CC BY
38МРНТИ: 65.63.33
АН. ЖУМАБАЙ1*, АД. СЕРИКБАЕВА2, К.А. МЫРЗАБЕК2, М.М. МУСУЛЬМАНОВА3
1 Алматинский технологический университет, Алматы, Казахстан 2 Казахский национальный аграрный исследовательский университет, Алматы, Казахстан 3 Кыргызский государственный технический университет им. И. Раззакова, Бишкек,
Кыргызстан *e-mail: [email protected]
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СЫРОГО ВЕРБЛЮЖЬЕГО МОЛОКА, СУХОГО ВЕРБЛЮЖЬЕГО МОЛОКА И ШУБАТА ФЕРМЕРСКОГО ХОЗЯЙСТВА
АЛМАТИНСКОЙ ОБЛАСТИ
doi:10.53729/MV-AS.2023.02.10
Аннотация
Важнейшая роль в обеспечении качества и безопасности готовой молочной продукции определяется в первую очередь качеством исходного сырья - молока. Огромный риск для здоровья человека представляют попадающие в молочное сырьё ксенобиотики биологического происхождения - бактериальные токсины, вызывающие не только острые пищевые интоксикации, но и хронические заболевания, а также особо опасные микотоксины (метаболиты плесневых грибов), оказывающие не только токсический эффект в очень малой дозе, но и обладающие канцерогенной, мутагенной и тератогенной активностью. Микробиологический контроль предназначен для проверки соответствия сырья и готовой продукции требованиям безопасности в эпидемиологическом отношении, а также своевременного обнаружения источника бактериального загрязнения, что позволит свести к минимуму связанные с ним риски. В сыром верблюжьем молоке, сухом верблюжьем молоке и шубате в соответствии с гигиеническими нормативами определены следующие группы микроорганизмов: а) санитарно-показательные (количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов - КМАФАнМ и бактерий группы кишечной палочки - БГКП); б) условно-патогенные (E. coli); в) патогенные, в том числе сальмонеллы. В шубате дополнительно определено содержание молочнокислых бактерий (лактобактерий), как показатель биологической ценности продукта. Испытания проводились стандартными методами в научно-исследовательской лаборатории по оценке качества и безопасности продовольственных продуктов при Алматинском технологическом университете. Установлено, что КМАФАнМ в сухом верблюжьем молоке составляет 2,3-105 КОЕ/см3 (г), в сыром верблюжьем молоке - 2,4-105 КОЕ/см3 (г), что не превышает нормативные данные. Патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы, Enterococcus и Pseudomonas aeruginosa, в 25 г (см3) всех исследованных продуктов не обнаружены. Содержание молочнокислых микроорганизмов в шубате достигает 4,4-107 КОЕ/г (см3), что более чем в 4 раза выше нормируемых данных. Полученные результаты свидетельствуют о соответствии вышеуказанных показателей требованиям нормативных документов.
Ключевые слова: сырое верблюжье молоко, сухое верблюжье молоко, шубат, микробиологические показатели, микрофлора.
Одной из самых актуальных и сложных проблем современного общества является снабжение населения качественными и безопасными продуктами питания. Всё большее число людей проявляет повышенный интерес к полезным для здоровья продуктам. Питание должно не только удовлетворять физиологические потребности организма человека в биологических полноценных и безопасных продуктах питания, но и решать профилактические и лечебные задачи.
В настоящее время наиболее остро ощущается необходимость создания и внедрения отечественных молочных продуктов, обогащенных всеми необходимыми для организма человека питательными веществами за счет рационального использования местного сырья.
Наиболее востребованными в Центральноазиатском регионе являются верблюжье и кобылье молоко и продукты их переработки.
Самый распространенный тип верблюда в Казахстане (около 80 %) - нар, гибрид первого поколения одногорбого и двугорбого верблюдов, который наследует от бактрианов устойчивость к холоду, а от дромедаров - способность производить обильное количество молока, из которого делают шубат. Количество наров в Казахстане растет из-за роста спроса на шубат. Динамика изменения поголовья верблюдов в Казахстане показана на рисунке 1. [1].
300 250
а 200
$ 150
g 100
«
2 50 о
И 0
143
130,5 130,5
98,2
169,6 170,5
243
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2022
годы
Рисунок 1 - Поголовье верблюдов в Казахстане в 1990-2022 годы
Рисунок 1 демонстрирует постепенное, но стабильное увеличение численности верблюдов в последние годы после некоторого спада в начале 2000-х.
Период лактации верблюдицы более длительный в сравнении с любым другим видом домашнего скота - 12-18 месяцев. Ежедневный надой колеблется от 3 до 10 кг молока [2,
3].
Верблюжье молоко является важной частью рациона питания южных и западных областей Казахстана [4]. Его потребление можно сравнить с потреблением коровьего молока в некоторых других странах.
Качество молочного сырья и продуктов из него определяется комплексом органолептических, физико-химических и микробиологических показателей в соответствии с требованиями действующей нормативной документации.
