Влияние холода и озона на микрофлору, качество и сохраняемость рыбы холодного копчения

Микроорганизмы – основная при чина порчи и ухудшения товарного качества рыбы холодного копчения [1–3]. Психрофильные и некоторые мезофильные микроорганизмы способны осуществлять свои биологические функции при отрицательных температурах, оптимальных для хранения продукции. Замораживание такой рыбы вызывает необратимые изменения, резко ухудшающие ее качество. В связи с этим, возникает необходимость в изыскании комбинированных способов воздействия на микробиологические процессы, протекающие при хранении ценных рыбных продуктов.
Применение перспективных и без вредных для здоровья людей химических веществ в сочетании с холодом представляет большой практический интерес. В этом отношении вполне заслуживает особого внимания озон, довольно быстро распадающийся на молекулярный и атомарный кислород [4].
Имеющиеся малочисленные литературные сведения по влиянию озона на микроорганизмы и химический состав пищевых продуктов, а также о целесообразности его использования при холодильном хранении весьма противоречивы и свидетельствуют о недостаточной изученности этой проблемы [4]. Хотя первая попытка применения озона для дезинфицирования воздуха холодильных камер в Кёльне была сделана еще в 1909 г. с целью увеличения сроков хранения мяса.
В большинстве известных литературных источников рассматривается действие озона главным образом при холодильном хранении мяса, полукопченых колбас, сыров, яиц, некоторых свежих плодов и овощей [5, 6].
Однако выводы, сделанные авто рами, носят весьма разноречивый характер. По мнению одних исследователей [3, 6], озон обладает сильным бактерицидным и фунгицидным действием и его целесообразно использовать при холодильном хранении пищевых продуктов. Данные других [7] свидетельствуют о том, что применение озона в малых концентрациях не влияет на микроорганизмы.
Относительно использования озона для обработки рыбы холодного копчения нам не удалось обнаружить сведений в доступной литературе. В связи с этим, целью наших исследований было изучение влияния озона различных концентраций на микро флору, товарное качество и сохраняемость рыбы холодного копчения.
В настоящее время оценка качества рыбы холодного копчения производится только по органолептическим и физикохимическим показателям (ГОСТ 5.2255Ц75; ГОСТ 13929–68; ГОСТ 13930–68). Хотя на этих рыбных изделиях постоянно присутствуют микроорганизмы в большем или меньшем количестве в зависимости от вида, условий обитания, транспортировки, переработки рыбы и некоторых других факторов.
Некоторые виды микроорганизмов, встречающиеся на рыбе холодного копчения, могут оказывать негативное влияние на здоровье людей. Качество рыбы целесообразно оценивать на основе совокупности органолептических, физикохимических и микробиологических показателей. Отсутствие микробиологических критериев оценки качества рыбных изделий холодного копчения и способов угнетения жизнедеятельности микроорганизмов делает невозможным своевременное про ведение профилактических мероприятий по снижению товарного качества, возможных пищевых отравлений и заболеваний.
В процессе изучения влияния озона и холода на микрофлору рыбы холодного копчения одну из камер с рыбой периодически озонировали, а в другой ее хранили при обычных условиях. Относительная влажность воздуха в них составляла 85–90 %.
Для получения озона использовали два рефрижераторных генератора озона типа РГ01. Количество озона определяли путем йодометрического анализа периодически отбираемой озоновоздушной смеси [4].
В табл. 1 представлены данные концентрации озона и продолжи тельности его воздействия. Микробиологические и товароведные исследования образцов проводили в момент закладки их на хранение, после 20, 25, 30, 35, 50, 70 и 95 сут. Рыбу холодного копчения исследовали по общепринятым стандартным методикам наиболее широко распространенным в лабораторной и производственной практике [8].
