2.1. ТАКСОНОМИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ
Систематика – наука о разнообразии организмов и их взаимоотношениях друг с другом. Задачи систематики – описание, определение видов и их классификация, восстановление путей эволюционного развития организмов.
Системы могут быть искусственными, естественными и филогенетическими. В искусственных системах объединение видов строится на основе одного или немногих общих морфологических признаков. Такие системы не всегда отражали генетические связи между группами организмов. Венцом искусственных систем явилась система органического мира, созданная К. Линнеем. В ней бактерии и некоторые другие организмы были отнесены к XXIV классу, получившему название «хаос». Естественные системы основаны на сходстве большого количества признаков (не только морфологических). На основе естественных создаются филогенетические системы, в которых отражаются эволюционные связи между организмами.
Для классификации микроорганизмов, как и других живых существ, применяются разнообразные методики, однако наиболее объективным считается метод анализа ДНК.
Метод анализа ДНК. Процентное содержание суммы гуанина и цитозина (Г + Ц) в ДНК использовалось в бактериальной таксономии в течение нескольких десятилетий, а ее использование в комбинации с анализом последовательностей 16S- и 5S-pPHK делает этот метод еще более значимым.
При использовании анализа 16S-pPHK грамположительные эубактерии делятся на две группы на уровне типа: одна группа с Г + Ц > 55 мол. %, другая с Г + Ц < 55 мол. %. Первая группа включает роды Streptomyces, Propionibacterium, Micrococcus, Bifidobacterium, Corynebacterium, Brevibacterium и др., вторая группа – роды Clostridium, Bacillus, Staphylococcus, Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc, Listeria, Erysipelothrix и др. Если количество Г + Ц у двух организмов различается более, чем на 10%, они не имеют почти ничего общего в последовательностях нуклеотидных оснований.
Считается, что полная последовательность ДНК организма когда-нибудь будет идеальной референсной (эталонной) системой для бактериальной таксономии. Общепринято, что бактериальные виды могут быть разделены в филогенетическом отношении при помощи результатов ДНК-ДНК-гибридизации, где вид определен как группа штаммов, уровень ДНК-ДНК-гомологии которых – 70% и более, а Тп (точка плавления) поднимается на 5°С и ниже.
При использовании метода ДНК-ДНК-гибридизации нельзя не учитывать фенотипические характеристики, за исключением особенных случаев. Род, как полагают, труднее определить филогенетически, минимальным уровнем ДНК-ДНК-гомологии для него является 20%.
Если нет удовлетворительного филогенетического определения бактериального рода, длительное применение методов анализа нуклеиновых кислот наряду с некоторыми другими упомянутыми выше методами должно привести в конечном счете к филогенетически обоснованной системе бактерий. Можно ожидать, что будут происходить изменения в существующих таксонах.
2.2. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ГРУПП МИКРОБИОТЫ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
Наиболее широко распространены в пищевых продуктах грам-отрицательные бактерии, принадлежащие к классу Proteobacteria который был выделен после обширных исследований нуклеотидных последовательностей рРНК многочисленных родов грам-отрицательных бактерий. Класс разделен на пять подклассов: a, b, g и т.д. (подклассы выделяют на основании анализа нуклеотидных последовательностей 16S-рРНК). В результате исследований уникальных участков нуклеотидной последовательности (инсерционных вставок и делеций) генов различных белков были представлены эволюционные отношения Proteobacteriaа. Предполагают, что самые первые прокариоты возникли 3,5–3,8 млрд лет назад.
