Основы микробиологии. Лекция. Основы микробиологии, физиологии питания, санитарии и ги. Лекции Основы микробиологии, физиологии питания, санитарии и гигиены
 Скачать 337.99 Kb.
|
|
ТЕМА 1.5 МИКРООРГАНИЗМЫ ЗЕРНА И ПРОДУКТОВ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ МИКРОФЛОРА ЗЕРНА Микрофлора зерна представлена несколькими группами микроорганизмов. I – эпифитные м/о – микроорганизмы, которые нормально сопутствуют жизни растений и находятся на его поверхности. Они питаются за счет органических выделений тканей растений и загрязнителей на них. II – микробы, случайно попавшие на зерно с пылью, дождем, насекомыми. III – микробы, паразитирующие на растениях и вызывающие их заболевания. IV – микроорганизмы почвы, попадающие на зерно во время обмолота и уборки. Эпифитные м/о не могут проникать в ткани через оболочки растительных леток и не оказывают вредного воздействия на развитие растений. Типичными эпифитами являются не образующие спор палочки Бактериум гербикола и Псевдомонас флюоресцирующий, а также разнообразные кокки, спорообразующие бактерии и некоторые плесневые грибы. В зерне, поступающем на хранение, содержится 3 основных группы м/о, подразделяемых по типу питания: 1) сапрофитные микробы – образующие споры бактерии, плесневые грибы, актиномицеты, дрожжи, дрожжеподобные грибы и др. Для хранения зерна очень важен количественный и качественный состав сапрофитов в зерне, т.к они отрицательно влияю на качество зерна: снижается общая масса зерна, ухудшаются его блеск, запах, цвет, вкус. Зерно приобретает посторонние запахи: амбарный, гнилостный, плесневелый, затхлый. 2) фитопатогенные микробы (паразиты) – возбудители болезней растений, чаще всего грибы разного вида головни, спорыньи, фузариозы и др. Допускается содержание спорыньи, головни, а также вредных сорняков растений - куколя и горчака – в сумме не более 0,06%. 3) патогенные микробы – попадают в зерновую массу случайно, от больных животных или бациллоносителей (возбудители сибирской язвы, туляремии, бруцеллеза и др.). Переносчиками вредных микробов на зерно являются сельскохозяйственные животные, грызуны, некоторые птицы и насекомые. Зерно не является благоприятной средой для развития патогенных м/о и при хранении большинство их них отмирает. Зерно может быть только передатчиком инфекции, но при соблюдении санитарных мер по очистке и дезинфекции зернохранилищ, мельниц, складов и др. помещений для хранения и переработки зерна, оно не будет являться передатчиком патогенных м/о. По отношению к кислороду воздуха в зерне содержатся в основном аэробы (плесени, бактерии), нестрогие анаэробы (дрожжи) и анаэробы или факультативные анаэробы (молочнокислые бактерии). Отсутствие кислорода задерживает развитие м/о, а содержание углекислого газа 18-20%, выделяемого при дыхании зерна, рост бактерий и грибов прекращается. Нарушение целостности зерна и его оболочек при механическом воздействии способствует развитию м/о. Так, на травмированных зернах пшеницы вырастают грибы рода Пенициллиум. На микрофлору зерна большое влияние оказывают условия уборки и хранения. При уборке влажность зерна 7-30%, а сорных примесей до 60%. При повышенной влажности зерна и температуре 25-300С в первую очередь активно развиваются некоторые грибы и бактерии. САМОСОГРЕВАНИЕ ЗЕРНА При интенсивном дыхании зерна выделяется тепло и, если оно не успевает рассеяться в окружающую среду, начинается самосогревание. Этому способствует повышенная влажность, оптимальная температура и доступ воздуха. Самосогреванию зерна более подвержено свежеубранное зерно. Этапы в процессе самосогревания: 1) температура зерновой массы повышается до 24-300С, увеличивается общая обсемененность, количество бактерий и плесеней. Активно размножаются Бактеруиум гербикола. 