Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Современная пищевая микробиология

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Modern Food Microbiology
Seventh Edition

James M. Jay
University of Nevada Las Vegas
Las Vegas, Nevada

Martin J. Loessner
Swiss Federal Institute of Technology
..
Zurich, Switzerland

David A. Golden
University of Tennessee
Knoxville, Tennessee

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Джеймс М. Джей
Мартин Дж. Лёсснер
Дэвид А. Гольден

СОВРЕМЕННАЯ
ПИЩЕВАЯ
МИКРОБИОЛОГИЯ
2-Е ИЗДАНИЕ (ЭЛЕКТРОННОЕ)

Москва
БИНОМ. Лаборатория знаний
2014

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

УДК 579
ББК 28.4; 36
Д40
Деривативное электронное издание на основе печатного издания:
Современная пищевая микробиология / Дж. М. Джей, М. Дж. Лёсснер,
Д. А. Гольден ; пер. 7-го англ. изд. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний,
2011. — 886 с. : ил. — (Лучший зарубежный учебник).

С е р и я о с н о в а н а в 2006 г.
Перевод с английского
Е. А. Барановой (гл. 5, 9, 15, 31);
д-ра биол. наук Т. И. Громовых (гл. 10, 30);
д-ра техн. наук О. А. Легоньковой (гл. 13–14);
канд. биол. наук К. А. Лусты (гл. 16–19, 21–28);
А. В. Любителева (гл. 1, 11, 20);
д-ра техн. наук Н. Г. Машенцевой (гл. 2, 4, 6, 8, 12, 15, 29, 31);
канд. техн. наук А. И. Семёнышевой (гл. 3, 7, 9, 29)

Джей Дж. М.
Д40
Современная пищевая микробиология [Электронный ресурс] /
Дж. М. Джей, М. Дж. Лёсснер, Д. А. Гольден ; пер. 7-го англ.
изд. — 2-е изд. (эл.). — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014. —
886 с. : ил. — (Лучший зарубежный учебник).
ISBN 978-5-9963-1300-6
Основное внимание авторов сосредоточено на общей биологии микроорганизмов, обнаруживаемых в пище. Дан обзор современных методов
классификации бактерий, таксономических схем для дрожжей и плесневых
грибов. Описаны факторы роста микроорганизмов в пищевых продуктах. Читателя безусловно заинтересуют методы культивирования микроорганизмов,
используемых в пищевой промышленности, а также способы сохранения от
порчи продуктов и описание способов дифференциации патогенов от непатогенов. Отдельные главы посвящены санированию пищи, индикаторным
микроорганизмам, системам контроля качества пищевого производства.
Для студентов и преподавателей пищевых, биотехнологических и медицинских вузов, научных сотрудников, специалистов и работников саннадзора.
УДК 579
ББК 28.4; 36

По вопросам приобретения обращаться:
«БИНОМ. Лаборатория знаний»
Телефон: (499) 157-5272
e-mail: binom@Lbz.ru, http://www.Lbz.ru

ISBN 978-5-9963-1300-6

Translation from the English
language edition: Modern Food
Microbiology by James M. Jay,
Martin J. Loessner, David A. Golden,
c 2005 Springer Science + Business
Copyright ○
Media.
All Rights Reserved
c БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011
○

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Оглавление

Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Часть I. Исторические сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Глава 1. История использования микроорганизмов в пищевом производстве . . . . . . . . . . . . 20
Основные исторические события . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Сохранение пищевых продуктов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Изучение порчи пищевых продуктов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Пищевые отравления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Законодательство в области контроля пищевых продуктов . . . . . . . . . . . . . 26
Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов . . . . . . . 27
Глава 2. Таксономия, роль и значение микроорганизмов в пищевом производстве . . . . . . . 28
Таксономия (классификация) бактерий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Анализ рРНК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Анализ ДНК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Протеобактерии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Источники микроорганизмов, обнаруживаемых в пищевых продуктах . . . . . . . . . . 32
Краткий обзор бактерий, связанных с порчей продуктов питания . . . . . . . . . . . . . 36
Краткая информация об основных родах плесневых грибов, встречающихся в продуктах питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Краткая информация об основных родах дрожжей, встречающихся в продуктах
питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Глава 3. Внутренние и внешние параметры пищевых продуктов, влияющие на рост микроорганизмов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Внутренние параметры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Содержание влаги . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Окислительно-восстановительный потенциал . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Содержание питательных веществ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Антимикробные компоненты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Биологические структуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Внешние параметры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Температура хранения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Относительная влажность окружающей среды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Присутствие и концентрация газов в окружающей среде . . . . . . . . . . . . . . . 77
Присутствие и отсутствие других микроорганизмов . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Глава 4. Свежее мясо и птица . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Биохимические изменения, которые приводят к посмертному окоченению . . . . . . 83
Микробиота мяса и птицы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Распространение микроорганизмов в свежем красном мясе . . . . . . . . . . . . 84
Бактерии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
Рубленые мясные изделия, обогащенные соей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Мясо механической обвалки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Мясо горячей обвалки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Субпродукты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Микробиологическая порча свежего красного мяса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Механизм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

6

Глава 5.

Глава 6.

Глава 7.

Глава 8.

Оглавление

Порча свежей печени . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Распространение микроорганизмов в свежей птице . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Микробиологическая порча птицы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Санитарная чистка и мойка туш . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Готовые мясные изделия и морепродукты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Готовые мясные изделия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Посол . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Копчение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Колбаса, бекон, больнья и одноименные изделия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Порча . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Бекон и ветчины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Безопасность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Морепродукты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Рыба и моллюски . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Микроорганизмы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Порча рыбы и моллюсков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Рыба . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Моллюски и ракообразные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Овощные и фруктовые продукты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Свежие и замороженные овощи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Порча . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Бактериальные агенты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Грибковые агенты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Порча фруктов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Производство свеженарезанных плодов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Микробиологическая обсемененность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Пророщенные семена . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Болезнетворные микроорганизмы (патогены) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Интернализация болезнетворных микроорганизмов . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Вспышки болезней . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Молоко, ферментация, ферментированные и неферментированные молочные продукты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ферментация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Основные понятия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Определение и характеристика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Молочнокислые бактерии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Метаболические пути и молярный выход (урожай) биомассы . . . . . . . . . . .
Уксуснокислые бактерии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Молочные продукты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Молоко . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Переработка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Пастеризация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Основная микрофлора молока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Патогены молока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Порча . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Пробиотики и пребиотики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Непереносимость лактозы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Стартовые культуры, ферментированные продукты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ферментированные продукты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Сыры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Болезни, вызываемые молочнокислыми бактериями . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Немолочные ферментированные пищевые продукты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Мясные продукты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

109
110
111
114
122
122
122
124
124
126
130
131
132
132
132
137
137
142
148
148
151
153
157
161
162
162
163
165
167
169
174
174
174
175
176
179
181
181
181
183
183
184
184
187
188
190
190
191
196
198
202
202

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Оглавление

Рыбные продукты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Хлеба . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Растительные продукты . . . . . . . . . . . . . . . . .
Квашеная капуса . . . . . . . . . . . . . . . . .
Маслины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Соленые огурцы . . . . . . . . . . . . . . . . .
Пиво, эль, сидр и дистиллированный алкоголь
Пиво и эль . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Вина . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Сидр . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Дистиллированный алкоголь . . . . . . . .
Разные продукты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

206
207
208
208
209
210
211
211
213
215
216
217

Глава 9. Разнообразные пищевые продукты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Кулинария и сопутствующие продукты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Яйца . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Майонез и заправка для салатов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Зерновые злаки, мука и продукты из теста . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Хлебобулочные изделия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Замороженные мясные пироги . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Сахар, конфеты и приправы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Мякоть, ядро ореха . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Сухие пищевые продукты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Энтеральные питательные растворы (медицинские пищевые продукты)
Белок одноклеточных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Аргументы в пользу производства SCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ферментация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Продукты на основе SCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Употребление в пищу и безопасность SCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Бутилированная вода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

228
228
229
234
235
236
237
237
238
239
239
240
240
241
242
243
244

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
Глава 10. Методы культивирования, отбора образцов и микроскопии . . . . .
Стандартный подсчет колоний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Гомогенизация образцов пищевых продуктов . . . . . . . . . . .
Спиральный плоттер . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Мембранные фильтры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Техника прямого флюоресцентного фильтрования . . . . . . . .
Прямое эпифлюоресцентное фильтрование микроколоний .
Гидрофобные сетчатые мембранные фильтры (HGMF) . . . .
Микроскопический подсчет колоний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Агаровые капельки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Сухие пленки и методы с их применением . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Наиболее вероятные числа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Восстановление красителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Спиральные вращающиеся трубки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Прямой микроскопический подсчет . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Учет плесени Говарда . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Микробиологическая оценка поверхностей . . . . . . . . . . . . . . . . .
Смывы и влажные смывы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Посев отпечатком . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Методы агарового шприца/«агаровых колбасок» . . . . . . . . .
Другие поверхностные методы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

250
250
252
253
254
255
255
256
257
257
258
259
260
261
261
262
262
262
263
264
264

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

8

Оглавление

Организмы с поврежденным метаболизмом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Восстановление/репарация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Жизнеспособные, но не культивируемые организмы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии . . . . . . . . . .
Химические методы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Определение термостабильной нуклеазы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Метод лизата амебоцитов мечехвоста (Limulus) для определения эндотоксинов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Измерение количества АТФ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Радиометрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Флуорогенные и хромогенные субстраты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Иммунологические методы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Серотипирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Иммунолюминесценция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Обогатительный серологический метод . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1-2-тест на сальмонелл . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Радиоиммунологический анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Твердофазный иммуноферментный анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Диффузия через гель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Иммуномагнитное разделение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Гемагглютинация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Молекулярно-генетические методы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Метод полинуклеотидных зондов (ДНК-зондов) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Полимеразная цепная реакция (ПЦР) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Lux-люминесценция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Метод льдообразования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Методы фингерпринтинга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Фаготипирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Полиморфизм длины амплифицированных фрагментов . . . . . . . . . . . . . . . .
Мультилокусное фермент-электрофоретическое типирование . . . . . . . . . . .
Рестрикционный анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Случайная амплификация полиморфной ДНК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Гель-электрофорез в пульсирующем поле . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Полиморфизм длины рестрикционных фрагментов . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Риботипирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Анализ с помощью микроматриц . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Физические методы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Биосенсоры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Измерение сопротивления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Микрокалориметрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Проточная цитометрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Анализ при помощи установки BioSys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Глава 12. Биотестирование и связанные с ним методы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Тестирование на животных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Определение летальной дозы на мышах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Мышата-сосунки (новорожденные мышата) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Диарея кроликов и мышей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Кормление обезьян . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Исследование на котятах (кошках) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Метод исследования на коже кроликов и морских свинок . . . . . . . . . . . . . .
Проба Шереня и проба Антона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Модели животных, требующие хирургических процедур . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Методы лигирования кишечных петель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
RITARD-модель (removable intestinal tie-adult rabbit diarrhoea) . . . . . . . . . . .

266
268
270
278
278
278
279
284
285
286
289
289
290
290
291
291
292
294
294
295
295
296
298
302
304
304
304
306
307
307
308
309
310
310
311
312
312
314
316
317
318
329
329
329
332
333
334
334
334
335
335
335
337

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Оглавление

Клеточные культуральные системы . . . . . . . . . . . . . . . . .
Мукозальные (слизистые) клетки человека . . . . . . .
Эмбриональная ткань человека . . . . . . . . . . . . . . . .
Клетки подвздошной кишки и кишечника человека .
Клетки кишечника морской свинки . . . . . . . . . . . . .
Клеточная линия HeLa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Клетки яичников китайских хомячков . . . . . . . . . . .
Клетки линии Vero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Линия клеток коры надпочечников Y-1 . . . . . . . . . .
Другие методы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

..
..
..
..
..
..
..
..
..
..

337
339
339
339
340
340
341
341
342
342

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов
и устойчивых к облучению бактерий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами биоконтроля . . . . . . . . . . .
Бензойная кислота и парабены . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Сорбиновая кислота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Пропионаты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Диоксид серы и сульфиты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Нитриты и нитраты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Влияние на организмы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Фактор Периго (Perigo) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Взаимодействие с компонентами обработки и другими факторами . . . . . . .
Нитрозамины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Нитрит-сорбат и другие нитрит-содержащие составы . . . . . . . . . . . . . . . . .
Механизм действия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Краткое изложение действия нитрита . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Дезинфекция пищи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Подкисленный хлорид натрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Электролизуемая оксидированная вода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Активизированный лактоферрин (ALF, Activin) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Озон (О3 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Перекись водорода (Н2 O2 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Хлор и другие вещества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
NaCl и сахар . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Антибактериальные препараты непрямого действия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Антиоксиданты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Вкусовые агенты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Специи и эфирные масла . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Фосфаты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Среднемолекулярные жирные кислоты и сложные эфиры . . . . . . . . . . . . . .
Уксусная и молочная кислоты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Соли уксусной и молочной кислот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Антибиотики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Монензин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Натамицин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Тетрациклины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Субтилин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Тилозин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Противогрибковые агенты для фруктов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Оксиды этилена и пропилена . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Разнообразные химические консерванты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Хитозаны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Диметилдикарбонат (DMDC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Этанол . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

345
346
346
349
351
351
352
353
354
354
355
356
357
358
359
360
360
361
362
363
365
369
370
370
371
372
374
375
376
377
378
380
380
380
381
381
382
382
383
383
383
384

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

10

Оглавление

Глюкозоксидаза . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Полиаминокислоты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Биоконтроль . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Антагонизм бактерий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Молочнокислый антагонизм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Низин и другие бактериоцины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Низин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Другие бактериоцины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Лейкины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Бактериофаги как агенты биоконтроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Концепция препятствия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Глава 14. Защита продуктов питания модифицированной атмосферой . . . . . . . . . . . . . . . .
Определения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Гипобарическое (при низком давлении) хранение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Вакуумная упаковка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Упаковка в модифицированной атмосфере (МАР) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Равновесно-модифицированная атмосфера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Контролируемое атмосферное упаковывание или хранение . . . . . . . . . . . . .
Основное влияние CO2 на микроорганизмы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Способ действия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Пищевые продукты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Свежее и обработанное мясо . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Птица . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Морепродукты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Безопасность пищи, упакованной в режиме МАР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Другие патогенные микроорганизмы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Порча мяса, упакованного под вакуумом и МАР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Летучие компоненты упакованного под вакуумом мяса и домашней птицы
Глава 15. Радиационная защита продуктов и природа микробной резистентности к радиации
...............................................................
Особенности излучений, используемых в сохранении пищи . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ультрафиолетовый свет . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Бета-лучи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Гамма-лучи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Х-лучи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Микроволны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Причины, вызывающие гибель микроорганизмов при облучении . . . . . . . . . . . . .
Типы организмов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Концентрация организмов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Состав суспендирующего растворителя продуктов питания . . . . . . . . . . . .
Наличие или отсутствие кислорода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Физическое состояние пищевых продуктов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Возраст организмов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Обработка продуктов перед облучением . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Выбор продуктов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Обработка продуктов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Упаковка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Бланширование или термообработка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Применение радиации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Гамма-излучение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Электронные лучи/Ускоренные электроны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Радаппертизация, радисидация и радуризация продуктов . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Определения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Радаппертизация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

385
385
385
385
386
389
389
392
392
393
394
404
404
404
405
406
407
407
407
408
409
409
411
412
413
417
417
420
426
427
427
427
428
428
428
428
428
429
429
430
430
430
430
430
430
430
431
431
431
432
432
432
433

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Оглавление

Радисидация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ростки семян и другие овощи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Радуризация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Правовой статус облучения продуктов питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Влияние облучения на качество пищи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Стабильность хранения облученных продуктов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Природа радиационной устойчивости микроорганизмов . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Биология высокоустойчивых видов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Очевидные механизмы устойчивости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Глава 16. Предохранение продуктов питания с помощью низких температур и характеристика психрофильных микроорганизмов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Определения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Минимальная температура роста . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Подготовка продуктов питания к замораживанию . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Замораживание продуктов питания и эффекты замораживания . . . . . . . . . . . . . .
Стабильность хранения замороженных продуктов питания . . . . . . . . . . . . . . . . .
Воздействие замораживания на микроорганизмы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Эффект оттаивания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Некоторые характеристики психротрофов и психрофилов . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Воздействие низких температур на физиологические системы микроорганизмов .
Природа пониженной устойчивости к нагреванию у психротрофов/психрофилов
Глава 17. Сохранение продуктов питания при высоких температурах и характеристика термофильных микроорганизмов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Факторы, влияющие на термоустойчивость микроорганизмов . . . . . . . . . . . . . . .
Вода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Жиры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Соли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Углеводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
рН . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Белки и другие вещества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Количество микроорганизмов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Возраст микроорганизмов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Температура роста . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ингибирующие вещества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Время и температура . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Действие ультразвука . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Относительная термоустойчивость микроорганизмов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Резистентность спор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Термическая деструкция микроорганизмов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Время термической смерти . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Значение D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Значение z . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Значение F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Кривая времени термической смерти . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Концепция 12-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Некоторые характеристики термофильных микроорганизмов . . . . . . . . . . . . . . . .
Ферменты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Рибосомы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Жгутики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Другие характеристики термофильных микроорганизмов . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Требования к питательным веществам . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Концентрация кислорода в среде . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Клеточные липиды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Клеточные мембраны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

437
439
439
441
442
444
444
445
447
452
452
454
456
456
458
459
462
464
467
472
477
478
478
479
480
481
482
483
483
484
484
484
484
485
485
486
488
488
488
491
492
492
493
494
495
496
497
498
498
498
498
499

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

12

Оглавление

Влияние температуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Генетика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Порча консервированных продуктов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Слабокислые продукты (рН > 4,6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Кислые продукты (рН от 3,7–4,0 до 4,6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Сильнокислые продукты питания (рН < 4,0–3,7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Глава 18. Сохранение продуктов питания с помощью высушивания . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Приготовление и высушивание пищевых продуктов, имеющих низкое содержание
влаги . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Воздействие высушивания на микроорганизмы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Стабильность хранения высушенных продуктов питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Пищевые продукты средней влажности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Приготовление пищевых продуктов средней влажности (ПСВ) . . . . . . . . . .
Микробиологические аспекты пищевых продуктов средней влажности . . .
Стабильность хранения продуктов средней влажности (ПСВ) . . . . . . . . . . .
Продукты средней влажности (ПСВ) и переход из стекловидного состояния
Глава 19. Другие методы сохранения продуктов питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Метод высокого гидростатического давления (ВГД) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Некоторые принципы и эффекты воздействия метода высокого гидростатического давления на пищевые продукты и микроорганизмы . . . . . . . .
Воздействия высокого гидростатического давления на отдельные микроорганизмы, обитающие в продуктах питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Поля переменного электрического тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Асептическая упаковка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Манотермозвуковое воздействие (термоультразвуковое воздействие) . . . . . . . . . .
Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества и микробиологические критерии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Глава 20. Индикаторы микробиологического качества и безопасности продуктов . . . . . . . .
Некоторые индикаторы качества продуктов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Индикаторы безопасности продуктов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Колиформные бактерии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Энтерококки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Бифидобактерии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Колифаги/Энтеровирусы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Возможное чрезмерное использование индикаторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Предсказательная микробиология и микробиологическое моделирование . . . . . .
Глава 21. Системы анализа угроз и критических контрольных точек (НАССР) требований
к безопасности продуктов питания (FSO) для предохранения пищевых продуктов
Система анализа угроз и критических контрольных точек (НАССР) . . . . . . . . . .
Программы-предшественники . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Определения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Принципы системы анализа угроз и критических контрольных точек . . . . .
Схема последовательности технологических операций . . . . . . . . . . . . . . . .
Применение принципов системы анализа угроз и критических контрольных
точек . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Некоторые ограничения системы анализа степени биологической опасности
по критической контрольной точке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Требования к безопасности продуктов питания (Food Safety Objectives —
FSO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Микробиологические критерии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Определения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
План контроля качества производства по образцам продукции . . . . . . . . . .
Микробиологические критерии сохранности пищевых продуктов . . . . . . . .

499
500
500
501
501
501
508
508
511
514
515
516
520
523
524
527
527
529
530
538
541
543
547
548
548
550
551
557
563
564
567
569
574
574
576
576
577
582
584
586
587
588
588
589
591

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Оглавление

Часть
Глава

Глава

Глава

Микробиологические критерии, разработанные для различных пищевых
продуктов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Другие критерии/рекомендации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
VII. Пищевые заболевания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22. Патогены, вызывающие пищевые токсикоинфекции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Случаи пищевых токсикоинфекций в США . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Фекально-оральные пути распространения возбудителей пищевых кишечных заболеваний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Заражение хозяина . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
«Универсальные» необходимые условия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Места прикрепления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Реакции кворум-сенсинга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Биопленки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Роль феномена кворум-сенсинга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Сигма-факторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Альтернативные сигма-факторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Патогенез . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Грамположительные бактерии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Грамотрицательные бактерии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23. Стафилококковый гастроэнтерит . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Виды, имеющие отношение к пище . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Среда обитания и распространение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Распространенность в продуктах питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Требования к ростовым питательным средам . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Интервал температур, необходимый для роста . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Эффект воздействия солей и других химических веществ . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Эффект воздействия рН, активности воды и других параметров . . . . . . . . . . . . .
NaCl и рН . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
рН, aw и температура . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
NaNO2 , Eh, pH и температура роста . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Стафилококковые энтеротоксины: типы и распространенность . . . . . . . . . . . . . .
Химические и физические свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Продукция энтеротоксинов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Механизм воздействия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Синдром гастроэнтерита . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Случаи отравлений и продукты питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Экология роста S. aureus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Меры противодействия стафилококковым и другим пищевым отравлениям . . . . .
24. Пищевые отравления, вызванные грамположительными спорообразующими бактериями . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Пищевые отравления, вызванные бактериями Clostridium perfringens . . . . . . . . .
Распространение бактерий Clostridium perfringens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Характеристика бактерий Clostridium perfringens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Энтеротоксин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Содержащие возбудителей продукты питания и симптомы . . . . . . . . . . . . .
Предупреждение заболеваний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ботулизм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Распространение Clostridium botulinum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Рост бактерий штаммов C. botulinum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Экология роста C. botulinum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Причастность приготовления пищи способом Sous Vide при низкой температуре . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

594
597
601
603
603
603
606
606
606
607
607
611
613
614
615
618
618
620
627
634
634
636
637
637
638
638
639
639
640
640
640
643
646
650
651
651
653
654
660
660
661
661
664
665
667
668
669
672
675
676

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

14

Оглавление

Природа ботулинических нейротоксинов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Синдром ботулизма у взрослых: распространение и характерные продукты
питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Детский ботулизм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Гастроэнтериты, вызываемые бактериями Bacillus cereus . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Токсины Bacillus cereus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Диарейный синдром . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Эметический синдром . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Глава 25. Пищевые листериозы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Таксономия листерий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Серотипы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Типирование подвидов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Рост . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Влияние рН . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Совместное воздействие рН и NaCl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Влияние температуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Влияние aw . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Распространение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Условия окружающей среды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Потребляемые человеком продукты питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Пораженность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Температурные свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Молочные продукты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Немолочные продукты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Воздействие сублетального нагревания на термотолерантность . . . . . . . . . .
Вирулентные свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Листериолизин О и иванолизин О . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Внутриклеточная инвазия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Моноцитогенная активность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Сфингомиелиназа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Модели клеток животных и инфекционные дозы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Сфера действия и природа синдрома листериоза . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Сфера действия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Источники патогенов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Синдромы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Устойчивость к листериозу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Способность к выживанию L. monocytogenes в пище . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Регуляторный статус L. monocytogenes в пищевых продуктах . . . . . . . . . . . . . . . .
Глава 26. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые Salmonella и Shigella . . . . . . . . . . . . . . . .
Сальмонеллез . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Серотипирование Salmonella . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Распространение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Рост и деструкция сальмонелл . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Синдром пищевого отравления, вызванный сальмонеллами . . . . . . . . . . . .
Характеристики вирулентности Salmonella . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Сфера распространения и заражаемые продукты питания . . . . . . . . . . . . . .
Предотвращение и контроль сальмонеллеза . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Конкурентное вытеснение для снижения количества сальмонелл у домашних птиц . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Шигеллез . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Случаи кишечных заболеваний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Свойства вирулентности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Глава 27. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями Escherichiae coli . . . . . . . . . .
Серологическая классификация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

678
679
682
683
684
685
685
692
692
695
695
696
696
698
699
699
699
699
700
702
703
703
704
706
706
707
708
709
709
709
711
711
712
715
716
717
718
726
726
727
728
730
733
733
734
738
739
741
742
743
747
747

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Оглавление

Распознаваемые группы вирулентности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Энтероагрегативная E. coli (EAggEC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Энтерогеморрагическая Escherichia coli (EHEC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Энтероинвазивные E. coli (EIEC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Энтеропатогенные бактерии E. coli (EPEC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Энтеротоксигенные E. coli (ETEC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Предотвращение заражений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Диарея путешественников . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Глава 28. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями родов Vibrio, Yersinia
и Campylobacter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Вибриоз (Vibrio parahaemolyticus) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Условия роста . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Свойства вирулентности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Синдром гастроэнтерита . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Другие вибрионы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Vibrio cholerae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Vibrio vulnificus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Vibrio alginolyticus и Vibrio hollisae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Иерсиниоз (Yersinia enterocolitica) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Требования к условиям роста . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Распределение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Серовары и биовары . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Факторы вирулентности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Частота встречаемости бактерий Yersinia enterocolitica в продуктах питания
Синдром гастроэнтерита и его распространенность . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Кампилобактериоз (Campylobacter jejuni) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Распространение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Вирулентные свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Синдром энтерита и его распространение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Предотвращение гастроэнтеритов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Глава 29. Паразиты животных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Простейшие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Лямблиоз . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Амебиаз . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Токсоплазмоз . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Распространение T. gondii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Саркоцистоз . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Криптоспоридиоз . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Циклоспориаз . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Плоские черви . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Фасциолез . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Фасциолопсидоз . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Парагонимоз . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Клонорхоз . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Дифиллоботриоз (диботриоцефалез) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Цистицеркоз (финноз)/Тениоз . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Круглые черви . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Трихинеллез . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Анизакиаз . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Глава 30. Микотоксины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Афлатоксины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Необходимые условия для роста и продукции токсинов . . . . . . . . . . . . . . .
Продукция и встречаемость в продуктах питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Деградация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

747
747
749
761
761
762
765
765
771
771
771
773
775
777
777
781
782
783
784
785
786
787
788
789
789
790
792
794
795
802
802
803
805
807
809
811
812
815
816
817
817
818
818
820
821
823
823
829
837
837
838
840
843

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

16

Оглавление

Токсины Alternaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Цитринин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Охратоксины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Патулин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Пеницилловая кислота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Стеригматоцистин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Фумонизины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Рост и продукция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Распространение в зерновых и пищевых продуктах . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Физико-химические свойства FB1 и FB2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Патология . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Самбутоксин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Зеараленон . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Контроль синтеза . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Глава 31. Вирусы и некоторые другие доказанные и предполагаемые пищевые биологические опасности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Вирусы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Распространение в продуктах и окружающей среде . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Выживаемость в продуктах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Вирус гепатита А . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Норовирусы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ротавирусы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Бактерии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Enterobacter sakazakii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Отравление, вызванное гистамином («скумбриевое отравление») . . . . . . . .
Прионные болезни . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Бычья губчатая энцефалопатия (БГЭ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Болезни Крейтцфельда—Якоба . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Хроническая истощающая болезнь (Chronic wasting disease = CWD) . . . . .
Токсигенные фитопланктоны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Паралитическое отравление моллюсками . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Сигуатера (пищевое отравление рыбой) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Домоевая кислота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Приложение. Классификация грамположительных и грамотрицательных бактериальных родов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Предметный указатель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

843
844
844
845
846
847
847
848
848
850
851
851
852
852
857
857
858
859
860
861
862
863
863
864
870
871
871
872
872
872
874
874
880
884

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Предисловие

В седьмом издании «Современной пищевой микробиологии», как в предыдущих, сосредоточено внимание на общей биологии микроорганизмов, обнаруживаемых в пище. Почти все главы книги были в значительной мере переработаны
и дополнены результатами последних исследований. Рассмотрено более 80 новых видов бактерий и более 10 видов грибов. Данное издание может быть использовано как дополнительный или специальный курс в программе подготовки микробиологов и в качестве основного курса по пищевой микробиологии
в учебных планах по пищевой технологии. И хотя знание органической химии
желательно, в особой подготовке для понимания большинства затронутых
в книге тем нет необходимости.
При использовании издания в качестве курса микробиологии желательно
придерживаться следующего плана. Обзор информации в главе 1 книги дает понимание исторического развития, становления данной дисциплины и перспектив ее дальнейшего развития. Запоминать многочисленные даты и события нет
необходимости, поскольку большая часть этой информации вновь встретится
читателю в соответствующих главах. Глава 2 включает обзор современных методов, используемых для классификации бактерий, таксономические схемы
дрожжей и плесневых грибов, а также краткую информацию по основным видам бактерий и грибов, встречающихся в пище. Этот материал можно совместить с изучением главы 3, описывающей внутренние и внешние параметры пищевых продуктов, влияющие на рост микроорганизмов. Главы 4–9 посвящены
определенным, специфическим пищевым продуктам, и материалы этих глав могут в значительной степени перекликаться с соответствующими темами, рассматриваемыми в главе 3. В главах 10–12 рассмотрены методы культивирования и идентификации самих микроорганизмов, присутствующих в пище, или
продуктов их жизнедеятельности, и рассматривать данную тему лучше именно
в такой последовательности либо непосредственно перед изучением патогенных пищевых микроорганизмов. Методы сохранения пищевых продуктов, изложенные в главах 13–19, включают информацию, которая выходит за рамки
дополнительного курса, но принципы, лежащие в основе каждого из этих методов, должны быть охвачены.
Главы 20 и 21 посвящены санированию пищи, индикаторным микроорганизмам и системам HACCP и FSO. Изучать эти темы логично непосредственно перед переходом к пищевым патогенным микроорганизмам. Главы 22–31 рассматривают известные (и предполагаемые) патогенные микроорганизмы пищевого

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

18

Предисловие

происхождения, включая их биологические свойства и методы контроля. Глава 22 представляет собой обзор последующих глав. Описаны способы дифференциации патогенных организмов от непатогенных, взаимодействие микроорганизмов с биомембранами, информация об известных функциях сигма-факторов и обнаружении кворума среди микроорганизмов, присутствующих в пище.
Материалы этой главы относительно механизмов патогенеза, возможно, лучше
изучать после чтения соответствующих глав о конкретных патогенах. Новый
раздел «Приложение» представляет собой упрощенную схему систематизации
присутствующих в пище и некоторых распространенных в окружающей среде
родов бактерий с использованием окраски по Граму, оксидазной и каталазной
реакций наряду с окрашиванием колоний.
Для большинства семестровых курсов, включающих три лекции и сопровождающихся двумя-тремя лабораторными работами, желательно охватить не
более 60–70% приводимых в книге данных. Остальное предназначено для использования в качестве информационно-ссылочного материала.
Конструктивная критика коллег помогла нам в работе над различными разделами и частями этого издания. Мы выносим специальную благодарность каждому из них.
Те, кто помогал нам в работе над предыдущими шестью изданиями книги,
отмечены в соответствующих изданиях.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Часть I
Исторические сведения

Материал этой части рассказывает о некоторых наиболее важных событиях,
которые привели к установлению роли микроорганизмов в продуктах
питания. Пищевая микробиология как раздел не имеет точной даты своего
появления. Далее будут описаны наиболее ранние наблюдения в этой
области. Указанные открытия в областях сохранения и порчи продуктов,
а также пищевых отравлений наряду с наиболее важными событиями
в связанном с пищей законодательстве помогут понять течение развития
пищевой микробиологии.
Великолепный и значительно более подробный обзор истории пищевой
микробиологии был выполнен Hartman.

Hartman, P.A. 2001. The evolution of food microbiology. In Food Microbiology —
Fundamentals and Frontiers, 2nd ed., eds. M.P. Doyle, L.R. Beuchat, and
T.J. Montville, 3–12, Washington, D.C.: ASM Press.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

1
История использования
микроорганизмов
в пищевом производстве
Хотя очень трудно определить точно, когда люди осознали, что в пищевых продуктах присутствуют микроорганизмы, и поняли их роль, можно с уверенностью сказать, что это случилось до появления бактериологии или микробиологии
как науки. Эпоху до появления микробиологии как науки можно условно обозначить донаучной эпохой и разделить на два периода: период собирательства и
период производства пищи. Первый начался с появлением человека более 1 млн
лет назад и закончился около 8000 лет назад. Большую часть этого периода люди
были, вероятно, плотоядными; растительная пища появилась в их рационе позднее. Именно тогда люди начали готовить пищу.
Период производства пищи начался около 8000–10 000 лет назад и включает
настоящее время. С его началом люди столкнулись с проблемами порчи пищевых продуктов. С появлением приготовленной пищи возникли проблемы распространения заболеваний через пищу и порчи пищевых продуктов, вызванные
неправильным хранением. Проблема порчи приготовленной пищи появилась
около 6000 лет до н. э. Гончарное дело пришло в Западную Европу с Ближнего
Востока около 5000 лет до н. э. Предполагают, что первые глиняные горшки для
варки на Ближнем Востоке начали использовать около 8000 лет назад [11].
Ремесла хлебопечения, пивоварения и хранения продуктов также начали развиваться приблизительно в это время и благодаря появлению первых горшков [10].
Самые ранние свидетельства производства пива относятся к древней Вавилонии
(7000 г. до н. э.) [8]. Полагают, что шумеры около 3000 лет до н. э. первыми стали
заниматься животноводством и производством молока и одними из первых —
производством масла. Известно, что шумеры также производили соленые мясо и
рыбу, жир, сушили кожи, выращивали пшеницу и ячмень. Египтяне употребляли
молоко, масло и сыр уже в 3000 г. до н. э. В 3000–1200 гг. до н. э. евреи использовали соль Мертвого моря для консервирования различных продуктов питания [2].
Китайцы и греки употребляли соленую рыбу; считается, что греки научили этому
римлян, которые употребляли маринованное мясо. Такие технологии, как сушка и
консервирование пищевых продуктов, были связаны одна с другой и, вероятно,
повлияли на взаимное развитие. Известно, что ассирийцы к 3500 г. до н. э. производили вина. Сброженные колбасы производились и потреблялись древними вавилонянами и древними китайцами уже в 1500 г. до н.э. [8].
Еще один метод консервирования, который, вероятно, появился в это же время, — использование различных масел, таких как оливковое и кунжутное.
Jensen [6] обращает внимание на то, что использование масел привело к резкому
увеличению количества стафилококковых отравлений. Римляне к 1000 г. до н. э.
умели прекрасно консервировать мясо, кроме говядины, и, согласно Сенеке, ис-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 1. История использования микроорганизмов в пищевом производстве

21

пользовали снег для упаковки креветок и других скоропортящихся продуктов.
Предполагается, что примерно в это время возникли практика копчения мяса
как способа консервации и производство сыров и вин. Вряд ли люди в то время
понимали суть технологий консервирования, а также роль пищи в распространении заболеваний и опасность употребления мяса больных животных.
Некоторый прогресс в понимании природы пищевых отравлений и порчи пищевых продуктов появился в период между рождением Христа и XI веком нашей
эры. Частой причиной смерти в средние века был эрготизм (вызываемый употреблением злаковых, пораженных грибом Claviceps purpurea). Более 40 000 человек
умерли от него только во Франции в 943 г. н. э. Но людям не было известно, что
токсин, вызывающий отравление, вырабатывается грибом [12]. Первое упоминание о мясниках относится к 1156 г., а к 1248 г. в Швеции существовали понятия
товарного и непригодного к продаже мяса. В 1276 г. в Аугсбурге был введен обязательный ордер на убой и инспекцию скота в государственных скотобойнях. Но,
несмотря на то что люди к началу тринадцатого века имели понятие о качестве
мяса, вряд ли они знали о связи между качеством мяса и микроорганизмами.
Возможно, первым выдвинул предположение о роли микроорганизмов в порче
пищевых продуктов в 1658 г. А. Кирхер, монах, который исследовал разлагающиеся тела, мясо, молоко и другие субстанции и наблюдал то, что он назвал
«червяками», невидимыми невооруженным глазом. Тем не менее описанию
Кирхера не хватало точности, и его наблюдения не получили широкого признания. В 1765 г. Спалланцани показал, что если говяжий бульон кипятить в течение одного часа и затем запаять, он не портится. Эксперимент Спалланцани был
направлен на опровержение доктрины самопроизвольного зарождения жизни.
Однако он не убедил сторонников этой теории, полагавших, что такая обработка
уничтожает кислород, который, они считали, необходим для самопроизвольного зарождения жизни. В 1837 г. Шванн показал, что термически обработанные
настои остаются стерильными в присутствии воздуха, который он подавал в настой через нагреваемую витую трубку [9]. Хотя оба ученых продемонстрировали возможность сохранения пищи путем термической обработки, ни один из
них не воспользовался этой идеей на практике, так же как и Д. Папин и Г. Лейбниц, натолкнувшиеся на эту идею в конце XVIII в.
Говоря об истории консервирования, нельзя не привести краткую биографию Николя Аппера (1749–1841). Этот француз с раннего детства работал в винном погребе своего отца, а в 1778 г. вместе со своими братьями основал пивоваренный завод. В 1784 г. он открыл кондитерскую в Париже, которая впоследствии дала начало оптовому бизнесу. В 1789–1793 гг. Аппер объяснил
консервирование пищи. В 1802 г. он основал консервный завод и начал экспортировать свою продукцию в другие страны. Французский военно-морской флот
опробовал его метод консервирования в 1802 г., и в 1809 г. сотрудник министерства посоветовал Апперу продвигать свое изобретение. В 1810 г. он опубликовал свой метод и был награжден 12 000 франков [7].
Это, конечно, было началом эры консервирования в том виде, в котором его
применяют сегодня [5]. Только около 50 лет спустя Л. Пастер продемонстрировал влияние микроорганизмов на порчу вина, что дало толчок повторному
открытию бактерий. Впервые их наблюдал в микроскоп и описал в 1683 г. голландец А. Левенгук, но Аппер вряд ли знал об этом открытии, поскольку отчет
Левенгука был написан не на французском.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

22

Часть I. Исторические сведения

Первым человеком, который понял и оценил роль микроорганизмов в пищевом производстве, был Пастер. В 1837 г. он показал, что скисание молока вызвано микроорганизмами, а приблизительно в 1860 г. он впервые использовал термическую обработку для уничтожения нежелательных микроорганизмов в вине
и пиве. В настоящее время этот метод известен как пастеризация.

Основные исторические события
В этом разделе приведены наиболее значительные даты и события в истории
сохранения пищевых продуктов, их порчи, пищевых отравлений и пищевого
законодательства. Последнее относится в основном к США.

Сохранение пищевых продуктов
1782 — Шведский химик ввел консервирование уксуса.
1810 — Аппер (Appert) во Франции получил патент на сохранение пищевых продуктов консервированием.
— Оспорен британский патент Петера Дюранда (Peter Durand) на сохранение пищевых
продуктов в «стекле, керамике, жести или других металлах или подходящих материалах». Патент позднее приобрела компания Donkin, Hall и Gamble, предположительно у Аппера [1, 4].
1813 — Компания Donkin, Hall и Gamble внедрила практику постобработки консервированных продуктов.
— Полагают, что люди начали использовать SO2 в качестве консерванта для мяса примерно в это время.
1825 — Патент на использование жестяных консервных банок получили Т. Кенсетт и Э. Даггетт (T. Kensett и E. Daggett, США).
1835 — Патент на сгущенное молоко получил Ньютон (Newton, Англия).
1837 — Уинслоу (Winslow) первым консервировал кукурузу с кукурузного початка.
1839 — В США стали широко использоваться жестяные банки [3].
— Получен патент на использование солевого раствора для повышения температуры
кипения воды, Л. А. Фастир (L. A. Fastier, Франция).
1840 — Впервые были консервированы фрукты и рыба.
1841 — Британский патент на использование солевого раствора для повышения температуры
кипения воды, основанный на методе Л. А. Фастира, получен С. Голднером и Дж. Вертхаймером (S. Goldner, J. Wertheimer).
1842 — Английский патент на замораживание пищевых продуктов путем погружения в лед
и солевой раствор оспорен Х. Бенжамином (H. Benjamin).
1843 — Первая попытка стерилизации паром сделана А. Уинслоу (I. Winslow, штат Мэн, США).
1845 — С. Эллиот (S. Elliott) ввел консервирование в Австралии.
1853 — Патент на стерилизацию пищевых продуктов автоклавированием получил Р. Шеваллье-Аппер (R. Chevallier-Appert).
1854 — Пастер начал исследование вин. Коммерческое введение термической обработки
для устранения нежелательных микроорганизмов произошло в 1867–1868 гг.
1855 — Гримвейд (Grimwade, Англия) впервые получил сухое молоко.
1856 — Патент на производство сгущенного молока без сахара получил Гейл Борден (Gail
Borden, США).
1861 — А. Соломон (I. Solomon) ввел использование солевого раствора в США.
1865 — В США начали практиковать искусственную заморозку рыбы в промышленных масштабах, в 1889 г. — яиц.
1874 — Использование льда в широких масштабах для транспортировки мяса по морю.
— Были введены в использование реторты.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 1. История использования микроорганизмов в пищевом производстве

23

1878 — Проведена первая успешная транспортировка замороженного мяса из Австралии в Англию. Первая транспортировка мяса из Новой Зеландии в Англию произошла в 1882 г.
1880 — В Германии введена в практику пастеризация молока.
1882 — Кракович (Krukowitsch) первым заметил, что озон уничтожает бактерии, вызывающие порчу пищевых продуктов.
1886 — Американец Э. Спаун (A. F. Spawn) разработал механический процесс сушки фруктов и овощей.
1890 — В США стали практиковать пастеризацию молока в промышленных масштабах.
— В Чикаго внедрили механическое замораживание/охлаждение фруктов.
1893 — Г. Койт (H. L. Coit) начал движение за сертификацию молока в штате Нью-Джерси,
США.
1895 — Первое бактериологическое исследование процесса консервирования Расселлом (Russell).
1907 — И. Мечников выделил из йогурта одну из молочнокислых бактерий и назвал ее
Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus.
— Б. Т. П. Баркер (B. T. P. Barker) отметил роль уксуснокислых бактерий в производстве сидра.
1908 — Бензоат натрия был официально разрешен в США для консервировния некоторых
пищевых продуктов.
1916 — Р. Планк (R. Plank), Э. Эренбаум (E. Ehrenbaum) и К. Ройтер (K. Reuter), Германия,
разработали метод быстрой заморозки пищевых продуктов.
1917 — Кларенс Бердси (Clarence Birdseye) в США начал работу по замораживанию пищевых продуктов для розничной торговли.
— Был выдан патент Франксу (Franks) на сохранение фруктов и овощей при помощи СО2.
1920 — Бигелоу (Bigelow) и Исти (Esty) опубликовали первую систематическую работу по
изучению устойчивости спор к температуре выше 100 °С. Бигелоу (Bigelow), Бохарт
(Bohart), Ричардсон (Richardson) и Болл (Ball) опубликовали общий метод расчета
термического процесса. Этот метод был упрощен Боллом (C. O. Ball) в 1923 г.
1922 — Исти (Esty) и Мейер (Meyer) установили, что для спор Clostridium botulinum в фосфатном буфере z = 18 °F.
1928 — В Европе впервые использовали хранилища с контролируемой атмосферой для хранения яблок в промышленном масштабе (в Нью-Йорке их впервые использовали
в 1940 г.).
1929 — Выдан французский патент на использование излучения высокой энергии для переработки пищевых продуктов.
— Начало розничной продажи замороженных продуктов Бердси (Birdseye).
1943 — Б. Проктер (B. E. Proctor) в США первым использовал ионизирующее излучение для
сохранения мяса для гамбургеров.
1950 — Концепция времени D вошла в широкое пользование.
1954 — Английский патент на использование антибиотика низина для контроля клостридиальных дефектов некоторых плавленых сыров.
1955 — Одобрено использование сорбиновой кислоты для консервирования пищевых продуктов.
1967 — В США создана первая промышленная установка для облучения пищевых продуктов. Вторая была пущена в 1992 г. во Флориде.
1988 — В США был официально признан безвредным антибиотик низин.
1990 — В США одобрено облучение домашней птицы.
1997 — В США одобрено облучение интенсивностью максимум 4,5 кГр для свежей говядины и 7,0 кГр для мороженой говядины.
— Озон официально признан безвредным для использования в пищевой промышленности Управлением контроля качества пищевых продуктов и медикаментов США.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

24

Часть I. Исторические сведения

Изучение порчи пищевых продуктов
1659 — Кирхер (Kircher) продемонстрировал присутствие бактерий в молоке; то же самое
сделал Бондюа (Bondeau) в 1847 г.
1680 — Левенгук (Leeuwenhoek) был первым, кто наблюдал дрожжевые клетки.
1780 — Сцииле (Sceele) идентифицировал молочную кислоту как основную кислоту в прокисшем молоке.
1836 — Латур (Latour) сделал первое научное описание дрожжей.
1839 — Кирхер (Kircher), изучая испортившийся, слизистой консистенции свекольный сок,
обнаружил организмы, образующие слизь при росте в растворе сахара.
1857 — Пастер (Pasteur) показал, что прокисание молока обусловлено ростом в нем микроорганизмов.
1866 — Пастер (Pasteur) опубликовал «Этюд о вине» («Etude sur le Vin»).
1867 — Мартин (Martin) предложил теорию, согласно которой созревание сыра похоже на
спиртовое, молочнокислое и маслянокислое брожение.
1873 — Первое сообщение об исследовании роли микроорганизмов в процессе порчи яиц,
проведенном Гайоном (Gayon).
— Листер (Lister) был первым, кто выделил Lactococcus lactis в чистой культуре.
1876 — Тиндаль (Tyndall) наблюдал, что в разлагающихся субстанциях всегда в следовых
количествах обнаруживаются бактерии (в самой субстанции, в воздухе либо на сосуде-контейнере).
1878 — Циенковский (Cienkowski) впервые сообщил о микробиологическом исследовании
концентрированных сахарных растворов и выделил из них Leuconostoc mesenteroides.
1887 — Фостер (Forster) впервые продемонстрировал возможность роста чистых культур
бактерий при температуре 0 °С.
1888 — Микуел (Miquel) был первым, кто начал изучать термофильные бактерии.
1895 — Первые сведения о том, что в молоке обнаруживается большое количество бактерий,
получены Ван Гойнсом (Von Geuns) в Амстердаме.
— С. К. Прескотт (S. C. Prescott) и У. Андервуд (W. Underwood) обнаружили, что процесс порчи (гниения) зерна первое время сопровождается нагреванием.
1902 — Шмидт-Нильсен (Schmidt-Nielsen) впервые использовал термин психрофильные для
микроорганизмов, способных расти при температуре 0 °С.
1912 — Рихтер (Richter) впервые ввел термин осмофил для описания дрожжей, хорошо растущих в условиях высокого осмотического давления.
1915 — Bacillus coagulans была впервые изолирована из свернувшегося молока Б. М. Хаммером (B. M. Hammer).
1917 — Geobacillus stearothermophilus была впервые изолирована П. Дж. Донком (P. J. Donk)
из зерна, испорченного до состояния кремообразной массы.
1933 — Оливер (Oliver) и Смит (Smith) в Англии наблюдали процесс порчи, вызываемый
грибком Bissochlamys fulva, который впервые описал в 1964 г. в США Д. Маундер
(D. Maunder).

Пищевые отравления
1820 — Немецкий поэт Кернер (Justinus Kerner) описал «колбасное отравление» (которым, по
всей вероятности, был ботулизм) и сопровождающий его высокий уровень смертности.
1857 — У. Тейлор (W. Taylor) из Пенрита (Англия) отметил распространение (передачу) тифозной лихорадки через молоко.
1870 — Франческо Сельми (Francesco Selmi) предложил теорию отравления в столовых для
объяснения заболеваний, причины которых связаны с употреблением определенных
видов пищи.
1888 — Гертнер (Gaertner) впервые изолировал Salmonella enteritidis из мяса, вызвавшего
пищевое отравление в 57 случаях.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 1. История использования микроорганизмов в пищевом производстве

1894
1896
1904
1906

—
—
—
—

1926 —
1937 —
—
1938 —
1939 —
1945 —
1951 —
1955 —
—
—
1960 —
—
1965 —
1969 —
—
1971 —
—
1975 —
1976 —
—
1977 —
1978 —
1979 —
1981 —
1982 —
1983 —
1985 —
1986 —

25

Т. Денис (T. Denys) впервые связал пищевое отравление со стафилококками.
Ван Эрменгем (Van Ermengem) открыл Clostridium botulinum.
Г. Ландман (G. Landman) идентифицировал штамм C. Botulinum типа А.
Исследованы случаи пищевого отравления, вызванные Bacillus cereus. Исследованы
первые случаи ботриоцефалёза (дифиллоботриоза).
Линден (Linden), Тернер (Turner) и Том (Thom) впервые сообщили о пищевом отравлении, вызванном стрептококками.
Л. Биир (L. Bier) и Е. Хазен (E. Hazen) идентифицировали штамм C. Botulinum типа E.
Изучены случаи пищевого отравления моллюсками, вызывающие паралич.
Вспышки энтерита, вызванного Campylobacter, в Иллинойсе были связаны с употреблением в пищу молока.
Гастроэнтериты, вызываемые Yersinia enterocolitica, были впервые изучены Шлайфштайном (Schleifstein) и Колеманом (Coleman).
МакКлунг (McClung) впервые доказал этиологическую роль Clostridium perfringens
(welchii) в пищевых отравлениях.
Т. Фуджино (T. Fujino) в Японии показал, что Vibrio parahaemolyticus является одним из агентов пищевого отравления.
С. Томпсон (S. Thompson) показал сходство между гастроэнтеритом, вызываемым
Escherichia coli, и холерой у детей.
Исследования гистамин-ассоциированного отравления.
Впервые документально зафиксирован случай заболевания анизакиазом (гельминтозное заболевание) в США.
Моллер (Moller) и Шайбай (Scheibei) идентифицировали штамм C. Botulinum типа F.
Первое сообщение о продукции афлатоксина Aspergillus flavus.
Исследования гиардиаза (лямблиоза) пищевого происхождения.
К. Л. Дункан (C. L. Duncan) и Д. Х. Стронг (D. H. Strong) впервые исследовали энтеротоксин C. perfringens.
Гименес (Gimenez) и Цикарелли (Ciccarelli) в Аргентине идентифицировали штамм
C. Botulinum типа G.
Первая в США вспышка гастроэнтерита пищевого происхождения, вызываемого
Vibrio parahaemolyticus.
В США впервые документально зафиксирована вспышка гастроэнтерита пищевого
происхождения, вызываемого E. coli.
Л. Р. Коупал (L. R. Koupal) и Р. Х. Дейбел (R. H. Deibel) впервые исследовали энтеротоксин Salmonella.
Первая в США вспышка гастроэнтерита пищевого происхождения, вызываемого
Yersinia enterocolitica, произошедшая в Нью Йорке.
Детский ботулизм был впервые выявлен в Калифорнии.
Впервые документально зафиксирована вспышка циклоспориаза в Папуа, Новая
Гвинея. В США впервые в 1990 г.
Зафиксирована вспышка пищевого гастроэнтерита, вызванного вирусом Норуолк,
случившаяся в Австралии.
Случаи пищевого гастроэнтерита, вызванного не-01 Vibrio cholerae, зафиксированы
во Флориде. Ранее вспышки произошли в Чехословакии (1965 г.) и Австралии (1973 г.).
Вспышка листериоза пищевого происхождения выявлена в США.
Первые вспышки пищевого геморрагического колита произошли в США.
Руис-Паласиоз (Ruiz-Palacios) с соавторами описал энтеротоксин Campylobacter jejuni.
Опыты по радиоактивному облучению свиней дозой от 0,3 до 1,0 кГр для контроля
над Trichinella spiralis проведены в США.
Губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота впервые выявлена у коров в Великобритании.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

26

Часть I. Исторические сведения

Законодательство в области контроля пищевых продуктов
1890 — Впервые законодательно на национальном уровне предписана инспекция мяса. Она
требовалась только при экспорте мяса.
1895 — Внесена поправка о предварительной инспекции мяса, укрепляющая позиции этого
закона.
1906 — Конгрессом США принят Федеральный Акт по пищевым продуктам и лекарственным препаратам.
1910 — Совет по здравоохранению Нью-Йорка выпустил распоряжение об обязательной
пастеризации молока.
1939 — Новый Акт по пищевым продуктам, лекарственным препаратам и косметике стал законом.
1954 — Конгрессом США принята Поправка Миллера о пестицидах к Акту о пищевых продуктах, лекарственных препаратах и косметике.
1957 — В США принят закон о домашней птице и продуктах птицеводства.
1958 — Принята поправка о пищевых добавках к закону о пищевых продуктах, лекарственных препаратах и косметике.
1962 — В законодательство внесен Акт Талмадже–Айкена (распространяющий требования
федеральной инспекции мяса на США).
1963 — Управление контроля качества пищевых продуктов и медикаментов США утвердило возможность применения облучения для консервирования бекона.
1967 — Акт Холесома по мясу прошел через Конгресс США и принят в ранг закона 15 декабря.
1968 — Управлением контроля качества пищевых продуктов и медикаментов США отозвано разрешение 1963 г. на облучение бекона.
— Билль о продуктах птицеводства.
1969 — Управлением контроля качества пищевых продуктов и медикаментов США установлен допустимый уровень афлатоксина для пищевого зерна и орехов — 20 ppb *.
1973 — Штатом Орегон приняты микробиологические стандарты для замороженного и переработанного мяса. Они были отменены в 1977 г.

Литература
1. Bishop, P.W. 1978. Who introduced the tin can? Nicolas Appert? Peter Durand? Bryan Donkin? Food
Technol. 32:60–67.
2. Brandly, P.J., G. Migaki, and K.E. Taylor. 1966. Meat Hygiene. 3rd ed., chap.1. Philadelphia: Lea & Febiger.
3. Cowell, N.D. 1995. Who introduced the tin can? — A new candidate. Food Technol. 49:61–64.
4. Farrer, K.T.H. 1979. Who invented the brine bath? — The Isaac Solomon myth. Food Technol. 33:75–77.
5. Goldblith, S.A. 1971. A condensed history of the science and technology of thermal processing. Food
Technol. 25:44–50.
6. Jensen, L.B. 1953. Man’s Foods, chaps. 1, 4, 12. Champaign. IL: Garrard Press.
7. Livingston, G.E., and J.P. Barbier. 1999. The life and work of Nicolas Appert, 1749–1841. Abstract # 7–1,
p. 10, Institute of Food Technol. Proceedings.
8. Pederson, C.S. 1971. Microbiology of Food Fermentations. Westport, CT: AVI.
9. Schormьller, J. 1966. Die Erhaltung der Lebensmittel. Stuttgart: Ferdinand Enke Verlag.
10. Stewart, G.F., and M.A. Amerine. 1973. Introduction to Food Science and Technology, chap. 1. New York:
Academic Press.
11. Tanner, F.W. 1944. The Microbiology of Foods, 2nd ed. Champaign, IL: Garrard Press.
12. Tanner, F.W., and L.P. Tanner. 1953. Food-Borne Infections and Intoxications, 2nd ed. Champaign, IL:
Garrard Press.
* ppb — частей на миллиард.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Часть II
Среды обитания, таксономия
и параметры роста
микроорганизмов
За последние 20 лет в таксономии связанных с пищей микроорганизмов
произошли значительные изменения, многие из которых рассмотрены
в главе 2 наряду с основными местами обитания этих организмов
в продуктах питания. Факторы и параметры, влияющие на рост микроорганизмов, рассматриваются в главе 3. Для получения более подробной
информации следует обратиться к следующим изданиям:

Adams, M.R., and M.O. Moss. 2000. Food Microbiology, 2nd ed. New York: Springer-Verlag. Простой для освоения и чтения учебник.
Deak, Т., and L.R. Beuchat. 1996. Handbook of Food Spoilage Yeasts. Boca Raton,
FL: CRC Press. Пособие по определению наличия, количества и видовой
принадлежности дрожжей, выделяемых из продуктов питания.
Doyle, M.P., L.R. Beuchat, and T.J. Montville, eds. 2001. Food Microbiology —
Fundamentals and Frontiers, 2nd ed. Washington, D.C.: ASM Press. В этой
880-страничной работе освещены микроорганизмы как ответственные за
порчу продуктов, так и являющиеся этиологическими агентами различных
заболеваний; также рассмотрены основные параметры, влияющие на их рост.
International Commission on Microbiological Specification of Foods (ICMSF). 1996.
Microorganisms in Foods, 5th ed. New York: Kluwer Academic Publishers. Эта
работа описывает все известные на сегодняшний день патогенные организмы,
выделяемые из продуктов питания, наряду с условиями их роста. Снабжена
большим количеством ссылок.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

2
Таксономия, роль и значение
микроорганизмов в пищевом
производстве
Источники пищи человека имеют растительное и животное происхождение, поэтому важно понять биологические принципы поведения микробной биоты,
связанной с растениями и животными в их естественных средах обитания и соответствующую ей роль. Хотя иногда кажется, что микроорганизмы пытаются
разрушить источники нашей пищи, инфицируя и разрушая растения и животных, включая человека, это ни в коем случае не является их основной ролью
в природе. В нашем существующем представлении о жизни на планете первичная функция микроорганизмов в природе — самоподдержание. В течение этого
процесса гетеротрофы и автотрофы выполняют следующую общую реакцию:
Все органические вещества
(углеводы, белки, липиды и т.д.)

¯

Энергия + Неорганические соединения
(нитраты, сульфаты и т. д.)
Это, по существу, не что иное, как круговорот азота и круговорот других элементов. Микробная порча продуктов питания может рассматриваться как попытка пищевой биоты выполнять свою первичную роль в природе. Это не является однозначным. Несмотря на свою простоту, по сравнению с более высокими
формами, микроорганизмы способны к выполнению многих сложных химических реакций, необходимых для самоподдержания. Чтобы сделать это, они должны получать питательные вещества из органического материала, часть которого составляет наша пища.
При рассмотрении типов микроорганизмов, связанных с растительной или
животной пищей в их естественном состоянии, появляется возможность предсказать общие типы микроорганизмов, которые ожидаются в этом конкретном
продукте на более поздней стадии его обработки. Результаты многих лабораторий показывают, что не подвергнутые термической обработке пищевые продукты могут содержать различные количества бактерий, плесеней или дрожжей, и
часто возникающий вопрос относительно безопасности данного продукта основывается на общей микробной обсемененности. Вопрос должен состоять из
двух частей: какое общее количество микроорганизмов в грамме или миллилитре является существенным и какие типы организмов представлены в данном
продукте? Необходимо знать, какие организмы связаны с конкретным продуктом в его естественном состоянии и какие из этих организмов не являются нормальными представителями микробиоты данного продукта. Поэтому необходи-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 2. Таксономия, роль и значение микроорганизмов в пищевом производстве

29

мо знать распределение бактерий в природе в целом и основных представителей
нормофлоры пищевых продуктов в их естественной среде обитания, а также
там, где они обрабатываются.

Таксономия (классификация) бактерий
За прошлые два десятилетия в классификации или таксономии бактерий произошли большие изменения. Многие из новых таксонов были созданы в результате применения молекулярно-генетических методов в различных сочетаниях
с некоторыми из более традиционных методов:
1)
2)
3)
4)

гомология ДНК и содержание мол% Г+Ц в ДНК;
подобие последовательностей 23S-, 16S- и 5S-рРНК;
каталогизация олигонуклеотидов;
нумерический таксономический анализ состава растворимых клеточных белков или серии морфологических и биохимических признаков;
5) анализ компонентов клеточной стенки;
6) серологические профили;
7) профили клеточных жирных кислот.
Хотя некоторые из них использовались много лет (например, анализ компонентов клеточной стенки и серологические профили), другие (например, сравнение последовательностей рибосомной РНК (рРНК)) нашли широкое применение только в 1980-х гг. Методы, которые являются наиболее эффективными бактериальными таксономическими инструментами, кратко изложены ниже.

Анализ рРНК
Таксономическая информация может быть получена от РНК при создании нуклеотидных каталогов и определении подобий последовательностей РНК. Прокариотическая рибосома имеет коэффициент седиментации 70S (S — единицы
Сведберга) и состоит из двух отдельных функциональных субчастиц: 50S и 30S.
Субчастица 50S составлена из 23S- и 5S-РНК в дополнение к приблизительно
34 белкам, тогда как субчастица 30S составлена из 16S РНК плюс приблизительно 21 белок.

16S-субчастица высококонсервативна и, как полагают, является превосходным хронометром эволюции бактерий [53]. 16S-рРНК может быть секвенирована при использовании обратной транскриптазы с получением больших нуклеотидных последовательностей (приблизительно 95% последовательности всей

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

30

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

субчастицы), что позволяет определить точные филогенетические взаимоотношения [31]. В качестве альтернативы 16S рРНК может быть секвенирована
после амплификации специфических регионов методами, основанными на полимеразной цепной реакции (ПЦР).
Секвенирование одноцепочечной ДНК-копии 16S-рРНК было осуществлено
при помощи обратной транскриптазы с РНК как с матрицы. При синтезе ДНК
в присутствии дидезоксинуклеотидов образуются фрагменты различной длины,
которые могут быть секвенированы при помощи метода Сэнгера, в котором
ДНК выступает в качестве матрицы для сиквенса 16S-рРНК. Исследования последовательностей 16S-рРНК позволили Woese с соавторами разбить все формы
жизни на земле на три царства: Эукариоты, Архебактерии и Прокариоты. Последние включают цианобактерии и эубактерии, для пищевых продуктов
важными бактериями являются эубактерии. Сравнение последовательностей
16S-рРНК широко распространено, и некоторые из новых таксонов, связанных
с пищей, были образованы прежде всего при исследовании 16S-рРНК наряду
с другой информацией. По-видимому, секвенирование 23S-рРНК будет шире
использоваться в бактериальной таксономии в ближайшие годы.
Нуклеотидные каталоги 16S-рРНК были созданы для множества организмов,
и сейчас существуют их обширные библиотеки. При этом методе 16S-рРНК
подвергается ферментативному расщеплению рибонуклеазой Т1 (РНКазой T1),
которая гидролизует связь у 3'-конца остатка G (гуанина). При получении нуклеотидных последовательностей длиной 6–20 оснований между организмами может быть проведено сравнение с расчетом коэффициента сходства Диса SAB
(англ., Dice similarity coefficient). Хотя отношения между SAB и процентным подобием не эффективны при значении SAB ниже 0,40, полученная информация
полезна на уровне типа. Секвенирование 16S-рРНК при использовании обратной транскриптазы предпочтительнее каталогизации олигонуклеотидов, поскольку позволяет секвенировать отрезки рРНК большей длины.

Анализ ДНК
Молярное содержание суммы гуанина и цитозина (мол% Г+Ц) в ДНК использовалось в бактериальной таксономии в течение нескольких десятилетий, и ее использование в комбинации с анализом последовательностей 16S- и 5S-рРНК делает этот метод еще более значимым. При использовании анализа 16S-рРНК,
грамположительные эубактерии делятся на две группы на уровне типа: одна
группа с мол% Г+Ц > 55 и другая <50 [53]. Первая включает роды Streptomyces,
Propionibacterium, Micrococcus, Bifidobacterium, Corynebacterium, Brevibacterium и др. Группа с более низким значением Г+Ц включает роды Clostridium,
Bacillus, Staphylococcus, Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc, Listeria, Erysipelothrix и др. Последняя группа упоминается как ветвь Clostridium эубактериального древа. Когда два организма отличаются по количеству Г+Ц более, чем
на 10%, они не имеют почти ничего общего в последовательностях нуклеотидных оснований.
ДНК-ДНК или РНК-ДНК гибридизация использовалась в течение некоторого времени, и эта техника продолжает иметь большую ценность в систематике бактерий. Было отмечено, что полная последовательность ДНК организма

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 2. Таксономия, роль и значение микроорганизмов в пищевом производстве

31

когда-нибудь будет идеальной референсной (эталонной) системой для бактериальной таксономии [49]. Общепринято, что бактериальные виды могут быть
разделены в филогенетическом отношении при помощи результатов ДНК-ДНК
гибридизации, где вид определен как группа штаммов, уровень ДНК-ДНК гомологии которых 70% и более, а Тm (точка плавления) поднимается на 5 °C и ниже
[50]. Когда используется метод ДНК-ДНК гибридизации, нельзя не учитывать
фенотипические характеристики, за исключением особенных случаев [50]. Хотя
род, как полагают, труднее определить филогенетически, минимальным уровнем ДНК-ДНК гомологии для него является 20% [50].
Даже если нет еще удовлетворительного филогенетического определения
бактериального рода, длительное применение методов анализа нуклеиновых
кислот, наряду с некоторыми из других упомянутых выше методов, должно привести в конечном счете к филогенетически обоснованной системе бактерий.
Можно также ожидать, что будут происходить изменения в существующих таксонах.

Протеобактерии
Одними из важнейших бактерий в пищевых продуктах являются грамотрицательные бактерии, принадлежащие классу Proteobacteria, который был выделен
после обширных исследований нуклеотидных последовательностей рРНК многочисленных родов грамотрицательных бактерий [43]. Класс разделен на пять
подклассов, определенных как a, b, g, и т. д. Подклассы выделяют на основании
анализа нуклеотидных последовательностей 16S-рРНК [54–56]. На основании
обширных исследований уникальных участков нуклеотидной последовательности (инсерционных вставок и делеций) генов различных белков были представлены эволюционные отношения Proteobacteria [20]. Предположительно,
что первыми эубактериями были грамположительные бактерии с низким содержанием мол% Г+Ц (например, Clostridium, Bacillus, Lactobacillus), за ними следовали грамположительные бактерии с высоким содержанием мол% Г+Ц (например, Micrococcus, Propionibacterium, Rubrobacter) и Deinococcus-Thermus.
Затем возникли три группы, которые не связаны с пищей (не перечисленные
здесь), и Proteobacteria подклассов d и e, сопровождаемых a, b, g [20]. Подчеркивалось, что эти группы связаны друг с другом в линейной, а не в древоподобной манере [20]. Это можно заметить и из табл. 2.1, в которой большинство связанных с пищей бактерий (особенно пищевых патогенов) принадлежит g-подклассу. Самые первые прокариоты, как предполагают, возникли 3,5–3,8 млрд
лет назад [20].
Некоторые из важных родов, часто встречающихся в продуктах питания,
упомянуты ниже в алфавитном порядке. Некоторые желательны в определенных пищевых продуктах; другие вызывают порчу или являются возбудителями
гастроэнтерита. Нужно отметить, что бактериальные роды в этом списке, наряду с бактериальными родами, представленными в табл. 2.2, сегодня несколько
сомнительны, так как были выделены в значительной степени по фенотипическим данным. Они включены в эти перечни главным образом на основании исторических данных, но, как ожидается, могут измениться, поскольку в настоящее
время используется больше филогенетических данных.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

32

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

Таблица 2.1. Подклассы Proteobacteria, в которые входят множество родов микроорганизмов,
связанных с пищей. Campylobacter и Helicobacter принадлежат e-подклассу
a-подкласс

b-подкласс

g-подкласс

Acetobacter
Asaia
Brevundimonas
Devosia
Gluconobacter
Paracoccus
Pseudoaminobacter
Sphingomonas
Xanthobacter
Zymomonas

Acidovorax
Alcaligenes
Burkholderia
Chromobacterium
Comamonas
Delftia
Hydrogenophaga
Janthinobacterium
Pandoraea
Pseudomonas
(патогены растений)
Ralstonia
Telluria
Variovorax
Vogesella
Wautersia
Xylophilus

Acinetobacter
Aeromonas
Alteromonas
Azomonas
Bacteriodes
Carnimonas
Enterobacteriaceaeа
Flavobacterium
Halomonas
Moraxella
Plesiomonas
Pseudoalteromonas
Pseudomonas
Psychrobacter
Photobacterium
Shewanella
Stenotrophomonas
Vibrio
Xanthomonas
Xylella

a

Включает Escherichia, Citrobacter, Salmonella, Shigella, Proteus, Raoultella, Klebsiella, Edwardsiella
и т. д.

Источники микроорганизмов,
обнаруживаемых в пищевых продуктах
Нижеперечисленные роды и виды относятся к тем микроорганизмам, которые
обычно находят в продуктах питания. Каждый род имеет свои собственные специфические пищевые потребности, и каждый приспосабливается к параметрам
окружающей его среды. В табл. 2.2 представлены восемь экологических источников происхождения организмов, обнаруживаемых в пищевых продуктах, а
также перечислены роды бактерий и простейших, населяющие эти экологические ниши, что позволяет понять их источники питательных веществ, связанные
с окружающей средой.
Почва и вода. Эти две среды рассматриваются вместе, потому что многие из
бактерий и грибов, которые населяют их, имеют много общего. Организмы почвы могут попасть в атмосферу под действием ветра и позже попасть в водоемы
вместе с дождем. Они также попадают в воду вместе с той дождевой водой, которая стекает по земле в водоем. Водные организмы могут быть перемещены на
землю за счет испарения, формирования облака и последующего ливня. В этот
круговорот в равной степени вовлечены и почвенные, и водные организмы.
Однако некоторые водные организмы не способны существовать в почве, особенно те, которые обитают в морской воде. Alteromonas spp. — водные формы,

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 2. Таксономия, роль и значение микроорганизмов в пищевом производстве

33

которым для роста требуется соленость морской воды, поэтому в почве они существовать не могут. Бактериальная биота морской воды представлена в основном грамотрицательными бактериями; грамположительные бактерии существуют в ней исключительно как транзитные формы. Загрязненная вода была причиной заражения свежей малины Cyclospora.
Растения и продукты из растений. Можно предположить, что многие из почвенных и водных организмов загрязняют растения. Однако только для относительно небольшого числа микроорганизмов среда растений подходит для интенсивного роста. Те из них, что сохраняются на растительных продуктах, делают
это благодаря своей способности прикрепляться к поверхности растений так,
чтобы их было невозможно смыть, и потому что они в состоянии удовлетворить
свои пищевые потребности. Наиболее известные среди них — молочнокислые
бактерии и некоторые дрожжи. Среди других, которые обычно связывают с растениями, — бактериальные патогены растений родов Corynebacterium, Curtobacterium, Pectobacterium, Pseudomonas и Xanthomonas и грибковые болезнетворные микроорганизмы среди нескольких родов плесеней.
Бактерии
Acinetobacter
Aeromonas
Alcaligenes
Arcobacter
Bacillus
Brevibacillus
Brochothrix
Burkholderia
Campylobacter
Carnobacterium
Citrobacter
Clostridium
Corynebacterium
Enterobacter
Enterococcus
Altemaria
Aspergillus
Aureobasidium
Botrytis
Byssochlamys
Cladosporium

Erwinia
Escherichia
Flavobacterium
Hafnia
Kocuria
Lactococcus
Lactobacillus
Leuconostoc
Listeria
Micrococcus
Moraxella
Paenibacillus
Pandoraea
Pantoea
Pediococcus
Плесневые грибы
Colletotrichum
Fusarium
Geotrichum
Monilia
Mucor

Proteus
Pseudomonas
Psychrobacter
Salmonella
Serratia
Shewanella
Shigella
Sphingomonas
Stenotrophomonas
Staphylococcus
Vagococcus
Vibrio
Weissella
Yersinia

Penicillium
Rhizopus
Trichothecium
Wallemia
Xeromyces

Дрожжи
Brettanomyces/Dekkera
Candida
Cryptococcus
Debaryomyces
Hanseniaspora

Issatchenkia
Kluyveromyces
Pichia
Rhodotorula
Saccharomyces

Schizosaccharomyces
Torulaspora
Trichosporon
Yarrowia
Zygosaccharomyces

Cryptosporidium parvum
Cydospora cayetanensis

Простейшие
Entamoeba histolytica
Giardia lamblia

Toxoplasma gondii

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

34

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

Бактерии
Acinetobacter
Aeromonas
Alcaligenes
Alteromonas
Arcobacter
Bacillus
Brochothrix
Brevibacillus
Burkholderia
Campylobacter
Carnobacterium
Citrobacter
Clostridium
Corynebacterium
Enterobacter
Enterococcus
Erwinia
Escherichia
Flavobacterium
Hafnia
Kocuria
Lactococcus
Lactobacillus
Leuconostoc
Listeria
Micrococcus
Mycobacteriumв
Moraxella
Paenibacillus
Pandoraea
Pectobacterium
Pantoea
Pediococcus
Proteus
Pseudomonas
Psychrobacter
Salmonella
Serratia
Shewanella
Sphingomonas
Shigella
Stenotrophomonas
Staphylococcus
Vagococcus
Vibrio
Weissella
Yersinia

XX
XXа
X
XXа
X
XXб
X

X
X
X
X
XX
X
XX

X

X
X
X

X
X
X

X

X

XX

X
X

X
X
X
X

XX
X

Воздух и пыль

Шкуры
животных

Корм для
животных

X

X
X

XX
XX
X

X

X

XX

X
X
X

X

X
XX

X

X

XX

X

XX
X
X
X

X

X
X
X
X

XX
X
X

X
X

X
X

X
X

X
X
X
X
X
X

X

XX

X
X

X
X
X
X

XX
X
X
X

X
X
XX
X

XX
X

X
X
X
X
X

XX

XX
XX
X

X

X

X
XX
XX

X
XX

X

X
X

X
X
X
X
X
X
X

X
X

Транспортировка/хранение
продуктов

X

X
XX
X
X
XX
X
XX
X
XX
X
X
XX
XX
XX
XX
X
X
X
X
X
XX
X
XX
X
X
X

X
X
XXб
XXб
X
X
X
X
X
X
X

Желудочнокишечный
тракт

Пищевой
инвентарь

Растения/
растительные
продукты

Организмы

Почва и вода

Таблица 2.2. Важность восьми источников бактерий и простейших
относительно пищевых продуктов

X

X
XX
X
X

XX

X

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 2. Таксономия, роль и значение микроорганизмов в пищевом производстве

35

Таблица 2.2. (Окончание)
Простейшие
C. cayetanensis
C. parvum
E. histolytica
G. lamblia
T. gondi

X
XX
XX
XX

X

X

X
X
X
X
XX

X
X
X

Обозначения: ХХ — очень важный источник.
а
Первичный источник — вода.
б
Первичный источник — почва.
в
Нетуберкулезный.