Важные роды протеобактерии, часто встречающихся в продуктах питания, упомянуты ниже в алфавитном порядке (некоторые из них желательны в определенных пищевых продуктах; другие вызывают порчу или являются возбудителями болезней):
- a-подкласс: Acetobacter, Asaia, Brevundimonas, Devosia, Gluconobacter, Paracoccus, Pseudoaminobacter, Sphingomonas, Xanthobacter, Zymomonas;
- b-подкласс: Acidovorax, Alcaligenes, Burkholderia, Chromobacterium, Comamonas, Delftia, Hydrogenophaga, Janthinobacterium, Pandoraea, Pseudomonas (патогены растений), Ralstonia, Telluria, Variovorax, Vogesella, Wautersia, Xylophilus;
- g-подкласс: Acinetobacter, Aeromonas, Alteromonas, Azomonas, Bacteriodes, Carnimonas, Enterobacteriaceae (включает Escherichia, Citrobacter, Salmonella, Shigella, Proteus, Raoultella, Klebsiella, Edwardsiella и т.д.), Flavobacterium, Halomonas, Moraxella, Plesiomonas, Pseudoalteromonas, Pseudomonas, Psychrobacter, Photobacterium, Shewanella, Stenotrophomonas, Vibrio, Xanthomonas, Xylella .
2.2.2. Бактерии, обнаруживаемые в пищевых продуктах
Настоящий обзор должен сформировать у читателя представления о группах бактерий, рассматриваемых в учебнике, и не может быть использован для идентификаций культур. Информация о методах идентификации размещена в гл. 6.
Представители рода Acinetobacter (Acinetobacter – неспособный перемещаться) – грамотрицательные бактерии, облигатные аэробы, не восстанавливающие нитраты. Клетки имеют палочковидную форму, старая культура содержит много кокковидных клеток. Они широко распространены в почве и воде, обнаруживаются на многих пищевых продуктах, особенно свежих охлажденных. Содержание Г + Ц ДНК, характерное для них, – 39–47 мол. %.
Представители рода Aeromonas (газообразующие) – типичные грамотрицательные палочковидные бактерии водной среды. Они образуют большое количество газа из ферментируемых сахаров, обитают в кишечнике рыб, а некоторые из них являются патогенами рыб. Содержание Г + Ц ДНК, характерное для них, — 57–65 мол. %.
Представители рода Alcaligenes (образующие щелочь) – грамотрицательные бактерии, которые иногда окрашиваются как грамположительные. Они не ферментируют сахаров, при росте дают щелочные реакции, особенно в лакмусовом молоке, не пигментированы, широко распространены в природе, особенно в разлагающихся тканях всех типов. Источники этого рода бактерий – сырое молоко, продукты из птицы и фекальный. Содержание Г + Ц ДНК, характерное для них, – 58–70 мол. %.
Представители рода Alteromonas (другая монада) обитают в морских и прибрежных водах и обнаруживаются в морепродуктах, поэтому для роста всех видов этих организмов требуется определенная соленость морской воды. Эти грамотрицательные подвижные палочки являются облигатными аэробами.
Представители рода Arcobacter (дугообразные) – грамотрицательные изогнутые палочки, которые очень схожи с кампилобактерами, за исключением того, что они могут расти при 15°С и являются аэротолерантными. Они обнаружены в домашней птице, сыром молоке, моллюсках, воде, продуктах из говядины и свинины. Это оксидазо- и каталазоположительные микроорганизмы, вызывающие аборт и энтерит у некоторых животных. Последнее заболевание у людей связано с A. butzleri.
Представители рода Bacillus – аэробные грамположительные спорообразующие палочки. Большинство из них является мезофиллами, есть также и психрофилы, и термофилы. Род включает два патогена: В. anthracis и В. cereus. Большинство штаммов последнего вида непатогенно, некоторые вызывают пищевые гастроэнтериты.
Представители рода Brevibacillus (короткие бациллы) встречаются в почве и воде, а также на растениях, в воздухе и пыли. Известно девять их видов.
Представители рода Brochothrix (от греч. brochos – петля; thrix – нить) не образуют спор, являются грамположительными палочками, близки родам Lactobacillus и Listeria. Известны только два их вида: В. thermosphacta и В. campestris. Часто обнаруживаются на готовых мясных изделиях, свежем мясе и мясных продуктах, хранившихся в газонепроницаемых пакетах в охлажденном состоянии. В отличие от В. thermosphacta вид В. campestris является рамнозо- и гиппуратположительным. Содержание Г + Ц ДНК, характерное для них, – 36 мол. %. Они не растут при 37°С.
