МІКРОБІОЛОГІЯ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ
Харчові продукти, особливо ті, які поряд з поживними речовинами характеризуються високим вмістом води, є прекрасним середовищем для розвитку мікроорганізмів. Переважна більшість мікрофлори, що може розвиватися в продуктах, є небажаною і призводить до псування цих продуктів, а деякі мікроорганізми можуть бути причиною харчових отруєнь.
З метою запобігання мікробному псуванню продуктів при транспортуванні, зберіганні та реалізації, а також з метою профілактики харчових отруєнь мікробної природи необхідно знати мікрофлору продуктів, її походження, властивості окремих представників, їхню біохімічну діяльність, умови розвитку. При розгляді цієї надзвичайно важливої для товарознавців прикладної частини курсу мікробіології необхідно користуватись знаннями, що викладені в попередніх розділах підручника.
Мікробіологія молока та молочних продуктів
За багатством та різнорідністю харчових речовин молоко стоїть поза конкуренцією серед інших харчових продуктів. В добовому раціоні людини молоко й молочні продукти заслужено посідають вагоме місце.
Разом з тим ці продукти є прекрасним середовищем для розвитку мікроорганізмів. Останні можуть бути причиною виникнення різних дефектів молока і молочних продуктів, а в окремих випадках – призвести до захворювання людей.
Мікрофлора сирого молока
Молоко – продукт, створений природою, призначенням якого є вигодовування новонароджених організмів. Останні з перших днів життя нічого не отримують, крім молока, тому в ньому є все те, що необхідно для нормального розвитку і росту організму. Приблизний середній вміст сухих речовин в молоці – 12% (відповідно вміст
води 88%). У складі сухих речовин молока є білки, ліпіди, вуглеводи, мінеральні солі, вітаміни, тобто все те, що необхідно кожному живому організму. Завдяки своєму хімічному складу молоко є прекрасним середовищем для розвитку мікроорганізмів, в якому вони знаходять потрібну поживу, а достатня кількість води сприяє їхньому швидкому розвитку.
За своєю природою свіжовидоєне молоко здорових тварин – стерильна біологічна рідина, в якій, подібно до крові, не повинно бути ніяких мікроорганізмів. Проте отримати стерильне молоко дуже важко, бо в процесі доїння воно обов’язково забруднюється мікроорганізмами.
Джерела забруднення молока різні. З навколишнього середовища в молоко може потрапляти значна кількість мікроорганізмів, тому особливе значення має дотримання санітарно-гігієнічних вимог при доїнні. Забруднення повітря частинками кормів і пороху, погане миття, дезінфекція доїльних установок, посуду, рук, вимені – все це призводить до забруднення молока випадковою мікрофлорою.
Перші бактеріальні забруднення молока здорових тварин мають місце вже при проходженні його через канальці дійок, де завжди є бактерії, переважно мікрококи, але можуть бути палички з групи coli. Найбільше бактерій є в перших порціях молока. Це перше забруднення звичайно не перевищує 1000 КУО (колонієутворюючих організмів) в 1 мл молока. Подальше бактеріальне забруднення
і вид мікрофлори в значній мірі визначаються способом отримання молока. При ручному доїнні ці забруднення надходять з поверхні
тіла тварини, з рук і одягу людини, що здійснює доїння, з підстилки,
з повітря, а також з посуду та іншого обладнання (цідилки,
мірки та ін.).
Під час доїння з повітря в молоко потрапляють різні бактерії, плісеневі гриби та дріжджі. Кількість мікроорганізмів, що потрапляють в молоко з повітря, зумовлена ступенем забрудненості повітря. Якщо перед доїнням корів годують, або миють, то мікробна забрудненість повітря, а, отже, і молока, зростає.
З брудного вимені, з погано очищеної шерсті в молоко потрапляють бактерії, що є на підстилці та в кормі – ентерококи, гнійні бактерії, бактерії групи coli, а також молочнокислі бактерії.
Джерелом забруднення молока часто є погано вимитий посуд, в якому залишки води зі слідами молока створюють умови для швидкого розвитку бактерій.
Нормальну мікрофлору молока складають молочнокислі стрептококи (Str. lactis, Str.cremoris, Str.citrororus, Str.thermophilus) і молочнокислі палички. Деякі з них в процесі своєї життєдіяльності продукують антибіотики, і таким чином, гальмують розвиток інших бактерій. В сирому молоці часто зустрічаються психротрофні палички з роду Pseudomonas, Alcaligenes, Achromobacter, Flarobacterium. Джерелом цих бактерій найчастіше є вода, яку вживають для миття посуду. Ступінь забруднення молока бактеріями групи coli, а також ентерококами і спороутворюючими анаеробними бактеріями свідчить про санітарний стан при отриманні молока. Найчастіше визначають санітарне благополуччя молока за вмістом колієформ (БГКП-бактерій групи кишкової палички). При дотриманні санітарно-гігієнічного режиму під час доїння можна отримати молоко з титром coli 0,1
(з відсутністю цих паличок в 0,1 мл молока).
