Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Тема: "Характеристика современных методов определения в сырье и пищевых продуктов показателей микробиологической обсемененности (КМАФАнМ, БГКП, сальмонеллы)"



Содержание

Введение

1. Микробиологические показатели пищевых продуктов

2. Влияние различных факторов на развитие микроорганизмов

2.1 Влияние физических факторов на микроорганизмы

2.2 Влияние химических факторов на микроорганизмы

2.3 Влияние физико-химических факторов

2.4 Влияние биологических факторов на микроорганизмы

3. Микробиологические методы определения качества

3.1 Микробиологические экспресс-методы

Заключение



Введение

В последнее время проблема безопасности пищевых продуктов становится все актуальнее. Связано это с различными факторами. Обеспечение безопасности продуктов питания имеет особое значение для жизни и здоровья людей. Санитарные нормы и правила характеризуют безопасность пищевой продукции, как отсутствие опасности для жизни и здоровья людей нынешнего и будущих поколений, определяемое соответствием пищевой продукции требованиям санитарных правил, норм и гигиенических нормативов.

В настоящее время непрерывно расширяется ассортимент пищевых продуктов, изменяется характер питания. В производство, хранение и распределение продуктов питания внедряются новые технологические процессы, применяются все возрастающие количества различных химических соединений и т. п. Опасность с точки зрения попадания токсических веществ в пищевые продукты представляет загрязнение окружающей среды промышленными отходами, а также расширение использования химикатов в сельском хозяйстве.

Через пищевые продукты могут передаваться возбудители многих инфекционных болезней. Обсеменение их микробами может происходить на всех этапах заготовки, хранения и приготовления. Пищевые продукты обычно невозможно полностью освободить от присутствия микроорганизмов без риска изменения их вкусовых качеств.

Таким образом, методы исследования пищевых продуктов являются важнейшей проблемой. Определяются показатели безопасности радионуклидов, содержание тяжелых металлов, микробиологические показатели безопасности, химические опасные факторы, которые могут либо присутствовать в пищевых продуктах естественным образом, либо появиться в качестве загрязняющих примесей в результате загрязнения или неправильных агротехнических приемов.

В настоящее время все актуальнее проблема микробиологических методов исследования, которые позволят не только точно и эффективно, но и быстро определять безопасность того или иного продукта.

Обзору таких методов, а также самих показателей и влияющих фактов, посвящена данная работа.



1. Микробиологические показатели пищевых продуктов

Пищевые продукты -- самые сложные объекты в санитарной микробиологии. Это объясняется не только разнообразием и обилием микрофлоры в них, но также использованием микроорганизмов в производстве многих продуктов и, к сожалению, отсутствием полноценных методик выявления микробов.

Микробный метаболизм в пищевых продуктах, который нарушает их структуру или делает их непригодными к употреблению, обычно называют микробиологической порчей. Очевидно, что в интересах производителей пищевых продуктов и кулинаров предотвратить или приостановить этот процесс на максимально длительный срок. Особо важна способность выявить начало контаминации и его источники на современных высокоавтоматизированных пищевых производствах, так как порча продукции может привести к огромным экономическим потерям и распространению желудочно-кишечных инфекций.

Микробиологическая порча пищевых продуктов всегда была проблемой и известна очень давно (например, в пивоварении, где пиво портят молочнокислые бактерии, приводя к его помутнению, появлению кислого привкуса и неприятного запаха). Микробиологической порче могут подвергаться все пищевые продукты, включая молочные, яйца, фрукты, овощи, соки, рыба, мясо крупного рогатого скота и птицы, так как они являются идеальным источником питательных веществ для бактерий и грибов.

Через пищевые продукты могут передаваться возбудители брюшного тифа и паратифов, сальмонеллёзов, дизентерии, эшерихиозов, ботулизма, холеры, бруцеллёза, туберкулёза, сибирской язвы, некоторых риккетсиозов (Ку-лихорадка) и вирусных инфекций (ящур, полиомиелит и др.).