Представители рода Burkholderia встречаются на растениях, обнаруживаются в сыром молоке и вызывают порчу овощей, являются грамотрицательными палочками. Патогены служат причиной кистозных фиброзов у пациентов.
Представители рода Campylobacter (от греч. campylo – изогнутый) – грамотрицательные спиралевидные бактерии. Прежде они были классифицированы как вибрионы. Представлены микроаэрофильными и анаэробными бактериями. Содержание Г + Ц ДНК, характерное для них, — 30–35 мол. %.
Представители рода Carnobacterium (бактерии мясопродуктов) – грамположительные, каталазоотрицательные палочки, ранее классифицированные как лактобациллы. Они гетероферментативны, растут при 0°С и не растут при 45°С. Некоторые виды ферментируют глюкозу с газообразованием. Содержание Г + Ц ДНК, характерное для них, –
33,0–37,2 мол. %. Они отличаются от лактобацилл тем, что не способны расти в ацетатной среде, также они синтезируют олеат. Преставители рода найдены на мясе, упакованном под вакуумом, а также мясных продуктах, рыбе и домашней птице, хранившихся в тех же условиях.
Представители рода Citrobacter медленно ферментируют лактозу, являются грамотрицательными палочками, образуют желтые колонии на плотной среде. Эти кишечные бактерии используют цитрат как единственный источник углерода. С. freundii – самый распространенный вид, обитающий в пищевых продуктах, прежде всего поселяется на овощах и свежем мясе. Содержание Г + Ц ДНК — 50–52 мол. %.
Представители рода Clostridium (от греч. closter – веретено) – грамположительные, анаэробные спорообразующие палочки, широко распространенные в природе (обитают в почве, воде, на органических отходах млекопитающих и птиц, в молоке). Представители рода составляют более 60 видов, некоторые из которых вызывают болезни у людей и животных. Существуют мезотрофные, психротрофные и термофильные виды/штаммы.
Представители рода Corynebacterium (от греч. соrупе – булава) – грамположительные неспорообразующие палочки, которые иногда участвуют в порче овощей и мясных продуктов. Они мезотрофны, хотя также встречаются психротрофы. Вид С. diphtheriae является возбудителем дифтерии у человека. Содержание Г+ Ц ДНК, характерное для них, — 51–63 мол. %.
Представители рода Enterobacter (от греч. entero – внутрь) – грамотрицательные кишечные бактерии, типичные для семейства Enterobacteriaceae по условиям роста, хотя в большинстве своем к желудочно-кишечному тракту они не адаптируются.
Представители рода Enterococcus (от греч. entero – внутри; coccus – яйцо, шар) объединены более чем в 16 видов грамположительных овоидных клеток, которые встречаются по отдельности, в парах или в коротких цепочках. Ранее эти виды принадлежали роду Streptococcus. Некоторые виды не реагируют с антисывороткой группы D.
Представители рода Erwinia – грамотрицательные кишечные палочки, особенно часто встречающиеся на растениях.
Представители рода Escherichia (род назван по имени ученого Т. Эшериха, открывшего возбудителя в 1885 г.) являются наиболее изученными из всех бактерий. Штаммы, которые вызывают пищевые гастроэнтериты, рассмотрены как индикаторы безопасности пищевых продуктов.
Представители рода Flavobacterium (flavor – приставка, обозначающая желтый цвет) – палочковидные или кокковидные подвижные либо неподвижные аспорогенные грамотрицательные хемоорганотрофные аэробные бактерии. Род насчитывает более 40 видов, которые по показателю Г + Ц в ДНК распадаются на две группы: 30–42 и 63–70 мол. %. На плотных средах они образуют колонии, окрашенные в желтый, оранжевый, красный или коричневый цвет. Подвижные формы дают роящийся или ползучий рост. Колонии гладкие, прозрачные, иногда матовые. Являются психрофилами, при 37°С рост у них отсутствует или тормозится. Обитают в почве и воде, обнаруживаются на овощах и фруктах, в молочных продуктах. Участвуют в порче охлажденного мяса и овощей.
