Болезнетворные патогенные микроорганизмы

 

 

ПАТОГЕННЫЕ (БОЛЕЗНЕТВОРНЫЕ) МИКРООРГАНИЗМЫ

 

Пищевой продукт может считаться  микробиологически опасным из-за присутствия в нем микроорганизмов, которые могут попасть в организм человека (например, Salmonella. Listeria monocytogenes, Е. coli 0157:Н7 и Campylobacter) или образующих токсины, попадающие в организм с пищей (например, Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus и Bacillus cereus). Рост патогенных микроорганизмов в пищевом продукте не обязательно приводит к его порче, и поэтому отсутствие нежелательных органолептических изменений не может служить показателем микробиологической безопасности продукта. Кроме того, некоторые токсины устойчивы к нагреванию и поэтому могут остаться в пищевых продуктах после устранения жизнеспособных микроорганизмов. В связи с этим необходимо использовать эффективную программу обеспечения безопасности пищевых продуктов на всех стадиях от производства до потребления, включая обработку, хранение и сбыт. Подробный обзор современного состояния и различных аспектов проблемы пищевых отравлений в Великобритании дан в работе.

 

Как было показано выше, хранение при  низкой температуре не может полностью  исключить рост микроорганизмов, но способно предотвратить рост некоторых  их видов и замедлить рост других. Еще в 1936 г. в работе было рекомендовано  хранить продукты, допускающие рост микроорганизмов, при температуре  ниже 10 °С, а для предотвращения роста патогенных микроорганизмов или образования токсинов — предпочтительно при температуре около 4 °С. Это был разумный совет относительно

 

известных в то время пищевых  патогенных микроорганизмов. Риск роста  подобных микроорганизмов зависит  от сочетания минимальных температур роста, скорости роста при температуре  холодильного хранения, времени и  температур хранения. Минимальные температуры роста патогенных бактерий рассмотрены в работе.

 

В то время как большинство пищевых  заболеваний вызывается относительно небольшим количеством типов  бактерий (преимущественно Salmonella и Campylobacter), постоянно растет количество видов бактерий, в отношении которых становится известно, что они могут вызывать пищевые заболевания. Это может частично отра­жать реально имеющее место расширение сферы действия микроорганизмов, но может также происходить из-за роста информированности об этих микроорганизмах и улучшения методик анализа. Для удобства обсуждения в данной главе патогенные бактерии, которые могут влиять на режимы хранения охлажденных продуктов, можно разделить на приведенные ниже группы.

 

Микроорганизмы, способные  расти при температурах ниже 5° С

 

Эти микроорганизмы вызывают самую  большую озабоченность, поскольку  они продолжают размножаться даже при  низких температурах охлаждения. Здесь  регулирование температуры принципиально  важно, и хотя рост микроорганизмов  может продолжаться, его скорость уменьшается при снижении температуры (см. рис. 7.1). Кроме того, для предотвращения или значительного ограничения роста микроорганизмов регулирование температуры может эффективно действовать в сочетании с другими факторами.

 

Listeria monocytogenes

 

В 1926 г. впервые было выявлено, что  эта бактерия, которая в настоящее  время определяется как L. monocytogenes, может вызывать заболевания человека, но ее роль в заболеваниях желудочно-кишечного тракта была неясна до конца 1970-х гг. Количество выявленных в Великобритании случаев резко возросло в 1980-е гг. и снижалось в последующие годы. Симптомы заболевания многообразны и варьируют от легкого гриппозного состояния до менингита, сепсиса (септицемии), выкидышей и рождений мертвого плода. Обычно сильно выраженные симптомы заболевания наблюдаются лишь у беременных женщин, пожилых и лиц с нарушениями иммунитета. В последних трех группах уровень смертности может быть высоким. Эпидемиология L. monocytogenes рассмотрена в работе [100].

