МИКРОБИОЛОГИЯ Учебное пособие - 2012

ГЛАВА 15. МИКРОБИОЛОГИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

15.4. МИКРОБИОЛОГИЯ РЫБЫ И РЫБНЫХ ПРОДУКТОВ

Свежая рыба. В мышечном соке и мышечной ткани свежевыловленной рыбы микроорганизмы, как правило, не обнаруживаются. Их значительные количества находятся в покровной слизистой оболочке, на наружных жабрах и в желудочно-кишечном тракте рыбы. Число бактерий на этих участках может составлять от 10² до 10⁶ на 1 см². Степень контаминации рыбы микроорганизмами зависит от температуры и микрофлоры воды, глубины обитания рыбы, сезона и способа лова.

На коже и наружных жабрах рыбы, выловленной в северных морях, присутствуют бактерии родов Vibrio, Pseudomonas, Achromobacter, Alcaligenes, Acinetobacter, Flavobacterium, Corynebacterium, Micrococcus, Bacillus. В покровной слизистой оболочке могут содержаться также светящиеся бактерии, например Photobacterium phosphoreum. На слизистой оболочке рта, коже и наружных жабрах свежевыловленной рыбы могут присутствовать дрожжи, которые при дальнейшем хранении подавляются бактериями. Выделенные дрожжи были отнесены к родам Debaryomyces, Torulopsis, Candida, Rhodotorula, Pichia, Cryptococcus. Микрофлора кишечника довольно постоянна и, как правило, не зависит от окружающей среды. Количество микроорганизмов в кишечнике варьирует от 1 х 10⁵ до 1 х 10⁸ клеток в 1 г. Преобладают С. sporogenes, С. putrificum, С. perfringens, С. bifermentans, встречаются возбудители пищевых отравлений В. cereus, S. aureus, С. botulinum.

Доминирующей микрофлорой свежевыловленной рыбы являются бактерии семейства Achromobacteriaceae (до 60 % от общего объема микрофлоры). Содержание бактерий рода Pseudomonasсоставляет 22—30 % от всего объема микрофлоры. Менее 10 % поверхностной микрофлоры приходится на флавобактерии, коринебактерии, микрококки, бациллы, вибрионы. Анаэробные бактерии, как правило, отсутствуют на поверхности рыбы.

В 1951 г. впервые в Японии были описаны случаи обсеменения рыбы Vibrio parahaemoliticus — возбудителем гастроэнтеритов у человека. Морские вибриобактерии, в частности V. parahaemoliticus и V. vulnificus, могут присутствовать в моллюсках и в питающейся ими рыбе. Так как эти вибрионы неустойчивы и быстро погибает при холодильном хранении или тепловой обработке, заражение ими вероятно лишь в тех случаях, когда употребляют сырые морские продукты.

Поскольку внутренние водные бассейны и прибрежные морские воды часто загрязняются сточными водами, рыба бывает контаминирована сальмонеллами, шигеллами, иерсиниями, энтерококками, колиформными бактериями, а также C. botulinum и Listeria monocytogenes. Листерии легко инфицируют рыбу и широко распространены в рыбопродуктах, особенно в рыбе холодного копчения и рыбных пресервах.

Свежевыловленная рыба без воды быстро погибает, после чего в ее теле происходят следующие изменения: выделение слизи, окоченение, автолиз, микробная порча. Сразу после гибели на поверхности тела рыбы выделяется слизь, основой которой является гликопротеид муцин, который служит питательной средой для развития микроорганизмов. В процессе окоченения происходит сокращение и напряжение мышечных волокон, что связано с образованием актино-миозинового комплекса. В связи с этим тело рыбы становится твердым. После окоченения начинаются автолитические и микробиологические процессы. При автолизе происходят глубокие структурные изменения тканей рыбы: они размягчаются, расслаиваются, отделяются от костей, между волокнами образуются пространства, брюшко разрывается. Этот период является благоприятным для размножения микроорганизмов, которые с поверхности проникают вглубь тканей. Под действием протеиназ гнилостных бактерий тканевые белки рыбы разлагаются с образованием аммиака, сероводорода, аминов, органических кислот и других соединений. В процессе бактериального разложения белка рыбы происходит накопление токсичных продуктов распада, что может вызвать неспецифическое отравление. Интоксикация происходит за счет биогенных аминов. В частности, при распаде белка рыбы образуется свободный гистидин, который при декарбоксилировании превращается в гистамин. Большинство бактерий, продуцирующих биогенные амины, относятся к семейству Enterobacteriaceae (Escherichia coli, Еnterobacter aerogenes, Morganella morganii, Proteus vulgaris), а также к представителям родов Clostridium и Bacillus. При возникновении пищевых токсикозов концентрация гистамина может составлять до 600 мг/кг.