2) температура повышается до 400С, число эпифитов снижается, плесневые грибы усиленно размножаются. Увеличивается количество споровых бактерий из группы Бациллус субтилис. Зерно отпотевает, появляется запах солода и печеного хлеба, зерна пшеницы и ржи немного темнеют. 3) температура повышается до 500С, общая обсемененность снижается. Полностью исчезает эпифитная микрофлора, сокращается кол-во плесневых грибов. Накапливаются термофильные спорообразующие бактерии, из плесневых грибов – отдельные виды аспергиллов. Зерно приобретает затхлый или гнилостный запах, оболочки зерна темнеют. 4) температура достигает 70-750С, погибают все м/о, зерно постепенно охлаждается, но теряет все питательные качества. Если процесс самосогревания не приостановить в начале, зерно испортится. Для ликвидации процесса применяют активное вентилирование и охлаждение зерна. На зерне с влажностью ниже критической споры бактерий и плесени обычно находятся в состоянии покоя, но при повышении влажности переходят к активной деятельности и вызывают порчу зерна. БОЛЕЗНИ ЗЕРНА, ВЫЗЫВАЕМЫЕ МИКРООРГАНИЗМАМИ Спорынья – заболевание вызывает гриб из класса Аскомицетес (сумчатых грибов) со сложным циклом развития. На одной из стадий развития гриба в колосе ржи или пшеницы образуются темно-фиолетовые твердые рожки –склероции длиной 9-22 мм. В этих рожках содержатся запасные питательные вещества (жир), немного воды и ядовитые алкалоиды (эрготин, эрготинин и др.). В кол-ве 1-2% примесь рожков спорыньи вызывает тяжелое заболевание человека и животных –эрготизм. Головня – заболевание вызывает гриб класса базидиальных. Он поражает все виды культурных злаков, особенно пшеницу и кукурузу. Виды головни: твердая (называется еще вонючей) и пыльная головня. Оба вида поражают зерна при прорастании. Далее гриб растет вместе с растением злака и затем поражает колос. При поражении зерна твердой головней вместо зерен образуются твердые темные мешочки, наполненные спорами гриба (хламидоспорами), с помощью которых гриб распространяется. Споры твердой головни гигроскопичны и при отсыревании становятся липкими, имеют неприятный запах селедочного рассола. Из такого зерна получается мука с неприятным запахом и вкусом, а хлеб может вызвать раздражение слюнных желез и расстройство кишечника. Пыльная головня выглядит иначе: в колосе больного растения зёрна совсем не образуются. Вместо них появляется масса темных хламидоспор, которые легко распыляются. Фузариоз - заболевание вызывает гриб Фузариум из класса несовершенных грибов. Он поражает зерно в процессе формирования. Мука из пораженного зерна может содержать ядовитые вещества – продукты обмена гриба. Хлеб из такой муки опасен для человека и может вызвать отравление. Это заболевание зерна и муки называют еще «пьяной болезнью» хлеба. Другой вид гриба Фузариум поражает зерно, перезимовавшее под снегом. Микроорганизмы зерна Организация пищевых производств, перерабатывающих зерно, должна учитывать микроорганизмы, присутствующие на зерне. Зерно ячменя являет-ся переносчиком ряда микроорганизмов, которые ранее называли ее природ-ной микрофлорой. В последние годы от этого понятия отошли. В настоящее время преимущественно используется термин «микробиота», так как в нем отражено наличие различных форм жизни. Микробиота зерна в основном включает в себя бактерии, актиномицеты, мицелиальные грибы и дрожжи (таблица 1)
