Разложение жиров и высокомолекулярных жирных кислот микроорганизмами

Разложение жиров  и высокомолекулярных жирных кислот микроорганизмами. Возбудители, химизм, значение в практике.

Жиры представляют собой  сложные эфиры глицерина и  высокомолекулярных жирных кислот. Под  действием разнообразных физических и химических факторов внешней среды, а также микроорганизмов, жиры могут  подвергаться значительным трансформациям. Первая стадия их разрушения - гидролиз, осуществляется ферментом липазой.

С₃Н₅(С₁₈Н₃₅0₂)₃ + ЗН₂0 -» С₃Н₅(ОН)₃ + ЗС₁₈Н₃₆0₂ 

тристеарин глицерин     стеариновая кислота

 

Естественные жиры и жирные масла растительного и животного  происхождения представляют собой  твёрдые и полутвёрдые (жиры) или  жидкие (масла) триглицериновые смеси. Животные жиры, кроме жиров морских животных и молочного жира, состоят из насыщенных высших жирных кислот: пальмитиновой и стеариновой, а растительные масла содержат ненасыщенные жирные кислоты: масляную, линолевую, линоленовую.

По сравнению со многими  другими пищевыми продуктами чистые жиры и масла значительнее подвержены порче в результате химических превращений, чем в результате жизнедеятельности  организмов. Это связано с тем, что микроорганизмы содержат недостаточное  количество ферментов, расщепляющих жиры. В чистых жирах и маслах отсутствует  вода, жизненно необходимая микроорганизмам, мало и минеральных питательных  веществ. Несмотря на это, в свином жире, содержащем всего 0,3% воды, встречаются  липофильные бактерии, образующие липазы, микрококки и споры Asp. niger.

Порча жиров ускоряется многими  факторами: светом, кислородом влажностью. В процессах ферментативного  расщепления жиров могут участвовать  не только микроорганизмы, разрушающие  жиры, но и ферменты, содержащиеся в  сами пищевых продуктах. Испорченные  жиры и масла называют прогорклыми. Из-за неприятного запаха и вкуса  они непригодны для питания людей. Прогорклость жира вызывается окислительными и гидролитическими процессами, которые  чаще всего протекают одновременно. Главной причиной прогорклости является окисление ненасыщенных жирных кислот под действием липоксигеназ , что ведёт к образованию альдегидов и кетонов. Кислотная прогорклость происходит из-за гидролитического расщепления триглицеридов с освобождением жирных кислот. Низкомолекулярные жирные кислоты, например масляная кислота, которая содержится в большом количестве в маслах, является дуронопахнущей водорастворимой жидкостью с острым вкусом.

Глицерин, накапливаемый  в жирах при полном их ферментативном гидролизе микроорганизмами, хорошо используется и потребляется бактериями.

Трудно расщепляемые жирные кислоты, освобождающиеся при разложении жира, переходят в субстрат, накапливаются  и подвергаются дальнейшим превращениям.

Жирные кислоты, имеющие  среднюю длину цепей с 4-12 атомами  углерода, могут расщеплять бактериями и гифомицетами до метилкетонов, которые интенсивно воздействуют на органы чувств, так как они ответственны за неприятный запах и вкус прогорклых продуктов. Метилкетоны могут превращаться с помощью редуктаз грибов во вторичные спирты.

Витамин Е и другие антиоксиданты могут препятствовать окислению жиров. Порча фосфатидсодержащих пищевых продуктов происходит в результате гадролиза с образованием 3-метиламинаN(CH3) 3 , из которого путём окисления получается окись 3-метиламина, придающая характерный привкус рыбе.

В прогорклых жирах и маслах также встречаются моно- и диглицериды , окси- и гидрооксижирные кислоты, вторичные спирты и лактоны.

Прогорклость воспринимается органами чувств человека как весьма неприятное свойство продукта. Даже незначительное содержание прогорклого жира может  привести к невозможности потребления  содержащих эти жиры пищевых продуктов. Например, прогорклое кокосовое масло, добавленное даже в очень малых  количествах в выпекаемые изделия, отрицательно сказывается на вкусовых качествах готового продукта. Некоторые  разрушающие жиры микроорганизмы (кокки, споровые бактерии, гифомицеты) образуют жёлтые, красные или коричневые жирорастворимые  пигменты (красящие вещества), которые  путём диффузии попадают в пищевой  продукт и вызывают нежелательное  окрашивание его.

Возбудителями процессов  разложения жира и жирных кислот являются разные бактерии и плесневелые грибы. Среди бактерий к возбудителям процессов разложения относятся роды Bacillus, Pseudomonas, Micrococcus, Serratia, Proteus и Achromobacter. Все эти бактерии, кроме липаз, синтезируют и другие ферменты, расщепляющие белки и углеводы, поэтому они встречаются во многих пищевых продуктах. Психрофильные роды Pseudomonas и Achromobacter являются причиной порчи пищевых продуктов, содержащих жиры.

