Роль бактерий, плесневых грибов и дрожжей в пищевом производстве. Характеристики микрофлоры почвы, воды и воздуха.

Основные группы микроорганизмов, используемых в пищевой промышленности

Основные группы микроорганизмов, используемых в отраслях пищевой промышленности, - бактерии, дрожжевые и плесневые грибы.

Бактерии. Используют в качестве возбудителей молочнокислого, уксуснокислого, масляно-кислого, ацетонобутилового брожения.

Дрожжи. Применяются в качестве возбудителей брожения при получении спирта и пива, в виноделии, в производстве хлебного кваса, в хлебопечении.

Зигомицеты– плесневые грибы, они играют большую роль в качестве продуцентов ферментов. Грибы рода Aspergillus продуцируют амилолитические, пектолитические и другие ферменты, которые используют в спиртовой промышленности вместо солода для осахаривания крахмала, в пивоварении при частичной замене солода несоложеным сырьем и т.д.

Характеристики микрофлоры почвы, воды и воздуха.

Микрофлора почвы

Cамой благоприятной средой для развития микробов является почва, в 1 г которой находится до нескольких миллиардов микробов. развитию микробов в почве способствуют имеющиеся в ней питательные вещества (органические, минеральные), постоянная влажность и температура, отсутствие солнечного света, губительно действующего на микробы. Некоторые микробы очищают почву от остатков животного и растительного происхождения путем минерализации сложных органических веществ. Почва также может быть загрязнена и болезнетворными микробами, попавшими туда с трупами животных, отбросами, которые вызывают различные заболевания человека.

Микрофлора воды

Для некоторых микробов вода является естественной средой обитания, особенно в открытых водоемах – в река, озерах, прудах. (поэтому на ПОП не применяют яйца водоплавающих птиц).

Со сточными водами, выделениями больных людей и животных в воду могут попадать болезнетворные микробы: холера, возбудители брюшного тифа и т.д. Они сохраняются в воде длительное время (до нескольких месяцев). Поэтому воду следует подвергать тщательной очистке – кипятить, фильтровать, озонировать.

Микрофлора воздуха

Воздух – неблагоприятная среда для жизни микробов и чистота его зависит от степени запыленности и загрязнения выбросами промышленных предприятий. Воздух чище зимой, чем летом; (почему); над океанами и морями чище, чем над сушей; над лесными массивами чище, чем над распаханной землей.

Очистить воздух в помещениях можно вентиляцией, влажной уборкой, бактерицидными лампами, дез.средствами и др.

Влияние температурных факторов на развитие микроорганизмов. Влияние микроорганизмов на формирование санитарно-гигиенических условий предприятий общественного питания.

Влияние условий внешней среды на микроорганизмы

Жизнедеятельность микробов находится в зависимости от усло­вий окружающей среды. Создавая те или иные условия в среде, где развиваются микробы, можно способствовать развитию полезных и подавлять жизнедеятельность вредных микроорганизмов. Пище­вые продукты могут хорошо сохраняться только при создании не­благоприятных условий для развития в них вредных микробов.

Основными факторами, влияющими на жизнедеятельность мик­робов, являются: температура, влажность, действие света, характер питательной среды.

Температура. Все микробы имеют максимальную, опти­мальную и Минимальную температуру своего развития. Оптималь­ная температура для большинства микроорганизмов 25—35°С. По­этому пищевые продукты в этих условиях быстро портятся.

Минимальный температурный предел у разных микробов раз­личен. Понижение температуры замедляет или прекращает разви­тие микробов, но не убивает их. Поэтому при охлаждении (6°С) и замораживании (от —6 до — 20°С) пищевые "продукты хорошо сохраняются, но при оттаивании и обработке их микробы вновь на­чинают свою деятельность.

Максимальная температура (45—50°С) также приостанавлива­ет развитие микробов. Дальнейшее повышение температуры ведет к гибели вегетативных клеток, а затем и спор. На губительном действии высоких температур на микробы основаны пастеризация (60—90°С) и стерилизация (100—120°С) пищевых продуктов.

В зависимости от температуры развития микробы делят на психрофильные (холодоустойчивые), у которых оптимум развития 15°С (плесневые грибы); мезофильные (микробы, развивающиеся при средней температуре), у которых оптимум составляет 25— 37°С (болезнетворные, бактерии, дрожжи); термофильные (тепло­любивые), у которых оптимум 50°С (молочнокислые бактерии).

Влажность. Повышенная влажность увеличивает количество растворимых питательных веществ, следовательно, способствует пи­танию и развитию микробов. Поэтому пищевые продукты, содержа­щие большое количество влаги (молоко, мясо, рыба, овощи, пло­ды), быстро портятся.

Нижний предел влажности среды для развития бактерий —

20%, а плесневых грибов — 15%. Поэтому надежным способом со­хранения продуктов от порчи является их сушка до влажности ни­же указанного предела (макаронные изделия, сухофрукты).

