В рамках Евразийского экономического союза (далее – Союз) виды пищевых продук­тов и сырья животного происхождения опре­делены с учетом применения:

• ветеринарно-санитарных мер при ввозе на таможенную терри­торию Союза подконтрольных ветеринарному контролю (над­зору) товаров и (или) перемещении их между государствами – членами Союза;
• обязательных требований технических регламентов Таможен­ного союза 021/11 «О безопасности пищевой продукции», 034/13 «О безопасности мяса и мясной продукции», 033/13 «О безопас­ности молока и молочной продукции» к микробиологическим нормативам безопасности пищевых продуктов и сырья живот­ного происхождения.

Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические тре­бования к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю), утверждены решением Комиссии Таможен­ного союза от 28 мая 2010 г. № 299.

Меры, принимаемые в отношении подконтрольных товаров, ввозимых на таможенную территорию Союза, вывозимых с та­моженной территории Союза и перемещаемых между государ­ствами – членами Союза, представлены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Перечень мер в отношении подконтрольных товаров

Примечание. «+» – мера применяется; «-» – мера не применяется.

3.1. ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ НА ИХ МИКРОБНЫЙ СОСТАВ

Так как продукты питания имеют растительное или животное происхождение, необходимо учитывать параметры растительных и животных тканей, влияющих на рост микроорганизмов. Меха­низмы защиты растений и животных от проникновения и развития в них микроорганизмов изучены достаточно полно, поэтому их можно эффективно использовать для предотвращения или замед­ления роста патогенных и гнилостных микроорганизмов в про­дуктах растительного и животного происхождения.

3.1.1. Внутренние параметры

К внутренним параметрам относятся рН, содержание влаги, окислительно-восстановительный потенциал, содержание пита­тельных веществ, антимикробные компоненты и биологические структуры.

рН. Большинство микроорганизмов хорошо растет при рН около 7,0 (6,6–7,5), а неболь­шое их количество растет при рН < 4,0. Например, уровень рН, необходимый для рос­та от­дельных групп, родов или видов микроорганизмов, составляет: для плесеней — 1,0–2,0; дрожжей — 2,5–3,5; Salmonella — 4,0–6,5; Shigella — 5,5–6,5; Escherichia coli —
5,8–7,5; Clostridium perfringens — 6,0–8,5; Campylobacter spp. — 6,0–8,5.

Одна часть пищевых продуктов характеризуется природной кислотностью; другая обязана своей кислотностью деятельности определенных микроорганизмов. Последний тип относится к би­ологической кислотности и представлен такими продуктами, как ферментированные молочные продукты, квашеные овощи и мари­нады.

Фрукты, безалкогольные напитки, уксус и вина имеют рН ниже точки, при которой обычно растут бактерии. Качество хра­нения этих продуктов в значительной мере связано с уровнем рН: фрукты подвергаются порче под действием плесеней и дрожжей, что связано со способностью этих организмов расти при значениях рН < 3,5. Это значение значительно ниже минимального для боль­шинства гнилостных бактерий и для всех бактерий, вызывающих пищевые отравления. Природная кислотность пищевых продуктов, особенно фруктов, может рассматриваться как способ защиты их тканей от деструктивного воздействия микроорганизмов. Инте­ресно, что плоды имеют значения рН ниже тех, что необходимы для роста многих гнилостных организмов. Большинство мясных продуктов и морепродуктов имеют конечный минимальный рН ~ 5,6 и выше, что делает эти продукты восприимчивыми к порче, вызываемой как бактериями, так и плесенями и дрожжами.

После убоя гликоген мяса превращается в молочную кислоту, что приводит к понижению уровня рН от 7,4 до ~ 5,6 – в зави­симости от вида животного. Для говядины самое низкое значение рН составляет 5,1, а самое высокое (после созревания) – 6,2. Обычное значение рН для говядины ~ 5,6–6,4. Самое низкое и самое высокое значения рН для баранины и свинины состав­ляют 5,4 и 6,7 и 5,3 и 6,9 соответственно. Конечное значение рН свинины может быть < 5,0. Влияние таких значений рН на ми­кроорганизмы очевидно. У большинства рыб конечные значения рН находятся в диапазоне от 6,6 до 6,8.

Приблизительное значение рН некоторых пищевых продуктов: масло – 6,1–6,4; пахта – 6,2–6,5; молоко – 5,5; сливки – 4,9–5,9; сыр – 5,9; говядина – 5,1–6,2; ветчина – 5,9–6,1; курица – 6,1–6,4; рыба – 6,6–6,8.

