Микроорганизмы, вызывающие порчу

Микробиологическая порча охлажденных продуктов может принимать различные формы, но обычно все они являются следствием роста микроорганизмов, проявляю­щегося в изменении органолептических свойств.

В простейшем случае это может быть следствием самого роста, а зачастую — его видимыми проявлениями, что заметно в случае плесеней, которые образуют большие, иногда пигментированные колонии. Бак­терии и дрожжи могут также образовывать видимые (иногда пигментированные) ко­лонии на пищевых продуктах. Возможны и другие виды порчи: образование газов, слизи (внеклеточных полисахаридных веществ), диффундирующих пигментов и фер­ментов, вызывающих размягчение, загнивание, появление посторонних запахов и при­вкусов в результате разложения отдельных компонентов пищевых продуктов. Такие виды порчи, вызываемые микроорганизмами, рассмотрены в работах [25] и [120].

Порча обычно наиболее быстро происходит в белковых охлажденных продуктах — красном мясе (баранине, говядине), птице, рыбе, моллюсках, молоке и некоторых мо­лочных продуктах, в которых создаются благоприятные условия для развития микро­организмов (они высокопитательны, содержат много влаги и относительно близки к нейтральному значению pH). Для снижения скорости порчи этих продуктов их часто изменяют, как было показано выше. В охлажденных продуктах эти изменения могут предотвращать рост микроорганизмов и порчу не полностью, лишь ограничивая ее скорость и характер. Обычно порчу продуктов вызывают микроорганизмы, способные расти в присутствии консервантов. Необходимо различать микроорганизмы, при­сутствующие в испорченных продуктах, и микроорганизмы, вызывающие порчу (иног­да их называют микроорганизмами, вызывающими определенный вид порчи (SSO, specific spoilage organisms)). Последние могут составлять лишь часть микрофлоры [55], и по­этому органолептическая порча в нем и количество микроорганизмов продукта зачас­тую слабо связаны.

Польза от традиционной микробиологии для контроля микроорганизмов, вызыва­ющих порчу, зачастую ограничена, поскольку время, необходимое для получения ре­зультатов, составляет значительную часть срока хранения. В последнее время для вы­явления как микроорганизмов вообще, так и вызывающих определенный вид порчи стали доступны более быстрые молекулярные методы [58,113]. Для удобства рассмот­рения в данной главе микроорганизмы, вызывающие порчу, разделены произвольно на шесть категорий:

• грамотрицательные (оксидазоположительные) палочковидные бактерии;
• колиформы и энтеробактерии;
• грамположительные спорообразующие бактерии;
• молочнокислые бактерии;
• прочие бактерии;
• дрожжи и плесени.

Грамотрицательные (оксидазоположительные) палочковидные бактерии

В эту группу входят наиболее распространенные микроорганизмы, вызывающие пор­чу охлажденных продуктов. Минимальные температуры их роста обычно составля­ют 0-3 °С, и они относительно быстро растут при 5-10 °С. Хотя подобные микроор­ганизмы могут составлять лишь небольшую долю исходной микрофлоры, они быстро начинают преобладать в свежих белковых продуктах, хранящихся в охлажденном виде [23,45,64]. В эту группу входят наиболее распространенный род Pseudomonas, а также разные виды следующих родов: Acinetobacter, Aeromonas, Alcaligenes, Alter- omonas, Flavobacterium, Moraxella, Shewenella и Vibrio [116]. Эти микроорганизмы рас­пространены в окружающей среде, особенно в воде, и поэтому многие из них легко загрязняют пищевые продукты. Они могут размножаться на недостаточно очищен­ных поверхностях оборудования или технологических установок, заражая пищевые продукты.

Грамотрицательные (оксидазоположительные) палочки могут портить продукты, образуя диффундирующие пигменты, слизь на поверхности и ферменты, приводящие к гниению, появлению посторонних привкусов и запахов [23,45,67]. Некоторые фер­менты, образуемые видами Pseudomonas, чрезвычайно термостойки и в продуктах, прошедших тепловую обработку, с длительными сроками хранения могут образовы­вать развивающуюся со временем порчу (например, прогорклость или желирование).