МИКРОФЛОРА МУКИ При размоле зерна в муку переходят все микроорганизмы, находящиеся на поверхности зерна, и чем их больше, тем больше будет в муке. Мука – продукт менее стойкий, чем зерно, и в процессе хранения она может подвергаться порче в результате жизнедеятельности м/о. В муке встречаются различные бактерии, грибы, актиномицеты и др. м/о. Но практическое значение для производства мучных изделий имеют дрожжи, молочнокислые бактерии, плесневые грибы, картофельная палочка. В муке влажностью 14,5% все эти м/о находятся в неактивном состоянии. Однако при увлажнении более 15% в результате неправильного хранения активность и численность м/о возрастает и наступает порча муки. Виды порчи муки: - плесневение – при хранении муки в складах при повышенной (более 80%) относительной влажности воздуха. - прокисание – результат жизнедеятельности молочнокислых бактерий, сбраживающих углеводы муки с образованием кислот. - прогоркание – результат биохимического процесса частичного окисления жиров муки кислородом воздуха, а частично гидролиза жиров под воздействием жирорасщепляющих ферментов некоторых бактерий и плесеней. - самосогревание – при хранении муки с повышенной (более 20%) влажностью. Самосогревание сопровождается размножением спорообразующих бактерий, вызывающих тягучую болезнь хлеба. Мука с признаками порчи для производства изделий не используется. МИКРОФЛОРА КРУПЫ В первую очередь микрофлора крупы определяется составом микрофлоры перерабатываемого зерна. Степень обсеменения микроорганизмами свежеубранного зерна крупяных сельскохозяйственных культур, как и зерна одной и той же культуры, может значительно различаться. В одном грамме доброкачественного зерна (пшеницы, ячменя, проса, риса, овса, гречихи) насчитывается от тысяч до миллионов бактерий, но по качественному составу микрофлора их близка между собой. Она представлена преимущественно (до 90 % и более) бактериями, количество плесеней (спор) не более 5–7%, дрожжей еще меньше. Среди бактерий преобладает (до 80–90%) бесспоровая, факультативно-аэробная палочковидная бактерия гербикола (травяная палочка Erwinia herbicola) –типичный представитель эгшфитной микрофлоры зерна злаков. В небольших количествах встречаются микрококки, молочнокислые бактерии, а также спорообразующие аэробные бактерии, представленные главным образом картофельной и сенной палочками (по новой номенклатуре обе эти бактерии отнесены к виду Bacillus subtilis). В грибной флоре свежеубранного зерна обычно присутствуют Alternaria, Clado-sporium, Ascochyta. Пенициллы и аспергиллы обнаруживают в небольших количествах. По мере хранения зерна в условиях, не допускающих развития микроорганизмов, число их на зерне снижается за счет отмирания Erwinia herbicola, хотя она остается преобладающей формой. Принято считать, что большое количество этих бактерий на зерне служит показателем его хорошего качества. Значительно изменяется состав грибной флоры. Доминирующими компонентами становятся пеницилловые и аспергилло-вые грибы (получившие название «плесени хранения»), а типичные представители свежеубранного зерна – «полевые плесени»– сохраняются в единичных количествах. Количество бактерий в 1 г крупы составляет 10*–-105, а плесени (споры) – Ю2–103, за исключением кукурузной крупы, которая обычно обсеменена спорами грибов в большей степени (табл. 23). Преобладающим компонентом бактериальной флоры крупы, выработанной из непропаренного зерна, является (до 70–90% общего числа) гербикола, а для крупы из зерна, прошедшего гидротермическую обработку, характерно преобладание спороносных бактерий (35–50 %) и микрококков (10– 20%). Из бацилл чаще обнаруживают Bacillus subtilis, В. pumilus. Грибная флора крупы представлена в основном видами Penicillium (P. cyclopium, P. viridicatum и др.) и Aspergillus (A. candidus, A. flavus, A. repens). В небольшом коли-стве встречаются мукоровые грибы. Многие найденные в крупах бактерии и плесени способны разлагать белки, липиды, крахмал, пектиновые вещества и сбраживать сахара с образованием кислот. Некоторые пенициллы могут, хотя и медленно, расти при температуре до –2, –5°С, аспергиллы сухоустойчивы и способны развиваться при влажности субстрата, равновесной относительной влажности воздуха 70–75%- Некоторые обнаруживаемые в крупах плесени вырабатывают токсичные вещества. Поэтому