Тема 1. Микрофлора мяса. Эндогенное, экзогенное обсеменение

Мясо и мясопродукты постоянно находятся под пристальным вниманием исследователей, занимающихся микробиологией пищевых продуктов. По классификации ФАО предложено разделить микроорганизмы, контаминирующие мясо на различных стадиях технологического процесса, на четыре группы: патогенные, условно-патогенные, санитарно-показательные и сапрофиты. Через мясо человеку могут передаваться возбудители инфекционных заболеваний (ящура, туберкулеза, Ку-лихорадки, туляремии, лептоспироза, листериоза, бакгериальных токсикоинфекций и интоксикаций, микотоксикозов, энтеровирусных заболеваний). К числу санитарно-показательных микроорганизмов относят кишечную палочку, стрептококки. Сапрофитная микрофлора мяса включает около 30 типов различных бактерий. Все исследователи признают, что мясо животных может быть обсеменено двумя путями. В живом организме всегда находятся микроорганизмы, которые при определенных условиях могут проникать в кровь и в мускулатуру. Этот путь называется эндогенным, то есть происходящим при жизни животного. Посмертное обсеменение туши, связанное с попаданием микроорганизмов из окружающей среды, называют экзогенным. Исследования мяса животных, убитых в нестерильных условиях, свидетельствуют о том, что в большинстве случаев оно обсеменено микроорганизмами. Одни авторы считают, что большая часть глубоких тканей и внутренних органов здоровых животных содержит значительное количество микроорганизмов (10 клеток²/г и более), другие утверждают, что глубокие ткани стерильны, третьи говорят о наличии единичных микробных клеток только в печени, селезенке в лимфатических узлах. Однако в любом случае контаминация мяса идёт двумя путями.

Прижизненное (эндогенное) обсеменение. Проникновение и нахождение микроорганизмов во внутренних органах и тканях еще до убоя животных наблюдается у больных инфекционными болезнями. Возбудитель болезни проникает в восприимчивый организм, подавляет его защитные силы, размножается, а затем распространяется по организму. Распространение возбудителя по органам и тканям зависит от вида инфекции, ее течения и состояния организма больного животного. Так, при септических заболеваниях (сибирская язва, рожа свиней и др.) возбудитель сначала размножается в определенных тканях, а затем проникает в кровь и разносится по всем органам и в мышцы. При туберкулезе возбудитель чаще всего локализуется в одном или нескольких органах (легкие, вымя и др.), при лептоспирозе – преимущественно в почках и печени, при листериозе – главным образом, в головном мозге и печени и т. д.

У здоровых животных прижизненное эндогенное обсеменение органов и тканей микроорганизмами происходит при ослаблении естественной сопротивляемости (резистентности) организма под влиянием различных неблагоприятных (стрессовых) факторов: утомления, голодания, переохлаждения или перегревания, травм и пр. При нормальном состоянии защитных сил животных стенка кишечника представляет собой почти непреодолимое препятствие для микроорганизмов. В результате снижения сопротивляемости организма создаются благоприятные условия для проникновения микроорганизмов из кишечника через лимфатические и кровеносные сосуды в органы и ткани, в том числе в мышцы. При этом могут проникать не только сапрофиты – постоянные обитатели кишечного тракта животных, но и некоторые патогенные бактерии, например, сальмонеллы, носителями которых нередко являются сельскохозяйственные животные.

Изучены механизмы прижизненного обсеменения тела животного. Мясо, полученное в условиях мясокомбината и боен, чаще всего обсеменено постоянными обитателями желудочно-кишечного тракта животного, что связано с понижением обшей сопротивляемости организма. На животное могут воздействовать разнообразные неблагоприятные факторы: стрессовое состояние, связанное с изменением привычной обстановки, состояние голода и жажды, переохлаждение или перегревание, утомление во время перегона на большие расстояния. Мясо, полученное от ослабленных, истощенных и переутомленных животных, будет всегда обсеменено микроорганизмами.

Наиболее часто эндогенное обсеменение тканей животных микроорганизмами происходит при утомлении, т. е. состоянии перенапряжения (стресса), возникающего при транспортировании или перегоне животных на мясокомбинаты. Внутренние органы и ткани животных, убитых сразу же после транспортирования по железной дороге, содержат в 3-4 раза больше микроорганизмов, чем органы и ткани животных неутомленных, получивших предубойный отдых.