Микроорганизмы этой группы хорошо приспособлены к росту при низких темпе­ратурах, но зачастую чувствительны к другим факторам — таким, как присутствие соли или консервантов, отсутствие кислорода, низкие (<5,5) pH и активность воды (aw < 0,98). Если в продукте действуют эти механизмы консервирования, грамотрица­тельные (оксидазоположительные) палочковидные бактерии становятся менее кон­курентоспособными, и к порче могут приводить другие группы микроорганизмов. Виды Vibrio нетипичны, так как они переносят относительно высокие уровни содер­жания соли и поэтому могут вызвать порчу бекона и других хранящихся в охлажден­ном виде соленых продуктов (Photobacterium phosphorum, очень крупный морской вибрион, — основной микроорганизм, вызывающий порчу трески в вакуумной упа­ковке) [55]. Эта группа бактерий не является термостойкой, и поэтому умеренной тепловой обработкой их можно без труда устранить. Присутствие подобных микроор­ганизмов в продуктах, подвергнутых тепловой обработке, обычно является следстви­ем загрязнения уже после обработки.

Колиформы и энтеробактерии

Эта группа бактерий также состоит из грамотрицательных палочек, но отличается от предыдущей группы отрицательной оксидазной реакцией. Традиционно микробиоло­ги стремились определять эти группы отдельно, так как их источники, значение и воздействующие на рост факторы могут отличаться. Наличие в пищевых продуктах микроорганизмов этой группы часто используется как индикатор недостаточной обра­ботки или загрязнения после нее. По сравнению с грамотрицательными (оксидазопо- ложительными) палочковидными бактериями коли- и энтеробактерии обычно менее приспособлены к росту при температурах ниже 5-10 °С, хотя многие могут расти даже при 0 °С [95]. Они могут доминировать в микрофлоре при температурах 8-15 °С [23, 64]. По сравнению с грамотрицательными (оксидазоположительными) палочковид­ными бактериями группа коли- и энтеробактерий менее чувствительна к изменениям pH, поэтому требует больше внимания в слабокислых продуктах. Тем не менее бакте­рии этой группы обычно чувствительны к низкой активности воды aw, консервантам, соли и тепловой обработке [67].

Группа колиформ и энтеробактерий не обязательно требует для своего роста присут­ствия кислорода. Кроме того, они обладают ферментным метаболизмом и могут поэто­му разрушать углеводы, образуя кислоты, приводящие к свертыванию молока [23]. Ме­таболизм же грамотрицательных (оксидазоположительных) бактерий окислительный, и брожения не происходит. Другие виды порчи включают появление пигментации, га­зов, слизи, посторонних запахов и привкусов. Посторонние запахи в этом случае быва­ют травянистыми, лекарственными, неприятными и фекальными [116].

К видам, обычно вызывающим порчу, относятся Citrobacter; Escherichia, Enterobacter, Hafnia, Klebsiella, Proteus и Serratia [67,114], которые широко распространены в окру­жающей среде, включая животных. К появлению этих микроорганизмов в пищевых продуктах могут привести неправильные методы убоя и разделки туш.

Грамположительные спорообразующие бактерии

Эта очень важная группа микроорганизмов может образовывать теплостойкие споры, способные выдержать разные виды тепловой обработки, которая может уничтожить все вегетативные клетки, но при этом в микрофлоре будут преобладать относительно мед­ленно развивающиеся спорообразующие бактерии. Минимальные температуры роста составляют 0-5 °С,хотя он зачастую замедляется при температуре ниже 8 °С [21,23,64].

В этой группе особого внимания требуют виды микроорганизмов родов Bacillus и Clostridium. Они распространены в окружающей среде, и их споры могут существовать в течение длительного времени. Наиболее распространенная форма порчи — это обра­зование больших количеств газа, что может привести к раздуванию упаковки или продукта [23, 114]. Считается, что термостойкость психротрофных штаммов ниже, чем мезофильных [94], но именно они в охлажденных пастеризованных продуктах вызывают особое беспокойство.