Представители рода Hafnia (латинское название г. Копенгагена) – бескапсульные, аспорогенные, подвижные (перитрихи), грамотрицательные, хемоорганотрофные, факультативно-анаэробные бактерии семейства энтеробактерий (Enterobacteriaceae). Они обитают во внешней среде (в почве, воде, на пищевых продуктах), выделяются при кишечных инфекциях, уроинфекциях, пневмонии, сепсисе. Бактериологическое исследование проводят так же, как при выделении других условно-патогенных энтеробактерий. Их следует дифференцировать от шигелл и сальмонелл. Вид Н. alvei участвует в порче охлажденного мяса и растительных продуктов. Это лизин- и орнитинположительные бактерии. Характерное для них содержание Г + Ц ДНК — 49–54 мол. %.
Представители рода Kocuria (названы по имени ученого М. Kocur) – нового рода, выделенного из рода Micrococcus. Включают три вида (К. rosea, К. varians, К. kristinae), являющихся оксидазо-негативными и каталазоположительными; содержание Г + Ц ДНК в них составляет 66–75 мол. %.
Представители рода Lactobacillus – грамположительные каталазоотрицательные палочки, которые часто встречаются в длинных цепочках. Большинство штаммов – истинные анаэробы, в основном обитающие в толстой кишке и рубце. Они встречаются на овощах наряду с некоторыми другими молочнокислыми бактериями. Их появление в молочных продуктах типично. Многие ферментированные продукты производятся при участии молочнокислых бактерий.
Представители рода Lactococcus – неподвижные кокки, по классификации Лэнсфилда относящиеся к серологической группе N. Ранее они входили в род Streptococcus, затем были выделены в отдельный род. Грамположительные, каталазонегативные, сферические или овоидные клетки, которые встречаются отдельно, в парах или цепочках. Они растут при 10°С, но не выше 45°С, большинство из них вступает в реакцию с антисывороткой группы N. L-молочная кислота является основным конечным продуктом метаболизма глюкозы.
Представители рода Leuconostoc (от греч. leuconostoc – бесцветный носток; носток – вид водорослей). Род также относится к молочнокислым бактериям. Грамположительные, каталазоотрицательные кокки, которые являются гетероферментативными. Эти кокки обычно находятся в ассоциации с лактобациллами.
Представители рода Listeria (род назван по имени ученого Джозефа Листера). Включают шесть видов грамположительных, не образующих спор палочек, близкородственных палочкам Brochothrix. Результаты нумерической таксономии показывают 80%-е подобие между всеми шести видами; они имеют идентичный состав клеточной стенки, жирных кислот и структуру цитохромов.
Представители рода Micrococcus – грамположительные и каталазоположительные кокки, обитающие на коже млекопитающих. Они могут расти в присутствии высоких концентраций NaCl. Этот род был сокращен созданием следующих пяти новых родов: Dermacoccus, Kocuria, Kytococcus, Nesterenkonia и Stomatococcus. В настоящее время М. luteus и М. lylae – единственные представители рода микрококков.
Представители рода Moraxella (название дано от имени офтальмолога В. Моракса) – короткие грамотрицательные палочки, иногда классифицируемые как Acinetobacter. Они отличаются тем, что являются чувствительными к пенициллину. Оксидазоположительны и имеют содержание Г + Ц ДНК 40–46 мол. %.
Представители рода Proteus (Протей – в древнегреческой мифологии морской бог, часто менявший свой вид) – грамотрицательные палочки – аэробы, которые часто показывают плеоморфизм, отсюда и соответствующее название рода. Все они подвижны, на влажной агаровой среде в большинстве случаев наблюдается их роящийся рост. Представители рода типичны среди бактерий, присутствующих в кишечном тракте людей и животных. Они могут быть выделены из различных овощей и мясных нарезок, особенно тех, которые подвергаются порче при температурах диапазона мезофилов.
