XVI. Меры обеспечения микробиологической безопасности

Примечание: Меры обеспечения безопасности, описанные в настоящем разделе, представлены исключительно в качестве наглядных примеров и применять их можно только после подтверждения их эффективности и безопасности.

Рост микробов зависит от множества факторов окружающей среды, таких как: ингредиенты, питательные вещества, активность воды, pH, наличие консервантов, конкурентных микроорганизмов, газовой атмосферы, окислительно-восстановительный потенциал, температура и срок хранения.

Контролируя данные факторы, можно ограничивать, замедлять или предотвращать рост микробов.

Меры обеспечения микробиологической безопасности, как и меры, защищающие продукт от прямого загрязнения микробами из окружающей среды, исполняют микробостатические функции.

Многие микробостатические меры воздействуют на гомеостатические механизмы микроорганизмов, позволяющие им размножаться или сохраняться, чтобы пережить воздействие окружающей среды.

Поддержание гомеостаза внутренней среды требует от микроорганизма существенных энергетических и пластических затрат. Поэтому когда микробиологическая мера нарушает гомеостаз, микроорганизм начинает испытывать недостаток энергии для размножения и будет пребывать в латентной фазе. Некоторые микробные клетки могут при этом погибнуть, прежде чем их гомеостаз восстановится.

Примеры типичных микробостатических мер:

Углекислый газ ()	добавление и (или) образование углекислого газа в ходе технологических процессов переработки для получения долговременного микробостатического эффекта, включая создание анаэробных условий путем замещения им кислорода, снижение pH, ингибирование определенных внутриклеточных ферментов (декарбоксилирования) и сдерживания транспортировки растворимых в воде питательных веществ сквозь мембрану (посредством дегидратации клеточной мембраны). Эффективность зависит главным образом от точки приложения. В созревшем сыре выделение углекислого газа из сыра во внешнюю среду часто используется для обеспечения анаэробных условий в свободном пространстве упаковки сыра
Нанесение покрытия	создание физического барьера, защищающего продукты от микробной контаминации. В покрытие могут быть внедрены антибактериальные вещества, позволяющие достигнуть постепенного удаления микроорганизмов с поверхности
Замораживание	понижение температуры ниже точки замерзания продукта одновременно со снижением активности воды. Замораживание обладает как микробостатическим, так и микробоцидным воздействиями
Лактоферрин	торможение развития микробов при помощи естественных гликопротеинов (с наивысшей концентрацией в молозиве), позволяющее продлить латентные фазы бактерий на 12 - 14 часов, посредством связывания ионов железа в присутствии бикарбонатов
Лактопероксидазная система	активация системы лактопероксидазы, или тиоцианата, или перекиси водорода (внутренней системы в молоке), нацеленная на инактивацию нескольких метаболических ферментов, жизненно важных для бактерий, приводящей к многоточечной блокировке их метаболизма и способности размножаться
Модифицированная атмосфера	создание газовой среды (с низким содержанием кислорода и (или) высоким содержанием углекислого газа или азота) для сдерживания роста аэробных микроорганизмов путем ослабления действия биохимических механизмов обмена бактериальных клеток. Упаковка в модифицированной атмосфере (УМА) - это технология упаковки продукта, при которой внутри упаковки создается модифицированная газовая среда. Необходимо учитывать, что создание анаэробной среды для сдерживания роста аэробных микроорганизмов может вызвать бурный рост определенных анаэробных патогенных микроорганизмов