Молочнокислые бактерии

При низких температурах бактерии, образующие молочную кислоту, не растут вообще или растут медленно. Поэтому именно они вызывают порчу, если рост других видов микроорганизмов подавлен. Бактерии этой группы лучше переносят низкий уровень pH, чем другие бактерии, вызывающие порчу, и могут размножаться даже при pH 3,6 [67]. Кроме того, молочнокислые бактерии более устойчивы, чем рассмотренные выше микроорганизмы, к небольшим изменениям aw, а некоторые виды Pediococcus солеус­тойчивы. Молочнокислые бактерии обычно преобладают в продуктах в вакуумной упаковке, в некоторых продуктах, сохраняемых в РГС, и могут даже расти в среде со 100% углекислого газа [44]. Эта группа бактерий включает палочковидные и сфери­ческие или сфероподобные грамположительные бактерии, относящиеся к таким ро­дам, как Camobacterium, Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus и Streptococcus [16]. Порча обычно заключается в образовании кислоты, что приводит к скисанию с сопут­ствующим выделением газов или без такого выделения [116].

Бактерии, образующие молочную кислоту, специально вводят при производстве некоторых охлажденных продуктов (например, сыра, йогуртов, некоторых колбас), так как они необходимы для получения желаемых характеристик продукта. Кроме того, имеется значительный интерес к потенциально возможному применению молоч­нокислых бактерий как новой системы консервирования, поскольку многие из них производят кроме кислот и антибактериальные соединения [77].

Прочие бактерии

Проблемы в охлажденных продуктах могут быть вызваны и другими микроорганизма­ми, причем ситуация зависит от вида продукта и применяемой системы консервиро­вания. Например, Brochothrix thermosphacta, грамположительная палочковидная бак­терия, которая иногда присутствует в сыром мясе, обычно не вызывает порчи, но может развиваться в продуктах, сохраняемых с помощью сульфитов (например, в свежих английских колбасках, british sausage) [38]. Кроме того, эта бактерия может расти при низком содержании кислорода и/или высоком содержании углекислого газа, и поэто­му может вызывать проблемы в случае мясных продуктов в вакуумной упаковке или в упаковке с РГС. Ломтикам мяса в вакуумной упаковке этот микроорганизм придает неприятный острый сырный запах.

Род Micrococcus — это грамположительные кокки, которые могут расти при высо­ких концентрациях соли. Они плохо растут при низкой температуре, но при наруше­нии температурного режима могут вызывать скисание и образование слизи в соле­ном/вяленом мясе и в рассолах [39]. К микроорганизмам, которые могут вызвать порчу в соленом мясе и/или мясных продуктах в вакуумной упаковке, относятся Corynebacterium, Kurthia и Arthobacter [39, 53].

Дрожжи и плесени

По сравнению с бактериями дрожжи и плесени в продуктах с хорошими условиями для роста растут медленнее и обычно проигрывают «конкурентную борьбу». Поэтому эта группа редко бывает ответственна за порчу свежих белковых продуктов. Если, од­нако, условия в продуктах меняются в связи с попытками ограничить бактериальный рост, то роль дрожжей и плесеней может усилиться. Многие дрожжи могут расти при температурах ниже 0 °С [84]. Кроме того, дрожжи и плесени по сравнению с бактерия­ми обычно более устойчивы к низким значениям pH, пониженным значениям aw и присутствию консервантов [67]. Для своего роста плесени часто нуждаются в кислоро­де, в то время как многие дрожжи могут расти как в присутствии кислорода, так и без него. Большинство дрожжей и плесеней не термоустойчивы и легко разрушаются при тепловой обработке. Род плесени Byssochlamys, однако, может образовывать относи­тельно термоустойчивые аскоспоры [10].

Свежее мясо, птица, рыба и молочные продукты редко содержат дрожжи или пле­сени, которые попадают в них из окружающей среды. Наиболее важным фактором их переноса может быть движение воздуха (особенно это касается аскоспор плесеней). К наиболее распространенным дрожжам, вызывающим порчу, относятся такие виды, как Candida, Debaryomyces, Hansenula, Kluveromyces, Rhodotorula, Saccharomyces, Torula и Zygosaccharomyces [91,116]. К плесеням, которые могут быть выделены из испорчен­ных охлажденных продуктов, относятся Aspergillus, Cladosporium, Geotrichum, Mucor, Pénicillium, Rhizopus и Thamnidium [36, 91]. Грибковая порча может сопровождаться образованием хорошо заметных, зачастую пигментированных пятен роста, слизи, сбра­живанием сахаров с образованием кислоты, газа или спирта, а также появлением по­сторонних запахов и привкусов. Эти запахи и привкусы описывают как дрожжеподоб­ные, фруктовые, несвежие/заплесневелые, прогорклые и аммиачные.