Бактерии имеют поверхностный отрицательный статический заряд. Поэтому незаряженные вещества могут проникать в клетку, тогда как ионизированные вещества не могут. При нейтральном или щелочном рН органические кислоты не проникают через мем­брану, тогда как при кислых значениях рН эти компоненты не ио­низированы и могут поступать в отрицательно заряженную клетку. Степень ионизации боковых цепей ионизируемых аминокислот изменяется при любом показателе рН, отличном от нейтраль­ного, и может приводить к увеличению денатурации мембранных и транспортных белков. Неблагоприятный уровень рН делает клетки более чувствительными к действию токсичных веществ раз­личной природы.

Окислительно-восстановительный потенциал. Микроорганизмы проявляют переменную чувствительность к окислительно-восста­новительному (ОВ) потенциалу (O/R, Eh) среды обитания, ко­торый обозначают символом «е». Как правило, ОВ-потенциал суб­страта может быть определен как легкость, с которой субстрат те­ряет или приобретает электроны. Когда элемент (вещество) теряет электроны, он окисляется, тогда как субстрат, который приобретает электроны, становится восстановленным. Вещество, которое легко отдает электроны, – хороший восстановитель, а то, что легко при­нимает электроны, – хороший окислитель. Когда электроны пе­реносятся от одного вещества к другому, между этими веществами создается разница потенциалов. Эта разница может быть измерена при использовании подходящего оборудования и выражена в милли­вольтах (мВ). Чем больше окислено вещество, тем более положи­тельным будет его электрический потенциал. Когда концентрации окислителей и восстановителей равны, электрический потенциал равен нулю.

Максимальные положительные и отрицательные значения ОВ-потенциала могут быть летальными для соответствующих групп микроорганизмов.

ОВ-потенциал пищевых продуктов определяется следующими параметрами: специфическим ОВ-потенциалом сырья; буферной емкостью – сопротивляемостью изме­ нению потенциала пищевых продуктов; давлением кислорода атмосферы вокруг пищевого про­дукта; доступом атмосферы к продукту.

Некоторым бактериям для начала роста необходимы восстанов­ленные условия
(Eh ~ –200 мВ), тогда как другим бактериям для роста нужен положительный Eh. К первой категории относятся анаэробные бактерии (род Clostridium); ко второй принадлежат аэробные бактерии (некоторые виды рода Bacillus). Некоторые аэробные бактерии в действительности растут лучше при слегка восстановленных условиях, и эти организмы относятся к микроаэрофилам. Примерами микроаэрофильных бактерий могут служить лактобациллы и кампилобактеры. Некоторые бактерии способны расти как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Бактерии та­кого типа называются факультативными ана­эробами. Большинство плесеней и дрожжей, выделяемых с поверхности и изнутри про­дуктов, – аэробы, хотя их небольшое количество имеет черты фа­культативных анаэробов.

При рассмотрении ОВ-потенциала растительных пищевых про­дуктов, особенно растительного сока, выясняется, что он имеет значения Eh от +300 до +400 мВ. Неудиви­тельно, что аэробные бактерии и плесени чаще всего вызывают порчу продуктов этого типа. Цельные мясные продукты имеют значения Eh ~ -200 мВ; в фарше Eh обычно равно +200 мВ. Сыры различных типов имеют ОВ-потенциал в отрицательной области: от –20 до -200 мВ.

ОВ-потенциал мышц до наступления посмертного окоченения и после созревания мяса влияет на рост анаэробных бактерий. Об­наружено, что ОВ-потенциал М. Sternoeephalicus лошади сразу после ее смерти был равен +250 мВ. При таком значении Eh клостридии теряли способность размножаться. Через 30 ч после смерти ОВ-потенциал падал примерно до 30 мВ в отсутствие бактериального роста. Рост клостридии наблюдался при значении ОВ-потенциала 36 мВ и ниже.

Аэробы могут снижать ОВ-потенциал окружающей среды, тогда как анаэробы не могут. При росте аэробов количество O₂ в среде уменьшается, что приводит к снижению ОВ-потенциала, а рост за­медляется по мере расходования организмами O₂-донируюших или водород-акцептирующих веществ среды. Наличие или отсутствие подходящего количества окислительно-восстановительных агентов в среде имеет очевидную важность для роста и активности микро­организмов.

Рост анаэробов имеется при пониженных значениях ОВ-по­тенциала. Исключение кислорода может быть необходимо для некоторых анаэробов: Clostridium perfringens, Bacteroides fragilis и Peptococcus magnus.

