МИКРОБИОЛОГИЯ Учебное пособие - 2012

ГЛАВА 15. МИКРОБИОЛОГИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

15.14. МИКРОБИОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ КОНСЕРВОВ

В производстве консервированных пищевых продуктов не удается достичь абсолютной стерильности по ряду причин, одной из которых является снижение пищевой ценности и ухудшение органолептических свойств готового продукта из-за длительной тепловой обработки. Поскольку после стерилизации консервов в них содержится незначительное количество остаточной микрофлоры, говорят о промышленной стерильности. Промышленная стерильность консервов — отсутствие в продукте микроорганизмов, способных размножаться при температуре, установленной для данного вида консервов, а также микроорганизмов и микробных токсинов, опасных для здоровья человека. В микроскопических препаратах из консервов допустимо присутствие лишь единичных клеток микробов.

Эффективность воздействия различных агентов (в частности, температуры), используемых для уничтожения микроорганизмов, характеризуют величиной D₁₀. Эта величина означает продолжительность термической обработки, в течение которой погибает 90 % присутствующих микроорганизмов. Одним из наиболее опасных контаминантов консервированных продуктов является Clostridium botulinum, накапливающий в процессе жизнедеятельности нейротоксин, вызывающий тяжелое пищевой отравление (см. раздел 13.4). Величина D₁₀ для него составляет при температуре 121 °С 0,1—0,2 мин. В основу установления режима стерилизации ставят уничтожение спор С. botulinum типов А и В.

Эффективность стерилизации зависит от исходной микробной обсемененности консервируемого продукта, от видового состава микрофлоры, от химического состава продукта, его pH, размеров банки.

Самое важное для эффективности тепловой обработки — правильно разграничить продукты низкой и средней кислотности. Установлено, что при pH ниже 4,6 палочка ботулизма не размножается и не образует токсин. Поэтому pH 4,5 принято в качестве разграничительной линии между среднекислотными и низкокислотными продуктами.

В зависимости от pH и химического состава овощные и фруктово-ягодные консервы подразделяют на 4 группы.

Группа А — низкокислотные овощные консервы (зеленый горошек, кукуруза, цветная капуста, свекла и др.), залитые раствором соли и сахара с pH 4,2—5,2. В этих консервах допускается присутствие незначительного количества спор непатогенных микроорганизмов при условии, что они не прорастут в консервах во время хранения.

Группа Б — стерилизуемые неконцентрированные томатопродукгы (томатный сок, протертые томаты, цельные консервированные томаты), а также пастеризуемые концентрированные томатопродукгы (томатные пюре, соусы, пасты).

Группа В — консервы с добавлением молочной, лимонной кислот (огурцы, томаты, кабачки), залитые раствором кислот с pH 3,7—4,2. Такие консервы подвергают тепловой обработке при температуре 100—110 °С, чтобы обеспечить гибель газообразующих мезофильных клостридий — возбудителей бомбажа.

Группа Г — высококислотные овощные и все плодово-ягодные консервы (pH < 4,5). Микробиологическая стабильность этих консервов достигается благодаря комплексному воздействию органических кислот, сахара и тепловой обработки при температуре 75—100 °С. В этих продуктах могут размножаться осмофильные дрожжи, молочнокислые бактерии, вызывающие порчу консервов: прокисание, образование слизи, брожение.

Технологический процесс переработки плодов и овощей включает следующие основные операции:

Сортирование сырья → Калибровка → Мойка → Резка и очистка (удаление несъедобных частей) → Первичная тепловая обработка (бланширование, обжарка) → Внесение подготовленных вспомогательных материалов → Охлаждение → Подготовка заливки → Фасовка → Укупоривание банок → Стерилизация или пастеризация.

Содержание микроорганизмов в готовых консервах определяется, главным образом, количественным и качественным составом микрофлоры сырья и вспомогательных материалов. В связи с этим на предприятиях консервной промышленности осуществляют микробиологический контроль всех компонентов, входящих в состав консервируемого продукта. При этом определяют общую микробную обсемененность и наличие спор мезофильных и термофильных анаэробных бактерий в сырье. Особое внимание следует уделять контролю пряностей, поскольку они часто контаминированы различными спорообразующими бактериями. Общее число бактерий в 1 г консервируемого продукта до стерилизации не должно превышать (10—50) х 10³, а в консервах для детского питания — не более 200.

На скорость гибели микроорганизмов при тепловой обработке существенно влияют химический состав продукта, его pH, присутствие соли и сахара. Присутствие белков и жиров в стерилизуемом продукте повышает термоустойчивость микроорганизмов при тепловой обработке. Например, показано, что споры В. subtilis погибают в питательном бульоне при 106 °С в течение 10 мин, а в масле — при 150 °С в течение 60 мин. Хлорид натрия и сахар также способствуют повышению термоустойчивости микроорганизмов, что связано с осмотическими явлениями. Повышенная кислотность продукта, напротив, увеличивает скорость гибели микроорганизмов при стерилизации и задерживает размножение выживших после стерилизации микробов. Кроме того, бактерии и их споры, выдержавшие стерилизацию, очень ослаблены и длительное время находятся в неактивном состоянии.

