CC BY
39
УДК 664.8.036.58
DOI 10.24412/2311-6447-2022-2-112-118
Микробиологический анализ консервированной
томатопродукции
Microbiological analysis of canned tomato products
Профессор И.В. Владимцева, (Волгоградский государственный технический университет) кафедра промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности, тел. 8-937-741-44-54 E-mail: [email protected]
зав. кафедрой Л.А. Мпнченко, доцент Г.Л. Гпззатова, доцент И.А. Бочкова (Волгоградский государственный аграрный университет) кафедра химии, пищевой и санитарной микробиологии, тел. 8-961-660-07-44 E-mail: lyubov.minchenckofaiyandex.ru
Professor I.V. Vladimtseva, (Volgograd State Technical University) chair of Industrial Ecology and Life Safety, tel. 8-937-741-44-54 E-mail: [email protected]
Head of Department L.A. Minchenko, Associate Professor G.L. Gizzatova, Associate Professor I.A. Bochkova
(Volgograd State Agrarian University) chair of Chemistry, Food and Sanitation Microbiology,
tel. 8-961-660-07-44
E-mail: [email protected]
Реферат. Бактериальная контаминация пищевых продуктов представляет значительную опасность для здоровья потребителя, поскольку чаще всего не проявляется визуально, не изменяет органо-лептических свойств продукта и не может быть обнаружена без специальных микробиологических исследований. Выла изучена динамика бактериальной обсемененности консервированных томатопродук-тов (томатного сока и томатной пасты) после вскрытия герметически закупоренной тары и хранения в нестерильных условиях бытового холодильника при +5 °С в течение 1 мес. В томатопродуктах определяли количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов путем высева на плотные питательные среды с последующим подсчетом выросших бактериальных колоний. Результаты выражали в количестве колониеобразующих единиц (КОЕ) в 1 г (мл) пробы. Проведенные экспериментальные исследования показали, что консервированные томатопродукты, полученные после термической обработки и стерилизации, упакованные в герметически закупоренную тару, не содержали бактериальную микрофлору. Однако после вскрытия консервов и в процессе хранения томатного сока и томатной пасты в нестерильных условиях при +5 °С происходила бактериальная контаминация в результате попадания воздушной микрофлоры, что значительно ухудшало санитарное состояние этих продуктов. Так, в томатной пасте уже после 24 ч выдерживания при +5 °С было обнаружено 830 бактериальных клеток в 1 г этого продукта. Последующее хранение томатной пасты привело к быстрой обсемененности сапрофитной микрофлорой до 540 млн бактерий в 1 г после 1 мес. хранения. В томатном соке через 24 ч в 1 мл сока было обнаружено 600 бактериальных клеток, а через 2 сут содержание бактериальной микрофлоры увеличилось до 2 тыс. КОЕ/мл. Через 1 месяц концентрация бактерий в томатном соке превысила 900 млн бактерий. Вскрытые консервированные томатопродукты при их хранении в бытовом холодильнике при +5 °С рекомендуется использовать для пищевых целей не более 1-2 сут.
