Лекция 1. Микробиология в пищевой промышленности. Проблемы систематики в микробиологии. Вопросы
 Скачать 0.52 Mb.
|
|
МИКРОБИЛОГИЯ КОНСЕРВНОГО ПРОИЗВОДСТВА.
1.Принципы консервирования продуктов. В основу методов консервирования положены биологические принципы биоз, анабиоз, абиоз и ценанабиоз.
2.Анабиоз. принцип состоит в замедлении, торможении жизненных процессов в сырье и микроорганизмах посредством изменения физических или химических факторов среды. На этом принципе основаны такие способы консервирования. Как сушка, замораживание, маринование и другие. 3. Абиоз. Заключается в полном прекращении всех жизненных процессов в сырье и микроорганизмах. Он осуществляется при термическом консервировании (стерилизация, облучение и другие способы). 4.Ценанабиоз. Состоит в изменении посредством внешнего воздействия состава естественного биоценоза продукта. Жизнедеятельность вредной микрофлоры подавляется путем введения полезных микроорганизмов и создания благоприятных условий для их развития. Как правило ни один из перечисленных биологических принципов не реализуется в чистом виде. Чаще всего на практике используется одновременно несколько принципов. 2.Микробиология сырья. Микрофлора плодов и овощей представлена 3 группами:
Другой вид этого же рода Sclerotinia botritis поражает лук, корнеплоды и капусту. Также овощи часто при хранении поражаются черной гнилью, возбудителем которой является гриб Alternaria. Этот гриб образует черные вдавленные пятна, на которых появляется зеленый налет. Широко известным является заболевание овощей, которое вызывает паразитический гриб, поражающий картофель, томаты, огурцы, кабачки в процессе роста. Из бактерий наиболее часто поражает овощи палочка Bacterium burgeru, под ее воздействием на поверхности овощей появляются водянистые пятна. Кроме того, для овощей характерны заболевания, вызываемые бактериями, такие как мокрая гниль и вершинная гниль, которую вызывают молочнокислые бактерии. Распространенными также являются плодовая гниль и серая гниль, вызываемые различными представителями грибов из рода Monilia.
Микрофлора мяса и рыбы. Микробная обсемененность мяса происходит после убоя животного, при несоблюдении санитарных условий хранения и транспортировки. Наиболее часто встречаются гнилостные бактерии, дрожжи и различные представители плесневых грибов. Нередко мясо бывает поражено патогенными и условно патогенными микроорганизмами. Часто, пораженное некоторыми видами патогенных микроорганизмов мясо помечают красным клеймом, относят к группе условно годных продуктов и отправляют на переработку для консервирования. При этом не используют мясо животных, больных сибирской язвой и ящуром, такое мясо уничтожается. Рыба очень быстро подвержена микробной порче и чаще поражается гнилостными бактериями, различными видами плесени или дрожжей. 3. Причины и виды порчи консервов. Консервирующим фактором при производстве молочных консервов является воздействие высокой температуры и иногда высокого давления. Цель этой операции – приготовление долгохранящихся продуктов при положительной температуре. Иногда наблюдаются признаки порчи, причинами которых являются повышенная обсемененность сырья и недостаточная его свежесть; наличие в сырье микроорганизмов или их спор, устойчивость к высоким температурам; нарушение технологических условий подготовки сырья и стерилизации. Сразу после стерилизации организмы находятся в угнетенном состоянии, через 15-20 суток хранения при наличии остатка воздуха в банке, при повышении температуры хранения, при нарушении герметичности, споры начинают прорастать и вызывают порчу. Обычно, остаточный состав микрофлоры во всех консервах представлен спорообразующими палочками аэробов или факультативных анаэробов. Споры этих микроорганизмов обладают повышенной термостойкостью. Из анаэробов чаще встречаются различные виды из рода Clostridium, Bacterium perfringens. Иногда встречается Clostridium botulinum. Наиболее распространенный вид порчи баночных консервов – бомбаж, характеризующийся вспучиванием и иногда разрывом банок. Различают физический, химический