Среда с повышенной концентрацией веществ. Как уже было сказано, микробы живут в среде с небольшой кон­центрацией растворимых веществ. При повышении концентрации соли (до 10—20%) и сахара (до 60—70%) многие микробы пол­ностью прекращают свое развитие (гнилостные, молочнокислые) в результате обезвоживания микробных клеток. Действие высокой концентрации соли на микробов используют при посоле рыбы, мя­са, а сахара — при приготовлении варенья, джема, повидла, с це­лью сохранения продуктов от порчи.

Реакция среды. Большинство микробов развивается в ней­тральной (рН=7) или слабощелочной среде (рН=8), а плесени и дрожжи — в слабокислой среде (рН=3—6). Изменяя реакцию среды, можно влиять на ход развития микроорганизмов. На этом основаны методы консервирования овощей, плодов путем квашения (с помощью образующейся молочной кислоты) и маринования (с помощью добавляемой уксусной кислоты), в которых подавля­ется жизнедеятельность гнилостных микробов.

Свет. Прямой солнечный луч губит микробы, в том числе и болезнетворные. Особенно губительны ультрафиолетовые лучи солнца и специальных ламп БУВ, используемых для дезинфекции воды, воздуха и помещений.

Химические вещества. Многие химические соединения губительно действуют на микробы и используются для их уничто­жения. Они называются антисептиками или дезинфицирующими веществами. Так, хлорную известь, хлорамин в общественном пита­нии применяют для дезинфекции рук (0,2%), посуды и оборудова­ния (0,5%), аскорбиновую кислоту — для сохранения соков. Нали­чие бензойной кислоты в клюкве, бруснике предохраняет их от пор­чи. ,

Биологические факторы. Микробы в процессе жизне­деятельности могут влиять друг на друга, способствуя развитию или угнетению. Последнее свойство микробов используется челове­ком в борьбе с болезнетворными микробами. Многие бактерии, плесневые грибы выделяют в окружающую среду вещества — антибиотики, губительно действующие на развитие других микро­бов. Пенициллин, стрептомицин, грамицидин, биомицин — анти­биотики, широко применяемые в медицине.

Другими веществами, близкими к антибиотикам по характеру действия на микробы, являются фитонциды. Эти вещества, выде­ляемые многими растениями (луком, чесноком, хреном, цитрусовы­ми и др.), убивают болезнетворные микробы брюшного тифа, ди­зентерии, гнилостную палочку и др.

Микробиология основных пищевых продуктов

Пищевые продукты являются благоприятной средой для развития микробов. Знание характера микрофлоры продуктов питания и макробиологических процессов, происходящих в них, необходимы работникам общественного питания для организации правильного хранения, обработки сырья, приготовления блюд и реализации готовой пищи.

Микробиология мяса и мясопродуктов.

Мышцы, кровь здорового скота микробов не содержат. Мясо загрязняется микробами при обработке его на мясокомбинатах. В процессе убоя скота, первичной обработки туш микробы со шкуры животных, из кишечника, с орудия убоя и обработки попадают на поверхность, а через лимфатические, кровеносные сосуды, вдоль сухожилий и костей проникают внутрь мясных туш. Обсеменение туш увеличивается при транспортировке их. Проникновение микробов внутрь мяса и их развитие происходит медленнее, чем ниже температура туш, чем они упитаннее, чем больше жира и наличие корочки подсыхания на поверхности туш. Развитию микробов способствуют повышенная температура и влажность окружающего воздуха.

На 1 см² поверхности мяса обнаруживают до нескольких сотен тысяч микробов, в основном такие как: гнилостная палочка, сальмонеллы, кишечная палочка, различные сарцины, плесневые грибы. Все они вызывают порчу мяса с изменением цвета (синюшный, зеленоватый, ярко-красные пятна), появлением ослизнения, липкой поверхности, гнилостного запаха. Такое мясо меняет свой товарный вид и кулинарному использованию не подлежит.

Для сохранения качества мясных туш, кусков мяса следует строго соблюдать условия и сроки хранения его.

Мясной фарш имеет микрофлору намного обильнее, чем куски мяса, т.к. увеличивается поверхность соприкосновения фарша с воздухом, мясорубкой, происходит разрушение ткани, частичное вытекание сока мяса, что создает благоприятные условия для размножения и развития микробов. Поэтому хранить фарш следует непродолжительно и при низкой температуре.

Мясо птицы представляет большую санитарную опасность, чем мясо животных, т.к. птица часто поступает полупотрошеной: с головой, ножками, внутренними органами, в которых обнаруживают много микроорганизмов. Кроме того, птица, особенно водоплавающая (гуси, утки), в кишечнике имеет много сальмонелл, которые при обработке (удалении кишечника) и предубойном голодании птицы обсеменяют всю тушку.

На предприятиях общественного питания для обработки домашней птицы организуют специальные рабочие места.

Мясные субпродукты сильно загрязнены микроорганизмами, такой же природы как и у мяса, в результате попадания их из внешней среды на наружные органы при жизни животных (ноги, хвосты, головы, уши) и повышенного содержания влаги (печень, почки, мозги).

Поэтому субпродукты в общественное питание посту­пают всегда замороженными и обрабатывают их в мясном цехе на отдельных рабочих местах.

