Источники микрофлоры консервируемых продуктов

Лекция 6. Микрофлора мясных баночных консервов. Санитарно-гигиенический контроль в консервном производстве.

Источники микробного обсеменения консервов. Влияние исходной обсемененности микроорганизмом, рН - среды, содержания жира, соли, сахара на эффективность стерилизации.

Микробиологической контроль консервов до и после стерилизации.

Технологический процесс производства мясных и мясо-расти­тельных консервов состоит из ряда операций: подготовки сырья к закладке в банки, закладки сырья и вспомогательных материа­лов в банки и порционирования, удаления воздуха из банок, закатки банок, проверки герметичности, стерилизации, охлажде­ния, хранения.

Продукты, подготовленные к стерилизации, всегда содержат микроорганизмы, которые попадают в них из различных источ­ников. Уничтожение микроорганизмов в процессе стерилизации в значительной степени зависит от термоустойчивости микроор­ганизмов, степени микробной обсемененности консервируемых продуктов и других условий, влияющих на выживаемость микро­организмов при высоких температурах.

Остаточная микрофлора готовых консервов в процессе хране­ния может отрицательно влиять на качество продуктов и вызы­вать их порчу.

Источники микрофлоры консервируемых продуктов.

Ниже рассмотрим изменение состава микрофлоры при подго­товке сырья, его закладке в банки и стерилизации, так как при других технологических операциях микрофлора не изменяется.

Обсеменение консервируемых продуктов микроорганизмами происходит за счет микрофлоры сырья, используемого для кон­сервирования, а также из различных источников в процессе его подготовки для закладки в банки, при закладке в банки и порционировании.

Сырье и его подготовка. Основным сырьем для выработки мясных баночных консервов служат мясо животных и субпро­дукты, которые всегда в той или иной степени обсеменены раз­личными сапрофитными микробами, в том числе возбудителями порчи консервов (анаэробными клостридиями и термофильными бациллами), а иногда токсигенными и патогенными микроорга­низмами (палочкой перфрингенс, токсигенными стафилококка­ми, сальмонеллами и др.).

При изготовлении мясо-растительных консервов кроме мяс­ного используют также растительное сырье (бобы, фасоль, горох и др.), которое может быть источником обсеменения продукта микроорганизмами. На поверхности гороха, фасоли и другого растительного сырья обычно обнаруживают десятки и сотни тысяч микробов. Основную микрофлору растительного сырья составляют почвенные спорообразующие микроорганизмы - аэробные бациллы, анаэробные клостридии, в том числе иногда возбудитель ботулизма - палочка ботулинум.

Следовательно, мясо и растительное сырье - это основные источники микрофлоры консервируемых продуктов, от загряз­ненности которых в значительной степени зависит степень обсе­менения продукта микроорганизмами до стерилизации. Поэтому при производстве консервов к мясному сырью предъявляют более высокие требования, чем при производстве колбас. Для выработки мясных консервов можно использовать мясо и суб­продукты, полученные от здоровых, упитанных животных. Нель­зя применять сырье, плохо обескровленное, загрязненное, дваж­ды замороженное, условно годное.

Мясное и растительное сырье обсеменено микроорганизмами в основном с поверхности. Поэтому непосредственно перед переработкой его необходимо подвергнуть тщательной санитар­ной обработке (зачистке и мойке). При этом вода, используемая для мойки сырья, должна соответствовать требованиям ГОСТа на питьевую воду и не содержать спор анаэробных клостридии в 100 мл.

При подготовке мясного сырья к закладке в банки, т. е. при разделке, обвалке и жиловке мяса, происходит его дальнейшее обсеменение микроорганизмами. Источниками обсеменения могут стать инструменты, обвалочные столы и другой инвентарь, тара, руки и спецодежда рабочих, воздух производственных по­мещений. Следовательно, степень обсеменения подготавливае­мого сырья микроорганизмами находится в прямой зависимости от санитарно-гигиенических условий производства.

Закладка сырья и вспомогательных материалов в банки и порционирование. В процессе закладки плотных составных частей продукта (мясо, растительное сырье, пряности), заливки жидких составных частей (бульон, соус) и доведения массы нетто до стандартной (порционирование) обсемененность консервируемо­го сырья повышается. При этом источниками обсеменения могут быть руки рабочих (при ручной раскладке) или оборудование (наполнительные машины), а также вспомогательные материалы (пряности, соль, сахар, бульонная добавка и др.), которые всегда содержат микроорганизмы. Пряности обычно содержат в большом количестве микроорга­низмы. Общая микробная обсемененность пряностей (перец, лавровый лист, кориандр, гвоздика и др.) часто составляет десят­ки и сотни тысяч, а иногда и миллионы микробных клеток в 1 г. Преобладают различные виды аэробных бацилл и анаэробных мезофильных и термофильных клостридий. Наиболее сильно об­семенены микроорганизмами молотые пряности.

