Микроорганизмы-возбудители и порчи молока и молочной продукции

     Масляная  кислота придает молочным продуктам  прогорклый вкус, а образуемые газы (диоксид углерода, молекулярный водород) вызывают бомбаж баночных молочных консервов.

Микроскопические  грибы

    Микроскопические  грибы широко распространены в производстве молочных продуктов. Они вызывают плесневение  продуктов при хранении.

    Наиболее  часто встречаются микроскопические грибы следующих родов: Oidium (Oidium lactis), Aspergillus, Penicillium, Alternaria, Cladosporium, Catenularia.

Грибы относятся к надцарству эукариот, царству Mycota (Mycetes), отделу истинных грибов. Грибы – аэробы, но могут расти и в глубине продукта при наличии пустот и минимальном доступе воздуха. Мезофилы, но могут развиваться в очень широком температурном диапазоне (термотолерантны), например, при низких температурах – от +5 до -2⁰С. Являются ацидофилами, т.к. предпочитают кислую реакцию среды. Споры грибов погибают при пастеризации молока, но устойчивы к дезинфицирующим растворам.

- 8 -

    Все микроскопические грибы активно  разлагают белки (см. п. 2.1) и молочный жир.

    Окисление жира микроскопическими  грибами начинается с гидролиза жира под действием липолитических экзоферментов до глицерина и высших жирных кислот. Этот процесс не обеспечивает микроорганизмы энергией, поэтому образовавшиеся продукты гидролиза используются в качестве энергетического материала. Процесс окисления глицерина и высших жирных кислот протекает только в аэробных условиях. Глицерин быстро окисляется до диоксида углерода и воды. Окисление высших жирных кислот идет медленно. В процессе окисления образуются промежуточные продукты: кетоны, альдегиды, оксикислоты, которые придают окисленному жиру прогорклый вкус.

    Некоторые грибы в процессе роста на пищевых  продуктах образуют ядовитые вещества: мико- и афлотоксины, поэтому могут  являться возбудителями пищевых  интоксикаций.

    Некоторые виды гриба  Penicillium, такие как Penicillium roqui-forti, Penicillium camamberti, Penicillium candidum, называются «благородными плесенями». Они используются в производстве некоторых видов мягких сыров, придавая сыру своеобразные вкус, обусловленный изменением молочного сахара, белковых веществ, молочного жира и образованием летучих жирных кислот.

Бактериофаги

    Бактериофаги  являются вирусами бактерий. Они не имеют клеточного строения, а величина их частиц измеряется в нанометрах       (1 нм=10^-9м). Состоят бактериофаги из нуклеиновой кислоты, покрытой белковой оболочкой. Имеют булавовидную форму. Основным свойством бактериофагов является их специфичность.

    Фаги  устойчивы к воздействию высоких  температур. Они выдерживают режимы пастеризации молока при 75⁰С в течение 15 секунд.

    Хорошо  переносят замораживание и длительное хранение (годами) в высушенных субстратах.

    - 9 -

    Фаги  обладают высокой чувствительностью  к кислотам. Ультрафиолетовое облучение  и ионизирующая радиация вызывают их инактивацию, а в более низких дозах – мутации.

    Бактериофаги  вызывают лизис (растворение) бактерий, используемых в производстве молочных продуктов, в результате чего увеличиваются сроки выработки продукта, ухудшается его качество.

    При производстве кисломолочных продуктов  наибольшее значение имеют фаги, поражающие мезофильные молочнокислые стрептококки: Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris, Streptococcus diacetilactis. Обнаружены бактериофаги, поражающие Streptococcus thermophilus и молочнокислые палочки. Однако среди этих микроорганизмов бактериофаги встречаются очень редко.

    Различают 2 вида фагов: вирулентные и умеренные. 

    При воздействии вирулентного фага цикл развития его в клетке завершается лизисом клетки и образованием фагового потомства.

