Микрофлора и ее отношение к значениям показателя активности воды пищевых продуктов

Активность воды, как доступность ее для жизнедеятельности микроорганизмов, зависит от их вида. Зная значения показателя активности воды того или иного пищевого продукта, а также отношение к а_в присутствующих микроорганизмов, можно заранее сказать, жизнедеятельность каких из них будет возможна и каких — подавлена или вовсе исключена в данном продукте. При этом, зная, какими видами микроорганизмов может быть загрязнен продукт, а также располагая информацией об отношении каждого из них к значениям активности воды, можно выбрать такой способ консервирования, с помощью которого будет полностью исключена или подавлена жизнедеятельность этих видов микроорганизмов.

По чувствительности к значениям активности воды предусмотрена следующая систематизация микроорганизмов:

Для жизнедеятельности различных видов микроорганизмов оптимальные значения показателя активности воды составляют: большинство бактерий 0,99—0,95, дрожжи и плесени 0,88—0,65. Наибольшую чувствительность к изменению активности воды в консервируемом продукте проявляют бактерии, а наименьшую — дрожжи и плесени. Некоторые виды дрожжей и плесеней способны к жизнедеятельности даже при активности воды продукта, близкой к 0,6. При активности воды менее 0,5 большая часть воды находится в капиллярах диаметром менее 1 нм и является недоступной для микроорганизмов.

Как видно, микроорганизмы пищевых продуктов жизнедеятельны, если значения активности воды находятся в пределах 0,99—0,60. Каждому виду микроорганизмов соответствует необходимое для его жизнедеятельности значение активности воды в этих пределах. При активности воды в продуктах более 0,80 отмечается наибольшее развитие микроорганизмов. По этой причине пищевые продукты со значениями активности воды более 0,80 при хранении быстро портятся, а при активности воды менее 0,65 они на длительное время защищены от ферментативной порчи, обусловленной жизнедеятельностью микроорганизмов.

При консервировании молока и молочного сырья следует учитывать особенности отношения к значениям активности воды отдельных видов бактерий, дрожжей и плесеней.

Бактерии. В зависимости от вида бактерий доступность воды для их жизнедеятельности, оцениваемая значениями активности воды, колеблется в пределах 0,99—0,80. При значениях активности воды в пределах 0,90—0,85 жизнедеятельность определенных видов бактерий полностью прекращается.

Для перечисленных ниже видов бактерий минимальными являются следующие значения активности воды: Pseudomonas — 0,95; кишечная палочка — 0,94; Clostridium — 0,93; Streptococcus — 0,93; Salmonella — 0,92; некоторые виды кокков — 0,90; грамположительные кокки — 0,85; Staphylococcus — 0,83. При активности воды менее 0,95 ингибируется размножение грамотрицательных бактерий, спорообразующих бактерий родов Bacillus и Clostridium, подавляется прорастание бактериальных спор. Прорастание спор происходит при активности воды ниже тех значений, при которых задерживается рост вегетативных клеток.

Дрожжи. Разные виды дрожжей по-разному относятся к значениям активности воды в окружающей их среде. Если в среднем необходимая для жизнедеятельности дрожжей активность воды составляет 0,75, то отдельные виды их способны к размножению при 0,62 и даже 0,60. К таким видам дрожжей относятся осмофильные (Г. lactiscondensi, Т. Candida и др.).

Осмофильные дрожжи обычно жизнедеятельны при низких значениях активности воды в продуктах с растворенными в них веществами, богатыми углеродом. К таким пищевым веществам относятся: глюкоза, фруктоза, мальтоза, сахароза. Предпочтительной для осмофильных дрожжей является массовая доля сахарозы в продукте в пределах 20—40%. Согласно стандарту, массовая доля сахарозы в молоке цельном сгущенном с сахаром должна быть не менее 43,5%. Это достаточно благоприятные условия для осмофильных дрожжей, попадание которых в продукт возможно как вторичное обсеменение по ходу технологического процесса (после тепловой обработки перед выпариванием).

Активность воды 0,87 является порогом роста неосмофильных дрожжей.

Устойчивость дрожжей к низким значениям активности воды имеет тенденцию к увеличению, если температура продукта, в котором они находятся, приближается к оптимальной для их роста, т. е. к 27 °C. Температура роста разных видов дрожжей колеблется в пределах от 0 до 40 °C.

