В мясоперерабатывающей промышленности одной из наиболее острых проблем является нехватка высококачественного сырья [1, 2], что обусловливает зачастую использование низкосортного и/или несортового сырья. Использование низкокачественных сырьевых ресурсов наиболее часто применяется в производстве тех мясопродуктах, которые находятся в относительно низких ценовых диапазонах, и значит, являясь продуктами массового спроса, представляют собой угрозу безопасности здоровью и жизни потребителей. Одной из причин непригодности мясного сырья для пищевых целей является его обсемененность микроорганизмами, в том числе патогенными.
Микроорганизмы в продуктах питания – это наиболее значимый фактор биологической безопасности и экономического ущерба, указывает С.А. Шевелева [3], 70 % из всех регистрируемых болезней человека и 30 % всех смертей обусловлено инфекциями, подчеркивает исследователь.
Вопросам обеспечения качества и безопасности используемого мясного сырья и выпускаемых продуктов, оценке их стабильности, в том числе и в микробиологическом плане, на всех этапах производства посвящены исследования многих ученых. Например, Д.С. Батаева и др. [4] отмечают, что неудовлетворительные условия получения, первичной обработки и хранения сырья становятся основной причиной интенсивного накопления широкого спектра условно-патогенной и патогенной микрофлоры, на фоне которого возможно присутствие наиболее опасных возбудителей пищевых инфекций. И если в изделиях, прошедших термическую обработку в технологическом процессе, высокая микробная обсемененность в целом и патогенными микроорганизмами в частности не превышают нормативных значений, то в полуфабрикатной группе весь первоначальный видовой состав микробного населения остается без изменений, а в ряде случаев и расширяется, обсеменяясь из окружающей среды цехов и поверхностей машин. В исследованиях А.М. Абдуллаевой, выявлено, что 19–23 % реализуемых полуфабрикатов из мяса птицы имеют повышенное КМАФАнМ, КОЕ/г, а в 15–17 % образцов этот показатель достигал верхних пределов уровней, допустимых нормативными документами [5].
Бактериальное заражение продуктов питания патогенными микроорганизмами грозит потребителю пищевыми отравлениями, протекающими тяжело и нередко заканчивающимися трагедией [6]. Учитывая, что в последние десятилетия в экономически развитых странах отмечается увеличение удельного веса инфекций, вызываемых условно-патогенными микроорганизмами, которые являются причиной возникновения более 100 различных нозологических форм гнойно-воспалительных заболеваний, отмечают С.М. Омарова, А.И. Алиева и др. [7], проблема представляет собой актуальную тематику для исследований.
Система обеспечения микробиологической безопасности пищевых продуктов включает организационно-надзорные мероприятия, к существующим методам обеспечения микробиологической безопасности и хранимоспособности пищевых продуктов относят и использование консервантов, современные виды и способы упаковывания, деконтаминацию мясного сырья, замораживание, термическую стерилизацию [8]. В мировой практике при производстве мясных продуктов применяют физические, химические и биологические факторы, являющиеся основой технологических процессов, обеспечивающих качество и безопасность вырабатываемых изделий, и с использованием которых сформирована «теория барьеров» [9].
Микробиологические аспекты всех этапов изготовления мясной продукции имеют существенную значимость для специалистов мясной отрасли. Им важны знания по жизнеспособности микрофлоры в зависимости от применяемых технологий. Это относится и к физическим методам, являющимся главенствующими при изготовлении мясных продуктов, а именно высокому давлению, которое находит все более широкое применение в пищевой индустрии, в том числе в мясной промышленности. По состоянию на 2010 г. в мировой практике пищевой отрасли функционировало 130 установок высокого давления, особенно для обработки упакованной продукции [9]. Следует отметить, что исследования влияния гидростатического давления на микроорганизмы были начаты Клодом ЗоБеллом и Френком Джонсоном в 1949, при этом исследователи классифицировали все микроорганизмы на несколько групп, взяв за основу их чувствительность к высокому гидростатическому давлению: пьезочувствительные (барочувствительные), пьезотолерантные (баротолерантные), пьезофильные (барофильные) и облигатные (экстремальные) пьезофилы (облигатные барофилы)[10].
Вместе с тем следует отметить, в литературе, несмотря на достаточное количество научных публикаций, недостаточно отражены вопросы, связанные с решением данной проблемы, кроме того, отсутствуют единые общепринятые критерии обработки разных видов мясных продуктов, рецепт для выбора оптимального сочетания различных параметров обработки и другие, указывает И.В. Нога [11]. С учетом того, что мясные продукты – один из основных видов потребляемой человеком продукции, с наиболее острыми проблемами обеспечения микробиологической безопасности и сроков годности, целью нашего исследования явилось изучение возможностей практической реализации высокого гидростатического давления для решения проблемы заражения мясного сырья патогенными микроорганизмами.
