ЛЕКЦИЯ №14.
Микробилогия консервного производства.

1) Принципы консервирования продуктов.

2) Микробиология сырья.

3) Причины и виды порчи консервов.

4) Влияние физических и химических способов консервирования на жизнедеятельность микроорганизмов.

1.Принципы консервирования продуктов.

В основу методов консервирования положены биологические принципы биоз, анабиоз, абиоз и ценанабиоз.

1. Биоз.  Заключается в поддержании на низком уровне жизненных процессов в продуктах и микроорганизмах, в них обитающих. На состоянии биоза основано хранение, например. Плодов и овощей в свежем виде. Для каждого отдельного вида создаются оптимальные условия, способствующие поддержанию его естественного иммунитета.

2. Анабиоз. принцип состоит в замедлении, торможении жизненных процессов в сырье и микроорганизмах посредством изменения физических или химических факторов среды. На этом принципе основаны такие способы консервирования. Как сушка, замораживание, маринование и другие.

3. Абиоз. Заключается в полном прекращении всех жизненных процессов в сырье и микроорганизмах. Он осуществляется при термическом консервировании (стерилизация, облучение и другие способы).

Рекомендуемые материалы

4. Ценанабиоз. Состоит в изменении посредством внешнего воздействия состава естественного биоценоза продукта. Жизнедеятельность вредной микрофлоры подавляется путем введения полезных микроорганизмов и создания благоприятных условий для их развития.

Как правило ни один из перечисленных биологических принципов не реализуется в чистом виде. Чаще всего на практике используется одновременно несколько принципов.

2.Микробиология сырья. Микрофлора плодов и овощей представлена 3 группами:

1. Эпифитные микроорганизмы представлены молочнокислыми, уксуснокислыми, маслянокислыми бактериями, бактериями рода Pseudomonas, мезофильными аэробами и факультативными анаэробами (МАФАМ), а также дрожжеподобными грибами, плесневыми грибами рода Aspergillus, Penicillium, Rhisopus, Mucor и др. Из дрожжей наиболее распространен род Candida.

2. Фитопатогенная микрофлора представлена микроорганизмами, вызывающими различные заболевания плодов и овощей, наиболее часто среди них встречается Sclerotinia libertinia – гриб из семейства солнечных, которые вызывает заболевание овощей – белая гниль, поражающая морковь, капусту, огурцы, кабачки. Овощи покрываются белым ватообразным налетом, ткани размягчаются и превращаются в слизистую массу.

3. Другой вид этого же рода Sclerotinia botritis поражает лук, корнеплоды и капусту. Также овощи часто при хранении поражаются черной гнилью, возбудителем которой является гриб Alternaria. Этот гриб образует черные вдавленные пятна, на которых появляется зеленый налет. Широко известным является заболевание овощей, которое вызывает паразитический гриб, поражающий картофель, томаты, огурцы, кабачки в процессе роста. Из бактерий наиболее часто поражает овощи палочка Bacterium burgeru, под ее воздействием на поверхности овощей появляются водянистые пятна. Кроме того, для овощей характерны заболевания, вызываемые бактериями, такие как мокрая гниль и вершинная гниль, которую вызывают молочнокислые бактерии. Распространенными также являются плодовая гниль и серая гниль, вызываемые различными представителями грибов из рода Monilia.

4. Патогенные микроорганизмы. Часто на поверхности плодов и овощей встречаются возбудители различных кишечных инфекций. Это паратифозные грибы, дезинтерийная палочка, палочка Proteus и так далее.

Микрофлора мяса и рыбы. Микробная обсемененность мяса происходит после убоя животного, при несоблюдении санитарных условий хранения и транспортировки. Наиболее часто встречаются гнилостные бактерии, дрожжи и различные представители плесневых грибов. Нередко мясо бывает поражено патогенными и условно патогенными микроорганизмами. Часто, пораженное некоторыми видами патогенных микроорганизмов мясо помечают красным клеймом, относят к группе условно годных продуктов и отправляют на переработку для консервирования. При этом не используют мясо животных, больных сибирской язвой и ящуром, такое мясо уничтожается.

Рыба очень быстро подвержена микробной порче и чаще поражается гнилостными бактериями, различными видами плесени или дрожжей.

3. Причины и виды порчи консервов. Консервирующим фактором при производстве молочных консервов является воздействие высокой температуры и иногда высокого давления. Цель этой операции – приготовление долгохранящихся продуктов при положительной температуре. Иногда наблюдаются признаки порчи, причинами которых являются повышенная обсемененность сырья и недостаточная его свежесть; наличие в сырье микроорганизмов или их спор, устойчивость к высоким температурам; нарушение технологических условий подготовки сырья и стерилизации.

Сразу после стерилизации организмы  находятся в угнетенном состоянии, через 15-20 суток хранения при наличии остатка воздуха в банке, при повышении температуры хранения, при нарушении герметичности, споры начинают прорастать и вызывают порчу. Обычно, остаточный состав микрофлоры во всех консервах представлен спорообразующими палочками аэробов или факультативных анаэробов. Споры этих микроорганизмов обладают повышенной термостойкостью. Из анаэробов чаще встречаются различные виды из рода Clostridium, Bacterium perfringens. Иногда встречается Clostridium botulinum. Наиболее распространенный вид порчи баночных консервов – бомбаж, характеризующийся вспучиванием и иногда разрывом банок.