Summary. Food products bacterial contamination poses a great danger to the consumers' health, since mostly it does not manifest itself visually, it does not change the organoleptic properties of products and cannot be detected without special microbiological studies. The work studied the canned tomato products (tomato juice and tomato paste) bacterial contamination dynamics after opening a hermetically sealed container and storage in domestic refrigerator non-sterile conditions at +5 °C for 1 month. In tomato products, the mesophilic aerobic and facultative anaerobic microorganisms' amounts were determined by imbedding into the dense nutrient media, followed by the grown bacterial colonies counting. The results were given as the number of colony forming units (CFU) per 1 g (ml) of the sample. The carried out experimental studies showed that canned tomato products obtained after the heat treatment and sterilization, packed in hermetically sealed containers, did not contain bacterial microflora. However, after opening the canned food
© И.В. Владимцева, Л.А. Минченко, Г.Л. Гиззатова, И.А. Бочкова, 2022
and during the tomato juice and paste storage in non-sterile conditions at +5 °C, bacterial contamination occurred as the result of the ingress of air microflora, which significantly worsened these products sanitary condition. Thus, in tomato paste, within 24 hours of holding at +5 °C, 830 bacterial cells were found in 1 g of this product. The subsequent tomato paste storage led to a rapid contamination with saprophytic microflora up to 540 million bacteria per 1 g after 1 month of storage. Within 24 hours, 600 bacterial cells were found in tomato juice in 1 ml of juice, and in 2 days, the content of bacterial microflora increased to 2 thousand CFU/ml. In 1 month, the concentration of bacteria in tomato juice exceeded 900 million bacteria. It is recommended to use opened canned tomato products for food purposes no more than 1 -2 days, when stored in a domestic refrigerator at + 5 ° C.
Ключевые слова: консервированные томатопродукты, томатная паста, томатный сок, бактериологический анализ томатопродуктов, микробиологическая обсемененность пищевых продуктов.
Keywords: canned tomato products, tomato paste, tomato juice, bacteriological analysis of tomato products, microbiological contamination of food products.
Томаты являются ведущей овощной культурой не только в нашей стране, но и во всем мире. За последние 30 лет мировой рынок томатов увеличился в 3 раза и в настоящее время он составляет 177 млн т в год [2, 3, 4]. В нашей стране спрос на свежие овощи стал круглогодичным. В то же время введены ограничения на поставки зарубежной сельхозпродукции. Импорт томатов из Турции, доля которой составляла до 40 %, снизился в 7 раз. В России стало выгодно заниматься выращиванием томатов, если бизнес организован с применением современных технологий. Средняя урожайность по стране достигла 18,5 т/га, но, несмотря на сравнительно высокий уровень этого показателя потребность населения в томатах полностью не удовлетворяется, особенно в областях Нечерноземной зоны, Севера и Сибири, где потребление составляет всего около 20 % от рекомендованной нормы.
Основными регионами выращивания томатов в России являются Астраханская, Волгоградская области и Северный Кавказ. В настоящее время Волгоградская область в достаточно высокой степени обеспечивает собственные потребности во внесезонной овощной продукции и не нуждается в импорте. Благодаря господдержке и реализации инвестиционных проектов в сфере АПК область постоянно наращивает объемы производства импортозамещающей продукции.
Важнейшей задачей при возделывании овощей является не только увеличение урожайности плодоовощных культур, но и повышение качества продукции. Плоды томатов очень богаты питательными веществами [2, 3, 5]. Они содержат 1,5-6,0 %и более Сахаров, главным образом, растворимых моно- и олигосахаридов: глюкозу (1,6 %), фруктозу (1,2 %), сахарозу (0,7 %), рафинозу, а также полисахаридов - гемп-целлюлозу (0,1-0,2 %), крахмал. Томаты содержат (от 0,2 до 0,9 г на 100 г сырого вещества) органические кислоты (яблочную, лимонную, винную и янтарную). В спелых плодах большое количество бета-каротина (1,6-2,0 мг на 100 г сырого вещества), аскорбиновой кислоты (витамин С) (15-90 мг на 100 г сырого вещества). Томаты содержат 0,5-1,1 % белков, 0,2 %липидов, макроэлементы (на 100 г сырого вещества): калий (243-290 мг), натрий (15-40 мг), кальций (8-14 мг), фосфор (26-35 мг), магний (15-20 мг), железо (0,5-1,7 мг); микроэлементы (на 100 г сырого вещества): медь (0,1-0,3 мг), марганец (0,1 мг), кобальт (12 мкг), цинк, йод, фтор, серу, титан, хром, галлий, молибден. Таким образом, питательная ценность томатов очень высока, что делает эти продукты незаменимыми в питании человека.