 

Сообщалось, что очень широкий  перечень продуктов, включая мясо, птицу, молочные продукты, морепродукты, и  овощи, заражен L. monocytogenes. Полное отсутствие L. monocytogenes в сыром мясе, птице и овощах обеспечить довольно трудно, причем бактерии были выделены даже из продуктов, подвергнутых специ­альной листерицидной тепловой обработке. Это вызывает беспокойство, поскольку многие из этих охлажденных продуктов могут употребляться в пищу без дополнительной термообработки. Присутствие L. monocytogenes в подвергнутых тепловой обработке продуктах заставляет предположить, что заражение могло произойти после обработки. В ряде исследований было показано, что эта бактерия выделяется во многих местах на разных предприятиях и может распространяться в результате некоторых операций очистки. К местам, вызывающим особую озабоченность, относятся места присутствия воды. Для предотвращения загрязнения продукта особенно важен контроль зараженности окружающей среды бактериями Listeria, особенно на ключевых участках производства (например, после термообработки). Количество зарегистрированных случаев листериоза в Англии и Уэльсе резко возросло в 1986-1988 гг., причиной чего стал зараженный импортный паштет. Последовавшие предупреждения потребителей привели к снижению количества случаев до обычного годового уровня (100-150 случаев в год).

 

Основная проблема — способность L. monocytogenes к росту при низких температурах. Сообщалось о минимальной температуре роста -0,4 °С. Регулирование температуры, тем не менее, замедляет рост, и, наоборот, нарушение температурного режима при хранении продукта может усугубить имеющиеся проблемы L. monocytogenes более, чем многие другие вегетативные бактерии, устойчива к некоторым механизмам консервирования, используемым в производстве пищевых продуктов (например, к охлаждению и снижению активности воды). Если исследовать отдельно воздействие указанных систем консервирования, можно отметить устойчивость к ним бактерий, но продукты — это сложные системы, и возможность взаимодействия, приводящие к эффективному предотвращению роста. Эффективный метод выявления подобных взаимодействий — это использование в микробиологии прогностических моделей (см. сл. раздел ).

 

 

 

 

 

L. monocytogenes не считается классической термостойкой бактерией. Принято считать, что традиционная пастеризация молока при высокой температуре и непродолжительном времени (HTST, 71,7 °С, 15 с) уничтожает этот микроорганизм, находящийся в молоке в свободном виде. Сообщалось об уменьшении его численности в 10 раз при обработке в течение 8-16 с при 70 °С. Для обеспечения эффективного уничтожения этой бактерии продукты, подвергаемые процессу тепловой обработки с последующим охлаждением, рекомендовано нагревать как минимум до 70 °С в течение 2 мин (или подвергать эквивалентной тепловой обработке). Следует отметить, что борьба с L. monocytogenes в пищевых продуктах и окружающей их среде весьма важна для предприятий, занимающихся производством пищевых продуктов.

 

 

Yersinia enterocolitica

 

Как и L. monocytogenes, Y. enterocolitica впервые была описана около 50 лет назад [98], но до 1970-х гг. почти совершенно игнорировалась как возбудитель заболеваний. Вспышки болезни были связаны с потреблением таких охлажденных продуктов, как пастеризованное молоко, тофу (соевый творог)  и шоколадное молоко. Зафиксированные случаи присутствия Y. enterocolitica в желудочно-кишечной микрофлоре обычно редки, но их количество увеличивается. Как отмечалось выше, это может быть связано не только с фактическим увеличением зараженности, но и с расширением осведомленности об этой бактерии, информированностью о симптомах и с улучшением методик анализа. В некоторых странах (например, в Бельгии и Голландии) по количеству вызванных заболеваний Y. enterocolitica уже превзошла Shigella и даже соперничает с Salmonella [30]. Симптомы иерсиниоза у человека разнообразны, и наиболее распространенный симптом — это острый гастроэнтерит (особенно у детей), проявляющийся в виде диареи, болей в животе, жара и (реже) рвоты. У подростков боли в животе могут быть локализованы в области правой подвздошной впадины и иногда неверно диагностируются как аппендицит. Во время вспышки заболевания, связанной с шоколадным молоком, в 17 из 257 (в 6,6%) случаев был удален аппендикс. Уровень смертности от иерсиниоза низок и кроме случаев, связанных с удалением аппендикса, симптомы через некоторое время проходят сами, редко требуя лечения. У взрослых вторичные симптомы (чаще всего это постинфекционный полиартрит и узловатая эритема) могут наблюдаться несколько недель после того, как типичные желудочно-кишечные симптомы исчезнут.