Наиболее важными характеристиками молочных продуктов является их безопасность и микробиологическая устойчивость. Количественные микробиологические показатели указывают на содержание определенных микроорганизмов в 1 г или 1 см3 продукта. Контроль безопасности продуктов осуществляется по альтернативному методу, когда за норму принимается отсутствие санитарно-показательных, условно-патогенных и патогенных микроорганизмов в определенной массе или определенном объеме продукта
[5, 6].
При санитарной оценке молочных продуктов используются косвенные методы для определения уровня загрязнения продукта выделениями человека (уровень фекального загрязнения). Чем выше этот уровень, тем больше вероятность того, что патогены -возбудители кишечных инфекций - попадут в исследуемый объект. Такие методы включают количественный метод определения количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) и качественный метод определения санитарно-показательных микроорганизмов - бактерий группы кишечной палочки (БГКП) [7].
Современные требования к безопасности молока и молочных продуктов, в том числе в биологическом отношении, отражены в Техническом регламенте Таможенного союза «О безопасности молока и молочной продукции» (ТР ТС 033/2013) от 9 октября 2013 года №
67 [8] и в Техническом регламенте Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции» (ТР ТС 021/2011) от 9 декабря 2011 г. № 880 [9].
Цель исследования: оценка микробиологической безопасности и пользы верблюжьего молока и продуктов из него через количественное определение молочнокислых микроорганизмов (лактобактерий), санитарно-показательных микроорганизмов (КМАФАнМ, БГКП), а также патогенных бактерий (Enterococcus, Salmonella, Pseudomonas aeruginosa).
Материалы и методы исследования
Объектами исследования являлись сырое верблюжье молоко, сухое верблюжье молоко и шубат, вырабатываемые в фермерском хозяйстве Алматинской области.
Микробиологические анализы проводились в научно-исследовательской лаборатории по оценке качества и безопасности продовольственных продуктов Алматинского технологического университета.
Подготовка проб к анализу осуществлялась в соответствии с ГОСТ 32901-2014 [10].
Стандартными методами определены следующие биологические показатели безопасности:
> количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) - посевом подготовленного образца исследуемого продукта в агаризованные питательные среды с последующим выращиванием и подсчетом количества выросших колоний микроорганизмов [11];
> количество бактерий вида Escherichia coli - методом, основанным на способности бактерий группы кишечных палочек сбраживать в питательной среде лактозу с образованием газа и кислоты при температуре 37°С в течение 24 ч [12];
> количество бактерий рода Salmonella - путем выращивания микроорганизмов на первом этапе на стандартной питательной среде BPW с последующим пересевом на две селективные агаризованные среды (ксилоза-лизин-дезоксихолатный агар (XLD-агар) и среда Эндо). Идентифицируют искомые бактерии с помощью биохимических и серологических тестов [13];
> количество бактерий вида Pseudomonas aeruginosa - методом, основанном на высеве определенного количества продукта (его разведений) на поверхность агаризованной селективно-диагностической среды [14];
> количество энтерококков - эту группу микроорганизмов выявляют в глюкозо-триптонном бульоне с дрожжевым экстрактом с рН 7,2 [15];
> количество молочнокислых микроорганизмов (лактобактерий) в шубате -глубинным посевом разведений исследуемого продукта на селективную среду MRS с последующим выращиванием микроорганизмов в термостате в течение 48 ч при температуре 37оС [16].
Для выявления и количественного определения искомых микроорганизмов были использованы следующие питательные среды:
^ мезофильные аэробные и факультативно-анаэробные микроорганизмы - МПА (мясо-пептонный агар);
^ бактерии группы кишечной палочки - среда Кесслер;
> сальмонеллы - стандартная среда BPW (Buffered Peptone Water, агар с предварительно взвешенной забуференной пептонной водой), ксилоза-лизин-дезоксихолатный агар (XLD-агар) и среда Эндо;
> бактерии вида Pseudomonas aeruginosa - агаризованная селективно-диагностическая среда;
^ энтерококки - среда глюкозо-триптонный бульон с дрожжевым экстрактом;
> молочнокислые бактерии (лактобактерии) - стандартная среда MRS.
Результаты и обсуждение
В этом аспекте нами проведён микробиологический анализ верблюжьего молока и продуктов из него с точки зрения наличия санитарно-показательной и патогенной микрофлоры, а также присутствия в ферментированном молоке физиологически важных пробиотических микроорганизмов. Полученные данные в сравнении с нормативными показателями приведены в таблицах 1-3, соответственно для сырого верблюжьего молока, сухого верблюжьего молока и шубата - казахского национального ферментированного верблюжьего молока.