Что касается пищевой безопасности и желудочно-кишечных заболеваний, то пищевые продукты из мышечной ткани (включая мясо и птицу), поскольку они широко распространены и представляют собой сравнительно недорогой источник белка, являются важным для здоровья населения пищевым сырьем с общепризнанными питательными свойствами. Риски для здоровья в связи с употреблением испорченного или коитаминированного микроорганизмами мяса весьма велики -- можно заболеть сальмонеллезом, кампилобактериозом или геморрагическим колитом.

Пищевые токсикоинфекции, вызываемые стафилококками и многочисленными условно-патогенными микроорганизмами, возникают после употреблении в пищу зараженных пищевых продуктов. Обсеменение их микробами может происходить на всех этапах заготовки, хранения и приготовления. Пищевые продукты обычно невозможно полностью освободить от присутствия микроорганизмов без риска изменения их вкусовых качеств.

Более того, объемы мирового производства, технологические процессы и торговля делают мясопродукты чрезвычайно важными в экономическом плане. Таким образом, следует приветствовать любое усовершенствование методов количественного и качественного определения микробиологической контаминации или порчи продуктов из мяса и птицы в целях снижения рисков как собственно контаминации пищевых продуктов, так и огромных экономических потерь из-за их порчи. Следует подчеркнуть, что в целях снижения риска для здоровья потребителей применение любых инновационных методов определения должно обязательно сопровождаться усилением контроля микробиологических рисков на участках возможной контаминации.

Знание основ микробиологии и современных методов микробиологического контроля производства пищевых продуктов позволит решить один из важнейших вопросов современности - обеспечение населения планеты качественными и безопасными продуктами питания.

Наличие в пище большого количества различных факторов роста и витаминов способствует росту микроорганизмов. Этот факт является основным отличием изучения пищевых продуктов от прочих санитарно-микробиологических исследований, так как ни в воде или почве, ни тем более в воздухе столь бурного размножения микробов не происходит. При этом следует помнить, что естественная и безвредная для человека микрофлора пищи служит биологической защитой от нежелательных "гостей". Как во всяком биоценозе, в ней могут доминировать те или иные виды, влияющие на качество пищевых продуктов. Представление о микрофлоре пищевых продуктов может дать качественное или количественное изучение её популяции.

Оценка качества любого пищевого продукта производится на основании органолептических, физико-химических и микробиологических показателей.

Микробиологические показатели, т.е. качественный и количественный состав микрофлоры продукта, имеют большое значение для установления его доброкачественности и санитарного состояния. Микробиологический контроль сырья, полуфабрикатов и готовой продукции, санитарно-гигиенического состояния производства позволяет своевременно выявить источник и причины загрязнения продуктов микроорганизмами, которые вызывают их порчу, а также судить о возможном присутствии возбудителей пищевых инфекций и отравлений.

Изменения качества пищевых продуктов являются в преобладающем большинстве случаев следствием размножения в них микроорганизмов. Эти изменения обнаруживаются современными физико-химическими методами исследования лишь тогда, корда количество микроорганизмов в продукте достигнет очень больших величин - нескольких миллионов, десятков и даже сотен миллионов.

Оценка качества пищевых продуктов и продовольственного сырья проводится в соответствии с санитарными правилами и нормами "Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов" СанПиН 2.3.2.1078-01, а также на основании действующей нормативно-методической документации: ГОСТов, методических указаний, методических рекомендаций Министерства здравоохранения РФ, Федеральной службы в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. Исследования пищевых продуктов проводились по микробиологическим показателям безопасности:

Ш на санитарно-показательные микроорганизмы (КМАФАнМ, БГКП (колиформы), бактерии семейства Enterobacteriaceae, энтерококки);

Ш условно-патогенные микроорганизмы (E.coli, S.aureus, бактерии рода Proteus, B.cereus, сульфитредуцирующие клостридии и V.parahaemolyticus);

Ш патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы и Listeria monocitogenes, бактерии рода Yersinia;

Ш микроорганизмы порчи (дрожжи, плесневые грибы, молочнокислые микроорганизмы);

Ш микроорганизмы заквасочной микрофлоры.