Пищевой инвентарь. Когда овощи собраны в контейнеры и посуду, можно
ожидать, что некоторые или все организмы, находящиеся на поверхности продуктов, будут заражать контактирующие с ними поверхности. Чем больше овощей будет собираться в одни и те же контейнеры, тем, как можно ожидать, чаще
будет происходить нормализация микробиоты. Подобным способом колода для
разрубки мяса на рынке, наряду с лезвиями ножей и ножами волчка, обсеменена
микробиотой начиная с самых первых кусков мяса, и этот процесс приводит к
наращиванию количества организмов, таким образом, гарантируя довольно постоянный уровень загрязнения переносимых мясом организмов.
Желудочно-кишечный тракт. При использовании загрязненной воды для
мытья сырых продуктов питания она становится источником микробиоты. Кишечная биота состоит из многих организмов, которые не сохраняются в воде так
долго, как другие бактерии, и известные среди них — болезнетворные микроорганизмы, такие как сальмонелла. Любые из Enterobacteriaceae могут обнаруживаться в фекалиях, наряду с кишечными болезнетворными микроорганизмами,
включая пять видов простейших, уже перечисленных ранее.
Транспортировка/хранение продуктов. Микробиота на руках и предметах
верхней одежды людей, занимающихся транспортировкой продуктов питания,
отражает окружающую среду и привычки людей, и рассматриваемые организмы могут попасть из почвы, воды, пыли и других экологических источников.
Дополнительные важные источники — носовая полость, рот и кожа, а также желудочно-кишечный тракт, представители которого могут попасть на пищевые
продукты из-за плохой личной гигиены.
Корма для животных. Это — источник сальмонеллы для домашней птицы и
других сельскохозяйственных животных. В ряде случаев силос является источником Listeria monocytogenes для животных. Организмы в сухом корме распространяются по всей внутренней среде животного и могут находиться на шкуре.
Шкуры животных. В случае дойных коров типы организмов, найденных
в сыром молоке, могут быть отражением микробиоты вымени (в случае несоблюдения надлежащих процедур при доении), а также окружающей среды
таких животных. Организмы вымени и шкуры могут контаминировать окружающую среду, контейнеры молока и руки фермера.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

36

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

Воздух и пыль. Хотя большинство организмов, перечисленных в табл. 2.2,
время от времени обнаруживаются в воздухе и пыли во время переработки пищевых продуктов, только единицы из них, включая грамположительные бактерии, могут остаться. Среди грибов в воздухе и пыли может быть множество
плесневых, наряду с некоторыми дрожжами. Вообще, типы организмов в воздухе и пыли те, которые постоянно пересеваются в окружающей среде. Вентиляционные каналы — весьма важные их источники.

Краткий обзор бактерий,
связанных с порчей продуктов питания
Данный обзор приводится для того, чтобы дать читателю представление о группах бактерий, которые рассматриваются в книге. Представленная информация
не предназначена для идентификаций культур. Для получения информации относительно идентификации необходимо обратиться к одной или более процитированным ссылкам. Некоторые из филогенетических особенностей этих бактерий представлены в Приложении.
Acinetobacter (А · ci · ne’to · bac · ter; Gr. akinetos, неспособный перемещаться). Эти грамотрицательные палочки имеют некоторое сродство с семейством
Neisseriaceae, и некоторые виды, ранее относившиеся к родам ахромобактер и
моракселла, помещены сюда. Кроме того, некоторые бывшие представители
этого рода теперь находятся в роду Psychrobacter. Они отличаются от последнего и моракселл тем, что являются оксидазоотрицательными. Они — облигатные
аэробы, которые не восстанавливают нитраты. Хотя клетки молодой культуры
имеют палочковидную форму, старая культура содержит много кокковидных
клеток. Они широко распространены в почве и воде и могут быть найдены на
многих пищевых продуктах, особенно свежих охлажденных. Содержание Г+Ц
ДНК для рода — 39–47 мол%. (См. гл. 4 для обсуждения роли этого вида в мясе.)
На основании результатов гибридизации ДНК-рРНК было предложено объединить роды Acinetobacter, Moraxella и Psychrobacter в новое семейство (Moraxellaceae), но это предложение одобрено не было.
Aeromonas (ae · ro · mo’nas; газообразующие). Это — типичные грамотрицательные палочки водной среды, ранее отнесенные к семейству Vibrionaceae, но
теперь перемещенные в семейство Aeromonadaceae [32]. Как ясно из названия
рода, эти бактерии образуют большое количество газа из ферментируемых сахаров. Они — нормальные обитатели кишечника рыб, и некоторые — патогены
рыб. Содержание Г+Ц ДНК — 57–65 мол%. (Виды, которые обладают патогенными свойствами, рассмотрены в гл. 31.)
Alcaligenes (аl · ca · li’ge · nes; образующие щелочь). Хотя это грамотрицательные бактерии, иногда они окрашиваются как грамположительные. Палочки,
которые, как видно из названия рода, не ферментируют сахара, но вместо этого
дают щелочные реакции, особенно в лакмусовом молоке. Не пигментированы.
Широко распределены в природе в разлагающихся тканях всех типов. Сырое
молоко, продукты из домашней птицы и фекальный материал — обычные источники этих бактерий. Содержание Г+Ц мол% ДНК — 58–70, что дает основание предполагать, что род является искусственным.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 2. Таксономия, роль и значение микроорганизмов в пищевом производстве

37

Alteromonas (al · te · ro · мо’ nas; другая монада). Это морские и прибрежные
водные обитатели, которые обнаруживаются в морепродуктах; для роста всех
видов этих организмов требуется соленость морской воды. Грамотрицательные
подвижные палочки, которые являются абсолютными аэробами [17].
Arcobacter (Ar’co · bac · ter; L. arcus, дугообразные). Этот род был создан
в результате пересмотра родов Campylobacter, Helicobacter и Wolinella [45], и
три вида были ранее классифицированы как Campylobacter. Это грамотрицательные изогнутые или S-образные палочки, которые являются очень схожими
с кампилобактерами, за исключением того, что они могут расти при 15 °C и являются аэротолерантными. Они обнаружены в домашней птице, сыром молоке,
моллюсках и воде; в продуктах из говядины и свинины [51, 52]. Это — оксидазои каталазоположительные организмы, вызывают аборт и энтерит у некоторых
животных, последнее заболевание у людей связано с A. butzleri.
Bacillus (ba · cil’lus). Грамположительные спорообразующие палочки, в отличие от анаэробных клостридий, являются аэробами. Хотя большинство из них
мезофиллы, есть также и психрофилы, и термофилы. Род содержит только два
патогена: B. anthracis (вызывает сибирскую язву) и B. cereus. Хотя большинство
штаммов последнего вида непатогенные, некоторые вызывают пищевые гастроэнтериты (см. гл. 24). Этот род был разграничен перемещением множества его
прежних видов в семь новых родов: Alicyclobacillus, Aneurinibacillus, Brevibacillus, Gracilibacillus, Paenibacillus, Virgibacillus и Salibacillus [5]. Кроме того,
прежняя группа 5, состоящая из видов Bacillus, находится теперь в роду Geobacillus, а прежний вид B. stearothermophilus теперь рассматривается как G. stearothennophilus [36].
Brevibacillus (Bre · vi · ba · cil’lus). Изначально классифицированные как
Bacillus spp., как отмечено выше, эти организмы встречаются в почве и воде и
широко распространены на растениях, в воздухе и пыли. Известно по крайней
мере девять видов.
Brochothrix (bro · cho · thr’ix; Gr. brochos, петля; thrix, нить). Грамположительные, не образующие спор, палочки, близкородственны с родами Lactobacillus и Listeria [40], и некоторые из их общих особенностей обсуждены в гл. 25.
Хотя они не являются истинными коринеформами, они имеют сходство с этой
группой. Как правило, клетки в экспоненциальной фазе роста — палочки, старые клетки — кокоиды; эта особенность типична для коринеформ. Их отдельный таксономический статус был подтвержден исследованиями рРНК, хотя известны только два вида: B. thermosphacta и B. campestris. Они имеют ряд общих
особенностей с родом Microbacterium. Очень часто обнаруживаются на готовых
мясных изделиях, свежем мясе и мясных продуктах, хранившихся в газонепроницаемых пакетах в охлажденном состоянии. В отличие от B. thermosphacta,
B. campestris — рамнозо- и гиппуратположительный [44]. Содержание Г+Ц
ДНК — 36 мол%. Они не растут при 37 °C.
Burkholderia (Burkholder · ia). Грамотрицательные палочки, которые встречаются на растениях (особенно определенных цветах), обнаруживаются в сыром молоке и вызывают порчу овощей. В исследовании сырого коровьего молока в Северной Ирландии 14 из 26 (54%) образцов содержали B. cepacia [34].
Патогенны, являются причиной кистозных фиброзов у пациентов.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

38

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

Campylobacter (cam · py’ · lo · bac · ter; Gr. campylo, изогнутый). Хотя чаще
всего произносят «camp’lo · bac · ter», должно быть отмечено технически правильное произношение. Эти грамотрицательные спирально изогнутые палочки
прежде были классифицированы как вибрионы. Они представлены микроаэрофильными и анаэробными бактериями. Род был реорганизован в 1984 г. Виды
C. nitrofigilis и C. cryaerophila были перемещены в род Arcobacter; C. cinnaedi
и C. fenneliae относят теперь к роду Helicobacter; Wolinella carva и W. recta теперь C. curvus и C. rectus [45]. Содержание Г+Ц ДНК — 30–35 мол%. Дополнительную информацию см. в ссылке [32] и гл. 28.
Carnobacterium (car · no · bac · terium; L. carnis, бактерии мясопродуктов).
Род грамположительных, каталазоотрицательных палочек, который был сформирован для того, чтобы разместить некоторые организмы, предварительно
классифицированные как лактобациллы. Они филогенетически ближе к энтерококкам и вагококкам, чем к лактобациллам [6, 12]. Гетероферментативные, лучше всего растут при 0 °С и не растут при 45 °C. Некоторые виды ферментируют
глюкозу с газообразованием, содержание Г+Ц для рода — 33,0–37,2 мол%. Они
отличаются от лактобацилл тем, что не способны расти на ацетатной среде, также они синтезируют олеат. Они найдены на мясе, упакованном под вакуумом,
а также мясных продуктах, рыбе и домашней птице, хранившихся в тех же условиях [11, 23, 48].
Citrobacter (cit · ro · bac’ter). Кишечные бактерии, медленно ферментирующие лактозу. Грамотрицательные палочки, которые, как правило, образуют желтые колонии на плотной агаризованной среде. Могут использовать цитрат как
единственный источник углерода. C. freundii — самый распространенный вид
в пищевых продуктах, он и другие виды весьма распространены на овощах
и свежем мясе. Содержание Г+Ц ДНК — 50–52 мол%.
Clostridium (clos · tri’di · um; Gr. closter, веретено). Анаэробные спорообразующие палочки, широко распространенные в природе, как их аэробные аналоги — бациллы. Род содержит много видов, некоторые из которых вызывают
болезни у людей (см. гл. 24 относительно пищевых отравлений и ботулизма, вызванных C. perfringens). Существуют мезотрофные, психротрофные и термофильные виды/штаммы; их важность при тепловом консервировании пищевых
продуктов обсуждена в гл. 17. Реорганизация рода повлекла за собой создание
пяти новых родов: Caloramater, Filifactor, Moorella, Oxobacter и Oxalophagus
[8]. Виды клостридий, имеющие большое значение для пищевых продуктов,
остаются в этом роду до сих пор. Пять новых родов, по-видимому, не играют
значительной роли в пищевых продуктах.
Corynebacterium (co · ry · ne · bac · ter’ · i · um; Gr. coryne, булава). Это один из
истинных коринеформных родов грамположительных, имеющих форму палочек бактерий, которые иногда участвуют в порче овощей и мясных нарезок.
Большинство из них — мезотрофные, хотя также встречаются психротрофы,
вид C. diphtheriae является возбудителем дифтерии у человека. По количеству
видов род был сокращен переносом некоторых растительных патогенов в род
Clavibacter и других видов в род Curtobacterium. Содержание Г+Ц ДНК —
51–63 мол%.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 2. Таксономия, роль и значение микроорганизмов в пищевом производстве

39

Enterobacter (en · te · ro · bac’ter). Эти кишечные грамотрицательные бактерии типичные для семейства Enterobacteriaceae по своим условиям роста, хотя
в большинстве своем к желудочно-кишечному тракту они не адаптируются. Далее они охарактеризованы и рассмотрены в гл. 20. E. agglomerans был перемещен в род Pantoea. E. sakazakii рассмотрен в гл. 31.
Enterococcus (en · te · ro · coc’cus). Этот род был создан для того, чтобы упорядочить кокки серологической группы D по классификации Лэнсфилда. С тех пор
род насчитывает более 16 видов грамположительных овоидных клеток, которые
встречаются по отдельности, в парах или в коротких цепочках. Ранее эти виды
принадлежали роду Streptococcus. Некоторые виды не реагируют с антисывороткой группы D. Род охарактеризован более тщательно в гл. 20, и его филогенетические отношения с другими молочнокислыми бактериям показаны на рис. 25.1.
Erwinia (er · wi’ni · a). Эти грамотрицательные кишечные палочки особенно
часто встречаются на растениях. По крайней мере, три вида были перемещены
в род Pantoea [33], прежние виды E. carotovora и E. chrysanthemi находятся теперь в роду Pectobacterium, как P. carovovorum и P. chrysanthemi (см. гл. 6).
Escherichia (esch · er · i’chi · a). Этот род является наиболее изученным из
всех бактерий. Те штаммы, которые вызывают пищевые гастроэнтериты, рассмотрены в гл. 27, и E. coli, как индикатор безопасности пищевых продуктов,
рассмотрен в гл. 20.
Flavobacterium (fla · vo · bac · te’ri · um). Эти грамотрицательные палочки
характеризуются образованием на агаре пигментов желто-красного цвета и ассоциируются с растениями. Некоторые из них — мезотрофные, другие — психротрофные, участвующие в порче охлажденного мяса и овощей. Некоторые из
прежних флавобактериальных видов были перемещены в следующие пять новых родов: Empedobacter, Chryseobacterium, Myroides, Sphingomonas и Sphingobacterium.
Hafnia (haf’ni · a). Эти грамотрицательные кишечные палочки, особенно вид
H. alvei, важны при порче охлажденного мяса и растительных продуктов. Это
подвижные, лизин- и орнитинположительные бактерии, имеют содержание Г+Ц
ДНК 49–49 мол%.
Kocuria (Ko · cu’ri · a, в честь М. Kocur). Новый род, выделенный из рода
Micrococcus [42]. Три вида (K. rosea, K. varians и K. kristinae) являются оксидазонегативными и каталазоположительными, содержание Г+Ц ДНК составляет
66–75 мол%.
Lactobacillus (lac · to · ba · cil’lus). Таксономические методы, которые вошли
в широкое использование в 1980-х гг., были применены к этому роду, в результате некоторые виды из этого рода в девятом издании Определителя бактерий
Берджи были перемещены в другие роды. На основании анализа последовательности 16S-рРНК были выделены три отдельных кластера [10], один из которых
включает в себя Weissella. С большой вероятностью этот род подвергнется дальнейшей реклассификации. Это грамположительные каталазоотрицательные палочки, которые часто встречаются в длинных цепочках. Хотя те бактерии, что
обнаруживаются в пищевых продуктах, — типичные микроаэрофилы, большинство штаммов — истинные анаэробы, особенно обитающие в толстой кишке и рубце. Они в большинстве случаев, если не всегда, встречаются на овощах,

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

40

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

наряду с некоторыми другими молочнокислыми бактериями. Их появление
в молочных продуктах типично. Вид L. suebicus был выделен из яблочного и
грушевого пюре; растет при pH 2,8 и при содержании этанола 12–16% [28]. Многие ферментированные продукты производятся при участии молочнокислых
бактерий, которые рассмотрены в гл. 7. Те, которые обычно развиваются на
охлажденном упакованном под вакуумом мясе, рассмотрены в гл. 5 и 14.
Lactococcus (lac · to · coc’cus). Неподвижные кокки, по классификации Лэнсфилда относящиеся к серологической группе N, ранее входили в род Streptococcus, затем были выделены в отдельный род. Грамположительные, каталазонегативные, сферические или овоидные клетки, которые встречаются отдельно,
в парах или цепочках. Они растут при 10 °C, но не выше 45 °C, и большинство
вступает в реакцию с антисывороткой группы N. L-молочная кислота является
основным конечным продуктом метаболизма глюкозы.
Leuconostoc (leu · co · nos’toc; бесцветный носток). Как и лактобациллы,
этот род также относится к молочнокислым бактериям. Грамположительные,
каталазоотрицательные кокки, которые являются гетероферментативными. Количество видов в роду было сокращено (см. ниже Weissella). L. oenos был перемещен в новый род Oenococcus под названием O. Oeni [16], L. paratnesenteroides
был перемещен в новый род Weissella. Эти кокки обычно находятся в ассоциации с лактобациллами.
Listeria (lis · te’ri · a). Этот род состоит из шести видов грамположительных,
не образующих спор палочек, близкородственных с Brochothrix. Результаты нумерической таксономии показывают 80%-е подобие между всеми шести видами; они имеют идентичный состав клеточной стенки, жирных кислот и структуру цитохромов. Этот род более подробно рассмотрен в гл. 25.
Micrococcus (mi · cro · coc’cus). Эти грамположительные и каталазоположительные кокки — обитатели кожи млекопитающих, могут расти в присутствии
высоких концентраций NaCl. Этот род был сокращен созданием следующих
пяти новых родов: Dermacoccus, Kocuria, Kytococcus, Nesterenkonia и Stomatococcus. В настоящее время M. luteus и M. lylae — единственные представители
рода микрококков.
Moraxella (mo rax · el’la). Эти короткие грамотрицательные палочки иногда
классифицируются как Acinetobacter. Они отличаются от последнего тем, что
являются чувствительными к пенициллину, оксидазоположительные и имеют
содержание Г+Ц ДНК 40–46 мол%. Род Psychrobacter включает в себя некоторые виды, которые ранее относились к роду Moraxella. Их метаболизм окислительный, и они не образуют кислоту из глюкозы.
Paenibacillus (pae · ba · cil’lus; почти бацилла). Этот недавно сформированный
род включает организмы, ранее относившиеся к родам Bacillus и Clostridium, и содержит следующие виды: P. alvei, P. amylolyticus, P. azotofixans, P. circulans, P. durum, P. larvae, P. macerans, P. macquariensis, P. pubuli, P. pulvifaciens и P. validus
[2–8]. Недавно было добавлено два новых вида P. lautus и P. peoriae [22]. Paenibacillus образуют антибактериальные и противогрибковые вещества, некоторые
способны фиксировать N2 в ассоциации с растениями. Недавно идентифицированные виды были выделены из сырого молока и молока УВТ-обработки (ультравысокотемпературной обработки, высокопастеризованное молоко) [38].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 2. Таксономия, роль и значение микроорганизмов в пищевом производстве

41

Pandoraea (pan · do · rae’a). Хотя эти организмы впервые были выделены
из слюны пациентов с кистозными фиброзами [7], они родственны некоторым
из псевдомонад. Хотя этот род нетипичен для пищевых продуктов, вид P. norimbergenesis был выделен из сухого молока [35].
Pantoea (pan · toe’a). Этот род состоит из грамотрицательных, некапсулированных, не образующих спор прямых палочек, большинство которых подвижны
за счет перитрихиальных жгутиков. Они широко распространены и обнаруживаются на растениях, в семенах, в почве, воде и у людей. Некоторые — патогены
растений. Четыре известных вида были когда-то классифицированы как энтеробактеры или Erwinia. P. agglomerans включает прежний Enterobacter agglomerans, Erwinia herbicola, и E. milletiae; P. ananas включает прежний Erwinia
ananas и E. uredovora; P. stewartii был ранее E. stewartii; P. dispersa — исходный
вид. Диапазон содержания Г+Ц ДНК — от 49,7 до 60,6 мол % [33].
Pediococcus (pe · di · o · coc’cus; кокки, делящиеся в одной плоскости). Эти гомоферментативные кокки — молочнокислые бактерии, которые существуют
в парах и тетрадах, образующихся в результате деления в двух плоскостях.
P. acidilactici — типичная стартовая культура. Известен, однако, случай, когда
этот вид вызвал сепсис у 53-летнего мужчины [19]. Содержание Г+Ц ДНК для
этого рода составляет 34–44 мол%. Педиококки подробнее рассмотрены в гл. 7.
Бывший P. halophilus находится теперь в роду Tetragenococcus как T. halophilus.
Он может расти при концентрации NaCl 18%.
Proteus (pro’te · us). Эти кишечные грамотрицательные палочки — аэробы,
которые часто показывают плеоморфизм, отсюда и соответствующее название
рода. Все — подвижные, на влажной агаровой среде в большинстве случаев наблюдается роящийся рост. Представители рода типичны среди бактерий, присутствующих в кишечном тракте людей и животных. Они могут быть выделены
из разных овощей и мясных нарезок, особенно тех, которые подвергаются порче
при температурах диапазона мезофилов.
Pseudomonas (pseu · do’mo · nas; ложная монада). Типичные морские и водные бактерии, широко распространены среди свежих пищевых продуктов, особенно овощей, мяса, домашней птицы и морепродуктов. Прежде этот род был
самым многочисленным среди болезнетворных бактерий, распространяющихся
через пищеварительный тракт. Затем произошло перемещение многих видов по
крайней мере в 14 новых родов: Acidovorax, Aminobacter, Brevundimonas, Burkholderia, Comamonas, Delftia, Devosia, Herbaspirillium, Hydrogenophaga, Marinobacter, Ralstonia, Sphingomonas, Telluria и Wautersia. P. fluorescens и P. aeruginosa остались в роду Pseudomonas (см. [24]).
Psychrobacter (psy · chro’ · bac · ter). Этот род был создан, прежде всего, чтобы разместить некоторые из неподвижных грамотрицательных палочек, которые были когда-то классифицированы как Acinetobacter и Moraxella. Это —
толстые коккобациллы, которые часто встречаются в парах. Кроме того, они являются аэробными, неподвижными, каталазо- и оксидазоположительными и совсем не ферментируют глюкозу. Рост наблюдается при 6,5% NaCl и при 1 °C, но
не при 35 °C или 37 °C. Они гидролизируют Tween 80, и большинство из них —
яичный желток (лецитиназоположительные). Они чувствительны к пенициллину и утилизируют g-аминовалерат, в отличие от акинетобактерий. Их отличает

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

42

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

от акинетобактерий то, что они являются оксидазоположительными и утилизируют аминовалерат, а от неподвижных псевдоманад — неспособность утилизировать глицерин или фруктозу. Поскольку они близкородственны моракселлам,
они были помещены в семейство Neisseriaceae. Род содержит некоторые из
прежних ахромобактеров и моракселл. Они обычно обнаруживаются на мясе,
домашней птице, рыбе и в воде [26, 39].
Salmonella (sal · mon · el’la). Все члены этого рода грамотрицательные кишечные бактерии, которые являются патогенами человека. Необходимо отметить, что сальмонеллы разделены на два вида; те, что являются болезнетворными для человека, помещены в вид Salmonella enterica. Серотипы (серовары),
которых в настоящее время насчитывается более чем 2400, обозначают следующим образом: Salmonella enterica серотип Newport, или Salmonella Newport
(отмечают, что серотип не выявлен). (См. гл. 26 для более детального объяснения.) Содержание Г+Ц ДНК — 50–53 мол%.
Serratia (ser · ra’ti · a). Грамотрицательные палочки, относящиеся к семейству Enterobacteriaceae, являются аэробными и протеолитическими и в основном производят красные пигменты на культуральной среде и в определенных
пищевых продуктах, хотя нередки и непигментированные штаммы. S. liquefaciens является самым распространенным из пищевых патогенов; вызывает
порчу охлажденных овощей и мясных нарезок. Содержание Г+Ц ДНК —
53–59 мол%. Интересно, что спорообразующий изолят был описан и назван
S. marcescens subsp. sakuensis [1].
Shewanella (she · wa · nel’la). Бактерия, изначально классифицированная как
Pseudomonas putrefaciens, а позже как Alteromonas putrefaciens, была помещена
в этот род как S. putrefaciens. Это грамотрицательные, прямые или изогнутые палочки, непигментированы, подвижны за счет полярно расположенных жгутиков. Они оксидазоположительны и имеют Г+Ц 44–47 мол%. Другие три вида
в этом роду — S. hanedai, S. benthica и S. colwelliana. Все связаны с водной или
морской средой обитания, рост S. benthica увеличивается за счет гидростатического давления [14, 32].
Shigella (shi · gel’la). Все члены этого рода, как полагают, являются энтеропатогенами человека; они рассмотрены далее в гл. 26.
Sphingomonas (Sphin · go · monas). Есть по крайней мере 33 вида этого рода
грамотрицательных бактерий, обычно производящие желтый пигмент, которые
прежде относились к роду Flavobacterium. Они найдены в воде, на определенных овощах и вызывают болезнь у людей [58].
Staphylococcus (staph · y · lo · coc’cus; виноградная гроздь и кокки). Это грамположительные, каталазоположительные кокки, включающие S. aureus, который вызывает у людей различные заболевания, включая гастроэнтерит. Этот
вид и другие члены рода рассмотрены далее в гл. 23. S. caseolyticus был перемещен в новый род Macrococcus как M. caseolyticus [29].
Stenotrophomonas (Ste · no · tro · pho · mo’nas; единица, питающаяся немногими субстратами). Эти грамотрицательные палочки являются обычными
обитателями растений, также они были выделены из почвы, воды и молока. Находясь в ризосфере, они способствуют росту растений и повышению урожайности, вступая с ними в симбиоз [21]. S. maltophila считается самым распростра-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 2. Таксономия, роль и значение микроорганизмов в пищевом производстве

43

ненным возбудителем внутрибольничных инфекций после Pseudomonas aeruginosa (см. [21]). Вид S. rhizophila использовался для управления грибковыми
болезнями растений (см. [57]).
Vagococcus (va · go · coc’cus; блуждающий кокк). Этот род был создан, чтобы
разместить лактококковую группу N, выделяемую на основании анализа последовательности 16S [11]. Подвижные перитирихиальные палочки, грамположительные и каталазоотрицательные, растут при 10 °C, но не выше 45 °C, при концентрации NaCl 4%, но не при 6,5%, при рН 9,6 наблюдается полное отсутствие
роста. Тип пептидогликана клеточной стенки — Lys-o-Asp, и Г+Ц — 33,6 мол%.
По крайней мере один вид образует H2S. Вагококки найдены в рыбе, фекалиях,
воде, также их можно встретить и в пищевых продуктах [11, 47]. Информация
относительно филогенетических отношений вагококков с другими близкородственными родами представлена на рис. 25.1.
Vibrio (vib’ri · o). Грамотрицательные прямые или изогнутые палочки — члены семейства Vibrionaceae. Несколько видов этого рода были перемещены в род
Listonella [32]. Некоторые виды вызывают гастроэнтерит и другие болезни у человека; они рассмотрены в гл. 28. Содержание Г+Ц ДНК — 38–51 мол% (относительно распределения этого вида в природе см. [13]).
Weissella (Weiss’ella, в честь N. Weiss). Этот род молочнокислых бактерий
был частично сформирован в 1993 г. для того, чтобы разместить «ветвь лейконостка» лактобацилл [9]. Семь видов близкородственны лейконостку, за исключением W. paramesenteroides и W. hellenica, они образуют DL-лактат из глюкозы. Все образуют из углеводов газ. W. hellenica — новый вид, ассоциированный
с ферментированными греческими колбасами [9]. Бывший Leuconostoc paramesenteroides теперь W. paramesenteroides, следующие пять видов были прежде
классифицированы как Lactobacillus spp.: W. confusa, W. halotolerans, W. kandleri, W. minor и W. viridescens. Содержание Г+Ц ДНК — 37–47 мол%.
Yersinia (yer · si’ni · a). Этот род включает возбудителя человеческой чумы,
Y. pestis, и по крайней мере один вид, который вызывает гастроэнтерит, Y. enterocolitica. Все виды, вызывающие пищевые токсикоинфекции, рассмотрены
в гл. 28. Содержание Г+Ц ДНК — 45,8–46,8 мол%. Сорбозоположительные
штаммы биогруппы 3A получили статус отдельного вида Y. mollaretti, а сорбозоотрицательные штаммы — Y. bercovieri [49].

Краткая информация об основных родах
плесневых грибов, встречающихся в продуктах питания
Плесени имеют вегетативное тело мицелиального строения, быстро разрастающееся и способное покрыть область в несколько квадратных сантиметров за
2–3 дня. Все тело или любая большая часть гриба называется мицелием. Мицелий состоит из тонких нитей — гиф. Их огромное значение в продуктах питания
усугубляется аскоспорами, зигоспорами и конидиями. Аскоспоры некоторых
родов отличаются своей чрезвычайной устойчивостью к высоким температурам. Одну группу формируют пикниды или ацервулы (маленькие кувшинкообразные плодовые тела, связанные с конидиеносцем). Артроспоры образуются
путем фрагментации гиф многих грибов. В течение 1980-х гг. никаких радикаль-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

44

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

ных перемен в систематике грибов, растущих в пищевых продуктах, не было.
Самые значимые перемены относятся к открытию половых (совершенных)
форм спороношения у некоторых хорошо известных родов и видов. Так, аскомицеты имеют половое спороношение, называемое также телеоморфным. Поэтому виды, относящиеся к телеоморфным, по мнению микологов, имеют приоритет перед анаморфными (несовершенными или конидиальными) грибами.
Голоморфные грибы имеют обе формы спороношения, но их называют телеоморфными. Таксономическое положение грибов представлено ниже ([3, 4] и
[37] для идентификации; см. [25] для грибов, которые обнаруживаются в мясе).
Отдел: Zygomycota
Класс: Zygomycetes (несептированный мицелий, образование
спорангиоспор, быстрый рост)
Порядок: Mucorales
Семейство: Mucoraceae
Род: Mucor
Rhizopus
Thamnidium
Отдел: Ascomycota
Класс: Plectomycetes (септированный мицелий, аскоспоры образуются
в асках, обычно восемь)
Порядок: Eurotiales
Семейство: Trichocomaceae
Род: Byssochlamys
Emericella
Eupenicillium
Eurotium
Отдел: Deuteromycota (несовершенные, анаморфные, телеоморфа неизвестна)
Класс: Coelomycetes
Род: Colletotrichum
Класс: Hypomycetes (гифы, дающие начало конидиям)
Порядок: Hyphomycetales
Семейство: Moniliaceae
Род: Alternaria
Aspergillus
Aureobasidium (Pullularia)
Botrytis
Cladosporium
Fusarium
Geotrichum
Helminthosporium
Monilia/Sclerotinium
Penicillium
Stachybotrys
Trichothecium
Некоторые из родов упомянуты ниже в алфавитном порядке.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 2. Таксономия, роль и значение микроорганизмов в пищевом производстве

45

Alternaria. Септированный мицелий с конидиеносцем и многоклеточными
темноокрашенными конидиями разнообразной формы с поперечными и продольными перегородками. Они вызывают черную гниль косточковых плодов, яблок и
инжира. Гниль корней и черная гниль цитрусовых также вызваны видами/штаммами этого рода. Это — полевой гриб, который растет на пшенице. Также он обнаружен на красном мясе. Некоторые виды образуют микотоксины (см. гл. 30).
Aspergillus. Образует цепочки конидий. Там, где в продуктах питания обнаруживаются клейстотеции с аскоспорами, непременно будут найдены Emericella, Eurotium или Neosartorya. Eurotium (прежний A. glaucus) образует ярко-желтый клейстотеций, и все виды — ксерофильные грибы. E. herbariorum, как обнаружили, вызывал порчу виноградных джема и желе (41), Emericella образует
белый клейстотеций, и E. nidulans — телеоморфный Aspergillus nidulans. Neosartorya образует белый клейстотеций и бесцветные аскоспоры. N. fischeri —
термоустойчивый, и устойчивость его спор подобна устойчивости спор Byssochlamys [37]. Аспергиллы на большинстве пищевых продуктов имеют желтозеленый или черный цвет. Черная гниль персиков, цитрусовых и инжира — одно
из вызываемых ими состояний порчи фруктов. Аспергиллы обнаруживаются на
окороках и беконе домашнего производства. Некоторые виды вызывают порчу
масел, таких как пальмовое, арахисовое и кукурузное. A. oryzae и A. soyae участвуют при ферментации шогу при производстве коджи. A. glaucus участвует
в приготовлении кацуобуси (сушеные палочки из мяса пеламиды), ферментируемого рыбного продукта. A. glaucus — A. restrictus группа содержит грибы,
развивающиеся на семенах, сое и других бобовых при их хранении. A. niger образует b-галактозидазу, глюкоамилазу, инвертазу, липазу и пектиназу; A. oryzae
образует амилазу. Несколько видов образуют афлатоксины, другие образуют
охратоксин A и стеригматоцистин (см. гл. 30).
Aureobasidium (Pullularia). Грибы, образующие вначале дрожжеподобные
колонии. Они позднее разрастаются и образуют черные пятна плесени. A. pullulans (Pullularia pullulans) является самым распространенным в пищевых продуктах. Они найдены в креветках, участвуют в порче долго хранящейся говядины, а также часто обнаруживаются на фруктах и овощах.
Botrytis. Образует длинный, тонкий и часто пигментированный конидиеносец. Мицелий — септированный, рост мицелия происходит апикально; конидии
слабо-дымчатые, серые, иногда черные. Кроме конидий и мицелия многие виды
имеют также склероции. B. cinerea часто присутствует в пищевых продуктах.
Он является причиной серой гнили яблок, груш, малины, земляники, винограда,
черники, цитрусовых и некоторых косточковых плодов (см. гл. 6).
Byssochlamys. Этот род телеоморфных определенных видов Paecilomyces, но
последние не встречаются в пищевых продуктах [37]. У аскомицета Byssochlamys аски образуются группами на мицелии, каждый из которых содержит восемь аскоспор. Последние известны устойчивостью к высоким температурам
и вызывают порчу некоторых консервов с высокой кислотностью. Могут расти
при низком значении окислительно-восстановительного потенциала (Eh). Некоторые виды образуют пектиназы, B. fulva и B. nivea портят консервированные
фрукты и соки. Эти организмы почти всегда связаны с порчей пищи, B. fulva разрушается при температуре 90 °C в течение 1–12 мин со значением z 6–7 °C [37].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

46

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

Cladosporium. Этот род характеризуется септированными гифами с темными,
разветвленными цепочками конидий, которые создают впечатление ветвей дерева.
Рост культуры бархатный от оливкового до черного цвета. Некоторые конидии —
лимонообразные. C. herbarum образует темные пятна порчи на говядине и замороженной баранине. Некоторые портят масло и маргарин, некоторые разрушают косточковые плоды и являются причиной черной гнили винограда. Они растут на зернах пшеницы и ячменя. C. herbarum и C. cladosporiodes — два наиболее распространенных вида, обнаруживаемых на фруктах и овощах.
Colletotrichum. Принадлежит классу Coelomycetes и образует конидии, соединенные в ацервулы. Имеют простой, но удлиненный конидиеносец и гиалиновые одноклеточные конидии, имеющие яйцевидную или продолговатую форму. Ацервулы — в форме диска или подушечки, воскообразные, в основном
темного цвета. C. gloeosporioides — вид, вызывающий беспокойство в пищевой
промышленности. Он образует антракнозы (коричневые или черные пятна порчи) на некоторых фруктах, особенно тропических, таких как манго и папайя.
Fusarium. Обширный мицелий белого или с оттенками розового, красного,
фиолетового или коричневого цветов, септированный. Конидии — веретеновидные, серповидные (макроконидии). Грибы вызывают коричневую гниль
цитрусовых и ананасов и мягкую гниль инжира. Некоторые растут на зернах
пшеницы и ячменя. Некоторые виды образуют микотоксины фумонизины, трихотецены, зеараленон (см. гл. 30).
Geotrichum (ранее Oidium lactis и Oospora lactis). Эти дрожжеподобные грибы обычно белые. Гифы септированы, размножение осуществляется путем образования артроконидий из вегетативных гиф. Артроконидии имеют сглаженные концы. G. candidum, анаморфный Dipodascus geotrichum, являются самыми
важными видами в пищевых продуктах. Упоминается по-разному: и как «молочная плесень», потому что передает аромат и запах многих типов сыров, и как
«машинная плесень», так как растет на оборудовании, контактирующем с сырьем на предприятиях пищевой промышленности, особенно предприятиях, перерабатывающих томаты. Грибы вызывают кислую гниль цитрусовых и персиков
и порчу молочных сливок. Они широко распространены и были найдены в мясе
и многих овощах. Некоторые из них участвуют в ферментации гари (продукт
из корней маниоки).
Monilia/Sclerotinium. Конидии розовые, серые или желтовато-коричневые.
M. sitophila — конидиальная стадия Neurospora intermedia. Monilia — конидиальная стадия Monilinia fructicola. Они вызывают коричневую гниль косточковых плодов, таких как персики. Monilia sp. вызывает высыхание черники.
Mucor. Образует несептированные гифы, дающие начало спорангиеносцам,
которые несут колонку (колумеллу) со спорангием на верхушке. Ни один из членов этого большого рода не образует ни ризоидов, ни столонов. Мукор часто образует пушистые колонии. Состояния, описанные как «усы» говядины и «черная пятнистость» замороженной баранины, вызваны некоторыми видами этого
рода. По крайней мере один вид, M. miehei, образует липазы, что установлено
путем анализа ферментированных пищевых продуктов, бекона и многих овощей. Некоторые виды участвуют в ферментации соевых бобов при производстве соевого творога.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 2. Таксономия, роль и значение микроорганизмов в пищевом производстве

47

Penicillium. Репродуктивными органами этого гриба являются конидиеносцы с конидиями (споры), этот род отнесен к Deuteromycota. Пенициллы размещены вместе с аскомицетами, у которых аскоспоры формируются в клейстотециях так же, как у Talaromyces и Eupenicillium. Из двух телеоморфных родов
Talaromyces является самым важным в пищевых продуктах [37]. T. flavus является телеоморфой P. dangeardii, он вызывает порчу концентратов фруктовых соков [27]. Этот вид образует термоустойчивые споры. От вершин метул отходят
пучки бутылкообразных фиалид, несущих цепочки округлых конидий, образующих кисточки. Типичный цвет пенициллов, растущих на продуктах питания, — от голубого до сине-зеленого. Зелено-голубая плесень цитрусовых и голубая плесень яблок, винограда, груш и косточковых плодов вызвана некоторыми видами пенициллов. Вид P. roqueforti используется при производстве сыра
наряду с голубой плесенью. Некоторые виды образуют цитринин, желтый рисовый токсин, охратоксин A, рубратоксин B и другие микотоксины (см. гл. 30).
Rhizopus. Образует несептированные гифы, дающие начало столонам и ризоидам. Плесени рода Rhizopus посредством столонов (стелющиеся нити) прикрепляются к субстрату толстыми корневидными образованиями — ризоидами,
напоминающими корневые волоски. При развитии волосков образуется узел, из
которого отходят спорангиеносцы, заканчивающиеся спорангиями, содержащими большое количество спор.
R. stolonifer — безусловно, наиболее часто встречаемый вид в пищевых продуктах. Иногда называемый «хлебной плесенью», он образует мокрую (мягкую)
гниль яблок, груш, косточковых плодов, винограда, инжира и др. Некоторые
виды вызывают «черную пятнистость» говядины и замороженной баранины.
Они могут быть найдены на беконе или на другом готовом мясном продукте. Некоторые виды образуют пектиназы, R. oligospoms важен при производстве ферментированных продуктов, таких как онком, бонгкрек и темпех.
Thamnidium. Эти плесневые грибы формируют спорангии двух видов. Кроме крупного спорангия, растущего на верхушке спорангиеносца, на боковых
ветвях его располагаются спорангии (спорангиоли) значительно меньшего размера с небольшим количеством спор. T. elegans — самый известный вид за счет
своего роста на охлажденной задней части говядины, где его характерный рост
описан как «усы». В некоторых случаях обнаруживается в тухлых яйцах.
Trichothecium. Образует септированные гифы — длинные, тонкие и простые
конидиеносцы. T. roseum — вид, вызывающий розовую плесень фруктов. Он
также вызывает мягкую гниль тыквенных культур и обычно обнаруживается на
ячмене, пшенице, кукурузе и орехах пеканах. Некоторые представленные виды
производят микотоксины (см. гл. 30).
Другие плесневые грибы. Здесь представлены две категории организмов,
первая из которых представлена разрозненными родами, найденными в некоторых пищевых продуктах, и в общем не расценивается как существенная. Это
Cephalosporium, Diplodia и Neurospora. Cephalosporium — дейтеромицеты, часто обнаруживаемые на замороженных пищевых продуктах. Микроспоры некоторых видов Fusarium подобны микроспорам этого рода. Diplodia — другой
дейтеромицет, который вызывает диплодиозную гниль плодов цитрусовых и
мокрой коричневой гнили персиков. Neurospora — аскомицет, и N. intermedia

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

48

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

упоминается как красная хлебная плесень. Monilia sitophila — анаморфа N. intermedia. Последний важен при ферментации онкома и был найден на мясе.
«Белая пятнистость» говядины вызвана Sporotrichum spp.; гниль различных
фруктов вызвана Gloeosporium spp. Некоторые Helminthosporium spp. — патогены растений, а некоторые — сапрофиты.
Neosartorya fischeri (анаформа Aspergillus fischerianus) рассматривался в начале 1960-х как причина порчи фруктов. Его аскоспоры очень термоустойчивы,
способны выживать после кипячения в дистиллированной воде в течение часа.
Имеет значение D87 в течение приблизительно 11 мин в фосфатном буфере.
Интересно, что он производит несколько микотоксинов — фумитреморгины A,
B и C, терреин, веррукулоген и фишерин.
Вторая категория состоит из ксерофильных плесеней, которые являются
очень важными организмами порчи. В дополнение к Aspergillus и Eurotium,
Pitt и Hocking [37] включают в состав этой группы шесть других родов: Basipetospora, Chrysosporium, Eremascus, Polypaecilum, Wallemia и Xeromyces. Эти плесени охарактеризованы способностью расти ниже a w (активность воды) = 0,85.
Они важны в пищевых продуктах с низкими значениями a w . Виды Wallemia
и Xeromyces рассмотрены ниже.
Wallemia образует темно-коричневые колонии на культуральной среде и на
пищевых продуктах. W. sebi (прежде Sporendonemd) — наиболее известный вид,
способный расти при a w 0,69. Он образует серовато-коричневую плесень на сушеной и соленой рыбе.
Xeromyces включает только один вид, X. bisporus. Он образует бесцветные
клейстотеции с недолговечными асками, которые содержат две аскоспоры. Этот
организм растет при самом низком значении a w среди известных организмов
[37]. Его самое высокое значение аw — ~0,97, оптимум — 0,88 и минимум —
0,61. Величина D при 82,2 °C — 2,3 мин. Он вызывает порчу лакричных конфет,
чернослива, шоколада, сиропа и других подобных продуктов.

Краткая информация об основных родах дрожжей,
встречающихся в продуктах питания
Дрожжи могут рассматриваться как одноклеточные грибы, в отличие от плесеней, которые являются многоклеточными; однако это неточное определение,
так, многие из тех, что обычно расцениваются как дрожжи, фактически образуют мицелий в различной степени.
Дрожжи можно отличить от бактерий по большим размерам их клеток и их
овальной, вытянутой, эллиптической или сферической форме. Типичные клетки
дрожжей размером от 5 до 8 мкм в диаметре, некоторые имеют еще большие размеры. Старые культуры дрожжей, как правило, имеют клетки меньших размеров. Большинство из тех дрожжей, которые важны в пищевых продуктах, размножаются почкованием или делением клеток.
Дрожжи могут расти в широком диапазоне кислых значений pH и при 18%-м
содержании этанола. Многие растут в присутствии 55–60%-й сахарозы. Дрожжи могут иметь различную окраску, от сливочного до розового и красного цве-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 2. Таксономия, роль и значение микроорганизмов в пищевом производстве

49

тов. Аско- и артроспоры некоторых видов весьма термоустойчивы. (Артроспоры образуют некоторые дрожжеподобные грибы.)
В прошлом десятилетии для таксономии дрожжей были использованы новые
методы идентификации, в том числе анализ нуклеотидных последовательностей
5S-рРНК, состава гетероциклических оснований ДНК и профилей кофермента Q. Из-за большего размера генома дрожжей анализ последовательности
5S-рРНК используется чаще, чем анализ больших фракций РНК. Много изменений произошло в систематике дрожжей частично благодаря использованию
более новых методов, но также и тому, что пересмотр был направлен на группировку, а не на дробление таксонов. Одна из наиболее авторитетных работ по
систематике дрожжей — это работа под редакцией Kreger-van Rij, изданная
в 1984 г. [30]. В этом томе прежний род Torulopsis был перемещен в род Candida,
а некоторые из видов Saccharomyces были перемещены в Tomlaspora и Zygosaccharomyces. Сейчас известно, что большинство дрожжей имеют телеоморфную или половую стадию, поэтому ссылки на литературу прошлых лет затруднительны.
Таксономия приблизительно 15 родов дрожжей, связанных с пищевыми продуктами, представлена ниже. Для более конкретных сведений по дрожжам, связанным с пищевыми продуктами, можно использовать в качестве консультативного материала публикации Deak и Beuchat [15], Beneke и Stevenson [3] и Pitt и
Hocking [37]. Для идентификации дрожжей, связанных с пищевыми продуктами, Deak и Beuchat [15] представили превосходный упрощенный ключ.
Отдел: Ascomycotina
Семейство: Saccharomycetaceae (образуют аскоспоры и артроспоры;
вегетативное размножение почкованием или делением)
Подсемейство: Nadsonioideae
Род: Hanseniaspora
Подсемейство: Saccharomycotoideae
Род: Debaryomyces
Issatchenkia
Kluyveromyces
Pichia
Saccharomyces
Torulaspora
Zygosaccharomyces
Подсемейство: Schizosaccharomycetoideae
Род: Schizosaccharomyces
Отдел: Deuteromycotina
Семейство: Cryptococcaceae («имперфекты»; размножение почкованием)
Род: Brettanomyces
Candida
Cryptococcus
Rhodotorula
Trichosporon
Вышеупомянутые роды представлены ниже в алфавитном порядке.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

50

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

Brettanomyces (половая стадия — Dekkera). Эти аспорогенные дрожжи имеют клетки оживальной (овальной со стреловидными концами) формы, образующие на концах почки, и производят уксусную кислоту из глюкозы только в
аэробных условиях. B. intermedius является самым распространенным видом, он
может расти при очень низких значениях pH, вплоть до 1,8. Эти дрожжи вызывают порчу пива, вина, безалкогольных напитков и рассолов, они вовлечены в
дображивание некоторых сортов пива и эля, придающее им уникальный аромат.
D. bruxellensis используются в качестве заквасочных дрожжей, они также вносят
некоторый вклад в образование биогенных аминов в красных винах.
Candida. Этот род был сформирован в 1923 г. Berkhout и с тех пор подвергся
многим изменениям в определении и составе [46]. Он рассматривался как гетерогенный таксон, который может быть разделен на 40 сегментов, включающих
3 главных группы, базируемые главным образом на составе жирных кислот и
электрофоретическом каротипировании [47]. Родовое имя подразумевает «яркий белый», и клетки не содержат никаких каротиноидных пигментов. Сюда отнесены аскомицетные несовершенные виды, включая прежний род Torulopsis:
Candida famata (Torulopsis candida; T. famata)
Candida kefyr (Candida pseudotropicalis, T. kefyr; Torula cremoris)
Candida stellata (Torulopsis stellata)
Candida holmii (Torulopsis holmii)
Многие из анаморфных форм Candida относят теперь к родам Kluyveromyces
и Pichia [15]. Candida lipolytica — анаморфа Saccharomycopsis lipolytica.
Члены этого рода — самые обычные дрожжи, обнаруживаемые на свежей
говядине и домашней птице, и C. tropicalis является самым распространенным
видом в пищевых продуктах вообще. Некоторые члены участвуют в брожении
какао-бобов как компонент кефирных зерен и во многих других продуктах,
включая пиво, эль и фруктовые соки.
Cryptococcus. Этот род представлен анаморфами видов Filobasidiella и Basidiomycetes. Они представляют собой аспорогенные дрожжи, размножающиеся
многосторонним почкованием и не ферментирующие сахара. Цвет клеток — гиалиновый красный или оранжевый; могут формировать артроспоры. Они были
найдены на растениях, в почве, на землянике и других фруктах, морской рыбе,
креветках и свежей говядине.
Debaryomyces. Эти аспорогенные дрожжи иногда образуют псевдомицелий
и размножаются многосторонним почкованием. Этот род — один из двух самых
распространенных родов дрожжей в молочных продуктах. D. hansenii представляет собой то, что было когда-то D. subglobosus и Torulaspora hansenii, самые
распространенные в продуктах питания виды. Он может расти в присутствии
24% NaCl и при низкой активности воды a w 0,65. Образует слизь на сосисках и
сардельках, растет в рассолах и на сырах и вызывает порчу концентрата апельсинового сока и йогурта.
Hanseniaspora. Это апикулятные дрожжи, анаформа которых — Kloeckera
spp. Они осуществляют биполярное почкование и впоследствии образуют клетки
лимоноподобной формы. Аски содержат две–четыре шляпкообразные споры.
Ферментируют сахара и обнаруживаются в разнообразных пищевых продуктах,

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 2. Таксономия, роль и значение микроорганизмов в пищевом производстве

51

особенно в инжире, помидорах, землянике, плодах цитрусовых и при ферментации какао-бобов.
Issatchenkia. Представители этого рода образуют псевдомицелий и размножаются многосторонним почкованием. Некоторые виды, ранее отнесенные к
роду Pichia, были перенесены сюда. Телеоморфа Candida krusei — I. orientalis.
Часто формируют пленки на жидких средах. Содержат кофермент Q-7 и распространены на самых разнообразных пищевых продуктах.
Kluyveromyces (Fabospora). Аскоспорообразующие дрожжи, размножающиеся многосторонним почкованием, споры сферические. K. marxianus теперь
включает прежние виды K. fragilis, K. lactis, K. bulgaricus, Saccharomyces lactis и
S. fragilis. K. marxianus — один из двух самых распространенных видов дрожжей в молочных продуктах. Kluyveromyces spp. продуцируют лактазу и активно
ферментируют сахара, включая лактозу. K. marxianus содержит кофермент Q-6
и участвует в брожении кумыса. Этот вид также используется для производства
фермента лактазы на сыворотке и как организм выбора для производства дрожжевых клеток на сыворотке. Эти дрожжи найдены на широком разнообразии
фруктов, K. marxianus является причиной порчи сыра.
Pichia. Наиболее многочисленный род истинных дрожжей. Они размножаются многосторонним почкованием, и аски обычно содержат четыре сфероидальных, шляпо- или сатурноподобных споры. Могут формировать псевдомицелий и артроспоры. Некоторые дрожжи, формирующие шляповидные споры,
могут быть Williopsis spp., и некоторые из прежних видов рода теперь реклассифицированы в род Debaryomyces. P. guilliermondii — совершенная стадия Candida guillermondii. Анаморфа P. membranaefaciens — Candida valida. Pichia spp.
часто образуют пленки на жидких средах и, как известно, являются важными
в создании местных пищевых продуктов в различных частях мира. Некоторые
были найдены на свежей рыбе и креветках, и они, как известно, растут в рассолах консервированных оливок и вызывают порчу огуречных рассолов и квашеной капусты.
Rhodotorula. Эти дрожжи — анаформа Базидиомицетов (Basidiomycetes).
Дрожжи, формирующие телиоспоры (телейтоспоры), выделены в отдельный
род — Rhodosporidium. Они размножаются многосторонним почкованием и не
проявляют ферментативной активности. R. glutinis и R. mucilaginosa — два самых распространенных вида в пищевых продуктах. Дрожжи образуют каротиноидные пигменты от розового до красного, чаще встречаются оранжевые или
цвета розового лосося. Род содержит много психротрофных видов/штаммов, которые найдены на свежей домашней птице, креветках, рыбе и говядине. Некоторые растут на поверхности масла.
Saccharomyces. Аскоспорогенные дрожжи, размножающиеся многосторонним почкованием и образующие в асках сферические споры. Они являются диплоидными и не ферментируют лактозу. S. bisporus и S. rouxii теперь относят
к роду Zygosaccharomyces, S. rosei относится теперь к роду Torulaspora. Все пекарские, пивоваренные дрожжи и дрожжи для производства вина и шампанского — S. cerevisiae. Они входят в состав кефирных зерен и могут быть выделены
из широкого диапазона пищевых продуктов, таких как сыровяленая салями
и многочисленные фрукты. S. cerevisiae редко вызывает порчу.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

52

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

Schizosaccharomyces. Эти аскоспорогенные дрожжи размножаются боковым
делением клетки надвое и могут формировать истинные гифы, которые распадаются на артроспоры. Аски содержат от четырех до восьми имеющих форму боба
спор, и никаких почек не образуют. Они рассматриваются с точки зрения отдаленного родства с истинными дрожжами. S. pombe — самый распространенный
вид; он осмофилен и устойчив к некоторым химическим консервантам.
Torulaspora. Способ размножения — многостороннее почкование со сферическими спорами в асках. Три гаплоидных вида, прежде принадлежавших к роду
Saccharomyces, находятся теперь в этом роду. Они активно ферментируют сахара
и содержат кофермент Q-6. T. delbrueckii — самый распространенный вид.
Trichosporon. Не образующие аскоспоры дрожжи с окислительным обменом
размножаются почкованием и формируют артроконидии. Они образуют истинный мицелий, ферментация сахаров отсутствует или слабая. Они участвуют
в ферментации какао-бобов и идли и были выделены из свежих креветок, говядины, домашней птицы, замороженной баранины и других пищевых продуктов.
T. pullulans — самый распространенный вид, синтезирует липазу.
Yarrowia. Ранее известные как Saccharomycopsis, эти дрожжи принадлежат
порядку Endomycetales и обычно обнаруживаются на фруктах, овощах, мясе и
домашней птице. Candida lipolytica — анаморфа, а Y. lipolytica — телеоморфная
(совершенная) стадия.
Zygosaccharomyces. Размножаются многосторонним почкованием, аскоспоры круглые или овальные, гладкие, по 1–4 в аске. Большинство являются гаплоидными, они активно ферментируют сахара. Z. rouxii — самый распространенный вид и может расти при активности воды a w 0,62, только Xeromyces bisporus
способен расти ниже этой активности воды [37]. Некоторые участвуют в ферментации соевого соуса и мисо, некоторые часто участвуют в порче майонеза и
заправок для салатов, особенно Z. bailii, который может расти при pH 1,8 [37].

Литература
1. Ajithkumar, B., V.P. Ajithkumar, R. Iriye, Y. Doi, and T. Sakai. 2003. Spore-forming Serratia marcescens
subsp. sakuensis subsp. nov., isolated from a domestic wastewater treatment tank. Int. J. System. Evol.
Microbiol. 53:253–258.
2. Ash, C, F.G. Priest, and M.D. Collins. 1993. Molecular identification of rRNA group 3 bacilli (Ash, Farrow,
Wallbanks and Collins) using a PCR probe test. Antonie van Leeuwenhoek 64:253–260.
3. Beneke, E.S., and K.E. Stevenson. 1987. Classification of food and beverage fungi. In Food and Beverage
Mycology, 2d ed., ed. L.R. Beuchat, 1–50. New York: Kluwer Academic Publishing.
4. Beuchat, L.R., ed. 1987. Food and Beverage Mycology, 2d ed. New York: Van Nostrand Reinhold.
5. Berkeley, R.C.A., and N. Ali. 1994. Classification and identification of endospore-forming bacteria. J. Appl.
Bacteriol. (Symp. Suppl.) 76:lS–8S.
6. Champomier, M.-C, M.-C. Montel, and R. Talon. 1989. Nucleic acid relatedness studies on the genus
Carnobacterium and related taxa. J. Gen. Microbiol. 135:1391–1394.
7. Coenye, T., E. Falsen, B. Hoste, M. Ohlen, J. Goris, J.R.W. Govan, M. Gillis, and P. Vandamme. 2000.
Description of Pandoraea gen. nov. with Pandoraea apista sp. nov., Pandoraea pulmonicola sp. nov.,
Pandoraea pnomenusa sp. nov., Pandoraea sputorum sp. nov. and Pandoraea norimbergensis comb. nov.
Int. J. System. Evol. Microbiol. 50:887–899.
8. Collins, M.D., P.A. Lawson, A. Willems, J.J. Cordoba, J. Fernandez-Garayzabal, P. Garcia, J. Cai, H. Hippe,
and J.A.E. Farrow. 1994. The phylogeny of the genus Clostridium: Proposal of five new genera and eleven
new species combinations. Int. J. Syst. Bacteriol. 44:812–826.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 2. Таксономия, роль и значение микроорганизмов в пищевом производстве

53

9. Collins, M.D., J. Samelis, J. Metaxopoulos, and S. Wallbanks. 1993. Taxonomic studies on some leuconostoc-like organisms from fermented sausages: Description of a new genus Weissella for the Leuconostoc
paramesenteroides group of species. J. Appl. Bacteriol. 75:595–603.
10. Collins M.D., U. Rodriguez, C. Ash, M. Aguirre, J.A.E. Farrow, A. Martinez-Murcia, B.A. Phillips,
A.M. Williams, and S. Wallbanks. 1991. Phylogenetic analysis of the genus Lactobacillus and related lactic
acid bacteria as determined by reverse transcriptase sequencing of 16S rRNA. FEMS Microbiol. Lett.
77:5–12.
11. Collins, M.D., C. Ash, J.A.E. Farrow, S. Wallbanks, and A.M. Williams. 1989. 16S ribosomal ribonucleic
acid sequence analyses of lactococci and related taxa: Description of Vagococcus fluvialis gen. nov., sp. nov.
J. Appl. Bacteriol. 67:453–460.
12. Collins, M.D., J.A.E. Farrow, B.A. Phillips, S. Ferusu, and D. Jones. 1987. Classification of Lactobacillus
divergens. Lactobacillus piscicola, and some catalase-negative, asporogenous, rod-shaped bacteria from
poultry in a new genus, Camobacterium. Int. J. Syst. Bacteriol. 37:310–316.
13. Colwell, R.R., ed. 1984. Vibrios in the Environment. New York: Wiley.
14. Coyne, V.E., C.J. Pillidge, D.D. Sledjeski, H. Hori, B.A. Ortiz-Conde, D.G. Muir, R.M. Weiner, and
R.R. Colwell. 1989. Reclassification of Alteromonas colwelliana to the genus Shewanella by DNA-DNA
hybridization, serology and 5S ribosomal RNA sequence data. Syst. Appl. Microbiol. 12:275–279.
15. Deak, T., and L.R. Beuchat. 1987. Identification of foodborne yeasts. J. Food Protect. 50:243–264.
16. Dicks, L.M.T., F. Dellaglio, and M.D. Collins. 1995. Proposal to reclassify Leuconostoc oenos as Oenococcus
oeni [corrig.] gen. nov. comb. nov. Int. J. Syst. Bacteriol. 45:395–397.
17. Gauthier, G., M. Gauthier, and R. Christen. 1995. Phylogenetic analysis of the genera Alteromonas,
Shewanella, and Moritella using genes coding for small-subunit rRNA sequences and division of the genus
Alternomas into two genera, Alteromonas (amended) and Pseudoalteromonas gen. nov., and proposal
of twelve new species combinations. Int. J. Syst. Bacteriol. 45:755–761.
18. Gavini, F., J. Mergaert, A. Beji, C. Mielcarek, D. Izard, K. Kersters, and J. de Ley. 1989. Transfer of Enterobacter agglomerans (Beijerinck 1888) (Ewing and Fife 1972) to Pantoea gen. nov. as Pantoea agglomerans comb. nov. and description of Pantoea dispersa sp. nov. Int. J. Syst. Bacteriol. 39:337–345.
19. Golledge, C.L., N. Stringmore, M. Aravena, and D. Joske. 1990. Septicemia caused by vancomycin-resistant
Pediococcus acidilactici. J. Clin. Microbiol. 28:1678–1679.
20. Gupta, R.S. 2000. The phylogeny of proteobacteria: relationships to other eubacterial phyla and eukaryotes.
FEMS Microbiol. Rev. 24:367–402.
21. Hauben, L., L. Vauterin, E.R.B. Moore, B. Hoste, and J. Swings. 1999. Genomic diversity of the genus
Stenotrophomonas. Int. J. System. Bacteriol. 49:1749–1760.
22. Heyndrickx, M., K. Vandemeulebroecke, P. Scheldeman, K. Kersters, P. De Vos, N.A. Logan, A.M. Aziz,
N. Ali, and R.C.W. Berkeley. 1996. A polyphasic reassessment of the genus Paenibacillus, reclassification
of Bacillus lautus (Nakamura 1984) as Paenibacillus lautus comb. nov. and of Bacillus peoriae (Montefusco
et al. 1993) as Paenibacillus peoriae comb, nov., and emended descriptions of P. lautus and of P. peoriae. Int.
J. Syst. Bacteriol. 46:988–1003.
23. Holzapfel, W.H., and E.S. Gerber. 1983. Lactobacillus divergens sp. nov., a new heterofermentative
Lactobacillus species producing L(+)-lactate. Syst. Appl. Bacteriol. 4:522– 534.
24. Jay, J.M. 2003. A review of recent taxonomic changes in seven genera of bacteria commonly found in foods.
J. Food Protect. 66:1304–1309.
25. Jay, J.M. 1987. Fungi in meats, poultry, and seafoods. In Food and Beverage Mycology, 2nd ed., ed.
L.R.Beuchat, 155–173. New York: Kluwer Academic Publishers.
26. Juni, E., and G.A. Heym. 1986. Psychrobacter immobilis gen. nov., sp. nov.: Genospecies composed of
Gram-negative, aerobic, oxidase-positive coccobacilli. Int. J. Syst. Bacteriol. 36:388–391.
27. King, A.D., Jr., and W.U. Halbrook. 1987. Ascospore heat resistance and control measures for Talaromyces
flavus isolated from fruit juice concentrate. J. Food Sci. 52:1266, 1252–1254.
28. Kleynmans, U., H. Heinzl, and W.P. Hammes. 1989. Lactobacillus suebicus sp. nov., an obligately heterofermentative Lactobacillus species isolated from fruit mashes. Syst. Appl. Bacteriol. 11:267–271.
29. Kloos, W.E., D.N. Ballard, C.G. George, J.A. Webster, R.J. Hubner, W. Ludwig, K.H. Schleifer, F. Fiedler,
and K. Schubert. 1998. Delimiting the genus Staphylococcus through description of Macrococcus caseolyticus gen nov., comb. nov. and Macrococcus equipercicus sp. nov., Macrococcus bovicus sp. nov. and
Macrococcus carouselicus sp. nov. Int. J. System. Bacteriol. 48:859–877.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

54

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

30. Kreger-van Rij, N.J.W., ed. 1984. The Yeasts: A Taxonomic Study. Amsterdam: Elsevier.
31. Lane, D.J., B. Pace, GJ. Olsen, D.A. Stahl, M.L. Sogin, andN.R. Pace. 1985. Rapid determination of 16S
ribosomal RNA sequences for phylogenetic analysis. Proc. Natl. Acad. Sci. 82:6955–6959.
32. MacDonell, M.T., and R.R. Colwell. 1985. Phylogeny of the Vibrionaceae, and recommendation for two new
genera, Listonella and Shewanella. Syst. Appl. Microbiol. 6:171– 182.
33. Mergaert, J., L. Verdonck, and K. Kersters. 1993. Transfer of Erwinia ananas (synonym, Erwinia uredovora)
and Erwinia stewartii to the genus Pantoea emend, as Pantoea ananas (Serrano 1928) comb. nov. and
Pantoea stewartii (Smith 1898) comb, nov., respectively, and description of Pantoea stewartii subsp.
indologenes subsp. nov. Int. J. Syst. Bacteriol. 43:162–173.
34. Moore, J.E., B. Mcllhatton, A. Shaw, P.G. Murphy, and J.S. Elborn. 2001a. Occurrence of Burkholderia
cepacia in foods and waters: Clinical implications for patients with cystic fibrosis. J. Food Protect.
64:1076–1078.
35. Moore, J.E., T. Coenye, P. Vandamme, and J.S. Elborn. 2001b. First report of Pandoraea norimbergensis
isolated from food — Potential clinical significance. Food Microbiol. 18:113–114.
36. Nazina, T.N., T.P. Tourova, A.B. Poltaraus, E.V. Novikova, A.A. Grigoryan, A.E. Ivanova, A.M. Lysenko,
V.V. Petrunyaka, G.A. Osipov, S.S. Belyaev, and M.V. Ivanov. 2001. Taxonomic study of aerobic thermophilic
bacilli: Descriptions of Geobacillus subterraneus gen nov., sp. nov. and Geobacillus uzenensis sp. nov from
petroleum reservoirs and transfer of Bacillus stearothermophilus, Bacillus thermocatenulatus, Bacillus thermoleovorans, Bacillus kaustrophilus, Bacillus thermoglucosidasius and Bacillus thermodenitriftcans to Geobacillus
as the new combinations G. stearothermophilus, G. thermocatenulatus, G. thermoleovorans, G. kaustophilus,
G. thermoglucosidasius, and G. ther- modenitrificans. Int. J. System. Evol. Microbiol. 51:433–446.
37. Pitt, J.I., and A.D. Hocking. 1985. Fungi and Food Spoilage. New York: Academic Press.
38. Scheldeman, P., K. Goossens, M. Rodriguez-Diaz, A. Pil, J. Goris, L. Herman, P. De Vos, N.A. Logan, and
M. Heyndrickx. 2004. Paenibacillus lactis sp. nov., isolated from raw and heat-treated milk. Int. J. Syst. Evol.
Microbiol. 54:885–891.
39. Shaw, E.G., and J.B. Latty. 1988. A numerical taxonomic study of non-motile non-ermentative Gramnegative bacteria from foods. J. Appl. Bacteriol. 65:7–21.
40. Sneath, P.H.A., and D. Jones. 1976. Brochothrix, a new genus tentatively placed in the family Lactobacteriaceae. Int. J. Syst. Bacteriol. 26:102–104.
41. Splittstoesser, D.F., J.M. Lammers, D.L. Downing, and J.J. Churney. 1989. Heat resistance of Eurotium
herbariorum, a xerophilic mold. J. Food Sci. 54:683–685.
42. Stackebrandt, E., E.G. Koch, O. Gvozdiak, and P. Schumann. 1995. Taxonomic dissection of the genus
Micrococcus: Kocuria gen. nov., Nesterenkonia gen. nov., Kytococcus gen. nov., Dermacoccus gen. nov.,
and Micrococcus Cohn 1872 gen. emend. Int. J. Syst. Bacteriol. 45:682–692.
43. Stackebrandt, E., R.G.E. Murray, and H.G. Triiper. 1988. Proteobacteria classis nov., a name for the
phylogenetic taxon that includes the «purple bacteria and their relatives». Int. J. Syst. Bacteriol. 38:321–325.
44. Talon, R., P.A.D. Grimont, F. Grimont, and J.M. Boefgras. 1988. Brochothrix campestris sp. nov. Int. J. Syst.
Bacteriol. 38:99–102.
45. Vandamme, P., P.E. Falsen, R. Rossau, B. Hoste, P. Segers, R. Tytgat, and J. deLey. 1991. Revision of
Campylobacter, Helicobacter, and Wolinella taxonomy emendation of generic descriptions and proposal
of Arcobacter gen. nov. Int. J. Syst. Bacteriol. 41:88–103.
46. Viljoen, B.C., and J.L.F. Kock. 1989a. The genus Candida Berkhout nom. con-serv. — A historical account
of its delimitation. Syst. Appl. Microbiol. 12:183–190.
47. Viljoen, B.C., and J.L.F. Kock. 1989b. Taxonomic study of the yeast genus Candida Berkhout. Syst. Appl.
Microbiol. 12:91–102.
48. Wallbanks, S., A.J. Martinez-Murcia, J.L. Fryer, B.A. Phillips, and M.D. Collins. 1990. 16S rRNA sequence
determination for members of the genus Carnobacterium and related lactic acid bacteria and description
of Vagococcus salmoninarum sp. nov. Int. J. Syst. Bacteriol. 40:224–230.
49. Wauters, G., M. Janssens, A.G. Steigerwalt, and D.J. Brenner. 1988. Yersinia mollaretti sp. nov. and Yersinia
bercovieri sp. nov., formerly called Yersinia entercolitica biogroups 3A and 3B. Int. J. Syst. Bacteriol.
38:424–429.
50. Wayne, L.G., D.J. Brenner, R.R. Colwell, P.A.D. Grimont, O. Kandler, M.I. Krichovsky, L.H. Moore,
W.E.C. Moore, R.G.E. Murray, E. Stackebrandt, M.P. Starr, and H.G. Truper. 1987. Report of the ad hoc
committee on reconciliation of approaches to bacterial systematics. Int. J. Syst. Bacteriol. 37:463–64.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 2. Таксономия, роль и значение микроорганизмов в пищевом производстве

55

51. Wesley, I.V. 1997. Helicobacter and Arcobacter: Potential human foodborne pathogens? Trends Food Sci.
Technol. 8:293–299.
52. Wesley, I.V. 1996. Helicobacter and Arcobacter species: Risks for foods and beverages. J. Food Protect.
59:1127–1132.
53. Woese, C.R. 1987. Bacterial evolution. Microbiol. Rev. 51:221–271.
54. Woese, C.R., W.G. Weisburg, C.M. Harm, B.J. Paster, L.B. Zablen, B.J. Lewis, T.J. Macke, W. Ludwig, and
E. Stackebrandt. 1985. The phylogeny of purple bacteria; The gamma subdivision. System. Appl. Microbiol.
6:25–33.
55. Woese, C.R., E. Stackebrandt, W.G. Weisburg, B.J. Paster, M.T. Madigan, V.J. Fowler, C.M. Hahn, P. Blanz,
R. Gupta, K.H. Nealson, and G.E. Fox. 1984a. The phylogeny of purple bacteria: The alpha subdivision.
System. Appl. Microbiol. 5:315–326.
56. Woese, C.R., W.G. Weisburg, B.J. Paster, C.M. Hahn, R.S. Tanner, N.R. Krieg, H.-P. Koops, H. Harms, and
E. Stackebrandt. 1984b. The phylogeny of purple bacteria: The beta subdivision. System. Appl. Microbiol.
5:327–336.
57. Wolf, A., A. Fritze, M. Hagemann, and G. Berg. 2002. Stenotrophomonas rhiiophila sp. nov., a novel
plant-associated bacterium with antifungal properties. Int. J. System. Evol. Microbiol. 52:1937–1944.
58. Yabuuchi, E., Y. Kosako, N. Fujiwara, T. Naka, I. Matsunaga, H. Ogura, and K. Kobayashi. 2002. Emendation of the genus Sphingomonas Yabuuchi et al. 1990 and junior objective synonymy of the species of three
genera, Sphingobium, Novosphingobium, and Sphingopyxis, in conjunction with Blastomonas ursincola. Int.
Syst. Evol. Microbiol. 52:1485–1496.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

3
Внутренние и внешние параметры
пищевых продуктов, влияющие
на рост микроорганизмов
Поскольку наши продукты питания имеют растительное или животное происхождение, следует рассмотреть характеристики растительных и животных
тканей, оказывающие влияние на рост микроорганизмов. Растения и животные, служащие источником питания, имеют полностью изученные механизмы защиты от проникновения и развития микроорганизмов, и некоторые из
них действуют и в свежих пищевых продуктах. Принимая во внимание эти
особенности, их можно эффективно использовать для предотвращения или
замедления роста патогенных и гнилостных организмов в растительных и
животных продуктах.