Однако следует отметить, что высокое содержание питательных компонентов способствует их микробной контаминации вследствие роста и размножения микрофлоры. Присутствующие в пищевых продуктах органические вещества (белки, моносахара и полисахариды, липиды, органические кислоты, витамины и т.д.), а также макро- и микроэлементы используются микроорганизмами как строительный материал для синтеза компонентов клеток и как энергетический материал.
В ассортимент томатопродуктов входят: томат-паста, томат-пюре, томатный сок и разные томатные соусы. Микробиологическая порча неконсервированной то-матопродукцип - томатного сока и томатной пасты - происходит в очень короткие сроки (несколько часов), в связи с этим использование продуктов переработки томатов возможно лишь после их термической стерилизации - консервирования.
Консервированные продукты, получаемые при технологической переработке томатов (томатная паста и томатный сок), относятся к полным консервам группы Б и в соответствии с санитарно-гигиеническими нормативами (ГОСТ Р 54678-2011, СанПиН 2.3.2.1078-01) они отвечают требованиям промышленной стерильности, если количество спорообразующих мезофильных аэробных и факультативно -анаэробных микроорганизмов в них не превышает 11 микробной клетки (м.к.) в 1 г (см3), мезофильных клостридий - не более 1 м.к./ г (см3). В ряде случаев в герметично укупоренных томатопродуктах обнаруживают как аэробные спорообразующие микроорганизмы, например, Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus, так и анаэробные - Clostridium sporogenes, Clostridium putrificus, Clostridium butyricum и др. [6,7]. Значительную долю остаточной микрофлоры консервов составляют термофильные микробы. Некоторые из них в процессе жизнедеятельности образуют газообразные продукты п вызывают порчу консервов, сопровождающуюся вздутием банок. Данный дефект может быть выявлен визуально и такие продукты отбраковывают. Другие микроорганизмы не дают газообразования и вызывают так называемую плоскокислую порчу [6]. Воздействие высокой температуры в процессе стерилизации консервов в значительной степени ослабляет остаточную микрофлору, однако последняя может возобновить жизнедеятельность через некоторое время, особенно при неправильном хранении консервов. Рекомендуемые условия хранения консервированных томатопродуктов - три года [4, 8, 9].
После вскрытия герметично укупоренной упаковки консервированных томатопродуктов несмотря на значительное содержание в них органических кислот, низкое значение рН среды и фитонцидные свойства, они в короткие сроки могут подвергаться порче, возникающей в результате жизнедеятельности различных микроорганизмов [2, 8, 9, 10]. В случае контаминации микроскопическими грибами, растущими на поверхности субстрата в виде многоклеточного воздушного мицелия, порча томатопродукции может быть выявлена потребителем визуально. Бактериальную контаминацию обнаружить гораздо сложнее, поскольку она редко визуально выявляется и часто не изменяет органолептические свойства продуктов (вкус, цвет, запах). Кроме того, время генерации (период удвоения клеток) у многих видов бактерий составляет 20-30 мин, а у микроскопических грибов этот показатель колеблется от 4-5 ч до7-9 сут и более. Таким образом, бактериальная контаминация пищевых продуктов проявляется в гораздо более ранние сроки, чем микологическая, представляет значительную опасность и не может быть обнаружена без специальных микробиологических исследований.
В средствах массовой информации, на интернет-сайтах зачастую даются противоречивые рекомендации о сроках хранения вскрытой консервной упаковки с томатопродуктами (до 2-3 месяцев в условиях бытового холодильника, под слоем растительного масла и т.д.). Подобная информация формирует у потребителя неверное представление о сроках микробиологической порчи томатопродуктов и в случае попадания в них патогенных или условно-патогенных бактерий может привести к серьезным последствиям для здоровья.
В связи с этим проведение научных исследований по бактериологическому анализу продуктов переработки томатов после вскрытия герметически укупоренной упаковки и определение сроков их хранения в условиях бытового холодильного оборудования является актуальной задачей.