Соль и особенно сахар часто бывают обсеменены (до 80 % случаев) различными спорообразующими микроорганизмами, главным образом мезофильными аэробными бациллами и анаэ­робными клостридиями.

Жир-сырец, добавляемый в консервы, содержит бесспоровые микроорганизмы; топленый жир - термоустойчивые споры мно­гих аэробных и анаэробных микроорганизмов; бульонная залив­ка - спорообразующие термофильные микроорганизмы, попа­дающие в нее из трубопроводов бульоноварочных установок, где они могут размножаться.

При внесении вспомогательных материалов консервируемые продукты обсеменяются главным образом термоустойчивыми микроорганизмами, что затрудняет их стерилизацию.

Дополнительным источником обсеменения продукта микро­организмами в некоторых случаях может быть консервная тара (банки). До санитарной обработки на поверхностях консервных банок имеются различные кокковые бактерии, мезофильные аэробные бациллы и анаэробные клостридий, неспорообразую-щие гнилостные бактерии, плесени, дрожжи, актиномицеты и бактерии группы кишечных палочек. Поэтому перед использова­нием консервные банки следует тщательно мыть и пропаривать.

Стерилизация. Стерилизация консервов - заключительный этап технологического процесса консервирования. Под стерили­зацией подразумевается различная степень нагревания продукта, приводящая к получению микробиологически стабильного кон­сервированного продукта, не содержащего микроорганизмов, способных развиваться в нем во время хранения в определенных температурных условиях. Основная цель стерилизации консер­вов — уничтожение патогенных и токсигенных микроорганиз­мов, а также микроорганизмов, способных вызвать порчу про­дукта.

Режим стерилизации, регламентированный технологическими инструкциями, устанавливают в зависимости от вида консервов, размера консервной тары, условий хранения. Мясные консервы стерилизуют при 112-120 °С.

Уничтожение микробов при стерилизации является функцией времени и температуры. Чем выше температура, тем быстрее гиб­нут микроорганизмы. Однако, несмотря на воздействие высоких температур, в консервах после стерилизации могут сохраняться жизнеспособные микробные клетки, т. е. не всегда достигается полная стерильность всех банок. Поэтому при выработке различ­ных видов консервов ориентируются обычно на консервирован­ный продукт, удовлетворяющий требованиям промышленной сте­рильности. В консервированном продукте промышленной сте­рильности допускается присутствие только ограниченного числа видов спорообразующих микроорганизмов. В нем должны отсут­ствовать микроорганизмы и вещества микробиологического про­исхождения, опасные для здоровья людей, а также микроорганиз­мы, способные развиваться и вызывать порчу продукта при тем­пературе хранения, установленной для данного вида консервов.

Надежность термического консервирования, т. е. эффектив­ность стерилизации консервов, зависит от продолжительности и температуры нагревания, а также от ряда показателей, влияющих на выживаемость микроорганизмов в процессе стерилизации: ко­личественного и группового состава микрофлоры и физико-хи­мических свойств консервируемого продукта, в частности его консистенции, рН среды, содержания в нем жира, хлорида на­трия и сахара.

Существенно влияет на эффективность стерилизации консер­вов групповой состав микрофлоры продукта, т. е. то, какие мик­роорганизмы присутствуют в консервируемом продукте, какова их устойчивость к высоким температурам. Термоустойчивость микроорганизмов в значительной степени зависит от их родовой и видовой принадлежности, физиологического состояния клеток или спор. Неспорообразующие бактерии менее устойчивы к на­греванию, чем спорообразующие. Термоустойчивость бактери­альных спор может в 10⁵ раз превышать термоустойчивость веге­тативных клеток. Устойчивость к высоким температурам среди неспорообразующих бактерий тоже неодинакова. Например, кокки более термоустойчивы, чем палочковидные бактерии. Мо­лодые микробные клетки чувствительнее к воздействию высоких температур, чем старые.

Споры различных видов спорообразующих микроорганизмов обладают неодинаковой устойчивостью к высоким температурам. Так, споры многих мезофильных аэробных бацилл отмирают уже при 100 ⁰С, тогда как споры сенной палочки могут сохранять жизнеспособность при 130 °С Устойчивы к действию высоких температур также споры термофильных аэробных бацилл - ба­цилла коагулянс (Вас. coagulans), бацилла аэротермофилюс и др., сохраняющих жизнеспособность при 125-130 °С. Споры анаэ­робных микроорганизмов отмирают при высоких температурах медленнее, чем споры аэробов. Споры разных штаммов одного и того же вида микроба также могут иметь неодинаковую устойчи­вость к высоким температурам. Наиболее термоустойчивыми яв­ляются зрелые покоящиеся споры.

Следовательно, результаты стерилизации во многом зависят от того, какова устойчивость микроорганизмов, содержащихся в продукте, к температурам, применяемым при его консерви­ровании.

В неменьшей степени на результаты стерилизации влияет ко­личественный состав микрофлоры, т. е. общее количество мик­роорганизмов и их спор, содержащихся в консервируемом про­дукте. Чем выше начальная микробная обсемененность консер­вов, тем больше времени требуется для полного уничтожения микроорганизмов и тем больше их может выжить при нагрева­нии.

