Микрофлора продуктов при холодильном хранении
Рост психрофильных, как и всех других бактерий, проходит через пять основных фаз. Наиболее значительными являются три фазы: I — лаг-фаза, или фаза задержки роста (число клеток не растет или несколько уменьшается); длительность лаг-фазы даже для одного и того же вида или группы родственных микроорганизмов — величина переменная. Если микроорганизмы уже находились в условиях низких температур и в состоянии активного роста, то лаг-фаза более короткая. Лаг-фаза роста удлиняется с понижением температуры. II — логарифмическая фаза — бактерии размножаются с одинаковой скоростью. Скорость размножения (время генерации, или время, необходимое для удвоения числа клеток) при одинаковых температурах и других постоянных условиях для бактерий одного вида — величина постоянная, но изменяется с изменением температуры. Поэтому кроме вышеуказанного показателя определения психрофильности — по времени до появления видимого роста при 0° С — для бактерий рекомендуется принимать также время генерации в логарифмической фазе роста при 0°С.
У типичных психрофильных, неспоровых аэробных бактерий при 0°С время генерации около 20 ч.
Время генерации изменяется в зависимости от температуры.
Третья (III) из основных фаз называется максимальной стационарной и показывает предельно-максимальное количество вырастающих в данных условиях бактерий. В аэробных условиях количество аэробных психрофильных бактерий на единицу измерения — массы (1 г), объема (1 мл), поверхности (1 см 2 ) — достигает в этой фазе примерно l0 10 и более; количество психрофильных микроаэрофильных и факультативно-анаэробных в отсутствие доступа воздуха к продукту поднимается только до 10 7-8 (1 г; 1 мл; l см 2 ).
Грамотрицательные, аэробные, неспоровые палочки и кокки.
Клетки одиночные, прямые или искривленные палочки, подвижные, с полярными жгутиками (один или несколько), преимущественно строгие аэробы, каталазоположительные, большинство членов рода оксидазоположительные, обладают аргининдигидролазой. Одни из них действуют на глюкозу окислительно и образуют диффундирующий в среду флюоресцирующий пигмент, другие не образуют его.
Бактерий рода Pseudomonas подразделяют на секции и подсекции. Известные психрофильные виды Pseudomonas относятся в основном к секции I, подсекции AIa. Большинство штаммов этих бактерий образуют диффундирующие в среду желтовато-зеленые флюоресцирующие в ультрафиолетовом свете пигменты. Эти штаммы обладают аргининдигидролазой, оксидазоположительные.
Первое место среди психрофильных бактерий рода Pseudomonas занимают бактерии видов Pseudomonas fluorescens (1-4 биотипы + биотип «разнообразные штаммы») и Pseudomonas putida. Известные как психрофильные бактерии некоторых других видов рода Pseudomonas в определителе Берджи указаны или как синонимы с другими видами (Ps. convexa, Ps. striata и др. синонимы с Ps. putida), или отнесены к биотипу «разнообразные штаммы» (биотип G по Stanier I и др.) и приписаны к Ps. fluorescens, но сомнительные (Ps. schuyekilliensis и Ps. geniculata и др.) — или указаны в приложениях (Addenda) к роду Pseudomonas как виды с незавершенным описанием (Ps. fragi, Ps. taetrolens, Ps. nigrifaciens) или как виды, недостаточно изученные (species incertae sedis), — Ps. putrefaciens. Бактерии этого вида с полярными и латеральными жгутиками не образуют флюоресцирующего пигмента, колонии коричневатые, аргинина не разлагают, оксидазоположительные или инертные.
Психрофильные бактерии Pseudomonas spp. размножались при температурах, включая -7° С, Ps. fluorescens при температурах от -4 до -6,5° С. Рост Ps. fluorescens при -5° С наблюдался на 15-й день и Ps. putida при -2° С — на 18-й день выдержки посевов на незамерзшей среде.