Внутренние параметры
Неотъемлемой частью растительных и животных тканей являются свойства,
относящиеся к внутренним параметрам [33]. К этим параметрам относятся
следующие:
1) pH;
2) содержание влаги;
3) окислительно-восстановительный потенциал (Eh);
4) содержание питательных веществ;
5) антимикробные компоненты;
6) биологические структуры.
Каждый из этих субстрат-лимитирующих факторов рассматривается ниже,
особое значение отводится их воздействию на микроорганизмы в пищевых продуктах.

pH
Хорошо известно, что большинство микроорганизмов лучше всего растет при
pН около 7,0 (6,6–7,5), тогда как лишь небольшое их количество растет при pH
ниже 4,0 (см. рис. 3.1). Бактерии более требовательны к уровню pH, чем плесени
и дрожжи, при этом наиболее требовательными являются патогенные бактерии.
Минимальное и максимальное значения pH для роста микроорганизмов, приведенные на рис. 3.1, не следует принимать в качестве точных границ, поскольку
фактические уровни, как известно, зависят от других параметров роста. Например, минимальный уровень pH для роста определенных лактобацилл, как было

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 3. Внутренние и внешние параметры пищевых продуктов, влияющие на рост микроорганизмов

57

Рис. 3.1. Примерные диапазоны рН, при которых растут некоторые организмы, выделяемые
из пищевых продуктов. Диапазоны рН для L. monocytogenes и S. aureus аналогичны.

показано, зависит от типа используемой кислоты — с лимонной, соляной, фосфорной и виннокаменной кислотами возможен рост при более низких уровнях
pH, чем с уксусной или молочной кислотой. В присутствии 0,2 M NaCl Alcaligenes faecalis, как было показано, рос в более широком диапазоне pH, чем в отсутствие NaCl или в присутствии 0,2 M цитрата натрия (см. рис. 3.2). Из данных,
приведенных в табл. 3.1, можно увидеть, что фрукты, безалкогольные напитки,
уксус и вина имеют pH ниже точки, при которой обычно растут бактерии. Превосходное качество хранения этих продуктов в значительной мере связано с
уровнем pH. Существует распространенное наблюдение, что фрукты, как правило, подвергаются порче под действием плесеней и дрожжей, и это связано со
способностью этих организмов расти при значениях pH < 3,5, что значительно
ниже минимального значения для большинства гнилостных бактерий и для всех

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

58

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

Рис. 3.2. Влияние рН, NaCl и цитрата натрия на интенсивность роста Alcaligenes faecalis в 1%-м
пептоне: A = 1%-й пептон; B = 0,2 M NaCl; C = 1%-й пептон + 0,2 M цитрата натрия. Источник:
по Sherman and Holm [48]; с разрешения издателя.

бактерий, вызывающих пищевые отравления (см. табл. 3.2). На основании сведений табл. 3.2 можно отметить, что большинство мясных продуктов и морепродуктов имеют конечный максимальный рН около 5,6 и выше, что делает эти
продукты восприимчивыми к порче, вызываемой как бактериями, так и плесенями и дрожжами. Большинство овощей имеет более низкие значения рН, чем
фрукты, и, следовательно, овощи должны подвергаться порче в большей степени под действием бактерий, чем плесеней.
Что касается качества мясных продуктов при хранении, хорошо установлено, что мясо, полученное от утомленных животных, портится быстрее, чем от
отдохнувших животных, и что это связано с конечным значением pH, достигаемым после снятия посмертного окоченения. После убоя в мясе хорошо отдохнувшего животного обычно 1% гликогена превращается в молочную кислоту,
что сразу приводит к понижению уровня рН от ~7,4 до ~5,6, в зависимости от
вида животного. Как обнаружил Callow [11], для говядины самое низкое значение рН — 5,1 и самое высокое — после снятия посмертного окоченения — 6,2.
Обычное значение рН, достигаемое после снятия посмертного окоченения, для
говядины примерно равно 5,6 [5]. Самое низкое и самое высокое значения рН
для баранины и свинины, как было обнаружено Callow, составляют 5,4 и 6,7 и
5,3 и 6,9 соответственно. Briskey [8] сообщил, что при определенных условиях
конечное значение рН свинины может быть ниже 5,0. Влияние таких значений
рН на микроорганизмы, особенно на бактерии, очевидно. Что касается рыбы, известно, что палтус, у которого обычно конечное значение рН достигает ~5,6,
лучше сохранял качество, чем большинство других рыб, чьи конечные значения
рН находились в диапазоне от 6,2 до 6,6 [42].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 3. Внутренние и внешние параметры пищевых продуктов, влияющие на рост микроорганизмов

59

Таблица 3.1. Приблизительные значения рН для некоторых свежих фруктов и овощей
Продукт
Овощи
Спаржа (почки и стебли)
Фасоль (волокнистая и лимская)
Свекла (сахарная)
Брокколи
Брюссельская капуста
Капуста (зеленая)
Морковь
Цветная капуста
Сельдерей
Кукуруза (сладкая)
Огурцы
Баклажаны
Салат-латук
Маслины
Лук (красный)
Петрушка
Пастернак
Картофель (клубни и сладкий)
Тыква
Ревень
Брюква
Шпинат
Тыква крупноплодная
Томаты (целые)
Репа

pH
5,7–6,1
4,6–6,5
4,2–4,4
6,5
6,3
5,4–6,0
4,9–5,2; 6,0
5,6
5,7–6,0
7,3
3,8
4,5
6,0
3,6–3,8
5,3–5,8
5,7–6,0
5,3
5,3–5,6
4,8–5,2
3,1–3,4
6,3
5,5–6,0
5,0–5,4
4,2–4,3
5,2–5,5

Продукт

pH

Фрукты
Яблоки
Яблочный сидр
Яблочный сок
Бананы
Фиги (инжир)
Грейпфрут (сок)
Виноград
Лаймы
Дыни (нектар)
Апельсины (сок)
Сливы
Арбузы

2,9–3,3
3,6–3,8
3,3–4,1
4,5–4,7
4,6
3,0
3,4–4,5
1,8–2,0
6,3–6,7
3,6–4,3
2,8–4,6
5,2–5,6

Некоторые пищевые продукты характеризуются своей природной кислотностью; другие обязаны своей кислотностью деятельности определенных микроорганизмов. Последний тип относится к биологической кислотности и представлен такими продуктами, как ферментированные молочные продукты, квашеная капуста и маринады. Независимо от источника кислотности, ее влияние
на сохранение качества, как было показано, не различается.
Некоторые пищевые продукты способны лучше противостоять изменениям
рН, чем другие. Те, которые способны сопротивляться изменениям рН, называются буферизованными. В целом мясные продукты сильнее забуферены, чем
овощи. Буферная емкость мясных продуктов обусловлена различными белками.
Овощи обычно содержат меньше белков и, следовательно, испытывают недостаток в буферной емкости для того, чтобы противостоять изменениям показателя рН в процессе роста микроорганизмов (см. табл. 6.4 и 6.5 для получения информации об общем химическом составе овощей).

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

60

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

Таблица 3.2. Минимальные значения рН, допускающие рост некоторых бактерий,
выделенных из продуктов питания
Aeromonas hydrophila
Asaia siamensis
Alicyclobacillus acidocaldarius
Bacillus cereus
Botrytis cinerea
Clostridium botulinum, Группа I
C. botulinum, Группа II
C. perfringens
Escherichia coli 0157:H7
Gluconobacter spp.
Lactobacillus brevis
L. plantarum
L. sakei
Lactococcus lactis
Listeria monocytogenes
Penicillium roqueforti
Propioniibacterium cyclohexanicum
Plesiomonas shigelloides
Pseudomonas fragi
Salmonella spp.
Shewanella putrefaciens
Shigella flexneri
S. sonnei
Staphylococcus aureus
Vibrio parahaemolyticus
Yersinia enterocolitica
Zygosaccharomyces bailii

приблизительно 6,06
3,06
2,06
4,96
2,06
4,66
5,06
5,06
4,56
3,66
3,16
3,34
3,06
4,36
4,16
3,06
3,26
4,56
приблизительно 5,06
4,05
приблизительно 5,46
5,5–4,75
5,0–4,5
4,06
4,86
4,18
1,86

Была исследована способность E. coli расти в трех видах горчицы, имеющихся в розничной продаже, при инокуляции этого патогена в количестве 106 КОЕ/г
его рост был ингибирован во всех трех продуктах [31]. Организм не был выявлен в дижонской горчице (рН 3,55–3,60) после 3 ч при комнатной температуре и
после 2 дней при 5 °С. В желтой и кулинарной типах горчицы (рН 3,30 и 3,38
соответственно) организм не был обнаружен через 1 ч [31].
Природная кислотность пищевых продуктов, особенно фруктов, может рассматриваться как способ защиты их тканей от деструктивного воздействия микроорганизмов. Интересно, что плоды имеют значения рН ниже тех, что необходимы для роста многих гнилостных организмов. Биологическая функция плодов — защита репродуктивного тела растений, семечек (семян). Этот факт сам
по себе уже не заставляет сомневаться в наличии положительного отбора для
низких значений рН в процессе эволюции. Хотя уровень рН тел животных благоприятствует росту большинства гнилостных организмов, для предотвращения
развития инфекции имеются другие внутренние механизмы.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 3. Внутренние и внешние параметры пищевых продуктов, влияющие на рост микроорганизмов

61

Несмотря на то что кислые значения рН более предпочтительны для использования для ингибирования микроорганизмов, щелочные значения в диапазоне
рН 12–13, как известно, также препятствуют росту некоторых бактерий. Например, использование Ca(OH)2 для получения значений рН в этом диапазоне, как
было показано, пагубно для Listeria monocytogenes и других пищевых патогенов
в некоторых свежих пищевых продуктах.
Влияние рН
Неблагоприятные значения рН влияют на живую микробную клетку двояко: на
функционирование ее ферментов и транспорт питательных веществ в клетку.
Плазматическая мембрана микроорганизмов относительно непроницаема для
ионов Н+ и ОН–. Их концентрация в цитоплазме по этой причине, вероятно,
остается достаточно постоянной, несмотря на широкий диапазон значений рН,
которые могут иметь место в окружающей среде [45]. Conway и Downey было
установлено, что внутриклеточный уровень рН находящихся в покое клеток
хлебных дрожжей составлял 5,8 [16], хотя было отмечено, что во время ферментации глюкозы значение рН внешней среды было более кислым, чем внутриклеточный уровень рН, который оставался более щелочным. C другой стороны,
Pefia и др. [37] не поддержали того мнения, что рН клеток дрожжей остается постоянным при различных уровнях рН окружающей среды. Оказывается, что
внутренний рН почти всех клеток близок к нейтральному. Бактерии, такие как
Sulfolobus и Methanococcus, могут быть исключением, однако, когда микроорганизмы помещаются в окружающую среду с уровнем рН, отличным от нейтрального, их способность к росту зависит от способности доводить показатель рН
окружающей среды до оптимального для них значения или диапазона. Когда
клетки помещаются в кислую среду, они должны или препятствовать проникновению ионов Н+, или удалять ионы Н+ с той же скоростью, с которой они проникают. Такие ключевые клеточные компоненты, как ДНК и АТФ, нуждаются
в нейтральной среде. Когда большинство микроорганизмов растет в кислой среде, их метаболическая активность приводит к тому, что в среде или в субстрате
концентрация ионов Н+ становится меньше, тогда как те, что растут в среде с повышенным уровнем рН, стремятся его понизить. Аминокислотные декарбоксилазы, которые имеют оптимальную активность при значении показателя рН около 4,0 и практически не активны при рН 5,5, вызывают самопроизвольное повышение рН среды в нейтральную сторону при росте клеток в кислой среде.
Бактерии, такие как Clostridium acetobutylicum, повышают уровень рН субстрата
посредством восстановления масляной кислоты до бутанола, тогда как клетки
Enterobacter aerogenes производят ацетоин из пировиноградной кислоты, повышая показатель рН среды обитания. При декарбоксилировании аминокислот
рост показателя рН происходит за счет образующихся аминов. Когда культивирование проводится в щелочном диапазоне, группа аминокислотных дезаминаз,
имеющих оптимальную активность при значении рН около 8,0, служит причиной спонтанного изменения рН в нейтральную сторону в результате накопления
органических кислот.
Бактериальные клетки имеют остаточный отрицательный заряд. По этой
причине незаряженные вещества могут проникать в клетку, тогда как ионизированные вещества не могут. При нейтральном или щелочном рН органические

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

62

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

Таблица 3.3. Приблизительные значение рН молочных, мясных продуктов,
продуктов из мяса птицы и рыбных продуктов
Продукт

pH

Молочные продукты
Масло
Пахта
Молоко
Сливки
Сыр (Американский неострый и Чеддер)

6,1–6,4
4,5
6,3–6,5
6,5
4,9; 5,9

Мясные продукты и продукты из птицы
Говядина (измельченная)
Ветчина (окорок)
Телятина
Курица
Печень

5,1–6,2
5,9–6,1
6,0
6,1–6,4
6,0–6,4

Рыба и моллюски
Рыба (большинство видов)*
Двустворчатый съедобный моллюск (клем)
Крабы
Устрицы
Тунец
Креветки
Лосось
Белуха

6,6–6,8
6,5
7,0
4,8–6,3
5,2–6,1
6,8–7,10
6,1–6,3
5,5

* Сразу после смерти.

кислоты не проникают через мембрану, тогда как при кислых значениях рН эти
компоненты не ионизированы и могут поступать в отрицательно заряженную
клетку. Также степень ионизации боковых цепей ионизируемых аминокислот
изменяется при любом показателе рН, отличном от нейтрального, и может приводить к увеличению денатурации мембранных и транспортных белков.
У микроорганизмов среди других следствий, вызываемых неблагоприятным
рН, можно отметить взаимодействие между Н+ и ферментами цитоплазматической мембраны. Морфология некоторых микроорганизмов может быть обусловлена значением показателя рН. Так, например, было отмечено, что длина гиф
Penicillium chrysogenum уменьшалась при культивации в непрерывной культуре, где значение рН возросло выше 6,0. При рН 6,7 пеллеты мицелия формировались лучше, чем свободные гифы [45]. Внеклеточные ионы Н+ и К+ могут конкурировать; так, например, последний стимулирует ферментацию, в то время как
первый ее подавляет. При исследовании метаболизма глюкозы клетками дрожжей в кислой среде он заметно стимулировался ионами К+ [46]. Глюкоза потреблялась на 83% быстрее в присутствии ионов К+ в анаэробных условиях и на 69%
больше в аэробных условиях.
Другие факторы окружающей среды тоже взаимодействуют с показателем
рН. Так, значение рН субстрата понижается при повышении температуры. Концентрация соли имеет определенное влияние на интенсивность роста кривой

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 3. Внутренние и внешние параметры пищевых продуктов, влияющие на рост микроорганизмов

63

рН, как показано на рис. 3.2, где можно увидеть, что добавление 0,2 М NaCl расширило диапазон значений рН роста для Alcaligenes faecalis. Подобный результат был отмечен этими же исследователями и для Escherichia coli. Когда содержание соли превышает этот оптимальный уровень, диапазон значений рН роста
сужается. Неблагоприятный уровень рН делает клетки более чувствительными
к действию токсичных веществ различной природы, при этом молодые клетки
более восприимчивы к изменениям показателя рН, чем более старые или «дремлющие» клетки.
Когда микроорганизмы выращиваются при значениях рН, отличных от оптимальных (более кислых или более щелочных), происходит продление лаг-фазы.
Увеличенная лаг-фаза, как следует ожидать, будет более продолжительной в
случае сильно забуференного субстрата в отличие от субстрата, имеющего небольшую буферную емкость. Другими словами, продолжительность лаг-фазы
отражает время, необходимое организмам для того, чтобы довести рН внешней
среды до диапазона их оптимального значения рН роста. Анализы веществ, которые ответственны за неблагоприятный рН, необходимы не только для определения скорости последующего роста, но также и для определения минимального
значения рН, при котором начнет расти сальмонелла. Chung и Goepfert [14] обнаружили, что минимальный уровень рН равен 4,05 при использовании соляной
и лимонной кислот, но равен 5,4 и 5,5, когда применялись уксусная и пропионовая кислоты соответственно. Этот факт, несомненно, отражает способности
организмов как менять условия своей окружающей среды в сторону наиболее
благоприятных значений в случае с соляной и лимонной кислотами, так и противостоять другим протестированным кислотам. Также возможно, что влияние
органических кислот в качестве ингибиторов роста зависит от других факторов,
помимо рН. Для получения дополнительной информации по значениям показателя рН и кислотности см. работу Corlett и Brown [17].

Содержание влаги
Один из самых старых методов консервирования пищевых продуктов — это высушивание или обезвоживание; происхождение этого метода неизвестно. Консервирование пищевых продуктов высушиванием — прямой результат удаления или связывания влаги, без которой микроорганизмы не растут. Сейчас общепринято, что потребность микроорганизмов в воде описывается показателем
активности воды (aw) в окружающей среде. Этот параметр определяется как отношение давления водяных паров над поверхностью питательного субстрата
к давлению водяных паров над поверхностью чистой воды при данной температуре: aw = p/p0, где р — давление паров раствора, а р0 — давление паров растворителя (обычно воды). Это понятие связано с относительной влажностью (RH)
следующим образом: RH = 100 ´ aw [13]. Чистая (дистиллированная) вода имеет
активность, равную 1,00, а активность воды 22%-го раствора NaCl (w/v) равна
0,86; для насыщенного раствора NaCl — 0,75 (см. табл. 3.4).
Активность воды (aw) большинства свежих пищевых продуктов составляет
примерно 0,99. Минимальные значения, отмеченные для роста некоторых микроорганизмов в пищевых продуктах, представлены в табл. 3.5 (см. также гл. 18).
В целом бактериям необходимы более высокие значения активности воды для
роста, чем плесеням, при этом грамотрицательные бактерии более требователь-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

64

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

Таблица 3.4. Взаимосвязь между активностью воды
и концентрацией солевых растворов
Концентрация NaCl
Активность воды

В молях

В процентах, w/v

0,995
0,99

0,15
0,30

0,9
1,7

0,98

0,61

3,5

0,96

1,20

7

0,94

1,77

10

0,92

2,31

13

0,90

2,83

16

0,88

3,33

19

0,86

3,81

22

Источник: The Science of Meat and Meat Products, by the American Meat Institute Foundation.
W.H. Freeman and Company, San Francisco; copyright © 1960.

ны в этом отношении, чем грамположительные. Большинство гнилостных бактерий не растет при активности воды субстрата ниже 0,91, тогда как гнилостные
плесневые грибы могут расти при значении a w = 0,80.Что касается бактерий, вызывающих пищевые отравления, Staphylococcus aureus может расти при значении активности воды, равном 0,86, тогда как Clostridium botulinum не растет при
a w ниже 0,94. Плесени и дрожжи растут в более широком диапазоне значений
рН, чем бактерии; подобная зависимость наблюдается и для показателя активности воды. Наименьшее отмеченное значение активности воды для бактерий,
обнаруженных в продуктах питания, составляло 0,75 для галофилов (буквально,
«любящие соль»), тогда как ксерофильные («любящие сухость») плесневые грибы и осмофильные (предпочитающие высокое осмотическое давление) дрожжи,
как было отмечено, росли при значениях активности воды 0,65 и 0,61 соответственно (см. табл. 3.5). Когда для контроля активности воды применяется
соль, то необходимо чрезвычайно высокое ее содержание для достижения значения активности воды ниже 0,8 (см. табл. 3.4).
Определенная взаимосвязь, как было показано, существует между показателем активности воды, температурой и наличием питательных веществ. Во-первых, при любой температуре способность микроорганизмов расти снижается
при снижении значения активности воды. Во-вторых, значение активности
воды, выше которого происходит рост, достигает наибольшего значения при
оптимальной температуре роста; и в-третьих, наличие питательных веществ понижает значение активности воды, выше которого организмы могут выжить
[32]. Характерные значения активности воды приведены в табл. 3.5, кроме того,
должны быть взяты только упомянутые в литературе точки, поскольку изменения температуры или содержания питательных компонентов могли приводить
к росту при более низких значениях активности воды.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 3. Внутренние и внешние параметры пищевых продуктов, влияющие на рост микроорганизмов

65

Таблица 3.5. Приблизительные минимальные значения aw для роста микроорганизмов,
важных в пищевых продуктах
Организмы
Группы
Большинство гнилостных бактерий
Большинство гнилостных дрожжей
Большинство гнилостных плесеней
Специфические организмы
Clostridium botulinum, тип E
Pseudomonas spp.
Acinetobacter spp.
Escherichia coli
Enterobacter aerogenes
Bacillus subtilis
Clostridium botulinum, типы A и B
Candida utilis
Vibrio parahaemolyticus
Botrytis cinerea
Rhizopus stolonifer
Mucor spinosus

aw
0,9
0,88
0,80
0,97
0,97
0,96
0,96
0,95
0,95
0,94
0,94
0,94
0,93
0,93
0,93

Организмы
Группы
Галофильные бактерии
Ксерофильные плесени
Осмофильные дрожжи
Специфические организмы
Candida scottii
Trichosporon pullulans
Candida zeylanoides
Geotrichum candidum
Trichothecium spp.
Byssochlamys nivea
Staphylococcus aureus
Alternaria citri
Penicillium patulum
Eurotium repens
Aspergillus glaucus*
Aspergillus conicus
Aspergillus echinulatus
Zygosaccharomyces rouxii
Xeromyces bisporus

aw
0,75
0,61
0,61
0,92
0,91
0,90
ок. 0,90
ок. 0,90
ок. 0,87
0,86
0,84
0,81
0,72
0,70
0,70
0,64
0,62
0,61

* Телеоморфа A. glaucus относится к роду Eurotium.

Влияние низкой активности воды
Основное следствие снижения активности воды ниже оптимальной — это продление лаг-фазы роста и снижение скорости роста и численности конечной
популяции. Такой результат можно ожидать вследствие неблагоприятного
воздействия сниженного содержания влаги на метаболическую активность,
поскольку все химические реакции в клетке протекают в водной среде. Необходимо иметь в виду, что значение показателя активности воды находится под
влиянием других параметров среды, таких как уровень рН, температура роста,
окислительно-восстановительный потенциал. В своем исследовании влияния
значения активности воды на рост Enterobacter aerogenes в культуральной среде
Wodzinski и Frazier [54] обнаружили, что при пониженной активности воды
лаг-фаза и время жизни поколения постепенно увеличивались до тех пор, пока
рост совсем не прекращался. Минимальное значение aw увеличивалось при увеличении температуры инкубации. Когда были созданы неблагоприятные уровень рН и температура инкубации, минимальное значение активности воды для
роста повысилось. Horner и Anagnostopoulos [24] была представлена взаимосвязь влияния активности воды, показателя pH и температуры на рост плесневых грибов в джеме. Взаимосвязь активности воды и температуры была наиболее значительной.
Вообще, стратегия, применяемая микроорганизмами для защиты против осмотического стресса, — это внутриклеточное накопление подходящих растворенных веществ. Галофилы (например, Halobacterium spp.) сохраняют осмоти-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

66

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

ческое равновесие поддержанием концентрации KCl в своей цитоплазме, соответствующей суспендирующему растворителю, и этот факт упоминается как
ответ на «соль в цитоплазме». Негалофилы аккумулируют растворенные вещества (осмолиты) двухфазным способом. Первый ответ — это увеличение концентрации ионов К+ (и эндогенно синтезированного глутамата), а второй — увеличение концентрации растворенных веществ или синтезом de novo или поглощением. Последние — хорошо растворимые молекулы, которые не имеют заряда
при физиологическом значении рН, и они не реагируют с внутриклеточными
макромолекулами (см. [49]). Наиболее распространенные вещества такого характера для большинства бактерий — это карнитин (витамин Е), глицинбетаин
и пролин. Карнитин может быть синтезирован de novo, а другие два — нет. Пролин синтезируется некоторыми грамположительными бактериями, в то время
как грамотрицательные бактерии должны получать его из внешней среды. Растворимость глицинбетаина в 100 мл воды при 25 °C составляет 160 г; а для пролина — 162 г. Глицинбетаин применяется большим количеством живущих организмов, чем два остальных упомянутых осмолита:

Карнитин

Глицинбетаин

Пролин

Поглощенные осмолиты переносятся транспортной системой. У L. monocytogenes глицинбетаин транспортируется BetL (он связывает накопление бетаина
с движущимися ионами Na+) и Gbu (транспортирует бетаин), тогда как транспортером для карнитина является OpuC [1, 49]. Хотя некоторые грамположительные бактерии накапливают пролин, в более высоких количествах он аккумулируется грамотрицательными бактериями. У E. coli и S. typhimurium существуют три транспортные системы — PutP, ProP и ProU, причем ProP — наиболее
эффективная. Было показано, что сверхсинтез пролина мутантами L. monocytogenes не сопровождался изменениями вирулентности в опытах на мышах [49].
Находясь в осмотическом стрессе, L. monocytogenes вырабатывает 12 белков,
один из которых весьма схож с белком Ctc у B. subtilis, и позволяет пережить
осмотический стресс при отсутствии осмопротекторов в среде обитания [21].
Сигма-фактор-B (s B , см. гл. 22) играет главную роль в регуляции утилизации
карнитина у L. monocytogenes, но он не является необходимым для утилизации
бетаина [20].
Так как L. monocytogenes может расти при 4 °C, доказано, что ее росту при
низкой температуре способствует накопление глицинбетаина [29]. То же верно
и для Yersinia enterocolitica, клетки которой, испытывая осмотический или температурный стресс, накапливают осмолиты, включая глицинбетаин [36]. Температура ниже шоковой и осмотическое давление выше шокового приводили
к 30-кратному увеличению поглощения радиомаркированного глицинбетаина
[36]. По меньшей мере в одном штамме L. monocytogenes транспорт глицинбетаина осуществлялся Gbu и BetL и в меньшей степени — OpuC [1].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 3. Внутренние и внешние параметры пищевых продуктов, влияющие на рост микроорганизмов

67

Что касается специфических веществ, используемых для снижения активности воды, то результаты схожи с теми, что наблюдались в абсорбционной
и десорбционной системах (см. гл. 18). В исследовании по определению минимального значения активности воды для роста и развития Clostridium perfringens Kang и др. [28] обнаружили, что данный показатель находился между 0,97
и 0,95 в комплексной среде, в которой для регулирования активности воды использовались сахароза или NaCl, но при использовании глицерина минимальное значение активности воды не превышало 0,93. В другом исследовании было
обнаружено, что глицерин ингибировал рост солеустойчивых бактерий сильнее,
чем NaCl, но менее интенсивно тормозил рост чувствительных к соли штаммов,
чем NaCl при сходных значениях активности воды в комплексной среде [30].
В своей работе по изучению прорастания спор Bacillus и Clostridium Jakobsen и
Murrell [25] наблюдали сильное ингибирование прорастания в тех случаях, когда показатель активности воды контролировался NaCl или CaCl2, меньшее ингибирование — при использовании глюкозы или сорбитола и незначительное ингибирование — при использовании глицерина, ацетамида или мочевины.
Прорастание спор клостридий было полностью подавлено при активности
воды, равной 0,95, при помощи NaCl, но никакого ингибирования не наблюдалось при том же значении активности воды с использованием мочевины, глицерина или глюкозы. В другом исследовании лимитирующее значение показателя
активности воды для образования зрелых спор B. cereus штаммом T составляло
примерно 0,95 при использовании глюкозы, сорбитола и NaCl, но в случае с глицерином оно было равно примерно 0,91 [26]. Дрожжи и плесени, как было обнаружено, были более устойчивы к глицерину, чем к сахарозе [24]. Используя минимальную среду с глюкозой для Pseudomonas fluorescens, Prior [39] пришел
к заключению, что глицерин способствует росту при более низких значениях активности воды в отличие от сахарозы или NaCl. Более того, этими исследователями было показано, что катаболизм глюкозы, лактата натрия и DL-аргинина
был полностью ингибирован при значении активности воды выше минимального для роста, когда данный показатель контролировался NaCl. Контроль показателя активности воды посредством глицерина позволял катаболизму продолжаться при значениях a w ниже тех, что приемлемы для роста на глюкозе. Во
всех случаях использования этими исследователями NaCl в качестве контролирующего фактора катаболизм субстрата прекращался при значении активности
воды выше минимального для роста, тогда как глицерин способствовал катаболизму при более низких значениях активности воды, чем минимум для роста.
Несмотря на некоторые опровержения, глицерин представляется более слабым
ингибирующим рост агентом по отношению к дышащим организмам, чем сахароза и NaCl.
Осмофильные дрожжи аккумулируют многоатомные спирты до концентрации, соответствующей их внеклеточной (внешней) активности воды. Согласно
Pitt [38], ксерофильные плесневые грибы накапливают осморегуляторы вследствие необходимости крепкого внутреннего раствора, если их рост возможен
при низкой активности воды. В сравнительном исследовании ксеротолерантных
и нексеротолерантных дрожжей Edgley и Brown [19] обнаружили, что дрожжи
Zygosaccharomyces rouxii отвечали на низкую активность воды, контролируе-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

68

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

мую полиэтиленгликолем поддержанием внутри клеток повышенных уровней
глицерина. Однако величина значительно не менялась, также существенно не
менялся и уровень арабитола под действием активности воды. С другой стороны, нетолерантный вид S. cerevisiae также отвечал на снижение активности
воды синтезом большего количества глицерина, но в клетках удерживал немного. Ответ Z. rouxii на низкую активность воды проявлялся на уровне проникновения/транспорта глицерина, тогда как для S. cerevisiae ответ выражался в метаболизме. Из этого исследования следует, что низкая активность воды заставляет
S. cerevisiae отводить большую часть своей метаболической активности на продукцию глицерина, сопровождаемую увеличением количества глюкозы, потребляемой во время роста. В более поздних исследованиях указывалось, что
вплоть до 95% внешнего осмотического давления на S. cerevisiae, Z. rouxii
и Debaryomyces hansenii может быть уравновешено увеличением количества
глицерина [43]. Z. rouxii в условиях стресса накапливает больше глицерина, тогда как уровень рибита остается постоянным.
Известно, что рост по меньшей мере некоторых клеток может наблюдаться
в большом количестве при низком значении активности воды, в то время как
определенные внеклеточные продукты при таких условиях не синтезируются.
Например, пониженная активность воды приводит к остановке продукции энтеротоксина В у S. aureus, даже если при этом отмечается рост клеток [50, 51].
В случае с Neurospora crassa низкая активность воды приводит к нелетальным
изменениям проницаемости клеточной мембраны, ведущим к потере некоторых
основных молекул [12]. Подобные результаты наблюдались с электролитами
и неэлектролитами.
В целом влияние пониженных значений активности воды на питание микроорганизмов является общим признаком: потребности клетки, которые должны
быть удовлетворены посредством водной окружающей среды, постепенно снижаются. Кроме воздействия на питательные вещества пониженная активность
воды неблагоприятно влияет на функционирование клеточной мембраны, которая должна поддерживаться в жидком состоянии. Высыхание внутренних частей клеток, следует полагать, будет иметь место при помещении клеток в среду
с уровнем активности воды, сниженным до точки, при которой наблюдается
равновесие воды между клетками и субстратом. Хотя механизмы не полностью
ясны, все микробные клетки могут нуждаться в таком же эффективном внутреннем уровне активности воды. Те, что могут расти при экстремально низких значениях активности воды, очевидно, делают именно так при помощи своей
способности концентрировать соли, полиолы (высокомолекулярные спирты) и
аминокислоты (и, возможно, другие типы веществ) до внутренних уровней,
достаточных не только для предотвращения потери воды клеткой, но также позволяющих клетке извлекать воду из внешней среды с пониженным содержанием воды. Для дополнительной информации см. [49, 51].

Окислительно-восстановительный потенциал
В течение долгого времени было известно, что микроорганизмы проявляют переменную чувствительность к окислительно-восстановительному (ОВ) потенциалу (O/R, Eh) среды обитания [23]. Как правило, ОВ потенциал субстрата мо-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 3. Внутренние и внешние параметры пищевых продуктов, влияющие на рост микроорганизмов

69

жет быть определен как легкость, с которой субстрат теряет или приобретает
электроны. Когда элемент или вещество теряет электроны, оно окисляется, тогда как субстрат, который приобретает электроны, становится восстановленным:

Окисление может также быть достигнуто добавлением кислорода, как показано на следующей реакции:
2Cu + O 2 ® 2CuO
Поэтому вещество, которое легко отдает электроны, — хороший восстановитель, а то, что легко принимает электроны, — хороший окислитель. Когда электроны переносятся от одного вещества к другому, между этими веществами
создается разница потенциалов. Эта разница может быть измерена при использовании подходящего оборудования и выражена в милливольтах (мВ). Чем
больше окислено вещество, тем более положительным будет его электрический
потенциал. Когда концентрации окислителей и восстановителей равны, электрический потенциал равен нулю. ОВ потенциал системы обозначается символом Eh. Для роста аэробных микроорганизмов необходимы положительные значения Eh (окисленные), тогда как для анаэробных — отрицательные значения
Eh (восстановленные) (см. рис. 3.3). Среди веществ в пищевых продуктах, кото-

Рис. 3.3. Схематическое изображение влияния окислительно-восстановительных потенциалов
на рост определенных микроорганизмов.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

70

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

рые помогают поддерживать восстановленные условия, можно выделить SHгруппы в мясе и аскорбиновую кислоту и редуцирующие сахара во фруктах и
овощах. Что касается максимальных положительного и отрицательного значений мВ на рис. 3.3, они не только необходимы для роста аэробов и анаэробов, но
могут также быть летальными для соответствующих групп (см. гл. 13).
ОВ потенциал пищевых продуктов определяется следующим образом:
1) специфический ОВ потенциал сырья;
2) буферная емкость; это сопротивляемость изменению потенциала пищевых
продуктов;
3) давление кислорода атмосферы вокруг пищевого продукта;
4) доступ атмосферы к продукту.
Некоторым бактериям для начала роста необходимы восстановленные условия (Eh примерно –200 мВ), тогда как другим бактериям нужен для роста положительный Eh. К первой категории относятся анаэробные бактерии, такие как
род Clostridium; ко второй принадлежат аэробные бактерии, такие как некоторые члены рода Bacillus. Некоторые аэробные бактерии в действительности растут лучше при слегка восстановленных условиях, и эти организмы относятся
к микроаэрофилам. Примерами микроаэрофильных бактерий могут служить
лактобациллы и кампилобактеры. Некоторые бактерии способны расти как при
аэробных, так и при анаэробных условиях. Бактерии такого типа называются
факультативными анаэробами. Большинство плесеней и дрожжей, выделяемых с поверхности продуктов и изнутри, — аэробы, хотя небольшое количество
имеет черты факультативных анаэробов.
При рассмотрении ОВ потенциала растительных пищевых продуктов, особенно растительного сока, выясняется, что они имеют значения Eh от +300 до
+400 мВ. Неудивительно, что аэробные бактерии и плесени чаще всего вызывают порчу продуктов этого типа. Цельные мясные продукты имеют значения Eh
около –200 мВ; в фарше Eh обычно равно +200 мВ. Сыры различных типов имеют ОВ потенциал в отрицательной области: от –20 до –200 мВ.
Что касается ОВ потенциала мышц до наступления посмертного окоченения в противоположность мышцам после снятия посмертного окоченения,
Barnes и Ingram [2, 3] предприняли работу по измерению Eh мышц в течение
30 ч после убоя и установлению его влияния на рост анаэробных бактерий. Эти
авторы обнаружили, что ОВ потенциал m. sternocephalicus лошади сразу после
смерти был равен +250 мВ, при таком значении Eh клостридии теряли способность размножаться. Через 30 ч после смерти ОВ потенциал упал примерно до
30 мВ в отсутствие бактериального роста. Когда появилась возможность для
роста бактерий, Eh упал до –250 мВ. Рост клостридий наблюдался при значении ОВ потенциала 36 мВ и ниже. Эти авторы подтвердили, что данные для
мяса лошадей характерны и для мяса китов: анаэробные бактерии не размножаются до наступления посмертного окоченения, так как у мяса до этого момента высокий ОВ потенциал. Подобное бесспорно верно и для говядины, свинины и других видов мяса.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 3. Внутренние и внешние параметры пищевых продуктов, влияющие на рост микроорганизмов

71

Влияние Eh
Микроорганизмы оказывают влияние на ОВ потенциал своей окружающей среды
во время роста, изменяя значение рН. Это верно, особенно для аэробов, которые
могут снижать ОВ потенциал своей среды, тогда как анаэробы не могут. При росте аэробов количество О2 в среде уменьшается, что приводит к снижению ОВ потенциала. Рост не замедляется до тех пор, пока клетки способны использовать
О2-донирующие или водород-акцептирующие вещества из среды. В результате
среда становится беднее окисленными и богаче восстановленными субстратами
[32]. ОВ потенциал среды может быть снижен микроорганизмами посредством
синтеза ими определенных побочных продуктов метаболизма, таких как H2S, который способен снижать ОВ потенциал до –300 мВ. Так как H2S быстро вступает
в реакцию с О2, он будет накапливаться только в анаэробных условиях.
ОВ потенциал зависит от показателя рН субстрата, и прямая взаимосвязь
между двумя факторами — это величина rH, определяемая следующим образом:
RT
Eh = 2,303
( rH - 2pH) ,
F
где R = 8,315 Дж, F = 96500 Кл, а T — абсолютная температура [34]. Следовательно,
значение рН субстрата должно устанавливаться, когда задан ОВ потенциал. Обычно Eh устанавливается при рН 7,0 (обозначается Eh¢). В случае если ОВ потенциал
устанавливается при рН 7,0, 25°С и с суммарной концентрацией всех веществ
1,0 M, то Eh = Eh ¢0 (упрощенное уравнение Нернста). В природе ОВ потенциал
стремится быть более отрицательным при прогрессивно щелочных условиях.
Среди встречающихся в природе питательных веществ аскорбиновая кислота и редуцирующие сахара в растениях и фруктах и –SH-группы в мясных продуктах имеют первостепенное значение. Наличие или отсутствие подходящего
количества окислительно-восстановительных агентов в среде имеет очевидную
важность для роста и активности микроорганизмов.
В то время как рост анаэробов, как обычно полагают, имеет место при пониженных значениях ОВ потенциала, исключение кислорода может быть необходимым для некоторых анаэробов. Когда Clostridium perfringens, Bacteroides
fragilis и Peptococcus magnus культивировались в присутствии О2, торможение
роста наблюдалось даже в том случае, когда среда имела отрицательный
Eh –50 мВ [52]. Эти исследователи обнаружили, что рост происходил в среде
с высоким ОВ потенциалом 325 мВ в отсутствие кислорода.
Относительно влияния ОВ потенциала на синтез липидов Saccharomyces
cerevisiae было показано, что растущие в анаэробных условиях клетки вырабатывают более низкое суммарное количество липидов, сильно варьируемую глицеридную фракцию и пониженные количества фосфолипидных и стероловых
компонентов по сравнению с аэробно растущими клетками [41]. Липиды, продуцируемые анаэробно растущими клетками, характеризуются высоким содержанием (вплоть до 50% суммарных кислот) 8 : 0 и 14 : 0 кислот и низким
уровнем ненасыщенных жирных кислот в фосфолипидной фракции. В аэробно
растущих клетках 80–90% жирнокислотных компонентов было связано в глицериды, а фосфолипиды, как было обнаружено, были представлены 16 : 1 и 18 : 1
кислотами. В отличие от аэробно растущих клеток анаэробно растущие клетки
S. cerevisiae имели потребности в липидах и стероле.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

72

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

Содержание питательных веществ
Для того чтобы нормально расти и функционировать, микроорганизмам необходимы следующие важные компоненты:
1) вода;
2) источник энергии;
3) источник азота;
4) витамины и подобные факторы роста;
5) минералы.
О значении воды для роста микроорганизмов говорилось ранее в этой главе.
Что касается других четырех групп субстратов, наименее требовательными
к ним являются плесени, далее следуют грамотрицательные бактерии, дрожжи
и грамположительные бактерии.
В качестве источника энергии микроорганизмы, выделенные из продуктов
питания, могут использовать сахара, спирты и аминокислоты. Некоторые микроорганизмы способны утилизировать сложные углеводы, такие как крахмал и
целлюлоза, и использовать их в качестве источника энергии, разлагая перед
этим до простых сахаров. Жиры также необходимы микроорганизмам в качестве источника энергии, но эти компоненты используются относительно небольшим количеством микробов в продуктах питания.
Главным источником азота, используемого гетеротрофными микроорганизмами, являются аминокислоты. В зависимости от вида организма эту функцию
может выполнять большое количество других азотсодержащих соединений. Некоторые микробы, например, способны утилизировать нуклеотиды и свободные
аминокислоты, тогда как другие нуждаются в пептидах и протеинах. Вообще,
простые компоненты, такие как аминокислоты, утилизируются почти всеми
организмами в первую очередь до более сложных соединений, таких как высокомолекулярные белки. То же самое верно для полисахаридов и жиров.
В низких количествах микроорганизмы могут испытывать потребности в витаминах группы В, и почти все природные продукты питания содержат избыточное количество подобных веществ для тех микроорганизмов, которые не
способны их синтезировать. В общем, грамположительные бактерии в наименьшей степени способны синтезировать питательные вещества и должны поэтому
снабжаться одним или более из этих компонентов для роста и развития. Грамотрицательные бактерии и плесени способны продуцировать большинство или все
необходимые для них вещества. Поэтому эти две группы организмов могут быть
обнаружены в пищевых продуктах с низким содержанием витаминов группы В.
Фрукты менее богаты витаминами группы В, чем мясные продукты, и этот факт,
наряду с низким, как правило, уровнем рН и положительным ОВ потенциалом
фруктов, помогает объяснить свойственный для этих продуктов вид порчи под
действием плесеней, а не бактерий.

Антимикробные компоненты
Устойчивость некоторых пищевых продуктов к воздействию микроорганизмов
обусловливается наличием в них определенных природных веществ, которые
проявляют антимикробную активность. Некоторые виды растений, как извест-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 3. Внутренние и внешние параметры пищевых продуктов, влияющие на рост микроорганизмов

73

но, содержат эфирные масла, обладающие антимикробной активностью. Среди
них можно выделить эвгенол в гвоздике, аллицин в чесноке, коричный альдегид
(пряный бальзамический запах с нотой корицы) и эвгенол в корице, аллилизотиоцианат (аллиловое горчичное масло) в горчице, эвгенол и тимол в шалфее и
карвакрол (терпкий и пряный запах с оттенком тимола) (изотимол) и тимол
в орегано [47]. Коровье молоко содержит несколько антимикробных веществ,
включая лактоферрин (см. ниже), конглютинин (белковое вещество, содержащееся в сыворотке крови лошадей и крупного рогатого скота; участвует в феномене конглютинации) и лактопероксидазную систему (см. ниже). Сырое молоко
содержит ингибитор ротавируса, который может тормозить рост до 106 КОЕ/мл.
Он разрушается пастеризацией. Молочный казеин, как и свободные жирные
кислоты, как было показано, обладает антимикробным действием при определенных условиях.
Яйца, как и молоко, содержат лизоцим; этот фермент совместно с кональбумином обеспечивает яйца довольно эффективной антимикробной защитой.
Производные гидроксилимонной кислоты (р-кумаровая, феруловая, кофеиновая и хлорогеновая кислоты), обнаруженые во фруктах, овощах, чае, мелассе
(черной патоке) и других растительных источниках, проявляют антибактериальную, а некоторые — противогрибковую активность. Лактоферрин — железосодержащий гликопротеин, который ингибирует рост бактерий, и его использование в качестве микробного блокирующего агента для говяжьих туш
рассматривается в гл. 13. Овотрансферрин, как было установлено, является
ингибирующим веществом в сыром яичном белке, который подавляет рост
Salmonella enteritidis [4].
Клеточные вакуоли крестоцветных растений (кочанная капуста, брюссельская капуста, брокколи, репа и так далее) содержат глюкозинолаты, которые при
повреждении или механическом разрушении распадаются до изотиоцианатов.
Некоторые из последних обладают как противогрибковой, так и противомикробной активностью. Большинство противомикробных веществ в пищевых продуктах описано в гл. 13.

Лактопероксидазная система
Это ингибиторная система, которая присутствует в коровьем молоке, и она состоит из трех компонентов: лактопероксидазы, тиоцианата и Н2О2. Все три
компонента необходимы для антимикробного эффекта; грамотрицательные
психрофилы, такие как псевдомонады, достаточно чувствительны к ней. Необходимое для этого количество лактопероксидазы составляет 0,5–1,0 ppm*, тогда как коровье молоко обычно содержит 30 ppm [6]. Хотя и тиоцианат, и Н2О2
обычно присутствуют в коровьем молоке, их количества варьируются. Для ингибиторной системы требуется около 100 Ед/мл Н2О2, но в молоке обычно содержится только 1–2 Ед/мл. Эффективное количество тиоцианата составляет
примерно 0,25 мM, тогда как в молоке его количество варьируется между 0,02
и 0,25 мM [6].
* ppm — частей на миллион.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

74

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

При активации лактопероксидазной системы в сыром молоке добавлением
тиоцианата в количестве 0,25 мM и эквимолярным количеством Н2О2 срок хранения продукта продлился до 5 дней по сравнению с 48 ч для контроля [6]. Система более эффективна при 30 °С, чем при 4 °С. Антибактериальный эффект возрастает вместе с кислотностью; мишенью системы является цитоплазматическая мембрана. Вдобавок к непосредственному добавлению Н2О2 экзогенный
источник может быть обеспечен добавленим глюкозы и глюкозоксидазы. Для
того чтобы избежать прямого введения глюкозоксидазы, этот фермент был
иммобилизован на стеклянные бусины так, что глюкоза генерируется только
в необходимых количествах, используемых иммобилизованной b-галактозидазой [7]. Эта система была эффективна в козьем молоке против P. fluorescens
и E. coli, где рост первого микроорганизма контролировался в течение 3 дней,
а последнего — в течение 2 дней при 8 °С [55].
Лактопероксидазная система может быть использована для консервирования
сырого молока в странах, где не распространена холодильная обработка. Добавление примерно 12 ppm SCN– и 8 ppm H2O2 должно быть безопасным для потребителя [44]. Интересный аспект этой системы заключается в ее влиянии на термические свойства. В одном исследовании она, как было показано, снижает значение термической D при 57,8 °С примерно до 80% для L. monocytogenes и
примерно до 86% для S. aureus при 55,2 °С [27]. Хотя механизм этого усиления
термического воздействия неясен, на его основании все же можно сделать некоторые выводы.

Биологические структуры
Природное покрытие некоторых пищевых продуктов обеспечивает превосходную защиту против проникновения гнилостных организмов и последующего
разрушения под их действием. В эту категорию входят такие структуры, как кожура семян, внешняя оболочка фруктов, скорлупа орехов, шкура животных и
скорлупа яиц. В случае с орехами, такими как орех пекан и грецкий орех, скорлупа или оболочка достаточна для предотвращения проникновения любых организмов. Если скорлупа треснула, то ядро ореха подвергается порче под действием плесеней. Внешняя скорлупа и мембраны яиц, если они не повреждены,
предотвращают проникновение почти всех микроорганизмов, когда яйца хранятся при соответствующих значениях влажности и температуры. Фрукты и
овощи с поврежденной оболочкой подвергаются порче намного быстрее, чем
неповрежденные. Покровы тела рыб и поверхность кожи мясных отрубов, таких
как говядина и свинина, предотвращают контаминацию и порчу этих пищевых
продуктов, частично потому, что они имеют тенденцию высыхать быстрее, чем
свежесрезанные поверхности.
Вместе эти 6 параметров представляют природный способ консервации растительных и животных тканей от микроорганизмов. При определении степени,
до которой каждый из них существует в данном пищевом продукте, можно
спрогнозировать основные типы микроорганизмов, которые, вероятнее всего,
будут расти, и, следовательно, полную стабильность этого продукта. Их идентификация может также помочь в определении возраста и, возможно, истории данного пищевого продукта.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 3. Внутренние и внешние параметры пищевых продуктов, влияющие на рост микроорганизмов

75

Внешние параметры
Внешние параметры пищевых продуктов не зависят от субстрата. К ним относятся те свойства окружающей среды при хранении, которые влияют как на пищевые продукты, так и на микроорганизмы. К наиболее важным с точки зрения
состояния организмов в пищевых продуктах относятся:
1) температура хранения;
2) относительная влажность окружающей среды;
3) присутствие и концентрация газов;
4) присутствие и активность других микроорганизмов.

Температура хранения
Микроорганизмы, индивидуально или по группам, растут в очень широком диапазоне температур. Поэтому следует рассмотреть с этой точки зрения диапазоны температур роста для организмов, имеющих важное значение в пищевых
продуктах, для того чтобы определиться с выбором правильной температуры
при хранении различных типов пищевых продуктов.
Минимальная температура, при которой отмечался рост микроорганизмов,
составляет –34 °С; максимальная — немного выше 100 °С. Общепринято подразделять микроорганизмы на три группы, основываясь на их температурных потребностях для роста и развития. Те организмы, которые хорошо растут при
температуре не выше 7°С и имеют температурный оптимум между 20 °С и 30 °С,
относятся к психрофилам (см. гл. 16). Те, которые хорошо растут в диапазоне от
20 °С до 45 °С и для которых температурный оптимум находится от 30 °С до
40 °С, относятся к мезофилам, тогда как микроорганизмы, хорошо растущие при
температуре выше 45 °С с оптимумом между 55 °С и 65 °С, относятся к термофилам. (Физиологические свойства этих групп рассматриваются в гл. 16 и 17.)
Психрофильные виды и штаммы обнаруживаются среди следующих родов,
представленных в главе 2: Alcaligenes, Shewanella, Brochothrix, Corynebacterium,
Flavobacterium, Lactobacillus, Micrococcus, Pectobacterium, Pseudomonas, Psychrobacter, Enterococcus и другие. Психротрофы, обнаруживаемые в большинстве
случаев в пищевых продуктах, принадлежат родам Pseudomonas и Enterococcus
(см. гл. 16). Эти организмы хорошо растут при температуре холодильника и при
5–7 °С вызывают порчу мяса, рыбы, птицы, яиц и других пищевых продуктов,
обычно хранящихся при этой температуре. Общая обсемененность таких продуктов обычно выше, если колонии инкубируются при 7°С в течение по меньшей мере 7 дней, чем когда хранение происходит при 30 °С и выше. Мезофильные виды и штаммы известны среди родов, представленных в гл. 2, и могут быть
обнаружены в пищевых продуктах, хранящихся при температурах холодильника. Они, несомненно, не растут при этой температуре, но растут при температурах внутри мезофильного диапазона, если остальные условия являются подходящими. Необходимо указать, что некоторые организмы могут расти за пределом диапазона температур от 0 оС до >40 °C. К таким организмам можно отнести
Enterococcus faecalis.
Большинство термофильных бактерий, важных в продуктах питания, принадлежат родам Bacillus, Paenibacillus, Clostridium, Geobacillus, Alicyclobacillus

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

76

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

и Thermoanaerobacter. Хотя не все виды этих родов являются термофильными,
они представляют интерес для пищевых микробиологов и технологов консервированных пищевых продуктов. Только плесени способны расти за пределами
широкого диапазона значений рН, осмотического давления и содержания нутриентов, как и бактерии, они также способны расти за пределом широкого диапазона температур. Многие плесени способны расти при температурах холодильника, особенно некоторые штаммы Aspergillus, Cladosporium и Thamnidium, чей рост может быть обнаружен в яйцах, на поверхности говядины и фруктов. Дрожжи растут за пределами психрофильных и мезофильных диапазонов
температур, но, как правило, внутри термофильного диапазона.
Качество пищевого продукта должно также учитываться при выборе температуры хранения. Хотя, казалось бы, предпочтительно хранить все пищевые
продукты при температурах холодильника или ниже, это не всегда наилучший
вариант для поддержания желаемого качества некоторых пищевых продуктов.
Например, бананы лучше сохраняются, если содержатся при 13–17 °С, чем при
5–7 °С. Большое количество овощей предпочтительнее хранить при температуре около 10 °С, к ним относятся картофель, сельдерей, капуста и многие другие.
Во всех случаях положительный эффект температуры хранения во многом зависит от относительной влажности (RH) среды хранения и присутствия или
отсутствия газов, таких как СО2 и О3.
Температура хранения — наиболее важный параметр, который влияет на
порчу скоропортящихся продуктов, и этому факту уделено внимание в работе
Olley и Ratkowsky и их соавторов. В соответствии с этими исследованиями порча может быть спрогнозирована с использованием кривой скорости порчи [34].
Общая кривая порчи была включена в схему интегратора температурной функции, который считывает эквивалентные дни хранения при 0 °С и таким образом
позволяет предсказать срок хранения при 0°С. Было показано, что скорость порчи свежего мяса птицы при 10 °С примерно в два раза выше, чем при 5°С, и что
при 15 °С — в три раза больше, чем при 5°С [18, 22]. Вместо использования
уравнения Аррениуса было разработано уравнение для описания взаимосвязи
между температурой и скоростью роста микроорганизмов между минимальной
и оптимальной температурами [40]:
r = B (T - T0 ),
где r — скорость роста, B — наклон линии регрессии и T0 — абстрактная температура неметаболической важности. Линейная зависимость, как было показано,
применена к бактериальной и плесневой порче, когда наблюдался рост в пищевых продуктах или когда утилизировались аминокислоты [40]. Объединение
данных о росте в математическое уравнение для прогнозирования микроорганизмов в пищевых системах описывается далее в гл. 20.

Относительная влажность окружающей среды
Относительная влажность среды хранения важна как с точки зрения активности
воды внутри пищевых продуктов, так и с точки зрения роста микроорганизмов
на их поверхности. Когда показатель активности воды пищевого продукта равен
0,60, важно, чтобы этот продукт хранился при такой относительной влажности,

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 3. Внутренние и внешние параметры пищевых продуктов, влияющие на рост микроорганизмов

77

которая не позволила бы продукту поглощать влагу из воздуха и таким образом
увеличивать влажность собственной поверхности и значение активности воды
глубинных слоев до уровня, при котором может начаться рост микроорганизмов. При помещении пищевого продукта с низким значением активности воды
в среду с высокой относительной влажностью пищевой продукт поглощает влагу до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие. Также пищевые продукты
с высоким уровнем активности воды теряют влагу, если находятся в окружающей среде с низкой относительной влажностью. Существует связь между относительной влажностью и температурой, о которой не стоит забывать при выборе
правильных условий для хранения пищевых продуктов. Вообще, чем выше температура, тем ниже относительная влажность, и наоборот.
Пищевые продукты, которые подвергаются поверхностной порче под действием плесеней, дрожжей и определенных бактерий, должны храниться при низкой относительной влажности. Ненадлежащим образом упакованные мясные
продукты, такие как целые тушки кур и отруба говядины, имеют тенденцию
к сильной поверхностной порче в холодильнике до начала глубинной порчи
из-за, как правило, высокой относительной влажности холодильников и того
факта, что гнилостная биота мясных продуктов в большей степени аэробная.
Хотя возможно уменьшить шансы возникновения поверхностной порчи в определенных пищевых продуктах хранением в условиях низкой относительной
влажностью, но необходимо помнить, что сами пищевые продукты будут терять
влагу в атмосферу при таких условиях и, таким образом, будет снижаться их
качество. При выборе правильных условий относительной влажности окружающей среды должны учитываться и возможность поверхностного роста, и то, что
в данном пищевом продукте должно поддерживаться желаемое качество. Изменяя состав атмосферы, можно замедлить поверхностную порчу без снижения
относительной влажности.

Присутствие и концентрация газов в окружающей среде
Углекислый газ (СО2) — единственный газ из самых значимых атмосферных
газов, который используется для контроля микроорганизмов в пищевых продуктах [15, 35]. Вместе с О2 они два самых важных газа при упаковке пищевых
продуктов в модифицированной газовой среде (МАР), которая рассматривается
в гл. 14.
Озон (О3) — другой атмосферный газ, который обладает антимикробными
свойствами, и в течение нескольких десятилетий его пытались использовать
в качестве агента для продления срока хранения определенных продуктов. Он,
как было показано, является эффективным против различных микроорганизмов [9], но так как озон — сильный окислитель, его не следует использовать для
пищевых продуктов с повышенным содержанием липидов, так как он может вызывать увеличение прогоркания. Озон был протестирован на Escherichia coli
0157:H7 в культуральной среде, и при 3–18 ppm бактерии разрушались в течение
20–50 мин [10]. Газ был получен из генератора озона и распылен на триптический соевый агар, значение D для 18 ppm составило 1,18 мин, но в фосфатном буфере значение D было 3,18 мин. Для достижения инактивации примерно 99%
цист Giardia lamblia на миллилитр среднее время концентрации, как было обна-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

78

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

ружено, равнялось 0,17 и 0,53 мг-мин/л при 25 °C и 5°C соответственно [53].
Простейшие были примерно в три раза более чувствительны к воздействию О3
при 25 °С, чем при 5°С. Озон разрешен для применения в пищевой промышленности в Австралии, Франции и Японии; в 1997 г. ему был присвоен статус GRAS
(признанный полностью безвредным) в США для использования в пищевой
промышленности. В целом количество О3 от 0,15 до 5,00 ppm в воздухе, как
было показано, ингибирует рост некоторых гнилостных бактерий, а также дрожжей. Использование озона в качестве обеззараживающего агента для пищевых
продуктов представлено в гл. 13.

Присутствие и отсутствие других микроорганизмов
Некоторые организмы, растущие в пищевых продуктах, вырабатывают вещества, которые или тормозят, или убивают другие организмы; к ним относятся антибиотики, бактериоцины, перекись водорода и органические кислоты. Бактериоцины и некоторые антибиотики рассматриваются в гл. 13. Ингибирующий
эффект некоторых видов биоты пищевых продуктов на другие микроорганизмы
хорошо установлен, и это обсуждается в разделе «Биорегулирование» в гл. 13.

Литература
1. Angelidis, A.S., and G.M. Smith. 2003. Three transporters mediate uptake of glycine betaine and camitine
in Listeria monocytogenes in response to hyperosmotic stress. Appl. Environ. Microbiol. 69:1013–1022.
2. Barnes, E.M., and M. Ingram. 1955. Changes in the oxidation—reduction potential of the sterno-cephalicus
muscle of the horse after death in relation to the development of bacteria. J. Sci. Food Agric. 6:448–455.
3. Barnes, E.M., and M. Ingram. 1956. The effect of redox potential on the growth of Clostridium welchii strains
isolated from horse muscle. J. Appl. Bacteriol. 19:117–128.
4. Baron, K., M. Gautier, and G. Brule. 1997. Factors involved in the inhibition of Salmonella enteritidis
in liquid egg white. J. Food Protect. 60:1318–1323.
5. Bate-Smith, B.C. 1948. The physiology and chemistry of rigor mortis, with special reference to the aging
of beef. Adv. Food Res. 1:1–38.
6. Bjцrck, L. 1978. Antibacterial effect of the lactoperoxidase system on psychrotrophic bacteria in milk.
J. Dairy Res. 45:109–118.
7. Bjцrck, L., and C.-G. Rosen. 1976. An immobilized two-enzyme system for the activation of the lactoperoxidase antibacterial system in milk. Biotechnol. Bioeng. 18:1463–1472.
8. Briskey, E.J. 1964. Etiological status and associated studies of pale, soft, exudative porcine musculature. Adv.
Food Res. 13:89–178.
9. Burleson, G.R., T.M. Murray, and M. Pollard. 1975. Inactivation of viruses and bacteria by ozone, with and
without sonication. Appl. Microbiol. 29:340–344.
10. Byun, M.-W, L.-J. Kwon, H.-S. Yook, and K.-S. Kim. 1998. Gamma irradiation and ozone treatment for
inactivation of Escherichia coli 0157:H7 in culture media. J. Food Protect. 61:728–730.
11. Callow, E.H. 1949. Science in the imported meat industry. J. R. Sanitary Inst. 69:35–39.
12. Charlang, G., and N.H. Horowitz. 1974. Membrane permeability and the loss of germination factor from
Neurospora crassa at low water activities. J. Bacteriol. 117:261–264.
13. Christian, J.H.B. 1963. Water activity and the growth of microorganisms. In Recent Advances in Food
Science, ed. J.M.Leitch and D.N. Rhodes, vol. 3, 248–255. London: Butterworths.
14. Chung, K.C., and J.M. Goepfert. 1970. Growth of Salmonella at low pH. J. Food Sci. 35:326–328.
15. Clark, D.S., and C.P. Lentz. 1973. Use of mixtures of carbon dioxide and oxygen for extending shelf-life
of prepackaged fresh beef. Can. Inst. Food Sci. Technol. J. 6:194–196.
16. Conway, E.J., and M. Downey. 1950. pH values of the yeast cell. Biochem. J. 47:355–360.
17. Corlett, D.A., Jr., and M.H. Brown. 1980. pH and acidity. In Microbial Ecology of Foods, 92–111. New York:
Academic Press.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 3. Внутренние и внешние параметры пищевых продуктов, влияющие на рост микроорганизмов

79

18. Daud, H.B., T.A. McMeekin, and J. Olley. 1978. Temperature function integration and the development
and metabolism of poultry spoilage bacteria. Appl. Environ. Microbiol. 36:650–654.
19. Edgley, M., and A.D. Brown. 1978. Response of xerotolerant and nontolerant yeasts to water stress. J. Gen.
Microbiol. 104:343–345.
20. Fraser, K.R., D. Sue, M. Wiedmann, K. Boor, and C.P. O’Bryne. 2003. Role of sB in regulating the
compatible solute uptake systems of Listeria monocytogenes: Osmotic induction of opuC is sB dependent.
Appl. Environ. Microbiol. 69:2015–2022.
21. Gardan, R., O. Duchй, S. Leroy-Sйtrin, and J. Labadie, 2003. European Listeria genome consortium. Role
of ctc from Listeria monocytogenes in osmotolerance. Appl. Environ. Microbiol. 69:154–161.
22. Goepfert, J.M., and H.U. Kim. 1975. Behavior of selected foodborne pathogens in raw ground beef. J. Milk
Food Technol. 38:449–452.
23. Hewitt, L.F. 1950. Oxidation-Reduction Potentials in Bacteriology and Biochemistry, 6th ed. Edinburgh:
Livingston.
24. Homer, K.J., and G.D. Anagnostopoulos. 1973. Combined effects of water activity, pH and temperature on
the growth and spoilage potential of fungi. J. Appl. Bacteriol. 36:427–436.
25. Jakobsen, M., and W.G. Murrell. 1977. The effect of water activity and the aw -controlling solute on germination of bacterial spores. Spore Res. 2:819–834.
26. Jakobsen, M., and W.G. Murrell. 1977. The effect of water activity and aw -controlling solute on sporulation
of Bacillus cereus T. J. Appl. Bacteriol. 43:239–245.
27. Kamau, D.N., S. Doores, and K.M. Pruitt. 1990. Enhanced thermal destruction of Listeria monocytogenes
and Staphylococcus aureus by the lactoperoxidase system. Appl. Environ. Microbiol. 56:2711–2716.
28. Kang, C.K., M. Woodburn, A. Pagenkopf, and R. Cheney. 1969. Growth, sporulation, and germination
of Clostridium perfringens in media of controlled water activity. Appl. Microbiol. 18:798–805.
29. Ko, R., L.T. Smith, and G.M. Smith. 1994. Glycine betaine confers enhanced osmotolerance and cryotolerance on Listeria monocytogenes. J. Bacteriol. 176:426–431.
30. Marshall, B.J., F. Ohye, and J.H.B. Christian. 1971. Tolerance of bacteria to high concentrations of NaCl and
glycerol in the growth medium. Appl. Microbiol. 21:363– 364.
31. Mayerhauser, C.M. 2001. Survival of enterohemorrhagic Escherichia coli 0157:H7 in retail mustard. J. Food
Protect. 64:783–787.
32. Morris, E.O. 1962. Effect of environment on microorganisms. In Recent Advances in Food Science,
ed. J. Hawthorn and J.M. Leitch, vol. 1, 24–36. London: Butterworths.
33. Mossel, D.A.A., and M. Ingram. 1955. The physiology of the microbial spoilage of foods. J. Appl. Bacteriol.
18:232–268.
34. Olley, J., and D.A. Ratkowsky. 1973. The role of temperature function integration in monitoring fish spoilage.
Food Technol. MZ. 8:13–17.
35. Parekh, K.G., and M. Solberg. 1970. Comparative growth of Clostridium perfringens in carbon dioxide and
nitrogen atmospheres. J. Food Sci. 35:156–159.
36. Park, S., L.T. Smith, and G.M. Smith. 1995. Role of glycine betaine and related osmolytes in osmotic stress
adaptation in Yersinia entercolitica ATCC 9610. Appl. Environ. Microbiol. 61:4378–4381.
37. Pena, A., G. Cinco, A. Gomez-Puyou, and M. Tuena. 1972. Effect of pH of the incubation medium on glycolysis and respiration in Saccharomyces cerevisiae. Arch. Biochem. Biophys. 153:413–425.
38. Pitt, J.I. 1975. Xerophilic fungi and the spoilage of foods of plant origin. In Water Relations of Foods,
ed. R.B. Duckworth, 273–307. London: Academic Press.
39. Prior, B.A. 1978. The effect of water activity on the growth and respiration of Pseudomonas ftuorescens.
J. Appl. Bacteriol. 44:97–106.
40. Ratkowsky, D.A., J. Olley, T.A. McMeekin, and A. Ball. 1982. Relationship between temperature and growth
rate of bacterial cultures. J. Bacteriol. 149:1–5.
41. Rattray, J.B.M., A. Schibeci, and O.K. Kidby. 1975. Lipids of yeasts. Bacteriol. Rev. 39:197– 231.
42. Reay, G.A., and J.M. Shewan. 1949. The spoilage of fish and its preservation by chilling. Adv. Food Res.
2:343–398.
43. Reed, R.K., J.A. Chudek, K. Foster, and G.M. Gadd. 1987. Osmotic significance of glycerol accumulation
in exponentially growing yeasts. Appl. Environ. Microbiol. 53:2119– 2123.
44. Reiter, B., and G. Harnulv. 1984. Lactoperoxidase antibacterial system: Natural occurrence, biological
functions and practical applications. J. Food Protect. 47:724–732.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

80

Часть II. Среды обитания, таксономия и параметры роста микроорганизмов

45. Rose, A.H. 1965. Chemical Microbiology, chap. 3. London: Butterworths.
46. Rothstein, A., and G. Demis. 1953. The relationship of the cell surface to metabolism: The stimulation
of fermentation by extracellular potassium. Arch. Biochem. Biophys. 44:18–29.
47. Shelef, L.A. 1983. Antimicrobial effects of spices. J. Food Safety. 6:29–44.
48. Sherman, J.M., and G.E. Holm. 1922. Salt effects in bacterial growth. II. The growth of Bacterium coli
in relation to H-ion concentration. J. Bacteriol. 7:465–470.
49. Sleator, R.D., and C. Hill. 2001. Bacterial osmoadaptation: The role of osmolytes in bacterial stress and
virulence. FEMS Microbiol. Rev. 26:49–71.
50. Stier, R.F., L. Bell, K.A. Ito, B.D. Shafer, L.A. Brown, M.L. Seeger, B.H. Allen, M.N. Porcuna, and P.A. Lerke. 1981. Effect of modified atmosphere storage on C. botulinum toxigenesis and the spoilage microflora
of salmon fillets. J. Food Sci. 46:1639–1642.
51. Trailer, J.A. 1986. Water relations of foodborne bacterial pathogens: an updated review. J. Food Protect.
49:656–670.
52. Walden, W.C., and D.J. Hentges. 1975. Differential effects of oxygen and oxidation–reduction potential
on the multiplication of three species of anaerobic intestinal bacteria. Appl. Microbiol. 30:781–785.
53. Wickramanayake, G.B., A.J. Rubin, and O.J. Sproul. 1984. Inactivation of Giardia lamblia cysts with ozone.
Appl. Environ. Microbiol. 48:671–672.
54. Wodzinski, R.J., and W.C. Frazier. 1961. Moisture requirements of bacteria. II. Influence of temperature, pH,
and maleate concentration on requirements of Aerobacter aerogenes. J. Bacteriol. 81:353–358.
55. Zapico, R., P. Gaya, M. Nuсez, and M. Medina. 1994. Activity of goats’ milk lactoperoxidase system on
Pseudomonas fluorescens and Escherichia coli at refrigeration temperatures. J. Food Protect. 58:1136– 1138.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Ч а с т ь III
Микроорганизмы
в продуктах питания

Главы с 4-й по 9-ю описывают многочисленные микроорганизмы, встречающиеся в продуктах питания, и их роль в бактериальной порче этих
продуктов. В главе 7 рассматривается ферментация, а также ферментированные молочные продукты. Немолочные ферментированные продукты
описаны в главе 8. Больше информации по данной тематике можно найти
в указанной ниже литературе.