В процессе экспериментальных исследований готовили среднюю пробу из асептически вырезанных кус ков рыбы определенной площади и массы. Среднюю пробу помещали в известный объем стерильной водопроводной воды, а затем содержи мое встряхивали в течение 5 мин, после чего готовили рабочие разведения. Для сравнения микробиологических показателей в ряде опытов делали смывы с поверхности рыбы стерильными ватными тампонами.
Количество микроорганизмов, составляющих поверхностные биоценозы рыбы, определяли чашечным методом счета колоний. Для выявления изучаемых таксономических групп микроорганизмов использовали раз личные питательные среды: мясопептонный и сухой питательный агар (для учета бактерий), суслоагар (для учета плесеней и дрожжей). Посевы инкубировали при 25…26 °C (плесе ни), при 28…30 °С (дрожжи); при 35…37 °С (бактерии), а в ряде опытов параллельно и при 15…20 °С. Количественный учет плесеней производили после 1–2 сут, бактерий – 2–3 сут, дрожжей – 3–5 сут.
Наиболее часто встречающиеся микроорганизмы выделяли в чистые культуры с целью идентификации и изучения влияния озона на функцию размножения.
Оценку органолептических показателей производили по сумме бал лов, характеризующих внешний вид, цвет поверхности на срезах, консистенцию мяса, вкус и запах.
В результате экспериментальных исследований установлено, что температура в пределах –5…7 °С полностью не приостанавливает размножение и ферментативную активность микроорганизмов, населяющих поверхность исследуемой рыбы. За 70 сут хранения при оптимальном производственном режиме общее количество микроорганизмов увеличивается на поверхности тёши осетра с 42 до 1,1 x 106 клеток на 10 г массы, на спинке муксуна – с 1,97 x 102 до 1,49 x 108, на тёше муксуна – с 5,8 до 6,43 x 108, а на тёше нельмы – с 1,81 x 104 до 1,75 x 109 особей на одинаковой массе (табл. 2).
Длительность лагфазы и изменение численности микроорганизмов на поверхности неозонированной рыбы зависят от ее породы, начальной обсемененности микроорганизмами и их специфических особенностей.
Комбинированное действие холода и озона позволяет значительно замедлить интенсивность размножения микроорганизмов различных таксономических групп на поверхности исследуемой рыбы холодного копчения.
При повышении концентрации озона до 10–11,7 мг/м3 сильнее про является его биоцибное действие.
Так, после 70 сут хранения озонированной спинки муксуна на ее поверхности обнаружено 58 клеток плесневых грибов, а на неозонированной – 2000 на равной массе (табл. 2). На неозонированной тёше муксуна за 70 сут количество плесневых грибов увеличивается в 1500 раз, а на озонированной – лишь в 28 раз по сравнению с исходной их численностью.
Сопоставление скорости размножения плесневых грибов на поверхности озонированной тёши осетра холодного копчения при концентрациях озона в пределах 2,6–5,2 мг/м3 и неозонированной рыбы указывает на отсутствие заметных различий в протекании этого биологического процесса.
Лишь при увеличении концентрации озона до 7,8–11,7 мг/м3 отмечено его влияние на скорость размножения плесневых грибов. В результате чего максимальное количество этих микроорганизмов на озонированной рыбе не превышает 100 клеток на 10 г массы, а на необработанной озоном оказывается в десятки раз большим. После 70 сут хранения на поверхности контрольной тёши осетра численность плесневых грибов достигает почти 7000 клеток на 10 г массы, в то время как на озонированной рыбе не превышает 50 особей на такой же массе.
За этот же период хранения неозонированной тёши нельмы холодного копчения количество плесневых грибов на ее поверхности увеличивается с единичных клеток до нескольких сотен, а на озонирован ной рыбе – до нескольких десятков на 10 г массы. В конце срока наблюдений на обработанной озоном тёше нельмы холодного копчения содержится в 20 раз меньше плесневых грибов по сравнению с их численностью на поверхности неозонированной рыбы.
