Остаточная микрофлора консервов

Микроорганизмы, сохранившие жизнеспособность после стерилизации, составляют остаточную микрофлору консервов. Эти микроорганизмы далеко не всегда вызывают изменение качества консервов. В большинстве случаев остаточная микрофлора (особенно аэробная) в консервах после стерилизации не развивается. Это может быть обусловлено ослаблением в результате термического воздействия на клетку, низким окислительно-восстановительным потенциалом, низким рН консервов и другими факторами. Такие консервы считаются промышленно стерильными и поступают на реализацию. В определенных условиях остаточная микрофлора может размножаться (процесс реактивации) и вызывать значительные биохимические и органолептические изменения в готовом продукте. Чаще всего это происходит в первые 10-15 суток после изготовления консервов. Но иногда процесс реактивации микроорганизмов может продолжаться в течение длительного времени. Наряду с реактивацией в процессе хранения может наблюдаться отмирание микроорганизмов, и консервы становятся стерильными.

Развитие остаточной микрофлоры в консервах часто сопровождается газообразованием, в результате чего банка визуально изменяется, возникает брак – хлопуша, бомбаж. Содержимое консервов под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов обычно сильно изменяется – наблюдается мацерация ткани, кислый или гнилостный запах, пенообразование. Обычно эти изменения наблюдаются при высоком уровне обсемененности – 10⁷-10⁸ КОЕ/г. Такие консервы по внешним признакам легко отбраковываются. В некоторых случаях органолептические изменения выражены нечетко. Однако консервы могут содержать продукты жизнедеятельности микроорганизмов – токсины. Таким образом, остаточная микрофлора, вызывая порчу консервов, может наносить большой экономический ущерб предприятиям или представлять серьезную опасность для здоровья потребителя.

Микрофлора, сохранившаяся в консервах после стерилизации, в большинстве случаев представлена термоустойчивыми спорообразующими аэробными и анаэробными микроорганизмами, относящимися к мезофилам или термофилам.

Неспорообразующая нетермоустойчивая микрофлора (БГКП, протеи, кокки, дрожжи, плесневые грибы) в стерилизованных консервах обычно отсутствует. Присутствие этих микроорганизмов в консервах может быть связано или с нарушением технологических режимов, или с негерметичностью банки, в результате чего возможно вторичное обсеменение продукта.

Присутствие термоустойчивой микрофлоры может быть объяснено неправильно установленным режимом стерилизации, высоким уровнем обсемененности консервов перед стерилизацией, стойкостью микроорганизмов к температуре стерилизации. Термоустойчивость микроорганизмов изменяется в зависимости от химического состава, рН среды, наличия консервантов и других факторов. Имеет значение также температура хранения консервов после стерилизации. При более низкой температуре хранения реактивация остаточной микрофлоры и ее размножение замедляются.

6.4.4.1 Мезофильные бациллы

Это мезофильные аэробные или факультативно-анаэробные палочковидные, обычно подвижные клетки, образующие в аэробных условиях споры, каталазоположительные, обладающие дыхательным или окислительным типом обмена.

Мезофильные бациллы развиваются в диапазоне температур от 5 до 50⁰С (оптимальная 28-37⁰С), в диапазоне рН от 3,8 до 7,5-8,0. Они биохимически умерено активны, окисляют и сбраживают углеводы обычно до кислоты, некоторые – с образованием газа. Многие виды обладают протеолитической активностью. Вследствие слабых в большинстве своем протеолитических и бродильных свойств, при хранении консервов являются менее опасными, чем анаэробные микроорганизмы. Эти мезофильные бациллы можно условно разделить на три группы.

Группа Bacillus subtilis (B.subtilis, B.pumilus, B.licheniformis) - мезофильные бациллы, имеющие положительную реакцию по Граму, образующие невздувающиеся спорангии с эллипсоидальными или цилиндрическими спорами, расположенными центрально.

Группа Bacillus cereus (B.cereus, B.anthracis, B.thuringiensis, B.megaterium) -мезофильные бациллы, имеющие положительную реакцию по Граму, образующие невздувающиеся спорангии с эллипсоидальными или цилиндрическими спорами, расположенными центрально. Клетки, выращенные на глюкозном агаре, содержат внутриклеточные глобулы, не окрашиваемые фуксином.

Группа Bacillus polymyxa (B.polymyxa, B.macerans, B.circulans) - мезофильные бациллы, имеющие реакцию по Граму положительную, вариабельную или отрицательную, образующие вздувающиеся спорангии с эллипсоидальными, центрально или терминально расположенными спорами. B. polymyxa и B.macerans в мясо-пептонном бульоне образуют кислоту и газ, B.circulans – только кислоту.