Степень эндогенного обсеменения органов и тканей микроорганизмами зависит от стадии утомления животных. У животных, убиваемых в состоянии резкого утомления, микроорганизмы содержатся почти во всех органах и тканях. Например, в продуктах убоя от сильно утомленного крупного рогатого скота почти всегда обнаруживают микроорганизмы в печени, селезенке, почках, легких, соматических и других лимфоузлах и довольно часто (до 30-40 % случаев) в мышцах.

У крупного рогатого скота, имеющего незначительную степень утомления, микроорганизмы обычно выделяют только из печени и портального лимфоузла, мезентериальных лимфоузлов (в 30-50 %) и легких (до 20 % случаев). У свиней, убиваемых в степени незначительного утомления, микроорганизмы обнаруживают главным образом в печени (в 30 % случаев), паховых и подчелюстных лимфоузлах (в 20 %), почках и селезенке (в 16-17 % случаев).

Степень утомления, а, следовательно, и проникновения в ткани микроорганизмов из желудочно-кишечного тракта зависит от продолжительности и условий транспортирования животных. При доставке животных автотранспортом на небольшие расстояния эндогенное обсеменение мышц и органов микроорганизмами незначительно. После длительного транспортирования железнодорожным или водным транспортом в органах и тканях животных почти всегда содержатся в большом количестве микроорганизмы, проникшие из желудочно-кишечного тракта.

При транспортировании в жаркое время года, особенно в плохо вентилируемых, нагретых солнцем вагонах, у животных отмечается более высокая степень обсеменения тканей микроорганизмами, чем при транспортировании в прохладное время года.

Для приведения в нормальное физиологическое состояние здоровых, но утомленных в пути животных им предоставляется на мясокомбинатах предубойный отдых. Восстановление естественных защитных сил и постепенное освобождение органов и тканей утомленных животных от проникших в них из желудочно-кишечного тракта микробов в значительной степени зависит от правильной организации предубойного отдыха (уход, условия содержания, кормления, поения). У животных, находящихся перед убоем летом в незащищенных от солнца помещениях или зимой длительное время на холоде (что приводит к переохлаждению организма), микроорганизмы, как правило, содержатся во всех внутренних органах, в лимфоузлах и мышцах. Если животных перед убоем содержат в нормальных температурных условиях, то микроорганизмы обнаруживают главным образом в печени и портальном лимфоузле, иногда в других внутренних органах. Мышечная ткань и соматические лимфоузлы таких животных часто оказываются стерильными. У свиней, подвергшихся перед убоем перегреву, бактерицидные свойства лимфы выражены слабо или совсем отсутствуют. Органолептические признаки порчи мяса, полученного от животных, перегретых или переохлажденных перед убоем, появляются на 1,5-2 сут. раньше, чем мяса животных, содержавшихся перед убоем в нормальных условиях.

Кормление животных незадолго до убоя приводит к некоторому эндогенному обсеменению органов и тканей микроорганизмами из кишечного тракта. Так, при микробиологическом исследовании продуктов убоя животных, убитых через 4-6 ч после кормления, во всех случаях установлено наличие микроорганизмов в печени, почках, селезенке. Кроме того, у половины исследованных туш микроорганизмы обнаружены в крови, мышцах и костном мозге.

Существует определенная зависимость между предубойным физиологическим состоянием организма животных, содержанием в их мышечной ткани гликогена и посмертным накоплением молочной кислоты (снижением рН) в процессе созревания мяса. В мышечной ткани здоровых, упитанных животных содержится значительное количество гликогена и при созревании мяса происходит интенсивное накопление молочной кислоты, что и обуславливает показания рН в 5,8-6,2.

У животных больных, плохо упитанных, утомленных, т. е. убитых в состоянии резкого снижения резистентности организма, кроме прижизненного эндогенного микробного обсеменения органов и тканей наблюдается уменьшение количества гликогена в мышцах почти вдвое по сравнению с нормой. При созревании мяса таких животных посмертные окислительные процессы (т. е. накопление молочной кислоты) замедлены по сравнению с процессами, протекающими в мясе здоровых и отдохнувших животных, рН колеблется в пределах 6,3-6,9. Поскольку мясо, полученное от животных с пониженной сопротивляемостью организма, имеет после созревания более высокий рН, развитие гнилостных бактерий в нем подавляется слабо. В процессе хранения такое мясо быстрее портится.