 

Сообщалось о заражении Y. enterocolitica очень многих продуктов, включая многие охлажденные, то есть сырого и обработанного мяса, птицы, морепродуктов, молока, молочных продуктов и овощей. Осторожность здесь необходима потому, что изоляты, вызывающие заболевание, обычно относятся к нескольким определенным био- серотипам, тогда как изоляты из продуктов и окружающей среды относятся к более широкому их диапазону. Поэтому перед тем, как продукт будет признан представляющим риск для здоровья, необходимо установить патогенность изолятов из продуктов. Серотипы, отвечающие за заболевание человека, часто выделяют из свиней и иногда из продуктов на основе свинины.

 

Минимальная из опубликованных температур роста для У. enterocolitica составила -1,3 °С; эта бактерия относительно хорошо растет при низких температурах. Как и в случае L. monocytogenes, снижение температуры хранения существенно влияет на рост Y. enterocolitica. Кроме того, рост этой бактерии предотвращается хранением продукта в охлажденном виде в сочетании с другими консервирующими факторами. Факторы, влияющие нарост Y. enterocolitica, рассмотрены в работе. Y. enterocolitica — это термочувствительная бактерия, которая легко уничтожается при нагреве, но ее, однако, обнаруживали в подвергнутом тепловой обработке мясе, морепродуктах и пастеризованных молочных продуктах, а это указывает на то, что заражение произошло уже после тепловой обработки. Необходим тщательный контроль наличия Y. enterocolitica в окружающей среде предприятий, производящих пищевые продукты, но этот вопрос пока что относительно мало освещен в литературе.

 

Aeromonas hydrophila

 

По вопросу о роли A. hydrophila как возбудителя пищевых заболеваний до сих пор нет единого мнения, так как отсутствуют сведения о полностью документированных вспышках заболевания. Эти бактерии, однако, не обладает многими характеристиками других патогенных бактерий. Как и для Y. enterocolitica, количество описан­ных случаев гастроэнтерита, вызванного Л. hydrophila, в Англии и Уэльсе возросло в 1980-х гг., и причины этого описаны выше. Случаи пищевых заболеваний, обусловленных A. hydrophila, связаны с потреблением устриц и креветок — и те, и другие относятся к охлажденным продуктам. В роду Aeromonas некоторые основные разновидности, например, A. hydrophila, A. sobria и A. caviae, могут считаться патогенными. Все эти три вида были выделены из многих охлажденных продуктов.

 

Минимальная из известных температур роста для Л. hydrophila составляет от -0,1 до 1,2 °С (проверены четыре штамма), поэтому рост будет происходить при низких температурах хранения. Как и в случае описанных выше психротрофных патогенов, здесь важно регулирование температуры продуктов, а нарушение температурного режима сильно увеличивает скорость роста. Существует относительно мало публикаций по термостойкости Л. hydrophila, но эти бактерии считаются термочувствительными и могут быть легко удалены из продуктов. Влияние других факторов (например. рН, соль, консерванты и т. д.) на рост Л. hydrophila рассмотрено в работе. Мало данных опубликовано и о присутствии Л. hydrophila в производственной среде, но. вероятно, они будут в ней выделены (особенно во влажных зонах).