Проблема безопасности пищевых продуктов сохраняет свою актуальность. Поэтому необходимо увеличивать объём лабораторных исследований продовольственного сырья и пищевых продуктов, особенно опасных в эпидемиологическом отношении. Качеству продовольственного сырья и пищевых продуктов, определению потенциально опасных контаминантов различных пищевых продуктов должно уделяться постоянное внимание. Существует два основных принципиально различных метода количественного учета микроорганизмов в исследуемом материале: культивирование на питательных средах и непосредственный (прямой) подсчет микробных клеток под микроскопом. Выбор того или иного метода зависит от поставленной задачи и специфических особенностей исследуемых объектов.



2. Влияние различных факторов на развитие микроорганизмов

Микроорганизмы подвержены постоянному воздействию факторов внешней среды. Неблагоприятные воздействия могут приводить к гибели микроорганизмов, то есть оказывать микробицидный эффект, либо подавлять размножение микробов, оказывая статическое действие. Некоторые воздействия оказывают избирательный эффект на отдельные виды, другие - проявляют широкий спектр активности. На основе этого созданы методы подавления жизнедеятельности микробов, которые используются в медицине, быту, сельском хозяйстве и др.

2.1 Влияние физических факторов на микроорганизмы

По отношению к температурным условиям микроорганизмы разделяют на термофильные, психрофильные и мезофильные.

· Термофильные виды. Зона оптимального роста равна 50-60°С, верхняя зона задержки роста - 75°С. Термофилы обитают в горячих источниках, участвуют в процессах самонагревания навоза, зерна, сена.

· Психрофильные виды (холодолюбивые) растут в диапазоне температур 0-10°С, максимальная зона задержки роста 20-30°С. К ним относит большинство сапрофитов, обитающих в почве, пресной и морской воде. Но есть некоторые виды, например, иерсинии, психрофильные варианты клебсиелл, псевдомонад, вызывающие заболевания у человека.

· Мезофильные виды лучше растут в пределах 20-40°С; максимальная 43-45°С, минимальная 15-20°С. В окружающей среде могут переживать, но обычно не размножаются. К ним относится большинство патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.

Большинство вегетативных форм гибнет при температуре 60°С в течение 30 мин, а при 80-100°С - через 1 мин. Споры бактерий устойчивы к температуре 100°С, гибнут при 130°С и более длительной экспозиции (до 2 ч.).

Для сохранения жизнеспособности относительно благоприятны низкие температуры (например, ниже 0°С), безвредные для большинства микробов. Бактерии выживают при температуре ниже -100°С; споры бактерий и вирусы годами сохраняются в жидком азоте (до -250°С). Однако большинство микроорганизмов не может развиваться при температуре ниже 0°С.

Термоустойчивость может изменяться в зависимости от рН и концентрации среды, в которой происходит нагревание. Нагревание вызывает необратимые изменения в клетке -- денатурацию белков и нуклеиновых кислот. На губительном воздействии высоких температур основаны многие приемы уничтожения микроорганизмов в пищевых продуктах: кипячение, варка, обжарка, бланширование. Производственное оборудование пищевых производств пропаривается. В пищевой промышленности используют два способа воздействия высоких температур на микроорганизмы: пастеризацию и стерилизацию.

Огромное влияние на развитие микроорганизмов оказывает вода. Микробная клетка на 70...85 % состоит из воды, все питательные вещества попадают в клетку только в растворенном виде, с водой удаляются из клетки продукты жизнедеятельности. Микроорганизмы могут развиваться в пищевых продуктах и на непищевых предметах только в присутствии свободной воды и не ниже определенного уровня.

Активная вода в пищевом продукте -- это часть общей воды, которая не связана с растворенными солями, сахаром, белками и другими водорастворимыми веществами. Перспективным способом продления сроков годности пищевых продуктов является создание в них такой величины активной воды, при которой микроорганизмы не развиваются.