Психрофильные бактерии рода Pseudomonas могут вызывать глубокие гнилостного вида изменения белковых продуктов и являются основными возбудителями бактериальной порчи их при хранении в охлажденном и частично замороженном виде в аэробных условиях свыше допустимых сроков. Бактерии, относимые к виду Ps. putrefaciens, благодаря наличию внеклеточных ферментов, рибонуклеазы, а особенно дезоксирибонуклеазы, отличаются активным действием на нуклеотиды, вызывая их распад с образованием H2S. Этот признак предлагается в качестве показателя при определении принадлежности штаммов бактерий к этому виду.
Бактерии рода Pseudomonas могут также воздействовать на жиры. Ранее наравне с грамотрицательными аэробными психрофильными бактериями рода Pseudomonas обычно называли подвижные с перитрихиальными жгутиками или неподвижные бактерии рода Achromobacter. В настоящее время подвижные бактерии под этим родовым названием по причине сходства их с современным описанием рода Alcaligenes не признаются в качестве самостоятельной таксономической группы. Безжгутиковые бактерии рода Achromobacter, а также безжгутиковые бактерии рода Alcaligenes отнесены к родам Moraxella и Acinetobacter. В литературе по микробиологии холодильного хранения продуктов бактерии под названием Achromobacter, а часто как член группы Pseudomonas — Achromobacter указывались ранее в группе психрофильных бактерий.
Род неопределенного родства.
Род Alcaligenes. Клетки палочковидные, коккобактерии или кокки, обычно одиночные, подвижные, с перитрихиальными жгутиками (1-4, редко до 8) грамотрицательные, строгие аэробы, оксидазоположительные, бесцветные, не образуют кислоты из глюкозы, подщелачивают молоко.
Грамотрицательные, факультативно-анаэробные, неспоровые палочки.
Род Vibrio. Палочки, прямые или изогнутые в пол-оборота, подвижные, с полярными (чаще с одним) жгутиками, метаболизм окислительный и ферментативный; метаболизм углеводов ферментативный, образуют кислоту, но без СО2 или Н2; оксидазоположительные, палочки бесцветные или желтые могут разжижать желатину и гидролизовать казеин.
Род Aeromonas. Клетки прямые, палочковидные до кокковидных; поодиночке, в парах или цепочках, подвижные, с полярными жгутиками, некоторые неподвижные; с положительной оксидазной и каталазной реакциями; биохимически активны, метаболизм окислительный и ферментативный; кислоту из глюкозы образуют ферментативно, одни с образованием газа (СО2 и Н2), другие не образуют его; разлагают аргинин; диффундирующего в среду пигмента не образуют или образуют коричневый.
Психрофильными свойствами обладают многие штаммы вида Aeromonas hydrophila.
Род неопределенного родства.
Род Flavobacterium. Клетки от коккобактерий до тонких палочек, подвижные с перитрихиальными жгутиками или неподвижные, неспоровые, грамотрицательные, главным образом аэробные.
Некоторые факультативно анаэробные, образуют водонерастворимый пигмент от светло-желтого до бурого цвета. Flavobacterium deciduosum росли при -6,5°, Flavobacterium sulfureum при -8°, рост пяти штаммов Flavobacterium при -5° наблюдался на 15-20-й день выдержки посевов.
Грамотрицательные неспоровые кокки и коккобактерии.
Род Моrахеllа. Очень короткие, округлые палочки, часто приближаются к кокковидным, преобладают в парах и коротких цепочках. В некоторых культурах наблюдается полиморфизм в размере и форме клеток, нитях и длинных цепочках. Этому способствуют недостаток кислорода и температура выше оптимальной. Жгутиков не имеют. Некоторые штаммы в особых условиях (на твердых поверхностях) изгибанием клетки способны передвигаться, углеводы не используют, оксидазо- и обычно каталазоположительные, строгие аэробы.
Род Acinetobacter. Короткие палочковидной формы в логарифмической фазе, но почти сферической, кокковидной в стационарной фазе роста. Преобладают в парах, но в стационарной фазе могут образовать цепочки. Могут быть крупные неправильной формы клетки и нити. Жгутиков не имеют; некоторые штаммы в особых условиях (на твердых поверхностях) могут передвигаться изгибанием клетки. Иногда могут образовать кислоту из углеводов. Оксидазоотрицательные, каталазоположительные; строгие аэробы.
