделения микробного АТФ от «фонового». Метод пригоден для определения уровня контаминации оборудования и рабочих поверхностей на пищевых производствах, и там он широко используется.

Методы измерения электрических явлений основаны на измерении изменений силы тока при размножении микроорганизмов. В ходе метаболизма бактерии превращают незаряженные частицы в заряженные, тем самым повышая проводимость данной среды. Среды, используемые в данном методе могут быть общими или селективными, то есть применяемыми для всех или только для конкретных родов бактерий, дрожжей и плесеней, а также для отдельных групп анализируемых пищевых продуктов (например, сыров).

Метод микроскопии используют с окрашиванием микроорганизмов флуоресцентными красителями и использования эпифлуоресцентного микроскопа. Проблема в том, что живые и мертвые микроорганизмы окрашиваются одинаково, однако в настоящее время ее удалось решить с появлением метода DEFT (Direct EpifluorescentFilter Technique,Метод эпифлуоресцентного фильтра). Тем не менее данный метод требует больших трудозатрат и времени. Метод совершенствуется и в последнее время появились полностью автоматизированные системы анализа.

Результаты сравнительного изучения методов количественного анализа на примере широко распространенного микроорганизма порчи мясных продуктов – Brochothrix thennosphacta позволяют заключить, что проточная цитометрия является наиболее точным методом. Тем не менее имеются претензии к скорости данного метода, так как вызывающие порчу микроорганизмы необходимо предварительно изолировать с поверхности мяса, а поскольку они могут образовывать биопленку из гликокаликса, то это бывает довольно затруднительно.

С успехом опробовано несколько новых подходов к микробиологическому анализу в целях ускоренного выявления порчи мясопродуктов. Эти методы отнесены к «биосенсорным» – это амперометрические методы обнаружения с использованием ферментных систем и электродов, способных измерять изменения в содержании диаминов и, тем самым, качество куриного мяса. Было показано, что точные результаты можно получить в течение 5 мин, но для подготовки образца с ферментной системой предварительно требуется еще 10 мин.

Сущность других подходов – в распознавании и количественной оценке запахов – в частности, с помощью «электронных носов», которые состоят из системы электронных химических сенсоров, подсоединенной к системе распознавания образцов. «Электронный нос» неплохо себя зарекомендовал при микробиологическом анализе мяса и рыбы.

Системы «электронного носа» обладают недостатками: погрешностью в измерениях, утратой чувствительности в условиях повышенной влажности, проблемами точного калибрования, небольшим сроком службы, невозможностью получения количественныхданных.

Заключение. Методы обнаружения порчи мясопродуктов, в основном, не соответствуют своему назначению, очень трудоемки и требуют много времени, в связи с чем получаемые данные запаздывают и отражают уже изменившуюся ситуацию.

Поскольку микробиологическая порча мясопродуктов представляет собой комплексное явление, усовершенствованные методы обнаружения микроорганизмов станет возможным применять и для анализа других пищевых продуктов, в которых микробиологическая порча не столь разнообразна. Более того, с помощью математических моделей, учитывающих такие факторы, как температура и влажность, эти «ускоренные» методы позволят точно прогнозировать остаточный срок годности и найдут свое место в системах НАССРпищевых производств.

8.2. ИНДИКАЦИЯ, ИДЕНТИФИКАЦИИ И КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДРОЖЖЕЙ, ВЫЗЫВАЮЩИХ ПОРЧУ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Наличие в пищевых продуктах сахаров, органических кислот и других источников углерода, как и низкое значение рН, способствует порче продуктов под действием дрожжей. Признаками дрожжевой порчи служат различные образования на поверхности мяса и сыра, а также брожение сахара в жидких и полужидких продуктах.

Среди дрожжей, вызывающих порчу пищевых продуктов (ДВПП), встречается довольно мною видов дрожжей, как аскомицетов, так и базидиомицетов.

Дрожжи, поражающие разные пищевые продукты, отличаются избирательностью. Безалкогольные напитки, сиропы, салатные дрессипги, чаще подвергаются воздействию Zygosaccharomyces, а пиво и вино подвержены действию Bretianomyces, Sассhаrотусеs и ряда дрожжей других родов. В образцах испорченных мяса и сыров зачастую обнаруживается повышенное содержание дрожжей. Учитывая большое разнообразие возможных таксонов, правильная идентификация видов зачастую представляет большую проблему.

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 335; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 16 17 18 19 202122 23 24 25 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!