Микробиологические процессы при холодильном хранении мяса и мясопродутов

2.1. Изменение  микрофлоры мяса при холодильном  хранении

На холодильниках  и мясокомбинатах мясо и мясопродукты хранят при низких температурах в  охлажденном и замороженном виде.

В процессе холодильного хранения в зависимости от температурных  режимов хранения охлажденного и мороженого мяса происходят неодинаковые изменения количественного и группового состава микрофлоры, размножение которой может вызвать порчу продукта.

Микрофлора охлажденного мяса. Микрофлора мяса, поступающего на хранение в камеры охлаждения, разнообразна по составу и обычно представлена мезофилами, термофилами и психрофилами, то есть микроорганизмами, имеющими неодинаковые температурные пределы роста.

К концу охлаждения в глубоких слоях мяса температура  должна достигать 0–4°С. Следовательно, на охлажденном мясе в процессе хранения могут развиваться только те микроорганизмы, которые имеют наиболее низкие температурные пределы роста и размножения, т. е. психрофильные.

Термофильные  и большинство мезофильных микроорганизмов, которые не развиваются при температурах, близких к 0°С, после охлаждения мяса полностью приостанавливают свою жизнедеятельность, переходя в анабиоз. В процессе последующего хранения продукта эти микроорганизмы постепенно отмирают и, следовательно, их количество уменьшается. Но некоторые патогенные и токсигенные бактерии из группы мезофиллов (сальмонеллы, токсигенные стафилококки и др.) длительное время сохраняют жизнеспособность при низких температурах и не отмирают при хранении охлажденного мяса.

Размножение микроорганизмов  в мясе при низких температурах проходит несколько фаз (лаг-фазу, логарифмическую, максимальную стационарную и фазу отмирания). В начальный период хранения охлажденного мяса психрофильные микроорганизмы, находясь в лаг-фазе (фазе задержки роста), некоторое время не размножаются или их размножение происходит в незначительной степени. По этой причине состав микрофлоры мяса в этот период почти не изменяется.

Продолжительность фазы задержки роста психрофильных  микроорганизмов зависит от того, при какой температуре находилось мясо перед поступлением на хранение. Если мясо поступает из камер с более низкой температурой (3–4°С) и в нем содержатся психрофильные микроорганизмы в состоянии активного роста, то лаг-фаза будет менее продолжительной.

На продолжительность  фазы задержки роста психрофилов влияют также скорость охлаждения, температура и влажность воздуха при хранении мяса. При резком и быстром охлаждении, более низкой температуре и влажности лаг-фаза увеличивается.

На длительность лаг-фазы существенно влияет степень обсемененности микроорганизмами мясных туш, поступивших на хранение. Чем ниже степень обсемененности мяса, тем более длительной будет задержка роста находящихся на нем микроорганизмов. При соблюдении установленного температурно-влажностного режима (относительная влажность 85–90 %, температура воздуха от -1 до +1 °С) на охлажденном мясе, полученном в результате убоя здоровых, отдохнувших животных с соблюдением всех основных санитарных правил и имеющем обычно незначительную микробную обсемененность, размножение микроорганизмов задерживается на 3–5 дней и более. При высокой степени загрязнения мяса микроорганизмами фаза задержки роста микроорганизмов сокращается до одних суток, а иногда составляет всего несколько часов.

По истечении  лаг-фазы начинают усиленно размножаться психрофильные микроорганизмы (логарифмическая фаза), и их число резко возрастает.

В зависимости  от условий хранения охлажденного мяса (определенных температур, газового состава  атмосферы и влажности воздуха) наиболее активно размножаются только некоторые психрофильные микроорганизмы, для развития которых эти определенные условия хранения оказались наиболее благоприятными. Остальные психрофилы вследствие недостаточной влажности и пониженной температуры, газового состава атмосферы, непригодного для их развития, или в результате подавления их роста другими видами психрофильных микроорганизмов, обладающими антагонистической способностью, не размножаются и постепенно отмирают. Психрофильные микроорганизмы, способные активно размножаться, со временем становятся преобладающими в составе микрофлоры продуктов, хранящихся в данных условиях.