Род Micrococcus. Клетки круглые, одиночные, в парах и беспорядочных кучках, неподвижные, аэробные, каталазоположительные. Представители рода Micrococcus росли при температурах, включая -5° С. Выделенные из свиной колбасы Micrococcus cryophilus росли в температурных пределах от -4 до 24° С с оптимумом 10° С.
Род Leuconostoc. Клетки круглые, но часто линзообразные, обычно в парах и цепочках, неподвижные, каталазоотрицательные, факультативно-анаэробные, глюкозу ферментируют. Отличаются слизеобразованием, особенно при пониженных температурах. Росли при 2° С.
Грамположительные спорообразующие палочки.
Аэробные, род Bacillus. Виды аэробных (и факультативно-анаэробных) психрофильных бактерий рода Bacillus выделяют из почвы, ила и воды. Температурные пределы их роста приблизительно на 10° С ниже по сравнению с мезофильными того же рода. На незамерзшей среде они росли при -2 и -4,5° С.
Психрофильные штаммы бактерий рода Bacillus выделяли также из молока, которое после нагревания до 80° С хранилось при температуре 4-7° С в течение 3-4 недель. Эти штаммы, сходные с Вас. subtilis, Вас. coagulans и Вас. circulans, росли при 0±1°С со скоростью, свойственной психрофильным Pseudomonas. Штаммы Вас. circulans в молоке образовали фруктовый запах, позже наблюдалось прогоркание. Количество бактерий ко времени образования постороннего привкуса было равно 5х10 7 /мл.
Анаэробные, род Clostridium. Выделенные из сырого молока аэротолерантные штаммы бактерий, сходные с Clostridium carnis, росли при 0-1°С, а строгоанаэробные Clostridium hastiforme — при 4° С. Оптимальная температура их 22-30° С. Бактерии Clostridium botulinum типа Е росли и образовали токсин при 3,3 и 4° С.
В ряде работ сообщается о прорастании спор спорообразующих бактерий ниже температурного минимума их роста и при минусовых температурах.
Грамположительные неспоровые палочковидные.
Род Lactobacillus. Палочки неподвижные, от длинных и тонких до коротких коккобактерии, цепочки образуются обычно в логарифмической фазе, микроаэрофильные, факультативно-анаэробные, некоторые анаэробные, ферментативно действуют на глюкозу. Одни бактерии образуют из глюкозы только или почти только молочную кислоту (гомоферментативные), другие кроме нее — уксусную кислоту, спирт и СО2 (гетероферментативные), желатин не разжижают, казеин не усваивают, каталазы не образуют. Устойчивы к СО2 и даже нуждаются в ней. Рост бактерий на поверхности часто увеличивается при 5-10% СО2. Некоторые бактерии способны размножаться при низких температурах в молоке, на мясе и изготовленных из них продуктах. На мясе и мясных продуктах могут стать преобладающими, если доступ воздуха к ним ограничен упаковкой в газонепроницаемые и плотно прилегающие к ним пленки, под вакуумом, в атмосфере азота или если эти продукты подвергались облучению небольшими дозами, а также в глубоких слоях измельченного мяса, когда рост аэробных бактерий не наблюдается или сильно задержан. Рост бактерий Lactobacillus наблюдался при температуре до -4° С.
Являясь антагонистами гнилостным бактериям, лактобациллы оказывают полезное действие. Однако наличие кислоты может снижать вкусовые качества продуктов. Лактобациллы на поверхности продуктов образуют слизь.
Actinomyces и родственные организмы.
Коринеформная (Coryneform) группа.
Выделяемые с продуктов психрофильные бактерии этой группы относятся в основном к родам Corynebacterium и Arthrobacter, а также к Genera incertas sedis (к родам, недостаточно изученным), Brevibacterium и Microbacterium.
К группе коринеформных бактерий относятся неспоровые, грамположительные или грамвариабельные бактерии, часто окрашиваются с образованием окрашенных сегментов или метахроматических гранул, в молодых культурах прямые до слегка искривленных и разные по длине палочки, некоторые бактерии могут образовать вздутия (клюшкообразные); в более старых культурах, в разных отношениях с палочковидными у разных родов, бактерии могут принять кокковидную форму; обычно неподвижные, большая или меньшая часть клеток при делении, ломаясь под углом, образуют — V-форму или располагаются палисадным строем — |||||; аэробные или факультативно-анаэробные, преимущественно каталазоположительные. В пределах каждого рода бактерии различаются по действию на субстрат — одни протеолитические и липолитические, другие инертные, одни могут сбраживать глюкозу до рН ниже 5,5, другие синтезируют углеводы до полисахаридов, что ведет к ослизнению продуктов.