и биологический бомбаж. Биологический бомбаж происходит в результате размножения спорообразующих бактерий и образованием ими газов (СО2, Н2, Н2S, СН4). В мясных консервах причиной бомбажа чаще всего являются спорообразующие микроорганизмы: картофельная палочка и бактерия Bacterium putrificus, реже микроорганизмы, не образующие спор: бактерии из рода кишечной палочки и палочки Proteus. В овощных и иногда фруктовых консервах причина бомбажа – это маслянокислые бактерии, в молочных консервах – картофельная палочка, в фруктовых – дрожжи. Плоскокислая порча представляет собой закисание без образования газов, встречается у всех видов консервов. Причиной данного вида порчи является размножение аэробных, термофильных, термо-толерантных бактерий. Иногда консервированные продукты являются причиной отравления, так как могут содержать токсины или жизнеспособные споры. Наиболее опасны отравления, вызванные токсином Clostridium botulinum, которые связаны с потреблением растительных и мясных консервов домашнего приготовления. В рыбных консервах хорошо размножается золотистый стафилококк. 4. Влияние физических и химических способов консервирования на жизнедеятельность микроорганизмов. Основные методы консервирования пищевых продуктов связаны с действием высоких температур, обезвоживанием продуктов, повышением осмотического давления, повышением концентрации водородных ионов, введением бактерицидных веществ и действием на продукт УФ лучей, ионизирующего излучения, ультразвука и др. Каждый из указанных методов применяется для определенных видов продуктов. Действие низких температур. Сущность этого действия на микробную клетку заключается в том, что ее протоплазма уплотняется, жидкая фаза превращается в лед, а при очень низких температурах переходит в стекловидное состояние. Обменные процессы в микробной клетке с окружающей средой становятся невозможны. При кратковременном действии низких температур эти процессы обратимы, то есть после размораживания продукта микробы интенсивно размножаются. При длительном действии низких температур в протоплазме многих микробных клеток наступают необратимые изменения, но клетка сохраняет способность к жизнедеятельности. Некоторые патогенные микроорганизмы могут сохранять жизнедеятельность длительное время при низких температурах. Например, при температуре –18оС сальмонеллы сохраняют жизнеспособность в течение 5 месяцев, палочки брюшного тифа – в течение 6 месяцев. Таким образом, низкие температуры не вызывают гибель многих микроорганизмов, а лишь предотвращают их размножение. Действие высоких температур. Температура выше 60оС вызывает коагуляцию белков в протоплазме. Эти изменения необратимы. Коагуляция происходит быстрее во влажной среде при высоких температурах. Большинство вегетативных форм микроорганизмов погибает в течение1 – 10 минут при 60оС, а при 100оС большинство погибает немедленно. Однако, к высоким температурам устойчивы споры бактерий. Это объясняется тем, что вода их клеток находится в связанном состоянии и коагуляции белков не происходит. В практике консервирования различают следующие температурные режимы:
Обезвоживание продуктов основано на понижении содержания влаги в продукте до 8 – 15%. При таком количестве воды становится невозможным процесс обмена веществ между микробной клеткой и окружающей средой. Но если обезвоживание производить при невысокой температуре, то в продукте сохранят свое действие некоторые ферменты и под их влиянием может произойти разложение некоторых питательных веществ. Высушенные продукты необходимо тщательно упаковывать во избежание проникновения влаги. Одним из способов высушивания является сублимация, которая подразумевает высушивание замороженных продуктов под вакуумом. При сублимации получают продукт с содержанием влаги менее 5%. Однако, после сушки могут сохраниться споры бактерий из группы картофельной и сенной палочки, которые начинают прорастать при несоблюдении условий хранения (влажность более 30%). Повышенное осмотическое давление положено в основу консервирования поваренной солью. Действие хлорида натрия основано