На обсеменённость пищевых продуктов влияют некоторые особенности технологии их производства и хранения:
· Механическая переработка (изготовление фарша, пюре и др.) увеличивает вероятность обсеменённости и способствует гомогенному распространению микроорганизмов по всему продукту.
· Химическая обработка (соление, маринование) способствует резкому уменьшению числа микроорганизмов. Нередко солёные продукты дополнительно коптят, что ещё более снижает обсеменённость.
· На рост микроорганизмов существенно влияет температурный режим их производства и хранения. Повышение температуры более неблагоприятно действует на микробов, чем понижение, поэтому действие высоких температур широко используют для обработки пищевых продуктов.
Гигиенические нормативы по микробиологическим показателям включают контроль над 4 группами микроорганизмов:
· Санитарно-показательные микроорганизмы, к которым относят мезофильные аэробные и факультативно-анаэробные микроорганизмы -- МАФАМ (дающие рост после инкубирования при 300С в течение 72 ч при глубинном методе посева) и БГКП.
· Условно-патогенные микроорганизмы, к которым относят Е. coll, Staphylococcusaureus, Bacilluscereus, протеи и сульфитредуцирующиеклостридии.
· Патогенные микроорганизмы, в первую очередь сальмонеллы.
· Микроорганизмы, вызывающие порчу продуктов, в первую очередь дрожжи и плесневые грибы.
Для различных групп пищевого сырья и продуктов питания существуют конкретные ГОСТы на эти продукты. При отсутствии ГОСТов используют гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов.
Особое значение имеет санитарно-бактериологический контроль над производством консервов. Консервы -- пищевые продукты, расфасованные в герметически укупоренную тару и консервированные тепловой обработкой или комбинированными методами. Консервное производство имеет целью создание пищевых продуктов, длительно сохраняющих высокие питательные свойства и одновременно безопасные душ здоровья потребителя.
Пищевые продукты, подготавливаемые к изготовлению консервов, содержат самые различные по видовому составу и количеству микроорганизмы, происходящие из микрофлоры сырья и различных источников. Режимная тепловая стерилизация убивает микроорганизмы в консервируемом продукте, а герметическая укупорка банок исключает проникновение микроорганизмов внутрь. В большинстве случаев консервы изготавливают из продуктов различных по качеству, и практически в каждой партии консервов часть банок оказывается нестерильной.
Это обусловлено тем, что среди множества микроорганизмов, учитывая термостойкость которых устанавливают режим стерилизации, встречаются и более термостойкие виды. Именно они составляют остаточную микрофлору консервов. Если споронеобразующие микроорганизмы неустойчивы к нагреванию, то споры мезо- и термофильных бацилл и клостридии отличаются особой стойкостью к высоким температурам (от 115 до 130 °С). Соблюдение заданных условий хранения консервов препятствует развитию ослабленной после стерилизации остаточной микрофлоры, и консервы остаются доброкачественными (в этом случае их называют промышленно-стерильными).
Среди остаточной микрофлоры консервов наиболее часто обнаруживают следующие:
· Мезофильные бациллы: группа Bacillussubtilis (Я subtilis, В. pumilus, В. licheniformis), группа Bacilluscereus (В. cereus, В. anthracis, В. megaterium, В. thuringiensis); группа Bacilluspolymixa (В. polymixa, В. macerans, В. circulans).
· Бактерии рода Lactobacillus.
· Клостридии.
· Дрожжи.
· Плесневые грибы.
При проведении исследований используют качественные и количественные методы. Наиболее часто изучают два основных показателя -- наличие, а также степень обсеменённости продуктов микроорганизмами и наличие патогенных микроорганизмов. Выявление патогенов безусловно более точное, но и более трудоёмкое занятие, поэтому его используют лишь при первичной переработке мяса, а также при проведении некоторых анализов молока, мясных продуктов и контроле консервного производства. Исследование преследует три цели:
1. Контроль качества сырья, используемого в производстве пищевых продуктов и оценка санитарно-гигиенических условий их изготовления.
2. Контроль режимов хранения пищевых продуктов и оценка санитарно-гигиенических условий их транспортировки и реализации.
3. Контроль над обеспечением эпидемической безопасности пищевых продуктов.
Качественными методами определяют характер технологической микрофлоры и возбудителей порчи продуктов. Количественными методами в сочетании с другими показателями определяют сроки хранения и реализации продуктов. Общее количество микроорганизмов исследуют в 1 г или 1 см3 продукта методом кратных разведений. Конкретные виды определяют с использованием специфичных тестов.
Поскольку современная пищевая промышленность -- огромная высокоавтоматизированная отрасль, традиционные способы обнаружения микроорганизмов совершенствуются довольно медленно и во второй половине XX века мало изменились. В настоящее время существует около 40 методов качественной и количественной оценки микробиологической порчи мясных и других продуктов, так что при необходимости есть из чего выбирать, но при этом имеется настоятельная потребность в разработке ускоренных количественных методов микробиологического анализа.