Охлажденная рыба. С целью сохранения качества рыбы ее охлаждают или замораживают. Если длительность рейса невелика, рыбу можно охлаждать льдом. Для повышения эффекта охлаждения ко льду часто добавляют соль. Температура рыбы подо льдом, как правило, выше 0 °С, а при транспортировке она может повыситься до 6 °С. Хотя рыба охлаждается льдом, в ней размножаются психрофильные микроорганизмы. В связи с этим количество микроорганизмов в рыбе при хранении на борту судна может возрасти от 10⁴до 10⁶ на 1 г. Преимущество при этом получают бактерии рода Pseudomonas. Остальные бактерии принадлежат к родам Achromobacter и Flavobacterium. Размножение этих групп бактерий приводит к распаду белка и жира и ухудшению качества рыбы. Хранение рыбы со льдом имеет целый ряд недостатков: 1 — рыба охлаждается сравнительно медленно и при замерзании в массе льда подвергается сжатию и иногда повреждению; 2 — при охлаждении льдом в рыбе продолжают размножаться психрофильные микроорганизмы; 3 — лед быстро загрязняется слизью, чешуей и соответственно микроорганизмами; 4 — рыба может быть дополнительно контаминирована микроорганизмами, присутствующими во льде и в соли.

На охлажденной рыбе, хранившейся в холодильных камерах при температуре (0 ± 2) °С, достаточно быстро размножались психротрофные бактерии родов Pseudomonas, FlavobacteriumAcinetobacter, Moraxella, Vibrio, Cytophaga. После 10 сут хранения при указанной температуре количество микроорганизмов возрастало от 1 х 10²—1 х 10⁴ до 1 х 10⁶—10⁷ в 1 г.

Мороженая рыба. Существуют разные способы замораживания рыбы. Наиболее современным является туннельный способ, при котором рыбу перемещают через туннель, в котором поддерживают температуру — 20...—40 °С. Качество рыбы зависит от скорости замораживания. Медленное замораживание приводит к образованию кристаллов льда в цитоплазме клеток и их гибели. Обычно при медленном замораживании погибает 60—90 % микрофлоры свежей рыбы. При высокой скорости замораживания микроорганизмы в большей степени сохраняют свою жизнеспособность, чем при низкой скорости. При этом чем ниже температура замораживания и хранения, тем больше выживает микроорганизмов. Устойчивы к замораживанию микрококки, которые сохраняются в мороженой рыбе в течение нескольких месяцев. Общая обсемененность мороженой рыбы составляет 1 х 10⁴—1 х 10⁵ клеток в 1 г. В основном это дрожжи, микрококки, Achromobacter, Pseudomonas, Flavobacterium, а также бациллы (В. cereus, В. mycoides, В. subtilis).

В процессе хранения рыбы при температуре —18...—20 °С количество жизнеспособных клеток микроорганизмов постепенно уменьшается. В течение 3 мес. хранения погибают бактерии родов Pseudomonas и большая часть бактерий рода Achromobacter. В то же время доля флавобактерий в общем объеме остаточной микрофлоры возрастает. Сохраняют свою жизнеспособность при хранении в замороженном состоянии и патогенные бактерии. В замороженном филе были обнаружены энтеропатогенные кишечные палочки и стафилококки. Относительно устойчивыми к замораживанию оказались сальмонеллы. Длительность хранения рыбы в замороженном состоянии зависит от температуры и консистенции рыбы. Тощую рыбу хранят при температуре — 20...— 25 °С от 6 до 8 мес., сроки хранения жирной рыбы при такой же температуре составляют от 4 до 6 мес. Качество охлажденной и мороженой рыбы нормируется следующими микробиологическими показателями: КМАФАнМ — не более 5 х 10⁴ КОЕ/г; не допускается присутствие БГКП в 0,01 г; S. aureus — в 0,1 г, патогенных микроорганизмов — в 25 г; для морской рыбы содержание Vibrio parahaemolyticus должно быть не более 100 КОЕ/г (СанПиН 2.3.2.1078—01).

Соленая рыба. Посол является одним из старинных и наиболее распространённых способов консервирования рыбы. Консервирующее действие хлорида натрия обусловлено снижением активности воды (a_w) в среде и зависит от его концентрации, температуры, pH среды, присутствия консервантов. По чувствительности к хлориду натрия микроорганизмы условно подразделяют на три группы: галофобные, жизнедеятельность которых подавляется при концентрации хлорида натрия 5—6 %; галотолерантные, способные расти при концентрации соли от 6 до 15 %; галофильные, способные расти в концентрированных солевых растворах или непосредственно в самой соли.