    При инфекции клеток умеренными фагами (профагами) нуклеиновая кислота фага встраивается в генетический аппарат клетки, не принося ей вреда. При размножении бактерий происходит синтез не только ДНК клетки, но и нуклеиновой кислоты фага. Потомство клетки, содержащей профаг, называется лизогенной культурой. Под действием на лизогенную культуру внешних факторов умеренный фаг может превратиться в вирулентный и вызвать лизис клеток бактерий.

    Лизогенные  штаммы молочнокислых бактерий являются постоянным местообитанием бактериофагов и основным источником их попадания в производство. Источниками инфицирования производства бактериофагами являются также молоко, закваски, кисломолочные продукты, оборудование, воздух, молочная сыворотка.

    Основными условиями, способствующими развитию бактериофагов,  являются: непрерывное ведение технологического процесса; кислая реакция среды, добавление СаСl₂; разбрызгивание сыворотки; перемешивание. 

    - 10 -

    Основные  пути предупреждения развития бактериофага:

• Поддержание асептических условий при производстве заквасок. Асептическое изготовление заквасок предусматривает абсолютную стерильность, достаточно высокое нагревание молока (проводится при температуре не менее 90⁰С.), самую тщательную мойку и дезинфекцию всех установок для производства заквасок.
• Частая смена заквасок. Закваски необходимо использовать в течение нескольких дней, а затем применять закваску с похожими свойствами. Для смены необходимо иметь от 3 до 8 заквасок.
• Чередование в заквасках штаммов, нечувствительных к большому количеству типов бактериофагов.
• Исключение из заквасок лизогенных штаммов.
• Применение питательных сред, тормозящих развитие бактериофага. Основано на том, что вирулентность фагов зависит от присутствия кальция. Это объясняется тем, что частицы фага и бактерии имеют одинаковых электрический заряд и в отсутствие ионов кальция они взаимно отталкиваются.
• Добавление в среду иммунного молока, т.е. молока, полученного от коров, иммунизированных бактериофагами, и содержащее специфические противофаговые антитела.
• Предотвращение разбрызгивания сыворотки.
• Тщательная мойка и дезинфекция оборудования, стен помещений растворами хлорной извести.

Патогенные  микроорганизмы – возбудители инфекций

Химический  состав и свойства микробных токсинов

    Возбудителями инфекционных заболеваний являются патогенные микроорганизмы.

      Основными свойствами патогенных микробов являются:

• Патогенность – потенциальная способность микроорганизма определенного вида приживаться в макроорганизме, размножаться в нем и вызывать определенное заболевание. Патогенность является видовым

- 11 -

• признаком болезнетворных микроорганизмов. Для оценки и сравнения патогенности отдельных штаммов патогенных микробов используется понятие «вирулентность» - степень их болезнетворного действия. Вирулентность не является постоянным признаком патогенных микробов и под влиянием различных факторов внешней среды она может быть повышена, понижена и даже утрачена.
• Токсигенность – свойство патогенных микроорганизмов вырабатывать микробные яды (токсины). Токсины обуславливают болезнетворное действие патогенного микроорганизма.

    Все патогенные микроорганизмы относятся  к хемоорганогетеротрофам, которые  в качестве источника углерода и  азота используют органические соединения из живых клеток (паразиты). В молочных продуктах они не размножаются, но могут длительное время сохранять  свою жизнеспособность.

Химический  состав и свойства микробных токсинов

    Болезнетворные  микроорганизмы могут вырабатывать эндо- и экзотоксины, которые отличаются по химической природе и характеру  действия на макроорганизм.

    Эндотоксины (внутренние токсины) прочно связаны с микробной клеткой и выделяются в среду только после гибели микроорганизма. Эндотоксины обычно образуют грамотрицательные бактерии. По химической природе это липополисахаридный комплекс, который входит в состав липополисахаридного комплекса клеточной стенки. По характеру действия на организм эндотоксины не отличаются строгой специфичностью и вызывают общие признаки интоксикации организма: головную боль, повышение температуры, слабость, отдышку, рвоту, кишечные расстройства. Эндотоксины устойчивы к действию высокой температуры: выдерживают длительное кипячение и даже автоклавирование в течение 30 мин.