Якщо розглядати забруднення молока анаеробними спороутворюючими бактеріями роду Clostridium (маслянокислі бактерії), то влітку, коли корови утримуються на пасовищах, його значно менше, ніж взимку. Особливо зростає забруднення молока маслянокислими бактеріями в той час, коли корів годують силосованими кормами, які є джерелом забруднення молока збудниками маслянокислого бродіння. В молоці їх небагато (1–10 мл), і в нормальних умовах вони в молоці не розвиваються у зв’язку з високим окисно-відновним потенціалом. Розмноження маслянокислих бактерій в молоці стає можливим тільки тоді, коли розвиток аеробних бактерій знизить окисно-відновний потенціал молока. Інтенсивне нагрівання (пастеризація) також знижує окисно-відновний потенціал молока, що призводить до розвитку маслянокислих бактерій.
Із спороутворюючих аеробних бактерій в сирому молоці найчастіше зустрічаються збудники гниття – Bac.subtilis, Bac.cerlus, Bac.megaterium.
У свіжовидоєному молоці є особливі компоненти – імунні тіла, яким притаманні бактерицидні властивості (носіями імунних властивостей молока є білки – глобуліни). Тому в перші години після видоювання кількість мікроорганізмів в молоці не збільшується, або збільшується дуже повільно. Це залежить від того, скільки мікроорганізмів потрапило в молоко при доїнні. Якщо їх надто багато, то імунні тіла не в змозі справитися з таким навантаженням, і тому навіть в перші години після доїння кількість мікроорганізмів в молоці може зрости. Якщо ж молоко отримано у відповідних санітарно-гігієнічних умовах і кількість мікроорганізмів в ньому невелика, то в перші години після доїння кількість мікроорганізмів в ньому не збільшується, а зменшується завдяки нищівній дії імунних тіл.
Для того, щоб довше зберегти імунні властивості молока, його потрібно відразу після доїння охолодити. В охолодженому молоці імунні тіла зберігаються впродовж кількох годин, і чим довше, тим нижча температура охолодження. В більшості країн світу інструкції вимагають негайного охолодження молока після доїння – до 10оС. Швидке охолодження молока після доїння найважливіше, бо гальмує розвиток мікроорганізмів.
Час, впродовж якого в молоці зберігаються і діють імунні тіла, називається бактерицидною фазою молока.
Після закінчення бактерицидної фази в молоці настає фаза початкового, повільного збільшення кількості всіх тих мікроорганізмів, які потрапили в молоко при доїнні. Вона називається фазою змішаної мікрофлори. Далі, в зв’язку з тим, що молоко є елективним (вибірковим, найкращим) середовищем для молочнокислих бактерій (останні перетворюють молочний цукор в молочну кислоту і, таким чином, підвищують кислотність молока, створюючи несприятливі умови для інших мікроорганізмів. Склад мікрофлори суттєво змінюється. Знижується кількість гнійних мікроорганізмів (вони можуть розвиватись тільки в нейтральному або слабколужному середовищі) і тих, які випадково потрапили в молоко. Значно зростає кількість молочнокислих бактерій. Наступає фаза бурхливого розвитку молочнокислих мікроорганізмів, швидкість якої залежить від температури зберігання молока. При цьому молоко сквашується.
У молоці зі змішаною мікрофлорою характер її визначається температурою зберігання. При температурі нижче 5оС переважають психрофільні бактерії. При температурі 5–10оС поряд з цими бактеріями можуть розвиватись бактерії роду Proteus. В температурному інтервалі 10–15оС розвиваються бактерії групи кишкової палички, Enterobacter aerogenes і гетероферментативні молочнокислі бактерії. Між температурою 15–30оС розвиваються, головним чином молочнокислі стрептококи, а вище 30оС – паличкоподібні бактерії. Вище 40оС розвиваються термофільні стрептококи та палички.
Що стосується механізованого доїння, то головним джерелом мікробного забруднення молока є внутрішні поверхні доїльних апаратів молокопроводів. Серед цієї мікрофлори переважають психротрофні палички роду Pseudomonas. Миючі засоби, які широко застосовуються для миття апаратури механічного доїння, важко виполіскуються і підвищують рН молока, сприятливо впливають на розвиток цієї мікрофлори. При дотриманні гігієнічних правил механічного доїння можна отримувати молоко, в якому кількість КУО (колонієутворюючих організмів) не перевищує 104/мл. Якщо молоко буде негайно охолоджено до температури близько 40оС і буде зберігатись при тій же температурі, то за 24 год зберігання кількість бактерій не збільшиться. При тривалому зберіганні починається розвиток психротрофів, і за 48 год кількість їх може збільшитись у два рази, що негативно впливає на якість молока і молочних продуктів, які з нього виготовляються. Останнє зумовлено тим, що психротрофи продукують значну кількість сильнодіючих протеолітичних та ліполітичних ферментів. При пастеризації молока психротрофні бактерії гинуть, але ферменти не руйнуються і надалі виявляють свою дію в молоці та в молочних виробах. Небажані органолептичні зміни (гіркий смак) виявляються, як правило, в молоці, у якому вміст психротрофів становить 106/мл, а мезофілів – 107/мл. Але навіть менша кількість психротрофних паличок в молоці (105/мл) може бути причиною зниження якості молочної продукції, і, перш за все, сирів, виготовлених з такого молока.