Таблица 1 - Микробиологические показатели сырого верблюжьего молока
Микробиологические показатели Норма по НД Результаты для сырого верблюжьего молока
КМАФАнМ, КОЕ/см3 (г), не более 5*105 2,4*105
БГКП в 0,1 см3 (г) продукта не нормируются не обнаружены
Патогенные микроорганизмы (Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus), в т.ч. сальмонеллы, в 25 см3 (г) продукта не допускаются не обнаружены
Таблица 2 - Микробиологические показатели сухого верблюжьего молока
Микробиологические показатели Норма по НД (для сухого коровьего молока) Результаты для сухого верблюжьего молока
КМАФАнМ, КОЕ/см3 (г), не более 5*104 2,3*104
БГКП в 0,1 см3 (г) продукта не допускаются не обнаружены
Патогенные микроорганизмы (Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus), в т.ч. сальмонеллы, в 25 см3 (г) продукта не допускаются не обнаружены
Таблица 3 - Микробиологические показатели шубата
Микробиологические показатели Норма по НД Результаты для шубата
БГКП в 0,01 см3 (г) продукта не допускаются не обнаружены
Патогенные микроорганизмы (Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus), в т.ч. сальмонеллы, в 25 см3 (г) продукта не допускаются не обнаружены
Молочнокислые микроорганизмы, КОЕ/см3 (г), не менее 1*107 4,4*107
Полученные нами данные содержания мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов в 1 см3 сырого и 1 г сухого верблюжьего молока (таблицы 1 и 2) доказывают, что исследуемые объекты не представляют опасности в микробиологическом отношении, т.к. КМАФАнМ практически в два раза меньше нормируемых покателей.
В 2020 г. 28 стран ЕС/ЕЭЗ сообщили о 4 824 подтвержденных случаях инфицирования шигатоксин-продуцирующей кишечной палочкой (STEC). Общий показатель заболеваемости составил 1,6 случая на 100 000 населения [17]. Поэтому пищевые инфекции, вызываемые шига-токсинпродуцирующими штаммами Escherichia coli (STEC), -актуальная проблема общественного здравоохранения многих стран мира, включая высокоразвитые: США, Канаду, страны Европейского союза, Японию и др. [18]. Казахстан, скорее всего, также стоит в ряду этих стран и употребление верблюжьего молока и продуктов из него может представлять угрозу здоровью населения. В связи с этим, нами проведен анализ исследуемых объектов на наличие БГКП. Результаты анализа (таблицы 13) подтвердили микробологическую безопасность сырого верблюжьего молока и продуктов из него, т.к. искомые микроорганизмы в 0,01 см3 (г) не обнаружены.
Для выявления и количестенного определения бактерий вида P. aeruginosa в верблюжьем молоке и приготовленных из него продуктов нами использован метод, основанный на высеве 0,1 г (см3) продукта (его разведений) на поверхность агаризованной селективно-диагностической среды (агар для выявления псевдомонад), инкубировании посевов при температуре 37°С в течение 24 ч., подсчете типичных колоний. На агаре с триклозаном псевдомонады обычно образуют синие, сине-зеленые, желто-зеленые или зеленые колонии. Колоний с такими признаками нами не обнаружено. Проведенный анализ на наличие псевдомонад в 25 г (см3) исследованных продуктов свидетельствует об отсутствии этого патогена (таблицы 1-3).
Содержание сальмонелл в этом виде молочного сырья и продуктов из него определено нами выращиванием микроорганизмов на стандартной питательной среде BPW с последующим пересевом на две питательные селективные агаризованные среды: ксилоза-лизин-дезоксихолатный агар (XLD-агар) и среду Эндо. Посевы на агаризованных средах инкубировали при температуре 37 °С в течение 24 ч. Типичные колонии бактерий рода Salmonella, вырастающие на XLD-агаре, имеют черный центр и слегка прозрачную зону красноватого цвета (цвет индикатора). На среде Эндо образуются круглые бесцветные или слегка розоватые, прозрачные колонии, характерные для сальмонелл. В нашем исследовании не обнаружены признаки роста салмонелл (таблицы 1-3), что свидетельствует о микробиологической безопасности сырого и сухого верблюжьего молока и шубата.
Известным в Казахстане ферментированным молочным продуктом, приготовленным из верблюжьего молока, является шубат. Физиологическая функциональность таких продуктов определяется присутствием в них достаточно высокого количества живых лактобактерий. Для доказательства пробиотических свойств шубата нами определено содержание в нём молочнокислых бактерий глубинным посевом разведений исследуемого продукта на селективную среду MRS с последующим выращиванием микроорганизмов в термостате в течение 48 ч при температуре 37 °С. На рисунке 2 приведены фотографии чашки Петри с выросшими колониями лактобактерий и микроскопического препарата этих микроорганизмов.
а б
Рисунок 2 - Колонии лактобактерий ферментированного верблюжьего молока (шубата), выросшие на твердой питательной среде MRS (а), и их микроскопический препарат (x100) (б)
Подсчет выросших колоний показал, что в 1 г шубата содержание лактобактерий более чем в 4 раза превышает нормативные данные (таблица 3), что позволяет отнести шубат к функциональным продуктам питания или пробиотикам.
Заключение
Анализ полученных данных свидетельствуют о достаточно высокой микробиологической надежности (безопасности) всех исследованных продуктов, так как содержание КМАФАнМ и патогенных микроорганизмов, в т.ч. сальмонелл, не превышает норм, установленных в Техническом регламенте Таможенного союза «О безопасности молока и молочной продукции» (ТР ТС 033/2013). Содержание лактобактерий, большая
часть которых проявляет выраженные пробиотические свойства, достигает десятков млн клеток в 1 см3 шубата, свидетельствуя о физиологической функциональности продукта.