крупы в период длительного хранения могут подвергаться различным видам порчи под воздействием микроорганизмов и находящихся в крупе ферментов. Возможность и интенсивность развития микробов определяются в первую очередь влажностью крупы, которая меняется при хранении продукции в зависимости от величины относительной влажности воздуха. Имеет значение и температура хранения: чем выше влажность крупы, тем более широк интервал температур возможного развития микроорганизмов. При опытном хранении товарных образцов различных видов " крупы (пшено, кукурузная, ячневая, перловая, овсяная, рис, овсяные хлопья, ядрица, ядрица быстроразваривающаяся) в различных температурно-влажностных условиях установлено (К- А. Мудрецова-Висс и Е. В. Куликова), что по мере удлинения срока хранения во всех крупах снижается число бактерий главным образом ввиду вымирания эпифита зерна – Ег-winia herbicola. Через полгода хранения при 70–75 %-ной относительной влажности воздуха и температуре 15–16 °С сохраняется 25–40 % бактерий от их первоначального количества, а через год–10–15%; преимущественно это споровые формы. Число плесеней (спор) на крупах, сохраняемых в тех же условиях, практически не изменяется. На крупах, сохраняемых при той же температуре, но при 80 %-ной относительной влажности воздуха к четвертому – шестому месяцу, а при 85 %-ной – ко второму-третьему месяцу хранения активно развиваются плесени. Плесневение вызывают сухоустойчивые виды Aspergillus: A. repens, A. candidus, A. chevalieri. На крупах, выработанных из пропаренного зерна, плесени развиваются интенсивнее, чем на крупах из непропаренного зерна; при низких положительных температурах (4–5°С) плесневение крупы обнаруживается на несколько месяцев раньше. МИКРОФЛОРА КОМБИКОРМОВ В комбикормах могут быть грибы, бактерии, актиномицеты, дрожжи. В ветеринарно-санитарном отношении наибольшее значение имеют грибы и патогенные бактерии. Из грибов часто встречаются в комбикормах Aspergillus, Alternaria, Helminthosporium, Trichothecium, Chaetomium, Penicillium, Mucor. Наиболее типичными являются представители родов: Aspergillus - A. fumigatus, A. candidus, A. flavus, A. nidulans, A. glaucus; Penicillium - P. pupurogenum, Р. сусlopium и др.; Mucor асеае. Среди встречающихся в комбикормах грибов обнаруживаются и токсические виды - продуценты опасных для животных метаболитов, имеющие большое значение при санитарно-гигиенической оценке качества комбикормов. Большое значение в развитии грибов имеет химический состав комбикормов. Известно, что для их жизнедеятельности необходимы микроэлементы, витамины и различные ростовые вещества. Добавки, включаемые в комбикорма, повышают скорость роста грибов и участвуют в синтезе их метаболитов. Для некоторых грибов аминокислоты служат единственным субстратом питания - источником азота и углерода. В комбикорме микрофлора развивается значительно интенсивнее, чем в зерне, что обусловлено благоприятной средой; высокой гигроскопичностью, наличием соответствующей влажности и температуры. Зерно же, если оно не повреждено, имеет защитные свойства - активный иммунитет растения, а также вещества, тормозящие или подавляющие развитие микроорганизмов. В период хранения комбикорма количество микрофлоры быстро увеличивается, происходит смена ее видового состава. Более интенсивные изменения происходят при нарушении режимов хранения продукции. При высокой температуре наблюдается преимущественное развитие аспергиллов, участвующих в процессе самосогревания комбикорма (A. fumigatus, A. candidus), а при 10 °C количественный рост их прекращается. Также установлено, что увеличение числа диаспор грибов, особенно в обогащенных комбикормах, происходит уже при относительной влажности воздуха 60%; наиболее благоприятна для развития грибов влажность 90%. Ввод в комбикорм