При значительной микробной обсемененности продукта перед стерилизацией увеличивается вероятность попадания в банки термоустойчивых спор, а следовательно, эффективность стерили­зации при прочих равных условиях зависит от числа микроорга­низмов, содержащихся в стерилизуемом продукте.

Скорость отмирания микроорганизмов в процессе стерили­зации зависит также от консистенции и гомогенности продукта. В консервах, имеющих жидкую консистенцию, образуются кон­векционные токи, в результате чего температура при стерили­зации быстро становится почти одинаковой во всех частях банки. При плотной консистенции продукта конвекция затруд­нена и тепло в основном распространяется вследствие тепло­проводности банки, поэтому температура в разных точках про­дукта неодинакова. В периферических' зонах она выше, чем в центре банки. Например, при одинаковых условиях стерилиза­ции в банке с зеленым горошком температура 110 ⁰С дости­гается через 25 мин, а в банке с мясом — только через 50 мин. Поскольку консервы, имеющие жидкую заливку, быстрее про­греваются, то микроорганизмы в них гибнут быстрее, чем в сухих плотных консервах.

При стерилизации консервов от концентрации водородных ионов в среде в значительной степени зависит термоустойчивость микроорганизмов. В продуктах с нейтральной и слабощелочной реакцией среды большинство спорообразующих микроорганизмов обладают максимальной устойчивостью к высоким температурам. Например, палочка ботулинум сохраняет свою жизнеспособность при рН 6,3-6,9, а сенная палочка - при 6,8-7,6.

Кислая реакция ускоряет денатурацию белков и отмирание микроорганизмов, а также вызывает снижение термоустойчивос­ти вегетативных микробных клеток и их спор. Чем выше кислот­ность продукта, тем большее влияние она оказывает на сниже­ние термоустойчивости микроорганизмов и, следовательно, их гибель наступает при менее высокой температуре.

На устойчивость микроорганизмов к высоким температурам влияет также наличие жира в консервируемом продукте. Жир - плохой проводник тепла - способствует выживанию микроорга­низмов при стерилизации. Жир проводит тепло в 1,82 раза мед­леннее, чем мясо. При увеличении содержания жира в мясных консервах понижается теплопроводность продукта, а термоустой­чивость микробных клеток повышается. На поверхности мик­робных клеток образуется гидрофобная пленка жира, которая препятствует проникновению воды в клетку и тем самым защи­щает белки цитоплазмы от денатурации. При этом создаются условия, близкие к условиям стерилизации «сухим жаром», в силу чего для уничтожения микробов требуется более продолжи­тельное время. Например, споры сенной палочки в бульоне при 106 °С погибают через 10 мин, тогда как в животном жире даже при 150 °С - только через 1 ч. Бактерии группы кишечных па­лочек в бульоне при 100 ⁰С гибнут моментально, а в масле при этой же температуре - только через 30 мин. После прогревания в течение 10 мин при 100 °С в мясе без жировой ткани от общего количества микробов, содержащихся до нагревания, со­храняется только 1 % жизнеспособных клеток, в мясе с 5 % жира - до 6, а в мясе с 15 % жира - около 9 %.

Присутствие соли в консервируемом продукте влияет на тер­моустойчивость микроорганизмов в зависимости от ее концент­рации и вида микробов.

Небольшие концентрации хлорида натрия (1-2 %) повышают устойчивость к высокой температуре многих микроорганизмов и их спор, в том числе палочки ботулинум. Наивысший эффект действия соли на термоустойчивость некоторых споровых (кар­тофельная палочка, палочка спорогенес) и бесспоровых микро­организмов - микрококков, лактобацилл и др. - наблюдается при концентрации соли 5,8 %. Споры палочки перфрингенс наиболее устойчивы к нагреванию в присутствии 3 % хлорида натрия.

Значительные концентрации соли (выше 10 %) оказывают обратное действие, т. е. уменьшают термоустойчивость палочки перфрингенс, палочки ботулинум и других микроорганизмов.

Повышение термоустойчивости микроорганизмов при неболь­ших концентрациях хлорида натрия объясняется осмотическим отсасыванием влаги из микробных клеток, в результате чего их устойчивость к нагреванию повышается. Если же концентрация соли достигает 10 %, то начинает проявляться ее высаливающее действие на белки, что приводит к снижению термоустойчивости микробов и их спор. Сахар в небольших концентрациях (2 - 18 %) заметно не влияет на устойчивость микроорганизмов к высоким температурам. Сахар в несколько больших концентра­циях (30 %) оказывает защитное действие на дрожжи и плесени. Высокие концентрации сахара (70 %) повышают устойчивость многих микроорганизмов, в том числе палочки ботулинум, к нагреванию. В этом случае повышение термоустойчивости также объясняется потерей клетками части свободной воды в результа­те осмоса.