Davies, A., and R. Board, eds. 1998. The Microbiology of Meat and Poultry. Gaithersburg, MD: Aspen Publishers, Inc. Великолепно освещена микробиология продуктов из мяса и птицы.
International Commission on Microbiological Specifications of Foods (ICMSF).
1996. Microorganisms in Foods, 5th ed. New York: Kluwer Academic Publishers.
Детальное описание параметров, влияющих на различные организмы в продуктах питания, среди которых — вирусы и паразиты животных.
Kraft, A. A. 1992. Psychrotrophic Bacteria in Foods: Disease and Spoilage. Boca
Raton, FL: CRC Press. Содержит историческую информацию по психротрофным микроорганизмам.
Lamikanra, O. 2002. Fresh-Cut Fruits and Vegetables: Science, Technology and Market. Общие сведения по микробиологии свеженарезанных продуктов и продуктов, упакованных в модифицированной атмосфере.
Mossel, D.A.A., J. Corry, C. Struijk, et al., eds. 1995. Essentials of the Microbiology
of Foods. New York: John Wiley & Sons. Прекрасное освещение большей части
основных вопросов пищевой микробиологии.
Robinson, R.K., ed. 2002. Dairy Microbiology Handbook, 3rd ed. New York: Wiley
& Sons. Подробное описание многих молочных продуктов.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

4
Свежее мясо и птица

Считается общепринятым, что внутренние ткани здоровых убойных животных
не содержат бактерий во время убоя при условии, что животные не были истощены. Когда исследуются свежие мясо и птица для розничной торговли, обнаруживают разное количество и разные виды микроорганизмов. Ниже приведены
основные источники и пути заражения микроорганизмами свежего мяса с особым акцентом на красное мясо (Под названием «красное мясо» обычно подразумевают мясо копытных животных (говядина, телятина, свинина и баранина,
реже — козлятина). — Прим. перев.)
1. Нож для обескровливания. После оглушения и подъема на лебедку за задние
ноги такие животные, как быки, подвергаются обескровливанию путем разрезания яремной вены, которое осуществляется так называемым «ножом для
обескровливания». Если нож нестерилен, микроорганизмы попадают в кровеносную систему, по которой могут быть разнесены по всей туше.
2. Шкура животного. Микроорганизмы со шкуры — из числа тех, которые
попадают в тушу с ножа для обескровливания. Остальные микроорганизмы
со шкур могут заражать обезволошенные части или свежесрезанные поверхности туш. Некоторая часть микрофлоры шкур может переноситься по воздуху и загрязнять поверхность туш так, как описано выше. Санитарная очистка
и мойка туш описывается в конце этой главы.
3. Желудочно-кишечный тракт. Из-за проколов содержимое кишечника вместе
с множеством микроорганизмов может попасть на поверхность разделанной
туши. Наиболее важен в этом случае желудок или рубец жвачных животных,
в котором обычно содержится около 10 10 микроорганизмов на грамм.
4. Руки рабочих. Как указано в гл. 2, это источник патогенных микроорганизмов
для свежего мяса. Даже при использовании перчаток микроорганизмы с одних туш могут попасть на другие туши.
5. Емкости. Куски мяса, которые помещаются в нестерильные емкости, могут
быть заражены микроорганизмами из контейнеров. Это, как правило, первичный источник загрязнения измельченного мяса и мясного фарша.
6. Транспортировка и хранение. Циркулирующий воздух тоже довольно значимый
источник микроорганизмов для убойных животных, что указывается в гл. 2.
7. Лимфатические узлы. В красном мясе лимфатические узлы, которые обычно
располагаются глубоко в жировой ткани, часто содержат огромное количество бактерий. Если их повреждают либо они попадают к кускам мяса, может
случиться, что эта микробиота станет заметна.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 4. Свежее мясо и птица

83

Наибольшие загрязнения имеют место при использовании нестерильной
тары. Когда несколько тысяч животных забивают и обрабатывают в один день
на какой-либо одной скотобойне, появляется тенденция того, что наружная микробиота станет одинаковой у всех туш, хотя для этого может понадобиться несколько дней. Практический эффект этого состоит в предсказуемости состояния
биоты продуктов.

Биохимические изменения, которые
приводят к посмертному окоченению
После убоя хорошо отдохнувшего животного (КРС — крупный рогатый скот)
имеет место ряд изменений, которые предшествуют производству мяса. Lawrie
[106] детально описал эти изменения, и они представлены здесь только в общем
виде. Ниже приведены этапы посмертных изменений в организме животного:
1. Циркуляция прекращается: способность восстановления аденозинтрифосфата (АТФ) теряется, недостаток АТФ ведет к образованию из актина и миозина
актомиозинового комплекса, который становится причиной окоченения мышечных волокон.
2. Падает поставка кислорода, приводя к снижению окислительно-восстановительного (О/В) потенциала.
3. Падает содержание витаминов и антиоксидантов, вызывая медленное развитие прогоркания.
4. Прекращаются нервная и гормональная регуляции, что является причиной
понижения температуры тела животного и затвердевания жира.
5. Прекращаются дыхательные процессы, что приводит к превращению большей части гликогена в молочную кислоту, которая понижает рН с 7,4 до предельного уровня, около 5,6. Такое понижение рН ведет к денатурации белков,
выделению и активации катепсинов и заканчивается посмертным окоченением. Денатурация белков сопровождается сменой двухвалентных и одновалентных катионов в белках мышц.
6. Перестает функционировать ретикулоэндотелиальная система, позволяя
микроорганизмам беспрепятственно размножаться.
7. Происходит накопление различных метаболитов, которое также способствует денатурации белков.
Для этих изменений требуется примерно 24–36 ч при поддержании температуры парной говядины 2–5 °С. В это время часть нормальной микробиоты такого мяса переходит из собственных лимфатических узлов животного [109], ножа
для обескровливания, шкуры, кишечника, пыли, рук рабочих, ножей для резки
мяса, тары и т. п. При продолжительном хранении в условиях температуры
холодильника начинается микробная порча. В случае когда внутренняя температура не снижается до уровня температуры холодильной камеры, порча, как
правило, возникает по причине внутренних бактериальных источников. Главные среди них — это Clostridium perfringens и представители семейства Enterobacteriaceae [90]. С другой стороны, бактериальная порча замороженного мяса,
в общем и целом, это поверхностный феномен, отражающий внешние источники нежелательной микрофлоры [90].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

84

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Микробиота мяса и птицы
Термин «микробиота» используется в этой книге вместо слова «микрофлора»,
как обозначение микроорганизмов мяса и птицы. Употребление сочетания «бактериальная флора» было распространено в то время, когда считалось, что бактерии — это примитивные растения. Теперь, когда известно, что бактерии — это
не растения, предпочтительнее употреблять термин «микробиота». Основные
представители бактерий, дрожжей и плесневых грибов, которые обнаруживаются в этих продуктах до начала их порчи, представлены в табл. 4.1 и 4.2. Главным
образом микробиота отражает загрязнения, полученные в результате убоя и
обработки туш, как описано ранее, с преобладанием грамотрицательных микроорганизмов. Среди грамположительных, наряду с лактобактериями, часто
обнаруживают энтерококки. Благодаря широкому распространению нередко
обнаруживаются большие количества грибов, включая Penicillium, Mucor и Cladosporium. Часто встречающиеся представители дрожжей в мясе и птице —
представители родов Candida и Rhodotorula (табл. 4.2). Более подробно описано
у Dillon [35].

Распространение микроорганизмов в свежем красном мясе
Содержание микроорганизмов в некоторых видах красного мяса представлено
в табл. 4.3. Аэробных представителей в свежем говяжьем фарше, согласно этой
таблице, значительно больше, чем указано в данных Департамента сельского
хозяйства США [176]. Здесь из 563 образцов сырого говяжьего фарша из разных
частей США значения log10 для аэробных микроорганизмов равны 3,90; и 1,98,
1,83, и 1,49 для колиформ, Clostridium perfringens и Staphylococcus aureus соответственно. Насколько точно такие низкие значения отражают тенденцию распространения бактерий в свежем говяжьем фарше или качество лабораторной
методологии, неясно. По многочисленным наблюдениям, измельченное мясо
содержит большее число микроорганизмов, чем неизмельченное мясо типа
стейков, и причинами для этого служат следующие факторы.
1. Мясной фарш для продажи, состоящий из обрезков от разных кусков, которые часто берут в руки, как правило, содержит большое количество микробных контаминантов. Мясо, состоящее из больших кусков, как правило, имеет
более низкую обсемененность.
2. Нарезка мяса обеспечивает увеличение площади поверхности кусков, что отчасти приводит к увеличению количества микроорганизмов. Необходимо заметить, что чем мельче куски, тем больше общая площадь поверхности и
вместе с тем выше поверхностная энергия.
3. Большая площадь поверхности кусков мяса благоприятствует росту аэробной микрофлоры, т.е. развитию низкотемпературной микробной порчи.
4. На некоторых промышленных предприятиях волчки для мяса, ножи и тара
для хранения не подвергаются чистке столь часто и тщательно, как это необходимо для обеспечения успешного предупреждения развития микробной
порчи. Это можно проиллюстрировать данными бактериологического исследования мясного отдела крупного гастронома. Анализ смывов с лезвий пил
для мяса и блокорезок показал следующие результаты: значения log10 для

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 4. Свежее мясо и птица

85

Таблица 4.1. Роды бактерий, наиболее часто встречающихся в мясе и птице
Род
Acinetobacter
Aeromonas
Alcaligenes
Arcobacter
Bacillus
Brochothrix
Campylobacter
Carnobacterium
Caseobacter
Citrobacter
Clostridium
Corynebacterium
Enterobacter
Enterococcus
Erysipelothrix
Escherichia
Flavobacterium
Hafnia
Kocuria
Kurthia
Lactobacillus
Lactococcus
Leuconostoc
Listeria
Microbacterium
Micrococcus
Moraxella
Paenibacillus
Pantoea
Pediococcus
Proteus
Pseudomonas
Psychrobacter
Salmonella
Serratia
Shewanella
Staphylococcus
Vagococcus
Weissella
Yersinia

Окраска по Граму

Свежее мясо

Свежая печень

Птица

–
–
–
–
+
+
–
+
+
–
+
+
–
+
+
–
–
–
+
+
+
+
+
+
+
+
–
+
–
+
–
–
–
–
–
–
+
+
+
–

XX
XX
X
X
X
X

X

XX
X
X

X
X
X
X
X
X
XX
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
XX
X
X
X
X
XX
XX
X
X
X
X
X
X

X
X

X
X
X
X
X

X
XX
X

X
X
XX
X
X
XX
X
X
X
X
X

XX
X
XX
X
X
X
X
XX
X
X
X

X

X
XX

X

X — встречается; ХХ — очень распространен.

общего числа микроорганизмов на лезвиях пил для мяса было 5,28, для колиформ — 2,3, для энтерококков — 3,64, для стафилококков — 1,60 и 3,69 для
микрококков; значения log10 для общего числа микроорганизмов блокорезок
было 5,69, для колиформ — 2,04, для энтерококков — 3,77, для стафилококков менее 1,00 и 3,79 для микрококков [2]. Они относятся к числу источников
высоких значений общей микробной зараженности измельченного мяса.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

86

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Таблица 4.2. Роды грибов, наиболее часто встречающихся в мясе и птице
Род

Свежее и охлажденное мясо

Птица

X
X
X
XX
X
X
XX
X
X
XX
X
X
XX
XX
XX

X
X

XX
X
X
X
X
X

XX
X
XX

Плесневые грибы
Alternaria
Aspergillus
Aureobasidium
Cladosporium
Eurotium
Fusarium
Geotrichum
Monascus
Monilia
Mucor
Neurospora
Penicillium
Rhizopus
Sporotrichum
Thamnidium
Дрожжи
Candida
Cryptococcus
Debaryomyces
Hansenula
Pichia
Rhodotorula
Saccharomyces
Torulopsis
Trichosporon
Yarrowia

XX
X

X
X
X
X
X

X
XX
X
X
X
XX

X — встречается; ХХ — очень распространен.
Источник: литература (ссылки [34], [35] и [94]).

5. Одного сильно обсемененного куска мяса достаточно, чтобы заразить другие
куски, если их пропустить через один волчок. Такая сильная микробная обсемененность обычно встречается в лимфатических узлах, которые находятся
главным образом в жировой ткани. Эти органы обычно сильно загрязнены
и считаются основными источниками микроорганизмов в мясе для гамбургеров. В некоторых штатах образцы мяса для гамбургеров могут содержать
до 30% жира, в других — не более 20%.

Бактерии
Широкое распространение энтерококков в мясе показано в исследовании 2001–
2002 гг. различных видов мяса в штате Айова. Из 255 образцов свинины 247
(97%) показали присутствие этих микроорганизмов, 54% которых принадлежало виду Enterococcus faecalis и 38% — виду E. faecium [84]. Из 262 образцов говядины все содержали энтерококки, среди которых 17% принадлежали виду
Enterococcus faecalis, 65% — виду E. faecium и 14% — виду E. hirae [84].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 4. Свежее мясо и птица

87

Таблица 4.3. Роды бактерий, наиболее часто встречающихся в мясе и птице
Продукт

Сырые брикеты
из говядины

Свежий говяжий
фарш*

Свежий говяжий фарш
Замороженные брикеты
из говяжьего фарша
Жареный гамбургер

Измельченное мясо
крупных животных

Количество Микробная группа/единица образца
образцов
(все значения выражены в log10)
735
735
735
735
735
1830
1830
1830
1830
1830
1090
1090
1090
605
604
604
107
107
113
113
113

АПК: lоg10 6,00 или меньше/г
Колиформы: lоg10 2,00 или меньше/г
E. coli: lоg10 2,00 или меньше/г
S. aureus: 2,00 или меньше/г
Присутствие сальмонелл
АПК: 6,70 или меньше/г
S. aureus: 3,00 или меньше/г
E. coli: 1,70 или меньше/г
Присутствие сальмонелл
Присутствие C. perfringens
АПК: > 7,00 или меньше/г при 35°C
Фекальные колиформы: < 2,00/г
S. aureus: < 2,00/г
АПК: 6,00 или меньше/г
E. coli: < 2,70/г
E. coli: > 3,00/г НВЧ
АПК при 21°C; 72 ч, < 3,00/г
Отсутствие энтерококков, колиформ
и S. aureus
Сальмонелла
Колиформы: 2,00 или меньше/г
E. coli: 2,00 или меньше/г
S. aureus: 2,00 или меньше/г

% образцов, Ссылка
относящихся
к группе
76
84
92
85
0,4
89
92
84
2
20
88
76
91
67
85
9
76
100

170
170
170
170
170
21
21
21
21
21
142
142
142
74
74
74
43
43

42
75
96

163
163
163

* Согласно Сборнику законов штата Орегон, действовавшему в то время.

Примечание: АПК — аэробный подсчет колоний; НВЧ — наиболее вероятное число.

Представителей родов Paenibacillus, Bacillus и Clostridium находят во всех
видах мяса. Исследуя свежую и соленую свинину и консервированное свиное
мясо на наличие гнилостных анаэробов, Steinkraus и Ayres [165] обнаружили эти
бактерии в очень малых количествах, в основном менее 1 на грамм. Исследуя
содержание клостридий в мясе, Greenberg и др. [76] обнаружили споры гнилостных анаэробов в количестве 2,8 на грамм в 2358 мясных образцах. Из 19 727
обнаруженных спор только одна принадлежала Clostridium botulinum и была
найдена в курином мясе. Большие количества образцов в исследованиях этих
ученых включали свинину, говядину и мясо кур, привезенных с разных областей США и Канады. Большие количества спор гнилостных анаэробов обнаруживались в мясе вследствие проблем, возникающих при термическом уничтожении этих форм в консервной промышленности (см. гл. 17).
Erysipelothrix rhusiopathiae был выделен примерно из 34% образцов свинины
розничной продажи в Японии и от 4% до 54% свиных филе в Швеции. Различные его сероварианты были найдены в свинине, и 9 обнаружены в курином мясе
в Японии [133]. Позднее исследователи предположили, что куриное мясо явля-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

88

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

ется переносчиком Erysipelothrix и вследствие этого может быть причиной инфицирования человека (в гл. 31 подробнее об этой бактерии).
Присутствие Clostridium perfringens в различных американских пищевых
продуктах было изучено Strong и др. [169]. Они обнаружили микроорганизм
в 16,7% исследованного мясного сырья, птицы и рыбы, 5% — специй, 38% —
фруктов и овощей, 2,7% — замороженных продуктах, и 1,8% продуктов, приготовленных дома. Другие исследователи обнаружили низкое содержание этих
микроорганизмов в свежем и обработанном мясе. C. perfringens был обнаружен
в 87% из 95 образцов в количестве 100 на грамм и меньше, однако 45 из 95 (47%)
образцов содержали этот микроорганизм в количестве, меньшем 1000/г [103].
Группа ученых не обнаружила C. perfringens в свиных тушах, сердцах и селезенках, но нашла его в 21,4% образцов печени [13]. Исследование в США в 2001–
2002 гг. 445 образцов мышечной ткани сырой свинины, говядины и мяса кур
в виде крупных кусков, фарша и в виде эмульсии показало, что содержание в них
C. perfringens не превышает 2,0 lоg10 и в среднем равно 1,56 КОЕ/г [173]. Когда несколько продуктов были инокулированы 3,0 lоg10/г тремя штаммами C. perfringens, затем приготовлены и хранились в течение 14 дней в вакууме при 4°С, количество инокулированных клеток незначительно снизилось и существенно не менялось при понижении температуры продукта с 54,6 °С до 7,2°С [173]. Важность
этого микроорганизма в пищевых продуктах обсуждается в гл. 24.
Некоторые представители семейства энтеробактерий обнаруживаются в свежей и замороженной говядине и свинине. Из 442 мясных образцов, исследованных Stiles и Ng [169], 86% (включая все исследованные 127 образцов говядины)
содержали энтеробактерии. Наиболее часто встречающиеся из них: Escherichia
coli биотипа 1 (29%), Serratia liquefaciens (17%) и Pantoea agglomerans (12%).
Из 721 выделенного штамма 32% представлены Citrobacter freundii, Klebsiella
pneumoniae, Enterobacter cloacae и E. hafniae. При исследовании 702 продуктов
питания, представляющих 10 пищевых категорий, на содержание фекальных колиформ методом определения наиболее вероятного числа (НВЧ), самые высокие значения были определены для 119 образцов говядины с геометрическими
значениями, вычисленными в соответствии с требованиями AOAC (Ассоциация
химиков-аналитиков, состоящих на государственной службе), и равнялись 59/г
[3]. Средние значения для 94 свиных колбас были 7,9/г. Из 32 образцов козьего
фарша значения колиформ, Enterobacteriaceae и значения АПК были соответственно 2,88, 3,07 и 6,57 log10 [131]. Больше информации по распространению
колиформ, энтерококков и других индикаторных микроорганизмов можно найти в гл. 20.
Из 563 образцов говяжьего фарша, исследованных в США, как описано ранее, 53% содержали C. perfringens и 30% — S. aureus. При использовании метода
ПЦР (полимеразная цепная реакция) в Японии энтеротоксигенные C. perfringens были обнаружены в 2, 12 и 0% образцов говядины, куриного мяса и свинины [128].
Исследование 470 свежих туш овец в Австралии показало, что среднее значение АРС было (при 25 °С после 72 ч) 3,92 log10/см2 и 3,48 log10/см2 при 5°С после
14-дневного инкубирования [179]. Для более глубокого рассмотрения роли
грамположительных бактерий в мясе см. [87].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 4. Свежее мясо и птица

89

Escherichia coli (биотип I)
Эта бактерия чаще всего используется как индикатор санитарного состояния
свежих продуктов наряду с другими индикаторными микроорганизмами, как
описано в гл. 20. Международный комитет при оценке безопасности говядины
подчеркнул предпочтение проведения испытаний на индикаторных микроорганизмах, чем на определенных патогенах. Некоторые обнаруживаемые в сыром
мясе микроорганизмы описаны ниже.
При исследовании мороженых говяжьих порционных кусков в США среднее число АПК было менее 3,0 log10 КОЕ/г, а колиформ и E. coli биотипа I —
менее 1,0 log10 КОЕ/г [144]. Эти исследователи заметили отсутствие зависимости между низкими значениями E. coli биотипа I и E. coli 0157:Н7. Канадские ученые обнаружили, что количества колиформ и E. coli, которые
попадают с поверхности столов и конвейерных лент на мясоперерабатывающее оборудование, сопоставимы с количествами колиформ и E. coli, которые
попадают с поверхности кусков говядины и полутуш. Это подчеркивает важность конвейерного оборудования как источника этих микроорганизмов для
кусков говядины [70].
Сфера действия и распространения штаммов биотипа I E. coli широко варьируется в мясном сырье в розничной продаже или в полуфабрикатах из красного
мяса. Из 470 туш овец, изученных в Австралии, 75% содержали этот организм
[181], в то время как из 812 говяжьих туш, предназначенных для экспорта из
Австралии, положительный результат показали только 11% [141]. В США бактерии E. coli были обнаружены в 25% из 404 образцов говяжьего фарша [186];
в 30% из 100 образцов обескровленных свиных туш; и в 30% охлажденных исследованных туш [172].
Arcobacter и Campylobacter spp.
Эти роды близкородственны филогенетически, и неудивительно, что у них общая среда обитания. Обзор их распространения в различных видах мяса и птицы
представлен в табл. 4.4. В основном Arcobacter spp. обнаруживается чаще в птице, нежели в продуктах из красного мяса, то же можно отметить и для Campylobacter spp. A. butzleri был обнаружен во всех 25 тушках цыплят, исследованных
в Дании [4]. A. cryaerophilus нашли в 13 из 25 каркасов, а A. skirrowii — только
в двух.
При исследовании 200 образцов свежей свинины в США, с использованием
различных методов, Ohlendort и Murano [136] было обнаружено, что 20% нежирных и только 4% жирных образцов содержали Arcobacter spp. и что эти бактерии
чаще выделяются из молодых, чем из старых свиней.
Дикие и перелетные птицы тоже переносят Campylobacter spp. Среди 1794
птиц, представляющих 107 европейских видов, 22,2% содержали Campylobacters pp., среди которых было 5,6, 4,9 и 0,95% C. lari, C. jejuni и C. coli соответственно [182]. Наибольший процент образцов, содержащих Campylobacter spp.,
составлял 76,8% среди 383 птиц, кормящихся беспозвоночными вдоль береговой линии. Из 464 древесных насекомоядных птиц только 0,6% показали наличие Campylobacter [182].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

90

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Таблица 4.4. Распространение Arcobacter, Campylobacter и Helicobacter spp.
в свежем и замороженном мясе и птице
Продукт

Свинина
Говядина
Индюшатина
Бройлеры
Бройлеры, цыплята
Цыплята
Свинина
Говядина
Свинина
Свежее мясо кур
Замороженное мясо кур
Свежее мясо кур
Замороженное мясо кур
Мясо цыпленка
Баранья печень
Свиная печень
Свиная печень
Печень КРС
Розничная свинина
Бройлеры
Туши овец
Говяжий фарш
Мясо поросенка
Индюшка до охлаждения
Бройлеры
Свежее мясо
Замороженное мясо
Мясо кур
Красное мясо
Куски говядины
Рубцы, образцы слизистойа

Род

Arcobacter
Arcobacter butzlery
Arcobacter
Arcobacter
Arcobacter
Arcobacter
Arcobacter
Arcobacter
Arcobacter
Campylobacter
Campylobacter
Campylobacter
Campylobacter
Campylobacter
Campylobacter
Campylobacter
Campylobacter
Campylobacter
Campylobacter
Campylobacter
Campylobacter
Campylobacter
Campylobacter
Campylobacter
Campylobacter
Campylobacter
Campylobacter
Campylobacter
Campylobacter
Helicobacter pylory
Helicobacter

% обнаружения/
количество
исследуемых
образцов

32/200
9/200
77/391
95/480
60/25
40/45
64/200
29/45
5/45
94/63
77/44
85/35
87/38
83/90
73/96
72/99
ок. 6/400
54/96
1,3/384
88/1297
1,3/470
<1/563
0,99/202
41,3/1198
27/12233
12/405
2,3/396
30/360
5/1800
0/20
0/105

Страна

США
США
США
Бельгия
Дания
Мексика
США
Мексика
Мексика
Северная Ирландия
Северная Ирландия
Нидерланды
Нидерланды
Великобритания
Великобритания
Великобритания
Северная Ирландия
Великобритания
США
США
Австралия
США
США
США
Великобритания
США
США
США
США
США
США

Ссылка

13
75
117
88
4
181
134
181
181
130
130
42
42
102
102
102
129
129
41
177
179
176
138
115
139
167
166
166
178
168
168

а Образцы слизистых с рубцов и сычугов.

Salmonella
Общая оценка распространения Salmonella spp. в мясе и птице представлена
в табл. 4.5. Как и в случае с Arcobacter и Campylobacter spp., мясо и птица являются общим источником этих бактерий.
Сальмонеллы были обнаружены в 9,1% из 109 партий охлажденных и в 7,5%
из 53 упаковок замороженных колбас или в 8,6% от общего числа колбас Великобритании в 2000 г. [199]. Некоторые бактерии были выделены из образцов
мяса-фри, мяса-гриль и мяса-барбекю. Образцы, которые готовились на гриле
в течение 12 или более минут и достигали температуры более 75 °С по всей тол-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 4. Свежее мясо и птица

91

Таблица 4.5. Распространение Salmonella в некоторых видах сырого и замороженного
мяса и продуктах из птицы
Продукт
Бройлеры
Бройлеры
Яичный желток
Замороженная индюшатина
Индюшатина
Индюшатинаа
Рулеты из индюшатиныб
Тушки кур
Тушки кур
Тушки кур
Тушки кур
Говяжий фарш
Говяжий фарш
Говяжий фарш
Говядина из мясного магазина
Говяжьи туши
Говяжьи туши
Говяжьи тушив
Туши бычков и телок
Туши овец
Туши свиней
Туши свиней
Туши поросятг
Охлажденные туши поросят
Боровы

% обнаружения/
количество образцов
20/1297
25,9/27
0/1620
38/50
12/208
69/230
27/336
61/670
34,8/69
91/45
60/192
20/55
7,5/563
11/88
9,9/354
0/62
2,6/666
0/812
1/2089
5,7/470
27/49
17,5/596
73/100
0,7/122
1/8066

Страна
США
Корея
Корея
США
США
Канада
США
Канада
Канада
Венесуэла
Испания
Ботсвана
США
Мексика
Ботсвана
Бельгия
Канада
Австралия
США
Австралия
Бельгия
Канада
США
США
США

Ссылка
177
26
26
78
18
105
18
105
44
150
22
65
176
85
65
99
105
141
178
179
99
105
172
172
10

а Перед обработкой.
б Индюшатина, перерабатываемая в сырые рулеты.
в Только экспортируемые образцы.
г После обескровливания.

ще мяса, показали отрицательный результат при исследовании на содержание
сальмонелл. Ни одна из 51 партии не содержала Campylobacter spp.
Относительно источника сальмонелл в условиях предубойного содержания
свиней ученые Бразилии обнаружили, что земельные наделы — существенный
источник Salmonella enterica [152]. Этот вывод основывается на исследовании
большого числа животных. В другом исследовании по определению сальмонелл, проведенном в США, в экосистемах убойных свиней было проверено 8066
образцов и были выявлены следующие носители сальмонелл (в процентном
отношении): свиньи — 83, полы загонов — 54, обувь — 32, насекомые — 16,
мыши — 9, кошки — 3, птицы — 3 [10]. Исследователи заметили, что кошки
и рабочая обувь — две наиболее насыщенные сальмонеллами экологические
ниши в данном исследовании. Наиболее общие обнаруженные серотипы — это
S. Derby, Agona, Worthington и Uganda [10]. В противовес вышеописанным исследованиям были обследованы пять шведских скотобоен, и из 3388 образцов

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

92

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

все показали отсутствие сальмонеллы [174]. Относительно S. Typhimurium из
404 образцов говяжьего фарша из США, обследованных в 1998 г., были заражены 3,5%. Из 14 выделенных микроорганизмов пять представлены штаммом
DT-104A (S. Typhimurium var. Copenhagen), которые были выделены из образцов, полученных в округе города Сан-Франциско [186]. Из 404 образцов 25% содержали штаммы E. coli тип I. В Канаде были исследованы фекалии 1420 здоровых 5-месячных свиней, 5,2% которых содержали 12 серовариантов, в том числе
42% S. Brandenburg [111]. Из 112 штаммов сальмонелл, обнаруженных на птицебойне в Испании в 1992 г., 77% были S. Enteritidis [22].
Для того чтобы лучше понять, как распространяются сальмонеллы в процессе обработки цыплят, образцы были собраны и исследованы в следующих точках (в скобках указано процентное количество образцов, содержащих сальмонеллы): племенное птицеводческое хозяйство (6%), инкубаторная станция
(98%), стадо цыплят (24%), куриное стадо (60%) и тушки после обработки (7%)
[8]. Это исследование демонстрирует, что инкубаторная станция — первое место, где требуется дезинфекция. Подтверждая результаты вышеописанного исследования, в Бразилии было исследовано 60 небольших птицебоен (менее
200 шт./день) со следующими результатами (в скобках указано процентное количество образцов, содержащих сальмонеллы): тушки (42%), инвентарь (23%),
вода (71%), морозильники и холодильники (71 и 62%). В общем, 41% образцов
содержал сальмонеллы; было зарегистрировано 17 серотипов, среди которых
распространенность S. Enteritidis составила 30%, а S. Albany и Hadar — 12% [62].

Listeria и Yersinia spp.
Распространение L. monocytogenes широко варьирует среди сырого красного
мяса, птицы и некоторых продуктов из мяса птицы (см. табл. 4.6) с различной степенью зараженности от 5 до 62%. Недавние исследования сырого мяса
бройлеров обнаружили присутствие в них серотипов 1/2а, 1/2с и 4b. Изоляты
представлены 14 различными ПЭПГ (пульс-электрофорез в полиакриламидном
геле — см. гл. 11) типами [127].
Свежие продукты из свинины и продукты из мяса кур были исследованы на
присутствие Yersinia spp. в Мексике и 27% из них показали положительный результат [147]. Из 706 иерсиния-подобных штаммов было подтверждено 24%. Из
них — 49% были представителями Y. enterocolitica, 25% — Y. kristensenii,
15% — Y. intermedia и 9% — Y. frederiksenii. При исследовании 43 образцов свинины со скотобойни были обнаружены следующие виды иерсиний: Y. enterocolitica, Y. intermedia, Y. kristensenii и Y. frederiksenii [82]. При исследовании свиней из США 95 из 103 (92%) образцов были носителями только Y. enterocolitica и
99% выделенных патогенов были серотипы 0:5 и 3,7% — 0:3 [61]. В Финляндии
в 92% из 51 образца языка и 25% из 255 образцов мясного фарша были обнаружены бактерии Y. enterocolitica [57]. С помощью ПЦР и культурального метода
было обнаружено, что более 98% свиных языков содержат наиболее распространенный биотип IV. Из 31 образца свиного языка от только что забитых животных был выделен 21 штамм, в т.ч. наиболее распространенный серотип 0:8,
и 30 штаммов следующего по распространенности серотипа 0:6 [38]. Исследование свежей говядины и кур из Бразилии на присутствие иерсиний показало, что
80% содержит эти бактерии [183].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 4. Свежее мясо и птица

93

Таблица 4.6. Распространение Listeria monocytogenes в некоторых видах сырого мяса
и продуктов из птицы
Продукт
Бройлеры
Цыплята
Части бройлеров (сырье)
Части птицы
Индюшатина
Говяжий фарш
Говяжий фарш
Говядина
Говяжьи туши
Туши бычков и телок
Бараньи туши
Свиные туши
Свинина

% обнаружения/
количество образцов
15/1297
30,2/86
62/61
13/160
5/180
12/563
16/88
4,3/70
22/62
4/2089
4,3/69
2/49
19,1/84

Страна
США
Корея
Финляндия
США
США
США
Мексика
Корея
Бельгия
США
Бразилия
Бельгия
Корея

Ссылка
177
27
127
67
66
176
85
7
99
178
3
99
7

При исследовании бактерий Y. enterocolitica в Турецких сухих колбасах
(сузук) установлено, что количество патогена снижалось от 5,0 до 1,8 log10 КОЕ
после 4 дней ферментации и до 0,5 log10 КОЕ/г после 12 дней высушивания без
внесения молочнокислых микроорганизмов [25]. При добавлении примерно
по 7,0 log10 КОЕ/г Lactobacillus sakei и Pediococcus acidilactici патогены были
обнаружены в количестве 0,5 log10 КОЕ/г после 3 дней ферментации и не были
обнаружены после 4 дней [25].

Патогенные штаммы Escherichia coli
Содержание E. coli 0157:Н7 на поверхности красного мяса и птицы широко
варьирует; при этом бактерии не обнаруживаются ни в одном из 990 образцов
бескостной говядины (табл. 4.7). 296 образцов говяжьего фарша и фекалий КРС
были доставлены из г. Сиэтла, штат Вашингтон (где в 1993 г. была забракована
крупная партия говяжьего фарша). Из штаммов, не являющихся 0157:Н7, продуцирующих токсин Stx (Шигатоксин), выделенных Brooks и др. [16], наиболее
распространенным серовариантом был 0128:Н2, который продуцировал оба
токсина Stx-1 и 2, наряду с тремя другими. Штамма 0157:Н7 не было обнаружено в этом исследовании ни в одном из 218 образцов.
В процессе копчения было достигнуто 5-log снижение E. coli 0157:Н7 в болонской копченой колбасе ливанского типа большого и среднего диаметров
[69]. Ферментационный процесс включал 8 ч выдержки при 26,7 °С, затем 24 ч
при 37,8 °С и, наконец, 24 ч при 43,3 °С. В исходный материал, имевший в начале
рН 4,4 и содержавший 4,0% NaCl и немного жира (10–13%), вносились бактерии
E. coli 0157:Н7 до уровня от 7,5 до 7,9 log 10 КОЕ/г [69].

Рубленые мясные изделия, обогащенные соей
Внесение соевых белков (соевой муки, соевых хлопьев, текстурированных соевых белков) до 10–30% довольно распространено в индустрии быстрого питания, во всяком случае в США. Изучалось микробиологическое состояние этих

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

94

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Таблица 4.7. Распространение Escherichia coli в некоторых видах сырого мяса
и продуктов из птицы
Продукт
Цыплята
Говяжий фарш
Говядина без костей
Говяжьи туши
Говяжьи туши
Здоровые животные
Бракованные животные
Туши бычков и телок
Ягнятина/баранина
Туши ягнят
Полуфабрикаты из ягнятины
Туши овец (замороженные)
Свинина
Мясо розничной торговли
Сырье (сырое мясо)
Навоз
Говяжьи туши, только экспорт
Фураж
Телятаб, до 1 месяца
Телята, от 1 до 3 месяцев
Телки, от 3 до 6 месяцев
Телки, старше 6 месяцев
Продукция из говядины

% обнаружение/
количество образцов
0/36 a
17,296
0/990
0,1/1275
1,4/1500
1,5/201
4,9/203
0,2/2081
17/37
0,7/1500
7,4/7200
0,3/343
4/35a
12/91a
0,44/4983
18/296
0,1/812
14,9/504
31,4/35
8,4/107
26,1/88
14,5/214
12,9/4800

Страна
Новая Зеландия
США
Австралия
Австралия
Великобритания
США
США
США
Новая Зеландия
Великобритания
Великобритания
Австралия
Новая Зеландия
Новая Зеландия
Великобритания
США
Австралия
США
Япония
Япония
Япония
Япония
Великобритания

Ссылка
16
154
141
141
27
19
19
178
16
27
27
179
16
16
27
154
141
36
98
98
98
98
27

а Без E. coli 0157.
б Ректальная проба.

соевых добавок. Ранее проводилось более детальное исследование Craven и
Mercuri [30], которые обнаружили, что АПК говяжьего фарша и мяса кур, обогащенных 10% или 30% сои, повышалось по сравнению с необогащенными контрольными образцами при хранении при 4°С в течение 8–10 дней. Содержание
колиформ в соесодержащих говяжьих образцах было выше, чем в контрольных, однако для образцов смесей мяса цыпленка и сои наблюдалось обратное.
В основном АПК было выше в образцах с 30%-м содержанием сои, чем с 10%-м.
При добавлении 25% сои в говяжий фарш и хранении при 4°С признаки порчи
появились через 5,3 дня в случае с соесодержащими образцами и через 7,5 дней
в случае с необогащенным говяжьим фаршем. В другом исследовании использовали 10, 20 и 30 % сои, при этом значение АПК значительно увеличивалось со
временем и с увеличением концентрации сои в смеси [97].
При исследовании микробиологических показателей соевых продуктов
среднее значение АПК в 1226 образцах составляло 1500/г; в состав микрофлоры
входили грибы, колиформы, E. coli, Staphylococcus aureus в количествах 25, 3,
3 и 10/г соответственно.
Почему бактерии растут быстрее в соесодержащих мясных продуктах, чем
бессоевых контрольных образцах, неизвестно. Сама по себе соя не меняет начальный состав микробиоты, и в основном порча смесей мяса с соей проходит

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 4. Свежее мясо и птица

95

подобно порче полностью мясных продуктов. Единственное существенное различие — немного более высокие значения рН (разница 0,3–0,4) обогащенных
соей продуктов, и это единственное, что может повлиять на скорость роста. Такая оценка была произведена Harrison и др. [83], которые понижали рН соесодержащих образцов при помощи органических кислот. При добавлении небольшого количества 5%-й уксусной кислоты в 20%-ю смесь порча задерживалась примерно на 2 дня по сравнению с контролем. Однако ингибирующая
активность осуществляется не только благодаря снижению рН. В случае 25%-го
содержания жира в говяжьем фарше количество бактерий не возрастало пропорционально количеству бактерий в соесодержащих говяжьих продуктах [97].
Возможно, соевые белки увеличивают площадь поверхности смесей сои и мяса
таким образом, что аэробные бактерии, доминирующие в мясе при низких температурах, имеют преимущество. Однако данных, подтверждающих это, недостаточно. Процесс порчи соесодержащих мясных продуктов обсуждается ниже.
Для более полной информации см. гл. 39.

Мясо механической обвалки
Когда животных подвергают убою для потребления человеком, мясо с туш,
как правило, снимают обвальщики мяса. Однако наиболее экономичный путь
использования мелких кусочков и обрезей мяса, оставленных на костях каркасов, — использование механической обвалки. Мясо механической обвалки
(ММО) отделяют от костей с помощью машин. Производство ММО началось
в 1970-х гг., ему предшествовало производство мяса обвалки цыплят в конце
1950-х гг. и рыбы — в конце 1940-х гг. [53, 58]. В процессе обвалки костная мука
становится частью готового продукта, поэтому в 1978 г. Департамент сельского
хозяйства США установил пределы на содержание костных компонентов (основанные на содержании кальция) не более чем 0,75% (содержание кальция в мясе
0,01%). ММО должно содержать не менее 14% белка и не более 30% жира. Наиболее существенные различия между ММО и традиционно обработанным мясом относительно микробного роста — это более высокие значения рН, обычно 6,0–7,0
[53, 54]. Повышение рН связано с включением костного мозга в ММО.
Несмотря на то что большинство микробиологических исследований ММО
показывают, что этот продукт подобен мясу, произведенному традиционно, некоторые имеют высокое содержание бактерий. Микробиологические показатели мяса мехобвалки птицы сравнивались с показателями обычного мяса птицы,
и хотя значения были сопоставимы, значения НВЧ колиформ ММО варьировали от 460 до более 1100/г. Шесть из 54 образцов содержали сальмонеллы, четыре — C. perfringens, но ни один не содержал S. aureus [137]. АПК в грудной
части ягнят ручной обвалки составляло 680 000, а для мяса ягнят механической
обвалки, хранившегося в течение 1 недели, это число равнялось 650 000/г [55].
Промышленные образцы рыбы мехобвалки содержали в десять раз больше бактерий, чем традиционно обработанная рыба, хотя использовались различные
методы для подсчета микроорганизмов в рыбном филе и рыбе мехобвалки
(РМО) [146]. Исследователями не было обнаружено S. aureus, был сделан вывод, что порча РМО происходит подобно порче продукта, полученного традиционным путем. В последнем исследовании было установлено, что в ММО более
высокая скорость роста психрофильных микроорганизмов, чем в постном говяжьем фарше [149].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

96

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Несколько исследований показали отсутствие S. aureus в ММО, что, возможно, отражает тот факт, что этот продукт меньше контактирует с мясными ножами. Главным образом количество мезофильной микробиоты несколько выше,
чем психротрофной, и существенно ниже количества обнаруженных грамотрицательных микроорганизмов. Field [53] сделал вывод, что при хорошей производственной практике использование метода механической обвалки не должно
представлять никаких микробиологических проблем. Подобный же вывод был
сделан Froning [58] относительно рыбы и птицы мехобвалки.

Мясо горячей обвалки
В традиционной технологии подготовки мяса (холодная обвалка) туши охлаждают после убоя в течение 24 или более часов и обрабатывают в остывшем состоянии (после наступления посмертного окоченения). Горячая обвалка (горячая обработка) проводится главным образом через 1–2 ч после убоя (до наступления посмертного окоченения), пока туша остается «парной».
Главным образом микробиота мяса горячей обвалки сопоставима с микробиологией мяса холодной обвалки, но некоторые различия все же существуют.
В одном из самых ранних исследований окороков горячей обвалки была исследована микробиология соленых окороков, изготовленных из мяса горячей обвалки. Эти окорока, как оказалось, содержали более высокие значения АПК
(при 37 °С), чем окорока холодной обвалки. Из всех обнаруженных микроорганизмов 67% в первом случае и 47% в последнем были стафилококки [145]. Мезофильные микроорганизмы обнаруживали при 35 °С в бульших количествах на
мясе горячей обвалки после хранения при 2°С в течение 20 суток в вакуумной
упаковке [101]. Колиформы, вероятно, были не подвержены действию горячей
обвалки. Другое раннее исследование принадлежит Barbe и др. [9], который изучил 19 спаренных окороков (холодной и горячей обвалки) и обнаружил, что
первые содержат 200 бактерий на грамм, в то время как в последних обнаружено
220/г. При изучении туш горячей обвалки при поддержании 16 °С и холодной
обвалки при 2°С через 16 ч после смерти существенных различий в количестве
мезофильных и психротрофных микроорганизмов не было обнаружено [96].
Мясо и холодной, и горячей обвалки сначала содержит низкие значения микроорганизмов, но после 14-дневного хранения мясо горячей обвалки содержит
бульшие количества бактерий, чем мясо холодной обвалки [59]. Эти исследователи установили, что контроль температуры в течение первых часов охлаждения критический, и более поздние исследования показывают, что охлаждение до
21 °С в течение 3–9 ч является достаточным [60].
При исследовании колбас, произведенных из свинины горячей обвалки,
в продукте было обнаружено больше мезофильных и липолитических микроорганизмов, чем в продуктах из свинины холодной обвалки, но различий в количестве психротрофной флоры не отмечалось [114].
Действие, оказываемое медленным охлаждением на микробиоту говядины
горячей обвалки, взятой спустя приблизительно 1 ч после убоя, было исследовано McMillin и др. [125]. Образцы охлаждали через 1, 2, 4 и 8 ч после убоя, готовили из них фарш, изготавливали котлеты, замораживали и исследовали. Существенных различий в содержании колиформ, стафилококков, психро- и мезофилов между этими продуктами и продуктами из мяса холодной обвалки
обнаружено не было. Нумерическое таксономическое исследование микробио-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 4. Свежее мясо и птица

97

ты мяса горячей и холодной обвалки в процессе обработки и спустя 14 дней хранения в вакуумной упаковке при 2°С также не выявило сильных различий [108].
Преобладающими организмами в обоих продуктах были «стрептококки» (более
похожие на энтерококки) и лактобактерии, в то время как в свежеприготовленном продукте горячей обвалки (до хранения) было обнаружено больше стафилококков и бацилл. В целом, тем не менее, оба типа продуктов сопоставимы.
Реструктурированная баранина для жаркого, состоящая из 10% и 30% ММО
и мяса горячей обвалки, была исследована на содержание микроорганизмов.
В целом, эти не приготовленные (сырые) продукты имели хорошее качество
[148]. Продукты, не прошедшие тепловую обработку, содержали менее 3 ´ 10 4
бактерий на грамм. Главным образом более высокое содержание микроорганизмов соответствовало продуктам с высоким содержанием ММО. Значения колиформ и фекальных колиформ были выше в продуктах с 30% ММО, и этому,
похоже, причиной было заражение голени и тазовой части во время убоя и нутровки. Не было обнаружено ни S. aureus, ни C. perfringens в продуктах, не подвергавшихся тепловой обработке (0,1 г), а также сальмонеллы, Yersinia enterocolitica и Campylobacter jejuni не были обнаружены в 25 г образцов. Количество
микробных клеток в продуктах, подвергавшихся тепловой обработке, составляло меньше 30/г.
В резюме работ 10 групп исследователей, сделанном Kotula [100], показано,
что горячая обвалка не влияет на микробиологию мяса в шести случаях, в трех
случаях влияние было ограниченным и только в одном случае влияние было существенным. Kotula заключил, что горячая обвалка по существу не влияет на
микробиологическое состояние мяса. При горячей обвалке мясо часто обдувают
струей воздуха до посмертного окоченения c подачей давления около 15 000 psi
в течение 2 мин. Этот процесс улучшает цвет мышц и общий вид и повышает
тендеризацию. Но это, очевидно, не оказывает влияние на микробиоту.

Влияние электростимуляции
Если температура говяжьих туш падает ниже 10 °С до того, как рН станет ниже
5,9 или около этого, наблюдается явление «холодной контрактации» и мясо становится жестким. Электрическая стимуляция повышает скорость снижения рН
путем ускорения превращения гликогена в молочную кислоту и, таким образом,
исключает возникновение жесткости. Согласно этому методу, аппарат для электрооглушения прикрепляют к туше и подают переменный ток в течение 0,5–1,0
или более секунд, при этом разность потенциалов между электродами составляет более 400 В. Анализ 10 исследований по определению влияния электростимуляции на микробиоту показал, что в 6 случаях влияния не было отмечено,
в двух — ограниченное влияние и в двух других — некоторое действие [100].
Исследованию подвергали говядину, баранину и свинину.
Среди исследователей, которые обнаружили снижение АПК посредством
электростимуляции, были Ockerman и Szczawinski [135], которые увидели существенное снижение АПК в образцах говядины, инокулированых перед электростимуляцией, но когда инокуляция проводилась непосредственно после обработки, значительного снижения не наблюдалось. Эти результаты навели на
мысль, что разрушение лизосомальных мембран и последующий выход катепсинов, которые сопровождают электростимуляцию [45], не влияют на микроорганизмы. Предполагается, что такая тендеризация, связанная с электростимуля-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

98

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

цией мяса, происходит отчасти в результате разрушения лизосом [45]. В другом
исследовании не было обнаружено существенного снижения количества поверхностных микроорганизмов, однако таковое наблюдалось в толще мышц в области крестцовой кости (огузка) говяжьих туш [113]. Эти исследователи подвергли бактерии, обнаруживаемые на мясе, электростимуляции на культуральной
среде и установили, что грамположительные бактерии были более чувствительны к электростимуляции, за ними следовали грамотрицательные бактерии и
споровые формы. При действии 30 В в течение 5 мин в растворе соли или фосфатно-солевом буфере наблюдалось 5-log снижение E. coli, Shewanella putrefaciens и Pseudomonas fragi, однако в среде с 0,1%-м пептоном или 2,5 М растворе
сахарозы никакие существенные изменения не произошли. Очевидно, электрическая стимуляция не оказывает существенного измеримого влияния на микробиоту мяса горячей обвалки.
До посмертного окоченения мясо может быть тендеризовано действием высокого давления порядка 15 000 фунтов на кв. дюйм в течение нескольких минут
или проведением процесса, называемого Гидродин (Нydrodyne). Последний
тендеризует говядину за счет использования небольшого количества взрывчатого вещества для того, чтобы вызвать гидродинамическую ударную волну в воде
[164]. Неизвестно, как это влияет на бактериальную биоту, но применение давления 55–60 МПа не влияло на цисты Trichinella spiralis в свинине [63].

Субпродукты
Мясные продукты, обсуждаемые в этом разделе, — это печень, почки, сердце и
языки (и другие) коров, свиней и овец. Они отличаются от скелетной мускулатуры животных более высоким значением рН и содержанием гликогена, особенно
в печени. Значение рН свежей говяжьей и свиной печени колеблется от 6,1 до
6,5, почек — от 6,5 до 7,0. Большинство исследователей обнаруживают низкое
содержание микроорганизмов на этих продуктах, в том числе поверхностные
значения колеблются от 1,69 до 4,20 log10/см2 для свежих печени, почек, сердца
и языка. Начальная биота, как показывают исследователи, состоит из грамположительных кокков, коринебактерий, аэробных споровых форм, MoraxellaAcinetobacter и Pseudomonas spp. Группой исследователей во главе с Hanna [79]
было обнаружено, что микрококки, «стрептококки» и коринебактерии доминируют в свежей печени, почках и сердце. В другом исследовании было обнаружено содержание коагулазоположительных стафилококков, колиформ и C. perfringens от 0,9 до 1,37 log10/см2, но не было обнаружено сальмонеллы [153]. Содержание аэробных бактерий и колиформ в некоторых субпродуктах представлено
в табл. 4.8.

Микробиологическая порча свежего красного мяса
Большинство исследований, связанных с порчей мяса, проводилось на говядине, поэтому большая часть обсуждений в этой главе относится к изучению говядины. Предполагается, что свинина, баранина, телятина и подобные виды мяса
портятся аналогично.
Мясо — наиболее скоропортящийся из основных продуктов питания, и некоторые причины этого приведены в табл. 4.9, которая содержит химический состав

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 4. Свежее мясо и птица

99

Таблица 4.8. Сравнительная таблица средних значений АПК и количества колиформ
на поверхности разных видов говяжьего мяса, готового к транспортировке
(анализ данных Delmore и др. [33])
Продукты
Сычуг
Сердце
Толстая кишка
Печень
Рубец
Книжка
Бычьи хвосты
Поджелудочная железа
Язык

Значение
lоg10 КОЕ/г = АПК

Значение
lоg10 КОЕ/г колиформ

5,1
4,2
4,9
4,5
5,0
6,0
4,7
4,3
5,6

3,0
2,2
3,3
2,6
2,5
2,9
2,7
2,1
2,0

мышечных тканей млекопитающих после смерти. В мясе в избытке содержатся
вещества, необходимые для роста бактерий, дрожжей и грибов, и адекватное количество этих элементов присутствует в свежем мясе в доступной форме. Общий
химический состав различных видов мяса представлен в табл. 4.10. Роды бактерий, присутствующие в свежем и испорченном мясе и птице, перечислены в
табл. 4.1. Конечно, не все роды бактерий, указанные для данного продукта, непременно всегда присутствуют в нем. Те роды, которые наиболее часто встречаются
в испорченном мясе, указаны для различных продуктов. В табл. 4.2 перечислены
роды дрожжей и грибов, наиболее часто встречающиеся в мясе и мясопродуктах.
При анализе испорченного мясопродукта находят только некоторые роды бактерий, дрожжей и плесеней из многих возможных, и в большинстве случаев один
или несколько найденных родов будут характеризовать порчу данного вида мясного продукта. Присутствие более разнообразной микробиоты в неиспорченном
мясе тогда может быть взято для представления микроорганизмов, которые присутствуют в естественной окружающей среде рассматриваемого продукта, или
контаминантов, занесенных во время обработки, упаковки и хранения.
Возникает вопрос, почему только несколько типов микроорганизмов доминируют в испорченном мясе. Здесь будет полезно обратиться к внутренним и
внешним факторам, влияющим на рост микроорганизмов-контаминаторов. Свежее мясо, например говядина, свинина или баранина, так же как и свежая птица
и морепродукты или обработанное мясо, имеют pH в пределах диапазона роста
большинства микроорганизмов, перечисленных в табл. 4.1. Питательные вещества и влажность подходят для поддержания роста всех перечисленных микроорганизмов. Хотя О/В потенциал цельномышечного мяса низкий, на поверхности
он обычно несколько выше, так что облигатные аэробы и факультативные анаэробы, так же как и облигатные анаэробы, как правило, находят условия, приемлемые для роста. В рассматриваемых продуктах антимикробные компоненты
в эффективных концентрациях не выявлены. Из внешних факторов температура
хранения имеет наибольшее значение для контроля над развитием микроорганизмов, так как эти продукты, как правило, хранятся при низких температурах.
Практически все исследования на тему порчи мяса, птицы и морепродуктов
за последние 50 лет или около того рассматривают продукты, хранящиеся при
низкой температуре.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

100

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Таблица 4.9. Химический состав мышц обычного взрослого млекопитающего
после посмертного окоченения, но до начала автолиза (%, w/w)
Вода
Белки
Миофибриллярные компоненты
Миозин, тропомиозин, X-белок
Актин
Саркоплазматические компоненты
Миоген, глобулины
Миоглобин
Гемоглобин
Митохондриальные компоненты — цитохром C
Саркоплазматический ретикулум, коллаген, эластин,
«ретикулин», нерастворимые ферменты, соединительная ткань
Жир
Растворимые небелковые вещества
Азотсодержащие
Креатин
Инозинмонофосфат
Ди- и трифосфопиридиннуклеотид
Аминокислоты
Карнозин, ансерин
Углеводные
Молочная кислота
Глюкозо-6-фосфат
Гликоген
Глюкоза
Минеральные компоненты
Общий растворимый фосфор
Калий
Натрий
Магний
Кальций
Цинк
Следы побочных продуктов гликолиза,
следы металлов, витамины, и т.д.

75,5%
18,0
7,5
2,5
5,6
0,36
0,04
ок. 0,002
2,0
3,0
3,5
0,55
0,30
0,07
0,35
0,30
0,90
0,17
0,10
0,01
0,20
0,35
0,05
0,02
0,007
0,005
ок. 0,1

Источник: с разрешения R. A. Lawrie [106]: Meat Science, copyright © 1966, Pergamon Press.

Если рассматривать грибковую порчу мяса, особенно говядины, то выяснится, что при различных условиях порчи цельномышечной говядины обнаруживаются следующие виды грибов: Thamnidium, Mucor и Rhizopus, которые образуют «нитевидные усики» на мясе, Cladosporium, образующий «черные пятна»,
Penicillium, образующий зеленую плесень, а также Sporotrichum и Chrysosporium, образующие «белые пятна». Большинство грибов не растут на мясе, если
температура хранения ниже 5 °С [116].
Среди родов дрожжей, найденных в говядине, хранящейся при температурах холодильника, можно выделить Candida и Rhodotorulla, причем наиболее
распространены в испорченном говяжьем фарше виды C. lipolytica и C. zeylanoides [89].
В отличие от порчи свежих говяжьих туш, говяжий фарш и мясо для гамбургеров портятся исключительно бактериями. Чаще всего это происходит под

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 4. Свежее мясо и птица

101

Таблица 4.10. Мясо и мясные продукты: приблизительное процентное
содержание химических веществ
Мясо
Говядина, гамбургер
Говядина измельченная
Болонская копченая колбаса
Мясо кур (бройлеров)
Сардельки
Баранина
Печень (говяжья)
Свинина полужирная
Индюшатина полужирная

Вода

Углеводы

Белки

Жир

Зола

55,0
69,0
62,4
71,2
60,0
66,3
69,7
42,0
58,3

0
0
3,6
0
2,7
0
6,0
0
0

16,0
19,5
14,8
20,2
14,2
17,1
19,7
11,9
20,1

28,0
11,0
15,9
7,2
20,5
14,8
3,2
45,0
20,2

0,8
1,0
3,3
1,1
2,7
0,9
1,4
0,6
1,0

Источник: Watt и Merrill [184].

действием микроорганизмов, относящихся к родам Pseudomonas, Alcaligenes,
Acinetobacter, Moraxella и Aeromonas. Принято считать, что наиболее важную
роль в порче мяса играют Pseudomonas и Acinetobacter-Moraxella spp., тогда как
остальные имеют меньшее значение. Два исследования [50, 51] показывают, что
Acinetobacter и Moraxella spp. не так распространены в испорченном мясе, как
считалось. В другом исследовании [143] Pseudomonas и Moraxella были обнаружены в свежих бараньих тушах, но практически не обнаруживались при развитии порчи [143].
Следует отметить, что за последние 70 лет было показано, что Pseudomonas
spp. — доминирующий вид бактерий при развитии порчи охлажденного мяса,
птицы и морепродуктов, но в результате недавних исследований в систематике
был поставлен вопрос о размещении, по крайней мере, 40 видов в 10 и более
новых родах (см. гл. 2). Как теперь установлено, род Pseudomonas относится
к гамма-подклассу Proteobacteria и включает в себя P. fluorescence, P. fragi,
типовые виды P. aeruginosa и др. Некоторые из прежних видов этого рода были
перенесены в альфа-подкласс Proteobacteria (Brevundimonas, Devosia, Spingomonas), тогда как другие (Acidovorax, Comamonas и Telluria) отнесены теперь
к бета-подклассу. Все еще необходимо установить, в каком положении находятся эти роды по отношению к микроорганизмам, ранее классифицированным как
псевдомонады. Пока эта классификация на завершена, при упоминании псевдомонад в этой и последующих главах подразумеваются все виды рода Pseudomonas, как описано в определителе бактерий Берджи издания 1986 г.
Изучение аэробных грамотрицательных бактерий, выделенных из говядины,
баранины, свинины и колбасного фарша, показало, что все из 231 полярно жгутиковых палочек были псевдомонадами, а из 110 неподвижных организмов
61 был представлен Moraxella и 49 — Acinetobacter [32]. Псевдомонады, вызывающие порчу мяса при низких температурах, как правило, не соответствуют
видам, названным в определителе бактерий Берджи.
Нумерические таксономические исследования, проведенные Shaw и Latty
[156, 157], позволили им сгруппировать большинство изолятов в 4 кластера по
способности утилизировать источники углерода. Из 787 штаммов Pseudomonas,
выделенных из мяса, было идентифицировано 89,7%. Из них 49,6% принадле-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

102

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

жат к кластеру 2, 24,9% — кластеру 1 и 11,1% — кластеру 3 [157]. Микроорганизмы в кластерах 1 и 2 не флуоресцировали, не образовывали лецитиназу и
были похожи на P. fragi; микроорганизмы в кластере 3 флуоресцировали и разжижали желатин. Штаммы P. fluorescens биотип I встречались в 3,9% случаев,
штаммы биотипа III — в 0,9% случаев и вид P. putida был представлен только
одним штаммом. Количественное соотношение кластеров на говядине, свинине
и баранине, как на свежем, так и на испорченном мясе, было одинаковое [157].
Бедренные части говяжьих туш и четвертины часто подвергаются глубокой
порче, обычно около кости, особенно крестцовой кости. Этот вид порчи часто
называют «порча мяса у кости» или «закисание». Виновники этой порчи — бактерии, большей частью относящиеся к родам Clostridium и Enterococcus.
Инкубационная температура является главным фактором того, что только
некоторые роды микроорганизмов найдены в испорченном мясе по сравнению
со свежим. В одном из исследований только 4 из 9 родов, присутствующие в говяжьем фарше, были найдены после того, как мясо подверглось ярко выраженной порче при низких температурах (в холодильнике) [93]. Как было отмечено
Ayres [5], более 80% всей микробной популяции в только что полученном говяжьем фарше составляют хромогенные бактерии, плесени, дрожжи и спорообразующие бактерии, но после порчи были найдены только короткие нехромогенные грамотрицательные палочки. Хотя некоторые бактерии, встречающиеся
в свежем мясе, могут расти на культуральных средах при низких температурах,
они, очевидно, не могут успешно конкурировать с Pseudomonas и MoraxellaAcinetobacter.
Порционированная говядина, например стейки и ростбифы, подвержена поверхностной порче, причем тип заражения — плесневое или бактериальное —
зависит от влажности. Свеженарезанное мясо, хранящееся в холодильнике с высокой влажностью, неизменно подвергается бактериальному заражению. Существенной особенностью такого заражения является поверхностная слизь, в которой могут почти всегда находится болезнетворные микроорганизмы. Относительно высокий окислительно-восстановительный потенциал, характерный
для высокой влажности, а также низкая температура благоприятствуют росту
псевдомонад. Иногда удается различить отдельные бактериальные колонии на
поверхности говяжьих кусков, особенно когда уровень контаминации низкий.
Слой слизи получается в результате соединения (слияния) поверхностных колоний и в значительной степени является причиной липкой консистенции испорченного мяса. Ayres [5] привел доказательства того, что запах может быть обнаружен, когда число бактерий достигает log107,0 и log107,5/см2 с последующим
обнаружением слизи, когда количество микроорганизмов на поверхности находится в пределах от log107,5 до log108,0/см2 (рис. 4.1). Продолжение представлено на рис. 4.2, на котором показано соотношение количества бактерий не только
на поверхности мяса птицы, но и на красном мясе и морепродуктах.
Плесневые грибы начинают доминировать при порче говядины, когда поверхность слишком сухая для развития бактерий или если мясо было обработано антибиотиками, например тетрациклином. Плесень почти никогда не встречается на мясе, если условия благоприятствуют росту бактерий. Причина этого,
по-видимому, в том, что бактерии растут быстрее, чем плесени, потребляя таким
образом весь имеющийся на поверхности кислород, который так же необходим
плесеням.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 4. Свежее мясо и птица

103

Рис. 4.1. Появление запаха и слизи на потрошеной курице (квадратики) и упакованной говядине (кружки) при температуре хранения 5 °С. Источник: Ayres [5].

В отличие от развития плесени на мясных отрубах и четвертинах, видимый
рост плесени на мясном фарше является несущественным, за исключением случаев, когда в качестве консервантов использовались антимикробные агенты или
когда нормальный рост бактерий был приостановлен длительной заморозкой.
Среди первых симптомов порчи говяжьего фарша — появление запаха с по-

Рис. 4.2. Значения общего числа жизнеспособных микроорганизмов в пищевых продуктах как
показатель порчи. (а) Микробное заражение, как правило, не обнаруживается, за исключением
чистого молока, которое может скисать в диапазоне 105–106. (б) Некоторые продукты показывают начальную стадию. Вакуумно упакованное мясо часто приобретает заметный запах и может быть испорченным. (в) Сильный запах, обычно возникающий в мясе и овощах, хранящихся на открытом воздухе. (г) Практически все продукты заметно портятся. На мясе, хранящемся
на воздухе, обычно появляется слизь. (д) На этой стадии заметны структурные изменения
в продукте.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

104

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

следующим развитием липкости, которая указывает на присутствие бактериальной слизи. Слой слизи, появляющийся на свежем мясе, птице и морепродуктах
по мере их порчи микроорганизмами, является биопленкой, которая более подробно рассматривается в гл. 22.
В порче соесодержащего мясного фарша нет никаких показателей, указывающих, что образец отличается от фарша без добавок, за исключением более
быстрого протекания процесса порчи.
Точная роль микроорганизмов, которые приводят к порче мяса, в настоящее
время не установлена, но был получен значительный прогресс. Некоторые из
ранних исследований механизма развития порчи мяса воплощены во многих методах, предложенных для ее обнаружения (см. табл. 4.11).

Механизм
Можно утверждать, что надежные методы выявления порчи мяса должны быть
основаны на установленных причине и механизме порчи. Химические методы,
перечисленные в табл. 4.11, предполагают, что, поскольку мясо подвергается
порче, некоторые годные для использования вещества потребляются, и некоторый новый продукт или продукты образуются микробиотой порчи. Доказано,
что порча мяса при низкой температуре сопровождается выработкой бесцветных соединений, таких как аммиак, H2S, индол и амины. Недостатком использования этих методов является тот факт, что не все микроорганизмы порчи одинаково способны синтезировать эти вещества. Для некоторых из этих методов
свойственно некорректное утверждение, что низкотемпературная порча сопровождается разрушением белков [9]. Все физические и прямые бактериологические методы имеют тенденцию показывать очевидное: мясо, которое явно испорчено с точки зрения органолептических характеристик (запах, вид, текстура и
вкус), действительно испорчено. Они не позволяют предсказать порчу или срок
годности, что должен в идеале делать тест на свежесть мяса.
Среди метаболических продуктов порчи мяса, изучаемых в качестве индикаторов, можно перечислить диамины, кадаверин и путресцин. Выработка этих
диаминов происходит следующим образом:
Лизин

декарбоксилаза

H2N(CH2)5NH2
кадаверин

Орнитин или аргинин

декарбоксилаза

H2N(CH2)5NH2
путресцин

Было исследовано их использование как индикаторов при определении качества вакуумно упакованной говядины при температуре хранения 1°C в течение 8 недель [46]. Содержание кадаверина увеличивалось больше, чем содержание путресцина в вакуумно упакованном мясе, а в аэробно хранившемся мясе
было обнаружено обратное. Уровень кадаверина, измеренный после инкубационного периода, был в 10 раз выше начального уровня при общем числе жизнеспособных микроорганизмов 106/см2, тогда как уровень путресцина изменился
незначительно. Таким образом, полученные данные указывают на ценность использования этих диаминов для оценки вакуумно упакованного мяса. В свежей

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 4. Свежее мясо и птица

Таблица 4.11. Некоторые из методов, предложенных для обнаружения порчи мяса,
птицы и морепродуктов
1. Химические методы.
а. Определение сероводорода.
б. Определение меркаптанов.
в. Определение некоагулирующего азота.
г. Определение ди- и триметиламинов.
д. Определение тирозиновых комплексов.
е. Определение индола и скатола.
ж. Определение аминокислот.
з. Определение летучих восстанавливающих веществ.
и. Определение аминного азота.
к. Определение биохимического потребления кислорода.
л. Определение снижения уровня нитратов.
м. Измерение общего количества азота.
н. Измерение каталазы.
о. Определение содержания креатинина.
п. Определение по восстановлению красителя.
р. Измерение гипоксантина.
с. Измерение АТФ микроорганизмов.
т. Радиометрическое измерение CO2.
у. Выработка этанола (порча рыбы).
ф. Измерение молочной кислоты.
х. Изменение цвета.
ц. Измерение скорости образования CO2.
2. Физические методы.
а. Измерение изменения pH.
б. Изменение показателя преломления мышечных соков.
в. Определение изменения электропроводимости.
г. Измерение поверхностного натяжения.
д. Измерение УФ-излучения (флуоресценции).
е. Определение поверхностных зарядов.
ж. Определение криоскопических свойств.
з. Изменение сопротивления.
и. Микрокалориметрия.
к. Измерение выхода протонов из притока протонов в бактериальные клетки.
3. Прямые бактериологические методы.
а. Определение общего числа аэробов.
б. Определение общего числа анаэробов.
в. Определение соотношения общего числа аэробов и анаэробов.
г. Определение аэробов и анаэробов при разных температурах.
д. Определение эндотоксинов грамотрицательных бактерий.
4. Физико-химические методы.
а. Определение объема экстрактивных веществ.
б. Определение водоудерживающей способности.
в. Определение вязкости.
г. Определение водосвязывающей способности мяса.
д. Определение летучих органических кислот методом масс-спектрометрии.

105

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

106

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Таблица 4.12. Рост числа микроорганизмов и концентрации диаминов
в измельченной говядине при температуре хранения 5 °С
Образец a
E

F

Время хранения
(дней)

Путресцин б
(мкг/г)

Кадаверин б
(мкг/г)

Enterobacteriaceae (log10/г)

АПК
(log10/г)

0
1
2
3
4
0
1
2
3
4

1,2
1,8
4,2
10,0
26,1
2,3
3,9
12,4
29,9
59,2

0,1
0,1
0,5
0,5
0,6
1,3
4,5
17,9
35,2
40,8

3,81
3,56
4,57
5,86
7,54
6,18
6,23
6,69
7,94
9,00

6,29
7,66
8,49
9,48
9,97
7,49
7,85
8,73
9,69
9,91

a Образцы E и F были получены из двух разных розничных партий.
б Уровни диаминов — среднее из двух измерений.

Источник: Edwards и др. [47].

говядине, свинине и баранине путресцин находится на уровне от 0,4 до 2,3 ppm и
кадаверин от 0,1 до 1,3 ppm [47, 132, 185]. Путресцин — это главный диамин,
вырабатываемый псевдомонадами, тогда как кадаверин больше вырабатывается
бактериями Enterobacteriaceae [162]. Как можно видеть по табл. 4.12, содержание путресцина увеличивается от 1,2 до 26,1 ppm в одном из образцов естественно обсемененной говядины, хранившемся при температуре 5°С в течение
4 дней; уровень кадаверина был значительно ниже. В другом образце уровень
обоих диаминов увеличивался одинаково при равных условиях. В одном исследовании показано, что кадаверин был единственным амином, который коррелировал с содержанием колиформ в говяжьем фарше [155]. Существенных изменений уровня путресцина и кадаверина не происходило, пока АПК не достигало
значения 4 ´ 10 7 , что ставит под вопрос полезность определения этих веществ
для предсказания порчи мяса [47]. Это является общей проблемой использовния
большинства, если не всех метаболитов по отдельности, потому что их образование и концентрация зависят от конкретных организмов. В одной из работ показано, что изменение уровня гистамина и тирамина в говядине и свинине было
слишком незначительным для оценки порчи мяса, но когда порча произошла,
уровень путресцина в говядине и кадаверина в свинине сильно изменился [20].
Было показано, что техника определения экстрактивных веществ (ОВЭ),
впервые описанная в 1964 г., может быть использована для определения порчи
мяса и предсказания времени хранения в холодильнике [92]. Техника основана
на определении объема водного экстракта, высвобожденного гомогенизированной говядиной при фильтрации через бумагу за определенный период времени.
По этому методу говядина хорошего органолептического и микробиологического качества высвобождает больше экстрактивных веществ по сравнению с мясом плохого качества (рис. 4.3). Одним из важных аспектов этого метода является возможность получить информацию о механизме низкотемпературной порчи
говядины.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 4. Свежее мясо и птица

107

Рис. 4.3. Результаты нескольких физико-химических тестов для говяжьего фарша, хранившегося при температуре 7 °C до появления явных признаков порчи. Стрелка показывает первый
момент появления запаха. ОВЭ (ERV) — объем выделяемого экстракта, свободная H2O — измерение водоудерживающей способности (обратная зависимость), Sw — изменение объема
мяса, h — вязкость, и log nos. — общее количество аэробов/гр.
Источник: Shelev и Jay [199], copyright © 1969, Institute of Food Technologists.

Метод ОВЭ выявляет два аспекта механизма порчи. Во-первых, низкотемпературная порча мяса происходит без значительного разрушения первичных белков, во всяком случае без их полного разрушения. Хотя этот факт был подтвержден анализом суммарного белка в образцах свежего и испорченного мяса, он
также подтверждается результатами самого метода; то есть, поскольку мясо подвергается микробной порче, ОВЭ уменьшается, а не увеличивается, как было бы
в случае полного гидролиза белков. Второй аспект порчи, выявленный при
помощи метода ОВЭ, — увеличение гидратации белков мяса в результате некоторого пока неизвестного механизма, хотя было показано, что к этому имеют отношение аминосахаридные комплексы, вырабатываемые микробиотой порчи
[160]. Так как полного разрушения белков не происходит, возникает вопрос,
откуда бактерии берут вещества, необходимые для их жизнедеятельности.
Когда свежее мясо помещают на хранение при низкой температуре, бактерии, которые могут существовать в таких условиях, начинают размножаться.
В случае свежего мяса с pH около 5,6 в нем содержится глюкоза и углеводы в количестве, достаточном для поддержания около 108 кл/см2 [71, 73]. Среди гетерогенной микробиоты свежего мяса псевдомонады быстрее всего растут и потребляют глюкозу при низкой температуре, и имеющийся на поверхности кислород
также очень важен для их роста [73]. Brochothrix termosphacta также потребляет
глюкозу и глутамат, но из-за более низкой скорости роста эти бактерии не могут
конкурировать с псевдомонадами. При достижении поверхностной популяции
значения, равного 108/см2, источник углеводов иссякает, и запах на этой стадии
еще может не проявляться, в зависимости от степени использования свободных
аминокислот. После того как все углеводы иссякнут, псевдомонады, вместе

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

108

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

с другими грамотрицательными психрофилами, такими как Moraxella, Alcaligenes, Aeromonas, Serratia и Pantoea, утилизируют свободные аминокислоты и
другие простые азотистые соединения для получения энергии. Acinetobacter
spp. утилизирует в первую очередь аминокислоты, потом лактат, и их рост замедляется при pH 5,7 и ниже. В случае с мясом птицы, преобразование глюкозы
в глюконат дает конкурентное преимущество псевдомонадам [95].
Исследуя мясной сок баранины при pH 6,0 и температуре 4 °C, одна из групп
исследователей предположила, что P. fragi доминирует благодаря их способности усваивать креатин и креатинин [40]. Различными исследователями было
установлено, что P. fluorescens более распространен на свежем мясе по сравнению с P. fragi, но со временем последний доминирует [107].
Неприятные запахи, которые обычно ассоциируются с испорченным мясом,
возникают из-за распада аминокислот и подобных соединений (сероводород образуется из серосодержащих аминокислот, NH3 — из различных аминокислот и
индол — из триптофана). Неприятный запах и вкус появляются только тогда,
когда начинают утилизироваться свободные аминокислоты (см. ниже). В случае
темного, жесткого и сухого мяса (DFD), имеющего pH 6,0 и довольно низкое содержание простых углеводов, порча осуществляется быстрее и запах может
быть обнаружен при содержании бактерий около 106/см2 [134]. В случае нормального или DFD мяса белки не подвергаются нападению бактерий до тех пор,
пока не исчерпаны более простые элементы. Например, было показано, что антигенность солерастворимых белков говядины не разрушается при обычных
условиях низкотемпературной порчи [118].
В случае порчи рыбы было показано, что отжатый рыбный сок проявляет все
очевидные признаки порчи рыбы, как это было бы, если бы исследовали целую
рыбу [110]. Этот подход можно использовать, чтобы объяснить, почему водорастворимые белки, как правило, не подвергаются атаке микроорганизмов порчи, т.к. они отсутствуют в фильтрованном отжатом соке. Это верно и для говядины и других типов мяса. Начало порчи сопровождается повышением уровня pH,
увеличением числа бактерий и повышением гидратации белков. В говяжьем
фарше уровень pH может подняться до уровня pH испорченного мяса — до значения 8,5, тогда как на начальной стадии порчи уровень pH был равен 6,5 [161].
Если начертить кривую роста бактерий порчи, то можно наблюдать типичные
фазы роста, и фаза снижения роста может быть объяснена исчерпанием усваиваемых большинством микробиоты веществ и накоплением токсичных побочных
продуктов бактериального метаболизма. Точный же механизм разрушения белков при низкой температуре исследован недостаточно. Для справки см. [91].
Daintry и др. [31] вводили слизь в нарезанные пластинами куски говядины и
инкубировали их при температуре 5 °C. Образование запаха и появление слизи
было отмечено на 7-й день при содержании микроорганизмов 2 ´ 10 9 /см2. Разрушение белков не было обнаружено ни в саркоплазматической, ни в миофибриллярной фракциях говяжьих пластин. Изменения в саркоплазматической фракции не было обнаружено даже два дня спустя, когда число бактерий достигало
1010/см2. Первые признаки распада миофибриллярных белков были выявлены при
электрофоретическом исследовании с появлением на данном этапе новых полос
и ослаблением других. Все полосы миофибриллярных белков исчезли на 11-й
день с ослаблением некоторых полос саркоплазматической фракции. При естественной контаминации говядины запах и слизь были впервые обнаружены на
12-й день, когда число бактерий достигло 4 ´ 10 8 /см2. Изменения миофибрилляр-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 4. Свежее мясо и птица

109

ных белков не были замечены до 18-го дня хранения. Используя чистые культуры
бактерий, эти исследователи показали, что псевдомонады проявляли активность
против миофибриллярных белков, тогда как другие бактерии были активны против саркоплазматических. Aeromonas spp. разрушали как миофибриллярные, так
и саркоплазматические белки. С помощью техники чистых культур показано,
что изменения белков не выявлялись вплоть до повышения числа бактерий до
3,2 ´ 10 9 /см2. Ранее Borton и др. [15] показали, что P. fragi влияют на исчезновение полос белков при их инокулировании в свиные мышцы, но показатель,
с помощью которого можно оценить минимальное необходимое для этого число бактерий, не был определен. Для более подробного рассмотрения микробиологической порчи мышечных продуктов см. обзор Ellis и Goodacre [49].