Проведенный микробиологический анализ позволяет пополнить базу данных, доказывающих безопасность и пользу верблюжьего молока и продуктов из него. Разведение верблюдов молочного направления с соответствующим увеличением производства этого вида сырья и его промышленной переработки в безопасные и высококачественные молочные продукты может существенно повысить уровень здоровья населения.
Литература:
1 Баймуканов Д.А., Юлдашбаев Ю.А., Исхан К.Ж., Демин В.А. Концепция развития продуктивного и племенного верблюдоводства Республики Казахстан на 2021-2030 годы. Аграрная наука, 2020, (7-8):52-60 (doi.org/10.32634/0869-8155-2020-340-7-52-60).
2 Adnan Khaliq, Muhammad Farhan Jahangir Chughtai, Muhammad Nadeem, Ayesha Aslam, Atif Liaqat, Tariq Mehmmod, Samreen Ahsan. Camel Milk: Massive Paragon of Nutritional and Therapeutic Potentials: A Review. International Journal of Research Studies in Biosciences (IJRSB), 2019, 7(9): 12-26 (doi.org/10.20431/2349-0365.0709002).
3 Vinod Bhateshwar, D.C. Rai, Hitesh Muwal, Hanuman Lal Nehra and Maya Jat. Camel Milk: The Natural Gift for Medicinal Uses for Humans - A Review. Int. J. Curr. Microbiol. App.Sci, 2021, 10(02): 2397-2407 (doi.org/10.20546/ijcmas.2021.1002.285).
4 Meldebekova, A., G. Konuspayeva, E. Diacono and B. Faye. Heavy Metals and Trace Elements Content in Camel Milk and Shubat from Kazakhstan. Impact of Pollution on Animal Products, 2008, 117123.
5 Уварова В. М., Мазаев А. Н., Шель И. А., Попова М. А., Шкаева Н. А. Микробиологический контроль молочной продукции. Молодой ученый, 2014, 12: 110-112.
6 Aman I.M., Al-Hawary I.I., Elewa S.M., El-Kassas W.M., El-Magd M.A. Microbiological evaluation of some Egyptian fermented dairy products. Journal of the Hellenic Veterinary Medical Society, 2021, 2(72): 2889-2896 (doi.org/10.12681/jhvms.27528).
7 Mirza Aliyev, Kushvar Mamedova. Determination of total aerobic mesophilic bacteria (TAMB), total aerobic psychrophilic bacteria (TAB), Lactococcus spp., Lactobacillus spp., Staphylococcus-Micrococcus, coliform, yeast and mold in motal cheese samples, Azerbaijan. Agricultural & Veterinary Sciences, 2019, 3(3): 126-133.
8 Технический регламент Таможенного союза «О безопасности молока и молочной продукции» (ТР ТС 033/2013) Принят Решением Совета Евразийской экономической комиссии от 9 октября 2013 г. № 67.
9 Технический регламент Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции» (ТР ТС 021/2011) от 9 декабря 2011 г. № 880.
10 ГОСТ 32901-2014 Молоко и молочные продукты. Методы микробиологического анализа
11 ГОСТ 10444.15-94 Продукты пищевые. Методы определения количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов
12 ГОСТ 30726-2001 Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества бактерий вида Escherichia coli
13 ГОСТ 31659-2012 (ISO 6579:2002) Продукты пищевые. Метод выявления бактерий рода Salmonella
14 ГОСТ Р 54755-2011 Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества бактерий вида Pseudomonas aeruginosa
15 ГОСТ 28566-90 (СТ СЭВ 6646-89) Продукты пищевые. Метод выявления и определения количества энтерококков
16 ГОСТ 10444.11-89 Продукты пищевые. Методы определения молочнокислых микроорганизмов
17 European Centre for Disease Prevention and Control. Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) infection - Annual Epidemiological Report for 2020, 12 Sep 2022.
18 Онищенко Г.Г., Дятлов И.А., Светоч Э.А. и др. Молекулярно-генетическая характеристика шига-токсинпродуцирующих Escherichia coli, выделенных при вспышке пищевой инфекции в Санкт-Петербурге в 2013 году. Вестник РАМН. 2015, 1: 70-81.