Представители рода Pseudomonas (ложная монада) – типичные морские и водные бактерии. Они поселяются на свежих пищевых продуктах, особенно овощах, мясе, домашней птице и морепродуктах. Прежде этот род был самым многочисленным среди болезнетворных бактерий, распространяющихся через пищеварительный тракт. Затем произошло перемещение многих видов по крайней мере в 14 новых родов. P. fluorescens и Р. aeruginosa продолжают относиться к роду Pseudomonas.
Представители рода Psychrobacter (от греч. psychros – холодный) – толстые коккобациллы, которые часто встречаются в парах. Они являются аэробными, неподвижными, каталазо- и оксидазоположительными, не ферментируют глюкозу. Рост наблюдается в присутствии 6,5% NaCl и при 1°С, но не при 35 или 37°С. Они гидролизируют Tween 80, большинство из них – яичный желток (лецитиназоположительные). Чувствительны к пенициллину и утилизируют g-аминовалерат (в отличие от акинетобактерий). Их отличает от акинетобактерий то, что они являются оксидазоположительными и утилизируют аминовалерат, а от неподвижных псевдомонад – неспособность утилизировать глицерин или фруктозу. Поскольку они близкородственны моракселлам, то были помещены в семейство Neisseriaceae. Род содержит некоторые из прежних ахромобактеров и моракселл. Они обычно обнаруживаются на мясе домашней птицы, рыбе и воде.
Представители рода Salmonella (назван по имени ученого Сальмона) – граммотрицательные кишечные бактерии, которые являются патогенами человека и животных. Сальмонеллы разделены на два вида, причем те, что являются болезнетворными для человека, помещены в вид Salmonella enterica. Серотипы (серовары), которых в настоящее время насчитывается более 2400, обозначают следующим образом: Salmonella enterica серотип Newport, или Salmonella Newport (отмечают, что серотип не выявлен). Содержание Г + Ц ДНК — 50–53 мол. %.
Представители рода Serratia (назван в честь лоцмана Серафино Серрати) – грамотрицательные палочки, относящиеся к семейству Enterobacteriaceae; являются аэробными и в основном производят красные пигменты на культуральной среде и в определенных пищевых продуктах, хотя нередки и непигментированные штаммы. S. liquefaciens является самым распространенным из пищевых патогенов; вызывает порчу охлажденных овощей и мясных нарезок. Содержание Г + Ц ДНК — 53–59 мол. %.
Представители рода Staphylococcus (staphylococcus в переводе означает виноградная гроздь и кокки) – грамположительные, каталазоположительные кокки, включающие S. aureus, который вызывает у людей различные заболевания, включая гастроэнтерит.
Представители рода Vibrio (название дано по форме – запятая) – грамотрицательные прямые или изогнутые палочки (семейство Vibrionaceae). Некоторые виды вызывают у человека гастроэнтерит и другие болезни. Подвижность обеспечена одним или несколькими жгутиками, расположенными полярно (моно- и лофотрихи). Спор и капсул не образуют, однако большинство видов покрыто снаружи оболочкой, образованной выростом наружного слоя клеточной стенки. Большинство видов оксидазаположительно. Среди представителей рода наиболее распространены факультативные анаэробы. Возникновению и распространению вибрионов на водных объектах способствует содержание азота более 1 мг на 1 л воды, а закисление вод обратимо ведет к гибели микроорганизмов. Некоторые представители рода, такие как Vibrio cholerae, галофильны, т.е. могут развиваться в жидких питательных средах, содержащих до 25% NaCl.
Наибольший интерес представляют (помимо V. cholerae) патогенные для человека: Vibrio parahaemolyticus, Vibrio vulnificus; рыб: Vibrio splendidus, Vibrio ordali, Vibrio anguillarum, Vibrio tubiashi, Vibrio alginolyticus; ракообразных: Vibrio harveyi, Vibrio splendidus; головоногих моллюсков: Vibrio alginolyticus, Vibrio harveyi, Vibrio parahaemolyticus, Vibrio carchariae. V. vulnificus для человека наиболее фатальна. Содержание Г + Ц ДНК – 38–51 мол. %.