Порча свежей печени
Процессы, происходящие при порче говяжьей, свиной и бараньей печени, не так
хорошо изучены, как порча мяса. Содержание углеводов, NH3 и значение pH десяти свежих образцов бараньей печени представлены в табл. 4.13 [72]. При относительно высоком содержании углеводов и значении pH 6,41 можно ожидать
ферментативной порчи со снижением pH до уровня 6,0 и ниже. Так бы оно и
происходило, если бы печень была измельчена или мелко порезана на кусочки и
заморожена, однако в большинстве исследований рассматривается целая печень, где порча проникает от поверхности вглубь. В исследовании порчи мелко
нарезанной говяжьей печени начальное значение pH 6,3 уменьшалось до 5,9 через 7–10 дней при 5 °C, и преобладающая микробиота порчи была представлена
молочнокислыми бактериями [158]. В большинстве других исследований показано, что преобладающая микробиота порчи состояла в основном из тех же самых
типов организмов, которые являются доминирующими при порче мышечной
ткани. В свиной печени, хранившейся при 5 °С в течение 7 дней, доминировали
Pseudomonas, Alcaligenes, Escherichia, молочные стрептококки и B. thermosphacta [64]. В 5 образцах говяжьей печени, хранившихся при 2 °C в течение 14 дней,
Pseudomonas составляли от 7 до 100% всех бактерий порчи, а значение pH снижалось с 6,49 до 5,93 [82]. В другом исследовании говяжьей, свиной и бараньей
печени показано, что доминирующие микроорганизмы после 5 дней хранения
при 2 °C различались: стрептококки, дрожжи, коринебактерии и псевдомонады
были характерны для говядины; коринеформы, микрококки и стрептококки
для баранины, и стафилококки, Moraxella-Acinetobacter, стрептококки для свинины [80]. Среднее значение pH каждой третьей печени снижалось за время хранения, но не сильно. В исследовании порчи бараньей печени Gill и DeLace [72]
установлено, что поверхностная биота порчи преимущественно представлена Pseudomonas, Acinetobacter и Enterobacter, в соке целой печени выявляли
Pseudomonas и Enterobacter, тогда как Enterobacter и лактобактерии доминировали в глубине тканей. В этой работе было показано, что начальный уровень pH
упал с 6,4 до 5,7 в образцах, обработанных антибиотиками, что доказывает, что
гликолитические процессы в печени могут приводить к уменьшению значения
pH в отсутствие организмов, хотя эти образцы на самом деле содержали <104
микроорганизмов на см2. Высокий уровень глюкозы был достаточным для того,
чтобы колонии бактерий смогли вырасти до размера, различимого визуально,
прежде чем появлялся запах, что может объяснить доминирование не молочнокислых бактерий в микробиоте порчи.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

110

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Таблица 4.13. pH и концентрации гликогена, глюкозы, молочной кислоты и аммиака
в 10 образцах свежей печени
Компонент
Глюкоза
Гликоген
Молочная кислота
Аммиак
pH

Средняя концентрация и колебания
2,73 (0,68–6,33) мг/г
2,98 (0,70–5,43) мг/г
4,14 (3,42–5,87) мг/г
7,52 (6,44–8,30) мкмоль/г
6,41 (6,26–6,63)

Источник: Gill и DeLacy [72], copyright © 1982, American Society for Microbiology.

Благодаря психротрофному окислению грамотрицательные бактерии растут
более быстрыми темпами и более благоприятствуют высокому поверхностному
О/В потенциалу, чем молочнокислые грамположительные бактерии; их доминирование при порче цельной печени не является неожиданным. Более высокая
концентрация углеводов препятствует началу утилизации аминокислот и отчасти объясняет, почему pH не увеличивается при порче цельной печени так же
быстро, как в мясе. В связи с этим следует ожидать, что в измельченной печени
рост молочнокислых бактерий поддерживается за счет перераспределения поверхностной микробиоты, где молочнокислым бактериям благоприятствуют
высокое содержание углеводов и пониженный О/В потенциал на поверхности.
Это, по-видимому, аналогично поверхностной порче мясных туш, где медленно
растущие дрожжи и плесень создают условия, не благоприятствующие росту
бактерий. Грибы никогда не доминируют в свежем измельченном мясе, если не
предпринимаются специальные меры для ингибирования бактерий. Аналогично, молочнокислые бактерии не имеют значения в порче цельной печени, потому что условия способствуют более быстро растущим психротрофным грамотрицательным бактериям.

Распространение микроорганизмов в свежей птице
Число бактерий в цельной птице, как правило, ниже, чем в потрошенной. Большинство микроорганизмов в таких продуктах сосредоточено на поверхности,
поэтому количество бактерий на поверхности тушек имеет большее значение по
сравнению с их количеством во внешних слоях и внутри тканей. May [120] показал, как развиваются бактерии на поверхности мяса кур на последовательных
этапах производства. При исследовании куриных тушек, проведенном на 6 различных коммерческих фабриках, начальная обсемененность составляла в среднем 3,3/см2. После разделки кур общее число бактерий увеличилось до log103,81,
а после упаковки — до log104,08 /см2. При движении кур по конвейеру на птице
обнаруживали log104,76/см2 бактерий. Когда процедуру повторили в 5 розничных магазинах, May обнаружил, что число бактерий до потрошения птицы составляло log10 3,18 /см2 и увеличилось до log10 4,06/см2 после разделки и упаковки. Режущая головка содержала log104,68/см2 бактерий.
Campylobacter jejuni находили в продуктах из индейки реже по сравнению с
сальмонеллой. По результатам одного из исследований оплодотворенные яйца
индейки и вылупившиеся индюшата не содержали этих микроорганизмов [2].
Однако через две недели после вылупления индюшат в одном из брудерных

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 4. Свежее мясо и птица

111

птичников 76% фекальных образцов были обсеменены этими микроорганизмами. При размораживании тушек индейки, взятых из розничной и оптовой продажи, микроорганизмы не обнаруживались ни на поверхности, ни в выделенном
соке. Причиной этого, вероятно, является ошпаривание и мойка тушек [1].
При рассмотрении различных готовых продуктов из птицы полуфабрикаты из
индейки (рулеты) содержали относительно небольшое количество бактерий всех
типов (табл. 4.14). При исследовании 118 образцов готовых продуктов из бройлеров C. perfringens был найден в 2,6% [112]. Исследование куриных тушек в
Аргентине показало, что 7 из 70 содержали Yersinia spp., включая Y. enterocolitica
и Y. frederiksenii (4,3% каждого микроорганизма) и Y. intermedia (1,4%). Все выделенные Y. enterocolitica принадлежали к биогруппе 1A, серотипу 0:5 и фаготипу
X2 [56]. Энтерококки часто встречаются в продуктах из птицы. Из 227 образцов
индейки, исследованных в штате Айова в 2001–2002 гг., 226 содержали эти
организмы, причем 60% выделенных бактерий были идентифицированы как
E. faecium и 31% — E. faecalis [84]. Из 236 образцов кур 234 показали наличие
микроорганизмов, из которых 79% принадлежали E. faecium и 16% E. faecalis.
Изменения в составе кишечных бактерий на различных этапах холодильной обработки птицы были исследованы в работе Cox и др. [29], которые обнаружили, что число микроорганизмов на тушке до охлаждения составляло
log103 ,17 КОЕ/см2 для АПК и log10 2,27 КОЕ/см2 — для Enterobacteriaceae. После охлаждения количество последних снижалось больше чем количество АПК.
Вначале 85% кишечных бактерий было представлено E. coli, но после 10 дней
хранения при 4 °C их число уменьшалось до 14%, тогда как число Enterobacter
spp. увеличивалось с 6 до 88% за это же время. В другом исследовании показано,
что Micrococcus spp. был единственным, самым изобилующим, родом бактерий
на домашней птице во время ее обработки, с бульшим количеством микроорганизмов на образцах кожи с шеи, чем образцах, связанных с пером, как до, так
и после ошпарки [68]. Corynebacterium spp. в изобилии обнаруживались в пробах воздуха в этом же исследовании. При исследовании 1297 тушек бройлеров
в 1994–1995 гг. в США в 43% случаев был обнаружен Clostridium perfringens,
Staphylococcus aureus — в 64% [177]. Преобладание Arcobacter и Campylobacter
spp. в некоторых продуктах из птицы показано в табл. 4.4; сальмонелл —
в табл. 4.5, L. monocytogenes — в табл. 4.6 и E. coli — в табл. 4.7.
Дрожжи, растущие на тушках бройлеров при температуре 4 °C в течение
14 дней, были выделены и идентифицированы, при этом как минимум 7 родов
были идентифицированы как Candida, а за ними следовали Cryptococcus и Yarrowia [86].

Микробиологическая порча птицы
Многочисленные исследования бактериальной микробиоты свежей птицы показали наличие более 25 родов (табл. 4.1). Однако практически все исследователи сходились на том, что в процессе низкотемпературной порчи преобладающие бактерии принадлежали к роду Pseudomonas. При исследовании куриных
тушек показано, что из 5920 обнаруженных микроорганизмов псевдомонады составляли 30%, Acinetobacter — 22,7%, Flavobacterium — 13,9% и Corynebacterium — 12,7% с меньшим количеством дрожжей, Enterobacteriaceae и др. [104].
Из обнаруженных Pseudomonas 61,8% были флуоресцирующими на среде Кинга и 95,2% окисляли глюкозу. Ранее описание псевдомонад в птице, подвержен-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

112

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Таблица 4.14. Общее микробиологическое качество некоторых продуктов из индейки
(все логарифмы имеют основание 10)
Продукт

Количество
образцов

Полуфабрикат
рулет из индейки

6
6
6
48
48

АПК: log 3,00 / г
Колиформы: log 2,00 и менее /г
Энтерококки: log 2,00 и менее /г
Присутствие сальмонеллы
Присутствие C. perfringens

Полуфабрикаты
рулет/вырезка
из индейки

30
29
29

Свежий фарш
из индейки

Замороженный
фарш из индейки

Микробная
группа

% образцов, Ссылка
относящихся
к группе
100
67
83
4
0

126
126
126
126
126

АПК: < log 2,0 / г
Присутствие колиформ
Присутствие E. coli и сальмонеллы

20
21
0

187
187
187

74
75
75
75
75
75

АПК: log 7,00 и менее /г
Присутствие колиформ
Присутствие E. coli
Присутствие «фекальных
стрептококков»
Присутствие S. aureus
Присутствие сальмонеллы

51
99
41
95

77
77
77
77

69
28

77
77

50
50
50
50
50

АПК 32 °C: <106/г
Психротрофы: <106/г
НВЧ E. coli: <10/г
НВЧ S. aureus: <10/г
НВЧ «фекальных стрептококков»:
<10/г

54
32
80
94
54

78
78
78
78
78

Примечание: АПК — аэробный подсчет колоний; НВЧ — наиболее вероятное число.

ной порче, было сделано Barnes и Impey [11], которые показали, что количество
пигментированных псевдомонад уменьшалось с 34% до 16% с начала хранения
с появлением сильного запаха, тогда как количество непигментированных, наоборот, вырастало с 11% до 58%. Содержание Acinetobacter и других видов бактерий уменьшалось наряду с псевдомонадами. Рыба портится аналогично.
Грибы имеют меньшее значение при порче птицы, за исключением случаев
применения антибиотиков для подавления роста бактерий. Если применяются
антибиотики, то плесень в процессе порчи начинает доминировать. Наиболее
важные дрожжи, найденные в птице, относятся к родам Candida, Rhodotorula,
Debaryomyces и Yarrowia (табл. 4.2). Существенная особенность порчи птицы —
это появление слизи на поверхности тушки или на разделанных кусках. Внутренняя полость тушки часто является источником кислого запаха. Особенно это
актуально для птицы нью-йоркской разделки, при которой внутренности оставляются внутри. Причиной ее являются все упомянутые виды бактерий в дополнение к энтерококкам.
При исследовании дрожжей на свежих и испорченных тушках птицы в
Южной Африке Candida и Debaryomyces spp. были двумя доминирующими

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 4. Свежее мясо и птица

113

родами дрожжей как на свежих, так и на испорченных тушках, тогда как Rhodotorula не была обнаружена на испорченных тушках [180]. Trichosporon spp. отсутствовали на свежих тушках, но были обнаружены в 5% испорченных, тогда
как 3% свежих и 11% испорченных содержали Yarrowia. Два наиболее распространенных вида, которые обнаруживали на свежей и испорченной продукции, — это Candida zelanoides и Debaryomyces hansenii [180].
S. putrefaciens хорошо растет при 5°C и выделяет сильный запах через 7 дней
при росте на мышечной ткани птицы [124]. Среди бактерий, составляющих биоту
свежей птицы и выделяющих ароматические вещества, есть микроорганизмы,
продуцирующие сильный аромат [122]. Исследование показало, что куриная
грудка портится по-другому, чем куриная ножка, потому что последняя имеет более высокий рН. При хранении куриных ножек при 2°С в течение 16 дней 79%
микробиоты состоит из псевдомонад, 17% — из Acinetobacter-Moraxella и 4% —
S. putrefaciens [123]. Все выделенные в последнем случае культуры продуцируют
сульфидоподобные ароматические вещества, H2S, метилмеркаптан и диметилсульфид. Они не имели значения при порче куриных грудок.
Когда птица нью-йоркской разделки подвергается порче, микроорганизмы
проникают через стенки кишечника и попадают во внутренние ткани полости
тушки. Состояние мяса птицы, связанное с такой порчей, известно как порча
внутренностей.
Когда мясо птицы подвержено порче, запах появляется в основном до ослизнения, с образованием колоний, которые обнаруживаются, когда значение log10
ед./см2 равно приблизительно 7,2–8,0. Ослизнение обычно появляется вскоре после появления запаха с количеством микроорганизмов около 8,0 log10 единиц на
ед./см2 [6]. Общее значение АПК на слизистой поверхности редко бывает выше
9,5 log10. Благодаря тому что первичный рост приурочен к поверхности мяса птицы, ткани под кожей остаются свободными от микроорганизмов некоторое время.
Постепенно, однако, бактерии проникают глубоко в мышечную ткань, вызывая
повышение гидратации мышечных белков, как в говядине. Играет ли автолиз
важную роль в развитии порчи во внутренних тканях птицы, неизвестно.
Основные причины того, что порча птицы существенно ограничивается поверхностями, следующие. Внутренние ткани птицы, как правило, стерильны
или содержат небольшое количество микроорганизмов, которые не растут при
низких температурах. Микробиота порчи ограничивается поверхностью и локализуется там, куда она попала с водой во время обработки и разделки. Поверхность свежего мяса птицы при сохранении влажности может стать местом обитания аэробных бактерий, таких как псевдомонады. Эти микроорганизмы хорошо растут на поверхности, где они образуют колонии, которые впоследствии
покрывают всю площадь, и вызывают ослизнение (биопленку), которое характеризует испорченную птицу. May и др. [121] показали, что кожа птицы является лучшим местом роста и размножения микробиоты порчи, чем мышечная
ткань. В начальной стадии порчи поверхность мяса птицы часто флуоресцирует
в ультрафиолетовом свете из-за большого количества флуоресцирующих псевдомонад. Бактерии, вызывающие порчу мяса птицы, можно наблюдать в виде
слизи на поверхности или можно приготовить мазок на предметном стекле.
Окраска по Граму не дает возможности различить перечисленные микроорганизмы. Для определения микробной активности на поверхности мяса птицы может быть использован тетразолий (2,3,5-трифенилтетразолиумхлорид). Потро-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

114

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

шеные тушки опрыскивают этим веществом, при этом в областях высокой микробной активности развивается красная окраска. Эти области главным образом
включают в себя поверхности разреза мышц, а также другие поврежденные области, в т.ч. волосяные сумки [140]. Когда со свежих тушек снимают кожу,
мышцы ножек более подвержены микробной порче, чем грудные мышцы, вследствие того что у первых значение рН, как правило, находится в пределах
6,3–6,6, а у последних — в более низких пределах, т. е. 5,7–5,9.
Низкие температуры способствуют развитию псевдомонад. Когда порча мяса птицы происходит при 1°С, эти микроорганизмы доминируют, а при температуре 10 и 15 °С преобладают кишечные и другие бактерии [12]. Дополнительную информацию по порче птицы можно найти в гл. 28. Порча птицы и других
видов мяса в условиях вакуумной упаковки и в модифицированной атмосфере
описана в гл. 14.

Санитарная чистка и мойка туш
Непосредственно перед убоем животные покрыты пылью, грязью и фекальными массами. Обнаружение микроорганизмов на тушах убойных животных из
этого источника неизбежно, причем большинство из них непатогенные, хотя
могут встречаться и патогенные бактерии. С целью снижения количества и разнообразия микробиоты на разделанных тушах и готовых изделиях появилось
множество методов:
1) зачистка — обрезка остатков кожи и поверхностных тканей;
2) мойка — использование воды различной температуры, подающейся под давлением;
3) органические кислоты — добавление в воду уксусной, лимонной или молочной кислот в концентрации от 2 до 5%;
4) другие химикаты — добавление в воду перекиси водорода, диоксида хлора
или хлоргексидина;
5) паровакуумная обработка — обработка паром в течение 5–10 с при 80 °С или
выше как последний этап в обработке туш;
6) комбинированный — применение двух или более описанных выше методов.

Литература
1. Acuff, G.R., С. Vanderzant, M.O. Hanna, J.G. Ehlers, F.A. Golan, and F.A. Gardner. 1986. Prevalence
of Campylobacter jejuni in turkey carcass processing and further processing of turkey products. J. Food
Protect. 49:712–717.
2. Acuff, G.R., C. Vanderzant, F.A. Gardner, and F.A. Golan. 1982. Examination of turkey eggs, poults, and
brooder house facilities for Campylobacter jejuni. J. Food Protect. 45:1279–1281.
3. Antoniollo, P.G., F. da Silva Bandeira, M.M. Jantzen, E.H. Duval, and W.P. da Silva. 2003. Prevalence
of Listeria spp. in feces and carcasses of a lamb packing plant in Brazil. J. Food Protect. 66:328–330.
4. Atabay, H.I., J.E.L. Corry, and S.L.W. On. 1998. Diversity and prevalence of Arcobacter spp. in broiler
chickens. J. Appl. Microbiol. 84:1007–1016.
5. Ayres, J.C. 1960. The relationship of organisms of the genus Pseudomonas to the spoilage of meat, poultry
and eggs. J. Appl. Bacterial. 23:471–486.
6. Ayres, J.C, W.S. Ogilvy, and G.F. Stewart. 1950. Post mortem changes in stored meats. I. Microorganisms
associated with development of slime on eviscerated cut-up poultry. Food Technol. 4:199–205.
7. Baek, S.-Y., S.-Y. Lim, D.-H. Lee, K.-H. Min, and C.-M. Kim. 2000. Incidence and characterization
of Listeria monocytogenes from domestic and imported foods in Korea. J. Food Protect. 63:186–189.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 4. Свежее мясо и птица

115

8. Bailey, J.S., N.A. Cox, S.E. Craven, and D.E. Cosby. 2002. Serotype tracking of Salmonella through integrated broiler chicken operations. J. Food Protect. 65:742–745.
9. Barbe, C.D., R.W. Mandigo, and R.L. Henrickson. 1966. Bacterial flora associated with rapid- processed
ham. J. Food Sci. 31:988–993.
10. Barber, D.A., P.B. Bahnson, R. Isaacson, C.J. Jones, and R.M. Weigei. 2002. Distribution of Salmonella
in swine production ecosystems. J. Food Protect. 65:1861–1868.
11. Barnes, E.M., and C.S. Impey. 1968. Psychrophilic spoilage bacteria of poultry. J. Appl. Bacteriol. 31:97–107.
12. Barnes, E.M., and M.J. Thornley. 1966. The spoilage flora of eviscerated chickens stored at different
temperatures. J. Food Technol. 1:113–119.
13. Bauer, F.T, J.A. Carpenter, and J.O. Reagan. 1981. Prevalence of Clostridium perfringens in pork during
processing. J. Food Protect. 44:279–283.
14. Bell, W.N., and L.A. Shelef. 1978. Availability and microbial stability of retail beef-soy blends. J. Food Sci.
43:315–318, 333.
15. Borton, R.J., J. Bratzler, and J.F. Price. 1970. Effects of four species of bacteria on porcine muscle. 2. Electrophoretic patterns of extracts of salt-soluble protein. J. Food Sci. 35:783–786.
16. Brooks, H.J.L., B.D. Mollison, K.A. Bettelheim, K. Matejka, K.A. Patterson, and V.K. Ward. 2001.
Occurrence and virulence factors of non-0157 Shiga toxin-producing Escherichia coli in retail meat in
Dunedin, New Zealand. Lett. Appl. Microbiol. 32:118–122.
17. Brown, M.H., C.O. Gill, J. Hollingsworth, R. Nickelson, II, S. Seward, J.J. Sheridan, T. Stevenson,
J.L. Sumner, D.M. Theno, W.R. Usborne, and D. Zink. 2000. The role of microbiological testing in systems
for assuring the safety of beef. Int. J. Food Microbiol. 62:7–16.
18. Bryan, F.L., J.C. Ayres, and A.A. Kraft. 1968. Salmonellae associated with further-processed turkey products.
Appl. Microbiol. 16:1–9.
19. Byrne, С.М., I. Erol, J.E. Call, C.W. Kasper, D.R. Buege, C.J. Hiemke, P.J. Fedorka-Cray, A.K. Benson, F.M.
Wallace, and J.B. Luchansky. 2003. Characterization of Escherichia coli 0157:H7 from downer and healthy
dairy cattle in the upper midwest region of the United States. Appl. Environ. Microbiol. 69: 4683–4688.
20. Byun, J.-S., J.S. Min, I.S. Kim, J.-W. Kim, M.-S. Chung, and M. Lee. 2003. Comparison of indicators
of microbial quality of meat during aerobic cold storage. J. Food Protect. 66:1733–1737.
21. Carl, K.E. 1975. Oregon’s experience with microbial standards for meat. J. Milk Food Technol. 38:483–486.
22. Carramiсana, J.J., J. Vangьella, D. Blanco, С. Rota, A.I. Agustin, A. Ariсo, and A. Herrera. 1997. Salmonella
incidence and distribution of serotypes throughout processing in a Spanish poultry slaughterhouse. J. Food
Protect. 60:1312–1317.
23. Castillo, A.L., M. Lucia, K.J. Goodson, J.W. Savell, and G.R. Acuff. 1998. Comparison of water wash,
trimming, and combined hot water and lactic acid treatments for reducing bacteria of fecal origin on beef
carcasses. J. Food Protect. 61:823–828.
24. Castillo, A., L.M. Lucia, D.B. Roberson, Т.Н. Stevenson, L. Mercado, and G.R. Acuff. 2001. Lactic acid
sprays reduce bacterial pathogens on cold beef carcass surfaces and in subsequently produced ground beef.
J. Food Protect. 64:58–62.
25. Ceylan, E., and D.Y.C. Fung. 2000. Destruction of Yersinia enterocolitica by Lactobacillus sake and
Pediococcus acidi-lactici during low-temperature fermentation of Turkish dry sausage (sucuk). J. Food Sci.
65:876–879.
26. Chang, Y.H. 2000. Prevalence of Salmonella spp. in poultry broilers and shell eggs in Korea. J. Food Protect.
63:655–658.
27. Chapman, P.A., A.T.C. Malo, M. Ellin, R. Ashton, and M.A. Harkin. 2001. Escherichia coli 0157:H7 in cattle
and sheep at slaughter, on beef and lamb carcasses and in raw beef and lamb products in South Yorkshire, UK.
Int. J. Food Microbiol. 64:139–150.
28. Cox, N.A., S.M. Russell, and J.S. Bailey. 1998. The microbiology of stored poultry. In The Microbiology
of Meat and Poultry, ed. A. Davies and R. Board, 266–287. New York: Kluwer Academic Publishers, Inc.
29. Cox, N.A., A.J. Mercuri, and J.E. Thompson. 1975. Enterobacteriaceae at various stages of poultry chilling.
J. Food Sci. 40:44–46.
30. Craven, S.E., and A.J. Mercuri. 1977. Total aerobic and coliform counts in beef-soy and chicken-soy patties
during refrigerated storage. J. Food Protect. 40:112–115.
31. Dainty, R.H., B.G. Shaw, K.A. DeBoer, and E.S.J. Scheps. 1975. Protein changes caused by bacterial growth
on beef. J. Appl. Bacterial. 39:73–81.
32. Davidson, С.М., M.J. Dowdell, and R.G. Board. 1973. Properties of Gram negative aerobes isolated from
meats. J. Food Sci. 38:303–305.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

116

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

33. Delmore, R.J., J.N. Sofos, K.E. Belk, W.R. Lloyd, G.L. Bellinger, G.R. Schmidt, and G.C. Smith. 1999. Good
manufacturing practices for improving the microbiological quality of beef variety meats. Dairy Fd. Environ.
Sanit. 19:742–752.
34. Dillon, V.M., and R.G. Board. 1991. Yeasts associated with red meats. J. Appl. Bacteriol. 71:93–108.
35. Dillon, V.M. 1998. Yeasts and moulds associated with meat and meat products. In The Microbiology of Meat
and Poultry, ed. A. Davies and R. Board, 85–117. New York: Kluwer Academic Publishers, Inc.
36. Dodd, C.C., M.W. Sanderson, J.M. Sargeant, T.G. Nagaraja, R.D. Oberst, R.A. Smith, and D.D. Griffin.
2003. Prevalence of Escherichia coli 0157 in cattle feeds in midwestern feedlots. Appl. Environ. Microbiol.
69:5243–5247.
37. Dorsa, W.J., E.N. Cutter, and G.R. Siragusa. 1996. Evaluation of six sampling methods for recovery of bacteria from beef carcass surfaces. Lett. Appl. Microbiol. 22:39–41.
38. Doyle, M.P., M.B. Hugdahl, and S.L. Taylor. 1981. Isolation of virulent Yersinia enterocolitica from porcine
tongues. Appl. Environ. Microbiol. 42:661–666.
39. Draughon, F.A. 1980. Effect of plant-derived extenders on microbiological stability of foods. Food Technol.
34:69–74.
40. Drosinos, E.H., and R.G. Board. 1994. Metabolic activities of pseudomonads in batch cultures in extract
of minced lamb. J. Appl. Bacteriol. 77:613–620.
41. Duffy, E.A., K.E. Belk, J.N. Sofos, G.R. Bellinger, A. Pape, and G.C. Smith. 2001. Extent of microbial
contamination in United States pork retail products. J. Food. Protect. 64:172–178.
42. Defrenne, J., W. Ritmeester, E. Delfgou-van Asch, F. van Leusden, and R. de Jonge. 2001. Quantification
of the contamination of chicken and chicken products in the Netherlands with Salmonella and Campylobacter.
J. Food Protect. 64:538–541.
43. Duitschaever, C.L., D.H. Bullock, and D.R. Arnott. 1977. Bacteriological evaluation of retail ground beef,
frozen beef patties, and cooked hamburger. J. Food Protect. 40:378–381.
44. Duitschaever, C.L. 1977. Incidence of Salmonella in retailed raws cut-up chicken. J. Food Protect. 40:191–192.
45. Dutson, T.R., G.C. Smith, and Z.L. Carpenter. 1980. Lysosomal enzyme distribution in electrically stimulated
ovine muscle. J. Food Sci. 45:1097–1098.
46. Edwards, R.A., R.H. Dainty, and C.M. Hibbard. 1985. Putrescine and cadaverine formation in vacuum packed
beef. J. Appl. Bacteriol. 58:13–19.
47. Edwards, R.A., R.H. Dainty, and C.M. Hibbard. 1983. The relationship of bacterial numbers, and types
of diamine concentration in fresh and aerobically stored beef, pork and lamb. J. Food Technol. 18:777–788.
48. Eggenberger-Solarzano, L.S.E. Niebuhr, G.R. Acuff, and J.S. Dickson. 2002. Hot water and organic acid
interventions to control microbiological contamination on hog carcasses during processing. J. Food Protect.
65:1248–1252.
49. Ellis, D.I., and R. Goodacre. 2001. Rapid and quantitative detection of the microbial spoilage of muscle foods:
current status and future trends. Trends Fd. Sci. Technol. 12:414–424.
50. Eribo, B.E., and J.M. Jay. 1985. Incidence of Acinetobacter spp. and other Gram-negative oxidase-negative
bacteria in fresh and spoiled ground beef. Appl. Environ. Microbiol. 49:256–257.
51. Eribo, B.E., S.D. Lall, and J.M. Jay. 1985. Incidence of Moraxella and other Gram-negative, oxidase- positive
bacteria in fresh and spoiled ground beef. Food Microbiol. 2:237–240.
52. Fernandes, C.F., G.J. Flick, J. Cohen, and T.B. Thomas. 1998. Role of organic acids during processing
to improve quality of channel catfish fillets. J. Food Protect. 61:495–498.
53. Field, R.A. 1976. Mechanically deboned red meat. Food Technol. 30:38–48.
54. Field, R.A. 1981. Mechanically deboned red meat. Adv. Food Res. 27:23–107.
55. Field, R.A., and M.L. Riley. 1974. Characteristics of meat from mechanically deboned lamb breasts. J. Food
Sci. 39:851–852.
56. Floccari, M.E., M.M. Carranza, and J.L. Parada. 2000. Yersinia enterocolitica biogroup 1A, serotype 0:5
in chicken carcasses. J. Food Protect. 63:1591–1593.
57. Frediksson-Ahomaa, M., S. Hielm, and H. Korkeala. 1999. High prevalence of yadA-positive Yersinia
enterocolitica on pig tongues and minced meat at the retail level in Finland. J. Food Protect. 62:123–127.
58. Froning, G.W. 1981. Mechanical deboning of poultry and fish. Adv. Food Res. 27:109–147.
59. Fung, D.Y.C., C.L. Kastner, M.C. Hunt, M.E. Dikeman, and D.H. Kropf. 1980. Mesophilic and psychrotrophic bacterial populations on hot-boned and conventionally processed beef. J. Food Protect. 43:
547–550.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 4. Свежее мясо и птица

117

60. Fung, D.Y.C., C.L. Kastner, C.-Y. Lee, M.C. Hunt, M.E. Dikeman, and D.H. Kropf. 1981. Initial chilling rate
effects of bacterial growth on hot-boned beef. J. Food Protect. 44:539–544.
61. Funk, J.A., H.F. Troutt, R.E. Isaacson, and C.P. Fossler. 1998. Prevalence of pathogenic Yersinia enterocolitica in groups of swine at slaughter. J. Food Protect. 61:677–682.
62. Fuzihara, Т.О., S.A. Fermandes, and B.D.G.M. Franco. 2000. Prevalence and dissemination of Salmonella
serotypes along the slaughtering process in Brazilian small poultry slaughterhouses. J. Food Protect.
63:1749–1753.
63. Gamble, H.R., M.B. Solomon, and J.B. Long. 1998. Effects of hydrodynamic pressure on the viability of Trichinella spiralis in pork. J. Food Protect. 61:637–639.
64. Gardner, G.A. 1971. A note on the aerobic microflora of fresh and frozen porcine liver stored at 5°C. J. Food
Technol. 6:225–231.
65. Gashe, B.A., and S. Mpuchane. 2000. Prevalence of salmonellae on beef products at butcheries and their
antibiotic resistance profiles. J. Food Sci. 65:880–883.
66. Genigeorgis, C.A., P. Oanca, and D. Dutulescu. 1990. Prevalence of Listeria spp. in turkey meat at the
supermarket and slaughterhouse level. J. Food Protect. 53:288.
67. Genigeorgis, C.A., D. Dutulescu, and J.F. Garayzabal. 1989. Prevalence of Listeria spp. in poultry meat at the
supermarket and slaughter level. J. Food Protect. 53:282–288.
68. Geornaras, I., A.E. de Jesus, and A. von Holy. 1998. Bacterial populations associated with the dirty area
of a South African poultry abattoir. J. Food Protect. 61:700–703.
69. Getty, K.J.K., R.K. Phebus, J.L. Marsden, J.R. Schwenke, and C.J. Kastner. 1999. Control of Escherichia coli
0157:H7 in large (115 mm) and intermediate (90 mm) diameter Lebanon-style bologna. J. Food Sci.
64:1100–1107.
70. Gill, C.O., J.C. McGinnis, and J. Bryant. 2001. Contamination of beef chucks with Escherichia coli during
carcass breaking. J. Food Protect. 64:1824–1827.
71. Gill, C.O. 1976. Substrate limitation of bacterial growth at meat surfaces. J. Appl. Bacteriol. 41:401–410.
72. Gill, C.O., and K.M. DeLacy. 1982. Microbial spoilage of whole sheep livers. Appl. Environ. Microbiol.
43:1262–1266.
73. Gill, C.O., and K.G. Newton. 1977. The development of aerobic spoilage flora on meat stored at chill
temperatures. J. Appl. Bacteriol. 43:189–195.
74. Goepfert, J.M. 1977. Aerobic plate count and Escherichia coli determination on frozen ground-beef patties.
Appl. Environ. Microbiol. 34:458–460.
75. Golla, S.C., E.A. Murano, L.G. Johnson, N.C. Tipton, E.A. Currengton, and J.W. Savell. 2002. Determination
of the occurrence of Arcobacter butzleri in beef and dairy cattle from Texas by various isolation methods.
J. Food Protect. 65:1849–1853.
76. Greenberg, R.A., R.B. Tompkin, B.O. Bladel, R.S. Kittaka, and A. Anellis. 1966. Incidence of mesophilic
Clostridium spores in raw pork, beef, and chicken in processing plants in the United States and Canada. Appl.
Microbiol. 14:789–793.
77. Guthertz, L.S., J.T. Fruin, R.L. Okoluk, and J.L. Fowler. 1977. Microbial quality of frozen comminuted
turkey meat. J. Food Sci. 42:1344–1347.
78. Guthertz, L.S., J.T. Fruin, D. Spicer, and J.L. Fowler. 1976. Microbiology of fresh comminuted turkey meat.
J. Milk Food Technol. 39:823–829.
79. Hanna, M.O., G.C. Smith, J.W. Savell, F.K. McKeith, and С. Vanderzant. 1982. Microbial flora of livers, kidneys and hearts from beef, pork and lamb: Effects of refrigeration, freezing and thawing. J. Food Protect.
45:63–73.
80. Hanna, M.O., G.C. Smith, J.W. Savell, F.K. McKeith, and С. Vanderzant. 1982. Effects of packaging
methods on the microbial flora of livers and kidneys from beef or pork. J. Food Protect. 45:74–81.
81. Hanna, M.O., G.C. Smith, J.W. Savell, F.K. McKeith, and С. Vanderzant. 1982. Effects of packaging
methods on the microbial flora of livers and kidneys from beef or pork. J. Food Protect. 45:74–81.
82. Harmon, M.C., B. Swaminathan, and J.C. Forrest. 1984. Isolation of Yersinia enterocolitica and related
species from porcine samples obtained from an abattoir. J. Appl. Bacteriol. 56:421–427.
83. Harrison, M.A., F.A. Draughton, and C.C. Melton. 1983. Inhibition of spoilage bacteria by acidification
of soy extended ground beef. J. Food Sci. 48:825–828.
84. Hayes, J.R., L.L. English, P.J. Carter, T. Proescholdt, K.Y. Lee, D.D. Wagner, and D.G. White. 2003.
Prevalence and antimicrobial resistance of Enterococcus species isolated from retail meats. Appl. Environ.
Microbiol. 69:7153–7160.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

118

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

85. Heredia, N., S. Garcia, G. Rojas, and L. Salazar. 2001. Microbiological condition of ground meat retailed
in Monterrey, Mexico. J. Food Protect. 64:1249–1251.
86. Hinton, A. Jr., J.A. Cason, and K.D. Ingram. 2002. Enumeration and identification of yeasts associated with
commercial poultry processing and spoilage of refrigerated broiler carcasses. J. Food. Protect. 65:993–998.
87. Holzapfel, W.H. 1998. The Gram-positive bacteria associated with meat and meat products. In The Microbiology of Meat and Poultry, ed. A. Davies and R. Board, 35–84. New York: Kluwer Academic Publishers.
88. Houf, K., L. De Zutter, J. Van Hoof, and P. Vandamme. 2002. Occurrence and distribution of Arcobacter
species in poultry processing. J. Food Protect. 65:1233–1239.
89. Hsieh, D.Y., and J.M. Jay. 1984. Characterization and identification of yeasts from fresh and spoiled ground
beef. Int. J. Food Microbiol. 1:141–147.
90. Ingram, M., and R.H. Dainty. 1971. Changes caused by microbes in spoilage of meats. J. Appl. Bacteriol.
34:21–39.
91. Jay, J.M., and L.A. Shelef. 1991. The effect of psychrotrophic bacteria on refrigerated meats. In Biodeterioration and Biodegradation, 8th ed., ed. H.W. Rossmoore, 147–159. London: Elsevier Applied Sciences.
92. Jay, J.M. 1964. Beef microbial quality determined by extract-release volume (ERV). Food Technol.
18:1637–1641.
93. Jay, J.M. 1967. Nature, characteristics, and proteolytic properties of beef spoilage bacteria at low and high
temperatures. Appl. Microbiol. 15:943–944.
94. Jay, J.M. 1987. Meats, poultry, and seafoods. In Food and Beverage Mycology, 2nd ed., ed. L.R. Beuchat,
chap. 5. New York: Kluwer Academic Publishers.
95. Kakouri, A., and G.J.E. Nychas. 1994. Storage of poultry meat under modified atmospheres or vacuum
packs: Possible role of microbial metabolites as indicator of spoilage. J. Appl. Bacteriol. 76:163–172.
96. Kastner, C.L., L.O. Leudecke, and T.S. Russell. 1976. A comparison of microbial counts on conventionally
and hot-boned carcasses. J. Milk Food Technol. 39:684–685.
97. Keeton, J.T., and C.C. Melton. 1978. Factors associated with microbial growth in ground beef extended with
varying levels of textured soy protein. J. Food Sci. 43:1125–1129.
98. Kobayashi, H., A. Miura, H. Hayashi, T. Ogawa, T. Endo, E. Hata, M. Eguchi, and K. Yamamoto. 2003.
Prevalence and characteristics of eаe-positive Escherichia coli from healthy cattle in Japan. Appl. Environ.
Microbiol. 69:5690–5692.
99. Korsak, N., G. Daube, Y. Ghafir, A. Chahed, S. Jolly, and H. Vindevogel. 1998. An efficient sampling
technique used to detect four foodborne pathogens on pork and beef carcasses in nine Belgian abattoirs.
J. Food Protect. 61:535–541.
100. Kotula, A.W. 1981. Microbiology of hot-boned and electrostimulated meat. J. Food Protect. 44:545–549.
101. Kotula, A.W., and B.S. Emswiler-Rose. 1981. Bacteriological quality of hot-boned primal cuts from electrically stimulated beef carcasses. J. Food Sci. 46:471–474.
102. Kramer, J.M., J.A. Frost, F.J. Bolton, and D.R.A. Wareing. 2000. Campylobacter contamination of raw meat
and poultry at retail sale: Identification of multiple types and comparison with isolates from human infection.
J. Food Protect. 63:1654–1659.
103. Ladiges, W.C., J.F. Foster, and W.M. Ganz. 1974. Incidence and viability of Clostridium perfringens
in ground beef. J. Milk Food Technol. 37:622–623.
104. Lahellec, С., С. Meurier, and G. Benjamin. 1975. A study of 5,920 strains of psychrotrophic bacteria
isolated from chickens. J. Appl. Bacteriol. 38:89–97.
105. Lammerding, A.M., M.W. Garcia, E.D. Mann, Y. Robinson, W.J. Dorward, R.B. Truscott, and F. Tittiger.
1988. Prevalence of Salmonella and thermophilic Campylobacters in fresh pork, beef, veal and poultry in Canada. J. Food Protect. 51:47–52.
106. Lawrie, R.A. 1966. Meat Science. New York: Pergamon Press.
107. Lebert, I., C. Begot, and A. Lebert. 1998. Growth of Pseudomonas fluorescens and Pseudomonas fragi in
a meat medium as affected by pH (5.8–7.0), water activity (0.97–1.00) and temperature (7–25°C). Int.
J. Food Microbiol. 39:53–60.
108. Lee, C.Y., D.Y.C. Fung, and E.L. Kastner. 1982. Computer-assisted identification of bacteria on hot-boned
and conventionally processed beef. J. Food Sci. 47:363–367, 373.
109. Lepovetsky, B.C., H.H. Weiser, and F.E. Deatherage. 1953. A microbiological study of lymph nodes, bone
marrow and muscle tissue obtained from slaughtered cattle. Appl. Microbiol. 1:57–59.
110. Lerke, P., R. Adams, and L. Farber. 1963. Bacteriology of spoilage of fish muscle. I. Sterile press juice
as a suitable experimental medium. Appl. Microbiol. 11:458–4162.
111. Letellier, A., S. Messier, and S. Quessay. 1999. Prevalence of Salmonella spp. and Yersinia enterocolitica
in finishing swine at Canadian abattoirs. J. Food Protect. 62:22–25.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 4. Свежее мясо и птица

119

112. Lillard, H.S. 1971. Occurrence of Clostridium perfringens in broiler processing and further processing
operations. J. Food Sci. 36:1008–1010.
113. Lin, C.K., W.H. Kennick, W.E. Sandine, and M. Koohmaraie. 1984. Effect of electrical stimulation on meat
microflora: Observations on agar media, in suspensions and on beef carcasses. J. Food Protect. 47:279–283.
114. Lin, H.-S., D.G. Topel, and H.W. Walker. 1979. Influence of prerigor and postrigor muscle on the bacteriological and quality characteristics of pork sausage. J. Food Sci. 44:1055–1057.
115. Logue, С.М., J.S. Sherwood, L.M. Elijah, P.A. Olah, and M.R. Dockter. 2003. The incidence of Campylobacter spp. on processed turkey from processing plants in the midwestern United States. J. Appl. Microbiol.
95:234–241.
116. Lowry, P.D., and C.O. Gill. 1984. Temperature and water activity minima for growth of spoilage moulds
from meat. J. Appl. Bacteriol. 56:193–199.
117. Manke, T.R., I.V. Wesley, J.S. Dickson, and K.M. Harmon. 1998. Prevalence and genetic variability
of Arcobacter species in mechanically separated turkey. J. Food Protect. 61:1623–1628.
118. Margitic, S., and J.M. Jay. 1970. Antigenicity of salt-soluble beef muscle proteins held from freshness
to spoilage at low temperatures. J. Food Sci. 35:252–255.
119. Mattick, K.L., R.A. Bailey, F. Jorgensen, and T.J. Humphrey. 2002. The prevalence and number of Salmonella in sausages and their destruction by frying, grilling or barbecuing. J. Appl. Microbiol. 93:541–547.
120. May, K.N. 1962. Bacterial contamination during cutting and packaging chicken in processing plants
and retail stores. Food Technol. 16:89–91.
121. May, K.N., J.D. Irby, and J.L. Carmon. 1961. Shelf life and bacterial counts of excised poultry tissue. Food
Technol. 16:66–68.
122. McMeekin, T.A. 1975. Spoilage association of chicken breast muscle. Appl. Microbiol. 29:44–47.
123. McMeekin, T.A. 1977. Spoilage association of chicken leg muscle. Appl. Microbiol. 33:1244–1246.
124. McMeekin, T.A., and J.T. Patterson. 1975. Characterization of hydrogen sulfide-producing bacteria isolated
from meat and poultry plants. Appl. Microbiol. 29:165–169.
125. McMillin, D.J., J.G. Sebranek, and A.A. Kraft. 1981. Microbial quality of hot-processed frozen ground beef
patties processed after various holding times. J. Food Sci. 46:488–490.
126. Mercuri, A.J., G.J. Banwart, J.A. Kinner, and A.R. Sessoms. 1970. Bacteriological examination of commercial precooked Eastern-type turkey rolls. Appl. Microbiol. 19:768– 771.
127. Miettinen, M.K., I. Palmu, K.J. Bjorkroth, and H. Korkeala. 2001. Prevalence of Listeria monocytogenes in
broilers at the abattoir, processing plant, and retail level. J. Food Protect. 64:994–999.
128. Miwa, N., T. Nishina, S. Kubo, M. Atsumi, and H. Honda. 1998. Amount of enterotoxogenic Clostridium
perfringens in meat detected by nested PCR. Int. J. Food Microbiol. 42:195–200.
129. Moore, J.E., and R.H. Madden. 1998. Occurrence of thermophilic Campylobacter spp. in porcine liver
in Northern Ireland. J. Food Protect. 61:409.
130. Moore, J.E., T.S. Wilson, D.R.A. Wareing, T.J. Humphrey, and P.G. Murphy. 2002. Prevalence of thermophilic Campylobacter spp. in ready-to-eat foods and raw poultry in Northern Ireland. J. Food Protect.
65:1326–1328.
131. Murthy, T.R.K. 1984. Relative numbers of coliforms, Enterobacteriaceae (by two methods), and total
aerobic bacteria counts as determined from minced goat meat. J. Food Protect. 47:142–144.
132. Nakamura, M., Y. Wada, H. Sawaya, and T. Kawabata. 1979. Polyamine content in fresh and processed
pork. J. Food Sci. 44:515–517.
133. Nakazawa, H., H. Hayashidani, J. Higashi. K.-I. Kaneko, T. Takahashi, and M. Ogawa. 1998. Occurrence
of Erysipelothrix spp. in broiler chickens at an abattoir. J. Food Protect. 61:907– 909.
134. Newton, K.G., and C.O. Gill. 1978. Storage quality of dark, firm, dry meat. Appl. Environ. Microbiol.
36:375–376.
135. Ockerman, H.W., and J. Szczawinski. 1983. Effect of electrical stimulation on the microflora of meat.
J. Food Sci. 48:1004–1005, 1007.
136. Ohlendorf, D.S., and E.A. Murano. 2002. Prevalence of Arcobacter spp. in raw ground pork from several
geographical regions according to various isolation methods. J. Food Protect. 65:1700–1705.
137. Ostovar, K., J.H. MacNeil, and K. O’Donnell. 1971. Poultry product quality. 5. Microbiological evaluation
of mechanically deboned poultry meat. J. Food Sci. 36:1005–1007.
138. Pearce, R.A., F.M. Wallace, J.E. Call, R.L. Dudley, A. Oser, L. Yoder, J.J. Sheridan, and J.B. Luchansky.
2003. Prevalence of Campylobacter within a swine slaughter and processing facility. J. Food Protect.
66:1550–1556.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

120

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

139. Pearson, A.D., M.H. Greenwood, R.K.A. Feltham, T.D. Healing, J. Donaldson, D.M. Jones, and R.R. Colwell. 1996. Microbial ecology of Campylobacter jejuni in a United Kingdom chicken supply chain:
Intermittent common source, vertical transmission, and amplification by flock propagation. Appl. Environ.
Microbiol. 62:4614– 4620.
140. Peel, J.L., and J.M. Gee. 1976. The role of micro-organisms in poultry taints. In Microbiology in Agriculture,
Fisheries and Food, ed. E.A. Skinner and J.G. Carr, 151–160. New York: Academic Press.
141. Phillips, D.J. Sumner, J.F. Alexander, and K.M. Dutton. 2001. Microbiological quality of Australian beef.
J. Food Protect. 64:692–696.
142. Pivnick, H., I.E. Erdman, D. Collins-Thompson, G. Roberts. M.A. Johnston, D.R. Conley, G. Lachapelle,
U.T. Purvis, R. Foster, and M. Milling. 1976. Proposed microbiological standards for ground beef based on a
Canadian survey. J. Milk Food Technol. 39:408–412.
143. Prieto, M., M.R. Garcia-Armesto, M.L. Garcia-Lopez, A. Otero, and B. Moreno. 1992. Numerical taxonomy
of Gram-negative nonmotile, nonfermentative bacteria isolated during chilled storage of lamb carcasses.
Appl. Environ. Microbiol. 58:2245–2249.
144. Pruett, W.P. Jr., T. Biela, C.P. Lattuada, P.M. Mrozinski, W.M. Barbour, R.S. Flowers, W. Osborne,
J.O. Reagan, D. Theno, V. Cook, A.M. McNamara, and B. Rose. 2002. Incidence of Escherichia coli
0157:H7 in frozen beef patties produced over an 8-hour shift. J. Food Protect. 1363–1370.
145. Pulliam, J.D., and D.C. Kelley. 1965. Bacteriological comparisons of hot processed and normally processed
hams. J. Milk Food Technol. 28:285–286.
146. Raccach, M., and R.C. Baker. 1978. Microbial properties of mechanically deboned fish flesh. J. Food Sci.
43:1675–1677.
147. Ramirez, E.I.Q., С. Vazquez-Salinas, O.R. Rodas-Suarez, and F.F. Pedroche. 2000. Isolation of Yersinia
from raw meat (pork and chicken) and precooked meat (porcine tongues and sausage) collected from
commercial establishments in Mexico City. J. Food Protect. 63:542–544.
148. Ray, В., and R.A. Field. 1983. Bacteriology of restructured lamb roasts made with mechanically deboned
meat. J. Food Protect. 46:26–28.
149. Ray, В., С. Johnson, and R.A. Field. 1984. Growth of indicator, pathogenic and psychrotrophic bacteria
in mechanically separated beef, lean ground beef and beef bone marrow. J. Food Protect. 47:672–677.
150. Rengel, A., and S. Medoza. 1984. Isolation of Salmonella from raw chicken in Venezuela. J. Food Protect.
47:213–216.
151. Rivas, Т., J.A. Vizcaino, and F.J. Herrera. 2000. Microbial contamination of carcasses and equipment from
an Iberian pig slaughterhouse. J. Food Protect. 63:1670–1675.
152. Rostagno, M.H., H.S. Hurd, J.D. McKean, C.J. Ziemer, J.K. Gailey, and R.C. Leite. 2003. Preslaughterholding environment in pork plants is highly contaminated with Salmonella enterica. Appl. Environ.
Microbiol. 69:4489–4494.
153. Rothenberg, C.A., B.W. Berry, and J.L. Oblinger. 1982. Microbiological characteristics of beef tongues
and livers as affected by temperature-abuse and packaging systems. J. Food Protect. 45:527–532.
154. Samadpour, M., M. Kubler, F.C. Buck, G.A. Dapavia, E. Mazengia, J. Stewart, P. Yang, and D. Alfi. 2002.
Prevalence of Shiga toxin-producing Escherichia coli in ground beef and cattle feces from King County,
Washington. J. Food Protect. 65:1322–1325.
155. Sayem-El-Daher, N., and R.E. Simard. 1985. Putrefactive amine changes in relation to microbial counts
of ground beef during storage. J. Food Protect. 48:54–58.
156. Shaw, B.G., and J.B. Latty. 1982. A numerical taxonomic study of Pseudomonas strains from spoiled meat.
J. Appl. Bacteriol. 52:219–228.
157. Shaw, B.G., and J.B. Latty. 1984. A study of the relative incidence of different Pseudomonas groups on meat
using a computer-assisted identification technique employing only carbon source tests. J. Appl. Bacteriol.
57:59–67.
158. Shelef, L.A. 1975. Microbial spoilage of fresh refrigerated beef liver. J. Appl. Bacteriol. 39:273–280.
159. Shelef, L.A., and J.M. Jay. 1969. Relationship between meat-swelling, viscosity, extract- release volume,
and water-holding capacity in evaluating beef microbial quality. J. Food Sci. 34:532–535.
160. Shelef, L.A., and J.M. Jay. 1969. Relationship between amino sugars and meat microbial quality. Appl.
Microbiol. 17:931–932.
161. Shelef, L.A., and J.M. Jay. 1970. Use of a titrimetric method to assess the bacterial spoilage of fresh beef.
Appl. Microbiol. 19:902–905.
162. Slemr, J. 1981. Biogene Amine als potentieller chemischer Qualitatsindikator fhr Fleisch. Fleischwirt.
61:921–925.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 4. Свежее мясо и птица

121

163. Smith, F.C., R.A. Field, and J.C. Adams. 1974. Microbiology of Wyoming big game meat. J. Milk Food
Technol. 37:129–131.
164. Solomon, M.B., J.B. Long, and J.S. Eastridge. 1997. The Hydrodyne: A new process to improve beef
tenderness. J. Anim. Sci. 75:1534–1537.
165. Steinkraus, K.H., and J.C. Ayres. 1964. Incidence of putrefactive anaerobic spores in meat. J. Food Sci.
29:87–93.
166. Stern, N.J., M.P. Hernandez, L. Blankenship, K.E. Deibel, S. Doores, M.P. Doyle, H. Ng, M.D. Pierson,
J.N. Sofos, W.H. Sveum, and D.C. Westhoff. 1985. Prevalence and distribution of Campylobacter jejuni
and Campylobacter coli in retail meats. J. Food Protect. 48:595–599.
167. Stern, N.J., S.S. Green, N. Thaker, D.J. Krout, and J. Chiu. 1984. Recovery of Campylobacter jejuni from
fresh and frozen meat and poultry collected at slaughter. J. Food Protect. 47:372–374.
168. Stevenson, Т.Н., N. Bauer, L.M. Lucia, and G.R. Acuff. 2000. Attempts to isolate Helicobacter from cattle
and survival of Helicobacter pylori in beef products. J. Food Protect. 63:174–178.
169. Stiles, M.E., and L.-K. Ng. 1981. Biochemical characteristics and identification of Enterobacteriaceae
isolated from meats. Appl. Environ. Microbiol. 41:639–645.
170. Surkiewicz, B.F., M.E. Harris, R.P. Elliott, J.F. Macaluso, and M.M. Strand. 1975. Bacteriological survey
of raw beef patties produced at establishments under federal inspection. Appl. Microbiol. 29:331–334.
171. Swartzentruber, A., A.H. Schwab, B.A. Wentz, A.P. Duran, and R.B. Read, Jr. 1984. Microbiological
quality of biscuit dough, snack cakes and soy protein meat extender. J. Food Protect. 41:467–470.
172. Tamplin, M.L., I. Feder, S.A. Palumbo, A. Oser, L. Yoder, and J.B. Luchansky. 2001. Salmonella spp. and
Escherichia coli biotype I on swine carcasses processed under the hazard analysis and critical control
point-based inspection models project. J. Food Protect. 64:1305–1308.
173. Taormina, P.J., G.W. Bartholomew, and W.J. Dorsa. 2003. Incidence of Clostridium perfringens in commercially produced cured raw meat product mixtures and behavior in cooked products during chilling and
refrigerated storage. J. Food Protect. 66:72–81.
174. Thorberg, B.-M., and A. Engvall. 2001. Incidence of Salmonella in five Swedish slaughterhouses. J. Food
Protect. 64:542–545.
175. United States Department of Agriculture (USDA). 1996. Pathogen reduction; hazard analysis and critical
control point (HACCP) systems; final rule. Federal Register 61:38806.
176. USDA. 1996. Nationwide Federal Plant Raw Ground Beef Microbiological Survey. Washington. D.C.:
USDA.
177. USDA. 1996. Nationwide Broiler Chicken Microbiological Baseline Data Collection Program. Washington, D.C.: USDA.
178. USDA. 1994. Nationwide Beef Microbiological Baseline Data Collection Program: Steers and Heifers.
Washington, DC: USDA.
179. Vanderlinde, P.B., B. Shay, and J. Murray. 1999. Microbiological status of Australian sheep meat. J. Food
Protect. 62:380–385.
180. Viljoen, B.C., I. Geornaras, A. Lamprecht, and A. von Holy. 1998. Yeast populations associated with
processed poultry. Food Microbiol. 15:113–117.
181. Villarruel-L\pez, A.M. Marquess-Gonz<lez, L.E. Garay-Martinez, H. Zepeda, A. Castillo, L. Mota de la
Garza, E.A. Murano, and R. Torres-Vitela. 2003. Isolation of Arcobacter spp. from retail meats and cytotoxic effects of isolates against Vero cells. J. Food Protect. 66:1374–1378.
182. Waldenstrцm, J., T. Broman, I. Carlsson, D. Hasselquist, R.P. Achterberg, J.A. Wagenaar, and B. Olsen.
2002. Prevalence of Campylobacter jejuni, Campylobacter lari, and Campylobacter coli in different ecological guilds and taxa of migrating birds. Appl. Environ. Microbiol. 68:5911–5917.
183. Warnken, M.B., M.P. Nunez, and A.L.S. Noleto. 1987. Incidence of Yersinia species in meat samples
purchased in Rio de Janeiro, Brazil. J. Food Protect. 50:578–579, 583.
184. Watt, B.K., and A.L. Merrill. 1950. Composition of foods — Raw, processed, prepared. Agricultural
Handbook No. 8. Washington, D.C.: USDA.
185. Yamamoto, S., H. Itano, H. Kataoka, and M. Makita. 1982. Gas-liquid chromatographic method for analysis
of di- and polyamines in foods. J. Agric. Food Chem. 30:435–439.
186. Zhao, Т., M.P. Doyle, P.J. Fedorka-Cray, P. Zhao, and S. Ladely. 2002. Occurrence of Salmonella enterica
serotype Typhimurium DT 104A in retail ground beef. J. Food Protect. 65:403–407.
187. Zottola, E.A., and F.F. Busta. 1971. Microbiological quality of further-processed turkey products. J. Food
Sci. 36:1001–1004.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

5
Готовые мясные изделия
и морепродукты

Готовые мясные изделия
Готовые мясные изделия — это соленые, копченые и вареные мясные продукты. Микробиота, наиболее часто связанная с этими изделиями, перечислена
в табл. 5.1. Свойства готовых мясных изделий, упакованных под вакуумом или
в модифицированной газовой среде, рассмотрены в гл. 14.

Посол
Посол, используемый с древних времен как средство сохранения мяса, теперь
применяется скорее для развития аромата и цветообразования. Классические
компоненты рассола — NaCl, нитрит или нитрат натрия (калия), сахар (сахароза
или глюкоза), где NaCl является главной составляющей. В дополнение к ним некоторые изделия могут также содержать вещества типа фосфатов, аскорбата или
эриторбата натрия, сорбата калия, глутамата натрия, гидролизованных растительных белков, лактатов и специй.
При сухом посоле NaCl, нитрит или нитрат и смеси сахаров в воде не растворяют. При мокром посоле все эти компоненты добавляются в воду для получения рассола
Соль способствует предотвращению роста микроорганизмов в течение посола и после; в готовых изделиях ее концентрация может достигать 2,5%. Нитрит
или нитрат применяются для стабилизации красного цвета мяса, вносят вклад
в создание аромата соленого мяса, задерживают прогоркание, предотвращают
прорастание спор клостридий. Изомеры аскорбат и эриторбат натрия используются для стабилизации цвета и ускорения посола, а также они делают посол более равномерным. Эриторбат более устойчив, чем аскорбат, его использование
предпочтительно из-за увеличения выхода окиси азота из нитрита и азотистой
кислоты. В количестве 550 ppm аскорбат или эриторбат уменьшают формирование нитрозаминов. Сахар участвует по крайней мере в трех функциях посола:
стабилизации цвета, формировании вкуса и как субстрат для молочнокислого
брожения. Кроме того, он смягчает резкий вкус NaCl. Кукурузные сиропы, патока или мед незаменимы для аромата.
Фосфаты используются в шприцованном мясе (бекон, ветчина, ростбиф, пастрами (копченая говядина) и т. д.) для увеличения водосвязывающей способности. В рассолах обычно используется триполифосфат натрия, но наиболее широко применяется смесь триполифосфата и гексофосфата натрия (см. гл. 13 относительно информации о полифосфатах как антимикробных агентах).

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 5. Готовые мясные изделия и морепродукты

123

Таблица 5.1. Роды бактерий и грибов, наиболее часто обнаруживаемых
в готовых мясных изделиях
Бактерии

Грибы

Род

Окраска
по Граму

Относительная
распространенность

Род

Acinetobacter
Aeromonas
Alcaligenes
Bacillus
Brochothrix
Carnobacterium
Corynebacterium
Enterobacter
Enterococcus
Hafnia
Kocuria
Kurthia
Lactobacillus
Lactococcus
Leuconostoc
Listeria
Microbacterium
Micrococcus
Moraxella
Paenibacillus
Pediococcus
Pseudomonas
Serratia
Staphylococcus
Vibrio
Weissella
Yersinia
Carnimonas
Clostridium
Macrococcus
Shewanella

–
–
–
+
+
+
+
–
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
–
+
+
–
–
+
–
+
–
–
+
+
–

X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
XX
X
X
X
X
X
X
X
X
XX
X
X
X
X
X
X
XX
X
X

Дрожжи
Candida
Debaryomyces
Saccharomyces
Trichosporon
Yarrowia
Плесени
Alternaria
Aspergillus
Botrytis
Cladosporium
Fusarium
Geotrichum
Monilia
Mucor
Penicillium
Rhizopus
Scopulahopsis
Thamnidium

Относительная
распространенность

X
XX
X
X
X
X
XX
X
X
X
X
X
X
XX
X
X
X

Примечание: X = распространен; XX = наиболее распространен.

Колбасы (от англ. sausage (колбаса, сосиски), пришедшего от старофранцузского названия saussishe, которое, в свою очередь, потомок латинского salsus —
соленый или консервированный. — Прим. перев.) составляют одну из главных
групп консервированных мясных изделий и могут классифицироваться следующим образом:
1) свежие (котлеты, сосиски);
2) сырые копченые (меттвурст и польская колбаса);
3) варено-копченые (болонская колбаса и венские сосиски);
4) вареные (ливерные колбасы);
5) сухие (генуэзская салями, пепперони);
6) полусухие (ливанская болонья, сервелат).

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

124

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Полусухие колбасы имеют конечное значение pH приблизительно 4,7–5,0 и
хранятся при низких температурах. Конечный pH сухих колбас такой же, как и
для полусухих, но эти изделия длительного хранения, поскольку они более
устойчивы благодаря более низкому содержанию влаги. Относительная безопасность этих изделий обсуждается ниже.
Популярный в США соленый бекон солят сухим или мокрым способом; обычно применяется последний. Следующим этапом консервирования может быть
копчение. Канадский бекон вырабатывают из постной части свиной туши, чаще
из длиннейшей мышцы спины. Изготовление уилтширского бекона из боковой части туши отборных боровов сопровождается шприцеванием многокомпонентного рассола и последующей выдержкой в рассоле.
Большинство продаваемых ветчин солят различными методами: инъецирование рассола через артерию, одноигольчатое или многоигольчатое шприцевание. Ветчины, консервированные сухим посолом или соленые по-деревенски,
натирают сухими посолочными смесями, выдерживают при низких температурах в течение 28–50 дней в зависимости от размера и толщины.
Все посолочные вещества могут содержать микроорганизмы, поэтому следует принимать меры предосторожности, чтобы гарантировать, что нежелательные микроорганизмы не попадут в изделие в процессе посола.

Копчение
Этот процесс применяется ко многим консервированным мясопродуктам, задачами копчения мяса являются: (1) развитие аромата и вкуса, (2) консервирование, (3) создание новых изделий, (4) развитие цвета, (5) формирование защитного слоя у колбас эмульсионного типа и (6) защита от окисления [73]. Дым
непосредственно от древесины или в жидкой форме содержит фенолы, спирты,
органические кислоты, карбонилы, углеводороды и газы. Антимикробные свойства коптильного дыма связаны с действием некоторых компонентов дыма и
высокой температуры. Жидкий дым содержит все необходимые компоненты
коптильного дыма, но свободен от канцерогенного вещества — бенз(а)пирена.

Колбаса, бекон, болонья и одноименные изделия
Кроме мясных компонентов колбасы и сосиски имеют дополнительные источники нежелательных микроорганизмов в пряностях и других ингредиентах рецептуры, которые обычно добавляются при их производстве. Большинство специй и пряностей имеют высокую микробную обсемененность. Молочнокислые
бактерии и дрожжи в составе некоторых изделий обычно вносятся с сухим
молоком. Например, в натуральной оболочке свиной колбасы содержится большое число бактерий. При изучении консервированных солью оболочек Riha
и Solberg [76] нашли, что их микробное число составляет от log104,48 до
log107,77 КОЕ/г и от log105,26 до log107,36 КОЕ/г для свежеупакованных оболочек. До 60% микроорганизмов, выделенных из этих натуральных оболочек, составляли Bacillus spp., сопровождаемые Clostridia и псевдомонадами. Из всех
отдельно взятых компонентов свежей свиной колбасы оболочки были наиболее
обсемененными бактериями [76, 88].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 5. Готовые мясные изделия и морепродукты

125

Готовые мясные изделия типа болоньи и салями могут отразить сумму составляющих их ингредиентов в отношении количества микроорганизмов и их
типов. Микрофлора сосисок в значительной степени состояла из грамположительных микроорганизмов: микрококков, бацилл, лактобацилл, микробактерий,
энтерококков и лейконостоков наряду с дрожжами [24]. При изучении слизи,
образующейся на сосисках, эти исследователи показали, что 275 выделенных
типов микроорганизмов из 353 были бактериями и 78 — дрожжами. B. thermosphacta — микроорганизм, обнаруживаемый чаще всего. В отношении степени
опасности спор C. botulinum в ливерной колбасе, 3 из 276 нагретых (75 °C в течение 20 мин) и 2 из 276 ненагретых коммерческих изделий содержали ботулотоксин типа А [43]. НВЧ ботулинистических спор в этом изделии составило 0,15/кг.
Уилтширский бекон содержал микроорганизмы в количестве, находившемся
в диапазоне log105–6/г [53]. Благодаря высокому содержанию соли упакованный под вакуумом бекон имел более низкое количество микроорганизмов —
log104/г.
Микробиота упакованного под вакуумом нарезанного бекона состоит в значительной степени из каталазоположительных кокков типа микрококков и коагулазоотрицательных стафилококков, а также каталазоотрицательных молочнокислых бактерий типа лактобацилл, лейконостоков, педиококков и энтерококков [3–13, 39]. Изученная биота готовой салями состояла главным образом из
лактобацилл.
Так называемые пищевые субпродукты могут содержать большое число
микроорганизмов, поскольку они состоят из частей внутренних органов (требухи), которые находятся в прямом контакте с биотой кишечного тракта, так же
как и с другими частями, типа свиных ног и ушей, которые не получают достаточного внимания в ходе разделки и обработки. Это было подтверждено в исследовании Stewart [86], который определил среднее геометрическое аэробного
подсчета колоний (АПК) log107,92/г для свиных рубцов, log10 7,51/г для сычугов
и log107,32/г для потрохов. Для S. aureus — log105,18, 5,70 и 5,15/г соответственно.
Вяленое изделие, выработанное из слабосоленых и пряных кусков рыбы или
мяса, чаще всего говядины, устойчиво при хранении. В процессе сушки в первые 3 ч a w снижается до 0,86 или ниже, поэтому никаких проблем, связанных
с развитием патогенов, не возникнет, но когда сушка осуществляется медленно
и в более длительный период времени при температурах <60 °C, то возможно
выживание S. aureus [49]. В 1993 г. вяленая говядина стала причиной пищевого
заболевания в Нью-Мексико, где в 93 случаях был обнаружен сальмонеллез, вызванный тремя серовариантами — S. Montevideo, Kentucky и Typhimurium [14].
Изделие было произведено в коммерческом учреждении, но неясно, что стало
причиной загрязнения. Чтобы уменьшить a w до 0,86 в процессе вяления, в течение 2,5–3,0 ч температура сушки должна быть 52,9 °C [50]. Это не защищает от
пищевых патогенов, но делает изделие устойчивым к росту Staphylococcus
aureus в случае заражения в период постобработки. Для вяленой говядины сушка в течение 10 ч при 60 °C способна уменьшить число E. coli 0157:H7, L. monocytogenes и Salmonella сероварианта Typhimurium на log105,5–6,0 единиц [42].
При исследовании сушилок домашнего типа обнаружено, что для сокращения
на log105 E. coli 0157:H7 необходимо соблюсти следующие режимы сушки: около 20 ч при 125 °F, 12 ч при 135 °F, 8 ч при 145 °F или 4 ч при 155 °F [11]. Этот

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

126

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

микроорганизм наиболее чувствителен в мясе с содержанием жира 5%, чем
с 20%. Например, при вялении мяса с 5% жира уменьшение на log105 может быть
достигнуто приблизительно за 8 ч при 51,7 °C.
Из 32 800 пакетов сосисок, исследованных FDA в США, в 532 (1,6%) случаях
обнаружена L. monocytogenes, причем приблизительно 90% составляли серотипы 1/2a [96]. В обширном исследовании мяса для ланча в отношении L. monocytogenes в штатах Мэриленд и Калифорния этот микроорганизм был найден
в 82 случаях из 9199, или 0,89% [38].
Порча
Порча этих изделий обычно бывает трех типов: ослизнение, прокисание и позеленение. Ослизнение возникает на внешней стороне оболочек (чаще всего
сосисок) и может быть замечено на ранних стадиях в виде отдельных колоний,
которые могут позже соединяться, формируя однородный слой серой слизи. Из
слизи выделяют дрожжи, молочнокислые бактерии рода Lactobacillus, Enterococcus, Weissella и B. thermosphacta. W. viridescens является причиной ослизнения и позеленения. Сырая поверхность способствует формированию слизи, которая ограничивается внешней поверхностью оболочки. Удаление слизи горячей или теплой водой делает изделие безопасным для употребления в пищу.
Прокисание обнаруживается под оболочкой мясного изделия и вызывается
ростом лактобацилл, энтерококков и сопутствующих микроорганизмов. Источником этих микроорганизмов в готовых мясных изделиях обычно является сухое молоко. Прокисание возникает при утилизации микроорганизмами лактозы
или другого углевода и производстве из них кислот. Колбаса содержит более
разнообразную микрофлору, чем большинство других готовых мясопродуктов,
изготавливаемых с применением различных приправ, почти все из которых вносят собственную биоту. B. thermosphacta обнаружен многими исследователями
и является преобладающим микроорганизмом порчи колбас.
Те изменения, которые бактерии, находящиеся изначально в свежем мясе,
могут вызвать в готовых мясных изделий, например закисание, вряд ли могут
произойти в них, так как большинство представителей грамотрицательной биоты свежего мяса неспособно распространяться при низких значениях a w и pH
готовых мясных изделий. Даже в свежем мясе определенные изменения структурных белков, возникающие в результате порчи, не происходят до значений
АПК, находящихся в диапазоне от 10 9 до 1010 [54].
Хотя плесневение нехарактерно для такого мяса, при благоприятных условиях оно может происходить. Сырые и хранившиеся в условиях высокой влажности изделия имеют тенденцию подвергаться бактериальной и дрожжевой порче.
Плесневение происходит только при высыхании поверхности или при хранении
изделия в условиях, неблагоприятных для роста и размножения бактерий или
дрожжей.
Во время хранения на подвергнутом тепловой обработке красном мясе возникают два типа позеленения: одно вызвано Н2О2, другое — H2S. Первое встречается обычно на сосисках, а также на другом консервированном и упакованном
под вакуумом мясе. Оно появляется у мясных продуктов, хранившихся в анаэробных условиях, во время доступа воздуха. После контакта с воздухом формируется H2O2, которая реагирует с нитрозогемохромом, образуя зеленоватый

Оксигенация миоглобина, оксимиоглобина

Соединение миоглобина с оксидом азота

Соединение метмиоглобина с избытком нитрита

Действие высокой температуры, денатурирующих
веществ на миоглобин, оксимиоглобин;
облучение глобин гем/хромогена
Действие высокой температуры, денатурирующих
веществ на миоглобин, оксимиоглобин,
метмиоглобин, гемохромоген
Действие высокой температуры, солей
на нитрозомиоглобин
Действие Н2S и кислорода на миоглобин

3. Метмиоглобин

4. Нитрозооксимиоглобин

5. Нитрозометмиоглобин

6. Глобин гемохромоген

Действие реагентов из п. 9 в значительном
избытке

интактное

Fe2+

Fe
отсутствует

Fe3+

Fe
или Fe2+

2+

денатурированное
денатурированное
денатурированное

денатурированное

денатурированное

нативное

нативное

нативное

нативное

нативное

Состояние
глобина

зеленый

зеленый

светло-красный

коричневый

темно-красный

красный

светло-красный

коричневый

светло-красный

багряно-красный

Цвет

порфириновое
денатуризеленый
кольцо открыто
рованное
порфириновое
отсутствует желтый или
кольцо разрушено;
бесцветный
цепь из
порфиринов

интактное, но
ослабленное
интактное, но
ослабленное

интактное

Fe3+

Fe3+

интактное

интактное

Fe2+

Fe

3+

интактное

интактное

Fe3+
Fe

интактное

Fe2+

3+

интактное

Состояние
клеток крови

Fe2+

Валентность
железа

Источник: с разрешения R.A. Lawrie, Meat Science, copyright ©1966, Pergamon Press.