Микроорганизмы, оставшиеся жизнеспособными после тепловой обработки, называют остаточной микрофлорой. Ее видовой состав зависит от вида используемого сырья и режима стерилизации. Основную группу остаточной микрофлоры составляют мезофильные аэробные спорообразующие палочки (Bacillus subtilis, В. megatherium, В. cereus), термофильные бациллы (В. coagulans, В. stearothermophilus, а также мезофильные анаэробные клостридии (С. sporogenes, С. putrificum, С. butyricum). Потенциальную опасность представляет присутствие в остаточной микрофлоре В. cereus, размножение которой в продукте может вызвать пищевое отравление (см. раздел 13.4). В связи с этим присутствие клеток этого вида нормируется в консервируемом продукте до стерилизации (не более 100 в 1 г).

При определенных благоприятных условиях оставшиеся после стерилизации микроорганизмы начинают размножаться и вызывают значительные биохимические и органолептические изменения в готовом продукте. Чаще всего это происходит в первые 10—15 сут после изготовления консервов, но иногда процесс реактивации микроорганизмов продолжается в течение длительного времени. Развитие остаточной микрофлоры приводит к микробиологической порче готового продукта, к которой относятся бомбаж и плоско-кислая порча.

Бомбаж — вздутие банки в результате повышения внутреннего давления за счет накопления газов (диоксида углерода, водорода, аммиака, сероводорода) газообразующими бактериями видов С. sporogenes, С. thermosaccharolyticum, С. perfringens, С. bifermentans, С. butyricum, С. tyrobutyricum и др. Бомбаж некоторых овощных и фруктовых консервов могут вызывать также кислотообразующие аэробные палочки Bacillus polymyxa, В. macerans. Эти виды бактерий образуют значительное количество водорода и диоксида углерода. Возбудителями бомбажа плодово-ягодных консервов и томатопродуктов могут быть гетероферментативные молочнокислые бактерии и реже дрожжи. Органолептические свойства консервов в результате накопления продуктов жизнедеятельности микроорганизмов сильно изменяются, наблюдаются прогорклый, сырный или кислый запах, пенообразование. Обычно подобные изменения наблюдаются при высоком уровне размножившихся микроорганизмов — 10⁷—10⁸ клеток в 1 г продукта. Такие консервы по внешним признакам легко отбраковываются.

Выявление в бомбажных стерилизованных консервах дрожжей, а в редких случаях — грамотрицательных неспорообразующих палочек является либо следствием нарушения герметичности банок, либо свидетельствует о том, что тепловая обработка проводилась при режимах, ниже принятых нормативов.

Плоско-кислая порча — прокисание продукта без изменения внешнего вида тары. Этот вид порчи чаще встречается у овощных и мясорастительных консервов. Готовый продукт имеет кислый запах и вкус, возможны пристенное кольцо, осадок, изменяется его цвет. Возбудителями данного вида порчи являются аэробные бациллы: В. subtilis, В. cereus, В. stearothermophilus, В. licheniformis и др. Эти микроорганизмы разлагают углеводы с образованием различных органических кислот без выделения газа.

Микробиологическую стабильность партии консервов устанавливают путем их выдержки и по результатам микробиологического анализа. Партию консервов выдерживают на складе завода-производителя при температуре 20 °С до 30 сут; от 30 сут и больше при температуре ниже 20 °С или в термостатной камере при 37 °С в течение 14 сут. В случае подозрения на возможность развития порчи, вызываемой термофильными бактериями, выборку из партии консервов выдерживают в термостате при 50—62 °С не менее 15 сут.

Для микробиологического анализа отбирают нормальные по внешнему виду консервы, проверяют их на герметичность и термостатируют для выявления мезофильной микрофлоры при 30—37 °С от 5 до 7 сут, для термофильной микрофлоры — при 55—62 °С не менее 8 сут. Консервы, сохранившие нормальный внешний вид, анализируют для определения промышленной стерильности. Число дефектных банок с признаками бомбажа или хлопуши не должно превышать 0,2 % всей партии. Допустимое количество остаточной микрофлоры зависит от вида консервов и условий их реализации. В полных консервах количество мезофильных спорообразующих бактерий не должно превышать 10 клеток в 1 г продукта, в полуконсервах — 10³. В консервах, предназначенных для реализации в регионах с жарким климатом, не должны присутствовать термофильные микроорганизмы.

Микробиологический контроль готовых консервов позволяет предотвратить возможность случаев пищевых отравлений и гарантировать безопасность употребления их в пищу.