Представители рода Yersinia (назван по имени швейцарского бактериолога А.Э. Иерсена) включают возбудителя человеческой чумы Y. pestis и по крайней мере один вид, вызывающий гастроэнтерит, – Y. enterocolitica. Содержание Г + Ц ДНК – 45,8 – 46,8 мол. %. Сорбозоположительные штаммы получили статус отдельного вида Y. mollaretti, а сорбозоотрицательные штаммы – вида Y. bercovieri.
2.2.3. Плесневые грибы, встречающиеся в пищевых продуктах
В конце прошлого века никаких радикальных перемен в систематике грибов, растущих в пищевых продуктах, не произошло. Самые значимые перемены относятся к открытию половых (совершенных) форм спороношения у некоторых хорошо известных родов и видов. Так, аскомицеты имеют половое спороношение, называемое также телеоморфным. Поэтому виды, относящиеся к телеоморфным, по мнению микологов, имеют приоритет перед анаморфными (несовершенными или конидиальными) грибами. Голоморфные грибы имеют обе формы спороношения, но их называют телеоморфными.
Ниже приведены некоторые отличительные особенности отдельных родов грибов.
Altemaria имеет септированный мицелий с конидиеносцем и многоклеточными темноокрашенными конидиями разнообразной формы с поперечными и продольными перегородками. Представители рода Altemaria вызывают черную гниль косточковых плодов, яблок и инжира, гниль корней и черную гниль цитрусовых. Altemaria – полевой гриб, который растет на пшенице, он также обнаружен на красном мясе. Некоторые виды образуют микотоксины.
Aspergillus образует цепочки конидий. Если в продуктах питания обнаруживаются клейстотеции с аскоспорами, то непременно будут найдены Emericella, Eurotium или Neosartorya. Eurotium (прежний A. glaucus) образует ярко-желтый клейстотеций. Е. herbariorum вызывает порчу виноградных джема и желе. Аспергиллы на большинстве пищевых продуктов имеют желто-зеленый или черный цвет. Черная гниль персиков, цитрусовых и инжира – одно из вызываемых ими состояний порчи фруктов. Аспергиллы обнаруживаются на окороках и беконе домашнего производства. Некоторые виды вызывают порчу масел – пальмового, арахисового и кукурузного. A. oryzae и A. soyae используют при производстве коджи. A. glaucus участвует в приготовлении кацуобуси (сушеных палочек из мяса пеламиды) – ферментируемого рыбного продукта. A. glaucus – A. restrictus – группа, которая содержит грибы, развивающиеся на семенах, сое и других бобовых при их хранении. Несколько видов образуют афлатоксины, другие образуют охратоксин А и стеригматоцистин.
Aureobasidium (Pullularia) сначала формируют дрожжеподобные колонии, а позднее разрастаются и образуют черные пятна плесени. A. pullulans (Pullularia pullulans) весьма распространен в пищевых продуктах: в креветках, говядине, на фруктах и овощах.
Botryti образует тонкий и пигментированный конидиеносец. Мицелий септированный; конидии слабо-дымчатые, серые, иногда черные. В. cinerea часто присутствует в пищевых продуктах и является причиной серой гнили яблок, груш, малины, земляники, винограда, черники, цитрусовых и некоторых косточковых плодов.
Byssochlamyx. B. fulva и В. nivea портят консервированные фрукты и соки. Они всегда связаны с порчей пищи. В. fulva разрушается при температуре 90°С в течение 1–12 мин.
Cladosporium характеризуется септированными гифами с темными, разветвленными цепочками конидий, которые создают впечатление ветвей дерева. Рост культуры бархатный, цвет меняется от оливкового до черного, некоторые конидии лимонообразные. С. herbarum образует темные пятна порчи на говядине и замороженной баранине, также портит масло и маргарин. Некоторые представители рода разрушают косточковые плоды и являются причиной черной гнили винограда, иногда растут на зернах пшеницы и ячменя. С. herbarum и С. cladosporiodes – два наиболее распространенных вида, обнаруживаемых на фруктах и овощах.