Как и молочнокислые бактерии, дрожжи и плесени иногда специально вводят в пищевые продукты. Например, развитие Pénicillium camembertii на поверхности сы­ров бри и камамбера необходимо для получения желаемого вкуса, запаха и текстуры, а рост этой плесени на других видах сыра рассматривается как их порча.

Патогенные (болезнетворные) микроорганизмы

Пищевой продукт может считаться микробиологически опасным из-за присутствия в нем микроорганизмов, которые могут попасть в организм человека (например, Salmonella, Listeria monocytogenes, E. coli 0157:Я7 и Campylobacter) или образующих токсины, попа­дающие в организм с пищей (например, Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus и Bacillus cereus). Рост патогенных микроорганизмов в пищевом продукте не обязательно приводит к его порче, и поэтому отсутствие нежелательных органолептических изме­нений не может служить показателем микробиологической безопасности продукта. Кро­ме того, некоторые токсины устойчивы к нагреванию и поэтому могут остаться в пище­вых продуктах после устранения жизнеспособных микроорганизмов. В связи с этим необходимо использовать эффективную программу обеспечения безопасности пище­вых продуктов на всех стадиях от производства до потребления, включая обработку, хранение и сбыт. Подробный обзор современного состояния и различных аспектов проблемы пищевых отравлений в Великобритании дан в работе [17].

Как было показано выше, хранение при низкой температуре не может полностью исключить рост микроорганизмов, но способно предотвратить рост некоторых их ви­дов и замедлить рост других. Еще в 1936 г. в работе [92] было рекомендовано хранить продукты, допускающие рост микроорганизмов, при температуре ниже 10 °С, а для предотвращения роста патогенных микроорганизмов или образования токсинов — предпочтительно при температуре около 4 °С. Это был разумный совет относительно известных в то время пищевых патогенных микроорганизмов. Риск роста подобных микроорганизмов зависит от сочетания минимальных температур роста, скорости ро­ста при температуре холодильного хранения, времени и температур хранения. Мини­мальные температуры роста патогенных бактерий рассмотрены в работе [116].

В то время как большинство пищевых заболеваний вызывается относительно не­большим количеством типов бактерий (преимущественно Salmonella и Campylobacter [17]), постоянно растет количество видов бактерий, в отношении которых становится известно, что они могут вызывать пищевые заболевания. Это может частично отра­жать реально имеющее место расширение сферы действия микроорганизмов, но мо­жет также происходить из-за роста информированности об этих микроорганизмах и улучшения методик анализа. Для удобства обсуждения в данной главе патогенные бак­терии, которые могут влиять на режимы хранения охлажденных продуктов, можно разделить на приведенные ниже группы.

Микроорганизмы, способные расти при температурах ниже 5 °С

Эти микроорганизмы вызывают самую большую озабоченность, поскольку они про­должают размножаться даже при низких температурах охлаждения. Здесь регулирова­ние температуры принципиально важно, и хотя рост микроорганизмов может про­должаться, его скорость уменьшается при снижении температуры (см. рис. 7.1). Кроме того, для предотвращения или значительного ограничения роста микроорга­низмов регулирование температуры может эффективно действовать в сочетании с другими факторами.

Listeria monocytogenes

В 1926 г. впервые было выявлено, что эта бактерия, которая в настоящее время опреде­ляется как L. monocytogenes, может вызывать заболевания человека [87], но ее роль в заболеваниях желудочно-кишечного тракта была неясна до конца 1970-х гг. Количе­ство выявленных в Великобритании случаев резко возросло в 1980-е гг. и снижалось в последующие годы. Симптомы заболевания многообразны и варьируют от легкого гриппозного состояния до менингита, сепсиса (септицемии), выкидышей и рождений мертвого плода [93]. Обычно сильно выраженные симптомы заболевания наблюдают­ся лишь у беременных женщин, пожилых и лиц с нарушениями иммунитета. В после­дних трех группах уровень смертности может быть высоким [79]. Эпидемиология L. monocytogenes рассмотрена в работе [100].