12. Желчные пигменты

11. Вердоглобин

10. Холеглобин

9. Сульфмиоглобин

8. Нитрозогемохромоген

Действие пероксида водорода на миоглобин или
оксимиоглобин; действие аскорбиновой кислоты
или другого редуцирующего вещества
на оксимиоглобин
Действие реагентов из п. 9 в избытке

Оксигенация миоглобина

2. Оксимиоглобин

7. Глобин гем/хромоген

Восстановление метмиоглобина;
дезоксигенация оксимиоглобина

Способ
образования

1. Миоглобин

Пигмент

Таблица 5.2. Основные пигменты в свежем, соленом или вареном мясе

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

128

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Таблица 5.3. Действие рН мяса и глюкозы на образование сероводорода чистой
культурой Lactobacillus sakei L13 в анаэробных условиях
при 5 °C в говядине
Образование сероводорода
Дни

рН 5,6–5,7

рН 6,4–6,6

рН 6,4–6,6 с 250 мкг
глюкозы на г мяса

8
9
11
15
18
21

–*
–
–
–
+†
+

–
+‡
+
+
+
+

–
–
–
–
+‡
+

* Каждая обработка проведена трижды; – = все три пробы отрицательные;

+ = все три пробы положительные.
Одна из трех проб положительная.
‡
Две из трех проб положительные.
Источник: Egan и др. [26].
†

окисленный порфирин [73]. H2O2 может накапливаться при нагревании, если
нитрит был подвержен деградации под действием каталазы, пероксид реагирует
с пигментами мяса, образуя холеглобин зеленого цвета. Позеленение также происходит из-за роста микроорганизмов — возбудителей порчи внутри изделия,
где низкий окислительно-восстановительный потенциал (Eh) позволяет накапливаться H2O2. Weissella viridescens — присущий этому типу позеленения микроорганизм, также к образованию зеленых пигментов способны лейконостоки,
Enterococcus faecium и Enterococcus faecalis. Позеленение может также быть
вызвано такими производителями H2O2, как Lactobacillus fructivorans и Lactobacillus jensenii. W. viridescens, стойкий к > 200 ppm NaNО2, может расти в присутствии 2–4 % NaCl, но не при 7% [73]. W. viridescens анаэробно развивается
в испорченных сосисках, в копченом свином филе и сосисках, хранящихся в атмосфере CO2 и N2 [8]. Несмотря на обесцвечивание или позеленение изделий,
они, как известно, безопасны при употреблении в пищу.
Второй тип позеленения наблюдают главным образом на свежем красном
мясе, хранящемся при 1–5 °C в газонепроницаемых или упакованных под вакуумом контейнерах; это вызвано образованием H2S. H2S реагирует с миоглобином,
образуя сульфмиоглобин (см. табл. 5.2). Этот тип позеленения не характерен для
мяса с pH ниже 6,0. В этом исследовании предположили, что позеленение этого
типа было вызвано микроорганизмом Pseudomonas mephitica [71], но в другом
исследовании DFD мяса образовывал H2 микроорганизм S. putrefaciens [37].
В последнем случае позеленение произошло даже в присутствии глюкозы, что
могло быть предотвращено понижением pH ниже 6,0. Образование H2S лактобациллами было обнаружено в упакованной под вакуумом свежей говядине. Образование H2S происходило в диапазоне pH 5,4–6,5 [81]. Незначительное позеленение было связано с образованием H2S из цистеина, свойством, кодируемым

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 5. Готовые мясные изделия и морепродукты

129

Таблица 5.4. Некоторые типы микробиальной порчи в готовых мясных изделиях
Типы
Позеленение
Позеленение
Позеленение
Позеленение
Позеленение/
потемнение
Пожелтение
Черные пятна
Закисание
«Хлопающая
упаковка»
Общая порча

Подверженные продукты

Этиология

Ссылки

Касается упакованной под вакуумом
болонской колбасы
Упакованная под вакуумом говядина
Свежее красное мясо

C. viridans

48

DFD мясо
Венские сосиски, болонская колбаса
Упакованные под вакуумом мясные обеды
Соленое мясо
Колбаса
Упакованное под вакуумом мясо
Упакованное под вакуумом мясо

L. sakei
P. mephitica,
S. putrefaciens
S. putrefaciens
W. viridescens
E. casseliflavus
С. nigrificans
B. thermosphacta
C. frigidicarnis,
С. gasigenes
L. algidus,
L. fuchuensis

26
41, 71
37
многие
101
36
66
9, 10
57, 79

на плазмиде. Микроорганизм достиг 3 ´ 10 7 /см2 за 7 дней и в конечном счете
достиг 108/см2 при 50 °C. При вакуумной упаковке мяса для ланча порчи не наблюдается, пока количество других лактобацилл не достигнет 10 8/см2.
По крайней мере один штамм Lactobacillus sakei оказался способным образовывать H2S в упакованной под вакуумом говядине; влияние pH и глюкозы
на образование сероводорода представлено в табл. 5.3 [26]. Исследователи установили, что позеленение, вызванное L. sakei, не было столь же интенсивным,
как вызванное S. рutrefaciens, и произошло оно только после 6 недель при 0°C.
Лактобацилла образовывала H2S только в отсутствие О2 и углевода, который
могла утилизировать. Никакого позеленения не наблюдалось при использовании пленок со степенью проницаемости O2 1 мл O2/м2 или 300 мл O2/м2, но оно
возникало с пленками, которые имели степень проницаемости O2 между 25
и 200 мл/м2/24 ч [26]. Видимое позеленение было отмечено только на образцах,
упакованных в пленки со степенью проницаемости O2 100 и 200 мл/м2/24 ч
и только после 75 дней хранения. У мяса с pH 6,4–6,6 H2S обнаруживали при
достижении микробными клетками числа 10 8/г.
Желтое обесцвечивание упакованного под вакуумом мяса для ланча было
вызвано, очевидно, Enterococcus casseliflavus. Обесцвечивание появилось
в виде маленьких пятен, флуоресцирующих в ультрафиолетовом свете, на изделиях, хранившихся при 4,4 °C [10]. 3 и 4 недели требовалось для развития
этого микроорганизма, выживающего при 71,1 °C в течение не более 20 мин.
Кроме 4,4 °C желтое обесцвечивание также было обнаружено при температуре 10 °C, но не выше. Хотя экспериментально организм, вызывающий такую
порчу, идентифицирован как E. casseliflavus, он не реагировал с антисывороткой D. Другой энтерококк, образующий желтый пигмент, — E. mundtii;
оба описаны в гл. 20. Резюме нескольких видов порчи готового мясного изделия представлено в табл. 5.4.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

130

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Бекон и ветчины
Природа этих изделий и процессов, используемых в изготовлении некоторых из
них, таких как копчение и посол, делает их относительно нечувствительными
к порче большинством бактерий. Наиболее часто встречаемая форма порчи бекона — заплесневелость, причиной которой могут быть Aspergillus, Alternaria,
Fusarium, Mucor, Rhizopus, Botrytis, Penicillium и другие плесени (табл. 5.1). Высокое содержание жира и низкая a w идеальны для этого типа порчи. Бактерии
рода Enterococcus, Lactobacillus и Micrococcus способны хорошо расти на некоторых видах уилтширского бекона, E. faecalis часто присутствует на нескольких
типах. Упакованный под вакуумом бекон имеет тенденцию подвергаться закисанию, прежде всего из-за воздействия микрококков и лактобацилл. Герметично
упакованный бекон с низким содержанием соли, хранящийся при температуре
выше 20 °C, может быть поражен стафилококками [92].
Ветчины подвергаются различным типам порчи в зависимости от способа
производства. Это обусловлено прежде всего тем, что рассол, шприцуемый в
ветчины, содержит сахар, который сбраживается естественной микробиотой
ветчины, а также микроорганизмами, занесенными в изделие вместе с рассолом.
Ферментация углеводов создает условия, упомянутые как «кислые» различных
типов, в зависимости от их локализации в ветчине. Большое количество родов
бактерий являются причиной закисаний ветчины, среди них — Acinetobacter,
Вacillus, Pseudomonas, Lactobacillus, Proteus, Micrococcus и Clostridium. В ветчинах, в которых были обнаружены штаммы рода Clostridium, газообразование
не наблюдалось.
В работах Cavett [13], Tonge и др. [92] по изучению герметично упакованной
нарезки бекона установлено, что в беконе с высоким содержанием соли, выдержанном при 20 °C в течение 22 дней, преобладающими микроорганизмами являлись каталазоположительные кокки, тогда как при 30 °C доминировали коагулазоотрицательные стафилококки. В случае бекона с низким содержанием соли
(5–7% NaCl против 8–12% в беконе с высоким содержанием соли), хранившегося при 20 °C, доминировали микрококки, а также E. faecalis; при 30 °C доминировали коагулазоотрицательные стафилококки, а также E. faecalis и микрококки. 97% микроорганизмов, выделенных при исследовании иберийских сухосоленых ветчин, относились к стафилококкам, среди которых преобладали четыре
вида: S. equorum, S. xylosus, S. saprophyticus и S. cohnii [11]. Интересно, что один
изолят S. xylosus гибридизовался с ДНК-зондом для определения стафилококковых энтеротоксинов С и D, но исследователями было отмечено, что этот изолят
не всегда образовывал энтеротоксины.
В исследовании постного уилтширского бекона, хранившегося в аэробных
условиях при 5°C в течение 35 дней или при 10 °C в течение 21 дня, Gardner [35]
установил, что нитраты были восстановлены до нитритов, когда число микроорганизмов достигло приблизительно 109/г. Преобладающими микроорганизмами
на этой стадии были микрококки, вибрионы и дрожжи родов Candida и Torulopsis. После более длительного хранения число микроорганизмов достигло приблизительно 1010/г с исчезновением нитритов. На этой стадии Acinetobacter,
Alcaligenes и Arthrobacter-Corynebacterium spp. стали доминирующими микроорганизмами. Микрококки обнаруживали постоянно; вибрионы встречались

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 5. Готовые мясные изделия и морепродукты

131

во всех беконах с содержанием соли >4%. В исследовании итальянских сухих
ферментированных колбас наиболее часто выделяемыми стафилококками являлись S. xylosus, сопровождаемый S. saprophyticus, S. aureus и S. sciuri [34].
S. xylosus — часто выделяемый из ряда итальянских сухих колбас микроорганизм. В иберийских сухих соленых ветчинах в процессе созревания преобладали два микроорганизма — Staphylococcus equorum и S. xylosus, влияющие, как
полагают, на аромат изделия.

Безопасность
Ферментированные мясные изделия имеют репутацию безопасных во всем
мире. Однако не стоит думать, что они никогда не были причинами пищевых отравлений, хотя подобные инциденты были незначительными. Несколько вспышек болезни, причинами которых стали ферментированные мясные изделия,
произошло в США в 1990-х гг. Впоследствии USDA (сокр. от United States
Department of Agriculture, Департамент сельского хозяйства США) санкционировал уменьшение допустимого числа патогенов, особенно E. coli 0157 : H7,
в изготовлении сухих и полусухих ферментированных колбас до log105. В результате, чтобы достичь сокращения числа патогенов, было проведено множество исследований эффективности технологических параметров производства
ферментированных колбас как в домашних условиях, так и на предприятиях.
Вспышка заболеваний, вызванных E. coli 0157 :H7, выделенной из сухосоленой салями, наблюдалась в штатах Калифорния и Вашингтон в 1994 г.; было зарегистрировано 23 пострадавших [15]. После этой вспышки была проведена серия исследований условий изготовления пепперони, которые необходимы для
уменьшения числа определенных патогенов до log105. Установлено, что, используя комбинацию из 5 штаммов E. coli 0157 : H7 в количестве ³ 2 ´ 10 7 /г, традиционный нетепловой процесс разрушает только log 2 единицы/г. Чтобы достичь снижения клеток до log 5–6, после ферментации изделие необходимо нагреть до температуры 63 °C в центре батона или выдержать при 53 °C в течение
60 мин [46]. В более обширном исследовании батоны пепперони подвергли ферментации при 36 °C и относительной влажности (RH) 85% до pH £ 4,8, а затем
сушке при 13 °C и 65% RH до соотношения влага/белок £ 16
, : 1 [29]. В результате количество клеток в смеси из пяти патогенных штаммов было снижено только на log 2 единицы. Чтобы достичь снижения количества клеток до log 5 для нарезки из пепперони, ее необходимо хранить в течение, по крайней мере, 2 недель
при комнатной температуре. В другом исследовании уменьшение порядка log 5
для E. coli 0157 :H7 было достигнуто ферментацией при 4°С до pH 4,6 или 5,0 и
постферментативным нагреванием летней колбасы чабс до температуры в центре батона 54 °C в течение 30 мин [12]. В подобном исследовании изготовления
пепперони с S. Typhimurium DT104 и последующего хранения установлено, что
этот патоген более чувствителен к разрушению, чем E. coli 0157 :H7 и, таким образом, методы, которые позволяют снизить количество клеток E. coli 0157 :H7
ниже log 5, более чем адекватные для S. Typhimurium DT104 [52]. Было исследовано развитие S. aureus в соленых по-деревенски ветчинах при распылении на
свежие ветчины четырех штаммов до значений log108,57 и log108,12 с последующим посолом, холодным копчением и созреванием. После 4 месяцев созревания
количество S. aureus было ниже уровней, обнаруживаемых методом посева на

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

132

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

чашках Петри, хотя некоторые клетки были обнаружены после обогащения [74].
В некоторых изделиях использовался нитрит натрия, необходимые значения a w
были при 4,45% или 3,37% NaCl. 40% инокулированных и 50% контрольных образцов после периода созревания содержали энтеротоксин.

Морепродукты
Рыба и моллюски
Используемый в этой главе термин морепродукты включает рыбу, ракообразных и моллюсков пресных, морских теплых или холодных вод. Вообще, микробиология свежего морепродукта соотносится с микробиотой вод, из которых он
получен. Как и мясо животных, внутренние ткани здоровой рыбы также стерильны. У рыбы микробиота обнаруживается лишь в трех местах: внешняя
слизь, жабры и кишки. Пресноводная или рыба теплых вод, как правило, имеет
микробиоту, которая представлена большим количеством мезофильных грамположительных бактерий, в отличие от рыбы холодных вод, значительная часть
микрофлоры которой — грамотрицательные бактерии (местная бактериальная
биота морской воды — грамотрицательная).
Микроорганизмы, которые составляют биоту морепродуктов, представлены
в табл. 5.5, их связь с порчей этих изделий обсуждается в разделе о порче рыбы
и моллюсков.

Микроорганизмы
Как отмечено выше, общее санитарное качество вод, из которых эти животные
выловлены, имеет ключевое значение для общего микробного качества готовых
изделий. Вне водного источника микробы попадают на различных этапах обработки, таких как очистка, удаление (снятие) створок устрицы, потрошение, панировка и т.п.
При исследовании 91 образца креветок различных типов Silverman и др. [84]
установили, что все предварительно обработанные образцы, кроме одного, имели общее количество микроорганизмов < log104,00/г. Общее количество микроорганизмов 59% сырых образцов было ниже log105,88, принимая во внимание,
что у 31% было ниже log105,69/г. В исследовании 204 образцов замороженных,
готовых и очищенных креветок 52% имели общее количество микроорганизмов
< log104,70/г, 71% имел общее количество микроорганизмов log105,30/г или
меньше/г [62]. Общее микробиологическое качество разнообразных морепродуктов представлено в табл. 5.6.
В исследовании филе пикши наибольшее микробное загрязнение обнаружено в течение разделки на филе и последующей обработки до упаковки [70].
Эти исследователи показали, что общее количество микроорганизмов для оборудования одной технологической линии увеличилось с log105,61/г утром до
log105,65/г в полдень и до log105,94/г вечером. Согласно их исследованию, результаты, полученные на других предприятиях, были сравнимы с этими, если
в ночную смену была проведена хорошая санитарная обработка. В случае извлеченных из мягких раковин моллюсков также наблюдалось увеличение количества микроорганизмов к вечеру. Среднее число клостридий в филе пикши и мол-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 5. Готовые мясные изделия и морепродукты

133

Таблица 5.5. Род бактерий, дрожжей и плесеней, наиболее часто обнаруживаемых
в свежей, испорченной рыбе и других морепродуктах
Бактерия

Acinetobacter
Aeromonas
Alcaligenes
Bacillus
Corynebacterium
Enterobacter
Enterococcus
Escherichia
Flavobacterium
Lactobacillus
Listeria
Microbacterium
Moraxella
Photobacterium
Pseudomonas
Psychrobacter
Shewanella
Vibrio
Weissella
Pseudoalteromonas

Окраска Распропо
страненГраму
ность

–
–
–
+
+
–
+
–
–
+
+
+
–
–
–
–
–
–
+
–

X
XX
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
XX
X
XX
XX
X
X

Дрожжи

Распространенность

Плесневые
грибы

Распространенность

Candida
Cryptococcus
Debaryomyces
Hansenula
Pichia
Rhodotorula
Sporobolomyces
Trichosporon

XX
XX
X
X
X
XX
X
X

Aspergillus
Aureobasidium
(Pullularia)
Penicillium
Scopulariopsis

X
XX
X
X

Примечание: X = обнаруживаемый; XX = наиболее часто обнаруживаемый.

люсков (песчаной ракушки) было меньше, чем 2/г, у моллюсков это число было
немного выше, чем у филе пикши для этих организмов, хотя оба были низкими.
Общее количество микроорганизмов свежего филе окуня, переработанного
в промышленных условиях, составило в среднем log105,54/г с дрожжами и плесневыми грибами в количестве log 102,69/г [58].
Можно предположить, что моллюски могут содержать микроорганизмы, населяющие воду, из которой они выловлены. Из 60 образцов моллюска побережья Флориды 43% содержали сальмонеллы, которые были также найдены
в устрицах в количестве 2,2/100 г мяса устриц [33]. Венерка (съедобный морской моллюск) поддерживала жизнедеятельность S. Typhimurium эффективнее,
чем E. coli [33].
Начальная микробиота филе сельди представлена в основном S. putrefaciens
и Pseudomonas spp., последний доминирует при 2 °C, а S. putrefaciens — при
2–15 °C [69]. Вообще замороженные морепродукты и другие замороженные
изделия имеют меньшее количество микроорганизмов, чем соответствующие
свежие изделия. В исследовании 597 свежих и замороженных морепродуктов
из розничных магазинов среднее геометрическое АПК log10 составило от 3,54
до 4,97/г для 240 замороженных изделий и от 4,89 до 8,43/г для 357 свежих продуктов [32]. Для колиформ среднее геометрическое число НВЧ составило от 1
до 7,7 клеток/г для замороженных и от 7,78 до 4800/г для свежих изделий. Только в 4,7% из 597 была обнаружена E. coli, в 7,9% — S. aureus и 2% содержали

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

134

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Таблица 5.6. Роды бактерий, дрожжей, плесневых грибов, наиболее часто
обнаруживаемых в свежей, испорченной рыбе и других морепродуктах
Продукт

Количество
образцов

Микробная
группа/мишень

% обсемененных
образцов

Ссылка

Замороженное филе
сома

41
41
41

АПК 32 °C: 105/г или меньше
НВЧ колиформ: <3/г
НВЧ S. aureus: <3/г

100
100
100

32
32
32

Замороженные стейки
лосося

43
43
43

АПК 32 °C: 105/г или меньше
НВЧ колиформ: <3/г
НВЧ S. aureus: <3/г

98
93
98

32
32
32

Свежие моллюски

53
53
53

АПК 32 °C: 105/г или меньше
НВЧ колиформ: <3/г
НВЧ S. aureus: <3/г

53
51
91

32
32
32

Свежие устрицы

59
59
59

АПК 32 °C: 107/г или меньше
НВЧ колиформ: 1100 или меньше/г
НВЧ S. aureus: <3/г

49
22
90

32
32
32

Устрицы без створок
(розничная продажа)

1337
1337
1337

АПК 30 °C: 106/г или меньше
НВЧ колиформ: 460 или меньше/г
НВЧ фекальных колиформ: 460 или
меньше/г

51
94
96

100
100
100

Мясо голубого краба
(розничная продажа)

896
896
896
896

АПК 30 °C: 106/г или меньше
НВЧ колиформ: 1100 или меньше/г
НВЧ E. coli: <3/г
НВЧ S. aureus: 1100 или меньше/г

69
94
54

100
100
100

Моллюски в раковине
(оптовая продажа)

1124
1130
161

АПК 30 °C: 106/г или меньше
НВЧ колиформ: 460 или меньше/г
НВЧ фекальных колиформ: <3/г

99,8
96
91

100
100
100

351
363
75

АПК 30 °C: 106/г или меньше
НВЧ колиформ: 460 или меньше/г
НВЧ фекальных колиформ: <3/г

96
98
72

100
100
100

Очищенные креветки
(сырые)

1468
1468
1468
1468

АПК 30 °C: 107/г или меньше
НВЧ колиформ: 64 или меньше/г
НВЧ E. coli: <3/г
НВЧ S. aureus: 64 или меньше/г

94
97
97
97

89
89
89
89

Очищенные креветки
(вареные)

1464
1464
1464

АПК 30 °C: 105/г или меньше
НВЧ колиформ: <3/г
НВЧ S. aureus: <3/г

81
86
99

89
89
89

Хвост лобстера
(замороженный,
сырой)

1315
1315
1315
1315

АПК 30 °C: 106/г или меньше
НВЧ колиформ: 64 или меньше/г
НВЧ E. coli: <3/г
НВЧ S. aureus: <3/г

74
91
95
76

89
89
89
89

Венерка
(оптовая продажа)

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 5. Готовые мясные изделия и морепродукты

135

Таблица 5.6. (Окончание)
Продукт

Замороженные
розничной продажи,
панированные, сырые
креветки

Количество
образцов

Микробная
группа/мишень

% обсемененных
образцов

Ссылка

52
100
4
59

95
95
95
95

27
27
27
27

АПК: 6,00 или меньше/г
Колиформы: 3,00 или меньше/г
Наличие E. Coli
Наличие S. Aureus

Свежий сом

335
335
335

АПК: £7,00/г
Фекальные колиформы: 2,60/г
Наличие сальмонелл

93
70,7
4,5

4
4
4

Замороженный сом

342
342
342

АПК: £7,00/г
Фекальные колиформы: 2,60/г
Наличие сальмонелл

94,5
92,4
1,5

4
4
4

Замороженные,
вареные, очищенные
креветки

204
204
204
204

АПК: <4,70/г
AПК: 5,30 или меньше/г
Колиформы: нет или <0,3/г
Колиформы: <0,3/г

52
71
52,4
75,2

62
62
62
62

–

25

–

72

Замороженная
радужная форельа

74

Различные
морепродукты

82

Разброс AПК: log102,4–8,6;
в среднем
АПК log10 6,2 КОЕ/г,
2,4% из которых сальмонеллы

Примечание: АПК — аэробный подсчет колоний; НВЧ — наиболее вероятное число.
а 51% содержали L. monocytogenes.

C. perfringens. Ни в одном из образцов не было обнаружено сальмонелл и Vibrio
parahaemolyticus (см. табл. 5.6).
Wentz и др. [100] отметил, что общее количество микроорганизмов, определяемое путем посева на чашках Петри, выше для морепродуктов, инкубированных при 30 °C, чем при 35 °C; это отражено в результатах для свежего крабового
мяса, моллюсков и устриц. Среднее геометрическое АПК для 896 образцов
крабового мяса было log105,15 при 35 °C и log105,72 при 30 °C; для 1337 освобожденных от створок устриц — log105,59/г при 35°C и log105,95 при 30 °C;
для 358 моллюсков (песчаной ракушки) в мягкой раковине — log102,83/г при
35 °C и log104,43 при 30 °C. Это было также замечено для сырой креветки в панцире и замороженных сырых хвостов омара, где среднее геометрическое АПК
для креветки было log105,48 при 35 °C и log105,90/г при 30 °C; для хвоста омара
оно составило log104,62 при 35 °C и log 105,15/г при 30 °C [89].
При исследовании распространения аэромонад в соме было проверено 228
проб филе сома на трех перерабатывающих предприятиях в дельте Mиссисипи.
A. hydrophila и A. sobria были найдены в 36% проб, в то время как A. caviae
обнаружили в 11% [97]. Большинство преобладающих видов были способны

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

136

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

к a-гемолизу эритроцитов бараньей крови. При исследовании возможности заражения сома от оборудования в ходе обработки на двух предприятиях в избытке были обнаружены Aeromonas и Pseudomonas spp. [22].
В период с 1995 по 1998 г. в Южной Франции проводилось трехлетнее ежемесячное изучение вирусного загрязнения 108 устриц и 73 мидий по четырем
группам вирусов. Результаты показали, что концентрации вирусов были самыми
высокими главным образом в течение холодных месяцев (с ноября по март), но
некоторые вирусы демонстрировали отклонения от этой тенденции [61]. Сезонного распределения ротавируса обнаружено не было, хотя его количества варьировались от месяца к месяцу; в июле наблюдалось максимальное его снижение,
как и для энтеровирусов и астровирусов. Пик для норовирусов наблюдался в ноябре; декабрь и январь были пиковыми месяцами для других трех групп, по крайней мере для 70% образцов, являющихся положительными во время пиков.
В 1998–1999 гг. в 275 учреждениях было исследовано 370 партий устриц из
прибрежных вод 29 штатов США. Устрицы северной части побережья Мексиканского залива содержали наибольшее число Vibrio vulnificus и V. parahaemolyticus в количестве, превышающем 105 НВЧ/г, в то время как V. vulnificus < 0,2
НВЧ/г, но ни один не превысил 100 НВЧ/г в устрицах из северной Атлантики,
Tихого океана и Канадского залива [21]. Термостабильный прямой гемолизин
был обнаружен в 9 из 3429 (0,3%) культур V. parahaemolyticus и в 4% партий
устриц. Среди 345 образцов устриц розничной продажи приблизительно 20 государств и двух канадских областей самое большое количество V. vulnificus,
25 ´ 105 было обнаружено в устрицах штата Флорида. Самое большое количество V. vulnificus было найдено в устрицах штата Mиссисипи, > 8,8 ´ 105 НВЧ/г
[21]. В более раннем исследовании устриц 1997 г. в 9 из 39 районов штата Вашингтон в устрицах обнаружили V. vulnificus в количестве < 3/г [23]. В том же
самом исследовании 34 устрицы из Галвестонского залива штата Техас содержали в среднем log102,36–2,73 КОЕ/г. Опасным в США считается уровень
V. parahaemolyticus в устрицах НВЧ 104/г [27]. При исследовании 671 образцов
моллюсков, полученных в 1999 и 2000 гг. из вод 14 районов Американского залива и штатов Атлантического побережья, в 6,0% был найден V. parahaemolyticus с помощью генетических зондов и культуральных методов [20]. Была
обнаружена прямая корреляция количества обсемененных образцов с температурой воды — чем теплее была вода, тем выше была обсеменность. Этот микроорганизм был обнаружен в северных Атлантических водах только в течение
лета, а в водах Мексиканского залива — круглогодично. Хотя эти микроорганизмы связывают со свининой, в Австралии 21 штамм Erysipelothrix spp. был
выделен из морепродуктов [30].
В отношении норовирусов в 87 образцах устриц (из 435), импортированных
из трех европейских стран в период с ноября 2001 г. по февраль 2002 г., исследованных в Швейцарии, 11,5% были обсеменены (все принадлежали к серогруппе II — см. гл. 31) и 2,3% содержали энтеровирусы (вирус коксаки и ECHO-вирус). Вирус гепатита А обнаружен не был [7]. При исследовании 147 образцов
икры трех видов рыбы в Финляндии Listeria spp. не обнаружена в 17%, в 4,7%
образцов форели было обнаружено самое высокое содержание L. monocytogenes
[68]. В среднем АПК составило log106,6 КОЕ/г, колиформы — log103,2 КОЕ/г,
эти изделия отнесли к «умеренному» классу опасности в соответствии с АПК,
и к «недопустимому» классу опасности в соответствии с числом колиформ.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 5. Готовые мясные изделия и морепродукты

137

В северной Франции был проведен мониторинг спор C. botulinum с использованием ДНК/иммуноферментного метода PCR-ELISA. Этот микроорганизм
был обнаружен в 31 из 214 образцов окружающей среды. Наиболее обсемененные образцы содержали < 10 спор/25 г рыбы, 16,6% морских рыб и 4% образцов
ила, 70% из которых относились к типу B, 22,5% — типу A и 9,6% — типу E [28].
Спор типа F обнаружено не было.
Исследование 106 грамотрицательных неподвижных палочек, выделенных
из замороженной пресноводной рыбы в Испании, показало, что 64 из них были
представлены Psychrobacter spp., сопровождаемые 24 штаммами Acinetobacter,
6 штаммами Moraxella, 5 штаммами Chryseobacterium, 2 штаммами Myroides, по
1 штамму Flavobacterium и Empedobacter и 3 неизвестными штаммами [39].
Хризеобактерии, эмпедобактерии и мироидес предварительно были отнесены
к роду Flavobacterium.
При исследовании Listeria spp. в сыром и готовом лангусте в США в 2001 г.
эти микроорганизмы были обнаружены в 31 из 337 образцов (9,2%), но только
4 были обсеменены L. monocytogenes [91]. Исследование общего количества
2446 готовых к употреблению салатов из морепродуктов в нескольких штатах
США в 2000 и 2001 гг. показало наличие L. monocytogenes в 4,7% [38]. В том же
самом обзоре L. monocytogenes была обнаружена в 4,3% из 2644 готовых к употреблению копченых морепродуктов.
В течение 9-летнего периода 1990–1999 гг. FDA в США исследовало импортированную и местную рыбу, а также морепродукты на содержание в них
сальмонелл. Из 11312 импортированных образцов 7,2% были обсеменены, в то
время как из 768 местных образцов — только 1,3% [44]. Наиболее часто встречаемым сероваром, обнаруженном в этом обзоре, был S. Weltvreden.
Исследование 50 замороженных образцов рыбы Испании на распространение нетуберкулезных микобактерий показало, что 20% содержали эти бактерии
наряду с M. fortuitum и M. nonchromogenicum, которые являлись наиболее распространенными видами [67]. Приблизительно половина микроорганизмов,
которые могут быть выделены и идентифицированы, представлены шестью видами. О значении этих микроорганизмов в морепродуктах известно немного.
Возможно, что они не играют никакой роли в порче морепродуктов из-за их медленного роста.

Порча рыбы и моллюсков
Рыба
Морская и пресноводная рыба содержит сравнительно высокие уровни белков
и других азотосодержащих веществ (табл. 5.7). Содержание углеводов в рыбе
нулевое, однако содержание жира изменяется от очень низких до довольно высоких значений в зависимости от вида. Природа азотосодержащих веществ специфична для мяса рыбы. Относительные проценты от общего количества азота и
азота белка представлены в табл. 5.8, из которой видно, что не все азотистые
компоненты в рыбе находятся в составе белков. Среди компонентов небелкового азота — свободные аминокислоты, азот летучих оснований типа аммиака и
триметиламина; креатин, таурин, бетаины, уриновая кислота, анзерин, карнозин
и гистамин.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

138

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Таблица 5.7. Приблизительный процентный состав химических компонентов
в рыбе и ракообразных

Костистые рыбы
Луфарь
Треска
Пикша
Палтус
Сельдь (атлантическая)
Макрель (атлантическая)
Лосось (тихоокеанский)
Меч-рыба
Ракообразные
Краб
Лобстер
Моллюски
Мясо моллюсков
Устрицы
Гребешки

Вода

Углеводы

Белки

74,6
82,6
80,7
75,4
67,2
68,1
63,4
75,8

0
0
0
0
0
0
0
0

20,5
16,5
18,2
18,6
18,3
18,7
17,4
19,2

4,0
0,4
0,1
5,2
12,5
12,0
16,5
4,0

1,2
1,2
1,4
1,0
2,7
1,2
1,0
1,3

80,0
79,2

0,6
0,5

16,1
16,2

1,6
1,9

1,7
2,2

80,3
80,5
80,3

3,4
5,6
3,4

12,8
9,8
14,8

1,4
2,1
0,1

2,1
2,0
1,4

Жир

Неорганические
вещества

Источник: Watt и Merrill.

Известные микроорганизмы, вызывающие порчу рыбы, представлены
в табл. 5.5. Свежезамороженная рыба подвержена микробной порче — соленая
и высушенная рыба с большой вероятностью подвергнется порче грибами.
Бактериальная биота испорченной рыбы состоит в основном из аспорогенных
грамотрицательных палочек типа Pseudomonas и Moraxella-Acinetobacter. Большинство бактерий, вызывающих порчу рыбы, способно хорошо расти при 0 °C
и 1°C. Shaw и Shewan [80] обнаружили, что большое количество Pseudomonas
spp. способно вызывать порчу рыбы при 3 °C, но только после длительного
хранения.
Порча морской и пресноводной рыбы происходит по существу одинаково,
отличаясь только составом микробиоты окружающей среды, например морской
воды, и химическим составом между различными видами рыб относительно небелковых азотистых веществ. Наиболее восприимчивая к порче часть рыбы —
область жабр, включая сами жабры. Самые ранние признаки органолептической
порчи могут быть замечены при исследовании жабр на посторонний запах. Если
не проводить своевременного потрошения рыбы, кишечные бактерии быстро
проникают через кишечные стенки и в ткани кишечной полости. Этому процессу, как полагают, способствует действие протеолитических ферментов, представленных пищеварительными ферментами рыбы или бактериальными ферментами кишечной микрофлоры рыбы, или теми и другими вместе. Бактерии,
вызывающие порчу рыбы, очевидно, быстро размножаются в слизи и на внешнем наружном покрове рыбы. Слизь состоит из мукополисахаридных веществ,
свободных аминокислот, оксида триметиламина, производных пиперидина и
других подобных веществ. Как в случае с порчей домашней птицы, общее коли-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 5. Готовые мясные изделия и морепродукты

139

Таблица 5.8. Распределение азота в рыбе и мышечной ткани моллюска
Виды
Треска (атлантическая)
Сельдь (атлантическая)
Сардина
Пикша
Лобстер

Общий
процент N

Процент
белкового N

Соотношение
белковый N : общий N

2,83
2,90
3,46
2,85
2,72

2,47
2,53
2,97
2,48
2,04

0,87
0,87
0,86
0,87
0,75

Источник: Jacquot [55]. Copyright © 1961, Academic Press.

чество микроорганизмов, определяемое путем посева на чашках Петри, лучше
делать с пробами с поверхности рыбы числом микроорганизмов, выраженных
на квадратный сантиметр исследованной поверхности.
Микроорганизмы, вызывающие порчу, сначала используют более простые
вещества, образуя различные летучие дурно пахнущие соединения. Согласно
Shewan [83], оксид триметиламина, креатин, таурин, анзерин и подобные вещества наряду с некоторыми аминокислотами исчезают в процессе порчи рыбы с
образованием триметиламина, аммиака, гистамина, сероводорода, индола и
других веществ. Автолиз мяса рыбы отличается от автолиза мяса млекопитающих. Мясо рыбы подвергается автолизу быстрее. Автолиз наряду с микробной
порчей, как полагают некоторые исследователи, ускоряет процесс порчи, в частности микробную порчу [45]; разграничить эти процессы трудно. При детальном изучении причин типичной порчи рыбы при исследовании стерильного
мясного сока брюшных мышц рыбы, Lerke и др. [64] установили, что микробные контаминанты принадлежали к родам Pseudomonas и Acinetobacter-Moraxella, а не к коринеформам, микрококкам или флавобактериям. При характеристике контаминантов относительно их способности использовать некоторые вещества было выяснено, что большинство из них было неспособно разжижать
желатин или разлагать яичный альбумин. Предполагается, что дальнейшая микробная порча рыбы во многом схожа с порчей говядины при общем отсутствии
полного протеолиза. Введение чистой культуры из трески в толщу мышц пикши
не привело к размягчению ткани [45]. Липиды, содержащиеся в рыбе (особенно
в сельди, макрели, лососе и др.), подвергаются прогорканию в ходе микробной
порчи. Необходимо отметить, что кожа рыбы богата коллагеном. Чешуя большинства рыб состоит из склеропротеинов, принадлежащих кератиновой группе,
и является той частью рыбы, которая удаляется в последнюю очередь.
При исследовании 159 грамотрицательных микроорганизмов, выделенных
из испорченной пресноводной рыбы, обсемененной общей аэробной биотой
в количестве 108 КОЕ/г, приблизительно 46% микробиоты составляли псевдомонады и 38% — Shewanella spp. [85] Поскольку последний микроорганизм
производит H2S и восстанавливает триметиламин-N-оксид (TMAO), он, как
предполагают, является основной бактерией, вызывающей порчу рыбы.
При исследовании микрофлоры кожи четырех различных рыб были обнаружены следующие микроорганизмы: Pseudomonas-Alteromonas — 32–60%, Moraxella-Acinetobacter — 18–37% [47]. Начальная микробиота филе сельди была

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

140

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

представлена S. putrefaciens и псевдомонадами, после порчи при доступе воздуха эти микроорганизмы составили 62–95% микрофлоры [69]. При порче в атмосфере 100% CO2 при 4 °C в филе сельди почти полностью доминировали лактобациллы [69]. В случае филе каменного окуня, хранившегося в атмосфере, состоящей из 80% CO2 и 20% воздуха при 4 °C в течение 21 дня, микробиота состояла
на 71–87% из лактобацилл и некоторых видов псевдомонад с пигментированными колониями коричневого цвета [56]. При исследовании психрофильных
Enterobacteriaceae, выделенных из упакованного под вакуумом и в атмосфере
CO2 лосося холодного копчения, преобладали виды Pantoea agglomerans и
Serratia liquefaciens [40]. В этом исследовании число Enterobacteriaceae, обнаруженных в испорченных изделиях, находилось в диапазоне от 103 до 12
, ´ 10 7 /г,
но их роль в процессе порчи неясна. При исследовании Pseudomonas spp. в средиземноморском леще, хранившемся в аэробных условиях и в модифицированной атмосфере, было установлено, что двумя доминирующими видами в процессе аэробной порчи были Pseudomonas lundensis и P. fluorescens [93]. В испорченной морской рыбе различных видов часто обнаруживают Photobacterium
phosphoreum.
Как оказалось, фенэтиловый спирт синтезируется в рыбе определенным микроорганизмом, названным Chen и др. [17] и Chen и Levin [16] «Achromobacter».
Это вещество, наряду с фенолом, было выделено из высококипящей фракции
филе пикши, выдержанного при 2 °C. Ни один из десяти известных Acinetobacter
девяти Moraxella, за исключением одной, не образовал фенэтиловый спирт при
подобных условиях. Этанол, пропанол и изопропанол образовывались в результате порчи рыбы; 244 бактерии, выделенные из королевского лосося и форели и
проверенные в рыбном экстракте, образовывали этанол, 241 (98,8%) производило изопропанол и 227 (93%) производило пропанол [2].
При исследовании микробной порчи рыбы наблюдается восстановление
TMAO до триметиламина (TMA):

TMAO — вещество, характерное для морской рыбы, при этом в свежей пойманной рыбе TMA содержится в небольшом количестве или не содержится вовсе. Присутствие TMA в рыбе имеет микробное происхождение, хотя некоторые
виды рыб содержат тканевые ферменты, которые восстанавливают TMAO. Также TMAO может быть восстановлен до диметиламина. Не все бактерии равны
по способности восстанавливать TMAO до TMA, его восстановление зависит от
pH. Методы, используемые для обнаружения TMA, включают его экстракцию
из рыбы толуолом и гидроксидом калия с последующей реакцией с пикриновой
кислотой или вымыванием его из экстракта с последующим извлечением при
помощи щелочных растворов перманганата [31, 90]. Для обнаружения TMA использовалась также газовая хроматография — выборка и анализ проводились
в течение менее 5 мин, результаты были сопоставимы с сенсорными тестами [60].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 5. Готовые мясные изделия и морепродукты

141

Было предложено обнаружение CO2 с использованием инфракрасного
CO2-анализатора в качестве быстрого метода для обнаружения порчи в охлажденном соме [18]. Результаты этого нового метода детекции CO2 могут быть получены менее чем за 4 ч, они хорошо коррелируют с данными АПК. Гистамин,
диамины и сумма летучих веществ также используются как индикаторы порчи
рыбы. Гистамин производится микробной гистидиндекарбоксилазой из аминокислоты гистидина по схеме:

Гистамин связан с отравлением рыбой семейства скумбриевых (рассмотрен
в гл. 31). Кадаверин и путресцин — наиболее важные диамины, рассматриваемые как индикаторы порчи, они используются для рыбы так же, как для мяса и
домашней птицы.
Известно, что тирамин производится некоторыми микроорганизмами порчи
рыбы, такими как Carnobacterium piscicola и Weissella viridescens, выделенными
из упакованной под вакуумом посоленной с добавлением сахара рыбы [63].
В этом изделии, обычно хранящемся в условиях охлаждения в течение 2–4 недель, может содержаться log107–10 КОЕ/г молочнокислых бактерий; образование тирамина может быть снижено понижением температуры хранения с 9 °C
до 4 °C [63]. Образование тирамина при декарбоксилировании аминокислоты
тирозина:

Сумма летучих веществ включает сумму летучих оснований (TVB), сумму
летучих кислот (TVA), сумму летучих веществ (TVS) и сумму летучего азота
(TVN). TVB включает аммиак, диметиламин и триметиламин; TVN включает
TVB и другие азотистые вещества, которые получают паровой дистилляцией
образцов; TVS — все летучие вещества, способные восстанавливать щелочные
растворы перманганата. Из-за редуцирующей способности этих соединений
они иногда упоминаются как летучие восстанавливающие вещества (VRS).
TVA включают уксусную, пропионовую и подобные органические кислоты.
Метод определения TVN использовался в Австралии и Японии для изучения
креветок, где максимальный приемлемый уровень для изделий высокого качества — 30 мг TVN/100 г наряду с максимумом 5 мг азота триметиламина/100 г.
Было показано, что значения TVN у креветки превышали 30 мг N/100 г [19].
В одном исследовании значения TVB приблизительно 45 мг TVB-N/100 г рыбы
соответствуют приблизительно 10 000 нг липополисахаридов, что является показателем низкого качества постной рыбы [87]. Одно из преимуществ этих методов для определения свежести рыбы — их невозможность расчета относительно
отдельного метаболита. Один из недостатков — невозможность отметить с их
помощью начало порчи.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

142

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Моллюски и ракообразные
Ракообразные
Наиболее широко используемые животные этой группы — креветки, омары,
крабы и лангусты. Порча каждого из вышеперечисленных ракообразных по существу одинакова. Главные различия в порче этих пищевых продуктов зависят
от способа их обработки и их точного химического состава.
В отличие от рыб в ракообразных содержится приблизительно 0,5% углеводов, тогда как в рыбе их почти нет (табл. 5.7). Креветки имеют более высокое содержание свободных аминокислот, чем рыба, и содержат катепсиноподобные
ферменты, которые быстро разрушают белки.
Бактериальная биота свежепойманных ракообразных отражает микрофлору
вод, из которых выловлены эти пищевые продукты, контаминанты палубы, рабочих и промывочных вод. Многие микроорганизмы свежей рыбы обнаружены
и в этих пищевых продуктах: псевдомонады, Moraxella-Acinetobacter и некоторые виды дрожжей; они преобладают в мясе ракообразных, подвергшихся микробной порче. В процессе порчи креветок при 0 °C в течение 13 дней доминировали Pseudomonas spp. с 2% грамположительных бактерий порчи, в то время как
в свежем изделии их насчитывалось 38% [65]. Moraxella доминировала в процессе порчи при 5,6 °C и 11,1 °C, тогда как при 16,7 °C и 22,2 °C доминирующим
был Proteus (табл. 5.9).
Порча мяса ракообразных подобна порче мяса рыбы. Исходя из анатомии ракообразных предполагают, что порча начинается с внешней поверхности этих
пищевых продуктов. Ранее сообщалось, что мышцы ракообразных содержат более чем 300 мг азота/100 г мяса, что значительно выше, чем для рыбы [94]. Присутствие повышенных количеств свободных аминокислот, в частности и более
высоких количеств азотистых экстрактивных веществ, в мясе ракообразных вообще делает их весьма восприимчивыми к быстрому развитию бактерий, вызывающих порчу. Начальная порча мяса ракообразных сопровождается образованием больших количеств азота летучих оснований и во многом схожа с порчей
рыбы. Часть азота летучих оснований является результатом восстановления
оксида триметиламина, присутствующего в ракообразных (представленного
в меньшем количестве в большинстве моллюсков). Креатина в моллюсках недостаточно, в то время как аргинина в ракообразных и в моллюсках повышенное
количество. Микробная порча креветки сопровождается увеличенной гидратацией, подобной для мяса или домашней птицы [82].
Таблица 5.9. Доминирующие виды бактерий в креветках, подвергшихся микробной порче
Температура (°C)
0
5,6
11,1
16,7
22,2
Источник: Matches [65].

Дни выдержки
13
9
7
5
3

Микроорганизмы
Pseudomonas
Moraxella
Moraxella
Proteus
Proteus

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 5. Готовые мясные изделия и морепродукты

143

Моллюски
Рассматриваемые в этом разделе устрицы, моллюски, кальмары и гребешки отличаются по своему химическому составу от костистой рыбы и ракообразных
содержанием значительного количества углеводов и более низким количеством
общего азота в мясе. Углеводы преимущественно находятся в виде гликогена,
и в тех же количествах, которые характерны для мяса ракообразных, и, как можно ожидать, гликоген утилизируется микроорганизмами порчи. В мясе моллюсков также много азотистых оснований. В их мышечной ткани наблюдается более высокое содержание свободных аспаргиновой и глутаминовой кислот, чем
в рыбе. Наиболее важное различие в химическом составе между ракообразным
и моллюском — более высокое содержание углеводов в последнем. Например,
мясо гребешка содержало 3,4% углеводов, а устрицы — 5,6%, главным образом
в виде гликогена. Более высокое содержание углеводов в моллюсках является
причиной различных видов порчи этих пищевых продуктов.
Микробиота моллюска в значительной степени зависит от качества воды, из
которой он выловлен, качества промывочных вод и других факторов. В испорченных устрицах обнаружены следующие роды бактерий: Serratia, Pseudomonas, Proteus, Clostridium, Bacillus, Escherichia, Enterobacter, Pseudoalteromonas, Shewanella, Lactobacillus, Flavobacterium и Micrococcus. Поскольку порча развивается и прогрессирует, Pseudomonas и Acinetobacter-Moraxella spp.
преобладают наряду с энтерококками, лактобациллами и дрожжами, доминирующими на последней стадии порчи. Pseudoalteromonas sp., присутствующий
в морских водах Чили, представлен в избытке в устрицах, подвергшихся порче
при 18 °C [78].
Из-за относительно высокого уровня гликогена порча моллюсков в основном
ферментативная. Несколько исследователей, включая Hunter и Linden [51] и
Pottinger [75], предложили следующий диапазон pH как основание для определения микробного качества устриц.
pH 6,2–5,9
pH 5,8
pH 5,7–5,5
pH 5,2 и ниже

хорошее
низкосортное
заплесневелое
кислое или гнилое

Измерение pH, очевидно, более объективный тест, определяющий порчу
устриц и других моллюсков, чем измерение азота летучих оснований. Измерение летучих кислот проводил Beacham [6] и установил, что для оценки свежести устриц этот метод ненадежен. Хотя pH расценен многими исследователями как лучшая объективная техника для определения микробного качества
устриц, Abbey и др. [1] показали, что определение органолептической характеристики и микробного числа — более надежные показатели микробного качества для этого изделия.
Моллюски и гребешки по существу подвержены тем же самым видам порчи,
что и устрицы, однако этого нельзя сказать про мясо кальмаров. В мясе кальмара наблюдается изменчивое увеличение количества азотистых оснований, поскольку порча во многом происходит по той же схеме, что и порча ракообразных. Обширный обзор порчи рыбы и моллюсков представлен Ashie и др. [5].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

144

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Литература
1. Abbey, A., R.A. Kohler, and S.D. Upham. 1957. Effect of aureomycin chlortetracycline in the processing
and storage of freshly shucked oysters. Food Technol. 11:265–271.
2. Ahmed, A., and J.R. Matches. 1983. Alcohol production by fish spoilage bacteria. J. Food Protect.
46:1055–1059.
3. Allen, J.R., and E.M. Foster. 1960. Spoilage of vacuum-packed sliced processed meats during refrigerated
storage. Food Res. 25:1–7.
4. Andrews, W.H., C.R. Wilson, P.L. Poelma, and A. Romero. 1977. Bacteriological survey of the channel
catfish (Ictalurus punctalus) at the retail level. J. Food Sci. 42:359–363.
5. Ashie, I.N.A., J.R. Smith, and B.K. Simpson. 1996. Spoilage and shelf-life extension of fresh fish and
shellfish. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 36:81–121.
6. Beacham, L.M. 1946. A study of decomposition in canned oysters and clams. J. Assoc. Off. Anal. Chem.
29:89–92.
7. Beuret, C., A. Baumgardner, and J. Schluep. 2003. Virus-contaminated oysters: A three-month monitoring
of oysters imported to Switzerland. Appl. Environ. Microbiol. 69:2292–2297.
8. Blickstad, E., and G. Molin. 1983. The microbial flora of smoked pork loin and frankfurter sausage stored
in different gas atmospheres at 4°C. J. Appl. Bacteriol. 54:45–56.
9. Broda, D.M., P.A. Lawson, R.G. Bell, and D.R. Musgrave. 1999. Clostridium frigidicarnis sp. nov., a psychrotolerant bacterium associated with «blown pack» spoilage of vacuum-packed meats. Int. J. Syst. Bacteriol. 49:1539–1550.
10. Broda, D.M., G.J. Saul, P.A. Lawson, R.G. Bell, and D.R. Musgrave. 2000. Clostridium gasigenes sp. nov.,
a psychrophile causing spoilage of vacuum-packaged meat. Int. J. Syst. Enol. Microbiol. 50:107–118.
11. Buege, D., and J. Luchansky. 1999. Ensuring the safety of home-prepared jerky. Meat Poultry. 45(2):56, 59.
12. Calicioglu, M., N.G. Faith, D.R. Buege, and J.B. Luchansky. 1997. Viability of Escherichia coli 0157:H7
in fermented semidry low-temperature-cooked beef summer sausage. J. Food Protect. 60:1158–1162.
13. Cavett, J.J. 1962. The microbiology of vacuum packed sliced bacon. J. Appl. Bacteriol. 25:282–289.
14. Centers for Disease Control and Prevention. 1995. Outbreak of salmonellosis associated with beef jerky —
New Mexico, 1995. Morb. Mort. Wkly. Rept. 44:785–788.
15. Centers for Disease Control and Prevention. 1995. Escherichia coli 0157:H7 outbreak linked to commercially
distributed dry-cured salami — Washington and California, 1994. Morb. Mort. Wkly. Rept. 44:157–160.
16. Chen, T.C., and R.E. Levin. 1974. Taxonomic significance of phenethyl alcohol production by Achromobacter isolates from fishery sources. Appl. Microbiol. 28:681–687.
17. Chen, T.C., W.W. Nawar, and R.E. Levin. 1974. Identification of major high-boiling volatile compounds
produced during refrigerated storage of haddock fillets. Appl. Microbiol. 28:679–680.
18. Chew, S.-Y., and Y.-H.P. Hsieh. 1988. Rapid CO2 evolution method for determining shelf life of refrigerated
catfish. J. Food Sci. 63:768–771.
19. Cobb, B.F., III, and С. Vanderzant. 1985. Development of a chemical test for shrimp quality. J. Food Sci.
40:121–124.
20. Cook, D.W., J.C. Bowers, and A. DePaola. 2000. Density of total and pathogenic (tdh+) Vibrio parahaemolyticus in Atlantic and Gulf Coast molluscan shellfish at harvest. J. Food Protect. 65:1873–1880.
21. Cook, D.W., P.O. Leary. J.C. Hunsucker, E.M. Sloan, J.C. Bowsers, R.J. Blodgett, and A. DePaola. 2002.
Vibrio vulnificus and Vibrio parahaemolyticus in U.S. retail shell oysters: Anational survey from June 1998
to July 1999. J. Food Protect. 65:79–87.
22. Cotton, L.N., and D.L. Marshall. 1998. Predominant microflora on catfish processing equipment. Dairy Food
Environ. Sanit. 18:650–654.
23. DePaola, A., C.A. Kaysner, J. Bowers, and D.W. Cook. 2000. Environmental investigation of Vibrio parahaemolyticus in oysters after outbreaks in Washington, Texas, and New York (1997 and 1998). Appl. Environ.
Microbiol. 66:4649–4654.
24. Drake, S.D., J.B. Evans, and C.F. Niven. 1958. Microbial flora of packaged frankfurters and their radiation
resistance. Food Res. 23:291–296.
25. Draughon, F.A., B.A. Anthony, and M.E. Denton. 1999. Listeria species in fresh rainbow trout purchased
from retail markets. Dairy Fd. Environ. Sanit. 19:90–94.
26. Egan, A.F., B.J. Shaw, and P.J. Rogers. 1989. Factors affecting the production of hydrogen sulphide
by Lactobacillus sake L13 growing on vacuum-packaged beef. J. Appl. Bacterial. 67:255–262.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 5. Готовые мясные изделия и морепродукты

145

27. Ellison, R.K., E. Malnari, A. DePaola, J. Bowers, and G.E. Rodrick. 2001. Populations of Vibrio parahaemolyticus in retail oysters from Florida using two methods. J. Food Protect. 64:682–686.
28. Fach, P., S. Perelle, F. Dilasser, J. Grout, C. Dargaignaratz, L. Botella, J.-M. Gourreau, F. Carlin, M.R. Popoff, and V. Broussole. 2002. Detection by PCR-enzyme-linked immunosorbent assay of Clostridium
botulinum in fish and environmental samples from a coastal area in northern France. Appl. Environ. Microbiol.
68:5870–5876.
29. Faith, N.G., N. Parniere, T. Larson. T.D. Lorang, and J.B. Luchansky. 1998. Viability of Escherichia coli
0157:H7 in pepperoni during the manufacture of sticks and the subsequent storage of slices at 21, 4, and –20°С
under air, vacuum, and CO2. Int. J. Food Microbiol. 37:47–54.
30. Fidalgo, S.G., Q. Wang, and T.V. Riley. 2000. Comparison of methods for detection of Erysipelothrix spp.
and their distribution in some Australasian seafoods. Appl. Environ. Microbiol. 66:2066–2070.
31. Fields, M.L., B.S. Richmond, and R.E. Baldwin. 1968. Food quality as determined by metabolic by-products
of microorganisms. Adv. Food Res. 16:161–229.
32. Foster, J.F., J.L. Fowler, and J. Dacey. 1977. A microbial survey of various fresh and frozen seafood products.
J. Food Protect. 40:300–303.
33. Fraiser, M.B., and J.A. Koburger. 1984. Incidence of salmonellae in clams, oysters, crabs and mullet. J. Food
Protect. 47:343–345.
34. Gardini, E., R. Tofalo, and G. Suzzi. 2003. A survey of antibiotic resistance in Micrococcaceae isolated from
Italian dry fermented sausages. J. Food Protect. 66:937–945.
35. Gardner, G.A. 1971. Microbiological and chemical changes in lean Wiltshire bacon during aerobic storage.
J. Appl. Bacterial. 34:645–654.
36. Garriga, M., M.A. Ehrmann, J. Arnau, M. Hugas, and R.F. Vogel. 1998. Carnimonas nigrificans gen. nov., sp.
nov., a bacterial causative agent for black spot formation on cured meat products. Int. J. Syst. Bacterial.
48:677–686.
37. Gill, C.O., and K.G. Newton. 1979. Spoilage of vacuum-packaged dark, firm, dry meat at chill temperatures.
Appl. Environ. Microbiol. 37:362–364.
38. Gombas, E.E., Y. Chen, R.S. Clavero, and V.N. Scott. 2003. Survey of Listeria monocytogenes in ready-toeat foods. J. Food Protect. 66:559–569.
39. Gonzбlez, C.J., J.A. Santos, M.-L. Garcia-L\pez, and A. Otero. 2000. Psychrobacters and related bacteria
in freshwater fish. J. Food Protect. 63:315–321.
40. Gram, L., A.B. Christensen, L. Ravn, S. Molin, and M. Givskov. 1999. Production of acylated homoserine
lactones by psychrotrophic members of the Enterobacteriaceae isolated from foods. Appl. Environ. Microbiol. 65:3458–3463.
41. Grant, G.F., A.R. McCurdy, and A.D. Osborne. 1988. Bacterial greening in cured meats: A review. Can. Inst.
Food Sci. Technol. J. 21:50–56.
42. Harrison, J.A., and M.A. Harrison. 1996. Fate of Escherichia coli 0157:H7, Listeria monocytogenes, and
Salmonella Typhimurium during preparation and storage of beef jerky. J. Food Protect. 59:1336–1338.
43. Hauschild, A.H.W., and R. Hilsheimer. 1983. Prevalence of Clostridium botulinum in commercial liver
sausage. J. Food Protect. 46:243–244.
44. Heinitz, M.L., R.D. Ruble, D.E. Wagner, and S.R. Tatini. 2000. Incidence of Salmonella in fish and seafood.
J. Food Protect. 63:579–592.
45. Herbert, R.A., M.S. Hendrie, D.M. Gibson, and J.M. Shewan. 1971. Bacteria active in the spoilage of certain
sea foods. J. Appl. Bacteriol. 34:41–50.
46. Hinkens, J.C., N.G. Faith, T.D. Lorang, P. Bailey, D. Buege, C.W. Kaspar, and J.B. Luchansky. 1996.
Validation of pepperoni processes for control of Escherichia coli 0157:H7. J. Food Protect. 59:1260–1266.
47. Hobbs, G. 1983. Microbial spoilage of fish. In Food Microbiology: Advances and Prospects, ed. T.A. Roberts
and F.A. Skinner, 217–229. London: Academic Press.
48. Holley, R.A., T.Y. Guan, M. Peirson, and C.K. Yost. 2002. Carnobacterium viridans sp. nov., an alkaliphilic,
facultative anaerobe isolated from refrigerated, vacuum-packed bologna sausage. Int. J. Syst. Evol. Microbiol.
52:1881–1885.
49. Holley, R.A. 1985. Beef jerky: Fate of Staphylococcus aureus in marinated and corned beef during jerky
manufacture and 2,5°C storage. J. Food Protect. 48:107–111.
50. Holley, R.A. 1985. Beef jerky: Viability of food-poisoning microorganisms on jerky during its manufacture
and storage. J. Food Protect. 48:100–106.
51. Hunter, A.C., and B.A. Linden. 1923. An investigation of oyster spoilage. Amer. Food J. 18:538–540.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

146

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

52. Ihnot, A.M., A.M. Roering, R.K. Wierzba, N.G. Faith, and J.B. Luchansky. 1998. Behavior of Salmonella
Typhimurium DT104 during the manufacture and storage of pepperoni. Int. J. Food Microbiol. 40:117–121.
53. Ingham, M. 1960. Bacterial multiplication in packed Wiltshire bacon. J. Appl. Bacteriol. 23:206–215.
54. Ingram, M., and R.H. Dainty. 1971. Changes caused by microbes in spoilage of meats. J. Appl. Bacteriol.
34:21–39.
55. Jacquot, R. 1961. Organic constituents of fish and other aquatic animal foods. In Fish as Food, ed. G. Borgstrom, vol. 1, 145–209. New York: Academic Press.
56. Johnson, A.R., and D.M. Ogrydziak. 1984. Genetic adaptation to elevated carbon dioxide atmospheres by
Pseudomonas-like bacteria isolated from rock cod (Sebastes spp.). Appl. Environ. Microbiol. 48:486–490.
57. Kato, Y., R.M. Sakala, H. Hayashidani, A. Kiuchi, C. Kaneuchi, and M. Ogawa. 2000. Lactobacillus algidus
sp. nov., a psychrophilic lactic acid bacterium isolated from vacuum- packaged refrigerated beef. Int. J. Syst.
Evol. Microbiol. 50:1143–1149.
58. Kazanas, N., J.A. Emerson, H.L. Seagram, and L.L. Kempe. 1966. Effect of g-irradiation on the microflora
of freshwater fish. I. Microbial load, lag period, and rate of growth on yellow perch (Perca flavescens) fillets.
Appl. Microbiol. 14:261–266.
59. Kitchell, A.G. 1962. Micrococci and coagulase negative staphylococci in cured meats and meat products.
J. Appl. Bacteriol. 25:416–431.
60. Krzymien, M.E., and L. Elias. 1990. Feasibility study on the determination of fish freshness by trimethylamine headspace analysis. J. Food Sci. 55:1228–1232.
61. LeGuyader, F., L. Haugarreau, L. Miossec, E. Dubois, and M. Pommepuy. 2000. Three-year study to assess
human enteric viruses in shellfish. Appl. Environ Microbiol. 66:3241–3248.
62. Leininger, H.V., L.R. Shelton, and K.H. Lewis. 1971. Microbiology of frozen cream-type pies, frozen
cooked-peeled shrimp, and dry food-grade gelatin. Food Technol. 25:224–229.
63. Leisner, J.J., J.C. Millan, H.H. Huss, and L.M. Larsen. 1994. Production of histamine and tyramine by lactic
acid bacteria isolated from vacuum-packaged sugar-salted fish. J. Appl. Bacteriol. 76:417–423.
64. Lerke, P., R. Adams, and L. Farber. 1965. Bacteriology of spoilage of fish muscle. III. Characteristics
of spoilers. Appl. Microbiol. 13:625–630.
65. Matches, J.R. 1982. Effects of temperature on the decomposition of Pacific coast shrimp (Pandalus jordani).
J. Food Sci. 47:1044–1047, 1069.
66. McLean, R.A., and W.L. Sulzbacher. 1953. Microbacterium thermosphactum spec. nov., a non-heat resistant
bacterium from fresh pork sausage. J. Bacteriol. 65:428–432.
67. Mediel, M.J., V. Rodriguez, G. Codina, and N. Martin-Casabona. 2000. Isolation of mycobacteria from frozen
fish destined for human consumption. Appl. Environ. Microbiol. 66:3637–3638.
68. Miettinen, H., A. Arvola, T. Luoma, and G. Wirtanen. 2003. Prevalence of Listeria monocytogenes in, and
microbiological sensory quality of, rainbow trout, whitefish, and vendace roes from Finnish retail markets.
J. Food Protect. 66:1832–1839.
69. Molin, G., and I.-M. Stenstrom. 1984. Effect of temperature on the microbial flora of herring fillets stored in
air or carbon dioxide. J. Appl. Bacteriol. 56:275–282.
70. Nickerson, J.T.R., and S.A. Goldblith. 1964. A study of the microbiological quality of haddock fillets and
shucked, soft-shelled clams processed and marketed in the greater Boston area. J. Milk Food Technol.
27:7–12.
71. Nicol, D.J., M.K. Shaw, and D.A. Ledward. 1970. Hydrogen sulfide production by bacteria and sulfmyoglobin formation in prepacked chilled beef. Appl. Microbiol. 19:937–939.
72. Ng, D.L.K., B.B. Koh, L. Tay, and M. Yeo. 1999. The presence of Salmonella in local food and beverage
items in Singapore. Dairy Fd. Environ. Sanit. 19:848–852.
73. Pearson, A.M., and T.A. Gillett. 1999. Processed Meats. New York: Kluwer Academic Publishers.
74. Portocarrero, S.M., M. Newman, and B. Mikel. 2002. Staphylococcus aureus survival, staphylococcal
enterotoxin production and shelf stability of country-cured hams manufactured under different processing
procedures. Meat Sci. 62:267–273.
75. Pottinger, S.R. 1948. Some data on pH and the freshness of shucked eastern oysters. Comm. Fisheries Rev.
10(9): 1–3.
76. Riha, W.E., and M. Solberg. 1970. Microflora of fresh pork sausage casings. 2. Natural casings. J. Food Sci.
35:860–863.
77. Rodrнguez, M., F. Nъсez, J.J. Cуrdoba, E. Bermъdez, and M.A. Asensio. 1996. Gram-positive, catalasepositive cocci from dry cured Iberian ham and their enterotoxigenic potential. Appl. Environ. Microbiol.
62:1897–1902.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 5. Готовые мясные изделия и морепродукты

147

78. Romero, J., N. Gonzбlez, and R.T. Espero. 2002. Marine Pseudoalteromonas sp. composes most of the
bacterial population developed in oysters (Tiostrea chilensis) spoiled during storage. J. Food Sci. 67:
2300–2303.
79. Sakala, R.M., Y. Kato, H. Hayashidanik, M. Murakami, C. Kaneuchi, and M. Ogawa. 2002. Lactobacillus
fuchuensis sp. nov., isolated from vacuum-packaged refrigerated beef. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 52:
1151–1154.
80. Shaw, B.G., and J.M. Shewan. 1968. Psychrophilic spoilage bacteria of fish. J. Appl. Bacteriol. 31:89–96.
81. Shay, В. J., and A.F. Egan. 1981. Hydrogen sulphide production and spoilage of vacuum- packaged beef
by a Lactobacillus. In Micro-Organisms in Spoilage and Pathogenicity, ed. T.A. Roberts, G. Hobbs,
J.H.B. Christian, et al., 241–251. London: Academic Press.
82. Shelef, L.A., and J.M. Jay. 1971. Hydration capacity as an index of shrimp microbial quality. J. Food Sci.
36:994–997.
83. Shewan, J.M. 1961. The microbiology of sea-water fish. In Fish as Food. ed. G. Borgstrom, vol. 1, 487–560.
New York: Academic Press.
84. Silverman, G.J., J.T.R. Nickerson, D.W. Duncan, N.S. Davis, J.S. Schachter, and M.M. Joselow. 1961.
Microbial analysis of frozen raw and cooked shrimp. I. General results. Food Technol. 15:455–458.
85. Stenstrom, I.-M., and G. Molin. 1990. Classification of the spoilage flora of fish, with special reference
to Shewanella putrefaciens. J. Appl. Bacteriol. 68:601–618.
86. Stewart, A.W. 1983. Effect of cooking on bacteriological population of “soul foods”. J. Food Protect.
46:19–20.
87. Sullivan, J.D., Jr., P.C. Ellis, R.G. Lee, W.S. Combs, Jr., and S.W. Watson. 1983. Comparison of the Limulus
amoebocyte lysate test with plate counts and chemical analyses for assessment of the quality of lean fish.
Appl. Environ. Microbiol. 45:720–722.
88. Surkiewicz, B.F., M.E. Harris, R.P. Elliott, J.F. Macaluso, and M.M. Strand. 1975. Bacteriological survey
of raw beef patties produced at establishments under federal inspection. Appl. Microbiol. 29:331–334.
89. Swartzentruber, A., A.H. Schwab, A.P. Duran, B.A. Wentz, and R.B. Read, Jr. 1980. Microbiological
quality of frozen shrimp and lobster tail in the retail market. Appl. Environ. Microbiol. 40:765–769.
90. Tarr, H.L.A. 1954. Microbiological deterioration offish post mortem, its detection and control. Bacteriol.
Rev. 18:1–15.
91. Thimothe, J., J. Walker, V. Suvanich, K.L. Call, M.W. Moody, and M. Wiedmann. 2002. Detection of
Listeria in crawfish processing plants and in raw, whole crawfish and processed crawfish (Procambarus
spp.). J. Food Protect. 65:1735–1739.
92. Tonge, R.J., A.C. Baird-Parker, and J.J. Cavett. 1964. Chemical and microbiological changes during storage
of vacuum packed sliced bacon. J. Appl. Bacteriol. 27:252–264.
93. Tryfinopoulou, P., E. Tsakalidou, and G.-J.E. Nychas. 2002. Characterization of Pseudomonas spp. associated with spoilage of gilt-head sea bream stored under various conditions. Appl. Environ. Microbiol.
68:65–72.
94. Velankar, N.K., and Т.K. Govindan. 1958. A preliminary study of the distribution of nonprotein nitrogen
in some marine fishes and invertebrates. Proc. Indian Acad. Sci. Secft. В 47:202–209.
95. Vanderzant, C., A.W. Matthys, and B.F. Cobb, III. 1973. Microbiological, chemical, and organoleptic
characteristics of frozen breaded raw shrimp. J. Milk Food Technol. 36:253–261.
96. Wallace, R.M., J.E. Call, A.C.S. Porto, G.J. Cocoma, the ERRC Sepc. Proj. Team, and J.B. Luchansky.
2003. Recovery rate of Listeria monocytogenes from commercially prepared frankfurters during extended
refrigerated storage. J. Food Protect. 66:584–591.
97. Wang, C., and J.L. Silva. 1999. Prevalence and characteristics of Aeromonas species isolated from processed
channel catfish. J. Food Protect. 62:30–34.
98. Wardlaw, F.B., G.C. Skelley, M.G. Johnson, and J.C. Ayres. 1973. Changes in meat components during
fermentation, hest processing and drying of a summer sausage. J. Food Sci. 38:1228–1231.
99. Watt, B.K., and A.L. Merrill. 1950. Composition of foods — Raw, processed, prepared. Agricultural
Handbook No 8. Washington, D.C.: U.S. Department of Agriculture.
100. Wentz, B.A., A.P. Duran, A. Swartzentruber, A.H. Schwab, and R.B. Read, Jr. 1983. Microbiological
quality of fresh blue crabmeat, clams and oysters. J. Food Protect. 46:978–981.
101. Whiteley, A.M., and M.D. D’Souza. 1989. A yellow discoloration of cooked cured meat products —
Isolation and characterization of the causative organisms. J. Food Protect. 52:392–395.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

6
Овощные и фруктовые продукты

Микробиота овощей чаще всего представлена теми микроорганизмами, которые обитают в почве, где овощи были выращены, хотя встречаются и исключения. Актиномицеты (нитевидные ветвящиеся грамположительные микроорганизмы) являются наиболее распространенными бактериями, присутствующими
в почве; тем не менее на поверхности овощей они обнаруживаются достаточно
редко. С другой стороны, молочнокислые бактерии редко встречаются в почве
сами по себе, зато они занимают значительное место в бактериальной биоте
фруктов и овощей, а также продуктов из них. Для защиты фруктов и овощей от
контаминации микроорганизмами, присутствующими в окружающей среде, используют различные защитные покрытия, в том числе с низкими значениями
рН, при которых многие микроорганизмы расти не могут.
В этой главе сделана попытка разграничить овощи и фрукты, хотя сделать
это весьма непросто. В обиходе помидоры и огурцы называют овощами, хотя
с ботанической точки зрения это фрукты. Лимоны, апельсины и лаймы и в обыденной жизни называют фруктами, и с точки зрения ботаники — это фрукты.
Вообще говоря, разграничения между фруктами и овощами основаны на значениях рН, хотя это и не вполне обосновано с научной точки зрения.