АН. ЖУМАБАЙ1*, АД. СЕРИКБАЕВА2, К.А. МЫРЗАБЕК2, М.М. МУСУЛЬМАНОВА3 1 Алматы технологиялык университет^ Алматы, Казахстан
2 Казак улттьщ аграрлык зерттеу университетi, Алматы, Казахстан
3 И. Раззаков атындагы ^ыргыз мемлекеттiк техникалык университетi, Бишкек,
Кыргызстан *e-mail: [email protected]
АЛМАТЫ ОБЛЫСЫНДАГЫ ШАРУАШЫЛЬЩТЬЩ ШИК1 ТYЙЕ CYTI,
ТYЙЕ CYTI ЖЭНЕ Ш¥БАТ YШIН МИКРОБИОЛОГИЯЛЬЩ ТАЛДАУ
ТYЙiн
Дайын сYт ешмдершщ сапасы мен каушиздшн камтамасыз етудеп ец мацызды рел ец алдымен шиюзаттыц сапасыменсYтпен аныкталады. СYт шиюзатына тYсетiн биологиялык теки ксенобиотиктер - етюр тагамдык интоксикацияны гана емес, созылмалы ауруларды да тудыратын бактериялык токсиндер, сондай-ак ерекше каушт микотоксиндер (зец сацыраук¥лактарыныц метаболиттерi) адам денсаулыгына Yлкен кауiп тендiредi. вте аз дозада гана уытты эсер етед^ сонымен катар канцерогендiк, мутагендiк жэне тератогендш белсендiлiкке ие. Микробиологиялык бакылау шикiзат пен дайын ешмнщ эпидемиологиялык кауiпсiздiк талаптарына сэйкестiгiн тексеруге, сондай-ак онымен байланысты тэуекелдердi барынша азайтуга мYмкiндiк беретiн бактериялык ластану кезш уактылы аныктауга арналган. Шикi тYЙе CYтiнде, к¥ргак тYЙе CYтiнде жэне ш^батта гигиеналык нормаларга сэйкес микроорганизмдердщ келесi топтары аныкталады: а) санитарлык-индикативт (мезофильдi аэробты жэне факультативтi анаэробты микроорганизмдердщ саны - КМАФАнМ жэне шек таякшасы тобындагы бактериялар -1ТТБ); б) шартты тYрде патогендi (E. coli); в) патогендi, соныц iшiнде сальмонеллез. Ш^батта ешмнщ биологиялык к¥ндылыгыныц керсеткiшi ретiнде CYт кышкылы бактерияларыныц (лактобактериялар) мелшерi косымша аныкталды. Сынактар стандартты эдiстермен Алматы технологиялык университетшщ тамак ешмдершщ сапасы мен каушаздшн багалаудыц гылыми-зерттеу зертханасында жYргiзiлдi. Кдогак тYЙе CYтiнде КМАФАнМ 2,3405 КТБ/см3 (г), шикi тYЙе CYтiнде - 2,4-105 КТБ/см3 (г) к¥райтыны аныкталды, б^л нормативтiк деректерден аспайды. Патогендш микроорганизмдер, соныц iшiнде Salmonella, Enterococcus жэне Pseudomonas aeruginosa, барлык зерттелген енiмдердiц 25 г (см3) к^рамында табылган жок. Ш^баттагы CYт кышкылы микроорганизмдершщ мелшерi 4,4^107 КТБ/г (см3) жетед^ б^л нормаланган мэлiметтерден 4 еседен астам жогары. Алынган нэтижелер жогарыда аталган керсеткiштердiц нормативтiк к¥жаттардыц талаптарына сэйкестiгiн куэландырады.
Кiлттi сездер: шикi тYЙе CYтi, к¥ргак тYЙе CYтi, ш^бат, микробиологиялык керсеткiштер, микрофлора.
IRSTI: 65.63.33
A.N. ZHUMABAY1*, A.D. SERIKBAYEVА2, K.A. MYRZABEK2, M M. MUSULMANOVА3 1 Almaty Technological University, Almaty, Kazakhstan
2 Kazakh National Agrarian Research University, Almaty, Kazakhstan
3 I. Razzakov Kyrgyz State Technical University, Bishkek, Kyrgyzstan
*e-mail: [email protected]
MICROBIOLOGICAL ANALYSIS OF RAW CAMEL MILK, DRY CAMEL MILK AND SHUBAT FROM A FARM IN ALMATY REGION
doi:10.53729/MV-AS.2023.02.10
Abstract
The most important role in ensuring the quality and safety of finished dairy products is determined primarily by the quality of the feedstock - milk. A huge risk to human health is posed by xenobiotics of biological origin in raw milk - bacterial toxins that cause not only acute food intoxication, but also chronic diseases, as well as particularly dangerous mycotoxins (metabolites of mold fungi), which not only have a
toxic effect in a very small dose, but also have carcinogenic, mutagenic, and teratogenic activity. Microbiological control is designed to verify that raw materials and finished products meet epidemiological safety requirements and that the source of bacterial contamination is detected in good time, thus minimizing the risks associated with it. In raw camel milk, dried camel milk and shubat the following groups of microorganisms are determined in accordance with hygienic standards: a) indicator (quantity of mesophilic aerobic and facultative anaerobic microorganisms - QMAFAnM and bacteria of E. coli group); b) opportunistic (E. coli); c) pathogens, including Salmonella. The content of lactic acid bacteria (lactobacilli) was additionally determined in the shubat as an indicator of the biological value of the product. The tests were carried out using standard methods at the Research laboratory for assessing the quality and safety of food products at the Almaty Technological University. It was defined that QMAFAnM in dried camel milk is 2,3-105 CFU/cm3 (g), in raw camel milk is 2,4-105 CFU/cm3 (g), which does not exceed the normative data. Pathogenic microorganisms, including Salmonella, Enterococcus and Pseudomonas aeruginosa, were not detected in 25 g (cm3) of all examined products. The content of lactic acid microorganisms in shubat reaches 4.4-107 CFU/g (cm3), which is more than 4 times higher than the normative data. The results indicate compliance of the above indicators with the requirements of regulatory documents.
