1.1. ЗАРОЖДЕНИЕ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ КАК НАУКИ
Наука о микробиологической безопасности сырья и пищевых продуктов животного и растительного происхождения в историческом аспекте развивалась по следующим направлениям практической и научной деятельности:
А – разработка методов сохранения сырья и пищевых продуктов;
В – выяснение и изучение причин их порчи и отравлений человека недоброкачественной и токсичной пищей;
С – выяснение роли условно патогенных, патогенных и токсигенных микроорганизмов в санитарном состоянии сырья и пищевых продуктов;
D – создание законодательной базы в области биологической, в том числе микробиологической, безопасности сырья и пищевых продуктов.
А. Разработка методов сохранения сырья и пищевых продуктов. В донаучный период человечество накопило богатый опыт защиты некоторых продуктов питания от порчи (см. во «Введении»). Началом использования научных достижений в консервировании продуктов можно назвать использование для этих целей в Швеции уксуса (1782). В ХIХ в. консервирование продуктов получило широкое распространение после открытия эффекта термообработки Аппером (1749–1841). Затем были изобретены следующие процессы консервирования продуктов: кипячение в воде и в солевом растворе (LA. Fastier, Франция), автоклавирование (R. Chevallier-Appert, 1853), замораживание (Н. Benjamin, 1842), пастеризация (Л. Пастер, 1854), обработка озоном (Кракович, 1882), высушивание молока (Гримвейд, 1855), механическая сушка фруктов и овощей (A.F. Spawn, 1886). В 1895 г. Расселлом (Russell) проведено первое бактериологическое исследование процесса консервирования.
В XX в. были впервые обнаружены молочнокислые бактерии (И. Мечников, 1907). Бензоат натрия для консервирования некоторых пищевых продуктов был официально разрешен в 1908 г. В 1917 г. разработан метод сохранения фруктов и овощей при помощи СO2. В 1928 г. впервые использовали хранилища с контролируемой атмосферой для хранения яблок в промышленных масштабах. В 1943 г. В.Е. Proctor первым использовал ионизирующее излучение для сохранения мяса для гамбургеров. В 1955 г. для консервирования пищевых продуктов одобрено использование сорбиновой кислоты. В 1967 г. в США создана первая промышленная установка для облучения пищевых продуктов.
В. Выяснение и изучение причин порчи сырья и пищевых продуктов и отравлений человека недоброкачественной и токсичной пищей. Kircher (1759) продемонстрировал присутствие бактерий в молоке. Sceele (1780) идентифицировал молочную кислоту как основную кислоту в прокисшем молоке. Latour (1836) впервые научно описал дрожжи. Л. Пастер (1857) показал, что прокисание молока обусловлено размножением в нем микроорганизмов. Gayón (1873) сделал первое сообщение об исследовании роли микроорганизмов в процессе порчи яиц. Lister (1873) первым выделил Lactococcus lactis в чистой культуре. Тиндаль (1876) наблюдал, что в разлагающихся субстанциях всегда в следовых количествах обнаруживаются бактерии (в самой субстанции, в воздухе либо на сосуде-контейнере). Фостер (1887) впервые продемонстрировал возможность роста чистых культур бактерий при температуре 0°С. Ван Гойнс (1895) обнаружил в молоке большое количество бактерий.
Немецкий поэт Justinus Kerner (1820) описал «колбасное отравление» (которым, вероятно, был ботулизм). W. Taylor (1857) отметил распространение (передачу) тифозной лихорадки через молоко. Gaertner (1888) впервые изолировал Salmonella enteritidis из мяса, вызвавшего пищевое отравление в 57 случаях. Т. Denys (1894) впервые связал пищевое отравление со стафилококками. Van Ermengem (1896) открыл Clostridium botulinum. G. Landman (1904) идентифицировал штамм С. botulinum типа А. В 1906 г. были исследованы случаи пищевого отравления, вызванные Bacillus cereus.
Linden, Turner и Thorn (1926) впервые сообщили о пищевом отравлении, вызванном стрептококками. В 1938 г. вспышки энтерита, вызванного Campylobacter, были связаны с употреблением в пищу молока.
Гастроэнтериты, вызываемые Yersinia enterocolitica, были впервые изучены Schleifstein и Coleman (1939). McClung (1945) впервые доказал этиологическую роль Clostridium perfringens (welchii) в пищевых отравлениях.
Т. Fujino (1951, Япония) показал, что Vibrio parahaemolyticus является одним из агентов пищевого отравления.