Цель данного исследования - анализ динамики бактериальной контаминации вскрытых консервированных томатопродуктов. Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:
- провести бактериологический анализ консервированной томатопродукцин (томатной пасты и томатного сока);
- определить безопасные сроки хранения консервированных томатопродуктов после вскрытия герметичной упаковки и хранения их в нестерильных условиях бытового холодильника при +5 °С.
В качестве исходного сырья использовали томаты, выращенные в УНПЦ «Горная поляна» (Волгоградская область). Анализировали продукцию, изготавливаемую УНПКЦ «Экопродукт». На данном предприятии из томатов изготавливают консервированный томатный сок и томатную пасту по технологическим инструкциям и рецептурам в соответствии с требованиями ГОСТ 3343-2017. В каждой партии проводят поверку качества томатного сока по органолептпческпм и общим фпзико-химическим показателям, объема сока в потребительской упаковочной единице, качества упаковки и маркировки. Партия томатного сока, не соответствующая требованиям стандарта, которые предъявляются к соку первого сорта по любому пз показателей (за исключением показателей безопасности), реализуется по согласию с потребителем как бессортная продукция. Основные операции получения томатопродуктов приведены в технологической схеме на рисунке.
ПРОТИРАНИЕ
УВАРИВАНИЕ
ФАСОВКА, УКУПОРКА
СТЕРИЛИЗАЦИЯ
ФАСОВКА, УКУПОРКА
СТЕРИЛИЗАЦИЯ \ г
> > | ТОМАТНЫЙ СОК |
ТОМАТНАЯ ПАСТА
Рисунок. Операционная технологическая схема переработки томатов для получения консервированных томатной пасты и томатного сока
Согласно приведенной технологической схеме томатная пульпа после подогрева поступает на отжим и стерилизацию для получения консервированного томатного сока пли используется для приготовления консервированной томатной пасты. Содержание сухих веществ в томатном соке - 40 %, а в томатной пасте - 30 %.
В качестве объектов экспериментального исследования былп использованы продукты технологии переработки томатов: томатная паста и томатный сок, которые согласно производственному регламенту подвергаются термической стерилизации и хранятся в герметичной стеклянной таре.
Методика исследования включала определение количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) путем высева на плотные питательные среды с последующим подсчетом выросших бактериальных колоний. Плотная питательная среда для экспериментов была приготовлена из сухого питательного агара для определения КМАФАнМ (производства НОО «НПЦ «БИОКОМПАС-С», г. Углич Ярославской области). Методика экспериментальной работы заключалась в следующем. 1 г томатной пасты или 1 мл томатного сока разводили 10-кратно в объеме 5 мл в стерильных пробирках с 0,89 %-ным раствором №С1 (физиологическим раствором - ФР). Из полученных разведений высевали по ОД мл на 3 пластики питательного агара в чашках Петри, равномерно распределяя шпателем взвесь по поверхности агара. Степень разведения проб подбирали экспериментально, добиваясь получения на пластинках питательного агара изолированных колоний.
Инкубацию посевов проводили в термостате при 37 °С в течение 24 ч, после чего подсчитывали количество выросших колоний и, учитывая соответствующее разведение образца, делали вывод о его бактериальной обсемененности. Результат выражали в количестве колониеобразующих единиц (КОЕ) в 1 г (мл) пробы.
Консервированные томатопродукты, использованные для исследования, по данным производителя содержат значительное количество органических веществ (табл. 1), которые могут быть источниками питания для микроорганизмов.
Таблица 1
Содержание питательных веществ в томатопродуктах
Наименование продукта Содержание питательных компонентов (г/ 100 г)
Белки Жиры Углеводы
Томатная паста 4,8 0 19
Томатный сок 1,9 0,4 3,9
Производитель гарантирует, что томатный сок сохраняет свое качество со дня изготовления при хранении при температуре от 0 до 25 °С в стеклянной упаковке -3 года, в металлической упаковке - 2 года. Однако существует вероятность разгерметизации упаковки при хранении продуктов. Кроме того, даже единичные, выжившие после термической обработки, спорообразующие или термоустойчивые бактерии могут представлять опасность для здоровья человека.