Сообщалось, что очень широкий перечень продуктов, включая мясо, птицу, молоч­ные продукты, морепродукты, и овощи, заражен L. monocytogenes (см. работу [12]). Полное отсутствие L. monocytogenes в сыром мясе, птице и овощах обеспечить доволь­но трудно, причем бактерии были выделены даже из продуктов, подвергнутых специ­альной листерицидной тепловой обработке [78]. Это вызывает беспокойство, поскольку многие из этих охлажденных продуктов могут употребляться в пищу без дополнитель­ной термообработки. Присутствие L. monocytogenes в подвергнутых тепловой обработ­ке продуктах заставляет предположить, что заражение могло произойти после обра­ботки. В ряде исследований было показано, что эта бактерия выделяется во многих местах на разных предприятиях [24] и может распространяться в результате некоторых операций очистки [63]. К местам, вызывающим особую озабоченность, относятся ме­ста присутствия воды. Для предотвращения загрязнения продукта особенно важен кон­троль зараженности окружающей среды бактериями Listeria, особенно на ключевых участках производства (например, после термообработки). Количество зарегистриро­ванных случаев листериоза в Англии и Уэльсе резко возросло в 1986-1988 гг., причиной чего стал зараженный импортный паштет. Последовавшие предупреждения потребите­лей привели к снижению количества случаев до обычного годового уровня (100-150 случаев в год) [17].

Основная проблема — способность L. monocytogenes к росту при низких температу­рах. Сообщалось о минимальной температуре роста -0,4 °С [118]. Регулирование тем­пературы, тем не менее, замедляет рост (см. рис. 7.2), и, наоборот, нарушение темпера­турного режима при хранении продукта может усугубить имеющиеся проблемы. L. monocytogenes более, чем многие другие вегетативные бактерии, устойчива к некото­рым механизмам консервирования, используемым в производстве пищевых продук­тов (например, к охлаждению и снижению активности воды) (см. обзор [117]). Если исследовать отдельно воздействие указанных систем консервирования, можно отме­тить устойчивость к ним бактерий, но продукты — это сложные системы, и возможны взаимодействия, приводящие к эффективному предотвращению роста. Эффектив­ный метод выявления подобных взаимодействий — это использование в микробиоло­гии прогностических моделей (см. раздел 7.9).

Рис. 7.2. Влияние температуры на генерацию L. monocytogenes и Y. enterocolitica

L. monocytogenes не считается классической термостойкой бактерией. Принято счи­тать, что традиционная пастеризация молока при высокой температуре и непродолжи­тельном времени (HTST’ 71,7 °С, 15 с) уничтожает этот микроорганизм, находящийся в молоке в свободном виде [18]. Сообщалось об уменьшении его численности в 10 раз при обработке в течение 8-16 с при 70 °С [41]. Для обеспечения эффективного унич­тожения этой бактерии продукты, подвергаемые процессу тепловой обработки с пос­ледующим охлаждением, рекомендовано нагревать как минимум до 70 °С в течение 2 мин (или подвергать эквивалентной тепловой обработке) [6]. Следует отметить, что борьба с L. monocytogenes в пищевых продуктах и окружающей их среде весьма важна для предприятий, занимающихся производством пищевых продуктов [62].

Yersinia enterocolitica

Как и L. monocytogenes, 7. enterocolitica впервые была описана около 50 лет назад [98], но до 1970-х гг. почти совершенно игнорировалась как возбудитель заболеваний. Вспышки болезни были связаны с потреблением таких охлажденных продуктов, как пастеризованное молоко [107], тофу (соевый творог) [108] и шоколадное молоко [15]. Зафиксированные случаи присутствия Y. enterocolitica в желудочно-кишечной микро­флоре обычно редки, но их количество увеличивается. Как отмечалось выше, это мо­жет быть связано не только с фактическим увеличением зараженности, но и с расшире­нием осведомленности об этой бактерии, информированностью о симптомах и с улучшением методик анализа. В некоторых странах (например, в Бельгии и Голлан­дии) по количеству вызванных заболеваний 7. enterocolitica уже превзошла Shigella и даже соперничает с Salmonella [30]. Симптомы иерсиниоза у человека разнообразны, и наиболее распространенный симптом — это острый гастроэнтерит (особенно у детей), проявляющийся в виде диареи, болей в животе, жара и (реже) рвоты. У подро­стков боли в животе могут быть локализованы в области правой подвздошной впади­ны и иногда неверно диагностируются как аппендицит. Во время вспышки заболева­ния, связанной с шоколадным молоком, в 17 из 257 (в 6,6%) случаев был удален аппендикс [15]. Уровень смертности от иерсиниоза низок и кроме случаев, связанных с удалением аппендикса, симптомы через некоторое время проходят сами, редко тре­буя лечения [97]. У взрослых вторичные симптомы (чаще всего это постинфекционный полиартрит и узловатая эритема) могут наблюдаться несколько недель после того, как типичные желудочно-кишечные симптомы исчезнут [97].