На охлажденном  мясе в аэробных условиях хранения размножаются неспорообразующие грамотрицательные  бактерии рода псевдомонас и ахромобактер, а также плесневые грибы и аэробные дрожжи, преимущественно родов родоторула (Rhodotorula) и торулопсис. Активность развития той или иной группы этих психрофильных микроорганизмов зависит от температурно-влажностного режима хранения мяса.

В условиях, неблагоприятных  для развития психрофильных аэробных бактерий (пониженная влажность и более низкая температура хранения), наблюдается активный рост плесневых грибов и аэробных дрожжей, которые имеют более низкие температурные пределы роста и менее требовательны к влажности.

Если при хранении охлажденного мяса в процессе холодильной обработки применяют дополнительные средства (частичную замену воздуха диоксидом углерода, полную замену воздуха азотом, вакуумную упаковку), то создаются условия, неблагоприятные для развития аэробных микроорганизмов (аэробные бактерии, плесневые грибы, аэробные дрожжи). Размножение этих психрофильных микроорганизмов задерживается или полностью подавляется. В таких условиях хранения активно размножаются психрофильные микроаэрофильные и факультативно-анаэробные лактобациллы и микробактерии, а также факультативно-анаэробные грамотрицательные бактерии рода аэромонас (Аегоmonas), способные развиваться в анаэробных условиях.

При активном размножении  микроорганизмов в результате их жизнедеятельности в конце стационарной фазы может наступить порча охлажденного мяса.

Микрофлора мороженого мяса. Во время замораживания мяса отмирает значительное количество микроорганизмов, содержащихся в охлажденном мясе. Кроме низкой температуры на микроорганизмы губительно действуют высокая концентрация растворенных в продукте веществ и пониженная влажность, создающиеся в результате вымерзания воды, изменение содержащихся в клетках белков и механическое действие льда, образующегося вне клетки, а при быстром замораживании — и внутри клетки.

Микроорганизмы  отмирают как в процессе замораживания  мяса, так и в процессе его последующего хранения в замороженном состоянии. Отмирание микроорганизмов во время  замораживания находится в прямой зависимости от скорости и степени  понижения температуры. Чем ниже температура (-18...-20 °С) и выше скорость замораживания, тем больше погибает микроорганизмов. При медленном неглубоком замораживании до температуры не ниже -10...-12°С микроорганизмов отмирает значительно меньше.

При одинаковых условиях замораживания скорость отмирания микроорганизмов зависит от видовой и родовой принадлежности, возраста и состояния микробных клеток в момент замораживания. Неспорообразующие бактерии и вегетативные клетки спорообразующих бактерий погибают быстрее, чем споры.

Среди неспорообразующих бактерий энтерококки (фекальные стрептококки) и стафилококки более устойчивы к замораживанию, чем, например, такие, как палочка протея и кишечная палочка. Наиболее устойчивы к действию низких температур плесневые грибы и дрожжи. Молодые микробные клетки менее стойки, чем старые. Именно этим можно объяснить тот факт, что аэробные психрофильные бактерии отмирают во время замораживания быстрее, чем мезофильные, поскольку клетки последних находятся в охлажденном мясе в состоянии анабиоза, а клетки психрофильных — молодые.

В процессе хранения мороженого мяса отмирание микроорганизмов, выживших при замораживании, замедляется. Скорость отмирания микроорганизмов  при хранении мороженого мяса в отличие  от замораживания находится в  обратной зависимости от температуры: чем ниже температура, тем медленнее происходит отмирание. При -18…-20°С микроорганизмов отмирает значительно меньше, чем при -10...-12°С.

Несмотря на то, что при замораживании и  хранении уменьшается число жизнеспособных микробных клеток, полного отмирания микроорганизмов в мороженом мясе не происходит.