При голодании менее суток наблюдается незначительное обсеменение органов и тканей крупного рогатого скота микроорганизмами из желудочно-кишечного тракта. Начиная с 48 ч, оно возрастает. После недельного голодания обсемененность мышц и внутренних органов кишечной палочкой достигает 100% исследованных проб.

Целый ряд работ посвящен изучению состава микрофлоры желудочно-кишечного тракта животных. В желудочно-кишечном тракте животных находится большое количество микроорганизмов, попадающих туда, прежде всего, с кормом. Их количество достигает 10⁸ микробов в 1 г содержимого рубца. В кислой среде желудка часть микрофлоры гибнет, но могут оставаться жизнеспособные бактерии, дрожжи и плесневые грибы. В тонком кишечнике наблюдается дальнейшее снижение уровня микроорганизмов до 10⁴ кл/г содержимого. В толстом кишечнике в связи с процессами обмена происходит активация деятельности микрофлоры и ее увеличение до 10⁸ кл/г содержимого. Здесь обитают микроорганизмы, относящиеся к грамотрицательным, палочковидным бактериям, грамположительные энтерококки, клостридии, дрожжи и плесневые грибы. Состав и соотношение микрофлоры зависят от состава кормов, отдела желудочно-кишечного тракта, времени года и возраста животного.

Кроме того, обсеменение мяса при жизни животного может быть связано с другими органами, содержащими микроорганизмы. К ним относятся верхние дыхательные пути и вымя. Чаше всего это кокковая микрофлора, реже там находят бациллы, дрожжи и плесневые грибы. Обитателями желудочно-кишечного тракта могут быть потенциально патогенные и патогенные микроорганизмы. Кишечник животных является местом обитания клостридий и установлена возможность прижизненного обсеменения органов и тканей ослабленных и больных животных.

В литературе имеется много исследований, посвященных изучению микробного обсеменения мяса животных с различными клиническими заболеваниями и клинически здоровых животных. Одни авторы называют очень высокий процент обсеменения мяса животных вынужденного убоя (от 48 до 70%) , другие приводят более низкие значения. Обсеменение микроорганизмами органов и тканей наблюдается при травмах животного. В мышечной ткани, расположенной в нескольких сантиметрах от места травмы, снижается количество гликогена, что приводит к более интенсивному размножению микроорганизмов, чаще всего стафилококков, бактерий группы кишечных палочек и других. Так, частота обнаружения клостридий в мышцах крупного рогатого скота с травматическими повреждениями, по данным целого ряда исследователей, составила 8,5%, в лимфоузлах - 15,5%, в печени - 19%; соответственно 3,9, 4,2 и 8,5% - в органах клинически здоровых животных. При обследовании свиней были получены аналогичные результаты. Из мышц больных животных процент выделения составил 12,2%, из лимфоузлов - 16,9%, из печени - 22,4%; соответственно 5,1; 6,4 и 9,9% - из органов клинически здоровых животных.

Не вызывая заболевания у животного, в кишечнике могут длительное время находиться сальмонеллы. При снижении защитных сил животного они проникают в мезентериальные лимфатические узлы, затем в кровь и, распространяясь по организму, обусловливают вторичный сальмонеллез. Такое бактерионосительство широко распространено среди, животных и птиц.

В связи с болезнью или травмой из кишечника или места повреждения может происходить инфицирование тела животного патогенными микроорганизмами (сальмонеллы, золотистый стафилококк, возбудители туберкулеза, ящура, бруцеллеза), кроме того, в кровь проникают обитатели кишечника. Определенное значение для эндогенного инфицирования мяса имеет агональная инвазия микроорганизмов. Некоторые авторы объединяют ее с посмертным эндогенным обсеменением органов и тканей, которое начинается сразу после обескровливания, то есть клинической смерти животных. В этот период через слизистые оболочки носоглотки и кишечника микроорганизмы могут проникать в окружающие ткани.