Для сохранности сухих продуктов большое значение имеет относительная влажность и температура воздуха. При относительной влажности окружающей среды ниже 30% жизнедеятельность большинства бактерий прекращается. Время их отмирания при высушивании различно (например, холерный вибрион - за 2 суток, а микобактерии - за 90 суток). Особой устойчивостью обладают споры бактерий.

Широко распространено искусственное высушивание микроорганизмов, или лиофилизация. Метод включает быстрое замораживание с последующим высушиванием под низким (вакуумом) давлением (сухая возгонка). Лиофильную сушку применяют для сохранения иммунобиологических препаратов (вакцин, сывороток), а также для консервирования и длительного сохранения культур микроорганизмов.

Влияние концентрации растворов на рост микроорганизмов опосредовано изменением активности воды как меры доступной для организма воды. И если содержание солей вне клетки окажется выше их концентрации в клетке, то вода будет выходить из клетки. Угнетение патогенных бактерий хлористым натрием обычно начинается при его концентрации около 3%.

Из всех естественных излучений неионизирующая солнечная радиация обладает наибольшим потенциалом биологически вредного воздействия. Солнечный свет губительно действует на микроорганизмы, исключением являются фототрофные виды. Наибольший микробицидный эффект оказывает коротковолновые УФ-лучи. Энергию излучения используют для дезинфекции, а также для стерилизации термолабильных материалов.

УФ-лучи (в первую очередь коротковолновые, т.е. с длиной волны 250-270 нм) действуют на нуклеиновые кислоты. Микробицидное действие основано на разрыве водородных связей и образовании в молекуле ДНК димеров тимидина, приводящем к появлению нежизнеспособных мутантов. Применение УФ-излучения для стерилизации ограничено его низкой проницаемостью и высокой поглотительной активностью воды и стекла.

Рентгеновское и g-излучение в больших дозах также вызывает гибель микробов. Облучение вызывает образование свободных радикалов, разрушающих нуклеиновые кислоты и белки с последующей гибелью микробных клеток. Применяют для стерилизации бактериологических препаратов, изделий из пластмасс.

Микроволновое излучение применяют для быстрой повторной стерилизации длительно хранящихся сред. Стерилизующий эффект достигается быстрым подъемом температуры.

Определенные частоты ультразвука при искусственном воздействии способны вызывать деполимеризацию органелл микробных клеток, под действием ультразвука газы, находящиеся в жидкой среде цитоплазмы, активируются и внутри клетки возникает высокое давление ( до 10 000 атм). Это приводит к разрыву клеточной оболочки и гибели клетки. Ультразвук используют для стерилизации пищевых продуктов (молока, фруктовых соков), питьевой воды.

Бактерии относительно мало чувствительны к изменению гидростатического давления. Повышение давления до некоторого предела не сказывается на скорости роста обычных наземных бактерий, но в конце концов начинает препятствовать нормальному росту и делению. Некоторые виды бактерий выдерживают давление до 3 000 - 5 000 атм, а бактериальные споры - даже 20 000 атм. В условиях глубокого вакуума субстрат высыхает и жизнь невозможна. Для удаления микроорганизмов применяют различные материалы (мелкопористое стекло, целлюлоза, коалин); они обеспечивают эффективную элиминацию микроорганизмов из жидкостей и газов. Фильтрацию применяют для стерилизации жидкостей, чувствительных к температурным воздействиям, разделения микробов и их метаболитов (экзотоксинов, ферментов), а также для выделения вирусов.

пищевой микробиологический продукт бактерия

2.2 Влияние химических факторов на микроорганизмы

Реакция среды (рН) оказывает большое влияние на жизнедеятельность микроорганизмов. Для каждого микроорганизма существует своя оптимальная зона рН, в пределах которой он может развиваться. Большинство микроорганизмов развивается в нейтральной среде, т.е. при рН около 7, и испытывает угнетение в более кислой или более щелочной среде. Однако в зависимости от места обитания могут быть щелочнолюбивые и кислотолюбивые микроорганизмы.