Даже после  длительного хранения мороженого мяса оно не становится стерильным и может  содержать много живых сапрофитных  микроорганизмов - возбудителей порчи, а иногда и патогенных бактерий. Большинство плесневых грибов и дрожжей на мороженом мясе при -18°С не погибают в течение 3 лет. При -15...-20°С токсигенные стафилококки сохраняют жизнеспособность на мороженом мясе до 30 дней, а сальмонеллы — до 6 мес. и более. При -20°С содержание кишечной палочки уменьшается только через 6 мес., а энтерококков остается практически постоянным в течение 9 мес. хранения мороженых продуктов.

Минимальная предельная температура роста психрофильных  микроорганизмов выше -10°С, поэтому  при хранении мяса ниже -10°С психрофилы, как и мезофильные микроорганизмы, не размножаются, а частично отмирают. В соответствии с этим по действующей в нашей стране технологической инструкции мороженое мясо рекомендуется хранить при -12°С и ниже, что позволяет сохранять его практически неограниченное время без признаков порчи.

При температуре  хранения выше -10°С на мясе могут размножаться психрофильные микроорганизмы (преимущественно  плесневые грибы), которые менее  чувствительны к пониженной влажности  и высокой концентрации растворенных в продукте солей, создающихся в результате вымерзания воды. При температурах, близких к -10°С (-5...-10°С), размножаются плесени гроздевидная и тамнидиум; при температурах около -5°С и выше — плесени кистевидная и головчатая. Некоторые дрожжи также растут на мясе при температуре около -5°С. При -3°С и выше на мороженом мясе иногда размножаются отдельные виды бактерий.

Развиваясь на мороженом продукте при температурах выше -10°С, микроорганизмы могут вызывать во время длительного хранения его  порчу.

Микроорганизмы, выжившие в процессе хранения мороженого мяса, при его оттаивании начинают размножаться, так как происходят выделение мышечного сока и увлажнение поверхности, т. е. создаются благоприятные условия. Интенсивность размножения микроорганизмов во многом зависит от способа замораживания. При медленном неглубоком замораживании в мышечной ткани образуются крупные кристаллы льда, что обусловливает разрыв оболочек большого количества клеток мышечных волокон и выделение значительного количества мышечного сока. В результате быстрого глубокого замораживания в мышечной ткани образуются мелкие кристаллы льда, которые не травмируют оболочек окружающих их клеток ткани. После оттаивания мышечный сок проникает обратно в мышечные волокна и почти не выделяется. На активность размножения микроорганизмов во время размораживания влияет также температура.

Если размораживание проводят при повышенной температуре (20–25°С), то к тому времени, когда  оттают глубинные участки мышечной ткани, на поверхности туши происходит интенсивное размножение микробов. При медленном размораживании (низкой плюсовой температуре 1–8°С) микроорганизмы размножаются на поверхности мясных туш менее активно. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.4. Виды порчи  мяса

При нарушении  режимов и сроков холодильного хранения мяса в результате размножения микроорганизмов может изменяться его качество, что приводит к порче продукта. Различают несколько видов порчи охлажденного, мороженого и размороженного мяса: ослизнение, гниение, кислое (кислотное) брожение, пигментация (появление пигментных пятен), свечение и плесневение.

Ослизнение. Оно  обычно наблюдается в начальный  период хранения охлажденного мяса. На поверхности мясных туш появляется сплошной слизистый налет, состоящий  из различных бактерий, дрожжей, иногда и других микроорганизмов. Основные возбудители ослизнения — аэробные психрофильные грамотрицательные бактерии, чаще всего из рода псевдомонас.

Кроме этих микроорганизмов  на поверхности мяса размножаются и  участвуют в образовании ослизнения аэробные дрожжи. В случае хранения мяса при температуре –5°С размножаются микрококки, стрептококки, актиномицеты, некоторые гнилостные бактерии и другие мезофильные микроорганизмы, имеющие наиболее низкую минимальную температуру роста. В случае хранения мяса в анаэробных условиях ослизнение могут вызывать психрофильные лактобациллы, микробактерии рода аэромонас.