В случае большой обсемененности консервов мезофильными бациллами может возникнуть плоскокислая порча. Содержимое нормальных по внешнему виду консервных банок оказывается испорченным (прогоркает или скисает). Бациллы, разлагающие углеводы с образованием кислоты и газа, вызывают вздутие консервных банок - бомбаж. Развитие B. cereus в консервах сопровождается появлением пристенного кольца на границе продукта с банкой, белого осадка на дне. При массовом развитии (более 10⁵ клеток в 1 г) B. cereus вызывают пищевые отравления.

6.4.4.2 Мезофильные клостридии

Это облигатные анаэробные грамположительные палочки с оптимальной температурой развития 30-37⁰С, каталазоотрицательные. В анаэробных условиях они образуют споры, отличающиеся высокой термоустойчивостью. В основном это почвенные бактерии. Обычно в продукте до стерилизации встречаются единичные споры клостридий. По способности воздействовать на белки и углеводы мезофильные клостридии условно можно разделить на три группы – гнилостные, протеолитические и сахаролитические.

Гнилостные клостридии. Эта группа включает виды, вызывающие протеолиз молока и разжижение желатина. Одни представители этой группы сбраживают углеводы, другие нет. Они хорошо разлагают белки, при развитии в продуктах образуют жирные кислоты, аммиак, диоксид углерода, летучие амины (триметиламин, гистамин и др.). Типичными представителями этой группы являются микроорганизмы рода Clostridium – C. sporogenes, C.subterminales, C.bifermentans, C. putfificum, а также C.botulinum (все штаммы серовара А, некоторые штаммы сероваров В и F).

C.botulinum как правило развивается без образования бомбажа. Содержимое банки не имеет признаков видимой порчи, без постороннего запаха и вкуса. При массивном заражении может развиться бомбаж, и продукт приобретает кислопрогорклый, иногда сырный запах

C. sporogenes обладают протеолитическими и сахаролитическими свойствами, восстанавливают сульфиты, быстро образуют споры, раздувающие клетку, отличающиеся высокой термоустойчивостью. Поэтому споры этого микроорганизма используют в качестве тест-культуры при разработке оптимальных режимов стерилизации консервов.При развитии C. sporogenes в консервах наблюдается разложение тканей, газообразование, сильный гнилостный запах. C.subterminales по своим свойствам близок к C. sporogenes, но не разлагает ни один из сахаров.

C.bifermentans образуют споры, почти не изменяющие форму клеток. Этот микроорганизм обладает протеолитическими и сахаролитическими свойствами, образует индол и не сбраживает крахмал. Его выделяют из испорченной рыбы, нередко из бомбажных консервов как натуральных, так и с томатной заливкой. Присутствие этих бактерий свидетельствует, что при производстве консервов использовалось несвежее сырье.

C. putfificum – широко распространенный сапрофит, встречающийся в почве, кишечнике рыб. Этот микроорганизм может быть возбудителем бомбажа консервов. Он вызывает гнилостную порчу продукта с образованием большого количества газов – сероводорода и аммиака. Не сбраживает сахара. Часто вызывает порчу натуральных, масляных, томатных, паштетных консервов.

Протеолитические клостридии. В эту группу входят виды, вызывающие разжижение желатина и свертывание молока без последующего протеолиза. Одни представители этой группы сбраживают углеводы, другие нет. К этой группе относятся C.acetobutylicum, C. perfringens, C. botulinum (серовары C,D,Eи некоторые штаммы сероваров B и F).

Основной энергетический обмен у протеолитических клостридий осуществляется за счет сбраживания углеводов как наиболее доступных источников питания. В состав продуктов брожения многих видов входит и масляная кислота. При отсутствии в среде сахаров клостридии вступают на протеолитический путь обмена. У видов, не обладающих сахаролитической активностью (C.tetani), протеолитическая активность выражена более значительно.

Протеолитические клостридии, обладающие сахаролитической активностью, являются относительно устойчивыми к кислой среде, особенно те из них, у которых сахаролитическая активность преобладает над протеолитической (C.acetobutylicum, C.felsineum). Их нижняя граница развития при рН 3,9-3,5.

Особое место занимает C.acetobutylicum, который вызывает ацетонобутаноловоеброжение. Развитие его сопровождается кислым запахом и запахом ацетона. Бактерии обладают сильной протеолитической и дезаминирующей активностью. Они хорошо растут в кислых и нейтральных средах, могут развиваться в овощных консервах и томатопродуктах. Образуют термоустойчивые споры. C.tetani являются возбудителями столбняка. Они обладают высокой токсичностью при инъекциях, но не токсичны в пище. C.felsineum относятся к пектинолитическим клостридиям. Продуктами их брожения являются масляная и уксусная кислоты, небольшое количество бутилового спирта, водород и диоксид углерода. Они встречаются на фруктах, богатых пектином. C. perfringens часто встречаются в кишечнике многих видов рыб. Им придается большое значение в рыбоконсервной промышленности. В консервах с рН 5,6 и выше развитие C. perfringens почти всегда сопровождается накоплением токсинов.

