Глава 10
ВОЗБУДИТЕЛИ ПОРЧИ (ПОРОКОВ) МОЛОКА И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
К основным возбудителям пороков молочных продуктов относят гнилостные микроорганизмы, маслянокислые бактерии, энтерококки, термоустойчивые молочнокислые палочки и бактериофаги.
10.1. Гнилостные (протеолитические) бактерии
Они являются основными возбудителями порчи молочных продуктов, вызывают распад белков (протеолиз), в результате чего могут возникать различные пороки пищевых продуктов, зависящие от глубины распада белка. Антагонистами гнилостных являются молочнокислые бактерии, поэтому гнилостный процесс распада продукта возникает там, где не идет кисломолочный процесс.
Протеолиз (протеолитические свойства) изучают посевом микроорганизмов в молоко, молочный агар, мясопептонный желатин (МПЖ) и в свернутую кровяную сыворотку.
Свернувшийся белок молока (казеин) под влиянием протеолитических ферментов может свертываться с отделением сыворотки (пептонизация) или растворяться (протеолиз).
На молочном агаре вокруг колоний протеолитических микроорганизмов образуются широкие зоны просветления молока.
В МПЖ посев производят уколом внутрь столбика среды. Посевы выращивают 5-7 сут при комнатной температуре. Микробы, обладающие протеолитическими свойствами, разжижают желатин. Микроорганизмы, не обладающие протеолитической способностью, растут в МПЖ без его разжижения.
В посевах на свернутой кровяной сыворотке протеолитические микроорганизмы также вызывают разжижение, а микробы, не обладающие этим свойством, не изменяют ее консистенцию.
При изучении протеолитических свойств определяют также способность микроорганизмов образовывать индол, сероводород, аммиак, т. е. расщеплять белки до конечных газообразных продуктов.
Гнилостные бактерии имеют очень широкое распространение. Они встречаются в почве, воде, воздухе, кишечнике человека и животных, на пищевых продуктах. К этим микроорганизмам относятся спорообразующие аэробные и анаэробные палочки, пигментообразующие и факультативно-анаэробные бесспоровые бактерии.
Спорообразующие. К гнилостным аэробам относятся Вас. subtilis -сенная палочка, Вас. mesentericus - картофельная палочка, Вас. megatherium - капустная палочка, Вас. mycoides - грибовидная палочка, Вас. cereus и др.
К спорообразующим гнилостным анаэробам относятся бактерии рода Clostridium (Cl. putrificum, Cl. sporogenes, Cl. perfringens и другие виды).
Спорообразующие аэробы и анаэробы относятся к одному семейству Васillасеае.
Все спорообразующие гнилостные представляют собой довольно крупные толстые палочки, достигающие размеров 0,5-2,5 х 10 (у клостридий - до 20) мкм, по Граму красятся положительно, подвижные до момента спорообразования, капсул не образуют. Исключение составляет Cl. perfringens - неподвижная, образующая капсулы палочка. Клетки располагаются беспорядочно, у Вас. cereus и Вас. mycoides -цепочками
Наиболее короткими являются клетки сенной палочки. У бацилл споры располагаются, как правило, центрально, у клостридий -субтерминально. Последние чаще имеют вид теннисной ракетки, ложки или лодочки. У Cl. sporogenes почти все клетки содержат споры (рис. 29). Клетки Cl. perfringens, как правило, спор не содержат и располагаются часто в виде частокола или римской цифры V.
Спорообразующие аэробы хорошо растут на обычных питательных средах. На МПБ они вызывают помутнение среды, часто - образование пленки и хлопьевидного осадка. Вас. cereus помутнения не вызывает, а образует незначительный осадок, поднимающийся при встряхивании пробирки в виде облачка или комочка ваты.
Рисунок 29 ‑ Спорообразующие гнилостные: Вас. subtilis: а - колонии; б - клетки; Вас. mycoides: в - колонии; г - клетки; Cl. sporogenes: д - колонии; е - клетки
Вас. subtilis формирует поверхностную морщинистую беловатую пленку.
На МПА аэробные бациллы вырастают в виде крупных колоний серовато-белого цвета. Вас. mycoides образует корневидные колонии, напоминающие мицелий гриба, откуда и происходит название палочки (от греч. myces - гриб) (рисунок29). Некоторые штаммы этого микроорганизма выделяют коричневый или розово-красный пигмент. Бурый или коричневый пигмент могут выделять также штаммы Вас. mesentericus.
Вас. subtilis формирует сухие морщинистые беловатые колонии. Колонии Вас. cereus под малым увеличением микроскопа имеют локонообразный край или вид головы медузы.