Различают физический, химический и биологический бомбаж. Биологический бомбаж происходит в результате размножения спорообразующих бактерий и образованием ими газов (СО₂, Н₂, Н₂S, СН₄). В мясных консервах причиной бомбажа чаще всего являются  спорообразующие микроорганизмы: картофельная палочка и бактерия Bacterium putrificus, реже микроорганизмы, не образующие спор: бактерии из рода кишечной палочки и палочки Proteus. В овощных и иногда фруктовых консервах причина бомбажа – это маслянокислые бактерии, в молочных консервах – картофельная палочка, в фруктовых – дрожжи.

Плоскокислая порча представляет собой закисание без образования газов, встречается у всех видов консервов. Причиной данного вида порчи является размножение аэробных, термофильных, термо-толерантных бактерий. Иногда консервированные продукты являются причиной отравления, так как могут содержать токсины или жизнеспособные споры. Наиболее опасны отравления, вызванные токсином Clostridium botulinum, которые связаны с потреблением растительных и мясных консервов домашнего приготовления. В рыбных консервах хорошо размножается золотистый стафилококк.

4. Влияние физических и химических способов консервирования на жизнедеятельность микроорганизмов. Основные методы консервирования пищевых продуктов связаны с действием высоких температур, обезвоживанием продуктов, повышением осмотического давления, повышением концентрации водородных ионов, введением бактерицидных веществ и действием на продукт УФ лучей, ионизирующего излучения, ультразвука и др. Каждый из указанных методов применяется для определенных видов продуктов.

Действие низких температур. Сущность этого действия на микробную клетку заключается в том, что ее протоплазма уплотняется, жидкая фаза превращается в лед, а при очень низких температурах переходит в стекловидное состояние. Обменные процессы в микробной клетке с окружающей средой становятся невозможны. При кратковременном действии низких температур эти процессы обратимы, то есть после размораживания продукта микробы интенсивно размножаются. При длительном действии низких температур в протоплазме многих микробных клеток наступают необратимые изменения, но клетка сохраняет способность к жизнедеятельности. Некоторые патогенные микроорганизмы могут сохранять жизнедеятельность длительное время при низких температурах. Например, при температуре –18^оС сальмонеллы сохраняют жизнеспособность в течение 5 месяцев, палочки брюшного тифа – в течение 6 месяцев. Таким образом, низкие температуры не вызывают гибель многих микроорганизмов, а лишь предотвращают их размножение.

Действие высоких температур. Температура выше 60^оС вызывает коагуляцию белков в протоплазме. Эти изменения необратимы. Коагуляция происходит быстрее во влажной среде при высоких температурах. Большинство вегетативных форм микроорганизмов погибает в течение1 – 10 минут при 60^оС, а при 100^оС большинство погибает немедленно. Однако, к высоким температурам устойчивы споры бактерий. Это объясняется тем, что вода их клеток находится в связанном состоянии и коагуляции белков не происходит. В практике консервирования различают следующие температурные режимы:

1) пастеризация, подразумевающая уничтожение вегетативных форм;

2) стерилизация, проводимая при температуре 120^оС;

3) обработка давлением 1,5 атм и более;

Обезвоживание продуктов основано на понижении содержания влаги в продукте до 8 – 15%. При таком количестве воды становится невозможным процесс обмена веществ между микробной клеткой и окружающей средой. Но если обезвоживание производить при невысокой температуре, то в продукте сохранят свое действие некоторые ферменты и под их влиянием может произойти разложение некоторых питательных веществ. Высушенные продукты необходимо тщательно упаковывать во избежание проникновения влаги. Одним из способов высушивания является сублимация, которая подразумевает высушивание замороженных продуктов под вакуумом. При сублимации получают продукт с содержанием влаги менее 5%. Однако, после сушки могут сохраниться споры бактерий из группы картофельной и сенной палочки, которые начинают прорастать при несоблюдении условий хранения (влажность более 30%).

Повышенное осмотическое давление положено в основу консервирования поваренной солью. Действие хлорида натрия основано на создании гипертонической среды вокруг микробной клетки, вследствие чего обменные процессы невозможны. При повышенном осмотическом давлении происходит обезвоживание протоплазмы и клетки погибают. Но встречаются микроорганизмы – галофиты, которые вызывают, например, на соленой рыбе появление красных пятен. Для предотвращения размножения патогенных микробов концентрация поваренной соли должна быть 10 – 15%.

Маринование. При этом способ консервирования применяют пищевые кислоты, в результате чего изменяется рН среды. При понижении рН меняется дисперсность протоплазмы микробных клеток и прекращается их рост и размножение. Гнилостные и патогенные микробы размножаются при рН 7-8, при рН менее 4,5 размножение их прекращается. Для консервирования применяют уксусную, молочную, лимонную кислоты. Хотя некоторые виды плесеней нечувствительны к действию кислот. В кислой среде хорошо сохраняются споры.

Бесплатная лекция: "50 Бытие человеческого духа" также доступна.

Применение антисептиков. В качестве антисептиков в консервировании применяются:

a) сернистая кислота для консервирования овощей, фруктов;

b) бензойная кислота и ее соли (бензоаты натрия);

c) уротропин и бура;

d) сорбиновая килота;

Иногда применяют антибиотики, но их использование может привести к развитию устойчивых форм патогенных микроорганизмов и к изменению микрофлоры кишечника человека. В качестве антисептиков применяют природное сырье, обладающее антисептическими свойствами (лук, чеснок, содержащие фитонциды, черноплодная рябина, клюква и др.).