Colletotrichum образует конидии, соединенные в ацервулы. Конидиеносец и гиалиновые одноклеточные конидии имеют яйцевидную или продолговатую форму. Ацервулы имеют форму диска или подушечки, являются воскообразными, в основном бывают темного цвета. С. gloeosporioides образует антракнозы (коричневые или черные пятна порчи) на некоторых фруктах, особенно тропических, таких как манго и папайя.
Fusarium имеет септированный мицелий белого с оттенками розового, красного, фиолетового или коричневого цветов. Конидии – веретеновидные, серповидные (макроконидии). Грибы вызывают коричневую гниль цитрусовых и ананасов и мягкую гниль инжира. Есть виды, которые растут на зернах злаков, а некоторые образуют микотоксины фумонизины, трихотецены, зеараленон.
Geotrichum (ранее Oidium lactis и Oospora lactis) относятся к дрожжеподобным грибам, имеют белый цвет. Гифы септированы. Размножаются путем образования артроконидий из вегетативных гиф. G. candidum и Dipodascus geotrichum являются самыми важными видами для пищевых продуктов. Упоминаются по-разному: и как «молочная плесень», потому что передают аромат и специфический запах многим видам сыров, и как «машинная плесень», так как растут на оборудовании, контактирующем с сырьем на предприятиях пищевой промышленности, особенно перерабатывающих томаты. Грибы вызывают кислую гниль цитрусовых и персиков и порчу молочных сливок. Они широко распространены и найдены в мясе и многих овощах.
Mucor имеет несептированные гифы, на которых образуются спорангиеносцы, несущие спорангий на верхушке. Состояния продуктов, описанные как «усы» говядины и «черная пятнистость» замороженной баранины, вызваны некоторыми видами этого рода. По крайней мере один вид – M. miehei образует липазы, что установлено путем анализа ферментированных пищевых продуктов, бекона и многих овощей. Некоторые виды участвуют в ферментации соевых бобов при производстве соевого творога.
Pénicillium формирует конидиеносцы с конидиями (споры). P. dangeardii вызывает порчу концентратов фруктовых соков. Этот вид образует термоустойчивые споры. От вершин метул отходят пучки бутылкообразных фиалид, несущих цепочки округлых конидий, образующих кисточки. Цвет пенициллов, растущих на продуктах питания, – от голубого до сине-зеленого. Зелено-голубая плесень цитрусовых и голубая плесень яблок, винограда, груш и косточковых плодов вызвана некоторыми видами пенициллов.
Вид Р. roqueforti используется при производстве сыра наряду с голубой плесенью. Некоторые виды образуют цитринин, желтый рисовый токсин, охратоксин А, рубратоксин В и другие микотоксины.
Грибы рода Rhizopus посредством столонов (стелющихся нитей) прикрепляются к субстрату толстыми корневидными образованиями – ризоидами, напоминающими корневые волоски. При развитии волосков образуется узел, из которого отходят спорангие-носцы, заканчивающиеся спорангиями, содержащими большое количество спор. R. stolonifer часто встречается в пищевых продуктах. Иногда его называют «хлебной плесенью», он образует мокрую (мягкую) гниль яблок, груш, косточковых плодов, винограда, инжира и др. Некоторые виды вызывают «черную пятнистость» говядины и замороженной баранины. Они могут быть найдены на беконе или на другом готовом мясном продукте. Отдельные виды образуют пектиназы, R. oligospoms важен, так как используется в производстве ферментированных продуктов.
Trichothecium имеет сентированные гифы (длинные, тонкие) и простые конидиеносцы. Т. roseum вызывает розовую плесень фруктов, мягкую гниль тыквенных культур и обычно обнаруживается на ячмене, пшенице, кукурузе и орехах пеканах. Некоторые представленные виды производят микотоксины.
2.2.4. Основные роды дрожжей, встречающихся в пищевых продуктах
Дрожжи отличаются от бактерий большими размерами их клеток и овальной, вытянутой, эллиптической или сферической формой. Клетки дрожжей имеют диаметр от 5 до 8 мкм, иногда больше. Большинство дрожжей, важных для производства пищевых продуктов, размножаются почкованием или делением клеток.