Экзогенное обсеменения мяса связан с этапами разделки туши, последующей транспортировкой, условиями хранения, технологией получения мясопродуктов и санитарным состоянием предприятия. Детальнее этот вопрос рассматривается в следующей лекции, но коротко остановимся и здесь. При убое животных и последующих операциях разделки туш происходит экзогенная контаминация мясных туш и органов микроорганизмами, попадающими из внешней среды, и эндогенное обсеменение внутренних тканей и органов микроорганизмами из желудочно-кишечного тракта. Источниками послеубойного микробного обсеменения продуктов убоя могут служить кожный покров животных, содержимое желудочно-кишечного тракта, воздух, оборудование, транспортные средства, инструменты, руки, одежда и обувь работников, имеющих контакт с мясом, вода, используемая для зачистки туш, и т. д.

При экзогенной контаминации попадание микроорганизмов в мышечную ткань и органы возможно во время убоя животных. При обескровливании в течение нескольких минут сердце животных продолжает работать и вытекающая из перерезанных шейных артерий кровь частично засасывается вновь через вены, находящиеся под отрицательным давлением. При этом в кровяное русло могут попадать и разноситься по всем тканям микроорганизмы с инструментов, шерстного покрова, а при несоблюдении правил перевязки пищевода – из содержимого желудка.

В процессе выполнения технологических операций разделки мясных туш экзогенное обсеменение мяса микроорганизмами происходит в основном при съемке шкур, извлечении внутренних органов и зачистке.

Съемка шкур существенно влияет на санитарное состояние вырабатываемого мяса. Во время съемки шкур возможно экзогенное обсеменение микроорганизмами поверхности мясных туш.

В 1 г (или на 1 см) волосяного покрова крупного рогатого скота содержится до 700 млн., а в отдельных случаях – даже миллиарды микроорганизмов. Значительное количество микробов имеется также на кожном покрове свиней. Так, на 1 см поверхности кожи свиней обнаруживали в области спины 58 млн. микроорганизмов, а в области живота – до 44 млн. С поверхности кожного покрова свиней были выделены сальмонеллы (в 26,6% случаев), кишечная палочка (60%), различные кокковые бактерии (58%), бактерии рода протеус (55%), споровые гнилостные бактерии (100% случаев). Наибольшая степень микробного загрязнения кожного покрова животных - осенью и весной.

Во время съемки шкур значительное загрязнение обнажаемой поверхности мясных туш микроорганизмами происходит вследствие попадания на нее пыли и грязи, стряхиваемой со шкур в момент их отрыва. При этом степень микробной контаминации поверхности туш во многом зависит от способа съемки. В настоящее время на предприятиях мясной промышленности используют несколько установок для механической съемки шкур с туш крупного рогатого скота. Кроме того, шкуры снимают с помощью лебедки. В этом случае происходит интенсивное микробное обсеменение большой поверхности туш (в области бедренной части, боковой, грудной стенки, спинной части). Это объясняется тем, что в момент отрыва шкура находится в вертикальном положении над тушей, вследствие чего микроорганизмы со шкуры беспрепятственно попадают на тушу. Механическая съемка шкур на подвесных путях способствует улучшению санитарного состояния мясных туш. Однако не все используемые в настоящее время установки для механической съемки шкур в одинаковой степени отвечают санитарным требованиям. Иногда микроорганизмы содержатся даже в области спины. Количество микроорганизмов на 1 см² поверхности туш составляет более 600 тыс.

Обсеменение поверхности мясных туш микроорганизмами при съемке шкур происходит также с рук рабочих и используемых ими инструментов. В процессе удаления шкуры в окружающую среду попадает большое количество грязи, поэтому последующими источниками загрязнения становятся воздух, полы, оборудование и инструменты на разделочных линиях, работающий персонал. Микробная контаминация одной руки рабочих составила от 2,610⁷ до 2,110⁸ клеток, из них энтеробактерии составляли до 10⁵ клеток, а споровые формы в зависимости от стадии разделки туши - до 3,410⁶ клеток. Микробное обсемене­ние одного ножа после снятия шкуры достигало до 10⁷, со­держание энтерококков - 10³, а споровых форм до 8,610⁴ клеток.

Для уменьшения микробного загрязнения рук и инструментов необходимо проводить их систематическую санитарную обработку.