У многих микроорганизмов имеется способность в известных пределах регулировать рН среды. Эту способность микроорганизмов можно назвать "приспособительным обменом", когда одни и те же микроорганизмы, например дрожжи, в кислой среде образуют из сахара большое количество этилового спирта и мало глицерина, а в щелочной -- большое количество глицерина и мало спирта. Установлено, что некоторые органические кислоты (уксусная, бензойная, масляная) оказывают бактерицидное действие на микроорганизмы. Уксусная кислота губительно действует на микроорганизмы в концентрации 0,5... 2 %. Молочнокислый стрептококк прекращает размножаться в присутствии молочной кислоты при рН 4,7...4,4, а уксусной -- при рН 5,1 ...4,8. Зная отношение микроорганизмов к реакции среды и регулируя рН, можно подавлять или стимулировать их развитие, что имеет большое практическое значение.

Ряд химических веществ замедляет или полностью тормозит рост микроорганизмов. Если вещество подавляет рост бактерий, но после его удаления рост бактерий возобновляется, то говорят о бактериостатическом действии. Если вещества вызывают гибель клеток, то они называются бактерицидными, или антисептиками. Тот или иной эффект зависит от концентрации действующего вещества. Однако среди микроорганизмов существуют виды, устойчивые к общим клеточным и метаболическим ядам, таким, как сероводород, фенол, окись углерода. Есть даже виды микроорганизмов, способные использовать эти вещества как источник энергии.

Из неорганических соединений наиболее сильнодействующими антисептиками являются соли тяжелых металлов, особенно ртути. При действии ртути концентрацией 1: 1000 в течение нескольких минут большинство бактерий погибает. Более устойчивыми являются споры бактерий. Губительное действие на микроорганизмы оказывают ионы тяжелых металлов (золота, меди, особенно серебра), присутствующие в растворах даже в ничтожно малых концентрациях.

Бактерицидное действие проявляют многие окислители (хлор, йод, перекись водорода, перманганат калия) и минеральные кислоты (сернистая, борная, фтористо-водородная). Губительны для микроорганизмов сероводород, окись углерода, сернистый газ, диоксид углерода. Ядами для микроорганизмов являются некоторые органические соединения -- формалин, фенолы. Вегетативные клетки бактерий погибают в 2...5%-ном растворе карболовой кислоты довольно быстро, а споры даже в 5%-ном растворе карболовой кислоты сохраняют жизнеспособность в течение 2 недель и более. Губительно действуют на микроорганизмы спирты, органические кислоты (салициловая, масляная, уксусная, бензойная, сорбиновая). Бактерицидным действием обладают эфирные масла, дубильные вещества, некоторые красители (генцианвиолет, бриллиантовая зелень, фуксин).

Многие из названных антисептиков используют в медицине, сельском хозяйстве, промышленности, в быту как дезинфицирующие средства для борьбы с патогенными микробами. Для обработки свежих плодов, овощей, плодово-ягодных полуфабрикатов применяются сернистый ангидрид, сернистая кислота и ее соли. Для консервирования полуфабрикатов из плодово-ягодного сырья, рыбных консервов, кетовой икры и других продуктов используют бензойную кислоту и ее натриевую соль. Некоторые пищевые продукты (полукопченые колбасы, сыр, копченая рыба) хорошо хранятся при периодическом озонировании небольшими дозами непосредственно в холодильных камерах или в камерах, озонированных перед загрузкой продуктов.

Чувствительность разных микроорганизмов к антисептикам неодинакова. Целесообразно применять смесь антисептиков, подбирая ее с таким расчетом, чтобы при воздействии на микрофлору пищевого продукта один консервант дополнял другой. Древнейший способ обработки пищевых продуктов -- копчение мясных и рыбных продуктов -- основан на принципе антисептики. При копчении мясо и рыба пропитываются летучими антисептическими веществами дыма. Наибольшими бактерицидными и фунгицидными свойствами из компонентов дыма обладают формальдегид, фенолы и органические кислоты. Кроме дымового копчения существуют различные коптильные препараты, позволяющие проводить копчение бездымным способом.