В табл. 13 приведены значения концентрации хлорида натрия, задерживающей рост определенных микроорганизмов.

Таблица 13. Чувствительность некоторых микроорганизмов к хлориду натрия

Посолу подвергают, главным образом, определенные виды рыб (сельдевые, лососевые), которые после созревания приобретают определенные вкусовые качества и консистенцию за счет расщепления белков и липидов рыбы под действием собственных ферментов.

Различают посол сухой, смешанный и в рассоле (тузлучный). При любом способе посола рыба теряет воду и поглощает соль.

По способу применения соли посол бывает: сухой, мокрый, смешанный, шприцевый (для крупных ценных рыб); по температуре посола: теплый (10—15 °С), охлажденный (0—5 °С), холодный (—1...—4 °С); по содержанию соли: крепкий, средний, слабый.

Соль, применяемая при посоле, может служить источником контаминации рыбы микроорганизмами. В 1 г соли может присутствовать до 1 х 10⁶ клеток микроорганизмов, в том числе галофильные бактерии.

В среднем тузлуке (10—12 % NaCl) общее микробное число составляет в среднем 10²—10⁴ микробных клеток в 1 см³. В слабосоленой рыбной продукции при повышении температуры хранения общее количество микроорганизмов возрастает и может составить от 10³ до 10⁸ клеток в 1 г. Качественный состав микрофлоры такой рыбы весьма разнообразен. Это галофильные и галотолерантные бактерии родов Micrococcus, Halobacterium, Streptococcus, Corynebacterium, а также дрожжи и плесневые грибы. Могут также встречаться возбудители пищевых отравлений — золотистый стафилокококк, энтерококки. Порчу соленой рыбы могут вызывать микроорганизмы, образующие пигменты. Например, Micrococcus roseus, который придает красно-розовую окраску соленой сельди; Halobacterium salinarium, образующий красный слизистый налет с неприятным запахом (порок, называемый «фуксин»); плесневые грибы рода Sporendonema, вызывающие появление коричневых пятен на поверхности рыбы. На слабосоленой сельди может появляться грязно-белый мажущийся налет, обусловленный гидролизом жира под действием липаз аэробных галотолерантных бактерий родов Pseudomonas, Achromobacter и др.

Пресервы. Основным консервирующим фактором в пресервах является поваренная соль, содержание которой допускается от 3 до 10 %. Для предохранения пресервов от порчи в пресервы добавляют антисептик (бензоат натрия) в концентрации 0,1 % от массы рыбы. Бензоат натрия подавляет главным образом гнилостные бактерии и слабо — плесневые грибы. МКБ и дрожжи малочувствительны к действию антисептика. В некоторые пресервы вместо бензоата натрия добавляют сорбиновую кислоту и антибиотик низин, подавляющий рост грамположительных бактерий, в том числе спорообразующих.

Микрофлора пресервов в первые дни представлена спорообразующими аэробными и анаэробными бактериями, молочнокислыми бактериями, микрококками. В процессе созревания пресервов принимают участие гетероферментатиные МКБ, которые при расщеплении углеводов накапливают уксусную и молочную кислоты и ароматические вещества. В конце созревания в пресервах доминируют микрококки и МКБ.

Микробную порчу пресервов могут вызывать молочнокислые бактерии вида Leuconostoc mesenteroides ssp. dextranicum и некоторые грамотрицательные бактерии, которые образуют слизь в рассоле, что является результатом синтеза полисахаридов декстрана или левана из сахарозы. Иногда в пресервах размножается Clostridium perfringens, попадающий в продукт из кишечника рыб или со специями. В процессе своей жизнедеятельности этот микроб выделяет большое количество газов, что приводит к бомбажу банок.

В некоторых случаях в пресервы попадает золотистый стафилококк (S. aureus). Контаминация пресервов этим микробом происходит от обслуживающего персонала. Размножение золотистого стафилококка и образование им энтеротоксина может происходить при концентрации соли до 10 %. Для того чтобы подавить образование токсина S. aureus, следует использовать низин и хранить готовый продукт при температуре не выше 10 °С.

Микробиологические показатели пресервов: КМАФАнМ — не более 5 х Ю⁴КОЕ/г; масса продукта (г), в которой не допускаются: БГКП — в 0,01; S. aureus — в 1,0; сульфитредуцирующие клостридии — в 0,1; патогенные, в том числе, сальмонеллы, — в 25.