По окраске различаются от бесцветных до оранжевых.
Характеристика рода Corynebacterium аналогична характеристике всей группы коринеформных бактерий, но у подгруппы почвенных признаки могут быть менее выражены, чем у патогенных и фитопатогенных бактерий этого рода.
Бактерии рода Arthrobacter отличаются резким изменением формы клеток из палочковидной в кокковидную. Последняя становится преобладающей в культуре уже через 1-2 дня, культуры двух- семидневные полностью или в значительной степени состоят из кокковых форм. В палочковидной форме бактерии часто грамотрицательные с грамположительными гранулами, в кокковидной форме — грамположительные.
Полиморфизм и окрашивание по Грамму штаммов Arthrobacter вызывались также изменением температуры. При 0-10° С бактерии были грамотрицательными и мицелиальной формы, при 20° С — грамположительными, кокковидной формы.
Часть палочковидных клеток располагается под углом (V- и Y-образно) одна к другой, но встречается и более сложное расположение.
Палочки неподвижные или движутся одним полярным или несколькими латеральными жгутиками; каталазоположительные, строгие аэробы. Метаболизм респираторный. Не выдерживают нагревания при 63° С в течение 30 мин в снятом молоке. Оптимальная температура роста 20-30° С, многие штаммы растут при 0° С.
Бактерии рода Brevibacterium имеют различные по форме клетки, неподвижные, грамположительные, иногда пигментные (нерастворимые в воде), аэробные или факультативно-анаэробные.
Из рода Microbacterium наиболее известны как психрофильные бактерии вида Microbacterium thermosphactum. В чистых культурах клетки этих бактерий полиморфные. В логарифмической фазе роста (молодые культуры) и в условиях, благоприятных для образования каталазы (эти бактерии каталазоположительные), — на периферии колоний — бактерии палочковидные в длинных цепочках; в стационарной фазе, а также в центре колоний — они кокковидные, в коротких цепочках или кучках. Эти бактерии располагаются под углом одна к другой — V — и палисадным строем — ||||| неподвижные, грамположительные, ферментируют углеводы с образованием L + молочной кислоты. На питательной среде колонии мелкие (диаметром 1-1,5 мм), круглые, гладкие, блестящие, бесцветные. Оптимальная температура их роста 20-22° С. Хороший рост при 0-1°С наблюдался на седьмой день. Microbacterium thermosphactum по сравнению с другими видами рода Microbacterium отличаются меньшей термостойкостью. Они не выживают при нагревании в течение 5 мин при 63° С. Microbacterium thermosphactum растут в аэробных условиях, но могут стать преобладающими в исключающих рост аэробных бактерий анаэробных условиях (факультативные анаэробы).
Сходных с этими бактериями выделяли также из продуктов, когда на них был исключен или задержан (при хранении под вакуумом или в атмосфере азота, после облучения) рост Pseudomonas и родственных им бактерий.
Максимум количества сходных с Microbacterium thermosphactum бактерий на мясе при хранении его при 0°С в атмосфере азота был около 10 8 на 1 г продукта. При хорошем внешнем виде продукт имел кислый запах, а в вареном виде — неприятный посторонний вкус. Значение рН продукта понизилось от 5,6 до 5,1, а в другом случае — от 6,2 до 5,7.
Рост бактерий родов Corynebacterium, Brevibacterium и Microbacterium наблюдался на птице при -2,5° С и прежде, чем он был подавлен дрожжами и плесенями, при -5° С.
На продуктах при их холодильном хранении в условиях, задерживающих рост типичных психрофилов, наблюдается иногда рост бактерий других групп. Их относят к психротрофам. Это бактерии родов Enterobacter и Klebsiella, а также кокковые бактерии рода Streptococcus и др.
Источник