Кислород, являясь одним из важнейших факторов внешней среды, необходим микроорганизмам (за исключением анаэробов) для осуществления окислительных процессов, которые дают энергию для жизни. Микроорганизмы при поверхностном росте (на субстрате) получают кислород непосредственно из воздуха. При глубинном росте (внутри субстрата) микроорганизмы могут использовать только растворенный кислород.

2.3 Влияние физико-химических факторов

В природе микроорганизмы живут в субстратах (средах) с разнообразным содержанием растворенных веществ, имеющих разное осмотическое давление. Соответственно в среде обитания микроорганизмов внутриклеточное осмотическое давления у разных микроорганизмов колеблется в широких пределах. Повышение концентрации веществ в среде выше определенного предела вызовет обезвоживание (плазмолиз) клеток, при этом приостанавливается поступление питательных веществ в клетку. В состоянии плазмолиза одни микроорганизмы долго сохраняют жизнеспособность, другие погибают. Для повышения стойкости пищевых продуктов при хранении широко используют поваренную соль и сахар. Размножение многих гнилостных бактерий при концентрации поваренной соли 3... 4 % подавляется, а при 7... 10 % прекращается. Развитие некоторых возбудителей пищевых отравлений (ботулинуса, сальмонелл) приостанавливается при концентрации поваренной соли 6... 10 %. Однако многие микроорганизмы долго сохраняют жизнеспособность даже при концентрации соли 20 %.

Среди микроорганизмов есть приспосабливающиеся виды, которые могут развиваться как при невысоком, так и при относительно высоком осмотическом давлении, например при повышенном содержании соли и сахара. Такие микроорганизмы называют осмотолерантными. Существуют микроорганизмы, которые нормально развиваются в субстратах с высоким осмотическим давлением. Их называют осмофильными. Эти микроорганизмы, развивающиеся при высоких концентрациях поваренной соли (20 % и выше), называют галофилами (солелюбивыми). Снижение концентрации соли до 10... 13 % приводит к остановке размножения галофилов. Концентрация поваренной соли, необходимая для подавления развития микроорганизмов, зависит от рН среды. Развитие дрожжей в соленых продуктах в кислой среде подавляется при концентрации соли 14 %, а в нейтральной -- при 20 %.

2.4 Влияние биологических факторов на микроорганизмы

Условно все формы взаимоотношений микроорганизмов можно подразделить на несколько типов: метабиоз, симбиоз, комменсализм, паразитизм, антагонизм. К биологическим средствам могут быть отнесены препараты, содержащие живых особей - бактериофагов и бактерий, обладающих выраженной конкурентной активностью по отношению к патогенным и условно-патогенным для человека и животных видам микробов. Они вводятся в организм в жизнеспособном состоянии.

Фитонциды -- летучие вещества, выделяемые некоторыми растениями, а также тканевые соки, которые вызывают гибель инфузорий, бактерий, дрожжей, плесневых грибов. Фитонциды обнаружены у представителей всех групп высших растений.

Фаги и антагонисты оказывают прямое повреждающее действие на патогенных и условно-патогенных микробов; изготовленные из них лекарственные препараты предназначены для местного применения, для них характерна специфичность действия на микроорганизмы и безвредность для пациента; целью их внесения в организм человека и животных является лечение или профилактика инфекционных заболеваний. По механизму действия они близки к химическим антисептикам.

Необходимо также помнить и о молочно-кислых бактериях, которые вызывают процесс молочно-кислого брожения. Некоторые молочно-кислые бактерии способны синтезировать антибиотики и с их помощью подавлять развитие болезнетворных микробов.

Препараты, содержащие бактерии (эубиотики или пробиотики): колибактерин, лактобактерин, бифидумбактерин, бификол, микрококкобактерин, линекс, бактисубтил и другие.

Препараты, содержащие бактериофаги: бактериофаг брюшнотифозный, бактериофаг дизентерийный, бактериофаг сальмонеллезный, бактериофаг коли-протейный, бактериофаг стафилококковый, бактериофаг стрептококковый, бактериофаг пиоцианеус, бактериофаг синегнойный, бактериофаг клебсиеллезный, пиофаг комбинированный и другие.