Из плесневелых грибов значительной липолитической активностью обладают виды Odium lactis , Cladosporium herbarum , Candida lipolitica, Aspergillus, Penicillium, Fusarium и другие. Так как они менее требовательны к влажности, чем другие плесневелые грибы, они играют большую роль при разрушении жиров и масел, а также пищевых продуктов с большим содержанием жиров, таких, как орехи, майонезы, хлебобулочные изделия, масличные семена и другие, нанося большой ущерб.

Для повышения стойкости  продукта к прогорканию, особенно при длительном хранении, используют холод. Для маргаринов разработаны специальные пастеризационные установки. В майонезы, которые особенно легко разрушаются бактериями, дрожжами гифомицетами, допускается в ограниченном количестве добавление химических консервантов ( бензойной кислоты и её дериватов). Благоприятные условия создаёт герметичная упаковка, так как разрушающие жир микроорганизмы являются в основном аэробами.

Глицерин используется многими  микроорганизмами и может быть полностью  окислен до С02 и Н2О. Жирные кислоты  разрушаются медленнее и накапливаются  в субстрате, в результате чего растет "кислотное число" жира в продукте, что свидетельствует об ухудшении  его качества. В дальнейшем под  действием микроор¬ганизмов, обладающих,кроме липолитических ферментов (липаз), окислительным ферментом (липоксигеназой), катализируется окисление ненасыщенных жирных кислот кислородом воздуха. В результате образуются перекиси, оксикислоты, альдегиды, кетоны и др. вещества, придающие жиру специфические неприятные вкус (прогоркание) и запах. Промежуточные продукты в конечном счете окисляются до С02 и Н20.

 

Микрофлора воздуха, её значение и методы учёта.

В атмосферный воздух микроорганизмы попадают с поверхности земли  и предметов вместе с подымающейся пылью, а также с мельчайшими  капельками влаги, сдуваемыми с водной поверхности. Микроорганизмы находятся  в воздухе обычно вместе с частицами  пыли.

Воздух не является благоприятной  средой для развития микроорганизмов, так как в нем отсутствует  капельно-жидкая вода. В воздухе микроорганизмы лишь временно могут сохранять жизнеспособность, и многие из них более или менее быстро погибают под влиянием высушивания и солнечных лучей.

Количественный и качественный состав микрофлоры атмосферного воздуха  может существенно изменяться в  зависимости от климатических условий, времени года и других факторов. Над морями, горами, ледяными полями Арктики воздух содержит очень мало микробов. Значительно больше их в  воздухе населенных местностей, особенно крупных промышленных городов. Чем  больше в воздухе пыли, тем больше в нем микроорганизмов. Каждая пылинка  может нести на себе множество  микробов.

 

Количество микробов в  воздухе по мере удаления от населенных мест заметно снижается. Например, над  Москвой на высоте 500 м содержится до 2700 клеток микроорганизмов в 1 м3 воздуха, 1000 м — 500-700 клеток. При удалении от города на 5—7 км на тех же высотах  содержание бактерий уменьшается в 3—4 раза. Жизнеспособные микроорганизмы обнаружены даже в стратосфере, хотя их там очень мало. Зимой в воздухе  микробов значительно меньше, чем  летом. Ветры способствуют обогащению воздуха микробами, а выпадающие осадки значительно очищают от них  воздух.

 

Большое значение для уменьшения количества микробов в воздухе имеют  зеленые насаждения. Листья деревьев и кустарников обладают значительной пылезадерживающей способностью.

Состав микрофлоры воздуха  нестабилен. В воздухе находятся  обычно наиболее устойчивые против высыхания  и действия ультрафиолетовых лучей  различные микрококки, сарцины, споры бактерий и грибов, дрожжи. Могут встречаться и болезнетворные микроорганизмы, особенно устойчивые к высушиванию, например туберкулезные палочки, патогенные стрептококки и стафилококки, вирусы. Человек в среднем за сутки вдыхает 12000 л воздуха. При этом в дыхательных путях задерживаются 99,8% микроорганизмов, содержащихся в воздухе.

 

На микрофлору воздуха  следует обращать большое внимание, так как воздух служит источником инфицирования микробами пищевых  продуктов. Через воздух могут передаваться и некоторые инфекционные заболевания, возбудители которых выделяются больными и бациллоносителями при  разговоре, чихании, кашле.

 

В закрытых помещениях, особенно где находится много людей, воздух почти всегда содержит больше микроорганизмов, чем наружный. В производственных помещениях количество пыли, а следовательно, и микроорганизмов зависит от способа очистки помещения, организации производственного процесса, применения и эффективности работы вентиляции и других условий.