Спорообразующие анаэробы выращивают на специальных питательных средах — мясо-пептонном печеночном бульоне (МППБ), среде Китта-Тароцци, а также на глюкозо-кровяном агаре. Они вызывают помутнение бульона, на агаре образуют округлые мелкие колонии с зоной гемолиза, т. е. просветления — растворения эритроцитов крови.
Спорообразующие обладают хорошо выраженными протеолитическими свойствами: разжижают желатин, свертывают и пептонизируют молоко, вызывают гемолиз, выделяют аммиак, сероводород, а анаэробы выделяют еще и индол. Способны ферментировать многие углеводы, за исключением Cl. putrificum, который не обладает сахаролитическими свойствами.
Бесспоровые. Включают пигментообразующие и факультативно-анаэробные бактерии. К пигментным гнилостным относят Pseudomonas fluorescens, Ps. aeruginosa (семейство Pseudomonadaceae), Serratia marcescens (семейство Enterobacteriaceae) (соответственно флюоресцирующая, синегнойная и чудесная палочки). Группу факультативно-анаэробных бактерий составляют Proteus vulgaris (палочка протея) и кишечная палочка рода эшерихия (Escherichia coli) (семейство Enterobacteriaceae).
Бесспоровые гнилостные представляют собой мелкие (1-2 х 0,6 мкм) грамотрицательные подвижные палочки, не образующие спор и капсул. Клетки располагаются беспорядочно. Наиболее короткими коккобактериями являются клетки чудесной палочки. Палочка протея имеет полиморфные клетки (рисунок 30).
Бесспоровые палочки являются в основном мезофилами. Бактерии рода Pseudomonas часто могут быть психрофилами. Микроорганизмы хорошо растут на обычных питательных средах. На МПБ вызывают обильное помутнение бульона, иногда появление пленки, пигментообразующие — изменение цвета среды. На МПА образуют экрашенные в цвет пигмента округлые блестящие полупрозрачные колонии (рисунок 30).
Рисунок 30 ‑ Бесспоровые гнилостные: Pseudomonas aeruginosa: a - колонии; б - клетки; Pseudomonas fluorescens: в - клетки
Флюоресцирующие палочки выделяют зеленовато-желтый пигмент, который растворяется в воде, и поэтому МПА окрашивается также в цвет пигмента.
Синегнойная палочка также выделяет водорастворимый пигмент сине-зеленого цвета, который состоит из двух пигментов: голубого - пиоцианина и желтого - флюоресцина.
Чудесная палочка образует колонии, окрашенные в ярко-красный или вишнево-красный цвет благодаря нерастворимому в воде пигменту продигиозину.
Палочка протея не образует колоний на плотной питательной среде, а растет в виде нежного вуалеобразного налета («ползучий рост»). Эшерихия образует серые средних размеров полупрозрачные колонии.
Бесспоровые палочки разжижают желатин, свертывают и пептонизируют молоко, образуют аммиак, иногда сероводород и индол. Сахаролитические свойства выражены у них слабо.
Палочка протея обладает большой протеолитической активностью. Ее обнаруживают в 100 % проб продуктов, пораженных гниением. В связи с этим дано родовое название Proteus, обозначающее «вездесущий», видовое название vulgaris обозначает «обычный», «простой».
Кишечная палочка рода эшерихия обладает незначительной протеолитической способностью. Так как она не гидролизует цельную белковую молекулу, то к гнилостному процессу подключается на стадии пептонов, расщепляя их с образованием аминов, аммиака, сероводорода. Вызывает свертывание молока, не разжижает желатин, обладает высокой ферментативной активностью в отношении лактозы, глюкозы и других Сахаров.
Для количественного учета протеолитических микроорганизмов (кроме Е. coli) используют молочный агар. Отдельно приготовляют 2%-ный водный агар и обезжиренное молоко. Обе среды стерилизуют отдельно при 121 °С 10 мин. При употреблении к расплавленному агару добавляют 20 % обезжиренного горячего молока и после тщательного перемешивания смесь, выливают в чашки Петри.
Для приготовления водного агара в 1 дм3 питьевой воды вносят 20 г мелко измельченного агара и нагревают до кипения.. После растворения агара смесь в горячем состоянии фильтруют через ватный фильтр, разливают в колбы по 50-100 см3, закрывают ватными пробками и стерилизуют.
Для определения количества протеолитических бактерий проводят посев по 1 см3 каждого из выбранных разведений продукта на чашки Петри и заливают молочным агаром. Посевы выдерживают в термостате при 30 °С в течение 48 ч и после этого подсчитывают число выросших колоний протеолитических бактерий (с широкими зонами просветления молока).
Способностью расщеплять белки обладают также плесени и актиномицеты. Многие протеолитические микроорганизмы образуют фермент липазу, вызывающий распад жиров. Наиболее выраженной липолитической способностью обладают плесени, флюоресцирующие палочки и другие бактерии рода Pseudomonas.