образующие устойчивые споры. При образовании спор клетки приобретают форму веретена (если споры располагаются в центре клетки) или форму барабанной палочки. Палочки могут располагаться поодиночке и цепочками. Главной особенностью маслянокислых бактерий является то, что они относятся к строгим (облигатным) анаэробам, т.е. могут расти и развиваться только без доступа воздуха (кислород для них является ядом).
Клостридии вызывают пороки вкуса, запаха и консистенции молочных продуктов. Так, в производстве сыров эти микроорганизмы вызывают их позднее вспучивание: сыр приобретает неправильный щелевидный рисунок, размягченную, губчатую консистенцию, неприятный салистый запах.
Помимо того, что клостридии активно разлагают белки, они являются возбудителями маслянокислого брожения – анаэробного окисления органических веществ (углеводов, спиртов, аминокислот) в масляную кислоту:
С6Н1206 ® СН3СН2СН2СООН + 2СО2+ Н2+ Е
ГЛЮКОЗА МАСЛЯНАЯ КИСЛОТА
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 (Oidiumlactis), 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 Penicilliumroqui-forti, Penicilliumcamamberti, Penicilliumcandidum, 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: Streptococcuslactis, Streptococcuscremoris, Streptococcusdiacetilactis. Обнаружены бактериофаги, поражающие Streptococcusthermophilus 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.
Основнымиусловиями, 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 30мин.
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.