Современные количественные методы определения численности микроорганизмов в пищевых продуктах основаны на измерении АТФ-биолюминесценции, биоэлектрических явлений или на микроскопии. В случае измерения АТФ-биолюминесценции определяют содержание аденозинтрифосфата (АТФ) в культуре бактериальных клеток. Один из основных недостатков данного метода заключается в том очевидном факте, что АТФ -- это основной источник энергии для биохимических реакций во всех живых клетках, и, следовательно, в любом образце пищевого продукта содержится довольно много АТФ, что требует отделения микробного АТФ от "фонового". Этот метод лучше подходит для количественного определения уровня контаминации оборудовании и рабочих поверхностей на пищевых производствах, и именно так он широко используется.
Методы, основанные на измерении электрических явлений, основаны на измерении изменений силы тока при размножении микроорганизмов. При этом учитывается тот факт, что в ходе метаболизма в любой среде бактерии превращают незаряженные частицы в заряженные, тем самым повышая проводимость данной среды. Используемые среды, зачастую называемые импедансными, могут быть общими или селективными, то есть применяемыми для всех или только для конкретных родов бактерий, дрожжей и плесеней, а также для отдельных групп анализируемых пищевых продуктов (например, сыров). Используют при этом современные приборы, в частности, Bactrac, Rabit, анализатор Мальтуса (MalthusAnalyser) и Bactometer.
В случае применения для количественного определения микроорганизмов методов микроскопии используется окрашивание их флуоресцентными красителями, после чего они подсчитываются с помощью эпифлуоресцентного микроскопа. На первом этапе проблема заключалась в том, что живые и метртвые микроорганизмы окрашивались одинаково, однако в настоящее время ее удалось решить с появлением метода DEFT (DirectEpifluorescentFilterTechnique, метод эпифлуоресцентного фильтра). Тем не менее, считается, что данный метод требует больших трудозатрат и времени. Здесь необходимо отметить, что он постоянно совершенствуется, и в последнее время появились полностью автоматизированные системы анализа, а также модификации с применением поточной цитометрии.
3.1 Микробиологические экспресс-методы
Несомненно, точность и скорость получения результатов микробиологических испытаний являются одними из важнейших определяющих факторов используемых методов. Однако, несмотря на острую необходимость в таких методах, в настоящее время нет установленных ГОСТами способов проведения испытаний в минимальные сроки и получения качественных результатов. Это не означает, что разработки отсутствуют и нет возможности для ускорения процессов изучения микробиологических показателей.
Работа в данном направлении ведется уже давно, однако существующие в настоящее время методики и технологии обладают рядом существенных минусов. Важным моментом при проведении микробиологических анализов является их длительность, громоздкость, трудозатратность. Но, несмотря на это, экспресс-методы используются в медицине, экологических исследованиях почвы, воздуха и воды, на профильных конференциях регулярно представляются отечественные и зарубежные разработки методов и аппаратуры для проведения исследований в кратчайшие сроки.
Экспресс-методы изучения генетики человека часто используются для исследования больших контингентов людей с целью выявления наследственной патологии как скрининг-методы, применяемые при проведении просеивающих программ. Например, скрининг новорожденных, беременны, при помощи которых можно определить у плода некоторые пороки развития (например, анэнцефалию, открытые формы спинномозговых грыж, синдром Дауна). Микробиологический ингибиторный тест Гатри позволяет выявлять некоторые биохимические нарушения у новорожденных. Биохимические и микробиологические экспресс-методы (флюорометрические, хроматографические, радиоиммунологические и др.) широко используются для быстрой предварительной диагностики наследственных болезней обмена веществ.
Существуют методы, основаные на биохимических реакциях, протекающих с участием аденозинтрифосфата (АТФ) живых клеток. Такая технология в зависимости от применяемой регистрирующей аппаратуры позволяет сокращать время получения результатов в три и более раз. Новейшие разработки различных фирм позволяют быстро - от 24 часов до 10 минут получить адекватные, по их утверждению, данные о содержании живых микроорганизмов в исходном сырье, полупродукте или конечном продукте. Фирма Миллипор представляет системы Стерискрин и Бевскрин, которые созданы для экспресс-определения содержания микроорганизмов в фармацевтических нестерильных препаратах (Steriscreen) или пищевых продуктах. Для проведения анализа образец предварительно инкубируют в питательной среде для увеличения количества микроорганизмов до детектируемого уровня, затем обогащенный микробами образец в пробирках помещают в люминометр и начинают анализ. В процессе анализа люминометр автоматически добавляет реагенты, высвобождающие аденозинтрифосфат (АТФ) из клетки и генерирующие люминесценцию в присутствии АТФ. Люминометр измеряет интенсивность свечения и рассчитывает количество микроорганизмов во взятой пробе. Максимальное время анализа составляет 24-48 часов в зависимости от типа микроорганизмов (сюда включается также время инкубирования).