на создании гипертонической среды вокруг микробной клетки, вследствие чего обменные процессы невозможны. При повышенном осмотическом давлении происходит обезвоживание протоплазмы и клетки погибают. Но встречаются микроорганизмы – галофиты, которые вызывают, например, на соленой рыбе появление красных пятен. Для предотвращения размножения патогенных микробов концентрация поваренной соли должна быть 10 – 15%. Маринование. При этом способ консервирования применяют пищевые кислоты, в результате чего изменяется рН среды. При понижении рН меняется дисперсность протоплазмы микробных клеток и прекращается их рост и размножение. Гнилостные и патогенные микробы размножаются при рН 7-8, при рН менее 4,5 размножение их прекращается. Для консервирования применяют уксусную, молочную, лимонную кислоты. Хотя некоторые виды плесеней нечувствительны к действию кислот. В кислой среде хорошо сохраняются споры. Применение антисептиков. В качестве антисептиков в консервировании применяются:
Иногда применяют антибиотики, но их использование может привести к развитию устойчивых форм патогенных микроорганизмов и к изменению микрофлоры кишечника человека. В качестве антисептиков применяют природное сырье, обладающее антисептическими свойствами (лук, чеснок, содержащие фитонциды, черноплодная рябина, клюква и др.). ЛЕКЦИЯ 15. МИКРОБИЛОГИЯ КОНСЕРВНОГО ПРОИЗВОДСТВА. Вопросы: 1.Производство консервов, основанное на использовании биологических факторов. 2.Микробиология молочных консервов. 3.Микробиологический и санитарный контроль производства 1. Консервирование, основанное на использовании биологических факторов. Квашение используют для сохранения овощей. Принцип метода состоит в создании благоприятных условий для развития одних микроорганизмов группы молочнокислых бактерий и подавить размножение других (гнилостных). Для этого создается накопительная культура микроорганизмов определенной группы продуктов, жизнедеятельность которых и побочные продукты подавляют развитие гнилостных бактерий, а также одновременно придают продуктам полезные вкусовые качества. На первом этапе при квашении в продукты добавляют поваренную соль, которая препятствует размножению микробов. Для повышения количества молочной кислоты, образующейся в процессе брожения, в продукт добавляют сахар. Кислотность продукта при квашении 0,6%. Оптимальными условиями для квашения являются анаэробные и поддержание температуры 20 – 21оС (для молочнокислого брожения). Молочнокислое брожение протекает в 3 стадии:
Данный способ консервирования не препятствует развитию дрожжеподобных грибов, которые используют для питания молочную кислоту, понижают кислотность и создают условия для размножения гнилостных бактерий. 2. Микробиология молочных консервов. К молочным консервам относятся стерилизованное и сгущенное молоко. При производстве стерилизованного молока необходима абсолютная стерильность, которая достигается при 120оС в течение 15-20 минут. Стерилизация должна производиться в той же посуде, в которой молоко будет храниться (непроницаемой для микроорганизмов). Отклонение качества молока и возникновение пороков микробиологического происхождения возможно при следующих технических ошибках:
В этих случаях могут возникнуть пороки, связанные с развитием спорообразующих палочек (пептонизация) и маслянокислых бактерий (маслянокислое брожение). В сгущенном молоке чаще размножаются осмофильные дрожжи, которые вызывают его порчу, они способны сбраживать сахарозу, в результате чего появляется дрожжевой запах, молоко разжижается, теряет исходные качества. Наиболее частый порок сгущенного молока – «пуговицы» - небольшие колючки, более темного цвета. Возбудителем является шоколадная плесень – несовершенный гриб из рода Catenularia. На поверхности сгущенного молока могут появиться колонии зеленой плесени Aspergillus или черные колонии гроздевидной плесени Cladosporium gerbarium. Иногда наблюдается прогоркание сгущенного молока, которое вызывают микрококки, разлагающие жир с образованием жирных кислот и глицерина. 3.Микробиологический и санитарный контроль производства.