С. Выяснение роли условно патогенных, патогенных и токсигенных микроорганизмов в санитарном состоянии сырья и пищевых продуктов. S. Thompson (1955) показал сходство между гастроэнтеритом, вызываемым Escherichia coli, и холерой у детей. В 1960 г. опубликовано первое сообщение о продукции афлатоксина Aspergillus flavus. C.L. Duncan и D.H. Strong (1969) впервые исследовали энтеротоксин С. perfringens. В 1971 г. зарегистрирована вспышка гастроэнтерита пищевого происхождения, вызываемого Vibrio parahaemolyticus, и впервые документально зафиксирована вспышка гастроэнтерита пищевого происхождения, вызываемого Е. coli. L.R. Koupal и R.H. Deibel (1975) впервые исследовали энтеротоксин Salmonella. В 1976 г. зарегистрирована первая вспышка гастроэнтерита пищевого происхождения, вызываемого Yersinia enterocolitica. В 1981 г. зарегистрирована вспышка листериоза пищевого происхождения. Ruiz-Palacios и соавторы в 1983 г. описал энтеротоксин Campylobacter jejuni. В 1985 г. проведены опыты по радиоактивному облучению свиней дозой от 0,3 до 1,0 кГр для контроля Trichinella spiralis. В 1986 г. губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота впервые выявлена у коров в Великобритании.
1.2. КОНТРОЛЬ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
Ветеринарный надзор за микробиологической безопасностью пищевых продуктов осуществляют территориальные органы Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.
Показатели микробиологической безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов должны соответствовать гигиеническим нормативам, установленным для конкретных видов продуктов TP ТС 021/13.
Микробиологические показатели безопасности пищевых продуктов оцениваются по гигиеническим нормативам. Не допускается наличие микроорганизмов в пищевых продуктах выше уровней содержания в единице массы (объема) исследуемой продукции. Показатели безопасности установлены для следующих групп продуктов:
- мяса и мясопродуктов; птицы, яиц и продуктов их переработки;
- молока и молочных продуктов;
- рыбы, нерыбных продуктов промысла и продуктов, вырабатываемых из них;
- зерна (семян), мукомольно-крупяных и хлебобулочных изделий;
- сахара и кондитерских изделий;
- плодоовощной продукции;
- масличного сырья и жировых продуктов;
- напитков;
- других продуктов;
- биологически активных добавок к пище;
- продуктов детского питания.
Безопасность пищевых продуктов определяется по микробиологическим показателям. Гигиенические нормативы включают контроль пяти групп микроорганизмов.
- Санитарно-показательные микроорганизмы:
- количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) (колониеобразующих единиц (КОЕ/г));
- бактерии группы кишечных палочек – БГКП (колиформы);
- бактерии семейства Enterobacteriaceae;
- энтерококки.
- Условно-патогенные микроорганизмы: Е. coli, S. aureus, бактерии рода Proteus, В. cereus, сульфитредуцирующие клостридии, парагемолитический вибрион (Vibrio parahaemolyticus).
- Патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы, листерии (Listeria monocytogenes), бактерии рода иерсений (Yersinia).
- Микроорганизмы порчи – это в основном дрожжи и плесневые грибы, молочнокислые микроорганизмы.
- Микроорганизмы заквасочной микрофлоры молочнокислых продуктов и пробиотические микроорганизмы в продуктах с нормируемым уровнем биотехнологической микрофлоры и в пробиотических продуктах.
Для большинства групп микроорганизмов нормируется масса продукта, в которой не допускаются группы кишечных палочек, условно-патогенные микроорганизмы, а также патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы. В других случаях норматив отражает количество колониеобразующих единиц в 1 г (мл) продукта (КОЕ/г, мл).
Микробиологическую безопасность и микробиологическую порчу пищевых продуктов, как правило, разделяют. С микробиологической точки зрения вышеуказанное разделение вносит много неясностей и осложнений. Отдавая приоритет микробиологической безопасности пищевых продуктов, что совершенно правильно, многие микробиологи, работающие в пищевой промышленности, много внимания уделяют именно микроорганизмам порчи.
Считается, что из-за деятельности микроорганизмов теряется четверть всей мировой пищевой продукции.
Контрольные вопросы и задания
- По каким четырем направлениям практической и научной деятельности развивалась наука о микробиологической безопасности сырья и пищевых продуктов животного и растительного происхождения в историческом аспекте? Дайте краткое описание этих направлений.
- Перечислите 11 групп продуктов, для которых установлены микробиологические показатели безопасности.
- Перечислите представителей пяти групп микроорганизмов, по которым определяется безопасность пищевых продуктов как животного, так и растительного происхождения.
- Охарактеризуйте группы микроорганизмов пищевых продуктов.
- В каких единицах нормируется микробиологическая безопасность пищевого продукта?
- В чем состоит существенное отличие микроорганизмов микробиологической безопасности от микроорганизмов порчи?