Keywords: raw camel milk, camel milk powder, shubat, microbiological indicators, microflora.
One of the most pressing and challenging problems in modern society is the supply of quality and safe food. More and more people are showing increased interest in healthy foods. Nutrition should not only meet the physiological needs of the human body in a biologically full and safe food, but also solve the preventive and therapeutic tasks.
Currently, the most pressing need is to create and introduce domestic dairy products enriched with all the nutrients required for the human body through the rational use of local raw materials. Camel and mare's milk and processed products are in the highest demand in the Central Asian region.
The most common type of camel in Kazakhstan (about 80%) is the nar, a first-generation hybrid of one-humped and two-humped camels, which inherits from the Bactrian the resistance to cold, and from the Dromedary the ability to produce abundant milk from which shubat is made. Kazakhstan is the leader in the world in selective breeding of camels. The number of nar in Kazakhstan is increasing due to the growing demand for shubat. The dynamics of camel population in Kazakhstan is shown in figure 1 [1].
300
d 250
ndas
us o 200
h
t n, 150
o ital 100
ul p 50
o p 0
143
130,5 130,5
98,2
169,6 170,5
243
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2022
years
Figure 1 - Camel population in Kazakhstan in 1990-2022
The figure shows a gradual but steady increase in camel numbers in recent years after a slight decline in the early 2000s.
The lactation period of camel is longer compared to any other livestock species, 12-18 months. Daily milk production varies from 3 to 10 kg of milk [2, 3].
Camel milk is an important part of the diet of the southern and western regions of Kazakhstan [4]. Its consumption can be compared to that of cow's milk in some other countries.
The quality of raw milk and dairy products is determined by a set of organoleptic, physico-chemical, and microbiological indicators in accordance with the requirements of current regulatory documentation.
The most important characteristics of dairy products are their safety and microbiological stability. Quantitative microbiological indicators show the content of certain microorganisms in 1 g or 1 cm3 of the product. Product safety is controlled by an alternative method, where the absence of indicator, opportunistic, and pathogenic microorganisms in a certain mass or a certain volume of the product is taken as a standard [5,6].
In the sanitary evaluation of dairy products, indirect methods are used to determine the level of contamination of the product by human excreta (fecal contamination level). The higher this level, the more likely it is that pathogens (intestinal pathogens) will enter the test object. Such methods include a quantitative method to determine the quantity of mesophilic aerobic and facultative anaerobic microorganisms (QMAFAnM) and a qualitative method to determine indicator microorganisms - Escherichia coli bacteria (E. coli) [7].
Modern requirements for the safety of milk and dairy products, including biological safety, are reflected in the Technical Regulation of the Customs Union "On milk and dairy products safety" (TR CU 033/2013) of 9 October 2013 No 67 [8] and in the Technical Regulation of the Customs Union "On food safety" (TR CU 021/2011) of 9 December 2011 No 880 [9].
Purpose of the study: evaluation of the microbiological safety and usefulness of camel milk and products from it through quantitative determination of lactic acid microorganisms (lactobacilli), indicator microorganisms (QMAFAnM, E. coli bacteria group), as well as pathogenic bacteria (Enterococcus, Salmonella, Pseudomonas aeruginosa).
Materials and methods of research
The objects of research were raw camel milk, dried camel milk and shubat produced in a farm in Almaty region.
Microbiological analyses were carried out in the Research laboratory for food quality and safety assessment of the Almaty Technological University.
Preparation of samples for analysis was carried out in accordance with GOST 32901-2014
[10].
The following biological safety indicators were determined by standard methods:
> the quantity of mesophilic aerobic and facultative anaerobic microorganisms (QMAFAnM) - by inoculation of prepared sample of the test product into agarized nutrient media, followed by growing and counting the number of grown microorganism colonies [11];
> the number of Escherichia coli bacteria - by a method based on the ability of E. coli bacteria to ferment lactose in a nutrient medium, producing gas and acid at 37°C for 24 hours [12];
> the number of bacteria of the Salmonella genus - by growing the microorganisms on standard BPW nutrient medium at the first stage, followed by transfer to two selective agarised media (xylose-lysine-deoxycholate agar (XLD-agar) and Endo medium). The bacteria are identified by biochemical and serological tests [13];
> the number of bacteria of the Pseudomonas aeruginosa species - by method based on the inoculation of a certain amount of product (its dilutions) on the surface of an agarised selective diagnostic medium [14];
> the number of enterococci - this group of microorganisms is detected in glucose triptone broth with yeast extract at pH 7.2 [15];
> the number of lactic acid microorganisms (lactobacilli) in shubat - by in-depth culture of the test product on MRS selective medium, followed by cultivation of the microorganisms in a thermostat for 48 h at 37oC [16].
The following nutrient media were used to identify and quantify the microorganisms:
> mesophilic aerobic and facultative anaerobic microorganisms - MPA (meat-peptone
agar);
> Escherichia coli bacteria - Kessler medium;
> Salmonella species - standard BPW (Buffered Peptone Water), xylose-lysine-deoxycholate agar (XLD agar) and Endo medium;
> bacteria of the Pseudomonas aeruginosa species - agarised selective diagnostic medium;
> Enterococci - glucose-tryptone broth medium with yeast extract;
> lactic acid bacteria (lactobacillus) - standard MRS medium.