Колбасные изделия обсеменены микробами как внутри так и снаружи. Внутрь батонов микробы попадают с колбасным фаршем, который обсеменяется в процессе его приготовления. В процессе тепловой обработки колбас (варка паром, копчение горячим дымом) большинство этих микробов погибает. Жизнеспособными остаются споры бацилл, среди которых особенно опасны споры ботулинуса. При дальнейшем хранении колбас следует создавать условия, не допускающие прорастания спор и развития вегетативных форм микробов.

На поверхности батонов колбас микробов больше, чем внутри, т.к. они обсеменяют продукт после тепловой обработки. Эти микроорганизмы более активны и разнообразны по составу (гнилостная и кишечная палочки, плесневые грибы и др.). Они в основном портят качество колбас, вызывая гниение, плесневение их.

Наименее стойки при хранении группа вареных колбас, зельцы, студни, особенно приготовленные из низших сортов мяса или из сильно обсемененного микробами сырья (обрезь, субпродукты). Кроме того, эти изделия имеют повышенную влажность.

Полукопченые, варенокопченые, копченые колбасы более стойки в хранении в связи с меньшей обсемененностью микробами высококачественного сырья, меньшей влажностью, большим содержанием соли и обработкой веществами дыма при копчении.

Микробиология рыбы и рыбных продуктов

Рыба является скоропортящимся продуктом, т.к. она сильно обсе­менена микробами снаружи, внутри кишечника и в жабрах головы. После улова все эти микробы проникают внутрь ткани рыбы, вызывая ее порчу. Значительное обсеменение микробами ткани рыбы происходит от больных экземпляров рыб при их разделке, переработке и хранении.

В рыбе обнаруживают микрококки, сарцины, гнилостные палочки. Особенно опасна палочка ботулинуса, вызывающая тяжелое отравление — ботулизм. Для предупреждения этого отравления выловленную крупную рыбу (осетровые) немедленно потрошат и замораживают, предотвратив этим выделение опасного для жизни человека токсина (яда) ботулинуса.

При неправильном хранении охлажденной рыбы протеолитические ферменты микробов расщепляют ее белки с выделением дурно пахнущих веществ (аммиак, сероводород, индол и др.)» свидетельствующих о порче продукта.

Свежезамороженная рыба хранится дольше, т.к. микробиологические процессы приостанавливаются или идут замедленнее, вызывая иногда развитие на поверхности рыб плесневых грибов в виде одиночных точечных колоний.

О свежести рыбы судят по запаху, цвету жабр и консистенции ткани.

Соленая, вяленая, копченая рыба более стойка при хранении, т.к. процесс производства ее (соль, обезвоживание, вещества дыма) создает неблагоприятные условия для развития микробов.

Нерыбные продукты моря (ракообразные, двустворчатые моллюски, головоногие) обсеменены микробами морской воды, ила, из кишечника самих животных, что делает их скоропортящимися, легко поддающимися гниению под действием гнилостных микробов. Известны случаи возникновения пищевых инфекций (брюшного тифа) и пищевых отравлений при употреблении людьми мяса сырых моллюсков (устриц).

Микробиология стерилизованных баночных консервов. Герметично закрытые консервы из овощей, плодов, мяса, рыбы, подвергнутые, стерилизации с соблюдением установленного режима (время, темпе­ратуры), микробов не содержат и стойки при хранении.

Однако известно, что баночные консервы могут вызывать микробные отравления и порчу продукта в них. Это вызвано тем, что в консервах обнаруживают споровые бактерии, с более высокой устойчивостью к режиму стерилизации: споры картофельной палочки, масляно-кислых бактерий и споры ботулинуса. Сохранив жизнеспособность, эти микроорганизмы в результате развития выделяют углекислый газ, водород, сероводород, которые вспучивают консервную банку. Такое явление называют — биологический бомбаж. Бомбажные банки могут быть ядовиты из-за содержания токсина, выделенного палочкой ботулинуса, и подлежат уничтожению.

При сильном обсеменении сырья, при нарушении режима стерилизации в консервах могут быть обнаружены бесспоровые микробы: кокки, кишечная палочка, молочно-кислые бактерии, дрожжи, стрептококки, которые также могут вызывать бомбаж консервов.

Некоторые споровые анаэробные микробы, сохранившие жизнь после недостаточной стерилизации могут портить содержимое консервов без образования газов, следовательно, без внешних изменений банки. Такая порча консервов обнаруживается при вскрытии банки и называется плоским скисанием. Это наблюдается чаще всего у консервов со слабокислым содержимом: зеленый горошек, мясные и колбасные консервы, консервы детского питания.

Только высококачественное сырье, выполнение санитарных правил обработки его, соблюдение режима стерилизации и хранения предупреждает порчу баночных консервов и пищевые отравления ими.

ВОПРОСЫ К ЛЕКЦИИ:

1. Как с помощью температуры можно управлять микробиологическими процессами?

2. Какое влияние оказывает содержание влаги в среде на жизнедеятельность микроорганизмов?

3. Какое действие оказывают на микроорганизмы свет и другие виды лучистой энергии?

4. Какое влияние оказывают на микроорганизмы концентрация и кислотность среды?