Свежие и замороженные овощи
Присутствие микроорганизмов в овощах может отражать санитарное качество
технологической обработки и микробиологическое состояние исходного сырья.
Исследуя зеленые бобы перед бланшированием на двух овощеперерабатывающих предприятиях, Splittstoesser с соавт. [50] показал, что их обсемененность
была в пределах от 5,60 log10 до 6,00 log10. После бланширования общее количество микроорганизмов было снижено до 3,00–3,60 log10/г. После прохождения
различных стадий обработки и упаковки количество микроорганизмов было
в пределах от 4,72 до 5,94 log10/г. В случае с фасолью самое высокое обсеменение было обнаружено сразу же после отделения зерен от стручка. Такие же результаты были получены для гороха и кукурузы. Технологическая обработка до
бланширования зеленого горошка, перерабатываемого на трех разных заводах,
позволила довести количество микроорганизмов до значений 4,94 и 5,95 log10/г,
которые затем были снижены последовавшим бланшированием, но затем снова
увеличивались с каждым шагом технологической обработки. В случае с кукурузными зернами обсемененность после бланшировки возросла после обработ-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 6. Овощные и фруктовые продукты

149

Таблица 6.1. Микробиологическая обсемененность некоторых свежих овощей
Продукт
Смесь красного и зеленого цикория
и моркови
Смесь красного цикория,
цикория-эндивия и моркови
Бобовые ростки
Брокколи
Морковь
Цветная капуста
Сельдерей
Капустный салат
Редис
Ростки и побеги
Салат-латук
Сельдерей
Цветная капуста
Брокколи
Салат-латук, продающийся
на рынке в розницуа

Log10КОЕ/г
АПК*, 7,94
Колиформы, 7,03
Фекальные колиформы, 6,74
Молочнокислые бактерии, 6,18
АПК, 6,14
Колиформы, 4,68
Фекальные колиформы, 4,51
Молочнокислые бактерии, 5,86
АПК, 7,26, 7,99
Колиформы, 7,49, 6,99
АПК, 3,97
АПК, 4,20
АПК, 6,97
АПК, 10,0
АПК, 7,00
АПК, 6,04
АПК, 8,7; Колиформы 7,2
АПК, 8,6; Колиформы 5,6
АПК, 7,5; Колиформы
АПК, 7,4; Колиформы 2,9
АПК, 6,3; Колиформы 4,8
АПК, 6,94; Колиформы 3,25

Ссылки
57
57
57
57
57
57
57
57
23
37
37
37
37
37
37
55
55
55
55
55
30

*АПК — аэробный подсчет колоний; КОЕ — колониеобразующая единица.
а Среднее арифметическое 10 исследованных образцов, которые также содержали 1,64 E. coli

и 5,62 грибов.

ки и нахождения на ленте конвейера до моечного аппарата. Продукт сразу же
после бланшировки имел обсемененность 3,48 log10/г, тогда как после упаковки
количество микроорганизмов возросло до 5,94 log10/г. От 40% до 75% бактериальной биоты гороха, стручковой фасоли и кукурузы было представлено лейконостоками, стрептококками, при этом грамположительные каталазоположительные палочки напоминали по свойствам коринебактерии [48, 49].
Количество бактерий, которые были обнаружены на различных свежих овощах, представлено в табл. 6.1. Можно отметить, что значение АПК около от 6 до
7 log10КОЕ/г является общим среди перечисленных овощей, так же как и количество колиформных микроорганизмов — около 5–6 log10.
Молочнокислые кокки связаны со многими сырыми и обработанными овощами [29]. Было обнаружено, что эти кокки составляют от 41% до 75% АПК биоты замороженного гороха, стручковой фасоли и зерновых [46]. Также было показано, что свежий горошек, зеленые бобы и зерновые содержали коагулазопозитивные стафилококки после обработки [48]. В горохе содержалось самое
высокое количество (0,86 log10КОЕ/г) этих микроорганизмов, в то время как
только 64% зерновых были обсеменены ими. Было обнаружено, что источником
обсеменения стафилококками являлись руки обслуживающего персонала, по-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

150

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Таблица 6.2. Общее микробиологическое качество замороженных овощей
Продукты

Цветная капуста
Зерновые
Горошек
Бланшированные овощи
(17 разновидностей)
Измельченные зеленые
бобы, листья шпината,
горох
Лимская фасоль,
зерновые, брокколи,
брюссельская капуста
Французские зеленые
бобы, измельченная
зелень, тыквенные
Измельченный шпинат,
цветная капуста
Измельченная брокколи

Номер
образцов

Микробная группа/мишень

% обсемененных
образцов

Ссылки

1556
1556
1556
1542
1542
1542
1564
1564
1564
575
575
575
144

АПК при 35 °С: 105/г или меньше
НВЧ колиформ: < 20/г
НВЧ E. coli: < 3/г
АПК при 35 °С: 105/г или меньше
НВЧ колиформ: < 20/г
НВЧ E. coli: < 3/г
АПК при 35 °С: 105/г или меньше
НВЧ колиформ: < 20/г
НВЧ E. coli: < 3/г
Отсутствие фекальных колиформ

75
79
98
94
71
99
95
78
99
63
33
70
–

5
5
5
5
5
5
5
5
5
49
49
49
47

Диапазон АПК для группы:
4,73–4,93 log10КОЕ/г

170

Диапазон АПК для группы:
5,30–5,36 log10КОЕ/г

–

47

135

Диапазон АПК для группы:
5,48–5,51 log10КОЕ/г

–

47

80

Диапазон АПК для группы:
5,54–5,65 log10КОЕ/г
Диапазон АПК для группы:
5,48–5,51 log10КОЕ/г

–

47

–

47

45

НВЧ — наиболее вероятное число.

скольку овощи подвергались последовательным стадиям технологической обработки. Хотя стафилококки обнаруживаются на овощах в течение всего технологического процесса, они не способны распространиться в присутствии более
естественной молочнокислой биоты. Колиформы (за исключением Escherichia
coli) и энтерококки обнаруживаются во время большинства стадий технологического процесса, но они, по всей видимости, не представляют никакой опасности для здоровья [47].
При исследовании присутствия Clostridium botulinum в 100 пакетах с замороженными под вакуумом овощами, выпускаемых промышленностью, этот организм не был обнаружен в 50 образцах стручковой фасоли, но споры сероваров А
и В были обнаружены в 6 из 50 образцов шпината [20].
Общие количества бактерий на замороженных овощах чаще всего ниже,
чем на сопоставимых незамороженных продуктах. Это возможно прежде всего
благодаря: 1) бланшированию продуктов до замораживания, 2) выбору изделий
высокого качества для замораживания и 3) отмиранию некоторых бактерий во
время замораживания (см. гл. 16).

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 6. Овощные и фруктовые продукты

151

Таблица 6.3. log10 АПК для некоторых замороженных продуктов из картофеля [12]
Продукты
Картофельный салат
Сушеный картофель
Вареный картофель
Картофель фри
Картофельные оладьи

Диапазон АПК
2,6–5,1
2,5–5,5
4,0–6,4
2,0–6,7
3,2–8,7

Как видно из табл. 6.2, АПК перечисленных замороженных зеленых овощей
составляет приблизительно 5,0 log10 КОЕ/г в отличие от свежих зеленых овощей,
представленных в табл. 6.1. Значение log10 АПК для некоторых замороженных
обработанных продуктов из картофеля представлено в табл. 6.3. Так как внутренняя часть свежего картофеля свободна от бактерий, количества микроорганизмов, приведенные в этой таблице, могут быть использованы для контроля,
чтобы оценить степень контаминации после термообработки.

Порча
Общий химический состав тканей высших растений представлен в табл. 6.4; состав 21 наиболее часто употребляемого овоща приведен в табл. 6.5. Среднее содержание воды в овощах — приблизительно 88%, со средним содержанием
Таблица 6.4. Общий химический состав тканей высших растений
Углеводы и углеводистые компоненты
1. Полисахариды — пентозан (арабан), гексозаны (целлюлоза, крахмал, ксиланы,
фруктаны, маннаны, галактаны, леваны)
2. Олигосахариды — тетрасахариды (стахиоза), трисахариды (робиноза, маннотриоза,
рафиноза), дисахариды (мальтоза, сахароза, целлобиоза, мелибиоза, трегалоза)
3. Моносахариды — гексозы (манноза, глюкоза, галактоза, фруктоза, сорбоза), пентозы
(арабиноза, ксилоза, рибоза, L-рамноза, L-фруктоза)
4. Спирты — глицерол, рибитол, маннитол, сорбитол, инозитолы
5. Кислоты — уроновые кислоты, аскорбиновая кислота
6. Эфиры — таннины
7. Органические кислоты — лимонная, шикимиковая, D-тартаровая, щавелевая,
молочная, гликолевая, малоновая и др.
Белки — альбумины, глобулины, глютелины, проламины, пептиды и аминокислоты
Липиды — жирные кислоты, эфиры жирных кислот, фосфолипиды, гликолипиды и др.
Нуклеиновые кислоты и их производные — пуриновые и пиримидиновые основания,
нуклеотиды и др.
Витамины — жирорастворимые (A, D, E), водорастворимые (тиамин, ниацин,
рибофлавин и др.)
Минералы — Na, K, Ca, Mg, Mn, Fe и др.
Вода
Другие соединения — алкалоиды, порфирины, соединения ароматического ряда

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

152

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Таблица 6.5. Овощи: приблизительный процентный химический состав
Овощи

Вода

Углеводы

Белки

Жиры

Неорганические
вещества

Зеленые бобы
Свекла
Брокколи
Брюссельская капуста
Капуста
Мускусная дыня
Цветная капуста
Сельдерей
Зерно
Огурцы
Салат
Лук
Горох
Картофель
Тыква
Редька (редиска)
Шпинат
Тыквенные
(кабачок, патиссон)
Бататы
Помидоры
Арбуз
Среднее

89,9
87,6
89,9
84,9
92,4
94,0
91,7
93,7
73,9
96,1
94,8
87,5
74,3
77,8
90,5
93,6
92,7
95,0

7,7
9,6
5,5
8,9
5,3
4,6
4,9
3,7
20,5
2,7
2,9
10,3
17,7
19,1
7,3
4,2
3,2
3,9

2,4
1,6
3,3
4,4
1,4
0,2
2,4
1,3
3,7
0,7
1,2
1,4
6,7
2,0
1,2
1,2
2,3
0,6

0,2
0,1
0,2
0,5
0,2
0,2
0,2
0,2
1,2
0,1
0,2
0,2
0,4
0,1
0,2
0,1
0,3
0,1

0,8
1,1
1,1
1,3
0,8
0,6
0,8
1,1
0,7
0,4
0,9
0,6
0,9
1,0
0,8
1,0
1,5
0,4

68,5
94,1
92,1
88,3

27,9
4,0
6,9
8,6

1,8
1,0
0,5
2,0

0,7
0,3
0,2
0,3

1,1
0,6
0,3
0,8

Источник: Watt и Merrill [60].

углеводов — 8,6%, белков — 1,9%, жира — 0,3% и неорганических веществ —
0,84%. Общее количество нуклеиновых кислот и других компонентов растений в общем меньше, чем 1%. Содержание питательных веществ в овощах
позволяет поддерживать рост плесеней, дрожжей и бактерий; следовательно,
овощи могут быть испорчены любыми из этих организмов. Повышенное содержание воды в овощах способствует росту бактерий, относительно низкое содержание углеводов и липидов позволяет предположить, что большая часть этой
воды находится в доступной форме. Диапазон значения pH большинства овощей благоприятен для роста большинства бактерий, поэтому неудивительно,
что бактерии являются частой причиной порчи овощей. Относительно высокий
окислительно-восстановительный потенциал овощей и их низкая способность
достигать кислотно-щелочного равновесия приводят к тому, что аэробные и
факультативные анаэробные типы микроорганизмов вносят больший вклад
в порчу овощей, чем анаэробы. Так, например, некоторые из наиболее распространенных этиологических агентов при бактериальной порче овощей — виды
родов Erwinia и Pectobacterium, и они связаны с растениями и овощами в их
естественной окружающей среде. Общий (обычный) образец порчи, вызываемой этими организмами, упоминается как бактериальная мягкая гниль.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 6. Овощные и фруктовые продукты

153

Бактериальные агенты
Род Erwinia был изменен отнесением десяти видов и 5 подвидов к двум новым
родам, которые перечислены в табл. 6.6. Нужно отметить, что некоторые таксономисты не согласны с перемещением ряда видов в род Pectobacterium, и говорят о том, что дальнейшие таксономические изменения неизбежны [63]. Многие
из псевдомонад, связанных с растениями, были перемещены в новые роды, такие как Acidovorax, Burkholderia, и Hydrogenophaga. Изменениям также подвергся род Xanthomonas, и, по-видимому, дальнейшие таксономические изменения
будут связаны скорее с использованием молекулярно-генетических методов,
нежели традиционных фенотипических подходов. Род Pantoea близко связан
с родами Erwinia, Citrobacter и Klebsiella, которые, вероятно, более важны
в порче при хранении овощей, чем сейчас считается. Роды бактерий, чаще всего
вызывающих порчу на полях и во время хранения овощей, — Pseudomonas,
Pectobacterium, Erwinia, Xanthomonas; некоторые из видов вызываемой ими
порчи перечислены в табл. 6.7.
Мягкая гниль встречается на растениях множества видов, особенно часто ее
можно встретить на моркови. Мягкая гниль делает растение или овощ мягким в
отличие от других видов порчи, где продукт остается твердым. Бактерии, обычно вызывающие мягкое гниение моркови, — Pectobacterium spp., особенно
P. carotovorum subsp. carotovorum и P. carotovorum subsp. odoriferum. После начала процесса порчи в него вовлекается множество других живущих в почве
бактерий, в том числе Pseudomonas spp., а также виды Bacillus, Paenibacillus и
Clostridium. У фруктов и овощей, таких как помидоры и картофель, P. carotovorum subsp. carotovorum вызывает мягкую гниль, распространяясь в поверхностных повреждениях плода. У корнеплодов, таких как морковь, существует определенная защита. Корни растений защищены от заражения микроорганизмами
перекисью водорода и супероксидом и для того, чтобы преодолеть эту защиту,
микроорганизмы синтезируют каталазу и супероксиддисмутазу. Вид Pseudomonas syringae производит эти ферменты, так же как и Erwiniae.

Таблица 6.6. Перенос 10 видов и пяти подвидов из рода Erwinia в новые роды
Pectobacterium и Вrеппеria (суммировано из [18])
Pectobacterium

Прежнее название в роду Erwinia

P. carotovorum подв. atrosepticum
P. carotovorum подв. carotovorum
P. carotovorum подв. betavasculorum
P. carotovorum подв. odoriferum
P. carotovorum подв. wasabiae
P. cacticidum
P. chrysanthemi (ранее принадлежал к Erwinia)
P. cypripedii (ранее принадлежал к Erwinia)
Brenneria (ранее принадлежали к Erwinia spp.)
B. alni, B. nigrifluens, B. paradisiaca,
B. quercina, B. rubrifaciens и B. salicis

E. carotovora подв. atroseptica
E. carotovora подв. carotovora
E. carotovora подв. betavasculorum
E. carotovora подв. odorifera
E. carotovorum подв. wasabiae
E. cacticida

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

154

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Таблица 6.7. Некоторые бактерии, вызывающие порчу овощей и фруктов
во время уборки и хранения
Организмы

Вид порчи/Продукты

Corynebacterium michiganense

Вилт (увядание), рак растений, пятна на листьях
и плодах томатов и др.
Пятнистость, ожог листьев, вилт зерновых
Гниль корнеплодов картофеля
Бактериальное увядание бобовых

C. nebraskense
C. sepedonicum
Curtobacterium flaccumfaciens
(ранее Corynebacterium)
Pseudomonas agarici и P. tolaasii
P. corrupata
Группа Pseudomonas cichorii
Группа Pseudomonas marginalis
Группа P. morsprunorum
(ранее P. phaseolicola)
P. syringae pv. syringae
Ранее P. glycinea
Ранее P. lachrymans
Ранее P. pisi
Группа P. tomato
Xanthomonas campestris
pv. campestris
X. oryzae pv. oryzae
pv. oryzicola
Rathyibacter spp.
Janthinobacterium agaricidamnosum
Streptomyces spp.
Xanthomonas axonopodis pv. citri
Xylella fastidiosa
Ralstonia spp.
Erwinia amylovora
Acidovorax valerianellae

Сжатие геминальной пластины шляпки грибов
Некроз мякоти томатов
Зональная пятнистость капусты и лука
Мягкая гниль овощей, слизь на листьях латука
Бактериоз бобовых
Бактериальный рак косточковых деревьев
Болезнь соевых бобов
Угловатая бактериальная пятнистость листьев
огурцов
Бактериоз груш
Бактериальная точечность плодов томатов
Черная гниль капусты, в т.ч. цветной
Бактериоз риса
Бактериальная полосатая пятнистость листьев риса
Бактериальный ожог растений
Мокрая гниль грибов
Парша картофеля
Рак (язва) цитрусовых
Пайерсова болезнь винограда
Вилт томатов
Бактериальный ожог яблоневых и грушевых
деревьев
Черная пятнистость машсалата

Пектины — это вещества, цементирующие клетки растений, которые гидролизуются под действием пектиназ, что ведет к размягчению тканей. В картофеле
размягчение тканей происходит за счет действия фермента эндополигалактуронаттрансэлиминазы, синтезируемого Pectobacterium [28]. P. chrysanthemi образует две пектин-метилэстеразы и по крайней мере семь пектатлиаз, полигалактуроназу и пектинлиазу [19]. Сразу после разрушения пектина образуются
олигогалактуронидазы, которые используются различной микробиотой. Из-за
раннего и относительно быстрого роста бактерий плесени вытесняются ими и
в связи с этим гораздо реже участвуют в порче овощей, которые являются восприимчивыми к бактериальным агентам.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 6. Овощные и фруктовые продукты

155

После разрушения внешней оболочки плода за счет действия пектиназ прочие ферменты входят непосредственно в ткани растений и вызывают брожение
углеводов, которые в них присутствуют. Количества элементарных азотистых
соединений, витаминов (особенно группы В) и минералов, присутствующих
в растении, достаточно для поддержания роста вторгшихся микроорганизмов до
тех пор, пока овощи не будут разрушены или не употребятся в пищу. Неприятный запах, который образуется во время порчи, вызван следующими летучими
соединениями — NH3, летучими кислотами и т.п., которые образуются микробиотой. При росте в кислой среде микроорганизмы имеют тенденцию к декарбоксилированию аминокислот, образуя амины, которые вызывают повышение
рН среды до нейтрального значения и выше. Сложные углеводы, такие как целлюлоза, чаще всего разлагаются последними, в этом процессе участвует различная микробиота, состоящая из плесеней и других почвенных микроорганизмов;
участие Erwinia spp. в деградации этих веществ является сомнительным. Соединения ароматического ряда и порфирины подвергаются деградации в процессе
порчи самыми последними, в их разложении участвует также различная биота
почвенного типа. Род Brenneria вызывает болезни деревьев, такие как язвы
коры, некрозы на деревьях грецкого ореха, просачивания сока из желудей
и т. д. [18].
Гены P. caroiovorum subsp. carotovorum, которые вовлечены в размягчение
картофельного клубня, были клонированы. Плазмиды, содержащие клонированную ДНК, обусловливали синтез эндопектатлиаз, экзопектатлиаз, эндополигалактуроназ и целлюлаз [39]. Штаммы Escherichia coli, которые содержали
клонированные плазмиды, показали, что эндопектатлиазы с эндополигалактуроназой или экзопектатлиазой вызывали размягчение нарезанного пластинами
клубня. Эти ферменты, наряду с фосфатидазой С и фосфолипазой A, и вызывают мягкую гниль при заражении этим организмом. Морковь, зараженная Agrobacterium tumefaciens, подвергается старению значительно быстрее из-за усиления синтеза этилена. На нормальных незараженных растениях его синтез регулируется ауксинами, но А. tumefaciens увеличивает образование индолуксусной
кислоты, которая приводит к повышению уровня этилена.
Болезнетворный микроорганизм Xanthomonas anonopodis pv. (патовар, патогенный вариант) citri, вызывающий язвы цитрусовых, наносил ущерб флоридской промышленности цитрусовых в конце 1990-х гг. Язва состоит из внешних
струпьев и пробкообразных повреждений, которые встречаются на апельсинах,
лайме, грейпфрутах и других плодах цитрусовых. Организмы заражают плодовые деревья через устьице листа. Оказавшись внутри, они используют секреторную систему III типа (см. гл. 22), вызывая усиленное деление клеток, которое
приводит к коричневатым язвам. Зараженные плоды производят больше этилена,
который приводит к старению, ускоренному созреванию и преждевременному
падению плодов с деревьев. Эта инфекция не разрушает сами деревья. Бактерии
распространяются от дерева к дереву ветром, дождем, насекомыми и другими
переносчиками.
Род Xanthomonas подвергается реклассификации, поэтому некоторые из видов и патоваров, представленных в табл. 6.6, вероятно, будут изменены. Большинство ксантомонад, продуцирующих желтый пигмент, образуют желтые,
слизистые и гладкие колонии. Колонии являются слизистыми благодаря ксанта-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

156

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Рис. 6.1. Болезни томатов — (А и Б) пятно в виде шляпки гвоздя; (В и Г) бактериальное пятно;
(Д) бактериальный шанкр; (Е) бактериальное пятно. Источник: Agriculture Handbook 28,
USDA, 1968. “Fungus and Bacterial Diseases of Fresh Tomatoes”.

ну, который типичен для этого рода [36]. Бактериальная язва косточковых плодов вызвана P. syringae pv. syringae, и этот патовар, как сообщалось ранее, вызывает болезнь более чем 180 видов этих растений [25].
Некоторые из наиболее важных бактерий, которые вызывают порчу овощей
на полях и во время хранения, представлены в табл. 6.7. Некоторые из перечисленных родов и видов подвергаются таксономическим изменениям. Коринебактерии, обитающие на растениях, представляют разнообразное сообщество, многие из организмов которого не принадлежат этому роду. Некоторые были перемещены в род Curtobacter. Псевдоманады и ксантомонады (патогены растений
и микроорганизмы порчи овощей на полях) также весьма разнообразны.
Ряд овощей из розничной торговой сети, подвергшихся бактериальной
и грибковой порче, показаны на рис. 6.1 и 6.2.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 6. Овощные и фруктовые продукты

157

Рис. 6.2. Болезни лимской фасоли — (А и Б) болезнь стручка; (В) пятна на семени; (Г) повреждение семени дрожжами. Болезни гороха — (Д) пятна на стручке; (Е) антракноз; (Ж) струпья.
Источник: Agriculture Handbook 303, USDA, 1966, Chapter 5.

Грибковые агенты
Обобщенная характеристика некоторых общих состояний порчи овощей и
фруктов представлена в табл. 6.8. Некоторые из этих состояний порчи начались
в предурожайный или послеурожайный период. Среди прочих Botrytis заражает цветок земляники и вызывает серую прель, Colletotrichum заражает эпидерму бананов и вызывает банановый антракноз, а Gloeosporium заражает пору
стебля (чечевички) яблока и вызывает пятнистость [13]. В основном порче подвергаются фрукты и овощи, продающиеся на рынке, после сбора урожая, и хотя
грибы чаще всего заражают битые и поврежденные продукты, некоторые проникают в определенные области. Например, Thielaviopsis проникает через стебель ананасов, вызывая черную гниль этих плодов, а Colletotrichum проникает

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

158

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Таблица 6.8. Основные состояния грибной порчи фруктов и овощей,
этиологические агенты и продукты, подверженные их действию
Состояние порчи
Плесень альтернария
Антракноз (горькая гниль)
Антракноз
Черная гниль
Черная гниль
Голубая плесень
Бурая гниль
Бурая гниль
Плесень кладоспориум
Гниль корневой шейки

Милдью (ложная
мучнистая роса)
Сухая гниль
Серая гниль, вызываемая
плесенью
Зеленая плесень
Образование лентицел
Ананасовая черная гниль
Фитофтора
Плесневидная розовая гниль
Ризопус (мягкая гниль)
Слизкая бурая гниль
«Головня» (черная гниль)
Кислая гниль
Меланоз листьев и побегов
цитрусовых
Водянистая гниль
«Пьяный хлеб» (корневая
гниль всходов пшеницы)
Пузырчатая головня кукурузы
Пирикуляриоз риса
Фитофтороз картофеля
Болезнь растений
(увядание и опадание
листьев без гниения)
«Черная ножка»,
корневая гниль
«Неожиданная смерть дубов»

Этиологический агент

Основные продукты,
подвергнутые порче

A. tenuis
Colletotrichum musae
C. lindemuthianum
C. lagenarium
Aspergillus niger, Alternaria
Ceratocystis fimbriata
Penicillium digitatum
Monilina fructicola
(= Sclerotinia fructicola)
Phytophthora spp.
C. herbarum
Colletotrichum musae
(= Gloeosporium musarum),
Fusarium roseum, Verticillium
theobromae, Ceratocystis paradoxa
Plasmapara viticola, Phytophthora
spp., Bremia spp.
Fusarium spp.
Botrytis cinerea

Цитрусовые
Бананы
Бобовые
Арбузы
Лук, кабачки
Сладкий картофель
Цитрусовые
Персики, вишни

Penicillium digitatum
Cryptosporiopsis malicorticis
(= Gloeosporium perennans),
Phylctaena vagabunda
Ceratocystis paradoxa
(= Thielaviopsis paradoxa)
Colletotrichum coccodes
Trichothecium roseum
Rhizopus stolonifer

Цитрусовые
Яблоки, груши

Rhizoctonia spp.
Aspergillus niger
Geotrichum candidum
Phomopsis citri, Diplodia
natalensis, Alternaria citri
Sclerotinia sclerotiorum
Fusarium graminearum

Цитрусовые
Вишни, персики
Бананы

Виноград
Картофель
Виноград, многие др.

Ананасы
Овощи
Овощи
Сладкий картофель,
томаты
Овощи
Персики, абрикосы
Томаты, цитрусовые
Цитрусовые
Морковь
Пшеница, ячмень

Ustilago maydia
Magnaporaathe grisea
Phytophthora infestans
Phytophthora cinnamomi

Кукуруза
Рис
Картофель
Каштановые деревья

Phytophthora sojae

Соевые бобы

Phytophthora ramorum

Дубовые деревья

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 6. Овощные и фруктовые продукты

159

через черенок грозди бананов, вызывая при этом банановую гниль [13]. Черная
гниль сладкого картофеля (батата) вызвана Ceratocystis, серая гниль шейки луковицы — Botrytis allii, а плесень милдью (ложномучнистая роса) салата —
Bremia spp. [9]. Некоторые из видов порчи, перечисленных в табл. 6.8, обсуждены ниже.
Серая гниль. Это состояние вызвано грибком Botrytis cinerea, который образует серый мицелий. Этому типу порчи способствует высокая влажность и
теплый климат. Среди овощей, которые подвержены этой болезни, — спаржа,
лук, чеснок, бобы (зеленые, лимская и восковая фасоль), морковь, пастернак,
сельдерей, помидоры, эндивий, посевной артишок, салат, ревень, капуста,
брюссельская капуста, цветная капуста, брокколи, редька (редиска), брюква,
репа, огурцы, тыква, кабачки, патиссоны, перец и батат. При этой болезни болезнетворный гриб растет на поврежденных участках овоща в виде серой гнили. Она может проникнуть внутрь плода и сквозь неповрежденную кожуру или
через разрезы и трещины.
Кислая гниль (ооспора, водянистая мягкая гниль). Это состояние овощей
вызвано грибком Geotrichum candidum и другими организмами. Овощи, которые подвержены этой болезни, — спаржа, лук, чеснок, бобы (зеленые, лимская и
восковая фасоль), морковь, пастернак, петрушка, эндивий, посевной артишок,
салат, капуста, брюссельская капуста, цветная капуста, брокколи, редька (редиска), брюква, репа и помидоры. Болезнетворный гриб широко распространен в
почвах и на фруктах и овощах. Drosophila melanogaster (плодовая мушка) переносит споры и части мицелия на своем теле от портящихся фруктов и овощей к
здоровым плодам и заражает их через трещинки в кожуре. Поскольку грибок не
может проникнуть через целую кожуру, инфекции обычно начинаются на поврежденных участках плода [27].
Мягкая гниль, вызванная Rhizopus. Это состояние вызвано Rhizopus stolonifer и другими видами, которые делают овощи мягкими до кашеобразной консистенции. Пушистая плесень со спорангиями в виде маленьких черных точек
часто встречается на овощах. Среди них — бобы (зеленые, лимская и восковая
фасоль), морковь, батат, картофель, капуста, брюссельская капуста, цветная капуста, брокколи, редька (редиска), брюква, репа, огурцы, мускусная дыня, тыква, кабачки, патиссоны, арбузы и помидоры. Этот гриб распространяется D. melanogaster, которая откладывает свои яйца в трещинах различных фруктов и
овощей. Грибок широко распространен, он может также переноситься и другими способами. Проникновение обычно происходит через ранки и другие повреждения кожуры.
Гниль фитофтора. Это состояние, вызванное Phytophthora spp., встречается
в значительной степени в поле как порча и гниль фруктов и овощей, попавших
на рынок. Эта болезнь является наиболее разнообразной по своим проявлениям
по сравнению с другими подобными болезнями и затрагивает различные растения по-разному. Среди овощей — спаржа, лук, чеснок, мускусная дыня, арбузы,
помидоры, баклажаны и перец.
Антракноз. Эта болезнь растений характеризуется появлением пятен на листьях, плодах или стручках. Болезнь вызвана Colletotrichum coccodes и другими
видами. Эти грибки считаются слабыми патогенами растений. Они живут от се-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

160

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Рис. 6.3. Болезни лука — (А) белая гниль; (Б) черная гниль; (В) пятна диплодии. Источник:
Agriculture Handbook 303, USDA, 1966, Chapter 5.

зона до сезона на растительных остатках в почве и на семенах различных растений, например помидоров. Их распространению способствует теплая, влажная
погода. Среди овощей, которые подвергаются этой болезни, — бобы, огурцы,
арбузы, тыква, кабачки, патиссоны, помидоры и перец.
Голубая гниль — болезнь послеурожайного периода яблок и груш, вызываемая Penicillium expansum, тогда как серую гниль вызывает Botrytis cinerea.
В попытке контролировать размножение этих грибков на яблоках и грушах
были протестированы два агента биоконтроля — Candida sake и Pantoea agglomerans [32]. После обработки ими фруктов в соотношении 50:50 в количествах
до 2 ´ 10 7 и 8 ´ 10 7 КОЕ/мл с последующим хранением при комнатной температуре никакой голубой гнили не обнаруживалось, а повреждения от серой гнили
сократились более чем на 95%.
Некоторые виды порчи лука проиллюстрированы на рис. 6.3.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 6. Овощные и фруктовые продукты

161

Порча фруктов
Общий химический состав 18 наиболее часто употребляемых фруктов приведен в табл. 6.9; из него видно, что среднее содержание воды составляет приблизительно 85% и среднее содержание углеводов — приблизительно 13%.
Фрукты отличаются от овощей тем, что в них несколько меньше воды, но больше углеводов. Среднее количество белков, жиров и содержание неорганических веществ во фруктах соответственно 0,9%, 0,5% и 0,5% несколько ниже,
чем в овощах, за исключением содержания неорганики. Фрукты содержат витамины и другие органические соединения, так же как и овощи. На основе своего питательного состава эти продукты способные поддерживать рост бактерий, дрожжей и плесеней. Однако значение pH фруктов ниже уровня, способствующего росту бактерий. Этого факта, по-видимому, достаточно, чтобы
объяснить общее отсутствие бактерий в начале порчи фруктов. Более широкий
диапазон pH роста плесеней и дрожжей способствует их доминированию при
порче фруктов. За исключением груш, которые иногда подвергаются гнили
Erwinia, бактерии не имеют никакого известного значения в инициировании
порчи фруктов. Причина, по которой груши с диапазоном pH от 3,8 до 4,6 подвергаются бактериальной порче, не выяснена. По всей видимости, Erwinia и
Pectobacterium spp. начинают свой рост на поверхности фруктов, где pH,
по-видимому, выше, чем внутри.

Таблица 6.9. Фрукты: приблизительный химический состав, %
Фрукты

Вода

Углеводы

Яблоки
Абрикосы
Бананы
Ежевика
Вишня, сладкая и кислая
Инжир
Грейпфрут
Виноград, американский тип
Лимоны
Лаймы
Апельсины
Персики
Груша
Ананасы
Слива
Малина
Ревень
Земляника
Среднее

84,1
85,4
74,8
84,8
83,0
78,0
88,8
81,9
89,3
86,0
87,2
86,9
82,7
85,3
85,7
80,6
94,9
89,9
84,9

14,9
12,9
23,0
12,5
14,8
19,6
10,1
14,9
8,7
12,3
11,2
12,0
15,8
13,7
12,9
15,7
3,8
8,3
13,2

Белки

0,3
1,0
1,2
1,2
1,1
1,4
0,5
1,4
0,9
0,8
0,9
0,5
0,7
0,4
0,7
1,5
0,5
0,8
0,88

Липиды
0,3
0,6
0,8
0,5
0,6
0,6
0,4
0,4
0,5
0,8
0,5
0,5
0,4
0,4
0,5
0,6
0,7
0,5
0,53

Неорганические
вещества

0,4
0,1
0,2
1,0
0,5
0,4
0,2
1,4
0,6
0,1
0,2
0,1
0,4
0,2
0,2
1,6
0,1
0,5
0,46

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

162

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Разнообразные роды дрожжей часто находятся на фруктах и часто становятся
причиной их порчи, особенно еще на деревьях. Многие дрожжи, найденные на
фруктах, способны к утилизации сахаров и спиртовому брожению. Из-за своего
более быстрого, по сравнению с грибами, темпа роста они предшествуют последним организмам в процессе порчи фруктов при определенных обстоятельствах.
Неясно, зависят ли некоторые гнили от начального действия дрожжей в процессе
порчи фруктов и овощей. Утилизация или деструкция высокомолекулярных соединений фруктов чаще осуществляется грибами, чем дрожжами. Многие плесневые грибы способны к утилизации спиртов как источника энергии, и когда эти
и другие элементарные соединения уже исчерпаны, эти организмы продолжают
разрушать оставшиеся части фруктов, типа структурных полисахаридов и кожуры. Бактериальный ожог яблоневых и грушевых деревьев вызван Erwinia
amylovora. Был изучен метод, который позволяет управлять бактериальным ожогом фруктовых деревьев за счет использования Pantoea agglomerans и P. dispersa
как агентов биоконтроля, так как они не вредят яблоневым и грушевым деревьям
и предотвращают проникновение болезнетворного микроорганизма. Исследования in vitro показали, что ингибирование P. agglomerans происходит за счет антибиотического комплекса, состоящего из пантоцина А и пантоцина В [61]. Эти ингибиторы действуют и на другие грамотрицательные бактерии.

Производство свеженарезанных плодов
Производство предварительно упакованных фруктовых и овощных салатов (минимальная технологическая упаковка) привело к взрыву продаж и потребления
этих продуктов в течение прошлого десятилетия, и тенденция к росту еще сохраняется. В основном это овощные салаты, например из салата-латука и моркови, и фруктовые, из мускусных дынь и арбузов, которые нарезаны дольками и
упакованы в прозрачные контейнеры, которые хранятся при низких температурах и готовы к употреблению сразу после покупки. При упаковке в пленку, проницаемую для кислорода, первостепенные проблемы — это качество продукта и
ферментативное побурение мякоти плодов, в случае если продукты светлого
цвета. В случае использования слабопроницаемой для кислорода упаковки при
долгосрочном хранении существует возможность для роста болезнетворных
микроорганизмов типа C. botulinum и L. monocytogenes. Это беспокойство привело к многочисленным исследованиям безопасности заключительного этапа
производства таких продуктов, некоторые из которых суммированы и приведены ниже. Так как модифицированная атмосферная/вакуумная упаковка часто
используется для этих продуктов, некоторая информации по этому вопросу может быть найдена в гл. 14. Более обширная информация может быть найдена
в [14].

Микробиологическая обсемененность
Готовые к употреблению продукты в процессе производства не стерилизуют.
При их подготовке неповрежденные овощи моют, как правило, обычной водой, которая содержит хлор от 50 до 200 ppm, далее нарезают и упаковывают.
В то время как мытье уменьшает число микроорганизмов, операция нарезки

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 6. Овощные и фруктовые продукты

163

Таблица 6.10. АПК овощей, log10/г, хранившихся при 4 °С а
Продукт
Измельченный салат-латук
Салат-микс
Соцветия цветной капусты
Нарезанный сельдерей
Салат из капусты, моркови и лука
Соломка из моркови
Соцветия брокколи
Зеленый перец

День 0

День 4

4,85
5,35
4,82
5,67
5,14
5,13
5,58
5,99

5,63
6,05
5,45
6,59
6,95
6,27
6,59
7,22

а Продукты имели рекомендованный срок годности в 7 дней.
Источник: Odumeru с соавторами [33].

плодов может приводить к повторному их обсеменению. Кроме того, свеженарезанные овощи, за счет более высокого уровня влажности, наличия более
доступных питательных веществ и большой площади поверхности, делают
готовые продукты более восприимчивыми к росту микроорганизмов, чем целые плоды.
АПК восьми готовых к употреблению овощей в Онтарио, Канада, зарегистрированные в день 0 и день 4 после хранения при 4 °C, представлены
в табл. 6.10 [33]. Следует отметить, что начальные количества составляли от
4,82 log10/г до около 6,0 log10/г в день 0, но после 4-дневного хранения они лежали в диапазоне от 5,45 до > 7,0 log10/г. В более раннем исследовании АПК
овощей, готовых к употреблению, в момент приготовления составляли приблизительно 105–108/г, и после хранения при 7 °C АПК через сутки после продажи продуктов для 12 овощей лежали между 7,7 и 9,0 log10/г. При этом все
продукты были органолептически приемлемыми [10]. В первом исследовании [33] колиформы имелись в числе от 5,1 до 7,2 log 10/г, но штаммов E. coli
типа 1 найдено не было. Преобладающими микроорганизмами были Pseudomonas и Pantoea. В исследовании [4] представлены типы микроорганизмов
в готовых к употреблению овощах (шпинате), который хранился при 10 °С
в течение 12 дней: мезофилы обнаруживались в количестве от 107 до 1010/г,
психротрофы и псевдомонады — от 106 до 1010/г и кишечные бактерии —
от 104 до 107/г. АПК некоторых салатов и фенхеля, изученных в Италии
в 1970-х гг., представлены в гл. 20.

Пророщенные семена
Эти продукты получаются в результате прорастания определенных семян растений (например, люцерны, редиса, клевера, золотистой фасоли). Их популярность в США значительно увеличилась в течение последних 20 лет, и текущий
интерес к ним в микробиологии связан с тем, что эти продукты являются средой
обитания возбудителей множества болезней, связанных с пищей.
Производство ростков в домашних условиях или в небольших масштабах
выполняется при использовании приблизительно 25–30 г семян, предназначен-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

164

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

ных для прорастания, которые помещаются в лотки и заливаются 400–500 мл
воды из-под крана. В идеале должна использоваться стерильная или, по крайней
мере, кипяченая вода. Впитывание воды семенами происходит примерно через
3 часа, далее лишняя вода удаляется, затем семена инкубируют в подносах в
темноте приблизительно при 25 °C. Набухшие и прорастающие семена ежедневно смачиваются водой до тех пор, пока ростки не будут готовы к сбору. В промышленном масштабе используются большие ротационные барабаны, которые
вмещают в себя до 10 кг семян. Эти контейнеры автоматически вращаются
с указанными интервалами с периодическим орошением поливной водой. Ростки можно собирать после 3–7 дней.
Так как прорастающие семена богаты элементарными питательными веществами (чтобы поддерживать рост молодых растений, пока неспособных получать себе питательные вещества за счет фотосинтеза), неудивительно, что ростки семян могут содержать большие количества микроорганизмов, особенно
бактерий. В одном исследовании показано, что бактериальная биота ростка достигла приблизительно 2–3 log через день, и приблизительно 108 КОЕ/г через
два дня [15]. В более раннем исследовании АПК золотистой фасоли, изначально
равнявшееся 106/г, увеличилось до 108 после 2 дней прорастания [45]; в другом
исследовании, начальное значение 104 КОЕ/г на семенах золотистой фасоли возросло до 7,7 ´ 108 после двух дней выращивания [1]. Значения от 7 до 9 log10
КОЕ/г весьма обычны, в некоторых работах обнаруживались значения даже
до 1011 КОЕ/г (см. [26]).
Среди родов бактерий, обнаруженных на ростках люцерны, преобладали
Pseudomonas spp., далее по убыванию следовали Pantoea и Acinetobacter spp.
и по одному виду из родов Escherichia, Erwinia, Enterobacter и Srenotrophomonas [26]. Количество бактерий в использованной поливной воде, как впоследствии выяснилось, соответствовало количеству бактерий на ростках [15].
В другом исследовании было установлено, что 69% биоты ростков составляли грамотрицательные бактерии, сопровождаемые 17% грамположительных
палочек [45].
Множество плесневых грибов было найдено на золотистой фасоли — 98% из
750 недезинфицированных семян и только 1,8% семян с дезинфицированной
поверхностью содержали множество родов плесневых грибов, включая афлатоксигенные виды, хотя афлатоксинов обнаружено не было [1]. 21% из 500 семян люцерны содержали дрожжи и плесневые грибы.
Так как ростки употребляются в пищу без предварительной тепловой обработки, возникают проблемы, когда ростки содержат пищевые болезнетворные микроорганизмы типа Salmonella или E. coli 0157:H7. Из-за превосходного питательного состава прорастающих семян, как было отмечено выше,
болезнетворные микроорганизмы очень хорошо растут. В попытке контролировать патогены ростков семян ведутся поиски путей разрушения этих
форм. Управление контроля качества пищевых продуктов и медикаментов
США (FDA) рекомендует обработку в течение 15 мин 20 000 ppm гипохлоридом кальция для снижения количества болезнетворных микроорганизмов,
эта обработка не оказывает значительного влияния на прорастание семян и
длину ростка.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 6. Овощные и фруктовые продукты

165

Болезнетворные микроорганизмы (патогены)
Самое большое беспокойство из всех патогенных микроорганизмов в готовых
к употреблению овощах вызывает C. botulinum, и справедливость этого беспокойства подтверждена несколькими исследованиями. Так, в одном исследовании пять готовых к употреблению овощей (мякоть ореха серого калифорнийского, смешанный салат, брюква, салат ромэн рыхлокочанный и смешанные
быстрообжаренные при постоянном перемешивании овощи) были инокулированы смесью из 10 штаммов — пять протеолитических и пять непротеолитических [3], после чего продукты были упакованы на пенопластовых подложках
и запечатаны в подносах пенопласта с кислородопроницаемостью (OTR) (см.
гл. 14) 2100 мл/м2 атм. и инкубированы при 5, 10, или 25 °C. Все пять образцов
стали токсичными в определенный момент в течение их хранения. Токсины
в мякоти ореха серого калифорнийского при инокулировании непротеолитическими штаммами были обнаружены через 7 дней при 10 °C с содержанием СО2
27,8%; для протеолитических штаммов в этом продукте — через 3 дня при 25 °С
и СО2 64,7% [3]. В мякоти ореха серого калифорнийского при 5°C с инокулированными протеолитическими штаммами в количестве 103/г, токсин был обнаружен через 21 день. Во время обнаружения токсина во всех образцах содержание
О2 было менее 1%. Хотя упаковочный материал не имел «нулевого» барьерного
качества, дыхание продуктов уменьшило количество O2 и увеличило количество СО2 до отмеченных уровней. Таким образом, в данном исследовании было
показано, что температура хранения готовых к употреблению овощей отмеченного типа имела крайне важное значение для их безопасности. Большинство
продуктов во время обнаружения токсина было испорчено.
В другом исследовании использовали капусту и салат-латук, их инокулировали приблизительно 102 спорами/г 10 штаммов смеси, описанной выше, упаковывали в пленку с OTR или ниже 3000 OTR (LOTR) или выше 7000 OTR (HOTR)
и хранили при 4, 13 или 21 °С в течение 21 или 28 дней [17]. Токсин не был обнаружен ни в одном из образцов, и оба овоща были испорченны органолептически
прежде, чем образовался токсин. В капусте, хранившейся при 21°C в течение
10 дней в упаковке из LOTR, содержание СО2 составило 69,4%, а HOTR —
41,9% СО2, в то время как в салате при 21°C после 8 дней уровень СО2 составил
41,9% и 9,0% в LOTR и HOTR соответственно. В отличие от исследования
Austin с соавторами [3], где содержание О2 было менее 1%, оба упаковочных материала позволили О2 содержаться в пределах от 1,0% до 7,9%. В прежнем исследовании упаковочный материал имел OTR 2100, в то время как в последнем
OTR составили 3000 и 7000. Более проницаемая пленка, возможно, не воспрепятствует росту других организмов, которые предотвращают рост C. botulinum.
Смесь из 10 штаммов (7 протеолитических и 3 непротеолитических) использовалась в исследовании Larson с соавторами [24], в котором ею инокулировали
пять овощей (брокколи, капусту, морковь, салат и зеленые бобы). Ботулотоксин
был найден во всей сильно испорченной брокколи, хранившейся при 21 °C, в половине сильно испорченной брокколи, хранившейся при 12 °C, и в одной трети
сильно испорченного салата, хранившегося при 21 °С. До порчи овощей никаких токсинов обнаружено не было, также никаких токсинов не было найдено
в других трех овощах. В отличие от двух исследований, отмеченных выше, упаковочный материал, используемый в этом исследовании, имел значение OTR

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

166

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Рис. 6.4. Рост L. monocytogenes Scott A (A) и LCDC 81-86 (Б) в триптическом фосфатном бульоне (TPB), содержащим 0% (˜), 1% (¡), 10% (£) и 50% (r) (v/v) морковного сока вместо воды.
Источник [8], с разрешения L.R. Beuchat and R.E. Brackett. Inhibitory Effects of Raw Carrots on
Listeria Monocytogenes, Applied Environmental Microbiology, vol. 56. p. 1741: copyright © 1990,
American Society for Microbiology.

в пределах от 3000 до 16544, при этом овощи были упакованы под вакуумом.
Интересно, что брокколи была упакована в материале с OTR 13013–16544, в то
время как капуста (которая не становилась токсичной) была упакована в материалы с OTR 3000–8000. Пакеты с брокколи хранили при 21 °С в течение семи
дней при содержании О2 менее 2% и приблизительно 12% CO2, в то время как салат-латук хранили при 21 °C в течение шести дней при содержании 40% CO2
[24]. АПК испорченных продуктов находилось в диапазоне от 10 8 до > 109.
В четвертом исследовании салат ромэн и шинкованная капуста были инокулированы смесью из 10 штаммов протеолитических и непротеолитических организмов на уровне приблизительно 100 спор на грамм, образцы хранились в вентилируемых и невентилируемых пластмассовых пакетах (35). Последние были
упакованы под вакуумом, но вакуум был нарушен. После семи дней хранения
при 21 °C капуста, упакованная в невентилируемых пакетах, стала токсичной;
этого не происходило при хранении при 4,4 или 12,7 °C свыше 28 дней. Салат
ромэн стал токсичным после 14 дней хранения при 21 °C в невентилируемых
пакетах и через 21 день в вентилируемых пакетах. Токсичные образцы были
испорчены органолептически до обнаружения токсина.
Потенциальная опасность для здоровья для овощей, готовых к употреблению, показана вышеупомянутыми исследованиями относительно ботулотоксина. Однако эти исследования указывают на важность температуры хранения для
роста не только этого болезнетворного микроорганизма, но и других, указанных
ниже. Температура и время хранения готовых к употреблению продуктов явля-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 6. Овощные и фруктовые продукты

167

ются, очевидно, критическими для их безопасности. Больше информации о
C. botulinum и других болезнетворных микроорганизмах в продуктах, упакованных под вакуумом или в модифицированной среде, представлено в гл. 14;
и о C. botulinum в свежих пищевых продуктах — в табл. 4.7.
Показано, что L. monocytogenes растет на охлажденных овощах, включая
салат-латук, брокколи, цветную капусту и спаржу. Хотя этот микроорганизм рос
на свежих помидорах при 21 °C, при 10 °C рост отсутствовал [7]. Этот микроорганизм не только не рос на сырой моркови, но его число при этом уменьшалось,
добавление незначительного количества морковного сока, около 1%, к бульонной основе, эффективно подавляло рост Listeria. Эффект подавления роста
L. monocytogenes исчезал после тепловой обработки [8].
Исследование выживания Shigella sonnei в шинкованной капусте показало,
что количество этого организма оставалось постоянным в течение 1–3 дней
в трех состояниях: аэробно упакованной, упакованной под вакуумом и в модифицированной среде: 30% N2 + 70% CО2 [40]. После 3 дней, однако, количество
контаминантов было уменьшено сопутствующим обстоятельством в связи со
снижением значения pH. Таким образом, организм мог выжить в условиях холодильника или при комнатной температуре, но не рос.

Интернализация болезнетворных микроорганизмов
Множество проведенных исследований продемонстрировали способность некоторых болезнетворных микроорганизмов, связанных с пищей, заражать растения и их плоды во время прорастания семян и их цветения, и некоторые из них
приведены ниже. В качестве обзорной информации см. Burnett и Beuchat [11].
Было показано увеличение числа сальмонелл в процессе выращивания семян
люцерны. В одном из исследований естественно контаминированная рассада
содержала менее 1 организма/г, в соответствии с процедурой НВЧ; количество
микроорганизмов увеличивалось от 102 до 103/г в одной партии семян и от 102
до 104 в другой партии в течение процесса прорастания [51]. Максимальное количество микроорганизмов было обнаружено через 48 ч. При добавлении рассады золотистой фасоли количество микроорганизмов S. Аnatum и S. Мontevideo
увеличилось приблизительно от 102 до 107 после 2 дней прорастания.
После инокуляции клеток Salmonella в рассаду томатов во время ее цветения
они сохранились и были обнаружены на плодах во время их созревания на 37%
из 30 инокулированных помидоров [16]. Поверхность и трещинки стебля содержали микроорганизмы в 82 и 73% образцов соответственно. S. Montevideo был
выделен через 49 дней после его инокуляции; S. Poona присутствовал в 5 из 11
Salmonella-положительных помидоров [16]. В отношении L. monocytogenes, исследование 425 кочанов капусты, собранных в 1999 г. на фермах в южной части
штата Техас, показало, что 20 образцов, или 4,7%, содержали этот микроорганизм [36]. Шесть дополнительных изолятов были выделены из образцов воды и
окружающей среды на тех же самых фермах. Между сбором урожая и (после
сбора и непосредственно перед исследованием) исследованием капуста вымыта
не была. График роста S. Stanley на семенах люцерны в течение 342 ч приведен
на рис. 6.5 [22].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

168

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Рис. 6.5. Рост S. Stanley на ростках люцерны в течение набухания (1), прорастания (2), роста (3)
и выживания (4) во время хранения при прохладных температурах [22].

Чтобы изучить интернализацию E. coli в яблоках, ее штаммы размещали на
поверхности почвы и затем на эту загрязненную почву были помещены три яблока для того, чтобы смоделировать ситуацию их падения с деревьев. E. coli
была найдена внутри семечек и в мякоти плода во всех трех яблоках спустя 10
суток после загрязнения почвы [41]. В одном из исследований 14 яблочных и
грушевых садов, находившихся на всей территории США в 1999 г., колиформы были найдены в 74% исследованных фруктов; они локализовались в семечках 40 тестируемых фруктов [38]. E. coli 0157:H7 не была обнаружена ни в одном образце. Ни E. coli 0157:H7 или Salmonella spp. не были найдены в 202 грибах и 206 образцах ростков люцерны в США, но в одном образце ростка была
обнаружена L. monocytogenes [52]. В другом исследовании, E. coli 0157:H7, содержащая мутантный белок GFP* (EGFP**), который давал более длинную длину волны, чем GFP дикого типа, использовался в качестве маркера, и результаты показали, что эти организмы предпочитают локализоваться в поврежденных тканях зеленого листа салата и помидоров в отличие от неповрежденной
ткани и поверхностей стебля [53]. Клетки E. coli были отслежены конфокальной
сканирующей лазерной микроскопией. Была продемонстрирована интернализация штамма E. coli 0157:H7, содержащего зеленый флуоресцентный белок, обнаруженного в загрязненной удобрениями почве и поливной воде салата-латука. В этом исследовании использовали конфокальную и флуоресцентную микроскопию, чтобы продемонстрировать распределение бактериальных клеток по
всей поверхности съедобной части корневой системы салата [44]. При посадке
семян в почву с количеством патогенных микроорганизмов 104 КОЕ/мл всходы
салата не были заражены, но сам салат был заражен патогенами на уровне 106 и
108 КОЕ/г.
Биолюминесцентно меченный штамм E. coli был нанесен на растущие растения шпината; при этом произошла интернализация в ткани корня и, в меньшей
* GFP — green fluorescent protein; зеленый флуоресцентный белок.
** EGFP — enhanced green fluorescent protein; усиленный зеленый флуоресцентный белок.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 6. Овощные и фруктовые продукты

169

степени, в ткань гипокотиля [58]. Когда штамм был добавлен в почву с засеянными семенами, после 42 дней выращивания растений микроорганизм был обнаружен на корне растения и на его листьях. В условиях гидоропоники патоген
был интернализован в количестве от 102 до 103 КОЕ/мл, и, как было отмечено,
процесс интернализации интенсивнее происходил в условиях гидропоники, чем
в почве [59]. Биолюминесцентно меченные штаммы E. coli и S. Montevideo интернализовались на золотистой фасоли после 24 ч прорастания семян [59].
Использование 20 000 ppm гипохлорита натрия не привело к освобождению
ростков от болезнетворных микроорганизмов. Внутренние ткани и устьица
семядолей ростков редиски, выращенных из семян, инокулированных E. coli
0157:H7, были интернализованы этой бактерией, которая не устранялась поверхностной обработкой гипокотиля HgCl 2 [21].
В США была изучена распространенность нетуберкулезных Mycobacterium
spp. в свежих продуктах и соках. В общей сложности был исследован 121 продукт, в 25 или 20,7% были обнаружены семь различных видов микобактерий.
Продукты были представлены грибами, ростками, брокколи, салатом-латуком, луком-пореем, петрушкой и яблочным соком. Наиболее часто встречался
вид M. avium, который составлял 12 из 29 идентифицированных изолятов.
Были идентифицированы также виды M. simian, M. gordonae и M. flavescens.
Естественное возникновение так называемого быстрого роста микобактерий
на свежих продуктах ожидаемо, так как эти организмы — часть постоянной
микробиоты почв на фермах. Из-за их медленного темпа роста по сравнению
с почвенной биотой их интернализация в продуктах или ростках кажется маловероятной.
Была продемонстрирована интернализация S. Enteritidis в незрелом и созревшем манго. Погружение этих фруктов в воду температурой 21 °С, содержащую
патоген (который содержал зеленый флуоресцентный белок), показало, что патоген интернализовал на 80% незрелый и 87% созревавший манго [34]. Часть
плода у плодоножки была затронута значительнее, чем другие части манго; патоген был обнаружен в мякоти плода спустя одну неделю после инкубации при
температурах 10–30 °C.
Список болезнетворных микроорганизмов, выделенных из овощей, был составлен Beuchat [6] так же, как резюме модельной системы ХАССП (HACCP)
для свеженарезанных продуктов, выпускаемых Международной ассоциацией
свеженарезанных продуктов.

Вспышки болезней
Полный обзор вспышек болезней в Канаде в течение 1981–1999 гг. показал, что
девять произведенных продуктов были ответственны за 18 вспышек. Вспышки
пять раз вызывались ростками люцерны, четыре раза — малиной, дважды —
мускусными дынями и картофельным салатом и по одному разу — салатом из
капусты, моркови и лука, салатом-латуком, петрушкой, ежевикой и овощным
салатом [42]. Семь вспышек были вызваны Salmonella spp., за которой следовала
Cyclospora cayetanensis. По две вспышки были вызваны E. coli 0157:H7 и калицивирусами; и по одной — L. monocytogenes, Shigella sonnei и Staphylococcus

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

170

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

aureus. Четыре вспышки, вызванные протистами, были связаны с импортной
ежевикой и малиной; каждая из семи вспышек сальмонеллеза была вызвана различным сероварами [42].
Среди фруктовых соков, которые служили переносчиками болезней, связанных с пищей, яблочный сок чаще всего оказывался причиной болезней (одиночные вспышки, связанные с контаминацией сальмонеллой, E, coli 0157:H7 и
Cryptosporidium parvum). Кокосовое молоко было переносчиком для Vibrio cholerae [11].
Поскольку салат из капусты, моркови, лука был причиной вспышки пищевого отравления, связанного с E. coli 0157:H7, было предпринято исследование,
чтобы определить продолжительность жизни этого болезнетворного микроорганизма в продукте. Два приготовленных салата из капусты, моркови и лука,
имевшие pH 4,53 и 4,5, были инокулированы E. coli в количестве 5,31 log10
КОЕ/г, после чего выдерживались в течение 3 дней при 4, 11 и 21 °C [62]. Ни при
одном значении температуры роста патогена обнаружено не было, отмечалось,
напротив, снижение числа клеток на величину порядка 0,4–0,5 log10 КОЕ/г при
температуре 21 °C. Исследователи предположили, что уменьшение количества
клеток было достигнуто, в частности, за счет действия конкурентной нормальной биоты продукта [62].
Кишечные вирусы весьма обычны на свежих продуктах, и очень часто они
привносятся из воды, которой моют плоды и растения. Среди самых обычных
вирусов — норовирусы (см. гл. 31). Вирусы гепатита A и E могут присутствовать наряду с ротавирусами и астровирусами в продуктах, для мытья которых
используется вода, загрязненная любым желудочно-кишечным болезнетворным агентом. Больше информации относительно кишечных вирусов может
быть найдено в гл. 31; также обширный обзор вирусов и свежих продуктов приводится у Seymour и Appleton [43].
Обзор инфекций, связанных с потреблением пророщенных семян, см. Taormina и др. [34] и NACM [31]. Последний отчет был представлен Национальным
консультационным комитетом микробиологических критериев для продуктов
питания США, и он касается не только болезней, связанных с ростками, но и
многих других аспектов, связанных с этими продуктами.

Литература
1. Andrews, W.H., P.B. Mislivec, C.R. Wilson, V.R. Bruce, P.L. Poelma, R. Gibson, M.W. Trucksess, and
K. Young. 1982. Microbial hazards associated with bean sprouting. J. Assoc. Off. Anal. Chem. 65:241–248.
2. Argueta, C., S. Yoder, A.E. Holtzman, T.W. Aronson, N. Glover, G.G.W. Berlin, G.N. Stelma Jr., S. Froman,
and P. Tomasek. 2000. Isolation and identification of nontuberculous mycobacteria from foods as possible
exposure sources. J. Food Protect. 63:930–933.
3. Austin, J.W., K.L. Doss, B. Blanchfield, and J.M. Farber. 1998. Growth and toxin production by Clostridium
botulinum on inoculated fresh-cut packaged vegetables. J. Food Protect. 61:324–328.
4. Babic, I., S. Roy, A.E. Watada, and W.P. Wergin. 1996. Changes in microbial populations on fresh cut spinach.
Int. J. Food Microbiol. 31:107–119.
5. Bernard, R.J., A.P. Duran, A. Swartzentruber, A.H. Schwab, B.A. Wentz, and R.B. Read, Jr. 1982.
Microbiological quality of frozen cauliflower, corn, and peas obtained at retail markets. Appl. Environ.
Microbiol. 44:54–58.
6. Beuchat, L.R. 1996. Pathogenic microorganisms associated with fresh produce. J. Food Protect. 59:204–216.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 6. Овощные и фруктовые продукты

171

7. Beuchat, L.R., and R.E. Brackett. 1991. Behavior of Listeria monocytogenes inoculated into raw tomatoes and
processed tomato products. Appl. Environ. Microbiol. 57:1367–1371.
8. Beuchat, L.R., and R.E. Brackett. 1990. Inhibitory effects of raw carrots on Listeria monocytogenes. Appl.
Environ. Microbiol. 56:1734–1742.
9. Brackett, R.E. 1987. [Fungal spoilage of] vegetables and related products. In Food and Beverage Mycology,
2nd ed., 129–154, ed. L.R. Beuchat. New York: Kluwer Academic Publishers.
10. Brocklehurst, T.F., C.M. Zaman-Wong, and B.M. Lund. 1987. A note on the microbiology of retail packs
of prepared salad vegetables. J. Appl. Microbiol. 63:409–415.
11. Burnett, S.L., and L.R. Beuchat. 2000. Human pathogens associated with raw produce and unpasteurized
juices, and difficulties in decontamination. J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 25:281–287.
12. Doan, C.H., and P.M. Davidson. 2000. Microbiology of potatoes and potato products: A review. J. Food
Protect. 63:668–683.
13. Eckert, J.W. 1979. Fungicidal and fungistatic agents: Control of pathogenic microorganisms on fresh fruits
and vegetables after harvest. In Food Mycology, 164–199, ed. M.E. Rhodes. Boston: Hall.
14. Francis, G.A., C. Thomas, and D. O’Beirne. 1999. Review paper: The microbiological safety of minimally
processed vegetables. Int. J. Food Sci. Technol. 34:1–22.
15. Fu, Т., D. Stewart, K. Reineke, J. Ulaszek, J. Schlesser, and M. Tortorello. 2001. Use of spent irrigation water
for microbiological analysis of alfalfa sprouts. J. Food Protect. 64:802–806.
16. Guo, X., J. Chen, R.E. Brackett, and L.R. Beuchat. 2001. Survival of salmonellae on and in tomato plants from
the time of inoculation at flowering and early stages of fruit development through fruit ripening. Appl.
Environ. Microbiol. 67:4760–4764.
17. Hao, Y.Y., R.E. Brackett, L.R. Beuchat, and M.P. Doyle. 1998. Microbiological quality and the inability
of proteolytic Clostridium botulinum to produce toxin in film-packaged fresh-cut cabbage and lettuce. J. Food
Protect. 61:1148–1153.
18. Hauben, L., E.R.B. Moore, L. Vauterin, M. Steenackers, J. Mergaert, L. Verdonck, and J. Swings. 1998. Phylogenetic position of phytopathogens within the Enterobacteriaceae. System. Appl. Microbiol. 21:384–397.
19. Hugouvieux-Cotte-Pattat, N., G. Condemine, W. Nasser, and S. Reverchon. 1996. Regulation of pectinolysis
in Erwinia chrysanthemni. Annu. Rev. Microbiol. 50:213–257.
20. Insalata, N.F., J.S. Witzeman, J.H. Berman, and E. Berker. 1968. A study of the incidence of the spores
of Clostridium botulinum in frozen vacuum pouch-pack vegetables. Proc. 96th. Ann. Meet., Amer. Pub. Hlth.
Assoc., 124.
21. Ito, Y., Y. Sugita-Konishi, F. Kasuga, M. Iwaki, Y. Hara-Kudo, N. Saito, Y. Noguchi, H. Konuma, and
S. Kumagai. 1998. Enterohemorrhagic Escherichia coli 0157:H7 present in radish sprouts. Appl. Environ.
Microbiol. 64:1532–1535.
22. Jacquette, С.В., L.R. Beuchat, and B.E. Mahon. 1996. Efficacy of chlorine and heat treatment in killing
Salmonella Stanley inoculated onto alfalfa seeds and growth and survival of the pathogen during sprouting and
storage. Appl. Environ. Microbiol. 62:2212–2215.
23. Jinneman, K.C., P.A. Trost, W.E. Hill, S.D. Weagant, J.L. Bryant, C.A. Kaysner, and M.M. Wekell. 1995.
Comparison of template-preparation methods from foods for amplification of Escherichia coli 0157 Shiga- like
toxins type I and II DNA by multiplex polymerase chain reaction. J. Food Protect. 58:722–726.
24. Larson, A.E., E.A. Johnson, C.R. Barmore, and M.D. Hughes. 1997. Evaluation of the botulism hazard from
vegetables in modified atmosphere packaging. J. Food Protect. 60:1208–1214.
25. Little, E.L., R.M. Bostock, and B.C. Kirkpatrick. 1998. Genetic characterization of Pseudomonas syringae
pv. Syringae strains from some fruits in California. Appl. Environ. Microbiol. 64:3818–3823.
26. Matsos, A., J.L. Garland, and W.F. Fett. 2002. Composition and physiological profiling of sprout-associated
microbial communities. J. Food Protect. 65:1903–1908.
27. McColloch, L.R., H.T. Cook, and W.R. Wright. 1968. Market diseases of tomatoes, peppers, and eggplants.
Agricultural Handbook No. 28. Washington. D.C.: Agricultural Research Service.
28. Mount, M.S., D.F. Bateman, and H.G. Basham. 1970. Induction of electrolyte loss, tissue maceration, and
cellular death of potato tissue by an endopolygalacturonate trans-eliminase. Phytopathology 60:924–1000.
29. Mundt, J.O., W.F. Graham, and I.E. McCarty. 1967. Spherical lactic acid-producing bacteria of southerngrown raw and processed vegetables. Appl. Microbiol. 15:1303–1308.
30. Nascimento, M.S., N. Silva, M.P.L. Catanozi, and K.C. Silva. 2003. Effects of different disinfection
treatments on the natural microbiota of lettuce. J. Food Protect. 66:1697– 1700.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

172

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

31. National Advisory Committee on Microbiological Criteria for Foods. 1999. Microbiological safety evaluations and recommendations on sprouted seeds. Int. J. Food Microbiol. 52:123–153.
32. Nunes, C., J. Usall, N. Teixido, R. Torres, and I. Vinas. 2002. Control of Penicillium expansion and Botrytis
cinerea on apples and pears with the combination of Candida sake and Pantoea agglomerans. J. Food Protect.
65:178–184.
33. Odumeru, J.A., S.J. Mitchell, D.M. Alves, J.A. Lynch, A.J. Yee, S.L. Wang, S. Styliadis, and J. Farber. 1997.
Assessment of the microbiological quality of ready-to-cat vegetables for health-care food services. J. Food
Protect. 60:954–960.
34. Penteado, A.L., B.S. Eblen, and A.J. Miller. 2004. Evidence of Salmonella internalization into fresh mangos
during simulated postharvest insect disinfestation procedures. J. Food Protect. 67:181–184.
35. Petran, R.L., W.H. Sperber, and A.B. Davis. 1995. Clostridium bomlinum toxin formation in romaine lettuce
and shredded cabbage: Effect of storage and packaging conditions. J. Food Protect. 58:624–627.
36. Prazak, A.M., E.A. Murano, I. Mercado, and G.R. Acuff. 2002. Prevalence of Listeria monocytogenes during
production and postharvest processing of cabbage. J. Food Protect. 65:1728–1734.
37. Rafil, F., M.A. Holland, W.E. Hill, and C.E. Cerniglia. 1995. Survival of Shigella fiexneri on vegetables and
detection by polymerase chain reaction. J. Food Protect. 58:727–732.
38. Riordan, D.C.R., G.M. Sapers, T.R. Hankinson, M. Magee, A.M. Mattrazzo, and B.A. Annous. 2001. A study
of U.S. orchards to identify potential sources of Escherichia coli 0157:H7. J. Food Protect. 64:1320–1327.
39. Roberts, D.P., P.M. Berman, C. Allen, V.K. Stromberg, G.H. Lacy, and M.S. Mound. 1986. Requirement for
two or more Erwinia carotovora subsp. carotovora pectolytic gene products for maceration of potato tuber
tissue by Escherichia coli. J. Bacteriol. 167:279–284.
40. Satchell, F.B., P. Stephenson, W.H. Andrews, L. Estela. and G. Allen. 1990. The survival of Shigella sonnei
in shredded cabbage. J. Food Protect. 53:558–562.
41. Seeman, B.K., S.S. Sumner, R. Marini, and K.E. Kniel. 2002. Internalization of Escherichia coli in apples
under natural conditions. Dairy Fd. Environ. Sanit. 22:667–673.
42. Sewell, A.M., and J.M. Farber. 2001. Foodborne outbreaks in Canada linked to produce. J. Food Protect.
64:1863–1877.
43. Seymour, I.J., and H. Appleton. 2001. Foodborne viruses and fresh produce. J. Appl. Microbiol. 91:759–773.
44. Solomon, E.B., S. Yaron, and K.R. Matthews. 2002. Transmission of Escherichia coli 0157:H7 from
contaminated manure and irrigation water to lettuce plant tissue and its subsequent internalization. Appl. Environ.
Microbiol. 68:397–400.
45. Splittstoesser, D.F., D.T. Queale, and B.W. Andaloro. 1983. The microbiology of vegetable sprouts during
commercial production. J. Food Safety 5:79–86.
46. Splittstoesser, D.F. 1973. The microbiology of frozen vegetables: How they get contaminated and which
organisms predominate. Food Technol. 27:54–56.
47. Splittstoesser. D.F., and D.A. Corlett, Jr. 1980. Aerobic plate counts of frozen blanched vegetables processed
in the United States. J. Food Protect. 43:717–719.
48. Splittstoesser, D.F., G.E.R. Hervey II, and W.P. Wettergreen. 1965. Contamination of frozen vegetables
by coagulase-positive staphylococci. J. Milk Food Technol. 28:149–151.
49. Splittstoesser, D.F., D.T. Queale, J.L. Bowers, and M. Wilkison. 1980. Coliform content of frozen blanched
vegetables packed in the United States. J. Fd. Safety 2:1–11.
50. Splittstoesser, D.F., W.P. Wettergreen, and C.S. Pederson. 1961. Control of microorganisms during preparation of vegetables for freezing. I. Green beans. Food Technol. 15:329–331.
51. Stewart, D.S., K.F. Reineke, J.M. Ulaszek, and M.L. Tortorello. 2001. Growth of Salmonella during sprouting
of alfalfa seeds associated with salmonellosis outbreaks. J. Food Protect. 64:618–622.
52. Strapp, С.М., А.Е.Н. Shearer, and R.D. Joerger. 2003. Survey of retail alfalfa sprouts and mushrooms for
the presence of Escherichia coli 0157:H7, Salmonella, and Listeria with BAX, and evaluation of this polymerase
chain reaction-based system with experimentally contaminated samples. J. Food Protect. 66:182–187.
53. Takeuchi, K., and J.F Frank. 2001. Expression of red-shifted green fluorescent protein by Escherichia coli
0157:H7 as a marker for the detection of cells on fresh produce. J. Food Protect. 64:298–304.
54. Taormina, P.J., L.R. Beuchat, and L. Slutsker. 1999. Infections associated with eating seed sprouts: An international concern. Emerg. Inf. Dis. 5:626–634.
55. Thunberg, R.L., T.T. Tran, R.W. Bennett, R.N. Matthews, and N. Belay. 2002. Microbial evaluation of selected fresh produce obtained in retail markets. J. Food Protect. 65:677– 682.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 6. Овощные и фруктовые продукты

173

56. Vauterin, L., B. Hoste, K. Kersters, and J. Swings. 1995. Reclassification of Xanthomonas. Int. J. Syst. Bacteriol. 45:472–489.
57. Vescova, M., С. Orsi, G. Scolari, and S. Torriani. 1995. Inhibitory effect of selected lactic acid bacteria on
microflora associated with ready-to-eat vegetables. Lett. Appl. Microbiol. 21:121–125.
58. Warriner, K., F. Ibrahim, M. Dickinson, C. Wright, and W.M. Waites. 2003a. Interaction of Escherichia coli
with growing salad spinach plants. J. Food Protect. 66:1790–1797.
59. Warriner, K., S. Spaniolas, M. Dickinson, С. Wright, and W.M. Waites. 2003b. Internalization of bioluminescent Escherichia coli and Salmonella Montevideo in growing bean sprouts. J. Appl. Microbiol. 95:719–727.
60. Watt, В.K., and A.L. Merrill. 1950. Composition of foods — Raw, processed, prepared. Agric. Handbook
No. 8. Washington, D.C.: U.S. Department of Agriculture.
61. Wright, S.A., C.H. Zumoff, L. Schneider, and S.V. Beer. 2001. Pantoea agglomerans strain EH318 produces
two antibiotics that inhibit Erwinia amylovora in vitro. Appl. Environ. Microbiol. 67:284–292.
62. Wu, F.M., L.R. Beuchat, M.P. Doyle, V. Garrett, J.G. Wells, and B. Swaminathan. 2002. Fate of Escherichia
coli 0157:H7 in coleslaw during storage. J. Food Protect. 65:845–847.
63. Yap, M.N., J.D. Barak, and A.O. Charkowski. 2004. Genomic diversity of Erwinia carotovora subsp.
carotovora and its correlation with virulence. Appl. Environ. Microbiol. 70:3013–3023.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

7
Молоко, ферментация,
ферментированные
и неферментированные
молочные продукты
Несмотря на то что эта глава посвящена молоку и другим молочным продуктам,
она начинается с обсуждения процесса ферментации, так как этот процесс играет ключевую роль в производстве молочных продуктов.