Results and discussion
In this aspect, we carried out microbiological analysis of camel milk and its products in terms of the presence of indicator and pathogenic microflora, as well as the presence of physiologically important probiotic microorganisms in fermented milk. The obtained data in comparison with the normative values are shown in Tables 1-3 respectively for raw camel milk, dried camel milk and shubat - Kazakh national fermented camel milk.
Table 1 - Microbiological parameters of raw camel milk
Microbiological indicators Norm according to ND Raw camel milk results
QMAFAnM, CFU/cm3 (g), no more 5*105 2.4*105
E. coli bacteria group in 0.1cm3 (g) of the product not standardized not detected
Pathogenic microorganisms (Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus), including salmonella, in 25 cm3 (g) of the product not allowed not detected
Table 2 - Microbiological parameters of camel milk powder
Microbiological indicators Norm according to ND (for powdered cow's milk) Powdered camel milk results
QMAFAnM, CFU/cm3 (d), no more 5*104 2.3*104
E. coli bacteria group in 0.1cm3 (g) of the product not allowed not detected
Pathogenic microorganisms (Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus), including salmonella, in 25 cm3 (g) of the product not allowed not detected
Table 3 - Microbiological indicators of shubat
Microbiological indicators Norm according to ND Shubat results
E. coli bacteria group in 0.1cm3 (g) of the product not allowed not detected
Pathogenic microorganisms (Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus), including salmonella, in 25 cm3 (g) of the product not allowed not detected
Lactic acid bacteria, CFU/cm3 (g), not less 1*107 4.4*107
The data we obtained on the content of mesophilic aerobic and facultatively anaerobic microorganisms in 1 cm3 of raw and 1 g of dried camel milk (Tables 1 and 2) prove that the studied objects are not dangerous in microbiological respect, as QMAFAnM is almost half the normative indicators.
Three years ago (in 2020) 28 EU/EEA countries reported 4,824 confirmed cases of shigatoxin-producing E. coli (STEC) infection. The overall incidence rate was 1.6 cases per 100 000 population [17]. Therefore, foodborne infections caused by shigatoxinproducing strains of Escherichia coli (STEC) are a pressing public health problem in many countries of the world, including the highly developed countries of the USA, Canada, the European Union, Japan, etc. [18]. Kazakhstan is also likely to be among these countries, and the use of camel milk and its products may pose a threat to public health. In this regard, we analyzed the objects under study for
170
the presence of E. coli bacteria group. The results of the analysis (Tables 1-3) confirmed the microbiological safety of raw camel milk and its products, as the specified microorganisms in 0.01 cm3 (g) were not detected.
To detect and quantify Pseudomonas aeruginosa bacteria in camel milk and products prepared from it, we used a method based on inoculation 0.1 g (cm3) of product (its dilutions) on the surface of agarized selective diagnostic medium (agar for detection of pseudomonads), incubation of inoculum at 37 °C for 24 h, counting typical colonies. Pseudomonads usually form blue, blue-green, yellow-green, or green colonies on triclosan agar. We did not find any colonies with such features. An analysis for the presence of pseudomonads in 25 g (cm3) of the examined products indicated the absence of this pathogen (tables 1-3).
We determined Salmonella content in this type of raw milk and its products by first growing the microorganisms on standard BPW nutrient media and then transferring them to two selective agarized media: xylose-lysine-deoxycholate agar (XLD-agar) and Endo medium. The cultures on the agarized media were incubated at 37 °C for 24 h. Typical colonies of Salmonella bacteria growing on XLD-agar have a black center and a slightly transparent reddish zone (indicator colour). Round, colourless or slightly pinkish, transparent colonies characteristic of Salmonella bacteria are formed on Endo medium. In our study, no signs of Salmonella growth were found (Tables 1-3), indicating the microbiological safety of raw and dried camel milk and shubat.
Enterococci are also absent in the products we studied (see Tables 1-3).
A well-known fermented dairy product made from camel milk in Kazakhstan is shubat. The physiological functionality of such products is determined by the presence of a sufficiently high number of alive lactobacilli in them. To prove probiotic properties of shubat we determined the content of lactic acid bacteria in it by in-depth inoculation of the studied product on MRS selective medium, followed by growing of microorganisms in the thermostat for 48 hours at 37 o C. Figure 2 shows photographs of a Petri dish with grown lactobacillus colonies and a microscopic preparation of these microorganisms.
П
a b
Figure 2 - Lactobacillus colonies of fermented camel milk (shubat) grown on solid MRS nutrient medium (a) and their microscopic preparation (x100) (b)
A count of the colonies grown showed that 1 g of shubat had a lactobacillus content more than 4 times higher than the normative data (Table 3), which allows shubat to be classified as a functional food or probiotic.