Своевременное обнаружение бактериального загрязнения воды является необходимым условием для принятия необходимых мер по предупреждению и снижению инфекционных заболеваний. Многочисленными исследованиями санитарного состояния водоемов выявлено, что бактериологические показатели являются более чувствительными и тонкими индикаторами загрязнения воды, по сравнению с химическими или биологическими. По обычной методике санитарно-бактериологический анализ воды продолжителен и требует до 72 ч.
В процессе проводимых ранее исследований кафедрой биологии МГТУ были рассмотрены следующие ускоренные методы определения общего числа микроорганизмов: метод Разумова - метод прямого микроскопического подсчета всех микроорганизмов непосредственно на мембранном фильтре; модификация метода прямого счета с использованием счетных камер; экспресс-метод определения общего количества микроорганизмов, основанный на реакции восстановления резазурина.
По сравнению с оценкой общего уровня микробного загрязнения более достоверные сведения о возможности опасного в эпидемическом отношении загрязнения окружающей среды, дает количественный учет санитарно-показательных (индикаторных) микроорганизмов.
В целях санитарно-микробиологического контроля воды были рассмотрены экспресс-методы идентификации индикаторных бактерий, усовершенствование методов определения тестов Шермена и др. На основании рассмотренных ускоренных методов санитарно-бактериологического контроля воды, было выявлено, что экспресс- методы позволяют исключить недостатки предшествующих методов, сокращают число этапов, и позволяют достаточно быстро получать объективные результаты, сократив время анализа, что имеет большое значение при оценке качества воды, когда требуется быстрое получение результата для своевременной организации санитарно-противоэпидемических мероприятий.
Все более популярными в аграрном мире становятся биотехнологии. Конечно, их доля в общих объемах мирового производства и на рынке еще небольшая, но постоянно растет.
Вермитехнологии - это именно биотехнологии, в которых заложены прежде всего естественный процесс переработки навоза КРС вермикультури (Eiseniafoetida). Ценность вермикомпосту, как органического удобрения, состоит из высокого содержания гуминовых веществ, подвижных форм макро- и микроэлементов, аминокислот, витаминов, фитогормонов, определяющие его росторегулюючею свойства, и микрофлоры, за счет которой восстанавливается плодородие почвы. По санитарно-гигиеническим показателям вермикомпосты (биогумус), как и другие органические удобрения, должны соответствовать всем требованиям, предъявляемым к чистой почве сельскохозяйственных угодий. Отсутствие стандартов, регламентирующих качество различных органических удобрений, является причиной того, что санитарно-гигиеническое регламентирование содержания вредных примесей и организмов базируется на тех же основополагающих принципах, что и их лимитирование в чистой почве и других средах, предназначенных для выращивания сельскохозяйственной продукции.
Необходимость осуществления на предприятиях-производителях системы входного контроля исходного сырья, оперативного контроля всех стадий технологического процесса, контроля качества всех партий готовой продукции диктует необходимость внедрения методов экспресс-анализа. Такие методы с использованием пластин "PETRIFILM" (производства компании 3М, США) уже нашли применение не только в ряде отраслей пищевой промышленности, но уверенно внедряются и в области вермитехнологий.
Адекватные и быстрые (за 4 - 24 часа) результаты получены при индикации и идентификации, количественном учете колиформных бактерий и бактерий E.coli, энтеробактерий, мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных бактерий, дрожжей и плесеней, стафилококков в вермипродукции. Ведется поиск других экспресс-методов для анализа технологически значимых групп микроорганизмов. Так, например, хорошо зарекомендовал себя регидратационный метод определения микробной биомассы в почве для оценки этого показателя в биогумусе, навозе, вермисубстрате.
Одним из примеров экспресс-метода контроля микробиологической чистоты - так называемый метод "быстрой микробиологии" - является биолюминесцентный метод, согласно которому в анализируемом образце измеряют концентрацию аденозин-5-трифосфата (АТФ) из микробных клеток, которая пропорциональна титру жизнеспособных клеток. Этот метод, как и многие другие "быстрые" методы, основан на измерении в анализируемом образце какого-либо физико-химического параметра, абсолютное значение которого или его изменение пропорциональны содержанию микробных клеток.
Данный метод был адаптирован, хотя еще и не имеет очень широкого распространения в пищевой промышленности, для сырого молока, а также для определения КМАФАнМ кускового мяса и мясного фарша, санитарной чистоты поверхностей технологического оборудования.
Также компания, которая занималась разработкой и внедрением данного метода (ООО "Люмтек") в настоящее время выпускает стерильно расфасованные реагенты и аппараты (люминометр), которые позволяют проводить анализ не только условиях специализированных лабораторий, но и прямо на месте производства, в полых условиях или на фермах.