Развитие микроорганизмов зависит как от наличия питательных веществ, так и от других факторов. Изменяя условия хранения пищевых продуктов, можно регулировать развитие микроорганизмов и их биохимическую деятельность. Пищевые продукты являются хорошей питательной средой для многих микроорганизмов, которые, развиваясь на них, вызывают порчу.



3. Микробиологические методы определения качества

Наличие в пище большого количества различных факторов роста и витаминов способствует росту микроорганизмов. Этот факт является основным отличием изучения пищевых продуктов от прочих санитарно-микробиологических исследований, так как ни в воде или почве, ни тем более в воздухе столь бурного размножения микробов не происходит. При этом следует помнить, что естественная и безвредная для человека микрофлора пищи служит биологической защитой от нежелательных "гостей". Как во всяком биоценозе, в ней могут доминировать те или иные виды, влияющие на качество пищевых продуктов. Представление о микрофлоре пищевых продуктов может дать качественное или количественное изучение её популяции.

Следует помнить, что на характер микробной обсеменённости влияют физико-химические свойства продуктов. Большинство микроорганизмов плохо выживает в продуктах с очень низкими и высокими значениями рН. Особенно обильно они размножаются в продуктах с жидкой и полужидкой консистенцией. В плотных, особенно сухих или порошкообразных продуктах, условия для размножения микробов затруднены и в них они располагаются "гнёздами". 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, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, протеи и сульфитредуцирующие клостридии.

· 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.

Регламентирование по показателям микробиологического качества и безопасности пищевого сырья и продуктов питания для большинства групп микроорганизмов осуществляют по альтернативному принципу, то есть нормируют массу продукта, в которой не допускается содержание БГКП, большинства условно-патогенных микроорганизмов, а также патогенных микроорганизмов, в том числе сальмонелл. В других случаях норматив отражает допустимое количество КОЕ в 1 г (мл) продукта (табл.).



Таблица 1. Микробиологические показатели для мяса

Вид продукта	МАФАМ не более, КОЕ/г	Масса продукта, в которой не допускается наличие бактерий	Примечание
		г	см3
Мясо свежее (все виды убойных животных): парное в отрубах (полутуши, четвертины) охлажденное и переохлажденное	10 1·103	1,0 0,1	25 25	Отбор проб из глубоких слоев То же
Мясо замороженное (все виды убойных животных)	1·104	0,01	25
Полуфабрикаты мясные рубленные (охлажденные и замороженные)	5·106	0,0001	25

Таблица 2. Микробиологические показатели для овощей и картофеля свежего, свежезамороженных и продуктов их переработки

Вид продукта	МАФАМ не более, КОЕ/г	Масса продукта, в которой не допускается наличие бактерий	Примечание
		г	см3
- овощи свежие цельные бланшированные быстрозамороженные	1·10	1,0	25	L. monocy togenes в 25 г не допускаются;
- овощи свежие цельные небланшированные быстрозамороженные	1·10*	0,01	25	*для овощей резаных, в т.ч. смесей - 5·10
- овощи зеленые и листовые быстрозамороженные	5·10	0,01	25	в бланшированных L. monocytogenes в 25 г не допускаются;
- грибы быстрозамороженные бланшированные	1·10	1,0	25
- полуфабрикаты из картофеля быстрозамороженные (картофель гарнирный, котлеты, биточки и т.д.)	5·10	0,1	25
- салаты и смеси из бланшированных овощейбыстрозамороженные	5·10	0,01	25	L. monocytogenes в 25 г не допускаются
- полуфабрикаты овощные пюреобразные быстрозамороженные	5·10	0,1	25	Сульфитредуцирующие клостридии в 1 г не допускаются
- котлеты овощные быстрозамороженные (полуфабрикаты)	1·10	0,1	25
- полуфабрикаты картофельные и овощные в тестовой оболочке быстрозамороженные	5·10	0,01	25

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 Bacillus subtilis (Я subtilis, В. pumilus, В. licheniformis), группа Bacillus cereus (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 (Malthus Analyser) 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 (Direct Epifluorescent Filter Technique, 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.