На предприятиях пищевой  промышленности, в производственных цехах и в местах хранения продуктов  необходимо соблюдать не только определенные влажность и температуру воздуха, но и его чистоту. Нельзя допускать  на близлежащей территории и в  подсобных помещениях предприятий  торговли и общественного питания  скопления всевозможных отбросов. Санитарно-показательными микроорганизмами, по содержанию которых  в воздухе можно судить о степени  его чистоты, служат гемолитические (растворяющие эритроциты крови) стрептококки. Они являются постоянными обитателями  верхних дыхательных путей, слизистой  носа и ротовой полости человека.

Санитарная оценка воздуха  помещений осуществляется по двум показателям: общему количеству микроорганизмов  и количеству санитарно-показательных  микроорганизмов в 1 куб. м воздуха. Санитарно-показательными микроорганизмами служат гемолитические стрептококки и стафилококки. Они являются постоянными обитателями верхних дыхательных путей, слизистой носа и ротовой полости человека. Ориентировочно воздух производственных помещений должен содержать от 100 до 500 бактерий на 1 куб. м, не более. В жилых помещениях - до 1500 шт., и гемолитических стрептококков -до 16 шт. в 1 куб. м. Загрязненным воздух жилых помещений считается при 2500 всех бактерий и 38 стрептококков. Воздух холодильных камер исследуется также на загрязненность плесенями.

Воздух дезинфицируется  разными способами. Для этого  пригодны только те дезинфицирующие  вещества, которые вызывают гибель микроорганизмов, но безвредны для  человека. Хорошие результаты получены, например, при использовании в качестве антисептиков молочной кислоты (технической), триэтиленгликоля. Дезинфицирующие вещества применяют путем их испарения или механического распыления. Для обеззараживания воздуха некоторых производственных цехов, лечебных помещений и холодильных камер в настоящее время с успехом применяют ультрафиолетовое облучение.

 

Количественный  и качественный состав микрофлоры молочных продуктов.

Количественный и качественный состав микрофлоры молока и молочных продуктов обусловлен:

- начальным обсеменением сырого молока и сливок;

- микрофлорой компонентов, вносимых в молоко, молочные и молокосодержащие продукты;

- микрофлорой, вносимой с заквасками, которую называют «заквасочной»;

- остаточной микрофлорой, остающейся в нормализованном молочном сырье после его тепловой обработки, включая бактериофаги;

микрофлорой вторичного обсеменения, попадающей с оборудования, инвентаря, упаковочного материала, тары, воздуха, воды, рук работников и других источников по ходу всего технологического процесса на предприятии.

Микрофлора сырого молока включает вирусы, бактерии, дрожжи, плесени. Могут присутствовать бактерии различных видов: молочнокислые, листерии, микрококки, палочки Протея, сарцины, маслянокислые, энтерококки, флуоресцирующие, стафилококки, сальмонеллы, возбудители заболеваний (мастита, ящура, холеры, туберкулеза, сибирской язвы, бруцеллеза).

Остаточная микрофлора и  микрофлора вторичного загрязнения  включает санитарно-показательные микроорганизмы (БГКП, КМАиФАнМ, бактерии семейства Enterobacteriaceae, энтерококки); условно-патогенные (E.coli, Staph, aureus, бактерии рода Proteus, Вас. Cereus и сульфитредуцирующие клостридии, Vibro parahaemoliticus); патогенные микроорганизмы (сальмонеллы и Listeria monocytogenes, бактерии рода Yersinia); микроорганизмы порчи (дрожжи и плесневые грибы, маслянокислые бактерии, термоустойчивые молочнокислые палочки); бактериофаги.

К технически важной микрофлоре молока относят микрофлору заквасок (молочнокислые бактерии, бифидобактерии, уксуснокислые бактерии, дрожжи и др.) и микрофлору, вызывающую пороки (молочнокислые бактерии, уксуснокислые бактерии, дрожжи, плесени, психротрофные бактерии, микрококки, спорообразующие бактерии, бактериофаги).

Проведены исследования по определению микробного числа молока при его получении на ферме  для гарантированной его сдачи  молочному предприятию высшим или  первым сортом. 

 

Установлено, что при получении  молока на ферме с микробным числом не более 50 тыс./см³ можно гарантировать его прием на молокоперерабатывающем заводе высшим сортом; при микробном числе свежевыдоенного молока от 50 до 100 тыс./см³ его приемка на заводе почти в 43 % случаев идет как молоко первого сорта; а при бактериальной обсемененности от 100 до 300 тыс./см³ в 63,6 % случаев — вторым сортом. В то же время при микробном числе 300–500 тыс./см³ в 87 % случаев молоко отнесено к несортовому и только 13 % — второму сорту.

Установлено, что почти 26 % от общего количества микроорганизмов в молоке второго сорта составляют психротрофные микроорганизмы и от 6 до 20 и более спор в 1 см³ — мезофильные анаэробные лактатсбраживающие микроорганизмы. В то же время в молоке высшего сорта психротрофные бактерии занимают всего 1 % от общего числа, и выделяется 1–3 споры мезофильных анаэробных лактатсбраживающих микроорганизмов.