За 70 сут холодильного хранения исследуемой рыбы количество плесневых грибов на ее поверхности увеличивается с единичных клеток до 610–6700 на 10 г массы. Между тем как сочетание холода с озоном позволяет значительно уменьшить их численность на поверхности рыбы до 30–58 клеток независимо от ее видовых особенностей.
Количественный учет дрожжевых организмов показал, что за 20 сут хранения неозонированной спинки муксуна их численность увеличивается в 32 000 раз по сравнению с исходными показателями, а на озонированной – лишь в 1500 раз. При одинаковой начальной обсемененности дрожжами на озонированной спинке муксуна после 70 сут содержится в 270 раз меньше дрожжевых клеток, чем на неозонированной рыбе. Несколько чувствительнее к воздействию озона оказались дрожжи, населяющие поверхность тёши муксуна. При использовании небольших концентраций озона порядка 2,6–5,2 мг/м3 численность дрожжей уменьшается на поверхности тёши муксуна в 1900–2500 раз. Между тем как дрожжи, населяющие поверхность тёши нельмы холодного копчения, не реагируют на действие озона в малых концентрациях вообще.
Фунгицидный эффект выявлен лишь после 70 сут хранения исследуемых образцов. На поверхности озонированной рыбы обнаружено в 170 раз меньше дрожжевых клеток, чем на поверхности контрольной рыбы.
Изучение закономерностей раз множения дрожжей на поверхности тёши осетра холодного копчения по казало, что применение озона в исследуемых концентрациях не оказывает заметного влияния на размножение этих микроорганизмов. Это объясняется тем, что они в меньшей степени чувствительны к воздействию озона, а также проникновением их в мышечную ткань рыбы. По видимому, определенную роль в снижении фунгицидного эффекта озона играет и содержание жира в мышечной ткани рыбы.
Таким образом, установлено, что дрожжи, населяющие поверхность изучаемой рыбы, обладают различ ной чувствительностью к воздействию озона.
Количественный учет бактерий по казал, что после 20 сут на озонированной спинке муксуна их численность увеличивается в 31 раз, тогда как на неозонированной – в 142 раза. За этот же срок на контрольной тёше муксуна количество бактерий повысилось в среднем в 8460 раз, а на озонированной – лишь в 315 раз по сравнению с исходной численностью. И в последующие сроки хранения более активно бактерии размножались на поверхности неозонированных рыбных изделий. Например, после 70 сут обычного холодильного хранения спинки муксуна количество бактерий на ее поверхности увеличивается в 500 тыс. раз, а на тёше муксуна холодного копчения –даже более чем в 11 млн раз. В то время как на озонированной спинке муксуна их численность повышается в среднем в 300 раз, а на тёше муксуна – в 1050 раз
В процессе изучения динамики нарастания бактериальных клеток на поверхности тёши осетра и нельмы выявлено, что использование кон центраций озона в пределах 2,6–7,8 мг/м3 не вызывает заметного бактериостатического и бактерицидного эффекта. При повышении концентрации озона до 10–11,7 мг/м3 снижается количество бактерий на поверхности тёши осетра в 29–240 раз, а на тёше нельмы – в 30–320 раз. После 70 сут хранения необработанной озоном тёши осетра численность бактерий увеличивается в 35 тыс. раз, а на обработанной – лишь в 125 раз.
На неозонированной тёше нельмы холодного копчения количество бактериальных клеток возрастает более чем в 1 млн раз, а на озонирован ной – в 3130 раз по сравнению с исходной их численностью.
При достижении на поверхности исследуемой рыбы микроорганизмов в пределах нескольких сотен тысяч или миллионов начинается их проникновение в мышечную ткань. После 35 сут в мышечной ткани озонируемой и неозонируемой тёши осетра обнаруживается в среднем 100 клеток дрожжей и около 400 особей бактерий, а в тёше нельмы – 35 тыс. дрожжевых клеток и около 10 тыс. бактерий на 10 г массы.