витаминов, аминокислот, микроэлементов и кормовых дрожжей вызывает интенсивный рост Aspergillus, Penicillium, Mucorасеае. Подобные закономерности подтверждают данные о том, что в течение одного года хранения комбикормов в условиях хозяйства общее количество грибов увеличивалось в 2 раза; наиболее активно развивались A. fumigatus, A. flavus, Penicillium. Во ВНИИКП были проведены опыты по хранению комбикормов рецепта № ПК-3 в производственных условиях (насыпью и в таре -штабелями по 14 рядов) в весенне-летний (при температуре 8,3-23,9 °C и относительной влажности воздуха - 40-96%) и осенне-зимний период (при температуре 1-16 °C и относительной влажности воздуха 62-80%). Анализ данных показывает, что интенсивность развития грибов зависит от условий хранения, их больше в весенне-летний период, чем в осенне-зимний, причем видовой состав грибов также различен и обусловлен сроками хранения комбикормов. Результаты исследований показали также, что испытуемые углекислые и сернокислые соли марганца, кобальта, меди, цинка (по отдельности и в смеси углекислых и сернокислых солей), вводимые в комбикорма в качестве микродобавок, не оказывали заметного влияния на развитие грибов родаAspergillus в процессе хранения продукции при относительной влажности воздуха 70% и температуре хранения 4,25 и 37 °С. В период опыта содержание их колебалось от 48 до 300 тыс/г. Комбикорма, хранящиеся при температуре 4 и 25 °C и относительной влажности воздуха 90% в течение 2 мес. (как и в предыдущем опыте), были нетоксичными по кожной пробе на кролике. Ho хранение комбикормов в условиях относительной влажности воздуха 98% и температуры 37 °C через 2 мес. приводило к появлению отклонений в органолептических показателях (неприятный запах, потеря сыпучести) и слабой токсичности каждой пробы. Вместе с этим отмечалось снижение количества грибов от 184 тыс/г (в начале хранения) до 3-43 тыс/г (через 2 мес.). Грибы (особенно A. flavus) при определенных условиях выделяют весьма опасные вещества - афлатоксины, которые чаще всего концентрируются в сырье, завозимом из тропических стран. К таким компонентам относятся: жмыхи и шроты (чаще арахисовые), кукуруза, пшеница и др. Приготовленные из этого сырья комбикорма могут содержать и токсины. По данным ученых института, мясная, мясо-костная и рыбная мука - источники заражения комбикормов, из которых было выделено 5 видов салмонелл: S. anatum, S. typhimuurium, S. enteritidis, S. cholerae suis, S. newport. При этом рекомендуется для обеззараживания продукции, обсемененной бактериями паратифозной группы в количестве от нескольких микробных клеток до 17 тыс/г, применять прием гранулирования при давлении пара 2 атм; при обсеменении до 40 тыс/г - при давлении 2,5 атм, и до 100 тыс/г - при 3 атм. Теми же авторами было установлено неблагополучие комбикормов в 6,6% случаев (содержание энтеропатогенных серотипов кишечной палочки). Причиной этого послужило использование при производстве комбикормов зараженного сырья (мясной, мясо-костной, рыбной муки b зерна). Для предупреждения распространения и поражения продукции патогенной микрофлорой необходимо расширить мероприятия по исключению использования неблагополучного сырья при производстве комбикормов. В связи со значительной зараженностью кормов возбудителями Кишечной инфекции в Дании, Голландии, Швеции, США, Германии и других странах приняты постановления об обязательном бактериологическом контроле продукции на предприятиях, производящих и реализующих корма. В нашей стране, как отмечалось выше, существуют определенные требования к качеству комбикормов в ветеринарно-санитарном отношении. Наиболее жесткие требования предъявлены к продукции, поставляемой животноводческим комплексам и птицефабрикам. Раздел 2. САНИТАРИЯ И ГИГИЕНА ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ | ||||||||||