Упаковка	упаковка обеспечивает физический барьер, который защищает продукцию от доступа микроорганизмов из внешней среды
Понижение pH	создание кислой среды, приводящей к проникновению дополнительного количества ионов водорода в цитоплазму микроорганизмов, тем самым нарушая механизмы поддержания постоянства внутриклеточного pH, ответственного за поддержание функциональных возможностей ключевых компонентов клетки, которые являются жизненно необходимыми для продолжения роста и жизнедеятельности. Низкие значения pH можно получить путем брожения или добавления кислот (органических или неорганических). Значение pH, достаточно низкое для предотвращения роста микробов, разнится для каждого конкретного болезнетворного микроорганизма, но обычно находится в диапазоне 4,0 - 5,0 pH. При низком pH микроорганизмы становятся более чувствительными и к другим антимикробным мерам. Возможна синергическая связь понижения pH с солью, активностью воды, органическими кислотами, лактопероксидазной системой и антибактериальными веществами
Использование консервантов	добавление в продукт определенных присадок для увеличения его сохранности и устойчивости посредством прямого или косвенного действия антибактериального и (или) антисептического характера. Большинство консервантов довольно специфичны и действуют только на определенные виды микроорганизмов
Контроль окислительно-восстановительного потенциала	окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) - количественная мера окисляющей или восстанавливающей способности питательной среды, определяющая, какие организмы способны расти в данных условиях (аэробные или анаэробные). Повлиять на ОВП можно, удалив кислород и (или) добавив вещества - восстановители (например, аскорбиновую кислоту, сахарозу и т.д.)
Охлаждение	понижение температуры продукта для сдерживания активности микробов
Время	практика организации очень коротких периодов сбора (хранения), ограничивающих срок годности продуктов, или же осуществление незамедлительной обработки сырого молока для обеспечения гарантии того, что все присутствующие микроорганизмы находятся в латентной фазе, потому неактивны и более восприимчивы к другим антимикробным мерам
Контроль водной активности	контроль водной активности (АВ) в продукте (имеется в виду доступность воды для микроорганизмов, а не содержание воды в пищевых продуктах), выражаемый в виде соотношения давления водяного пара, присутствующего в пищевом продукте, и давления пара чистой воды. Значение АВ, достаточное для предотвращения роста микробов, разнится для каждого конкретного болезнетворного микроорганизма, но обычно находится в диапазоне между 0,90 и 0,96. Контролировать активность воды можно посредством: концентрирования, испарения и высушивания, что также увеличивает буферную емкость молока (синергия) засолки (добавления поваренной соли), что также уменьшает сопротивление клетки воздействию углекислого газа и сказывается на растворимости кислорода (синергия) подслащивания (добавления сахара), что при показателе АВ ниже 0,90 - 0,95 также приводит к антибактериальному воздействию, в зависимости от типа сахара (синергия)