ЛЕКЦИЯ №16. МИКРОБИОЛОГИЯ КРАХМАЛОПАТОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА. Вопросы: 1.Классификация молочнокислых бактерий. Микрофлора молока. 2.Производство кисломолочных продуктов и твердых сычужных сыров. 3.Микроорганизмы-вредители производства масла и маргарин. 1. Производство крахмала. Пути проникновения микроорганизмов в производство. Технологический процесс производства крахмала не способствует развитию посторонних микроорганизмов. Основным источником микрофлоры является сырье. Картофель в процессе роста поражается грибами-паразитами. Наиболее опасным является Phytophtora – гриб из класса фикомицетов. Разрастаясь, мицелий этого гриба поражает и разрушает клетки тканей, на участках разрушенной ткани развиваются грибы сапрофиты и бактерии. Рак картофеля вызывается паразитическим грибом из класса архимицетов. Наиболее распространенное заболевание картофеля - фузариоз, который вызывается грибами из рода Fusarium. Кроме того, картофель поражают грибы сапрофиты из рода Aspergillus, Penicillium, Mucor. Из бактерий картофель поражают бактерии из группы картофельной и сенной палочки, кишечная палочка и молочнокислые бактерии. При порче крахмала из картофеля происходит чаще порча жидкого крахмального молочка, которое закисает при размножении молочнокислых бактерий, ослизняется при развитии гнилостных бактерий. При производстве кукурузного крахмала инфекция может приникнуть при замочке кукурузного зерна. При этом чаще развиваются следующие виды микроорганизмов:
2. Производство патоки. Промышленность выпускает различные виды патоки и кристаллической глюкозы. Эти продукты получают путем кислотного или ферментативного гидролиза из крахмала. При производстве разных видов мальтозных паток используют грибные и бактериальные ферменты амилолитического действия. Их производят из следующих грибов и бактерий:
При получении патоки путем кислотного гидролиза развитие посторонних микроорганизмов практически исключено. В процессе получения патоки путем ферментативного гидролиза выдерживают низкую температуру и рН 6. Посторонние микроорганизмы легко размножаются в этих условиях и могут испортить готовую продукцию. Основным источником инфекции является сырье, а основными микроорганизмами, нарушающими технологические процессы, - микроорганизмы сырья. Микробиологический контроль на производстве включает :
3. Микроорганизмы-вредители производства масла и маргарин. Растительные жиры получают прессованием, экстрагированием или комплексным комбинированным методом. Микроорганизмы в технологическом процессе не участвуют и выступают лишь как возбудители порчи сырья или готовой продукции. Сырье содержит в избытке влагу и при недостаточной вентиляции может подвергаться плесневению. Споры плесневых грибов Aspergillus, Penicillium, Mucor всегда присутствуют на семенах масличных культур. В процессе хранения микробной порче может подвергаться готовая продукция. При длительном хранении при высокой температуре в резервуарах отстой, образующийся на дне, преимущественно состоит из фосфолипидов и является питательной средой для анаэробных микроорганизмов, содержащих липолитические ферменты. Продукты жизнедеятельности этихмикроорганизмов изменяют качество масла, оно прогоркает и приобретает неприятный вкус. Чаще всего возбудителями порчи являются бактерии Clostridium putrificum и маслянокислые бактерии. Продуктом эмульгирования растительных масел и животных жиров является маргарин. Иногда его используют при закваске, представляющей собой смесь нескольких чистых культур молочнокислых бактерий. В состав заквасок чаще всего входят молочнокислый и сливочный стрептококк, иногда входят ароматообразующие стрептококки Lactococcus citrovorum, Lactococcus paracitrovorum, которые способны сбраживать лимонную кислоту с образованием ароматических соединений и летучих органических кислот. Основным источником вредных микроорганизмов при производстве маргарина является сырье, вода, воздух, аппаратура, руки, одежда персонала. Наиболее часто встречаются следующие группы вредных микроорганизмов:
|