Консервированная рыба. Консервы (от лат. conserve — сохраняю) из рыбы подразделяют на: натуральные (производятся без предварительной тепловой обработки, соусов и заливок); в масле (вырабатываются из рыбы, подвергнутой предварительной обработке, с добавлением заливок из растительных масел); в томатном соусе; рыбоовощные и рыбокрупяные; паштеты и пасты.

Микрофлора консервируемого продукта до стерилизации включает микроорганизмы мяса рыбы, заливки, пряностей и попадающие во время подготовки. Закатанные банки стерилизуют в автоклавах, при этом стерилизацию необходимо проводить как можно быстрее после герметизации, так как микробиологические процессы развиваются очень быстро и могут привести к непригодности продукта. Для обеспечения безопасности готового продукта и его стабильности при хранении важную роль играют такие факторы, как режим стерилизации, значения pH и a_wпродукта и температура его хранения. Рыбные консервы характеризуются значениями pH > 4,6 и a_w > 0,98. Такое значение pH продукта не препятствует размножению и образованию токсина С. botulinum, который образует споры наиболее термостойкие из всех патогенных микроорганизмов. В связи с этим минимальная термообработка должна обеспечивать снижение численности спор С. botulinum до 10^-12 от их исходного количества. Такую обработку называют «концепцией 12D». Это стерилизация при температуре не ниже 121 °С продолжительностью не менее 3 мин, необходимая для снижения вероятности выживания спор С. botulinum до 1 на триллион (10^-12), a D — время, за которое численность популяции снижается в 10 раз.

Помимо патогенных бактерий в консервах необходимо определять максимально допустимое содержание выживших спор микроорганизмов порчи.

В рыбных консервах после стерилизации выживают единичные клетки бактерий, составляющие остаточную микрофлору. В большинстве случаев остаточная микрофлора (особенно аэробные споровые палочки) в консервах сразу после стерилизации не размножается, так как она ослаблена тепловым воздействием, низким окислительно-восстановительным потенциалом и другими факторами. Такие консервы считаются промышленно стерильными и поступают на реализацию. Обнаружение в консервах единичных спор бактерий вида В. subtilis при отсутствии бомбажа и при нормальных органолептических показателях не является препятствием для выпуска их с предприятия и употребления в пищу.

Стерильные консервы не должны содержать патогенных и токсикогенных микроорганизмов, а также возбудителей порчи консервов — спор термофильных бацилл и клостридий.

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

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 может происходить в течение длительного времени. Развитие остаточной микрофлоры приводит к микробиологической порче консервов, к которой относятся бомбаж или хлопуша, плоскокислая и сульфитная порча.

Бомбаж — выпуклость донышка и крышки банки, не исчезающая при надавливании; хлопуша — выпуклость донышка или крышки, исчезающая при надавливании на крышку или донышко с характерным хлопающим звуком. Причиной бомбажа и хлопуши является повышение внутреннего давления в банке за счет накопления газов газообразующими споровыми бактериями видов С. sporogenes, С. thermosaccharolyticum, С. petfringens, С. thermoaceticum и др. Микробиологический бомбаж могут вызвать также дрожжи, кокки, попавшие в консервы вследствие нарушения герметичности банки. Органолептические свойства консервов в результате накопления продуктов жизнедеятельности микроорганизмов сильно изменяются: наблюдается мацерация ткани, кислый или гнилостный 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.

Плоскокислая порча — изменение органолептических свойств консервов без газообразования. Консервы приобретают кислый запах и вкус, изменяется цвет продукта. Возбудителями данного вида порчи являются спорообразующие аэробные бациллы; В. subtilis, В. cereus, В. stearothermophilus, В. megatherium, В. aerothermophilus и др. Эти микроорганизмы разлагают углеводы с образованием различных органических кислот без выделения газа.

Сульфитная порча — накопление в консервах сероводорода. Такой вид порчи вызывают термофильные спорообразующие бактерии вида Desulfotomaculum nigrificans. Они разлагают серосодержащие аминокислоты с образованием сероводорода. Сульфитная порча рыбных консервов встречается довольно редко; она проявляется чаще в консервах из креветок, поскольку в них содержится много серосодержащих аминокислот. При сульфитной порче продукт приобретает тухлый запах и почернение.

В некоторых случаях органолептические изменения выражены нечетко, но в консервах при этом могут содержаться экзотоксины — продукты жизнедеятельности некоторых видов микроорганизмов.

Наряду с реактивацией в некоторых видах консервов в процессе хранения происходит отмирание микроорганизмов, и консервы становятся стерильными.