Бактерицидные меры или меры фактического устранения снижают содержание микробов, например, посредством их уничтожения, деактивации или удаления.

Многие меры обеспечения микробиологической безопасности обладают целым рядом функций. Некоторые из них, например, снижение pH, охлаждение, замораживание, использование консервантов и внутренних систем антибактериальной защиты, также обладают бактерицидным действием, степень которого часто зависит от интенсивности их применения.

Пастеризация и другие методы тепловой обработки молока, обладающие, по крайней мере, эквивалентной эффективностью, применяются настолько интенсивно (при соответствующих комбинациях времени и температуры), что фактически уничтожают некоторые болезнетворные микроорганизмы. По этой причине данные методы традиционно использовались в качестве ключевых бактерицидных мер при изготовлении молочных продуктов. Нетепловые бактерицидные меры с аналогичной эффективностью пока еще не применяются так интенсивно, чтобы обеспечить безопасность молочного продукта на этапе применения.

Примеры типичных бактерицидных мер:

Центрифугирование	удаление из молока микробных клеток с высокой плотностью при помощи центробежных сил. Эта мера наиболее эффективна против микробных клеток с высокой плотностью, особенно бактериальных спор и соматических клеток
Коммерческая стерилизация	высокотемпературная обработка молока и молочных продуктов в течение времени, достаточного, чтобы сделать их коммерчески стерильными, тем самым позволяя им оставаться безопасными и микробиологически стабильными при комнатной температуре
Конкурентная микрофлора	сокращение количества нежелательных микроорганизмов посредством снижения pH, поглощения питательных веществ и производства антибактериальных веществ (таких как низин, другие бактериоциды и перекись водорода). Как правило, эта микробиологическая мера применяется при выборе закваски. Эффективность определяется множеством факторов, включая скорость, уровень снижения pH и изменения при данном уровне pH
Приготовление сырной массы	высокотемпературная обработка сырной массы главным образом в технических целях. Такая тепловая обработка менее интенсивна, чем термизация, но позволяет сделать микроорганизмы более восприимчивыми к другим микробиологическим мерам
Обработка электромагнитной энергией:	электромагнитную энергию порождают электрические поля высокого напряжения, в которых частота меняется миллионы раз в секунду (< 108 МГц), например - микроволновая энергия (тепловой эффект), радиочастотная энергия (нетепловые эффекты) или электрические импульсы высокого напряжения (10 - 50 кВ/см, нетепловые эффекты). Такая обработка разрушает клетки, создавая поры в их оболочках за счет формирования электрических зарядов в клеточной мембране
Обработка высоким давлением	применение высокого гидростатического давления для нанесения необратимых повреждений мембранам бесспоровых клеток
Микрофильтрация	удаление микробов, их скоплений и соматических клеток посредством пропускания продукта через микрофильтр. Обычно размер пор фильтра составляет примерно 0,6 - 1,4 м., и этого достаточно для того, чтобы отфильтровать большую часть бактерий. Данный метод можно применять в комбинации с термообработкой
Пастеризация	высокотемпературная обработка молока и жидких молочных продуктов, нацеленная на сокращение количества любых патогенных микроорганизмов до уровня, на котором они не составляют существенной опасности для здоровья человека
Пульсирующий свет высокой интенсивности	обработка (например, упаковочного материала, оборудования и воды) высокоинтенсивными широкополосными световыми импульсами в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном спектре (примерно в 20 000 раз интенсивнее солнечного света) для уничтожения микроорганизмов. Из-за неспособности проникать сквозь непрозрачные вещества данная технология эффективна только при работе с открытыми поверхностями (например, после удаления биопленки) и позволяет таким образом предотвращать взаимное загрязнение
Сквашивание (созревание)	хранение продукта в течение определенного количества времени при определенной температуре и в определенных условиях, которые приводят к биохимическим и физическим изменениям, необходимым для изготовления сыра. Когда данный процесс применяется в качестве бактерицидной меры, многофакторная, сложная система, развивающаяся в сыре (кислотность, враждебная флора, сниженная активность воды, метаболизм бактериоцидов и органических кислот), используется для воздействия на микросреду в пищевых продуктах и, как следствие, - на состав присутствующей в них микрофлоры
Термизация	высокотемпературная обработка молока, менее интенсивная, чем пастеризация, и нацеленная на сокращение количества микроорганизмов. Ожидаемое общее уменьшение количества бактерий может достигать 3 - 4 порядков. Выжившие микроорганизмы под воздействием высоких температур станут более уязвимыми для последующих микробиологических мер
Обработка ультразвуком	обработка ультразвуком высокой интенсивности (18 - 500 МГц), вызывающим циклы сжатия, расширения и кавитации в микробных клетках. Имплозия микроскопических пузырьков газа приводит к образованию областей с очень высоким давлением и температурами, способными привести к разрушению клетки. Этот метод может быть более эффективным, если применять его в комбинации с другими микробиологическими мерами обеспечения безопасности. Когда он применяется при высоких температурах, такую обработку часто называют "температурно-ультразвуковой"
Термосклеивающаяся упаковка	высокотемпературная (80 - 95 °C) обработка твердого конечного продукта, связанная с упаковочным процессом, например, для того, чтобы удерживать продукт в состоянии вязкости для надлежащей упаковки. Данный процесс может быть осуществлен как в поточной системе, так и при периодических процессах. Продукт запечатывается в условиях упаковочной температуры и охлаждается для дальнейшего хранения (распространения). В сочетании с низким pH фактором в продукции (например, ниже 4,6) продукт, запечатанный в термосклеивающуюся упаковку, может быть коммерчески стерильным, поскольку вполне возможно, что все выжившие микроорганизмы будут лишены способности к дальнейшему росту. Дополнительные микробостатические меры должны гарантировать соответствующие нормы охлаждения упакованных продуктов, чтобы минимизировать потенциал роста у бактерий вида Bacillus cereus

XV. Микробиологические и другие показатели пригодности сырья XVII. Пастеризация молока и жидких молочных продуктов