Для таксономии дрожжей также были использованы новые методы идентификации, в том числе анализ нуклеотидных последовательностей 5S-рРНК, состава гетероциклических оснований ДНК и профилей кофермента Q. Из-за большего размера генома дрожжей анализ последовательности 5S-рРНК используется чаще, чем анализ больших фракций РНК.
Характеристика родов дрожжей представлена ниже.
Brettanomyces имеют клетки овальной со стреловидными концами формы, образующие на концах почки, производят уксусную кислоту из глюкозы только в аэробных условиях. B. intermedius – самый распространенный вид, который растет при значениях рН до 1,8. Дрожжи В. intermedius вызывают порчу пива, вина, безалкогольных напитков и рассолов, они вовлечены в дображивание некоторых сортов пива и эля, придающее им уникальный аромат. В. bruxellensis используются в качестве заквасочных дрожжей, они также вносят некоторый вклад в образование биогенных аминов в красных винах.
Род Candida рассматривался как гетерогенный таксон, который может быть разделен на 40 сегментов, включающих три главные группы, базируемые главным образом на составе жирных кислот и электрофоретическом каротипировании. Родовое имя подразумевает «яркий белый», клетки не содержат никаких каротиноидных пигментов. К роду Candida отнесены аскомицетные несовершенные виды, включая прежний род Torulopsis: Candida fumata (Torulopsis Candida; Т. amata), Candida kefyr (Candida pseudotropicalis, T. kefyr; Tonda cremoris), Candida stellata (Torulopsis stellata), Candida holmii (Torulopsis holmii).
Виды этого рода обнаруживают на свежей говядине и домашней птице, а С. tropicalis является самым распространенным видом, поселяющимся на пищевых продуктах вообще. Некоторые виды участвуют в брожении какао-бобов как компонент кефирных зерен и многих других продуктов, включая пиво, эль и фруктовые соки.
Род Cryptococcus представлен аспорогенными дрожжами. Они размножаются многосторонним почкованием и не ферментируют сахара. Цвет клеток – гиалиновый красный или оранжевый. Могут формировать артроспоры. Представители рода Cryptococcus были найдены на растениях, в почве, на землянике и в других фруктах, морской рыбе, креветках и свежей говядине.
Дрожжи рода Debaryomyces образуют псевдомицелий и размножаются многосторонним почкованием. Род Debaryomyces – один из двух самых распространенных родов дрожжей, развивающихся в молочных продуктах. D. Hansenii – вид, самый распространенный на продуктах питания, может расти в присутствии 24% NaCl и при низкой активности воды aw = 0,65. Образует слизь на сосисках и сардельках, растет в рассолах и на сырах и вызывает порчу концентрата апельсинового сока и йогурта.
Контрольные вопросы и задания
- Каковы задачи и типы систематики организмов?
- Дайте краткую характеристику основных групп микробиоты пищевых продуктов – протеобактерий.
- Дайте краткую характеристику основных родов бактериальной микробиоты пищевых продуктов: Acinetobacter, Aeromonas, Alcaligenes, Alteromonas, Arcobacter, Bacillus, Brevibacillus, Brochothrix, Burkholderia, Campylobacter, Carnobacterium, Citrobacter, Clostridium, Corynebacterium, Enterobacter, Enterococcus, Erwinia Escherichia, Flavobacterium, Hafnia, Kocuria, Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Listeria, Micrococcus, Moraxella, Proteus, Pseudomonas, Psychrobacter, Salmonella, Serratia, Staphylococcus, Vibrio, Yersinia.
- Дайте краткую характеристику основных родов плесневых грибов пищевых продуктов: Altemaria, Aspergillus, Aureobasidium, Botryti, Byssochlamys, Cladosporium, Colletotrichum, Fusarium, Geotrichum, Mucor, Pénicillium, Rhizopus, Trichothecium.
- Дайте краткую характеристику основных родов дрожжей пищевых продуктов: Brettanomyces, Candida, Cryptococcus, Debaryomyces, Kluyveromyces, Pichia, Rhodotorula, Saccharomyces, Torulaspora.