Содержание питательных веществ. Для роста и функциониро­вания микроорга­низмам необходимы конкретные важные компо­ненты среды: вода; источник энергии; источники углерода и азота; витамины и подобные факторы роста; минералы.

Источником энергии для микроорганизмов, выделенных из про­дуктов питания, служат сахара, спирты, жиры и аминокислоты. Часть микроорганизмов способна утилизировать сложные угле­воды (крахмал и целлюлозу) и использовать их в качестве источ­ника энергии, разлагая перед этим до простых сахаров.

Кроме аминокислот в качестве источника азота некоторые ми­кробы способны утилизировать нуклеотиды, тогда как другие ну­ждаются в пептидах и протеинах. Вообще же простые компоненты, такие как аминокислоты, утилизируются почти всеми организ­мами прежде всего преобразуясь до более сложных соединений, таких как высоко­молекулярные белки. То же верно для полисахаридов и жиров.

Некоторые микроорганизмы могут испытывать потребности в витаминах, макро- и микроэлементах.

Антимикробные компоненты. В пищевых продуктах имеются природные вещества с антимикробной активностью, обусловлива­ющей их устойчивость к воздействию микроорганизмов. Растения содержат эфирные масла, обладающие противомикробной актив­ностью: эвгенол – в гвоздике, аллицин – в чесноке, коричный альдегид и эвгенол – в корице, аллилизотиоцианат – в горчице, эвгенол и тимол – в шалфее. Коровье молоко содержит лизоцим, лактоферрин, конглютинин, лактопероксидазную систему, ин­гибитор ротавируса. Молочный казеин, как и свободные жирные кислоты, при определенных условиях обладает антимикробным действием.

Лизоцим, овотрансферрин и кональбумин содержатся в яйцах и обеспечивают их довольно эффективной антимикробной за­шитой. Во фруктах, овощах, чае, мелассе (черной патоке) и других растительных продуктах обнаружены производные гидроксили-монной кислоты (b-кумаровая, феруловая, кофеиновая и хлорогеновая). Они проявляют антибактериальную, а некоторые из них и противогрибковую активность. Лактоферрин – железосодер­жащий гликопротеин, ингибирующий рост бактерий. Его исполь­зуют в качестве микробного блокирующего агента для говяжьих туш. Отдельные антимикробные компоненты пищевых продуктов не только ингибируют рост микробиоты порчи, но и подавляют рост патогенных бактерий, в том числе Salmonella enteritidis.

Крестоцветные растения (кочанная капуста, брюссельская ка­пуста, брокколи, репа и т.д.) содержат глюкозинолаты, которые рас­падаются до изотиоцианатов, обладающих как противогрибковой, так и противомикробной активностью.

Лактопероксидазная система присутствует в коровьем молоке и состоит из трех компонентов: лактопероксидазы, тиоцианата и Н₂O₂. Компоненты обладают анти­микробным эффектом: грам­отрицательные психрофилы, такие как псевдомонады, достаточно чувствительны к ней. Необходимое количество лактоперокси­дазы составляет 0,5–1,0 ppm, а коровье молоко обычно содержит 30 ppm. Ее количество в молоке варьирует. Для ингибиторной системы требуется около 100 ед/мл Н₂O₂, но в молоке обычно со­держится только 1–2 ед/мл. Эффективное количество тиоцианата составляет примерно 0,25 мМ, тогда как в молоке его количество варьирует от 0,02 до 0,25 мМ.

При активации лактопероксидазной системы в сыром молоке путем добавления тиоцианата в количестве 0,25 мМ и эквимолярного количества Н₂O₂ срок хранения продукта увеличился до 5 сут по сравнению с 48 ч, взятыми для контроля. Мишенью системы является цитоплазматическая мембрана. Эффективность лактопе­роксидазной системы против Р. fluorescens и Е. coli показана ее до­бавлением в козье молоко.

Биологические структуры. Естественные оболочки некоторых продуктов обеспечи­вают защиту от проникновения внутрь гни­лостных организмов и последующего разруше­ния пищи под их дей­ствием. Здесь можно назвать такие структуры, как кожура семян, внешняя оболочка фруктов, скорлупа орехов, шкура животных и скорлупа яиц. Оболочка орехов защищает от проникновения любых организмов. Если скорлупа треснула, то ядро ореха подвергается порче под действием плесеней. Внешняя скорлупа и мембраны яиц, если они не повреждены, предотвращают проникновение в них почти всех микроорганизмов, когда яйца хранятся при не­обходимых влажности и температуре. Фрукты и овощи с повре­жденной оболочкой подвергаются порче намного быстрее, чем не­поврежденные. Покровы тела рыб и поверхность кожи мясных от­рубов, таких как свинина, предотвращают контаминацию и порчу этих пищевых продуктов, частично потому, что они имеют тен­денцию высыхать быстрее, чем свежесрезанные поверхности.