После 50 сут количество дрожжей в мышечной ткани тёши осетра увеличивается до 3100 клеток, а в тёше нельмы – до 400 тыс. клеток. Численность бактерий к этому сроку в тёше осетра возрастает до 1000 особей, а в тёше нельмы – даже до 50 тыс. клеток на 10 г массы.
Наличие микроорганизмов в мышечной ткани озонированных образцов тёши осетра и тёши нельмы свидетельствует о том, что озон в нее глубоко не проникает, а дает лишь поверхностный фунгицидный и бактерицидный эффекты.
Такое свойство озона позволяет управлять нежелательными поверхностными микробиологическими процессами без существенных изменений химического состава и товарного качества рыбы.
В мышечной ткани неозонированных спинки и тёши муксуна после 50 сут выявлено в среднем 1500 клеток дрожжей и около 500 бактерий в 10 г массы. Между тем как в мышечной ткани озонированных изделий из муксуна вообще не обнаружены ни какие виды микроорганизмов.
Следовательно, озон не только обладает поверхностным бактерицидным и фунгицидным действием, но и способен предупреждать проникновение микроорганизмов в мышечную ткань спинки и тёши из муксуна. Это очень важно, так как на поверхности рыбы холодного копчения могут встречаться патогенные микроорганизмы, образующие токсины или вызывающие инфекционные заболевания человека. Сравнительный анализ показал, что в мышечной ткани рыбы содержится примерно в 100–1000 раз меньше микроорганизмов, чем на ее поверхности. Интенсивность проникновения микроорганизмов в мышечную ткань рыбных изделий холодного копчения зависит от специфических особенностей микроорганизмов, их численности на поверхности рыбы, ее породы, а также продолжительности хранения.
Ухудшение товарного качества исследуемых рыбных изделий вызывали преимущественно дрожжи и бактерии. В результате их жизнедеятельности появлялись сероватобелый налет на поверхности рыбы и между ее мышечными пучками, не свойственный специфический запах и кисловатый привкус, а также про исходила мацерация ткани.
При хранении в производственных условиях микроорганизмы с поверхности рыбы удаляют тканевыми салфетками, именуя этот процесс «перетиркой» рыбы. Употребление в пищу такой рыбы небезопасно для здоровья людей, так как не исключена возможность развития патогенных видов микроорганизмов. В связи с этим, необходимы регулярный микробиологический контроль при холодильном хранении рыбы холодного копчения и периодическое озонирование камер для ее хранения.
В специальной работе, проведен ной с чистыми культурами микроорганизмов (16 видов плесеней, 13 видов дрожжей, четыре вида бактерий), а также естественными микробными биоценозами исследуемой рыбы, установлено, что для предотвращения ее микробиологической порчи целесообразно использовать концентрации озона в пределах 8–12 мг/м3 при продолжительности его воздействия в течение 4 ч в зависимости от видовых особенностей микробного населения. Как оказалось, некоторые виды микроорганизмов после озонирования в указанных концентрациях способны восстанавливать функцию размножения после 7–8 сут с момента воз действия озона. В связи с этим обработку холодильных камер озоном следует производить с периодичностью, не превышающей 5 сут.
Выявлено, что при обычном холодильном хранении без озона резкое ухудшение товарного качества изучаемых рыбных изделий наблюдается после 35–50 сут. Между тем как при воздействии холода и озона не доброкачественные образцы появляются лишь после 70–95 сут. Особенно сильно понижается товарное качество тёши нельмы холодного копчения по сравнению с другими исследуемыми рыбными изделиями.
Таким образом, использование озона при холодильном хранении позволяет значительно замедлить нежелательные микробиологические процессы и почти вдвое увеличить сроки Таким образом, использование озона при холодильном хранении позволяет значительно замедлить нежелательные микробиологические процессы и почти вдвое увеличить сроки.