Сообщалось о заражении 7. enterocolitica очень многих продуктов, включая многие охлажденные, то есть сырого и обработанного мяса, птицы, морепродуктов, молока, молочных продуктов и овощей [56]. Осторожность здесь необходима потому, что изоляты, вызывающие заболевание, обычно относятся к нескольким определенным биосеротипам, тогда как изоляты из продуктов и окружающей среды относятся к более широкому их диапазону [46,75]. Поэтому перед тем, как продукт будет признан пред­ставляющим риск для здоровья, необходимо установить патогенность изолятов из продуктов. Серотипы, отвечающие за заболевание человека, часто выделяют из сви­ней и иногда из продуктов на основе свинины [97].

Минимальная из опубликованных температур роста для 7. enterocolitica состави­ла -1,3 °С; эта бактерия относительно хорошо растет при низких температурах [119]. Как и в случае L. monocytogenes, снижение температуры хранения существенно влия­ет на рост Y. enterocolitica (см. рис. 7.2). Кроме того, рост этой бактерии предотвраща­ется хранением продукта в охлажденном виде в сочетании с другими консервирую­щими факторами. Факторы, влияющие на рост У. enterocolitica, рассмотрены в работе [116]. У. enterocolitica — это термочувствительная бактерия, которая легко уничто­жается при нагреве [76], но ее, однако, обнаруживали в подвергнутом тепловой обра­ботке мясе, морепродуктах и пастеризованных молочных продуктах, а это указывает на то, что заражение произошло уже после тепловой обработки. Необходим тщатель­ный контроль наличия Y. enterocolitica в окружающей среде предприятий, произво­дящих пищевые продукты, но этот вопрос пока что относительно мало освещен в литературе.

Aeromonas hydrophila

По вопросу о роли A. hydrophila как возбудителя пищевых заболеваний до сих пор нет единого мнения, так как отсутствуют сведения о полностью документированных вспышках заболевания. Эти бактерии, однако, не обладает многими характеристика­ми других патогенных бактерий [20]. Как и для Y. enterocolitica, количество описан­ных случаев гастроэнтерита, вызванного Л. hydrophila, в Англии и Уэльсе возросло в 1980-х гг. [7], и причины этого описаны выше. Случаи пищевых заболеваний, обус­ловленных Л. hydrophila, связаны с потреблением устриц и креветок [110] — и те, и другие относятся к охлажденным продуктам. В роду Aeromonas некоторые основ­ные разновидности, например, Л. hydrophila, Л. sobria и Л. caviae, могут считаться патогенными [105]. Все эти три вида были выделены из многих охлажденных про­дуктов [1, 37].

Минимальная из известных температур роста для Л. hydrophila составляет от -0,1 до 1,2 °С (проверены четыре штамма), поэтому рост будет происходить при низких температурах хранения [115]. Как и в случае описанных выше психротрофных патоге­нов, здесь важно регулирование температуры продуктов, а нарушение температурного режима сильно увеличивает скорость роста. Существует относительно мало публика­ций по термостойкости Л. hydrophila, но эти бактерии считаются термочувствитель­ными и могут быть легко удалены из продуктов. Влияние других факторов (например, pH, соль, консерванты и т. д.) на рост Л. hydrophila рассмотрено в работе [89]. Мало данных опубликовано и о присутствии Л. hydrophila в производственной среде, но, вероятно, они будут в ней выделены (особенно во влажных зонах).