 

Bacillus cereus

 

Роль В. cereus как бактерий, вызывающих порчу охлажденных продуктов, общепризнана. Многие их штаммы могут расти даже при температуре 1 °С. Эти бактерии могут также вызывать пищевое отравление, но количество описанных случаев обычно мало. Известные минимальные температуры роста этих штаммов — обычно 10-15° С, хотя некоторые изоляты, полученные при вспышках заболевания, вызванных потреблением пирогов с овощами, пастеризованного молока и трески, могли расти и образовывать токсины при 4 °С. Кроме того, психротрофные штаммы, предположительно вызывающие образование энтеротоксинов, были выделены из пастеризованного молока и некоторых видов подвергнутого тепловой обработке и охлажденного мяса. При нарушении температурного режима хранения продукта (при повышении температуры от 4 до 7 °С) время до обнаружения токсина снижалось на 50%.

 

Bacillus cereus может играть большую роль в продуктах, подвергнутых нагреву или пастеризации, так как тепловая обработка может устранить конкурирующие микроорганизмы. При последующем хранении в охлажденном виде споры, перенесшие тепловую обработку, в состоянии развиваться и расти. Хотя в настоящее время опубликованной информации довольно мало, термостойкость психротрофной В. cereus (и других родственных видов) обычно ниже, чем термостойкость мезофильных штаммов. Другие виды Bacillus (например, В. subtilis и В. licheniformis) могут также вызывать заболевания человека. Хотя психротрофные штаммы этих бактерий были выделены из молока, их связь с заболеваниями людей в настоящее время неясна.

 

Clostridium botulinum

 

Ботулизм у человека вызывается поступлением в организм с пищей  нейротоксина, семь видов которого (обозначаемых буквами от А до G) могут быть выделены на основе антигенного анализа. Традиционно пищевое отравление вызывалось видами А и В. В настоящее время общепризнано, что типы Е и F после попадания в организм образованного ранее токсина могут также вызывать заболевание. Болезнетворные штаммы могут быть разделены на две основные группы. Во-первых, типы A и некоторые штаммы В и F являются протеолитическими и поэтому зачастую, если происходит значительный их рост, вызывают гниение продуктов. Во-вторых, вид Е и другие штаммы видов В и F, являются непротеолитическими, и поэтому последствия их роста в пищевых продуктах будут менее явными.

 

Считается, что минимальная температура  роста мезофильных протеолитических штаммов равна 10 °С, поэтому в охлажденных продуктах их роль ограничена. В 1961 г. сообщалось, что вид E CI. botulinum мог расти и образовывать токсины в тушеной говядине после выдерживания при 3,3 °С в течение 32 дней. В настоящее время признано, что непротеолитические штаммы видов В и ^также способны к росту и образованию токсинов при температуре 5 °С или ниже. Поэтому эти непротеолитические штаммы могут расти в охлажденных продуктах.

 

Рост непротеолитической CI. botulinum особенно опасен при пастеризации в упаковке под вакуумом. Эта обработка состоит в упаковке продуктов под вакуумом в непроницаемые для воздуха герметизированные емкости, которые затем подвергают тепловой обработке и хранят в охлажденном виде длительное время. Время и температура тепловой обработки определяются видом продукта, способствуют уничтожению вегетативных клеток микроорганизмов, но могут оказаться недостаточными для уничтожения спор бактерий, которые впоследствии могут развиваться и расти анаэробно г.ри холодильном хранении.

 

Следует отметить, что термоустойчивость психротрофных непротеолитических штаммов значительно ниже, чем мезофильных протеолитических штаммов (табл. 7.3). Риск ботулизма в продуктах после пастеризации в упаковке под вакуумом может быть сведен к минимуму путем применения при нагревании соответствующего временно-температурного режима, хорошего регулирования температуры при хранении в охлажденном виде и/или внесения изменений в состав продукта для предотвращения роста микроорганизмов. Минимальные значения рН и aw для роста для протеолитических и непротеолитических штаммов также различны (см. табл. 7.3). В целом же непротеолитические штаммы менее устойчивы к низким значениям рН