Материалы и методы исследования
Теоретическую базу исследований составили классические труды отечественных и зарубежных ученых в области микробиологических исследований пищевых продуктов [12–14] и научные публикации [15, 16]. Исследования проводили на базе аккредитованной испытательной лаборатории ФГБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Свердловской области» и лаборатории ФГБУ «Свердловский референтный центр Россельхознадзора» (г. Екатеринбург). Материалом для исследования послужили пробы мяса говядины в виде говяжьей обрези – небольшие кусочки бескостного мяса с содержанием жировой ткани не более 70 мас. %, без шкуры, полученные в процессе разделки или обвалки мяса и предназначенные для промышленного применения. Выбор объекта обусловлен тем, что в настоящее время мясная обрезь является одним из распространенных видов сырья, используемого на предприятиях отрасли и поступающего по импорту, а учитывая форму и размеры обрезных кусочков, химический состав, наличие большого количества технологических операций, мясная обрезь представляет собой благоприятную среду для развития микроорганизмов. Из проб охлажденной говяжьей обрези были сформированы четыре группы: контрольная с фоновым содержанием микроорганизмов и три опытных. В опытные образцы 2-й, 3-й и 4-й групп (опытная) намеренно были внесены чистые культуры микроорганизмов рода Salmonella, рода Listeria, а также колиформные бактерии. Гидростатическая обработка образцов высоким давлением проводилась на экспериментальной установке (рисунок), разработанной в Институте физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук (г. Екатеринбург). Образцы обрабатывались давлением 250 МПа при разных экспозициях – 5, 15 и 30 минут.
Гидростат и лабораторная установка М-20 для обработки образцов жидкостью высокого давления до 250 МПа и до 2000 МПа в температурном интервале 20–250 °С
Для мясного сырья и мясопродуктов разработаны специальные гигиенические нормативы безопасности в соответствии с ТР ТС «О безопасности пищевой продукции» (ТР ТС 021/2011) и «О безопасности мяса и мясной продукции» (ТР ТС 034/2013), которые включают в себя критерии микробиологической безопасности, определяющие следующие группы микроорганизмов: 1) санитарно-показательные (КМАФАнМ, БГКП, бактерии семейства Enterobacteriacae, энтерококки); 2) условно-патогенные (E. coli, S. aureus, бактерии рода Proteus, B. cereus, V. parahemoliticus, сульфитредуцирующие клостридии); 3) патогенные микроорганизмы (сальмонеллы, L. monocytogenes).
Результаты исследования и их обсуждение
Результаты эксперимента представлены в таблице.
Влияние барообработки на микрофлору говяжьей обрези
|
Наименование и № образца |
Внесение микрофлоры |
Результаты микробиологического анализа |
|||
|
Фон |
250 МПа, 5 мин |
250 МПа. 15 мин |
250 МПа, 30 мин |
||
|
Образец 1 – обрезь говяжья охл. |
БГКП |
БГКП, КМАФАнМ более 3,0*106 |
КМАФАнМ более 3,0*106 |
КМАФАнМ 2,8*106 |
КМАФАнМ 1,1*106 |
|
Образец 2 – обрезь говяжья охл. |
Сальмонелла |
Листерия, КМАФАнМ более 3,0*106 |
БГКП, КМАФАнМ 1,7*106 |
Сальмонелла, КМАФАнМ 1,1*106 |
КМАФАнМ 4,2*105 |
|
Образец 3 – обрезь говяжья охл. |
Листерия |
БГКП листерия, КМАФАнМ 4,0*104 |
КМАФАнМ 2,5*106 |
КМАФАнМ 2,5*106 |
КМАФАнМ 4,7*105 |
|
Образец 4 – обрезь говяжья охл. |
Без инъецирования микроорганизмами |
БГКП, листерия, КМАФАнМ более 3,0*106 |
БГКП, КМАФАнМ 2,4*106 |
БГКП, КМАФАнМ 2,2*106 |
КМАФАнМ 2,9*106 |
Наиболее распространенным тестом микробиологического контроля пищевых продуктов является определение общего количества микроорганизмов, обнаруженных в единице объема или массы сырья, которое характеризуется показателем КМАФАнМ. Отклонение КМАФАнМ от допустимых норм свидетельствует о нарушении санитарно-гигиенического режима производства, правил транспортировки и хранения. Показатель КМАФАнМ характеризует качество пищевого продукта и его безопасность для потребителя. Исследованиями установлено, что общая микробная обсемененность при нормативе «не более 5,0*106» при 5-минутной экспозиции остается практически без изменений, при 15–30-минутной – наблюдаются колебания в сторону снижения при разбросе от 2 до 20 раз или остается без изменений.