Определяли количество бактерий в консервированных томатной пасте и томатном соке непосредственно после вскрытая герметически закупоренной упаковки. Проведенные экспериментальные исследования показали, что томатопродукты, полученные после термической обработки и стерилизации, упакованные в герметически закупоренную тару, не содержали бактериальную микрофлору. Термофильные илп спорообразующие бактерии, выявляемые в консервированных томатопродуктах некоторыми исследователями [6,7], нами не былп обнаружены.
Наибольший интерес представляет изучение степени бактериальной обсемененности томатопродуктов в процессе их дальнейшего хранения в неасептических условиях.
Было проведено экспериментальное исследование динамики бактериальной контампнацип сапрофитной микрофлорой (КМАФАнМ) в томатной пасте и томатном соке при их хранении во вскрытой упаковке в нестерильных условиях бытового холодильника (при +5 °С) в течение 1 мес (табл. 2).
АПК-продукты здорового питания, № 2, 2022 I1
-Т/-1Т"
х -V/ж
Таблица 2
Бактериальная обсеюенённость томатопродуктов в продессе их хранения в нестерильных условиях при +5 °С
Наименование образца Количество КМАФАнМ, КОЕ/г(мл)
Срок хранения
24 ч 48 ч 5 сут 10 сут 20 сут 1 мес
Томатная паста 8,3х102 1,2х103 2,6х103 3,0х104 8,4x104 5,4х105
Томатный сок 6,0х102 2,0х103 2,9х103 2,7x104 4,1х104 9,0х105
Проведенные исследования свидетельствуют о значительной скорости размножения бактериальной микрофлоры в томатопродуктах при их хранении. Так, в томатной пасте уже после 24 ч выдерживания при +5 °С было обнаружено 830 бактериальных клеток в 1 г этого продукта. Последующее хранение томатной пасты привело к быстрой обсемененности сапрофитной микрофлорой до 30 тыс. микробных клеток в 1 г после 10 сут выдерживания и до 540 млн бактерий в 1 г после 1 мес. хранения. Следует отметить, что уже через 10 сут в данном продукте наблюдался видимый активный рост микроскопических грибов.
В томатном соке нарастание бактериальной обсемененности происходило примерно с такой же скоростью, что и в томатной пасте. Уже через 1 сутки хранения при +5 °С в 1 мл сока было обнаружено 600 бактериальных клеток, а через 2 сут содержание бактериальной микрофлоры увеличилось до 2 тысяч бактерий в 1 мл. Через 1 мес. концентрация бактерий в томатном соке превысила 900 млн клеток, визуально наблюдался активный рост плесневых грибов.
Исследование бактериальной обсемененности вскрытых консервированных томатопродуктов в случае их хранения при комнатной температуре (+25 °С) показало непригодность их использования уже через 24 ч.
Ухудшение микробиологической чистоты продуктов в процессе их хранения в нестерильных условиях в отношении КМАФАнМ, очевидно, происходит в результате попадания воздушной микрофлоры. Воздух, как известно, является неблагоприятной средой для микроорганизмов, однако он не стерплен. Видовой состав микроорганизмов в воздухе разнообразен, наиболее часто они представлены споровыми формами, сарцпнамп, дрожжами, ппгментообразующпми формами, стафилококками, плесневыми грибами. Не исключено попадание в воздух патогенных и условно-патогенных микроорганизмов из почвы и от больных людей. Количество микробов в воздухе помещений зависит от частоты проветривания, способа уборки, степени освещенности, скопления людей и некоторых других условий. Экспериментальное исследование микробиологической чистоты воздуха в помещении, в котором нами производилось вскрытие консервированных томатопродуктов показало, что в 1 м3 содержалось 400 бактериальных клеток. В холодильнике, где осуществлялось хранение томатопродуктов, количество бактерий составило 227 микроорганизмов в 1 м3 воздуха. Данный показатель бактериального загрязнения воздуха, хотя и является незначительным, способствовал попаданию микроорганизмов во вскрытые консервированные томатопродукты, что впоследствии может привести к достаточно опасным для здоровья потребителя результатам.