В процессе разделки источником загрязнения поверхности мясных туш микроорганизмами может служить воздух цеха убоя скота и разделки туш мясокомбинатов. Исследования санитарно-гигиенического состояния воздуха этих цехов показали, что по сравнению с другими участками цеха наибольшее содержание микроорганизмов наблюдается возле устройств съемки шкур, а также около бокса на месте подвешивания оглушенных животных на конвейер и на линии обескровливания. Так, вблизи от установки для механической съемки шкур с туш крупного рогатого скота содержится во много раз больше микроорганизмов (стафилококки, бактерии группы кишечных палочек и др.), чем у отдаленных от этого участка местах цеха. В 1 см³ воздуха на расстоянии 5-6 м от установки для съемки шкур обнаружено около 25 тыс. микробных клеток.

Изучение состава микроорганизмов, выделенных из воздуха помещения, показало, что микрофлора воздуха в цехе убоя скота и разделки туш представлена различными споровыми аэробными и анаэробными гнилостными бактериями, грамотрицательными не споровыми палочками, плесневыми грибами, актиномицетами, дрожжами, различными видами кокковых бактерий, т. е. микроорганизмами, которые присутствуют на кожном покрове животных.

Все это говорит о том, что кожный покров животных является источником значительного микробного загрязнения воздушной среды цехов мясокомбинатов. В целях улучшения санитарно-гигиенического состояния воздушной среды необходимо проводить ежедневную профилактическую дезинфекцию воздуха производственных помещений. Кроме того, для улучшения санитарного состояния кожного покрова животных следует осуществлять их санитарную обработку перед убоем. В настоящее время применяют различные методы санитарной обработки кожного покрова животных: мойку под душем с применением или без применения механических приспособлений, обеззараживание кожного покрова различными химическими препаратами. Санитарная обработка кожного покрова животных приводит к значительному уменьшению микробного загрязнения, а, следовательно, способствует улучшению санитарного состояния вырабатываемого мяса. Например, после мойки под душем и обработки раствором химического препарата кожного покрова крупного рогатого скота содержание микроорганизмов на 1 см² поверхности уменьшается с 2–20 млн. перед мойкой до 25-245 тыс. микробных клеток, т. е. примерно в 24-80 раз. Простая мойка кожного покрова свиней уменьшает микробное загрязнение в 10-15 раз, а обработка с применением механических щеток и воды – в 40-50 раз.

При обработке свиней без съемки шкуры после обескровливания проводят шпарку или опалку. В процессе этих технологических операций, особенно при опалке, количество микроорганизмов на поверхности туш свиней резко уменьшается. Степень микробного загрязнения поверхности туш после шпарки во многом зависит от содержания микроорганизмов в воде шпарильных чанов. Кроме загрязнения микробами поверхности туш вода шпарильных чанов может быть источником обсеменения внутренних органов (легких) и даже мышечной ткани. Вода попадает в тушу через раневые отверстия. По мере прохождения туш вода в шпарильных чанах постепенно обсеменяется микробами. Если перед началом работы в 1 мл воды содержится всего несколько десятков микробных клеток, то после шпарки 250 туш свиней количество микроорганизмов возрастает до 26-–27 тыс., причем преобладают споры бактерий, устойчивые к высоким температурам.

Улучшению санитарного состояния поверхности туш свиней в процессе их шпарки способствует применение прогрессивных методов технологии, в частности обработка туши паровоздушной смесью в установках непрерывного действия. По сравнению с общепринятым методом шпарки в чанах при обработке туш в агрегате непрерывного действия микробная контаминация поверхности туш уменьшается больше (в 250-300 раз вместо 90-100 раз при обработке в шпарильном чане). Следующим этапом разделки туши является эвентрация, или нутровка, внутренних органов из грудной и брюшной полостей. Имеет значение время проведения этого этапа после обескровливания животного. По данным С.Я. Любашенко, при проведении эвентрации внутренних органов через 10-15 мин после обескровливания животного в лимфатических узлах здоровых свиней содержится в среднем 20 тыс. бактерий, а если эвентрация производится спустя 1 ч и позже, количество микроорганизмов достигает 300 тыс. в 1 г.