С 1995 г. с разной степенью успеха были опробованы несколько новых подходов к микробиологическому анализу в целях ускоренного выявления порчи мясопродуктов, Все эти методы можно отнести к "биосенсорным" -- это амперометрические методы обнаружения с использованием ферментных систем и электродов, способных измерять изменения в содержании диаминов и, тем самым, качество куриного мяса. Было показано, что точные результаты можно получить в течение 5 мин, но для подготовки образца с ферментной системой предварительно требуется еще 10 мин.

Другие подходы были направлены на распознавание и количественную оценку запахов -- в частности, с помощью "электронных носов", впервые появившихся в 1980-х гг. Они состоят из системы частично специфичных электронных химических сенсоров, подсоединенной к системе распознавания образцов, способной распознавать простые и составные запахи. Такие сенсорные системы появились благодаря техническому прогрессу в микробиологии (в частности, в области балансов микроорганизмов, так называемых "микробалансов"), химии полимеров и в изучении оксидов металлов. "Электронный нос", основанный на попытке моделирования обоняния человека и его обонятельной интерпретации микробиологической порчи на основе распознавания летучих соединений, которые продуцируются микроорганизмами, неплохо себя зарекомендовал при микробиологическом анализе мяса и рыбы, а также при оценке сроков годности томатов и яблок.

Имеющиеся системы на основе "электронного носа" (следует сказать, что они постоянно совершенствуются) обладают рядом недостатков -- погрешностью в измерениях, утратой чувствительности в условиях повышенной влажности (эти условия характерны для многих пищевых производств), невозможностью точного калибрования, небольшим сроком службы сенсоров и невозможностью получения количественных данных по различиям в запахах и ароматах. Несмотря на эти недостатки, интерес к "электронным носам" не ослабевает в связи с чем можно надеяться, что указанные проблемы будут решены и подобные ольфактометрические системы найдут свое применение в пищевой промышленности. Многие аналитические методы дают большие массивы данных, но для их анализа необходимы отдельные методы. Типовой эксперимент с получением ИК-спектра дает данные о светопоглощении каждого образца в сотнях и тысячах диапазонах, так что обычного просмотра здесь недостаточно и требуются другие подходы. Современные методы анализа вполне уже можно применять к биологически системам, но к успеху может привести лишь обобщенный информационный анализ данных в рамках междисциплинарного подхода.

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 (Eisenia foetida). 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.



Заключение

Наряду с непрерывным совершенствованием аналитического инструментария и пониманием важности миниатюризации приборного оснащении (по мере увеличения вычислительной мощности ЭВМ и углублении наших знаний в области мультивариативного анализа данных спектроскопии и обучающих алгоритмов) скоро придет время, когда так называемые "ускоренные" методы обнаружения микроорганизмов будут вытеснены действительно быстрыми, позволяющими проводить количественное определение микробиологической порчи продуктов за секунды (а не часы, как сейчас).

Кроме того, поскольку микробиологическая порча продуктов представляет собой комплексное явление, такие методы обнаружения микроорганизмов станет возможным применять универсально для всех пищевых продуктов. Более того, с помощью математических моделей, учитывающих такие факторы, как температура и влажность, эти "ускоренные" методы позволят точно прогнозировать остаточный срок годности и найдут свое место в системах пищевых производств.

В настоящее время все области производства и потребления любой без исключения продукции нуждаются в развитии направления экспресс-исследования продукции. Несомненно, это потребует не только времени, но и материальных затрат. Однако, дальнейшие результаты и минимализация трудоемкости позволят не только окупить все затраты, но и будет приносить прибыль.

Главной проблемой в настоящее время можно назвать отсутствие методов, утвержденных государственными органами, и гарантированная эффективность и адекватность полученных результатов.

Размещено на Allbest.ru