Пути загрязнения молочных консервов дрожжами разнообразны. Чаще всего это технологическое оборудование, насекомые, воздух, сахар (для продуктов с сахаром).

Плесени. Как и дрожжи, плесени способны к жизнедеятельности при более низких значениях активности воды по сравнению с бактериями. Разные виды плесеней по-разному относятся к значениям активности воды в окружающей среде. Многие виды плесеней развиваются только при активности воды более 0,80. Для пищевой промышленности особый интерес представляют плесени, способные к жизнедеятельности при активности воды менее 0,80. При активности воды в пределах 0,75—0,70 скорость роста плесеней невелика и не вызывает порчу пищевых продуктов в течение продолжительного времени.

Минимальные значения активности воды для перечисленных ниже видов плесеней составляют: Мисог — 0,94—0,93; Torula — 0,92; Cladosporium — 0,88; Torulopsis — 0,88; Penicillium — 0,85; Aspergillus — 0,65; Eurotium — 0,62;Xeromyces — 0,60. Плесень Catenularia fuliginea представляет наибольшую опасность для молока цельного сгущенного с сахаром, но в литературе не упоминается об ее отношении к значениям активности воды. Однако можно предполагать, что минимальное значение активности воды для нее будет меньше, чем 0,85—0,83, поскольку она успешно может развиваться в молоке цельном сгущенном с сахаром. Попадание ее в продукт является следствием вторичного обсеменения продукта. Исследования показали, что эта плесень обладает ярко выраженными протеолитическими свойствами, отличается высокой осмофильностью, хорошо размножается и развивается при активности воды в продукте с сахаром, равной 0,85—0,83. Плесень активно разлагает белки, жиры и углеводы продукта. Мицелий этой плесени образует выпуклые колонии на поверхности продукта, напоминающие пуговицы, окрашенные в красновато-коричневый цвет и имеющие d. = 6—20 мм. С повышением температуры продукта в процессе его хранения заметно возрастает скорость развития этой плесени. Жизнедеятельность плесени подавляется при температуре продукта 5 °C. При нагревании до 80 °C в течение одной минуты плесень погибает.

Учитывая возможность вторичного обсеменения микрофлорой сгущенных молочных консервов с сахаром на стадии технологии: тепловая обработка нормализованных смесей или молочно-белкового лактозосодержащего сырья перед выпариванием — фасование и упаковывание готовых продуктов в тару, наибольшую опасность представляют дрожжи и плесени.

Для большинства пищевых продуктов особо опасным является загрязнение их таким микроорганизмом, как Cl. botulinum, способным продуцировать одно из самых ядовитых природных соединений. Во избежание отравлений, которые могут быть даже со смертельным исходом, при употреблении в пищу продуктов, содержащих Cl. botulinum, введен обязательный контроль на его присутствие. Жизнедеятельность этого микроорганизма возможна в пищевых продуктах со значениями активности воды более 0,85. Только при активности воды в пределах 0,70— 0,85 жизнедеятельность ограничивается. Поэтому, заранее зная показатель активности воды того или иного пищевого продукта, следует учитывать, насколько опасно загрязнение его этим микроорганизмом.

Способы обработки с целью консервирования, применяемые при изготовлении молочных консервов, обеспечивают в них перечисленные ниже значения показателя активности воды:

• • замораживание молока — температура замораживания -20 °С, ВОДА_пр = 87,5%, а_в = 0,65;
• • концентрирование сгущением — ВОДА_пр — в пределах 20—50%, ^а_в = 0,91−0,94;
• • концентрирование сгущением и растворение сахарозы в воде, остающейся в сгущенном продукте, — САХ_{В воде продукта} = 62,5%, а_в = 0,83;
• • предельное растворение различных сахаров в воде:
• — САХАРОЗА_{в воде продукта} = 67%, а_в = 0,86;
• — ГЛЮКОЗА_{в воде продукта} = 47%, а_в = 0,915;
• — СМЕСЬ ФРУКТОЗЫ И ГЛЮКОЗЫ_в воде продукта = 63,0%> ^ав = 0,82.

В нормативной документации для каждого вида молочных консервов установлены гарантийные сроки и условия их хранения. Требования к условиям хранения молочных консервов, установленные с учетом значений показателя активности воды, а также возможные изменения их качества из-за несоответствия фактических условий хранения значениям активности воды в каждом из них подробно рассмотрены в главе 11.