Содержание влаги. Старейшим методом консервирования пи­щевых продуктов являя­ется высушивание или обезвоживание. Такое консервирование – прямой результат уда­лен­ия или связывания влаги, без которой микроорганизмы не растут. Потребность микро­организмов в воде обозначается показателем активности воды (a^w) в окружающей среде.

Активность воды. Термин «активность воды» (от англ. water activity – a^w) впервые был введен австралийским микробиологом Вильямом Джеймсом Скоттом, который в 1952 г. доказал, что су­ществует зависимость между состоянием воды в продукте и ростом микроорганизмов в нем.

Активность воды – отношение давления паров воды над данным материалом к давле­нию паров над чистой водой при одной и той же температуре. Дистиллированная вода имеет активность, равную 1, а активность воды 22%-го раствора NaCl составляет 0,86.

Известно, что между водой, химическими соединениями и би­ологической структурой пищевых продуктов происходят взаимо­действия различного характера, так как вода является дисперсной средой для ряда химических реакций и метаболизма микроорга­низмов в продуктах питания. Величина a_w хорошо коррелирует со многими из них. Так, понижение a^w с 1 до 0,2 приводит к зна­чительному замедлению химических и ферментативных реакций (кроме процесса окисления липидов и реакции Майяра).

В настоящее время изучены и определены пороговые значения a^w для большинства микроорганизмов, за пределами которых за­медляются или прекращаются процессы их роста. Так, для боль­шинства бактерий предельное значение a^w, обеспечивающие их нор­мальное развитие, должно быть не ниже 0,90–0,99. Дрожжи и многие плесневые грибы хорошо развиваются даже при a^w равном 0,85–0,65. В частности, в молочноконсервном производстве наи­более опасны осмофильные дрожжи, которые могут развиваться при a^w около 0,70 и являться причиной возникновения брака сгу­щенных молочных консервов с сахаром.

По величине активности воды выделяют следующие виды пи­щевых продуктов:

• продукты с высокой влажностью (a^w = 1,0–0,9);
• продукты с промежуточной влажностью (a^w = 0,9–0,6);
• продукты с низкой влажностью (a^w = 0,6–0,0).

Активность воды большинства свежих пищевых продуктов со­ставляет ~ 0,99. В целом бактериям для роста необходимы более высокие значения активности воды, чем плесеням, при этом грам­отрицательные бактерии более требовательны в этом отношении, чем грамположительные. Гнилостные бактерии не растут при ак­тивности воды субстрата ниже 0,91, тогда как плесневые грибы могут расти при значении a^w = 0,80. Бактерии, вызыва­ющие пи­щевые отравления (Staphylococcus aureus), могут расти при значении a^w = 0,86, Clostridium botulinum не растет при a^w < 0,94. Известно, что плесени и дрожжи растут при более широком диапазоне значений рН, чем бактерии. Подобная зависимость наблюдается и для a^w. Наименьшее отмеченное значение a_w для бактерий, обнаруженных в продуктах питания, составляло 0,75 (для галлофилов). Дрожжи и плесени росли при значениях a^w 0,65 и 0,61 соответственно.

Рост некоторых клеток может наблюдаться при низком зна­чении активности воды, в то время как определенные внеклеточные продукты при таких условиях не синтезируются. Пониженная ак­тивность воды приводит к остановке продукции энтеротоксина В у S. aureus.

Влияние пониженных значений активности воды на питание микроорганизмов является общим признаком. Пониженная ак­тивность воды неблагоприятно влияет на функционирование кле­точной мембраны, которая должна поддерживаться в жидком со­стоянии.

3.1.2. Внешние параметры

Свойства окружающей среды, которые влияют как на пищевые продукты, так и на микроорганизмы, относятся к внешним пара­метрам.

Температура хранения. Диапазоны температур роста микроорга­низмов, важных для пищевых продуктов, очень широки, поэтому следует рассмотреть с этой точки зрения выбор правильной темпе­ратуры хранения различных типов пищевых продуктов.