Особенно опасны технологические погрешности при выполнении этой операции (несвоевременная перевязка пищевода, нарушение целостности желудочно-кишечного тракта), так как это приводит к массивному обсеменению поверхности туш, достигающему миллиона и более микробных тел на 1 см² поверхности. Если во время извлечения внутренних органов из брюшной и грудной полостей туш животных будут сделаны проколы ножом мышечных частей туш, то при хранении таких туш на месте прокола отмечается интенсивное размножение микроорганизмов, и указанные туши быстрее подвергаются порче.

После извлечения внутренних органов для придания туше требуемого товарного вида и надлежащего санитарного состояния проводят ее зачистку: сухую (без применения воды) или мокрую (влажную).

При сухой зачистке срезают остатки внутренних органов, побитости, небольшие участки, загрязненные кровью или содержимым желудочно-кишечного тракта, зачищают бахрому и т. д. В процессе охлаждения и последующего хранения мясных туш, подвергавшихся сухой зачистке, подсыхают фасции и выступающая после снятия шкуры серозная жидкость. Поверхностные слои мышечной ткани обезвоживаются и уплотняются, что способствует образованию хорошо выраженной корочки подсыхания. Происходит фиксация микробов на поверхности туши. В пленках подсохших коллоидов создаются неблагоприятные условия для размножения микробов.

Мокрая зачистка заключается в обмывании туш струёй теплой воды или в обработке фонтанирующими щетками. При мокрой зачистке значительная часть загрязнений удаляется. Но слабый напор и невысокая температура воды (не выше 50°С) не столько способствуют удалению микроорганизмов, сколько приводят к их перераспределению с загрязненных на незагрязненные участки поверхности туш. В результате мойки туш, особенно при использовании травяных или капроновых щеток, рыхлая подкожная клетчатка еще более разрыхляется, и в нее проникают микроорганизмы. Кроме того, при мойке происходит значительное увлажнение поверхности туш. Вследствие этого замедляется образование корочки подсыхания, что способствует проникновению микроорганизмов в ткань.

Вода, применяемая для мойки туш в процессе их разделки, может служить причиной дополнительного микробного обсеменения поверхности мясных туш. Поэтому на мясоперерабатывающих предприятиях следует использовать воду, отвечающую санитарным требованиям, предъявляемым к питьевой воде.

Таким образом, мокрая зачистка имеет ряд недостатков и может отрицательно влиять на санитарное состояние вырабатываемого мяса. В настоящее время, учитывая уровень используемой техники, а также санитарно-гигиеническое состояние кожного покрова животных, поступающих на убой, нельзя полностью отказаться от мокрой зачистки. Однако необходимо строго соблюдать технологические инструкции по убою скота, которыми предусмотрена мойка только загрязненных участков туши. При незначительном загрязнении туш следует ограничиваться сухой зачисткой.

В процессе обработки туши на поверхности свежего мяса можно обнаружить микроорганизмы почти всех родов. По данным некоторых авторов обсемененность мяса на конечном этапе разделки на бойне бактериями группы кишечных палочек может достигать 10⁹ кл/г продукта.

После туалета туши направляют в камеры для созревания. При температуре 0-4°С в течение 48-72 ч в мясе протекают ферментативные процессы, обусловливающие кулинарные качества продукта. На мясных тушах образуется сухая пленка, препятствующая размножению микробов на поверхности. Под действием ферментов в тканях происходит гликолиз, накопление кислот и снижение рН мяса, что является нежелательным для жизнедеятельности микроорганизмов. Следует помнить, что мясо может быть обсеменено полезной и вредной микрофлорой, и, используя полезную микрофлору, можно улучшать качество мяса.

Мясо животных и птицы, получаемое на мясокомбинатах, содержит микроорганизмы, которые попадают в него в результате микробного обсеменения тканей животных после их убоя. Микроорганизмы, находящиеся в мясе, могут размножаться, поскольку этот продукт является хорошей питательной средой для их развития. В целях сохранения качества мясо подвергают холодильному хранению, посолу, переработке на колбасные и консервные изделия, сушке и другим видам обработки. При этом изменяется состав микрофлоры мяса. Нарушение условий хранения, а, следовательно, размножение определенных групп микроорганизмов приводят к возникновению различных пороков мяса.