Conclusion
The analysis of obtained data shows rather high microbiological reliability (safety) of all investigated products, as the content of mesophilic aerobic and facultative anaerobic microorganisms and pathogenic microorganisms, including Salmonella, does not exceed standards established in the Technical Regulations of the Customs Union "On safety of milk and dairy products" (TR CU 033/2013). The content of lactobacilli, most of which exhibit pronounced probiotic properties, reaches tens of millions of cells in 1 cm3 of shubat, indicating the physiological functionality of the product.
The microbiological analysis carried out adds to the database proving the safety and usefulness of camel milk and products made from it. Breeding dairy camels with a corresponding
171
increase in the production of this type of raw material and its industrial processing into safe and high-quality dairy products can significantly improve public health.
References:
1 Bajmukanov D.A., Yuldashbaev Yu.A., Iskhan K.Zh., Demin V.A. Koncepciya razvitiya produktivnogo i plemennogo verblyudovodstva Respubliki Kazakhstan na 2021-2030 gody. Agrarnaya nauka, 2020, (7-8):52-60 (doi.org/10.32634/0869-8155-2020-340-7-52-60).
Pogolov'e verblyudov uvelichilos' v Kazahstane (https://24.kz/ru/news/economyc/item/463253-pogolove-verblyudov-uvelichilos-v-kazakhstane) Date of the application - 20.02.2023.
2 Adnan Khaliq, Muhammad Farhan Jahangir Chughtai, Muhammad Nadeem, Ayesha Aslam, Atif Liaqat, Tariq Mehmmod, Samreen Ahsan. Camel Milk: Massive Paragon of Nutritional and Therapeutic Potentials: A Review. International Journal of Research Studies in Biosciences (IJRSB), 2019, 7(9): 12-26 (doi.org/10.20431/2349-0365.0709002).
3 Vinod Bhateshwar, D.C. Rai, Hitesh Muwal, Hanuman Lal Nehra and Maya Jat. Camel Milk: The Natural Gift for Medicinal Uses for Humans - A Review. Int. J. Curr. Microbiol. App.Sci, 2021, 10(02): 23972407 (doi.org/10.20546/ijcmas.2021.1002.285).
4 Meldebekova, A., G. Konuspayeva, E. Diacono and B. Faye. Heavy Metals and Trace Elements Content in Camel Milk and Shubat from Kazakhstan. Impact of Pollution on Animal Products, 2008, 117-123.
5 Uvarova V. M., Mazaev A. N., Shel' I. A., Popova M. A., Shkaeva N. A. Mikrobiologicheskij kontrol' molochnoj produkcii. Molodoj uchenyj, 2014, 12: 110-112.
6 Aman I.M., Al-Hawary I.I., Elewa S.M., El-Kassas W.M., El-Magd M.A. Microbiological evaluation of some Egyptian fermented dairy products. Journal of the Hellenic Veterinary Medical Society, 2021, 2 (72): 2889-2896 (doi.org/10.12681/jhvms.27528).
7 Mirza Aliyev, Kushvar Mamedova. Determination of total aerobic mesophilic bacteria (TAMB), total aerobic psychrophilic bacteria (TAB), Lactococcus spp., Lactobacillus spp., Staphylococcus-Micrococcus, coliform, yeast and mold in motal cheese samples, Azerbaijan. Agricultural & Veterinary Sciences, 2019, 3(3): 126-133.
8 Tekhnicheskij reglament Tamozhennogo soyuza «O bezopasnosti moloka i molochnoj produkcii» (TR TS 033/2013) Prinyat Resheniem Soveta Evrazijskoj ekonomicheskoj komissii ot 9 oktyabrya 2013 g. № 67.
9 Tekhnicheskij reglament Tamozhennogo soyuza «O bezopasnosti pishchevoj produkcii» (TR TS 021/2011) ot 9 dekabrya 2011 g. № 880.
10 GOST 32901-2014 Moloko i molochnye produkty. Metody mikrobiologicheskogo analiza
11 GOST 10444.15-94 Produkty pishchevye. Metody opredeleniya kolichestva mezofil'nyh aerobnyh i fakul'tativno-anaerobnyh mikroorganizmov
12 GOST 30726-2001 Produkty pishchevye. Metody vyyavleniya i opredeleniya kolichestva bakterij vida Escherichia coli
13 GOST 31659-2012 (ISO 6579:2002) Produkty pishchevye. Metod vyyavleniya bakterij roda Salmonella
14 GOST R 54755-2011 Produkty pishchevye. Metody vyyavleniya i opredeleniya kolichestva bakterij vida Pseudomonas aeruginosa
15 GOST 28566-90 (ST SEV 6646-89) Produkty pishchevye. Metod vyyavleniya i opredeleniya kolichestva enterokokkov
16 GOST 10444.11-89 Produkty pishchevye. Metody opredeleniya molochnokislyh mikroorganizmov
17 European Centre for Disease Prevention and Control. Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) infection - Annual Epidemiological Report for 2020, 12 Sep 2022.
18 Onishchenko G.G., Dyatlov I.A., Svetoch E.A. i dr. Molekulyarno-geneticheskaya harakteristika shiga-toksinproduciruyushchih Escherichia coli, vydelennyh pri vspyshke pishchevoj infekcii v Sankt-Peterburge v 2013 godu. VestnikRAMN. 2015, 1: 70-81.