Размножающиеся  на мясе микроорганизмы сначала образуют отдельные колонии, которые затем  сливаются в виде сплошного мажущегося слизистого налета мутно-серого или  буровато-зеленого цвета.

Появление ослизнения зависит от влажности воздуха и температуры хранения. Чем ниже температура хранения и меньше относительная влажность воздуха, тем дольше сохраняется мясо без признаков порчи.

При одной и  той же температуре и относительной  влажности воздуха скорость появления ослизнения зависит от степени исходной обсемененности мяса микроорганизмами. При 0°С и относительной влажности 85 % на мясе, содержащем 106 и более микробных клеток на 1 см2, признаки порчи наблюдаются уже через сутки хранения. При исходной микробной обсемененности не более 103 на 1 см2 ослизнение появляется только через 13 суток.

При ослизнении мясо зачищают, удаляя измененные участки, и при отсутствии отклонений по показателям  свежести немедленно используют на промышленную переработку. В случае изменения свежести мясо исследуют в лаборатории и используют в зависимости от полученных результатов.

Гниение. При  хранении мяса с признаками ослизнения происходит дальнейшая его порча  — гниение. Его вызывают различные  аэробные и факультативно-анаэробные неспорообразующие бактерии, а также спорообразующие аэробные и анаэробные бактерии.

При температуре  хранения около 0°С гниение в основном обусловливается жизнедеятельностью психрофильных бактерий, чаще всего  рода псевдомонас. При повышенных температурах хранения гниение мяса вызывают мезофильные гнилостные микроорганизмы: неспорообразующие бактерии — палочка обыкновенного протея (Proteus vulgaris) и чудесная палочка (Serratia marcescens), сенная палочка (Вас. subtilis), картофельная палочка (Вас. mesentericus), грибовидная палочка (Вас. mycoides) и другие аэробные бациллы; анаэробные клостридии — палочка спорогенес (Cl. sporogenes), палочка путрификус (Cl. putrificus) и палочка перфрингенс (Cl. perfringens).

Гниение может  происходить как в аэробных, так и в анаэробных условиях. В процессе гниения под влиянием протеолитических ферментов гнилостных бактерий осуществляется постепенный распад белков мяса с образованием неорганических конечных продуктов — аммиака, сероводорода, диоксида углерода, воды и гипофосфатов (при аэробном процессе) — или, кроме того, с накоплением большого количества органических веществ, образующихся в результате неполного окисления продуктов дезаминирования аминокислот — индола, скатола, масляной и других органических кислот, спиртов, аминов ( при анаэробном процессе). Многие из продуктов распада белков (индол, скатол, сероводород, аммиак, масляная кислота) придают мясу неприятный, гнилостный запах.

Гниение, вызываемое аэробными и факультативно-анаэробными  бактериями, попавшими на мясо при экзогенном обсеменении после убоя, разделки и хранения мяса, начинается с поверхности мясных туш. Вначале на ней вырастают микроскопические микробные колонии. Видимых органолептических изменений мяса в это время не отмечается. Затем колонии разрастаются, их количество увеличивается. Поверхность мяса приобретает серую или серовато-зеленую окраску, размягчается. Понижается упругость мышечной ткани, изменяется запах мяса. В дальнейшем гнилостные бактерии проникают в толщу мяса и вызывают распад мышечной ткани. Реакция мяса постепенно переходит из слабокислой в щелочную вследствие образования аммиака и других соединений.

Анаэробное гниение  мяса начинается в глубине мышечной ткани. Оно вызывается анаэробными  и факультативно-анаэробными бактериями, чаще всего проникающими в мясо из кишечного тракта эндогенным путем. При анаэробном гниении наблюдаются такие же изменения цвета, консистенции и других органолептических показателей мяса, как при аэробном процессе гнилостного распада, которые сопровождаются еще более неприятным, зловонным запахом, так как при этом образуется значительно большее количество дурно пахнущих веществ. В обычных условиях при гниении мяса чаще всего одновременно происходят как анаэробные, так и аэробные процессы.