Bacillus cereus

Роль В. cereus как бактерий, вызывающих порчу охлажденных продуктов, общеприз- нана [57]. Многие их штаммы могут расти даже при температуре 1 °С [21]. Эти бакте­рии могут также вызывать пищевое отравление, но количество описанных случаев обычно мало [17]. Известные минимальные температуры роста этих штаммов — обыч­но 10-15 °С [48,68], хотя некоторые изоляты, полученные при вспышках заболевания, вызванных потреблением пирогов с овощами, пастеризованного молока и трески, мог­ли расти и образовывать токсины при 4 °С [66,112]. Кроме того, психротрофные штам­мы, предположительно вызывающие образование энтеротоксинов, были выделены из пастеризованного молока и некоторых видов подвергнутого тепловой обработке и охлажденного мяса [112]. При нарушении температурного режима хранения продук­та (при повышении температуры от 4 до 7 °С) время до обнаружения токсина снижа­лось на 50%.

Bacillus cereus может играть большую роль в продуктах, подвергнутых нагреву или пастеризации, так как тепловая обработка может устранить конкурирующие микро­организмы. При последующем хранении в охлажденном виде споры, перенесшие теп­ловую обработку, в состоянии развиваться и расти. Хотя в настоящее время опубли­кованной информации довольно мало, термостойкость психротрофной В. cereus (и других родственных видов) обычно ниже, чем термостойкость мезофильных штам­мов [94]. Другие виды Bacillus (например, В. subtilis и В. licheniformis) могут также вызывать заболевания человека [73]. Хотя психротрофные штаммы этих бактерий были выделены из молока, их связь с заболеваниями людей в настоящее время неясна.

Clostridium botulinum

Ботулизм у человека вызывается поступлением в организм с пищей нейротоксина, семь видов которого (обозначаемых буквами от Л до G) могут быть выделены на осно­ве антигенного анализа [60]. Традиционно пищевое отравление вызывалось видами А и В. В настоящее время общепризнано, что типы Е и F после попадания в организм образованного ранее токсина могут также вызывать заболевание. Болезнетворные штаммы могут быть разделены на две основные группы. Во-первых, типы А и некото­рые штаммы В и являются протеолитическими и поэтому зачастую, если происходит значительный их рост, вызывают гниение продуктов [60]. Во-вторых, вид Е и другие штаммы видов В и F, являются непротеолитическими, и поэтому последствия их роста в пищевых продуктах будут менее явными [60].

Считается, что минимальная температура роста мезофильных протеолитических штаммов равна 10 °С, поэтому в охлажденных продуктах их роль ограничена. В 1961 г. сообщалось [99], что вид Е CI. botulinum мог расти и образовывать токсины в тушеной говядине после выдерживания при 3,3 °С в течение 32 дней. В настоящее время при­знано, что непротеолитические штаммы видов В и ^также способны к росту и образо­ванию токсинов при температуре 5 °С или ниже [31,102]. Поэтому эти непротеолити­ческие штаммы могут расти в охлажденных продуктах.

Рост непротеолитической CI botulinum особенно опасен при пастеризации в упа­ковке под вакуумом. Эта обработка состоит в упаковке продуктов под вакуумом в непроницаемые для воздуха герметизированные емкости, которые затем подвергают тепловой обработке и хранят в охлажденном виде длительное время. Время и темпера­тура тепловой обработки определяются видом продукта, способствуют уничтожению вегетативных клеток микроорганизмов, но могут оказаться недостаточными для унич­тожения спор бактерий, которые впоследствии могут развиваться и расти анаэробно при холодильном хранении [13].

Следует отметить, что термоустойчивость психротрофных непротеолитических штаммов значительно ниже, чем мезофильных протеолитических штаммов (табл. 7.3). Риск ботулизма в продуктах после пастеризации в упаковке под вакуумом может быть сведен к минимуму путем применения при нагревании соответствующего вре­менно-температурного режима, хорошего регулирования температуры при хранении в охлажденном виде и/или внесения изменений в состав продукта для предотвра­щения роста микроорганизмов [13,14]. Минимальные значения pH и аи, для роста для протеолитических и непротеолитических штаммов также различны (см. табл. 7.3). В целом же непротеолитические штаммы менее устойчивы к низким значениям pH и в. [60].