Микроорганизмы рода Salmonella – одна из наиболее распространенных причин болезней пищевого происхождения в виде острых кишечных инфекций. Сальмонеллы в настоящее время признаны индикаторными для всей группы патогенных кишечных бактерий. Например, в Дании болезни людей, вызываемые Salmonella spp., составляют 17 %. В США общие издержки за год, связанные с сальмонеллезом, составляют до 3 млрд долл. [9]. Во многих пищевых продуктах наличие сальмонелл не допускается в 25 г (см3). При определении влияния высокого гидростатического давления на патогенные микроорганизмы установлено, что более длительная экспозиция при прочих равных условиях приводит к их летальному исходу. Полученные данные согласуются с данными [17] об исследовании влияния высокого гидростатического давления на выживаемость и уровень мутагенеза Salmonella typhimurium, которыми установлено, что значительное снижение выживаемости бактерий происходит при воздействии ВГД 200 МПа и выше.
Listeria monocytogenes – представитель рода Listeria, возбудитель инфекционного заболевания – листериоза. Листерии были открыты в 1926 г. и получили свое родовое название по фамилии английского хирурга Д. Листера. Исходя из мировой статистики, листериоз не слишком распространенное заболевание, в год регистрируется около 10 случаев на 1 миллион человек в зависимости от стран и регионов. Тем не менее эта инфекция представляет значительную проблему в области здравоохранения, так как смертность доходит до 20 %. [18, с. 62]. История изучения листериозной инфекции насчитывает более 100 лет. Листерия моноцитогенес является грамположительной бактерией, которая широко распространена как в сельскохозяйственной (почва, растительный покров, силос, фекалии, нечистоты, вода) и аквахозяйственной среде, так и в пищевой промышленности. В мясном сырье, ингредиентах, готовой продукции эти микроорганизмы выявляются в различных странах, в том числе и России. Даже при изначально низком уровне присутствия L. monocytogenes в зараженном продукте микроорганизм может размножиться во время хранения в пищевых продуктах, которые поддерживают его рост, и даже при низких температурах [19]. Контроль на их наличие в пищевых продуктах в нашей стране является обязательным. Исследованиями установлено, что листерия наиболее восприимчива к барообработке, так как при всех длительностях воздействия в 5, 15, 30 мин наличие листерии не установлено ни в контрольном ни в опытных образцах.
Обнаружение БГКП, или колиформных бактерий в пищевых продуктах свидетельствует об их фекальном загрязнении. Данные бактерии могут попадать в продукты из воды, с оборудования, рук рабочего персонала и из других источников. Исследованиями установлено, что БГКП наименее восприимчивы к давлению, их наличие установлено в 2 случаях из 4 при экспозиции 5 минут, и в 1 случае из 4 – при 15-минутной экспозиции.
При 30-минутной экспозиции патогенные микроорганизмы и колиформы в исследуемых образцах не обнаруживаются.
Заключение
По мнению авторов, полученные результаты существенно дополняют имеющиеся о влиянии высокого гидростатического давления на микрофлору мясных продуктов. Показана возможность моделирования микробиологической среды при изучении вопроса о решении проблемы загрязненности мясного сырья. На основании полученных результатов можно рекомендовать применение метода обработки высоким гидростатическим давлением для решения проблемы загрязненности мясного сырья патогенными микроорганизмами, таким образом, приводя свою продукцию в соответствие с требованиями государственных нормативных документов к безопасности пищевых продуктов. Вместе с тем исследования позволили выявить направления дальнейших исследований: приведение параметров обработки высоким давлением в зависимости от объекта исследований, создание базы данных о возможностях обработки сырья и готовой продукции в мясной индустрии, встраивание процессов обработки в технологические процессы предприятия.
Исследования выполнены при финансовой поддержке РФФИ (проект № 18-016-00082 «Влияние обработки высоким гидростатическим давлением (до 10000 атмосфер) на физические свойства, микробиологические показатели и сроки хранения различных пищевых продуктов»).
Библиографическая ссылка
Волков А.Ю., Донскова Л.А., Коткова В.В. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ МЯСНОГО СЫРЬЯ ПАТОГЕННЫМИ МИКРООРГАНИЗМАМИ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2019. – № 11. – С. 92-96;URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=12938 (дата обращения: 19.04.2024).