При невідповідній гігієні корів, недостатньому митті й дезінфекції доїльних апаратів та відсутності охолодження, молоко, отримане шляхом механічного доїння, має нижчі мікробіологічні показники якості в порівнянні з молоком ручного доїння.
У різних країнах існують різні норми мікробіологічних показників якості сирого молока. Виключні норми – в Австралії.
В інших країнах ці норми менш суворі; в Данії молоко, залежно від загального мікробного забруднення, ділять на 5 класів, у Франції і Швейцарії – на 3 класи, в США – на 2 класи.
| Австралія | Данія | Франція | США | Швейцарія | |
| КУО/мл | 150.000 | 1 клас – 400.000 | 100.000 | До 500.000 | 80.000 |
| В т.ч. термофіли | 30.000 | 2 клас – 1.000.000 | До 500.000 | До 3.000.000 | До 200.000 |
| 3 клас – 2.000.000 | >500.000 | – | >200.000 | ||
| Титр coli | До 0,1 | 4 клас – 2.000.000 | – | – | – |
Якщо в молоці вища мікробна забрудненість від тієї, що допускається для другого класу, то в США молоко для переробки не приймається, а продуцент може втратити ліцензію на виробництво і продаж молока.
При визначенні мікробного забруднення сирого молока на молокопереробних заводах частіше користуються не методом висіву, а опосередкованим методом, тобто редуктазною пробою.
Редуктаза – це фермент, що є продуктом життєдіяльності мікроорганізмів. Тому чим більше редуктази в молоці, тим більше в ньому мікроорганізмів.
Суть редуктазної проби в тому, що редуктаза відновлює метиленову синь. Остання при цьому втрачає забарвлення. Отже, коли в молоко додати метиленову синь, воно забарвиться в блакитний колір. Чим більше редуктази в молоці, тим швидше відновиться метиленова синь і молоко втратить забарвлення. Таким чином, за часом, який потрібний для знебарвлення метиленової сині, визначають кількість редуктази, а по редуктазі – кількість мікроорганізмів в молоці (ДСТУ 3662-97 "Молоко коров’яче. Вимоги при закупівлі").
В Україні, згідно з діючим стандартом, при санітарно-гігієнічній оцінці молока, що надходить на переробку, враховують такі показники: ступінь чистоти молока за еталоном, кислотність молока, його температуру, загальну мікробну забрудненість та кількість соматичних клітин. Залежно від названих показників і масової частки сухих речовин молоко розподіляють на три ґатунки: вищий, перший та другий.
| Назва показників якості, одиниця вимірювання | Норма для ґатунків | ||
| Вищий | Перший | Другий | |
| Кислотність, оТ | 16-17 | < 19 | < 20 |
| Ступінь чистоти за еталоном, група | |||
| Загальне бактеріальне забруднення, тис/см3 | <300 | <500 | <3000 |
| Температура, оС | <8 | <10 | <10 |
| Масова частка сухих речовин, % | >11,8 | >11,5 | >10,5 |
| Кількість соматичних клітин, тис/см3 | <400 | <600 | <800 |
Примітка. Молоко, що відповідає вимогам вищого, першого та другого ґатунків, з температурою вище 10оС приймається за домовленістю сторін як неохолоджене.
Молоко, що використовується для виробництва продуктів дитячого харчування, має бути вищого та першого ґатунків, але з кількістю соматичних клітин 500 тис/см3, термостійкістю не нижче другої групи згідно з ГОСТ 25228.
Молоко всіх ґатунків повинно мати густину не менше ніж
1027 кг/м3 за температури 20 оС.
Масова частка білка в молоці повинна відповідати базисним нормам, які затверджені Кабінетом Міністрів України у встановленому порядку.
Закупівельна ціна на молоко та система оплати під час його закупівлі встановлюються і регулюються відповідними нормативними документами з урахуванням встановлених базисних норм по жиру та білку.
У всіх країнах належна увага приділяється гігієні отримання молока. Постачальники мусять мати ліцензію, видання якої залежить від гігієнічних умов ферми, доїння, а також постійного ветеринарного нагляду за здоров’ям дійного стада. Ветеринарний нагляд особливо важливий, бо в молоці можуть зустрічатися збудники різних інфекційних захворювань (дизентерії, черевного тифу, бруцельозу, туберкульозу та ін.). Часто запальні процеси молочної залози у
корів – мастити – проходять без наявних ознак, носять субклінічний характер, але молоко від таких корів може мати надто високу мікробну забрудненість. Особливу небезпеку становить молоко, в якому можуть бути збудники харчових отруєнь (золотистий стафілокок, сальмонели). Тому сире молоко можна вживати тільки за умов, якщо воно отримано від однієї корови, яка знаходиться під ветеринарним наглядом. Збірне молоко (від стада) можна вживати тільки після пастеризації, стерилізації або кип'ятіння.