Микроорганизмы порчи

lab-leonardo.com предлагает тест-системы для анализа микроорганизмов порчи (как бактерий, так и дрожжей) в молочной продукции, а также в напитках, в том числе, в пиве и вине с использованием ПЦР.

Большинство пищевых продуктов со временем портится. Это может происходить из-за физических (температура, влажность), химических (активность ферментов, содержащихся в продукции, окисление, гидролиз) или биологических факторов. К последним относятся результаты деятельности микроорганизмов: бактерий, дрожжей и плесеней. Биологические факторы являются основной причиной порчи продуктов.

Полное устранение микроорганизмов из пищевых продуктов, как правило, приводит к потере ими пищевой ценности и вкусовых качеств. Кроме того, многие бактерии, дрожжи и плесени используют для производства сыров, пива, вина, молочнокислой продукции. Однако попадание других микроорганизмов в такие продукты приводит к нежелательным последствиям: от сокращения сроков хранения до полной непригодности продукта к употреблению. Скорость и характер порчи продуктов при этом зависит от различных факторов, в том числе, от природы продукта, активности воды, pH и особенностей содержащихся в нем микроорганизмов.

Порчу продуктов могут вызывать бактерии родов Pseudomonas, Vibrio, клостридии, энтеробактерии, а также дрожжи и плесени. Кроме того, к микроорганизмам порчи относятся молочнокислые бактерии, уксуснокислые бактерии, а также бактерии родов Alicyclobacillus, Megasphaera, Pectinatus и другие. Некоторые из них патогенны для человека, некоторые нет.

Молочнокислые бактерии, или лактобактерии – эта группа микроорганизмов включает несколько родов грамположительных бактерий, одним из основных (в некоторых случаях – единственным) окончательных продуктов метаболизма которых является молочная кислота. Многие из них входят в состав естественной микрофлоры человека и животных. Молочнокислые бактерии способны обитать в зерне, овощах, фруктах и другом растительном сырье, вине, пиве, сидре, молоке и молочных продуктах, а также на различных поверхностях. Их широко используют для производства квашеных овощей, напитков и молочнокислой продукции. Различные лактобактерии вызывают помутнение пива и вина, а также изменение их запаха и увеличение вязкости.

Группа молочнокислых бактерий неоднородна. В нее входят бактерии родов Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc и др.. Некоторые из них являются палочками, другие – кокками. Бактерии относят к тому или иному роду исходя из морфологических, физиологических и генетических признаков. В связи с развитием методов анализа и проведением микробиологических исследований классификация многих групп бактерий, в том числе, и молочнокислых, постоянно меняется. Именно поэтому в настоящее время многие аналитики предпочитают определять ДНК микроорганизмов.

Уксуснокислые бактерии являются грамотрицательными. Они преобразуют этиловый спирт в уксусную кислоту, что позволяет использовать эти микроорганизмы для производства уксуса. Это же свойство делает нежелательным присутствие уксуснокислых бактерий в большинстве алкогольных напитков. К уксуснокислым бактериям относятся представители родов Acetobacter, Gluconobacter и Gluconacetobacter. Многие из них встречаются на растениях, иногда вызывая болезни и гниль фруктов. Уксуснокислые бактерии обитают в растительном сырье, в пивных дрожжах и пиве, в кефире и других молочных продуктах, в почве и воде. Под их действием структура продуктов становится слизистой, вкус – кислым. Прозрачные напитки мутнеют.

Бактерии Alicyclobacillus – это аэробные термофильные ацидофильные грамположительные палочки. Их споры выдерживают воздействие кислой среды и высоких температур, в том числе, при пастеризации. Впервые алициклобациллы обнаружили в горячих источниках, а позднее – в древесине и в сушеных прицветниках гибискуса (каркаде) и в соках из фруктов и овощей: груш, яблок, персиков, манго, апельсинов, малины, томатов. По некоторым данным, одним из источников Alicyclobacillus могут являться пищевые ароматизаторы и отдушки. Для человека алициклобациллы не опасны, однако они вызывают порчу продукции. Многие из этих бактерий, например, Alicyclobacillus acidoterrestris и Alicyclobacillus acidocaldarius вырабатывают гваякол – вещество, придающее фруктовым и овощным сокам специфический вкус и запах, схожий с запахом дыма или копченых продуктов, а также галофенолы. Согласно Техническому Регламенту Таможенного Союза ТР ТС 023/2011 «На соковую продукцию из фруктов и овощей», в соках из абрикосов, персиков и груш необходимо контролировать содержание спорообразующих аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов. Это относится и к Alicyclobacillus.

Интересно, что некоторые линии Alicyclobacillus acidoterrestris способны разрушать патулин. В 2014 году группа китайских ученых опубликовала исследование воздействия инактивированных линий этой бактерии на содержание этого микотоксина в яблочном соке.

Бактерии Megasphaera cerevisiae – анаэробные грамотрицательные кокки, вырабатывающие масляную кислоту и сероводород. Эти бактерии чувствительны к нагреванию, а также к воздействию спирта, и не размножаются при его содержании в пиве выше 2,8%. Обычно Megasphaera cerevisiae встречаются в слабоалкогольном непастеризованном пиве. Их жизнедеятельность приводит к появлению неприятного запаха и помутнению напитка.

Бактерии рода Pectinatus – это анаэробные грамотрицательные палочковидные микроорганизмы. Они способны сбраживать глюкозу, как правило, с выделением уксусной и пропионовой кислоты. В пиве, контаминированном бактериями Pectinatus cerevisiiphilus или Pectinatus frisingensis, содержатся большие количества сероводорода, придающего ему запах тухлых яиц и вызывающего помутнение пива.

Культурные штаммы дрожжей используют в пищевой и фармацевтической промышленности. Однако попадание в продукцию диких дрожжей нежелательно. Как правило, эти грибы вызывают порчу продукции с высоким содержанием сахаров, например, соков, сбраживая их с выделением спирта. Загрязнение дикими дрожжами пива приводит к его помутнению, а также изменению вкуса и запаха. Некоторые дикие дрожжи способны убивать культурные штаммы. Такие организмы называют «дрожжи-киллеры». Дрожжи способны загрязнять и молочную продукцию. Помимо изменения вкуса и запаха это приводит ко вспучиванию продукции в результате выделения газа.

Некоторые плесени используют, например, для производства сыров. Однако большинство этих грибов вызывает порчу продукта как за счет роста на нем или изменения свойств продукта, так и за счет выделения микотоксинов. Споры некоторых плесеней сохраняют жизнеспособность после пастеризации.

Такое разнообразие микроорганизмов делает сложным и длительным их определение микробиологическими методами. Кроме того, анаэробные бактерии требуют особых условий культивирования, которые не всегда просто создать. Тест-системы GEN-IAL® предназначены для детекции микроорганизмов порчи методом ПЦР в реальном времени. Длительность анализа составляет около 2х часов.