Сахаролитические клостридии. Эти клостридии не разжижают желатин и не пептонизируют молоко. К ним относятся C.butyricum, C.butilicum, C.pasteurianum, C.tertium. Энергетический обмен этих бактерий осуществляется за счет сбраживания сахаров. В отсутствии углеводов или близких к ним соединений они не развиваются.

В результате разложения сахаров C.butyricum и C.pasteurianum накапливают масляную и уксусную кислоты в качестве главных продуктов брожения. Эти виды часто называют истинными маслянокислыми бактериями. В большом количестве они образуются также газообразные продукты (диоксид углерода, водород). В кислой среде маслянокислые бактерии могут образовывать в очень небольших количествах ацетон, бутанол и этанол. Развитие бактерий приводит к подкислению среды. Споры сахаролитических клостридий менее термоустойчивы, чем споры протеолитических и гнилостных клостридий, но более кислотоустойчивые. Наибольшей неприхотливостью к условиям выращивания отличаются C.pasteurianum. Диапазоны развития этих бактерий от 3,6 до 8,0. C.pasteurianum выделяют из фруктовых консервов, так как микроорганизмы могут развиваться при повышенном содержании в среде углеводов.

В результате развития клостридий этой группы в консервах возникает бомбаж, возможно выпадение осадка и образование пристенного кольца, рН снижается до 4,0-3,6, продукт сильно пенится. Развитие может протекать без видимого газообразования и бомбажа.

6.4.4.3 Термофильные бациллы и клостридии

Это микроорганизмы с оптимальной температурой развития 55-62⁰С. Термостойкость их спор гораздо выше термостойкости спор мезофильных бактерий, поэтому они иногда переносят процесс стерилизации и при нарушении режима хранения могут вызвать брак консервов. Основным источником термофильных микроорганизмов является почва. Эти микроорганизмы попадают в консервы в основном с овощами, сахаром, специями. Термофильные микроорганизмы вызывают три вида порчи – плоскокислую порчу, водородный бомбаж и сероводородную порчу.

Термофильные бациллы. Это термофильные аэробные бактерии рода Bacillus (B.aerothermophilus, B. stearothermophilus,B. coagulans, B. subtilis, B. mesentericus). Оптимальная температура их развития 50-55⁰С. Эти микроорганизмы способны вызывать плоскокислую порчу.

B. subtilis, B. mesentericus – мезофилы, одновременно являющиеся факультативными термофилами (термотолерантные формы), они имеют оптимум развития при 30-40⁰С, но могут развиваться при 55⁰С и выше.

B.aerothermophilus являются облигатными термофилами, развиваются при температуре от 40 до 82⁰С. Они вызывают порчу консервов, имеющих рН 5,2 и выше. Споры их обладают значительной термоустойчивостью (выдерживают 120⁰С в течение 60 мин. Несколько меньшая термоустойчивость наблюдается у спор B. coagulans.

При развитии термофильных бацилл в консервах возникает плоскокислая порча - содержимое банки разжижается, приобретает кислый вкус, становится несъедобным. Термофилы при этом сбраживают углеводы с образованием кислоты, но без газообразования. К возбудителям плоскокислой порчи относятся и некоторые термофильные клостридии.

Термофильные клостридии. Это бактерии, образующие споры в анаэробных условиях и развивающиеся при температуре 55-62⁰С. К ним относятся бактерии родов Clostridium и Desulfotomaculum.

C. termoaceticum относится к возбудителям плоскокислой порчи консервов. Развиваясь в продукте, он сбраживает сахара с образованием кислоты без газообразования. Споры этих клостридий очень термоустойчивы, выдерживают нагревание при 100⁰С в течение 8 ч, при 120⁰С – 15 мин.

Водородный бомбаж вызывают C.thermosaccharolyticum. Это обычно длинные, тонкие, прямые или слегка искривленные палочки, каталазоотрицательные, в анаэробных условиях образующие эллипсоидальные или круглые терминальные споры, имеющие отрицательную реакцию по Граму, их развитие в питательных средах сопровождается газообразованием. Они плохо растут при пересевах, обычно не развиваются при 37⁰С, сульфаты не редуцируют, вызывают бомбаж консервов с образованием водорода.

Сероводородную порчу вызывают Desulfotomaculum nigrificans – прямые или изогнутые палочки с закругленными концами, споры овальные или круглые, терминальные или субтерминальные, вызывающие небольшое раздувание клетки, грамотрицательные, редуцируют сульфаты, образуя серные колонии в молочно-сульфатном агаре, содержащем соли двухвалентного железа. Строгие анаэробы. Интенсивно развиваются в средах с пептоном и дрожжевым экстрактом. Они вызывают сероводородную порчу консервов, при этом продукт имеет запах тухлых яиц и измененную окраску. Бомбаж консервов, как правило, не наблюдается, так как образующийся в результате разложения цистеина сероводород растворяется в содержимом консервов, которые приобретают черное окрашивание.