Мясо с признаками гниения непригодно для пищевых целей и подлежит технической утилизации, так как содержит много ядовитых веществ.

Кислое брожение. Иногда мясо подвергается кислому брожению, которое сопровождается появлением неприятного, кислого запаха или  зеленовато-серой окраски на разрезе и размягчением мышечной ткани. Возбудителями этого вида порчи являются психрофильные лактобациллы, микробактерии и дрожжи, которые способны развиваться в глубине мышечной ткани, где создается низкая концентрация кислорода. Эти микроорганизмы, размножаясь в продукте, ферментируют углеводы мышечной ткани с выделением органических кислот.

К процессу кислого  брожения может присоединиться процесс  гниения, поэтому мясо с названными признаками можно использовать на основании  результатов лабораторного исследования.

Пигментация. На поверхности мяса вследствие размножения  и образования колоний пигментобразующих  микроорганизмов появляются окрашенные пятна. Возбудители пигментации  — флуоресцирующая палочка (В. fluorescens), синегнойная палочка (В. руосуапеа), чудесная палочка (Serratia marcescens) и другие аэробные бактерии, различные сарцины, пигментные дрожжи, чаще всего рода Torula.

При отсутствии отклонений в показателях свежести мясо после удаления пигментных пятен  направляют на немедленную промышленную переработку.

Свечение. Этот вид порчи возникает в результате размножения на поверхности мясной туши фотогенных (светящихся) бактерий, которые обладают способностью свечения — фосфоресценцией. Свечение обусловлено  наличием в клетках светящихся бактерий фотогенного вещества (люциферина), которое окисляется кислородом при участии фермента люциферазы. Фотогенные бактерии являются облигатными аэробами и обладают психрофильностью. К группе фотобактерий относят различные неспорообразующие грамотрицательные и грамположительные палочки, кокки и вибрионы. Типичный представитель фотогенных бактерий — фотобактериум фосфореум (Photobact. phosphoreum) — подвижная коккоподобная палочка. Большинство светящихся бактерий содержится в морской воде и на теле обитателей моря, в том числе на рыбе. Поэтому эти микроорганизмы часто попадают на мясо при его хранении вместе с рыбой.

Фотогенные бактерии хорошо размножаются на рыбе и мясе, но не вызывают изменений их запаха, консистенции и других органолептических  показателей.

После зачистки пораженных участков мясо с признаками свечения направляют на немедленную промышленную переработку.

Плесневение. При  соблюдении установленного температурно-влажностного режима хранения плесневение охлажденного мяса наблюдается редко, так как  развитие возбудителей этого вида порчи — плесневых грибов обычно подавляется активно растущими психрофильными аэробными бактериями. Оно происходит только в случаях хранения охлажденного мяса при более низкой температуре и в условиях пониженной влажности, поскольку плесневые грибы менее требовательны к влажности и имеют более низкие температурные пределы роста, чем аэробные бактерии.

Возбудителями плесневения мороженого мяса чаще всего  являются плесени родов тамнидиум (Thamnidium), ризопус (Rhizopus) и кладоспориум (Cladosporium), которые имеют наиболее низкую минимальную температуру роста и активно размножаются в условиях холодильного хранениями –5...–10°С, когда рост других плесневых грибов прекращается или сильно задерживается. Плесени — аэробные микроорганизмы и развиваются, как правило, на поверхности мясной туши, наиболее активно на участках, где интенсивнее движение воздуха. На развитие этих микроорганизмов влияет повышенная влажность, поэтому часто их рост наблюдается на более увлажненных участках (паховые складки, внутренние поверхности ребер и др.). Развиваясь на мясе, плесени вызывают уменьшение количества азотистых веществ, повышение щелочности, распад белков и жира. Мясо приобретает затхлый запах.

При плесневении  с поражением только поверхностных  слоев после зачистки мясо можно использовать для промышленной переработки. При поражении глубоких слоев и изменении органолептических показателей мясо направляют на техническую утилизацию.