Таблица 7.3. Сравнение протеолитических и непротеолитических штаммов палочки ботулизма Clostridium botulinum [13, 60]

Параметры	CI. botulinum
	Протеолитические	Непротеолитические
Минимальная температура	10-12 °С	3,3 — 5,0 °С
Минимальный pH	4,6	5,0
Максимальное содержание соли	10%	5 — 6,5%
Минимум а т	0,93	0,95 — 0,97
Значение О при 100 °С для спор	25 мин	<0,1 мин

Микроорганизмы, способные к росту при температурах 5-10 °С

Существуют патогенные бактерии, которые не могут расти при температуре ниже 5 °С, но способные к росту при нарушении температурного режима. К ним относятся Salmonella, Escherichia coli и Staphylococcus aureus, минимальные температуры разви­тия которых считаются равными 5,1; 7,1 и 7,7 °С соответственно [4,5]. При температу­рах до 10 °С скорость роста этих бактерий обычно мала [82], однако они могут вызы­вать пищевые отравления, связанные иногда с потреблением охлажденных продуктов. Сообщения о психротрофных штаммах сальмонеллы очень редки. Роль этих штаммов особенно важна в связи с ролью охлажденных продуктов в общественном мнении [28]. Несколько видов E. coli являются признанными возбудителями пищевых заболева­ний. В настоящее время наибольшую озабоченность вызывает E. coli 0157:Я7 и другие вероцитотоксигенные E. coli (VTEC), которые могут вызывать тяжелый геморрагичес­кий колит [71]. Ограниченный рост некоторых штаммов может происходить при 5- 10 °С [3,72]. Этот микроорганизм рассмотрен в работе [И]. Хот я Staph, aureus может расти при температурах до 7,7 °С, заболевание вызывается попаданием в организм пред­варительно образованного токсина. В работе [4] приводится минимальная температу­ра для образования токсина (14,3 °С), которая выше температуры, необходимой для роста микроорганизма.

Указанные выше виды бактерий не развиваются при температурах ниже 5°С, но в таких условиях они могут выживать. Иногда патогенные бактерии, вызывающие пор­чу пищевых продуктов, лучше выдерживают неблагоприятные условия (например, низкий pH и высокое содержание соли) при температурах холодильного хранения, чем при более высоких температурах [34]. Поэтому, если доза бактерий, вызываю­щая инфекцию, мала и/или рост патогена уже произошел (например, во время мед­ленного охлаждения), его развитие при холодильном хранении может и не вызвать заболевание.

Микроорганизмы, способные к росту при температурах выше 10°С

К таким видам относятся мезофильные С/, botulinum, мезофильные В. cereus и другие виды Bacillus, виды Cl. perfringens и Campylobacter. Обычно они не развиваются при температурах ниже 10°С, а в интервале 10-15 °С их рост ограничен [116]. Особое бес­покойство в этой группе бактерий вызывают виды Campylobacter, которые называют в качестве наиболее распространенной причины желудочно-кишечных заболеваний в Великобритании [17]. Хотя многие случаи являются единичными, вспышки заболева­ния зачастую связаны с потреблением сырого молока и куриного мяса, прошедшего недостаточную тепловую обработку [103]. Бактерии этой группы встречаются редко, так как минимальная температура их роста составляет 25-30 °С, в связи с чем на большинстве продуктов они не развиваются, но инфицирующая доза этих микроор­ганизмов очень мала, и поэтому для возникновения заболевания их рост может быть не нужен [19].

Если заболевания, вызванные мезофильными спорообразующими бактериями, связаны с охлажденными продуктами, то это обычно является результатом нарушений в поддержании температуры при охлаждении после тепловой обработки [53,101]. Эти бактерии могут расти чрезвычайно быстро в ходе медленного длительного охлажде­ния после тепловой обработки, а затем сохраняться во время холодильного хранения.

 Регулирование температуры

Хорошее регулирование температуры необходимо для охлажденных пищевых продук­тов не только для поддержания микробиологической безопасности и качества продук­тов, но и для сведения к минимуму изменений их биохимических и физических свойств. Температуры хранения охлажденных продуктов в ходе производства, сбыта, в розничной торговле и в домашних условиях могут сильно меняться, и поэтому при хранении охлажденного продукта существует много возможностей для нарушения температурного режима. Чем больше нарушение температуры, тем больше возможно­стей для роста микроорганизмов. Это может привести к тому, что продукт станет опас­ным и/или ухудшится его качество. Поддержание нужной температуры — основная проблема охлажденных продуктов и неотъемлемая часть системы консервирования. Для многих этапов цепочки прохождения продукта после первичного охлаждения сконструировано специальное холодильное оборудование для поддержания нужной температуры, которое может быть не в состоянии быстро понизить температуру про­дуктов, подвергшихся действию высокой температуры.