Минимальная температура роста микроорганизмов – 34°С; максимальная – >100°С. Психрофильные виды и штаммы об­наруживаются среди следующих родов: Alcaligenes, Shewanella, Brochothrix, Corynebacterium, Flavobacterium, Lactobacillus, Micrococcus, Pectobacterium, Pseudomonas, Psychrobacter, Enterococcus  и др. Психротрофы, обнаруживаемые в большинстве случаев в пищевых про­дуктах, принадлежат родам Pseudomonas и Enterococcus. Эти орга­низмы хорошо растут при температуре холодильника и при 5–7°С, вызывая порчу мяса, рыбы, птицы, яиц и других пищевых про­дуктов, обычно хранящихся при этой температуре. Общая обсемененность таких продуктов обычно выше, если колонии инкубиру­ются при °С в течение по меньшей мере 7 сут, чем когда хранение происходит при 30°С и выше. Мезофильные виды и штаммы могут быть обнаружены в пищевых продуктах, хранящихся при темпера­турах холодиль­ника. Они, несомненно, не растут при этой темпера­туре, но растут при температурах внутри мезофильного диапазона, если остальные условия являются подходящими. Необходимо ука­зать, что некоторые организмы могут расти за пределом диапазона температур от 0 до >40°С. К таким организмам можно отнести Enterococcus faecalis.

Большинство термофильных бактерий, участвующих в порче продуктов питания, относятся к бациллам, паенибактериям, клостридиям, геобациллам и алициклобациллам. Плесени способны расти за пределами широкого диапазона температур. Многие пле­сени могут расти при температурах холодильника. Дрожжи обла­дают предельной психрофильностью, мезофильностью, но активно проявляют себя в термофильном диапазоне.

Казалось бы, что лучше всего хранить пищевые продукты при отрицательности и в том числе качества пищевых продуктов. Ба­наны лучше хранятся при 13–17°С, чем при 5–7°С. Овощи лучше всего хранить при температуре ~10°С. Сохранность овощей зависит не только от температуры хранения, но и от относительной влаж­ности окружающей среды и содержания газов (СО₂ и О₃).

Относительная влажность окружающей среды. Если активность воды продукта низка, то этот продукт хранят при низкой относи­тельной влажности среды, что предотвращает поглощение воды продуктом. Такие условия нужны для того, чтобы предотвратить увеличение влажности поверхности продукта и активности воды его внутренних слоев до уровня, при котором могут размножаться микроорганизмы.

Если пищевые продукты с высоким уровнем активности воды находятся в окружающей среде с низкой относительной влажно­стью, то они теряют влагу. Между относительной влажностью и температурой хранения продукта существует прямая зависимость. Об этом следует помнить при выборе условий хранения пищевых продуктов. Чем выше температура хранения, тем ниже относи­тельная влажность окружающей среды, и наоборот.

При хранении пищевых продуктов в условиях высокой отно­сительной влажности они подвергаются порче разными микроор­ганизмами (бактериями, плесенями и дрожжами). Предотвратить порчу можно, изменяя химический состав среды хранения.

Углекислый газ (СO₂) – один из самых распространенных есте­ственных газов, используемых в пищевой микробиологии.

Озон (O₃) – другой атмосферный газ, который обладает анти­микробными свойствами. Он отличается высокой окислительной способностью и поэтому его не используют при хранении пищевых продуктов с высоким содержанием липидов. Озон вызывает окис-ленкие и прогоркание таких продуктов. Он был протестирован на Escherichia coli
O157 : Н7 в культуральной среде, и при 3–18 ppm бактерии разрушались в течение 20–50 мин. Озон широко приме­няется в Австралии, Франции и Японии. Он признан полностью безвредным (статус GRAS). Показано, что содержание O₃ от 0,2 до 5,0 ppm в атмосфере хранения продуктов подавляет рост аммонификаторов и дрожжей.

Исследованиями выявлены и применяются в пищевой промыш­ленности микроорганизмы, растущие в продуктах, которые выра­батывают вещества, тормозящие развитие других организмов или действующие на них бактерицидно. К ним относятся антибиотики, бактериоцины, перекись водорода и органические кислоты. Уста­новлено ингибирующее действие некоторых видов микробиоты пи­щевых продуктов на другие микроорганизмы.

Контрольные вопросы и задания

1. Назовите параметры пищевых продуктов, влияющих на их микробный состав.
2. Опишите влияние внутренних параметров пищевых продуктов (рН, окислительно-восстановительный потенциал, содержание питательных веществ, антимикробные компоненты, лактопероксидазная система, биологические структуры, содержание влаги, активность воды), влияющих на их микробный состав.
3. Каково влияние внешних параметров пищевых продуктов (темпера­туры хранения, относительной влажности, наличия углекислого газа, озона) на их микробный состав?