    Экзотоксины (внешние токсины) выделяются микроорганизмами в окружающую среду в процессе их жизнедеятельности. По химической природе это белки. Обладают строгой специфичностью действия на организм: действуют только на определенные клетки и ткани (нервные клетки, мышцу

    - 12 -

    сердца  и др.). Разрушаются при 60-80⁰С в течение 10-60 минут.

Пищевые инфекции

    Возникновение инфекционных болезней, их течение  и исход зависят не только от количества поступающего в макроорганизм возбудителя и биологических свойств патогенного микроба, но и в решающей степени от устойчивости и сопротивляемости макроорганизма к заражению, т.е. от состояния его иммунитета.

    Иммунитет – это система защиты, т.е. совокупность факторов и механизмов, направленных на сохранение генетического постоянства внутренней среды макроорганизма. С точки зрения инфекционной патологии иммунитет представляет собой невосприимчивость организма к заражению патогенными микроорганизмами.

    Источниками инфекции являются больные и переболевшие люди и животные, выделяющие болезнетворные микробы в окружающую среду. Существуют два основных способа передачи возбудителей инфекционных болезней: путем прямого контакта с источником инфекции и путем непрямого контакта через посредников. Период от момента заражения до появления первых симптомов (признаков) заболевания называется инкубационным периодом.

    При непрямом контакте возбудитель может  проникать в макроорганизм через  пищу и воду. Такие инфекции называются алиментарными или пищевыми. Пищевые инфекции в свою очередь делятся на кишечные инфекции и зооантропонозы.

    Кишечные  инфекции

1. Холера – особо опасная кишечная инфекция, возбудителем которой является холерный вибрион (Vibrio cholerae), подвижный, не образующий спор и капсул, грамположительный. Холерный вибрион – факультативный анаэроб, растет только в щелочной или нейтральной среде при 14-42⁰С (оптимум 25-37⁰С). Погибает при нагревании до 80⁰С через 5 мин, при 100⁰С – мгновенно. Возбудитель чувствителен к действию ультрафиолетовых лучей, кислот, к высушиванию. Хорошо сохраняется при низких температурах. На пищевых

- 13 -

2. продуктах остается жизнеспособным до 10-15 суток, в почве – до 2 месяцев, в воде – несколько суток. Продуцирует экзотоксин (холероген), эндотоксин и множество ферментов патогенности. Инкубационный период от нескольких часов до 2-3 суток. Степень тяжести заболевания различна; бывают тяжелые формы инфекции с высокой летальностью.
3. Брюшной тиф и паратифы – возбудители относятся к роду Salmonella. Эти микроорганизмы представляют собой грамотрицательные палочки, не образующие спор, факультативные анаэробы. Растут при 15-41⁰С, но оптимальной температурой является 37⁰С. Сальмонеллы содержат сильнодействующий термостабильный эндотоксин. В природе (воде, почве), на пищевых продуктах сохраняются длительное время (например, на сливочном масле, сыре – до двух недель). Инкубационный период длится 10-14 дней. Перенесенное заболевание нередко приводит к длительному бактерионосительству.
4. Бактериальная дизентерия вызывается рядом биологически близких бактерий, объединенных в род Shigella. Наиболее распространенными возбудителями являются виды Зонне и Флекснер. Это грамотрицательные неподвижные палочки, спор не образуют. Шигеллы содержат сложный эндотоксин. Инкубационный период продолжается от 2 до 7 дней. В пищевых продуктах сохраняются до 10-20 дней. Палочки Зонне способны размножаться при повышенной температуре в молочных продуктах (сметане, твороге). При употреблении в пищу таких продуктов заболевание протекает нетипично, как пищевое отравление типа токсикоинфекции.

    Мерами  профилактики бактериальных  кишечных инфекций является строгое соблюдение санитарно-гигиенических правил производства и правил личной гигиены работников на молочных предприятиях, выявление бактерионосителей, борьба с мухами.