Наиболее целесообразным, на наш взгляд, является хранение вскрытых консервированных томатопродуктов в морозильной камере бытового холодильника в условиях, исключающих рост и размножение бактериальной микрофлоры.
Взятые для исследования консервированные томатопродукты (томатный сок и томатная паста) после их стерилизации и укупорки в асептических условиях не кон-таминированы бактериальной микрофлорой. В процессе хранения томатного сока и томатной пасты в течение 1 мес. в нестерильных условиях при +5 °С происходит бактериальная контаминация и значительное ухудшение санитарного состояния этих продуктов. Вскрытые консервированные томатопродукты рекомендуется использовать для пищевых целей не более 1-2 сут при условии их хранения в бытовом холодильнике при +5 °С.
ЛИТЕРАТУРА (REFERENCES)
1. Pivovarov V. F. Ovoshchi Rossii [Russian vegetables], VNIISSOK: Pechatnyj Go-rod, 2006, 392 pp. (Russian).
2. Capalova I. E., Mayurnikova L. A., Poznyakovskij V. M., Stepanova E. N. Ek-spertiza produktov pererabotki plodov i ovoshchej, Novosibirsk, Izdatel'stvo Sibirskogo universiteta, 2003, 271 pp. (Russian).
3. Poznyakovskij, V.M., Plotnikova V.M., Larina T.V., Elizarova L.G. Ekspertiza svezhih plodov i ovoshchej. Kachestvo i bezopasnost' [Examination of fresh fruits and vegetables. Quality and safely], Novosibirsk: Izdatel'stvo Sibirskogo universiteta, 2005, 302 pp. (Russian).
4. Tekhnologiya pererabotki produkcii rastenievodstva [Technology for processing crop products], Pod red. N.M. Lichko - Moscow, Kolos, 2000, 552 pp. (Russian).
5. Samsonova, A.N., Usheva V.B. Fruktovye i ovoshchnye soki (Tekhnika i tekhnologiya) [Fruit and vegetable juices (Technique and technology)], Moscow, Ag-roprom, 2015, 287 pp. (Russian).
6. Gun'kova P.I., Krasnikova L.V. Osnovy saitarno-gigienicheskogo kontrolya v pishchevoj promyshlennosti [Basics of sanitary and hygienic control in the food industry], SPb.: Universitet ITMO, 2016, 97 pp. (Russian).
7. Rykova L.I., CHernyaeva M.I. Osnovy mikrobiologicheskogo kontrolya kon-servnogo proizvodstva [Fundamentals of microbiological control of canning production], Moscow, Pishchevaya promyshlennost', 1967, 404 pp. (Russian).
8. Lomachinskij, V.A. Gel'fand S.YU., D'yakonova E.V. i dr. Bezopasnost' i kachestvo produktov pererabotki plodov i ovoshchej [Safety and quality of fruit and vegetable processing products], Moscow, 2007. - 384 pp. (Russian).
9. SHobinger, U.N., Kolesnova A.YU., Berestenya N.F., Oreshchenko A.V. Fruktovye i ovoshchnye soki: nauchnye osnovy i tekhnologii [Fruit and vegetable juices: scientific bases and technologies], SPb, Professiya, 2014, 64 pp. (Russian).
10. Van'kova A.A. Mikrobiologicheskie processy pri hranenii i pererabotke plo-doovoshchnoj produkcii [Microbiological processes during storage and processing of fruits and vegetables], Moscow: RGAU-MSKHA, 2012, 57 pp. (Russian).