Ферментация
Основные понятия
Процесс производства ферментированных пищевых продуктов, а также их характеристики определяются ферментирующей активностью используемых микроорганизмов. Многие пищевые продукты (вызревшие сыры, маринады, кислая
капуста, ферментированные колбасы и др.) являются консервированными продуктами: для них срок хранения значительно увеличен по сравнению со сроком
хранения сырья, из которого эти продукты изготавливаются. Их характерной
чертой является не только высокая стабильность при хранении, но и ярко выраженный вкусо-ароматический букет, обусловленный прямым или косвенным
действием ферментирующих микроорганизмов. Кроме того, для некоторых продуктов этой группы присущи повышенные количества витаминов. В некоторых
случаях ферментация снижает токсичность продуктов (например, гари (gari) —
маринованный имбирь, пьюджем (peujeum) — продукт из кассавы (маниока),
ферментированные корни едят на Яве), в других приводит к тому, что продукт
становится чрезвычайно токсичным (как в случае с бонгкреком (bongkrek) — токсином дрожжей кокоса). По всем показателям нет другой такой группы или категории продуктов питания, которые были бы сопоставимы по значению с ферментированными продуктами.
Микробиологическая экология пищи и связанного с ней процесса ферментации изучалась на протяжении многих лет на примерах вызревших сыров, кислой
капусты, вин и т.д.; активность ферментирующих микроорганизмов зависит от
внутренних и внешних условий роста, обсуждавшихся в гл. 3. Например, когда
природное сырье кислое и содержит свободные сахара, дрожжи растут быстро,
а спирт, который они вырабатывают, снижает активность большинства посторонних микроорганизмов, попавших в сырье естественным путем. Но если,
с другой стороны, кислотность растительного продукта благоприятствует активному росту бактерий и в то же время продукт содержит большое количество
свободных простых сахаров, то можно ожидать хороший рост молочнокислых
бактерий, а такой дополнительный фактор, как низкое содержание NaCl, обеспечит им преимущество перед дрожжами (как в случае с кислой капустой).

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 7. Молоко, ферментация, ферментированные и неферментированные молочные продукты

175

Продукты, которые содержат полисахариды, но не содержат достаточного
количества простых сахаров, обычно устойчивы к воздействию дрожжей и молочнокислых бактерий, что связано с отсутствием амилазы у большинства этих
микроорганизмов. Для осуществления процесса ферментации подобных продуктов необходимо наличие экзогенного источника фермента, разлагающего
полисахариды на более простые сахара. Примером является использование ячменного солода в пивоваренной промышленности. В результате соложения начинается сбраживание сахаров до этанола, которое далее осуществляется под
действием дрожжей. Использование коджи (koji) (плесень коджи на рисе) при
ферментации соевых продуктов — другой пример метода, при котором спиртовое и молочнокислое брожения могут быть осуществлены в продуктах с низким
содержанием сахаров, но высоким содержанием крахмала и белков. В то время
как ферменты ячменного солода, разлагающие полисахариды на более простые
сахара, являются результатом прорастания ячменя, ферменты коджи продуцируются Aspergillus oryzae, растущим на вымоченном или пропаренном рисе или
других злаках (торговый продукт такадиастаза производится выращиванием
A. oryzae на пшеничных отрубях). Гидролизаты коджи могут быть ферментированы молочнокислыми бактериями и дрожжами, как при изготовлении соевого
соуса, или ферменты коджи могут воздействовать непосредственно на соевые
продукты (сырье) при производстве таких продуктов, как японское мисо.

Определение и характеристика
Слово «брожение» («ферментация») в прошлом имело много оттенков значения. В соответствии с одним толковым словарем, оно обозначает «процесс
химического изменения, сопровождающийся выделением пузырьков газа… состояние беспокойства или волнения… любые различные превращения органических веществ». Это слово вошло в обиход до исследований вин Пастером. Prescott и Dunn [56] и Doelle [12] рассмотрели историю понятия «ферментация»,
и эти авторы отмечали, что в широком смысле, в котором термин обычно используется, это «процесс, в котором химические превращения осуществляются
в органическом веществе под действием ферментов, вырабатываемых микроорганизмами». В этом широком значении термин и используется в этой главе.
В пивоваренной промышленности верховое брожение производится с использованием штаммов дрожжей, осуществляющих ферментацию в верхних слоях
большого чана, как, например, при производстве эля; низовое брожение подразумевает использование таких штаммов дрожжей, которые способны функционировать в более глубоких слоях чана, как при производстве светлого пива.
Биохимически брожение (ферментация) — метаболический процесс, в котором углеводы и родственные им соединения частично окисляются с высвобождением энергии при отсутствии какого-либо внешнего акцептора электронов.
Конечный акцептор электронов — органические соединения, синтезирующиеся
непосредственно при распаде углеводов. Следовательно, происходит неполное
окисление исходных компонентов, и в процессе высвобождается только небольшое количество энергии. Продукты ферментации состоят из небольшого числа
органических соединений, которые имеют меньшую молярную массу, чем исходные.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

176

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Молочнокислые бактерии
В настоящее время в эту группу входят 13 родов грамположительных бактерий:
Carnobacterium
Enterococcus
Lactococcus
Lactobacillus
Lactosphaera
Leuconostoc

Oenococcus
Pediococcus
Paralactobacillus
Streptococcus
Tetragenococcus
Vagococcus
Weissella

Кроме энтерококков и лактококков, исключенных из рода Streptococcus,
член этого рода наибольшей важности в продуктах питания — S. salivarius
subsp. thermophilus. S. diacetilactis был реклассифицирован как цитрат-утилизирующий штамм Lactococcus lactis subsp. lactis.
Родственные молочнокислым бактериям, но не входящие в эту группу — такие рода, как Aerococcus, Microbacterium и Propionibacterium. Последний был
сокращен в численности переносом некоторых из его видов в новый род Propioniferax, которые вырабатывают пропионовую кислоту в качестве основной
органической кислоты из глюкозы [80].
История наших знаний о молочнокислых стрептококках и их экологии была
рассмотрена Sandin и др. [63]. Эти авторы убеждены, что растительный материал — естественная среда обитания для этой группы, но они указывают также на
недостаток доказательств о растительном происхождении Lactococcus cremoris.
Предполагалось, что растительные стрептококки могут быть родовым фондом
(предками), из которого развились другие виды и штаммы.
Несмотря на то что границы группы «молочнокислые микроорганизмы» неточные, всем членам этой группы присуще одно общее свойство: продуцирование молочной кислоты из гексоз. Являясь ферментирующими микроорганизмами, они испытывают недостаток в функциональных гем-содержащих соединениях электронно-транспортной системы или цитохромах и получают энергию
субстратным фосфорилированием наряду с окислением углеводов; у них не
функционирует цикл Кребса.
Kluyver разделил молочнокислые бактерии на две группы на основе конечных продуктов метаболизма глюкозы. Те микроорганизмы, которые вырабатывают молочную кислоту в качестве главного или единственного продукта
сбраживания глюкозы, называются гомоферментативными (рис. 7.1, А). Гомоферментативные молочнокислые микроорганизмы (гомолакты) способны вырабатывать вдвое больше энергии из данного количества глюкоз, чем гетероферментативные (гетеролакты). Гомоферментативный путь обмена наблюдается,
когда метаболизируется (усваивается) глюкоза, но не является обязательным
при метаболизме пентоз; некоторые гомолакты способны вырабатывать уксусную и молочную кислоты при сбраживании (утилизации) пентоз. Гомоферментативный характер гомолактов может быть сдвинут (изменен) у некоторых
штаммов при изменении условий роста, таких как концентрация глюкозы, рН
и лимитирование (ограничение) питательных веществ [8, 42].
Те молочнокислые бактерии, которые вырабатывают равные количества молей лактата, СО2 и этанола из гексоз, называются гетероферментативными
(рис. 7.1, Б). Все члены родов Pediococcus, Streptococcus, Lactococcus и Vago-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 7. Молоко, ферментация, ферментированные и неферментированные молочные продукты

177

Рис. 7.1. Обобщенный путь утилизации глюкозы различными микроорганизмами при производстве некоторых ферментированных продуктов: А — гомоферментативные молочнокислые
бактерии; Б — гетероферментативные молочнокислые бактерии; В и Г — Propionibacterium
(см. рис. 7.3); Д — Saccharomyces spp.; Е — Acetobacter spp.; Ж — Acetobacter «сверхокислители».

coccus являются гомоферментативными наряду с некоторыми лактобациллами.
К гетероферментативным относятся Leuconostoc, Oenococcus, Weissella, Carnobacterium, Lactosphaera и некоторые лактобациллы (рис. 7.1). Гетероферментативные молочнокислые микроорганизмы (гетеролакты) играют большую роль,
чем гомолакты, при образовании вкусо-ароматических соединений, таких как
ацетальдегид и диацетил (рис. 7.2).
Род Lactobacillus исторически был подразделен на три подрода: Betabacterium, Streptobacterium и Thermobacterium. Все гетероферментативные лактобациллы, приведенные в табл. 7.1, относятся к Betabacterium. Streptobacterium
(например, L. casei и L. plantarum) вырабатывают до 1,5% молочной кислоты
при оптимальной температуре роста 30 °С, тогда как Тhermobacterium (такие как
L. acidophilus и L. delbrueckii subsp. bulgaricus) способны вырабатывать до 3%
молочной кислоты и имеют оптимальную температуру роста 40 °С [43].
Совсем недавно род Lactobacillus был разбит на 3 группы на основании главным образом ферментативных свойств [70]. Группа 1 включает облигатные гомоферментативные виды (L. acidophilus и L. delbrueckii subsp. bulgaricus и др.).
Эти бактерии являются Тhermobacterium и не сбраживают пентозы. Группа 2 состоит из факультативных гетероферментативных видов (L. casei, L. plantarum, L. sakei и др.). Члены этой группы сбраживают пентозы. В группу 3 входят
облигатные гетероферментативные виды (L. fermentum, L. brevis, L. reuteri,
L. sanfranciscensis и др.). Они вырабатывают СО2 из глюкозы. Лактобациллы могут создавать в пищевом продукте, который содержит углеводы, рН 4,0, при
этом они способны расти при рН вплоть до 7,1 [70].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

178

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Таблица 7.1. Некоторые гомо- и гетероферментативные молочнокислые бактерии
Гомоферментативные
Lactobacillus
L. acetotolerans
L. acidipiscis
L. acidophilus
L. alimentarius
L. casei
L. coryniformis
L. curvatus
subsp. curvatus
subsp. melibiosus
L. delbrueckii
subsp. bulgaricus
subsp. delbrueckii
subsp. lactis
L. fuchuensis
L. helveticus
L. jugurti
L. jensenii
L. kefiranofaciens
subsp. kefiranofaciens
subsp. kefirgranum
L. leichmannii
L. mindensis
L. plantarum
L. salivarius
Lactococcus
L. lactis
subsp. lactis
subsp. cremoris
subsp. diacetylactis
subsp. hordniae
L. garvieae
L. plantarum
L. raffinolactis
Paralactobacillus
P. selangorensis
Pediococcus
P. acidilactici
P. claussenii
P. pentosaceus
P. damnosus
P. dextrinicus
P. inopinatus
P. parvulus

Гетероферментативные
Lactobacillus
L. brevis
L. buchneri
L. cellobiosus
L. coprophilus
L. fermentum
L. hilgardii
L. sanfranciscensis
L. trichoides
L. pontis
L. fructivorans
L. kimchii
L. paralimentarius
L. panis
L. sakei
subsp. sakei
subsp. carnosus
Leuconostoc
L. argentinum
L. citreus
L. fallax
L. carnosum
L. gelidum
L. inhae
L. kimchii
L. lactis
L. mesenteroides
subsp. cremoris
subsp. dextranicum
subsp. mesenteroides
Carnobacterium
C. divergens
C. gallinarum
C. mobile
C. piscicola
C. viridans
Oenococcus
O. oeni
Weissella
W. cibaria
W. confuse
W. hellenica
W. halotolerans
W. kandleri
W. kimchii

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 7. Молоко, ферментация, ферментированные и неферментированные молочные продукты

179

Таблица 7.1. (Окончание)
Гомоферментативные
Streptococcus
S. bovis
S. salivarius
subsp. salivarius
subsp. thermophilus
Tetragenococcus
T. halophilus
T. muriaticus
Vagococcus
V. fluvialis
V. salmoninarum

Гетероферментативные
W. minor
W. thialandensis
W. paramesenteroides
W. viridescens
W. koreensis

Исходя из их потребностей в питательных веществах молочнокислым бактериям необходимы готовые аминокислоты, витамины группы В и пуриновые и пиримидиновые основания — это и обусловливает их использование в микробиологических тестах на эти компоненты. Хотя эти микроорганизмы и являются мезофиллами, некоторые из них способны расти при температуре ниже 5 °С, а другие —
при температуре выше 45 °С. Что касается рН роста, некоторые бактерии этой
группы могут расти при рН ниже 3,2, другие — при рН выше 9,6, но большинство
растет при рН в пределах 4,0–4,5. Молочнокислые бактерии проявляют исключительно слабую протеолитическую и липолитическую активность [69].
Клеточные мукопептиды (мукопротеины) молочнокислых и других бактерий были изучены Schleifer и Kandler [64]. Было обнаружено, что, несмотря на
то что существует широкое разнообразие среди большого количества молочнокислых родов, гомоферментативные лактобациллы подрода Thermobacterium,
как оказалось, являются самыми однородными в этом отношении, так как в их
пептидогликановой (муреиновой) пептидной цепочке находится L-лизин, а также D-аспарагиновая кислота в качестве связывающего (мостичного) пептида.
Сходные мукопептиды клеточной стенки имеют и лактококки.
McKay с соавторами применили методы молекулярной генетики для стабилизации сбраживания лактозы L. lactis. Гены, отвечающие за сбраживание лактозы некоторыми лактококками, расположены на плазмиде, и удаление плазмиды
приводит к потере способности сбраживать лактозу. При попытке стабилизировать сбраживаемость лактозы гены lac+ из L. lactis были клонированы в клонирующий вектор, которым был трансфицирован штамм Streptococcus sanguis [28].
Таким образом, гены lac из L. lactis были перенесены в S. sanguis посредством
векторной плазмиды, или трансформация могла быть результатом использования соответствующих фрагментов ДНК, посредством которых гены были интегрированы в хромосому клетки-реципиента. В таком состоянии ферментация
лактозы будет более стабильной, чем при плазмидной локализации генов lac.

Метаболические пути и молярный выход (урожай) биомассы
Отличия в конечном продукте между гомо- и гетероферментативными бактериями при сбраживании глюкозы — результат генетических и физиологических
различий (рис. 7.1). Гомолакты производят ферменты альдолазу и гексозоизомеразу, но испытывают недостаток в фосфокетолазе (рис. 7.1, А). Они используют

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

180

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Рис. 7.2. Общая схема, по которой лактококки группы N и Leuconostoc spp. продуцируют ацетоин и диацетил из цитрата. Пируват может вырабатываться из лактата, а ацетил-КоА — из
ацетата.

путь Эмбдена—Мейергофа—Парнаса (ЭМП, гликолиз) для выработки двух молекул лактата на одну молекулу глюкозы. Гетеролакты, с другой стороны, имеют фосфокетолазу, но не вырабатывают альдолазу и гексозоизомеразу, и вместо
ЭМП-пути для разложения глюкозы эти организмы используют гексозомонофосфатный или пентозный путь (рис. 7.1, Б).
Измерение молярного урожая биомассы (МУБ — вес сухих клеток микроорганизмов в граммах на моль использованного субстрата) позволяет получить
информацию об отношении ферментирующих микроорганизмов к их ферментации субстратов и о путях. В соответствии с этим понятием, микрограмм сухого
веса выросших клеток на микромоль утилизированного субстрата определяется
как МУБ и обозначается У. По умолчанию подразумевается, что 1) ни один из
углеродов в субстрате существенным образом не используется в биосинтезе
клетки, 2) кислород не выступает в качестве акцептора электронов или водорода
и 3) вся энергия, получаемая при метаболизме субстрата, используется в биосинтезе клетки. Пример: если в качестве субстрата выступает глюкоза, то молярный урожай для глюкозы Уг определяется по следующей формуле
Уг =

m (сухих клеток), г
n (сбраживаемой глюкозы), моль

Если известен выход аденозинтрифосфата (АТФ) на моль используемого
субстрата, известного как заданный (фиксированный) субстрат, то можно рассчитать количество образовавшегося сухого веса клеток на моль выработанного
АТФ по формуле
m (сухих клеток), г / n (образовавшихся АТФ), моль
У АТФ =
n (сбраживаемого субстрата), моль

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 7. Молоко, ферментация, ферментированные и неферментированные молочные продукты

181

При выращивании было протестировано большое количество ферментирующих микроорганизмов, и было обнаружено, что они имеют значение УАТФ около
10,5. Это значение допускается в качестве константы, таким образом, микроорганизмы, которые сбраживают глюкозу путем ЭМП с образованием 2 молей
АТФ на 1 моль сбраженной глюкозы, должны иметь Уг = 21 (т.е. должны образовывать 21 г сухого веса клеток на 1 моль глюкозы). Это было проверено на примерах E. faecalis, Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces rosei и L. plantarum
при ферментации глюкозы (в пределах экспериментальной ошибки для всех
микроорганизмов было определено Уг = 21, УАТФ = 10,5). Исследовательская работа Brown и Collins [8] показала, что значения Уг и УАТФ для Lactococcus lactis
subsp. lactis biovar diacetylactis и Lactococcus lactis subsp. cremoris варьируются,
когда клетки выращиваются аэробно на частично заданной среде с низким или
более высоким содержанием глюкозы и, кроме того, когда их рост происходит
на сложной среде. На частично заданной среде с низким содержанием глюкозы
(1…7 мкмоль/мл) значения Уг и УАТФ для Lactococcus lactis subsp. lactis var
diacetylactis составляли 35,3 и 15,6 соответственно, тогда как для Lactococcus
lactis subsp. cremoris — 31,4 и 13,9. На той же самой среде с повышенным содержанием глюкозы (1…15 мкмоль/мл) для Lactococcus lactis subsp. lactis biovar
diacetylactis Уг=21, а значение УАТФ для этих двух микроорганизмов, выращенных на комплексной среде с содержанием глюкозы 2 мкмоль/мл, были 21,5 и
18,9 для Lactococcus lactis subsp. lactis biovar diacetylactis и Lactococcus lactis
subsp. cremoris соответственно. Johnson и Collins [36] исследовали анаэробный
молярный урожай биомассы для энтерококковых видов при низком содержании глюкозы в среде. Zymomonas mobilis используют путь Энтнера–Дудорова
для выработки только 1 моля АТФ на моль сбраживаемой глюкозы (Уг = 8,3,
УАТФ = 8,3). В случае когда выработанный лактат претерпевает дальнейшие превращения (метаболизируется далее), молярный выход биомассы будет выше.
Bifidobacterim bifidum вырабатывают 2,5…3 моля АТФ на моль сбраживаемой
глюкозы, в результате чего УАТФ для них равно 13 [71].

Уксуснокислые бактерии
Эти грамотрицательные бактерии принадлежат семейству Acetobacteriaceae и
a-подклассу Proteobacteria. Общепризнанными родами являются Acetobacter,
Asaia, Acidomonas, Gluconobacter, Gluconacetobacter и Kozakia [79]. За исключением Asaia, эти бактерии вырабатывают большие количества уксусной кислоты
из этанола и могут расти в присутствии 0,35%-й уксусной кислоты. Метаболический путь, используемый штаммами, продуцирующими уксусную кислоту,
показан на рис. 7.1, Е и Ж. Asaia, в отличие от остальных родов, продуцирует небольшое количество уксусной кислоты из этанола или не продуцирует ее вообще, и ее штаммы не растут в присутствии 0,35%-й уксусной кислоты [79]. Три
общепризнанных вида окисляют ацетат и лактат до СО 2 и воды.

Молочные продукты
Молоко
Молоко используется по всему миру в качестве пищевого продукта для человека по меньшей мере в одной форме и по меньшей мере от одного из множества
млекопитающих. Коровье молоко — наиболее типичное из видов молока,

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

182

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

и именно оно рассматривается в этой главе. Многие аспекты микробиологии молока, не затронутые ниже, были рассмотрены Frank [17] и Murphy и Boor [50].

Состав
Основной химический состав коровьего молока приведен в табл. 7.2, и некоторые различия между этим продуктом и красным мясом (см. табл. 4.9) видны без
труда. Содержание белка в молоке значительно ниже (3,5 против 18%), в то время как содержание углеводов — значительно выше (14,9 против 1,0%). Более
высокое содержание структурных белков красного мяса дает возможность этим
продуктам существовать как твердое тело. Хотя среднее содержание воды около
поверхности свежего мяса около 75,5%, что ниже, чем средние 87% для молока,
активность воды обоих продуктов a w составляет около 1,0. Молоко коз и овец
схоже по составу с молоком коров.
Молочный белок представлен главным образом казеином, и он существует
в нескольких разновидностях: a, b и т. д. Если рН молока опускается ниже 4,6,
казеин осаждается. Несмотря на то что казеин составляет 80–85% суммарного
молочного белка, когда происходит осаждение, в сыворотке остается некоторое количество белков. Оставшиеся в сыворотке белки включают сывороточные альбумин, иммуноглобулины, a-лактальбумин и т. д. Молочные углеводы — это главным образом лактоза, и ее содержание в некоторой степени постоянно среди пород молочных коров — около 5,0%. Хотя лактоза — главный
сахар, в молоке присутствуют также небольшие количества глюкозы и лимонной кислоты. Содержание жира варьируется между ~3,5 и 5% в зависимости от
породы коров, и он состоит главным образом из триглицеридов, несущих
остатки С14, С16, С18 и С18:1 жирных кислот. Имеются также некоторые количества диглицеридов и фосфолипидов. Молочные липиды существуют в значительной степени в форме жировых глобул, которые окружены фосфолипидным слоем. Неорганические вещества содержанием около 0,7% представлены
в основном Са2+ и более низкими количествами Fe2+. В целом обезжиренный
твердый остаток коровьего молока в среднем составляет 9,0%, тогда как общий твердый остаток ранжируется между 12,5 и 14,5%, а в среднем составляет
12,9% в зависимости от породы.
рН свежего цельного молока ~6,6, но может достигать ~6,8 от коров, которые
болеют маститом. Мастит — это инфекционное заболевание вымени, причиной
которого чаще всего являются Streptococcus agalactiae и S. uberis, но иногда
Staphylococcus aureus или Streptococcus dysgalactiae. Свежее молоко от коровы, больной маститом, обычно содержит лейкоциты (белые кровяные тельца)
>106/мл в противоположность немаститному молоку, которое содержит их в количестве ~70 000/мл.
Таблица 7.2. Средний химический состав (%) цельного коровьего молока
(по литературным данным)
Вода
Белок
Липиды
Углеводы
Неорганические вещества

87,0
3,5
3,9
4,9
0,7

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 7. Молоко, ферментация, ферментированные и неферментированные молочные продукты

183

Молоко содержит в доступной форме витамины группы В с пантотеновой
кислотой и рибофлавином. Витамины А и D добавляются искусственно, и их
присутствие не имеет никакого влияния на активность микроорганизмов.
В целом химический состав цельного коровьего молока делает его идеальной
питательной средой для роста гетеротрофным микроорганизмов, включая привередливых в питании грамположительных молочнокислых бактерий. Утилизация этих компонентов молочной микрофлорой приводит к порче молока, что
подробнее описано в разделе «Порча».

Переработка
Молоко перерабатывается большим количеством способов для производства
многообразия продуктов, таких как сливки, сыры и масло. Цельное свежее молоко перерабатывается для получения жидких продуктов. Снятое молоко (жир
0,5%) или восстановленное жирное молоко (вплоть до 2,0% жира) перерабатываются высокоскоростными центрифугами с последующим нагревом до ~37 °С
для удаления масляного жира в виде сливок или использованием снятого молока, к которому добавляется необходимое содержание жира. Последнее пастеризуется или при 65,5–68,3 °С в течение 30 мин, или при 74,4–79,4 °С в течение
15 с с последующим охлаждением до ~4 °С [78].
Сгущенное молоко (без сахара) производится удалением ~60% воды из цельного молока, в результате чего содержание лактозы составляет 11,5%. Подслащенное сгущенное молоко производится добавлением сахара или глюкозы до
сгущения. Это приводит к получению продукта с содержанием сахара ~54%
или >64% в растворе.
В США сырое молоко класса А, которое должно быть пастеризованным, не
должно иметь обсемененность (FGR) выше 300 000 КОЕ/мл для смешанного молока или не выше 100 000 КОЕ/мл для молока от частных производителей. После пастеризации обсемененность не должна превышать 20 000 КОЕ/мл, а количество БГКП не должно превышать 10/мл [15]. Сырое молоко не должно выдерживаться дольше, чем 5 дней при 4,4 °С перед пастеризацией.
Шоколадное молоко производится при немного более высокой температуре, чем неароматизированное молоко (75°С в течение 15 с лучше, чем 72 °С).
Изучение шоколадного молока от 4 заводов показало, что обсемененность на
14-й день после выработки была выше, чем для неароматизированого молока,
даже несмотря на то, что начальное обсеменение для обоих типов было по существу одинаковым [13]. На 14-й день 76,1% неароматизированного молока и
91,6% шоколадного молока имели обсемененность >200 000 КОЕ/мл, при этом
26,1% первого и 53,7% второго продуктов имели обсемененность >106 КОЕ/мл.
Эти исследователи предполагали, что шоколадная пудра (порошок) способствовала повышению роста бактерий [13].

Пастеризация
Цель пастеризации молока — уничтожение всех болезнетворных микроорганизмов. Эндоспоры патогенов, таких как Clostridium botulinum, и гнилостных микроорганизмов, таких как Clostridium turobutyricum, C. sporogenes или Bacillus
cereus, не уничтожаются. Несмотря на то что патогены могут быть уничтожены
нетермическим путем, пастеризация молока выполняется только нагреванием.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

184

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Метод «низкая температура — длительное время» (НТДВ) состоит в нагревании самой холодной части до 63 °С в течение 30 мин. Это метод обработки партиями. Другой более широко используемый метод — «высокая температура —
короткое время» (ВТКВ), он включает нагрев до 72 °С в течение 15 с. Это мгновенный метод, и он, по сути, менее деструктивный, чем метод обработки партиями. Основой выбора времени и температуры нагревания является время термической смерти (ВТС) большинства термолабильных неспоровых патогенов молока. Широко используемый до 1950-х гг. метод НТДВ включал нагрев при
61 °С в течение 30 мин, которые являлись ВТС для Mycobacterium tuberculosis.
Однако после открытия возбудителя лихорадки Q метод был изменен, так что он
включал нагрев при 63 °С в течение 30 мин, что соответствовало ВТС этого патогена. В правильно пастеризованном молоке присутствующая в нем щелочная
фосфатаза разрушена [76].
УВТ (ультравысокая температура) — другой метод термической обработки,
который разрушает неспоровые формы патогенов молока, а также сокращает
в количестве некоторые споровые формы. УВТ-обработка выполняется нагреванием при 135–140 °С в течение нескольких секунд (минимальная обработка — при 130 °С в течение 1 с). Молоко, обработанное методом УВТ, является
промышленно стерильным со сроком хранения 40–45 дней при 5 °С при условии, что оно было асептически упаковано в стерильные контейнеры [7]. Цельное
молоко, обработанное методом УВТ, как указывается, является более ароматным благодаря образованию некоторых продуктов реакции Майяра.
Хотя пастеризованное молоко свободно от неспоровых форм патогенов, оно
не является стерильным. Эффективность методов НТДВ и ВТКВ по уничтожению микобактериальных подвидов, которые связаны с болезнью Крона у человека, подвергалась сомнению, и это рассматривается ниже в разделе «Патогены
молока». Большинство, но не все, грамотрицательных бактерий (особенно психрофилы) разрушаются наряду с большинством грамположительных бактерий.
Термостойкие грамположительные бактерии, относящиеся к родам Enterococcus, Streptococcus (особенно Streptococcus salivarius subsp. thermophilus), Microbacterium, Lactobacillus, Mycobacterium, Corynebacterium и большинство, если
не все споровые формы, выживают. Среди выживших имеется также некоторое
количество психрофильных видов рода Bacillus [45].

Основная микрофлора молока
Теоретически молоко, которое вытекает из вымени здоровой коровы, должно
быть свободным от микроорганизмов. Однако в 1 мл свежего молока обнаруживается от нескольких сотен до нескольких тысяч бактерий, которые присутствовали на концах сосков или поднялись вверх по каналам сосков. Несмотря на то
что молоко от здоровой коровы обычно содержит <103 КОЕ/мл, не исключено
и присутствие 104 КОЕ/мл.

Патогены молока
Так как молоко является прекрасным источником пищевых нутриентов и животные, вырабатывающие молоко, могут содержать микроорганизмы, вызывающие
заболевания человека, то нет ничего удивительного в том, что сырое молоко может становиться причиной заболеваний. Некоторые из наиболее распространен-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 7. Молоко, ферментация, ферментированные и неферментированные молочные продукты

185

ных заболеваний, которые передаются от животного к человеку посредством сырого молока и являются зооантропонозными, представлены ниже:
Бруцеллез
Туберкулез
Сальмонеллез
Кампилобактериоз
Энтерогеморрагический колит

Сибирская язва
Листериоз
Лихорадка Q
Болезнь Крона
Стафилококковый/Стрептококковый мастит

До повсеместного использования механических доильных аппаратов сырое молоко
было также источником респираторных заболеваний человека (например, дифтерии) и кишечных инфекций (например, брюшного тифа). При дойке коров вручную
молоко собирается в открытые емкости, и инфицированный человек может заразить молоко через кашель или через контакт с руками. Примером подобной передачи инфекции через сырое молоко являются случаи заболевания скарлатиной,
дифтерией и брюшным тифом в начале 1900-х гг., которые убедили Нью-йоркский
отдел здравоохранения в 1910 г. в необходимости пастеризации молока. Принятие этого закона следовало за большой вспышкой брюшного тифа в Нью-Йорке
в предшествующий год, и оно выявило общественные молочные хозяйства, где
работали хронические переносчики брюшного тифа [58]. Этиологические агенты ранее перечисленных заболеваний уничтожаются в процессе пастеризации.
Несмотря на широко распространенное использование пастеризации, молоко продолжает быть источником некоторых заболеваний. В случае с кампилобактериозом неудивительно, что его возбудитель может быть найден в молоке,
так как этот микроорганизм обнаруживается в коровьих фекалиях. При исследовании 108 образов, взятых из цистерн с молоком, полученных от разных животных, в Висконсине, только один образец был обсеменен C. jejuni, при этом фекалии 64% коров стада класса А были обсеменены C. jejuni [14]. В Нидерландах
22% из 904 образцов коровьих фекалий и 4,5% из 904 образцов сырого коровьего молока содержали C. jejuni [6]. Что касается Helicobacter pylori, он не был
найден в 120 образцах сырого коровьего молока, а когда он был добавлен в стерильное молоко, которое впоследствии хранилось при 4 °С, он не обнаруживался уже после 6 дней хранения [35]. Одна из 75 вспышек кампилобактериоза, связанная с сырым молоком, произошла в Висконсине в 2001 г. [10]. Молоко было
получено из экологически чистого хозяйства класса А.
В период с 1973 по 1992 г. 46 вспышек и 1733 случая гастроэнтерита у человека были связаны с сырым молоком и отмечены в Центрах по контролю и предотвращению заболеваний в США. Из 1733 случаев 57% были вызваны Campylobacter, 26% — Salmonella, а 2% — E. coli 0157:H7 [31]. Среди 50 штатов в США
в 28 разрешена продажа сырого молока, но <1% вспышек заболеваний, связанных с молоком, за указанный период имели своей причиной сырое молоко.
Межштатные поставки сырого молока были запрещены в США в 1987 г. Некоторые из наиболее ранних вспышек листериоза у человека были связаны с молоком
(см. гл. 25). Несмотря на то что вспышки, связанные с молочными продуктами,
могут быть, как предполагается, результатом попадания вирулентных (опасных)
штаммов в молоко, это не всегда подтверждается. В одном исследовании L. monocytogenes попала в молоко из левой передней четвертины вымени коровы,
больной маститом, но молоко из других четвертин не было инфицировано [20].
Когда была протестирована цистерна сборного молока от 474 молочных стад на
тихоокеанском северо-западе США в 2000 г., было обнаружено, что 4,9% были

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

186

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

положительны по L. monocytogenes, а в 2001 г. 7,0% были положительны по
серотипу 1/2а, являющемуся наиболее распространенным каждый год [48].
Yersinia enterocolitica была обнаружена в нескольких исследованиях образцов
сырого молока. Первая задокументированная вспышка этого микроорганизма
в США была связана с шоколадным молоком, и эта вспышка далее описывается
в гл. 28. Двенадцать из ста образцов сырого молока в штате Висконсин были положительны по Y. enterocolitica, но только один образец пастеризованного молока
был положительным [46]. Из 219 протестированных в Бразилии образцов сырого
молока 37 (16,9%) содержали Listeria spp. и 32,4% содержали Yersinia enterocolitica [74]. Из 280 образцов пастеризованного молока 13,7% были положительными по Yersinia spp., из которых 41,5% являлись Yersinia enterocolitica. Последний вид был наиболее распространен в сыром молоке, в то время как Y. frederiksenii в количестве 56,1% была наиболее преобладающей в пастеризованном
молоке [74]. Две наиболее крупные вспышки сальмонеллеза у человека, произошедшие в США, касались молока и мороженого, и они описаны в гл. 26.
Для выявления афлотоксина М1 в молоке в Мексике было проведено исследование 290 двухлитровых образцов пастеризованного и ультрапастеризованного молока на семи наиболее широко используемых видах с различным содержанием жира. 40% образцов содержали афлотоксин М1 в количестве ³ 0,05 ppm
и 9,7% содержали ³ 0,5 ppm, и диапазон от 0 до 8,35 ppm был свойственен сорока
процентам образцов с более низкой концентрацией и 10% образцов с более высокой концентрацией жира [9]. Молоко с наибольшим содержанием жира имело
намного более высокую частоту содержания афлотоксина М1 [9].
Изучение преобладания E. coli 0157:Н7 в образцах фекалий от отбракованных коров и цистерн сборного молока в Восточном Теннеси выявило, что 8 из
415 (2%) образцов фекалий и 2 из 268 (0,7%) образцов молока были положительными по этому организму [49]. По меньшей мере одна крупная вспышка E. coli
0157:Н7 была связана с сырым молоком (см. гл. 27).
Бактерии, возобновляющие интерес к молоку, являются возбудителями болезни Джона у коров, которые, как оказывается, играют некоторую роль в развитии болезни Крона у человека. Данный микроорганизм классифицируется
следующим образом: Mycobacterium avium subsp. avium вызывает туберкулез
у птиц и является контагиозным (заразным) для больных СПИДом. M. avium
subsp. paratuberculosis является облигатным патогеном животных и, как предполагают, участвует в этиологии болезни Крона. Mycobacterium avium subsp. silvaticum является облигатным патогеном животных, у которых он вызывает заболевание, напоминающее туберкулез (или туберкулит) у млекопитающих и
туберкулез у птиц [73]. Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis — вид,
представляющий интерес с точки зрения молока из-за его возможной роли в развитии болезни Крона. Основной интерес — является ли метод пастеризации при
его использовании адекватным для уничтожения этих организмов. В одном исследовании ни метод ВТКВ, ни метод НТДВ не уничтожали 103–104 КОЕ/мл во
всех образцах молока [28], но в другом исследовании, вплоть до 106 КОЕ/мл,
были уничтожены методом ВТКВ, проводившимся при 72 °С в течение 15 с [68].
Болезнь Крона — болезнь воспаленного кишечника (региональный илеит —
воспаление подвздошной кишки), болезненное состояние, при котором конечная (терминальная) часть подвздошной кишки, а иногда слепая кишка и восходящая ободочная кишка уплотняются и изъязвляются. Просвет пораженного
участка сильно сужается, вызывая закупорку (непроходимость кишечника).

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 7. Молоко, ферментация, ферментированные и неферментированные молочные продукты

187

При осмотре 814 образцов коровьего молока в Великобритании за 17-месячный период в 1999–2000 гг. в среднем 7,8% сырых и 11,8% пастеризованных образцов были положительными по ДНК M. avium subsp. paratuberculosis [22].
Подтверждение ростом культуры было достигнуто в 1,6% сырых и 1,8% пастеризованных образцов. Образцы пастеризованного молока в этом исследовании
были фосфотазонегативными. В другом исследовании сырого и пастеризованного коровьего молока в Великобритании M. avium subsp. paratuberculosis был
обнаружен в 4 из 40 (6,7%) сырых и 10 из 144 (6,9%) пастеризованных образцах
[23]. Исследователи обнаружили жизнеспособные микроорганизмы в образцах молока, обработанных четырьмя различными методами, включая нагрев
при 73 °С в течение 25 с.
Была исследована гибель этих организмов в созревшем сыре [72]. В соответствии с Управлением контроля качества пищевых продуктов и медикаментов
имеется два варианта производства безопасного сыра: (1) использование только
пастеризованного молока или (2) выдержка готового сыра в течение по меньшей
мере 60 дней при 2 °С. В исследовании, указанном выше, мягкий белый сыр,
приготовленный с использованием пастеризованного молока, в которое было
введено примерно 106 клеток M. avium subsp. paratuberculosis, был приготовлен
с различным рН и варьированием содержания NaCl и протестирован на жизнеспособные клетки после хранения (созревания). Было обнаружено, что сыр, приготовленный из молока, пастеризованного методом ВТКВ, с рН 6,0 и 2%-м NaCl
и консервировавшийся (созревавший) в течение 60 дней, показал в результате
сокращение количества клеток M. avium subsp. paratuberculosis приблизительно
в 1000 раз [72]. При рассмотрении болезни Крона и роли M. avium subsp.
paratuberculosis Harris и Lammerding [30] сделали вывод, что доказательства для
причины и следствия неубедительные.

Порча
Как единственный естественный источник дисахарида лактозы, молоко подвергается микробиологической порче, и в некотором смысле это уникально. Только
относительно небольшое количество бактерий молока может получать энергию
из этого сахара (особенно при температуре холодильника) в отличие от дисахарадов сахарозы и мальтозы, и молочнокислые бактерии хорошо для этого
приспособлены. БГКП — наиболее заметные утилизаторы лактозы среди грамотрицательных бактерий. Таким образом, бактериальная порча как сырого, так
и пастеризованного молока заметна в результате выработки молочной кислоты
потребителями лактозы, в результате рН понижается до 4,5, результатом чего
становится осаждение казеина. Термостойкие штаммы Streptococcus salivarius
subsp. thermophilus предпочтительно используют глюкозу — компонент лактозы и отвергают галактозу, которая является готовым субстратом для потребителей, неспособных утилизировать лактозу.
Порча ультрапастеризованного молока вызывается Bacillus spp., которые выживают в процессе ультрапастеризации. Анаэробные споры, как выяснилось,
проявляют активность из-за относительно высокого окислительно-восстановительного потенциала (Eh) молока. Среди видов Bacillus, которые были выделены из испорченных продуктов, присутствуют B. cereus, B. licheniformis, B. badius
и B. sporothermodurans [55]. Paenibacillus spp. были выделены также из ультрапастеризованных продуктов. Во время холодильного хранения пастеризованного молока психрофильные Bacillus weihenstephanensis вызывают «сладкое свер-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

188

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

тывание» благодаря своей выработке протеаз и пептидаз. Порча ультраобработанного молока может быть результатом влияния термостабильных протеаз и
липаз, которые вырабатываются психротрофами в сыром молоке, больше информации по этому вопросу можно найти в [17].
Вязкость (липкость, тягучесть) — состояние, иногда наблюдаемое в сыром
молоке, которое вызывается Alcaligenes viscolactis. Его росту благоприятствует
температура холодильного хранения (поддержание низкой температуры) сырого молока в течение нескольких дней. Тягучая клейкая жидкость («вязка») состоит из слоев слизи, вырабатываемой бактериальными клетками, и это придает
продукту вязкую консистенцию.

Пробиотики и пребиотики
Определение пробиотика, которое возникло в середине 1960-х гг., было изменено в течение прошлого десятилетия. Вообще, это потребляемый продукт, который содержит живые организмы, являющиеся или предположительно являющиеся полезными для потребителя. Наличие живых микроорганизмов, таких как
те, что имеются в йогурте или в ферментированном молоке, критично с точки
зрения первоначального принципа. Термин был применен к потребляемым продуктам, которые имеют определенные клинические преимущества, но которые
не содержат живых клеток. Один пример этого — облегчение симптомов непереносимости лактозы проглатыванием подогретого йогурта (для обзора см.
[53]). Определение пробиотика, которое охватывает вышесказанное, было предложено Salminen и др. [61]. При отсутствии живых микроорганизмов был предложен термин «абиотический» («абиотик» — неживой) [37, 67]. Чтобы сделать
определение пробиотика еще шире, термин был применен к бактериям, которые
выступают контролирующими факторами в аквакультурной среде [77]. Для более детального обзора пробиотиков см. [37].
Йогурт является наиболее широко потребляемым пробиотическим продуктом (особенно в США) и в то время, как он потребляется некоторыми людьми,
потому что является ферментированным молочным продуктом, другими он потребляется из-за его (действительных или предполагаемых) терапевтических
свойств. Хотя обычные стартовые культуры для йогурта — это Streptococcus
salivarius subsp. thermophilus и Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, некоторые препараты готовятся с добавлением бифидобактерий. Касательно количества живых клеток, которое должно присутствовать в пробиотических и в
пробиотико-подобных продуктах, швейцарский пищевой регламент и международный стандарт FIL/IDF требуют, чтобы такие продукты содержали, по меньшей мере, 106 КОЕ/мл, тогда как Fermented Milks and Lactic Acid Association в
Японии требует, по меньшей мере, 107 КОЕ/мл живых бифидобактерий (см.
[66]). Неясно, должны быть живыми клетки и молочных бактерий, и бифидобактерий или только одной из этих групп. Когда бифидобактерии вовлекаются
в ферментацию йогурта, они имеют тенденцию отмирать во время хранения.
Эти микроорганизмы — анаэробы, которые требуют отрицательный окислительно-восстановительный потенциал (Eh) и рН, близкий к нейтральному [66].
Влияние гидролизатов сывороточного белка на некоторые пробиотические бактерии в молоке было исследовано, и в то время, как гидролизат в начальной стадии ускорял рост Bifidobacterium longum вместе с двумя лактобациллами, после
28 дней при температуре холодильника пробиотические микроорганизмы были
на таком же уровне, что и в контрольном молоке [44].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 7. Молоко, ферментация, ферментированные и неферментированные молочные продукты

189

Рис. 7.3. Выживаемость Yersinia enterocolitica в йогурте во время ферментации при 44 °С и при
хранении при 4 °С. Йогурт был приготовлен с использованием медленных (YC180) и быстрых
(YC470) кислотообразующих стартовых культур и при добавлении «домашних» стартовых
культур (ДСК). Величина погрешностей представляет в среднем стандартные ошибки [7],
copyright © 1998, использовано с разрешения Institute of Food Technologists.

Жизнеспособные споры Bacillus spp. используются в качестве пробиотических и наиболее часто используемые три вида — это: B. clausii, B. pumilus и
B. cereus на уровне 109 КОЕ/г. Положительное влияние было доказано, и оно,
как выяснилось, обусловлено иммуногенными свойствами спор, а не вегетативных клеток.
Влияние трех стартовых культур на выживаемость Yersinia enterocolitica
в йогурте показано на рис. 7.3, где быстрые кислотообразующие закваски произвели понижение количества клеток на 5 порядков (log-5,0) за 72 ч, а медленные
кислотообразователи произвели понижение на log-5,6 за 96 ч [7]. Ингибирующее действие этих видов в продуктах пробиотического типа по отношению к пищевым патогенам было продемонстрировано относительно их количества, и
хотя основным механизмом ингибирования является понижение рН, другие
факторы, такие как бактериоцины и ядовитые органические кислоты, также
участвуют, что обсуждается ниже, в гл. 13. Причины непереносимости лактозы
и ее выявление описываются ниже.
Пребиотики — это не микроорганизмы, а субстраты для природных пробиотических бактерий, которые живут в толстой (или ободочной) кишке. Эти субстраты
не перевариваются и проходят сквозь тонкую кишку, они состоят из олигосахаридов, таких как фруктоолигосахариды, например инулин. Они метаболизируются
(перевариваются) бифидобактериями и анаэробными лактобацилами (оба вида являются резидентными) в толстой кишке, где Eh способствует их росту и активности, которые оказывают влияние на окружающую среду и которые являются антагонистическими по отношению к аэробным патогенам. В отличие от пробиотиков эти
субстраты могут быть добавлены в некоторые виды пищевых продуктов, которые
не поддерживают жизнеспособность клеток в течение длительного периода времени. Их использование устраняет недостаток культур, которые могут существовать
в тонком кишечнике.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

190

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Непереносимость лактозы
Непереносимость лактозы (нарушение всасывания лактозы, кишечная гиполактемия) — нормальное состояние для взрослых (зрелых) млекопитающих,
включая большинство взрослых людей, и многих других групп, не переносящих
лактозу [40]. Среди относительно небольшого числа групп, взрослые члены которых переносят лактозу, можно выделить северных европейцев, белых американцев и членов двух кочующих пастушеских племен в Африке [40]. Когда человек с нарушением всасывания лактозы потребляет определенное количество
молока или мороженого, он немедленно испытывает метеоризмы и диарею.
Состояние обусловлено отсутствием или пониженным количеством кишечной
лактазы, что позволяет бактериям в толстой кишке утилизировать лактозу с образованием газов. Проба на содержание водорода в выдыхаемом воздухе на непереносимость лактозы основывается на возрастании уровня Н2, продуцируемого анаэробными и факультативно анаэробными бактериями, утилизирующими
неабсорбированную (невсосавшуюся) лактозу.
«Сладкое» ацидофильное молоко (молоко, ферментированное штаммами
бактерий Lactobacillus acidophilus, используемое при лечении расстройств
ЖКТ), как было отмечено одним из авторов, предупреждает симптомы непереносимости лактозы, тогда как другие обнаружили, что этот продукт неэффективен. Разработанный M.L. Speck и соавторами, он состоит из нормализованного пастеризованного молока, в которое добавлено большое количество живых клеток L. acidophilus в виде замороженного концентрата. До тех пор, пока
молоко хранится при температуре охлаждения, микроорганизмы не растут, но
когда потребитель выпивает его, он получает пользу от живых клеток L. acidophilus. Это молоко называется «сладким», потому что не имеет кислости
традиционного ацидофильного молока. Когда 18 пациентов с недостатком
лактазы потребляли неизмененное молоко в течение недели и после в течение
дополнительной недели «сладкое» ацидофильное молоко, они показали восприимчивость как к ацидофильному молоку, так и к неизмененному молоку
[51]. Свободное от лактозы молоко, которое предварительно обрабатывается
b-галактозидазой, доступно в Германии. В одном исследовании на крысах
йогуртовые бактерии практически не дали эффекта в предупреждении нарушения всасывания лактозы. Природные (резидентные) молочнокислые бактерии в пищеварительном тракте имеют тенденцию подавляться йогуртом, и
лактобацилльная биота крыс изменилась с преимущественно гетероферментативной до преимущественно гомоферментативной. Другие возможные эффекты как от живых, так и от неживых пробиотических бактерий были изучены,
после чего был проведен широкий обзор [62]. Краткое изложение (резюме)
некоторых эффектов представлено в табл. 7.3.

Стартовые культуры, ферментированные продукты
Продукты, обсуждаемые в этом подразделе, требуют использования соответствующих стартовых культур. Молочные закваски (молочнокислые бактерии) — основные стартовые культуры с широко распространенным использованием в молочной промышленности. Для изготовления сыра всех сортов молочнокислое производство неотъемлемо, применяют для этой цели молочные
закваски. Они также используются для приготовления масла, искусственной

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 7. Молоко, ферментация, ферментированные и неферментированные молочные продукты

191

Таблица 7.3. Обзор некоторых из многих заявленных и предположительных
преимуществ для человека от пробиотиков (обзор по [37, 53, 61] и [62])
Преимущества

Комментарии

Непереносимость лактозы
Острый гастроэнтерит

Хорошо стабилизирующие свойства (см. текст)
Коэффициент заболеваемости/
продолжительность часто снижалась
Положительные результаты in vitro;
неясные результаты in vivo
Ограниченное количество исследований

Понижение уровня холестерола
(холестерина) в сыворотке крови
Снижение размера опухолей
(новообразований)
Понижение вторичного роста опухолей

Положительные результаты в ограниченных
количествах исследований
Продукция интерферона IFN a, b
Положительные результаты в ограниченных
количествах исследований
Вагинальный кандидомикоз (кандидоз)
Смешанные результаты
Противогипертоническое влияние
Показаны положительные результаты
Влияние против рака толстой кишки
Показаны некоторые положительные результаты
Инфекции, вызванные Helicobacter pylori Продуцируются ингибиторы
Устойчивость к энтеритам, вызванным
Продемонстрированы некоторые
патогенами
положительные результаты
Диарея путешественников
Сообщались положительные результаты
Ослабление гиперплазии ободочной
Положительные результаты на мышах
кишки
Возрастание продолжительности
Еще не доказано
жизни людей

пахты, деревенского (сельского) сыра и искусственных сливок, и часто приписываются вслед за продуктом для масла, пахты и т. д. Молочные закваски всегда
включают бактерии, которые превращают лактозу в молочную кислоту, обычно
это L. lactis subsp. lactis, L. lactis subsp. cremoris или L. lactis subsp. lactis biovar.
diacetylactis. В продуктах, где требуются вкусо-ароматические компоненты,
такие как диацетил, закваски будут включать гетеролакты, такие как Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris, L. lactis subsp. lactis biovar. diacetylactis
или Leuconostoc mesenteroides subsp. dextranicum (биосинтетические метаболические пути — см. рис. 7.4). Стартовые культуры могут состоять из монокультур и смешанных штаммов. Они могут быть произведены в большом объеме и законсервированы замораживанием в жидком азоте [19] или лиофильной
сушкой. Лактококки обычно составляют около 90% численности смешанных
молочных заквасок, и хорошая стартовая культура может окислить большую
часть лактозы до молочной кислоты. Титруемая кислотность может возрастать
до 0,8–1% в пересчете на молочную кислоту, и рН обычно падает до 4,3–4,5 [16].

Ферментированные продукты
Масло, пахта и сметана производятся главным образом внесением в пастеризованные сливки или молоко закваски и выдержкой до достижения желаемой (требуемой) кислотности. В случае с маслом, где инокулируются сливки, подкисленные сливки затем взбиваются для выхода масла, которое затем промывается,

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

192

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Рис. 7.4. Реакции пропионовокислого брожения и образование ацетата, СО2, пропионата и
АТФ. Ме-малонил-СоА и (а) и (b) — два изомера. FP — флавопротеин, а FPH2 — восстановленный флавопротеин. Обзор: 1,5 глюкозы + Pi + 6 АДФ > 6 АТФ + 2 Н2О + СО2 + ацетат + 2 пропионата. DPN, DPNH — дифосфопиридиннуклеотид, гидрированный. Источник: Allen и др. [3],
copyright © 1964, American Society for Microbiology.

солится и упаковывается [54]. Пахта — это молоко, которое осталось после
взбивания сливок при производстве масла. Торговый продукт обычно готовится
инокулированием снятого молока молочными или пахтовыми стартовыми культурами и выдержкой до скисания. Получаемое свернувшееся молоко (творог)
разбивается на тонкодисперсные включения гомогенизацией, и этот продукт называется «культивированная» пахта. Сметана производится главным образом
ферментацией пастеризованных и гомогенизированных нежирных сливок соответствующими заквасками. Эти продукты обязаны своим кислым вкусом молочной кислоте, а своим маслянистым ароматом и вкусом — диацетилу.
Вспышка энтерита (воспаления тонких кишок), вызванная бактериями Campylobacter, в штате Луизиана в 1995 г., где причиной было признано чесночное
масло, привела к исследованиям гибели пищевых патогенов в чесночном масле
и в масле без добавления чеснока. В одном исследовании чесночное масло было
инокулированно бактериями С. jejuni в количестве около 104 и 106 КОЕ/г и было
выдержано при 5 °С или при 21 °С. При 5 °С количество патогенов уменьшилось
до < 10 КОЕ/г в течение 3 ч для двух партий и в течение 24 ч — для третьей партии [81]. В масле без чеснока С. jejuni сохраняли жизнеспособность в течение
15 дней при 5 °С. При 21 °С количество патогена уменьшилось до < 10 КОЕ/г
через 5 ч для двух препаратов и до 50 КОЕ/г в течение 5 ч для третьего [81]. В целом вплоть до 105 клеток было убито в течение нескольких часов в масле с чесноком, но организмы могли оставаться живыми в течение нескольких дней
в масле, хранившемся охлажденным. В другом исследовании Salmonella, E. coli
0157:H7 и L. monocytogenes не дали роста в несоленом масле без добавления чеснока и в масле с добавлением 20% чеснока, образцы которых были выдержаны
при 4,4, 21, 37 °С в течение 48 ч [1].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 7. Молоко, ферментация, ферментированные и неферментированные молочные продукты

193

Йогурт производится с йогуртовыми заквасками, которые представляют собой смешанную культуру S. salivarius subsp. thermophilus и Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus в соотношении 1:1. Кокки растут быстрее, чем палочки, и главным образом они ответственны за первоначальную выработку кислоты с более высокой скоростью, чем и тот, и другой, когда растут поодиночке,
и больше ацетальдегида (главный летучий ароматический компонент йогурта)
производится бактериями L. delbrueckii subsp. bulgaricus, когда он растет в сообществе с S. salivarius subsp. thermophilus (см. [57]). Кокки могут вырабатывать
около 0,5% молочной кислоты, а палочки около 0,6–0,8% (рН 4,2–4,5). Однако
если инкубация длительная, рН может уменьшиться до »3,5 с возрастанием содержания молочной кислоты до »2% [32].
Продукт производится или понижением содержания воды цельного или снятого молока на величину по меньшей мере 1/4 (осуществляется в вакуумном аппарате с последующей стерилизацией молока), или добавлением »5%-го сухого
молока с последующим уменьшением содержания воды. Сгущенное (сконцентрированное) молоко затем нагревается до 82–93 °С в течение 30–60 мин и
охлаждается до »45 °С [54]. Йогуртовые закваски добавляются сразу в количестве »2% от объема и инкубируются при 45 °С в течение 3–5 ч с последующим
охлаждением до 5 °С. Титруемая кислотность хорошего конечного продукта
»0,85–0,90%, и для того, чтобы достичь этого уровня кислотности, ферментируемый продукт должен быть удален из камеры с температурой 45 °С по достижении им кислотности »0,65–0,70% [11]. Качественный йогурт хорошо сохраняется при 5 °С в течение 1–2 недель. Во время ферментации кокки растут первыми,
затем палочки, таким образом, что после 3 ч количества двух микроорганизмов
становятся почти равными. Более высокие уровни кислотности — до 4% — могут быть достигнуты более длительной ферментацией продукта, и как следствие, количество палочек будет превышать количество кокков. Стрептококки
имеют тенденцию к торможению роста при уровне рН йогурта 4,2–4,4, тогда как
лактобациллы могут переносить уровни рН в пределах 3,5–3,8. Молочная кислота йогурта вырабатывается больше из глюкозной половины лактозы, чем из галактозной. Goodenough и Kleyn [21] обнаружили только следы глюкозы в течение процесса ферментации йогурта, тогда как содержание галактозы возросло
от первоначальных следовых количеств до 1,2%. Образцы торговых йогуртов
содержали только следовые количества глюкозы, но уровень галактозы варьировал от »1,5% до 2,5%.
Свежеприготовленный йогурт обычно содержит около 109 КОЕ/г, но во время хранения количество бактерий может уменьшаться до 106 КОЕ/г, особенно
когда продукт хранится при 5 °С в течение вплоть до 60 дней [27]. Количество
палочек обычно уменьшается быстрее, чем количество кокков. Добавление
фруктов к йогурту, как установлено, не влияет на количество ферментирующих
микроорганизмов [27]. Норма Международной молочной федерации для
йогурта — не менее 107 КОЕ/г. В одном исследовании E. coli 0157:Н7 не выжила
в снятом молоке при рН 3,8; микроорганизм не проявлял активности в йогурте,
сметане и пахте [26].
Антимикробные качества йогурта, пахты, сметаны и сельского сыра были протестированы инокулированием Enterobacter aerogenes и Escherichia coli отдельно
в торговые продукты и изучением гибели этих микроорганизмов, когда продукты

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

194

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

хранились при 7,2 °С. Резкое снижение обоих колиформ (БГКП) было отмечено
в йогурте и пахте после 24 ч. Ни тот, ни другой не обнаруживались в йогурте
обычно после 3 дней (в большинстве случаев). Несмотря на то что количество колиформ в сметане также понизилось, это понижение происходило не так быстро,
как в йогурте. Некоторые образцы сельского сыра, как ни странно, поддерживали
возрастание количеств колиформ, возможно, из-за того, что продукт имел более
высокий уровень рН. Начальный уровень рН изменяется для продуктов, изучавшихся этими авторами следующим образом: 3,65–4,40 — для йогуртов, 4,1–4,9 —
для пахты, 4,18–4,70 — для сметаны, 4,80–5,10 — для образцов сельского сыра.
В другом исследовании промышленно произведенные йогурты в Онтарио, как
было установлено, содержали желаемое соотношение кокков и палочек 1:1 только в 15% из 152 протестированных продуктов [5]. Стафилококки были обнаружены в 27,6%, а колиформы в »14% этих йогуртов. 26% образцов содержали количество дрожжей более чем 103/г, и почти 12% содержали количество психрофиллов более чем 103 КОЕ/г. В этом исследовании торгового неароматизированного
йогурта в Великобритании Davis [11] обнаружил, что количества двух заквасок
изменяются от низкого (82 ´ 10 6 ) до более высокого (свыше 109 КОЕ/г) уровня, и
конечный рН изменяется от 3,75 до 4,20. Антимикробная активность молочнокислых бактерий дополнительно обсуждается в гл. 3 и 13.
Кефир готовится с использованием кефирных зерен, которые содержат один
или более видов бактерий родов Acetobacter, Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc и один или более видов дрожжей родов Candida, Kluyveromyces и Saccharomyces. Эти симбионты удерживаются вместе коагулированным белком [18]. Важные из Lactobacillus spp. в кефире — это L. kefiri, L. parakefiri, L. kefiranofaciens
subsp. kefiranofaciens, L. kefiranofaciens subsp. kefirgranum [75]. Последние два отвечают за выработку кефирана (водорастворимого полисахарида), который составляет 24% кефирных зерен [75]. Кумыс похож на кефир, за исключением того,
что при его производстве используется кобылье молоко, культуры микроорганизмов не формируют зерен, а содержание спирта может достигать 2%.
Ацидофильное молоко производится инокулированием приживающихся в кишечнике штаммов L. acidophilus в стерильно снятое молоко. Инокулят в количестве
1–2% добавляется с последующей выдержкой продукта при 37 °С до тех пор, пока
не разовьется мягкий творог (свернувшееся молоко). Популярный вариант этого
продукта, который производится промышленно в США, состоит из добавляемых
концентрированных штаммов культур L. acidophilus в пастеризованное или холодное цельное молоко (или снятое, или 2%-е молоко), которое немедленно разливается по бутылкам. Оно имеет рН нормального молока и более вкусное, чем кислый
продукт. Количество L. acidophilus должно составлять 107–108 КОЕ/мл [32]. Болгарская пахта производится подобным образом с использованием L. bulgaricus в качестве инокулята или стартовой культуры, но в отличие от L. acidophilus, L. bulgaricus
не приживается в кишечнике человека. Обзор ферментированного молока представлен в табл. 7.4.
Масло содержит примерно 15% воды, 81% жира и обычно менее 0,5% углеводов и белков. Хотя это не скоропортящийся продукт, он подвергается порче
под действием бактерий и плесеней. Главный источник микроорганизмов масла — это сливки, будь то сладкие или кислые, пастеризованные или не пастеризованные. Биота цельного молока, как можно ожидать, обнаруживается в слив-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 7. Молоко, ферментация, ферментированные и неферментированные молочные продукты

195

Таблица 7.4. Некоторые виды ферментированных молочных продуктов
Пищевой
продукт

Сырье

Ацидофильное
молоко

Молоко

Сыры
(созревшие)
Кефир

Молочный творог

Кумыс

Сырое молоко
кобыл

Тетте

Молоко

Тархана*

Пшеничная мука
и йогурт
Молоко, сухое
молоко
Молоко, сухое
молоко

Йогурт†
Биогурт
*
†

Молоко

Ферментирующий
микроорганизм

Место
производства

Lactobacillus acidophilus
L. delbrueckii
subsp. bulgaricus
Молочные закваски

Много стран
Балканы и
другие регионы
Повсеместно

Lactococcus lactis,
L. delbrueckii subsp.
bulgaricus, «Torula» spp.
Lactobacillus leichmannii,
L. delbrueckii subsp.
bulgaricus, «Torula» spp.
S. lactis var. taette

Россия

Молочнокислые бактерии
L. delbrueckii subsp. bulgaricus,
S. salivarius subsp. thermophilus
L. acidophilus, Lactococcus lactis

Юго-Восточная
Азия
Скандинавский
полуостров
Турция
Повсеместно
Повсеместно

Подобно Kishk в Сирии и Kushuk в Иране.
Также matzoon в Армении; leben в Египте; naja в Болгарии; gioddu в Италии; dadhi в Индии.

ках; так как жировые капли поднимаются к поверхности молока, они переносят
вверх микроорганизмы. Переработка и сырых, и пастеризованных сливок для
получения масла влечет за собой понижение количества всех микроорганизмов,
с уровнями для готовых сливок, ранжирующимися от нескольких сотен до более
чем 105 КОЕ/г, отмечавшейся для готового соленого масла. Соленое масло может содержать вплоть до 2% соли, а это значит, что водяные капельки повсюду
могут содержать соль в количестве до 10%, тем самым делая этот продукт еще
более стойким к бактериальной порче [32].
Бактерии вызывают два основных типа порчи масла. Первое — состояние,
известное как «поверхностное пятно» или гнилость. Это состояние вызывается
Pseudomonas putrefaciens в результате его роста на поверхности готового масла.
Оно развивается при температуре в пределах 4–7 °С и может становиться видимым в пределах 7–10 дней. Запах при таком состоянии, по-видимому, обусловлен определенными органическими кислотами, особенно изовалериановой кислотой. Поверхностное пятно вместе с яблочным запахом вызывается так же
Chryseobacterium joostei [34]. Второе наиболее распространенное состояние
бактериальной порчи — это прогоркание. Это состояние вызывается гидролизом молочного жира с высвобождением свободных жирных кислот. Липаза из
источников, отличных от микроорганизмов, также может вызывать такой эффект. Чаще всего, однако, причиной становится Pseudomonas fragi, хотя иногда
обнаруживается и Pseudomonas fluorescens. Бактерии могут вызывать три дру-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

196

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

гих, менее распространенных состояния порчи масла. Солодовый запах, как указывается, вызывается ростом Lactococcus lactis var. maltigenes. Запах, подобный
скунсовому, как отмечается, вызывается Pseudomonas mephitica; черное обесцвечивание (изменение цвета масла), как отмечалось, вызывается P. nigrifaciens.
Масло подвергается плесневой порче чаще обычно видами Cladospoium, Alternaria, Aspergillus, Mucor, Rhizopus, Penicillium и Geotrichum, особенно G. candidum (Oospora lactis). Эти микроорганизмы могут быть видимы растущими на
поверхности масла, где они продуцируют пигменты, обусловливающие специфический цвет их спор. Черные дрожжи рода Torula также, как отмечалось, вызывают изменение цвета масла. Микроскопическое исследование плесневелого
масла показывает наличие плесневого мицелия на некотором расстоянии от видимого роста. Обычно высокое содержание липидов и низкое содержание воды
делают масло более поддающимся порче под действием плесеней, чем под
действием бактерий.
Деревенский сыр подвергается порче под действием бактерий, дрожжей и
плесеней. Наиболее распространенный пример порчи, вызванной бактериями, — это состояние, известное как «слизистый творог». Alcaligines spp., как
отмечалось, являются наиболее часто встречающимися микроорганизмами,
вызывающими подобный вид порчи, хотя Pseudomonas, Proteus, Enterobacter
и Acinetobacter spp. также, по-видимому, участвуют в этом процессе. Penicillium, Mucor, Alternaria и Geotrichum хорошо растут на деревенском сыре, которому они придают затхлый, спертый, плесневелый и дрожжевой запахи. Срок
хранения промышленно выработанного деревенского сыра, как обнаружено,
ограничивается дрожжами и плесенями [59]. Хотя 48% свежих образцов содержали колиформы, эти микроорганизмы не росли во время хранения в деревенском сыре при 5 °С в течение 16 дней. Для дополнительной информации по ферментированным молочным продуктам см. [52] и [54].

Сыры
Большинство, но не все, сыров получаются в результате молочнокислой ферментации молока. В основном процесс производства состоит из двух важных этапов:
1. Молоко подготавливается и инокулируется подходящими (соответствующими)
заквасками. Закваски продуцируют молочную кислоту, которая с добавлением
ренина (химозина) дает начало формированию творога. Закваски для производства сыра могут различаться в зависимости от начальной температуры. S. salivarius subsp. thermophilus используются для выработки молочной кислоты
в вареных творогах (вплоть до 60 °С), так как они более термостабильные, чем
любые из других более часто используемых молочных заквасок; сочетание
S. salivarius subsp. thermophilus и L. lactis subsp. lactis применяется для творога,
который подвергается промежуточной варке.
2. Творог дает усадку и спрессовывается с последующим посолом и в случае с созревающими сырами оставляется на созревание при условиях, подходящих данному сыру.
Хотя большинство созревших сыров — это продукт жизнедеятельности молочнокислых бактерий, несколько хорошо известных сыров обязаны своими
индивидуальными характеристиками другим родственным микроорганизмам.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 7. Молоко, ферментация, ферментированные и неферментированные молочные продукты

197

Рис. 7.5. Ингибирование роста Clostridium tyrobutyricum в мажущемся плавленом сыре 0,5%-м
и 1%-м полифосфатом. С разрешения J. Food Protect., (с) copyright Int. Assoc. Food Protect., Des
Moines, IA, USA. Источник: Loessner и др. [41].

В случае со швейцарским сыром смешанные культуры L. delbrueckii subsp. bulgaricus и S. salivarius subsp. thermophilus обычно применяются вместе с Propionibacterium shermanii или P. freundenreichii, добавляемыми для развития аромата и формирования глазков во время процесса созревания (см. рис. 7.1, В и Г
для обзора метаболического пути пропионобактерий и рис. 7.4 для более подробных путей). Эти микроорганизмы были детально рассмотрены Hettinga и
Reinbold [33]. Для голубых сыров, таких как рокфор, творог инокулируется спорами Penicillium roqueforti, которые оказывают влияние при созревании и придают испещренный голубыми прожилками характерный внешний вид для этого
типа сыра. В подобном сорте или молоко, или поверхность сыра Камамбер инокулируется спорами Penicillium camemberti.
Две дифтерийные бактерии рода Brachybacterium были выделены с поверхности сыров Французский Грюйер и Бофорт [65], но роль этих организмов в процессе созревания не ясна. При исследовании L. monocytogenes в европейском
красном мажущемся сыре (мягкий, полумягкий и твердый), 5,8% из 329 протестированных образцов содержали Listeria spp., 6,4% из которых являлись L. monocytogenes, а 10,6% — L. innocua [60]. Восемь образцов содержали более
100 клеток L. monocytogenes на см2; а два образца содержали 10 4 КОЕ/см2.
Существует свыше 400 разновидностей сыров, представляющих менее 20 отдельных видов, и они сгруппированы или классифицированы в соответствии
с текстурой, содержанием влаги, степенью созревания, созреванием при помощи бактерий или плесеней. Три структурных класса сыров — это твердые,
полутвердые и мягкие. Примеры твердых сыров: Чеддер, Проволоне, Романо,
Пармезан, Грюйер, Эмменталь и Эдам. Все твердые сыры — созревшие под
действием бактерий в течение периодов, варьирующихся от 2 до 16 месяцев.
Полутвердые сыры включают Мюнстер, Рокфор, Лимбургер и Гауда и созревают под действием бактерий в течение 1–8 месяцев. Голубой сыр и сыр Рокфор —

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

198

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

примеры полутвердых сыров, которые созревают при участии плесеней в течение 2–12 месяцев. Лимбургер — пример мягкого сыра, созревающего при участии бактерий, Бри и Камамбер — примеры мягких сыров, созревающие при
участии плесеней. Среди невызревших сыров — деревенский сыр, сливочный
(прессованный творог), Моцарелла и Невшатель.
Низкое содержание влаги твердых и полутвердых вызревших сыров делает
их невосприимчивыми к порче под действием большинства микроорганизмов,
хотя плесени могут расти на этих продуктах. Некоторые вызревшие сыры имеют достаточно низкий окислительно-восстановительный потенциал (Eh) для
поддержания роста анаэробов. Неудивительно, что анаэробные бактерии иногда
вызывают порчу этих продуктов, когда a w дает возможность для их роста.
Clostridium spp., особенно C. pasteurianum, C. butyricum, C. sporogenes и C. tyrobutyricum, как отмечалось, вызывают позднее вспучивание (порок) сыра. Один
из них (C. tyrobutyricum) хорошо известен в качестве причины маслянокислого
брожения или порока «позднее вспучивание» в сырах, таких как Гауда и Эмменталлер [39]. В присутствии 0,5% смеси длинноцепочечных фосфатов, рост C. tyrobutyricum тормозился в течение как минимум 8 дней и не выявлялся после
16–50 дней (см. рис. 7.5). Рост был полностью остановлен 1%-м полифосфатом
за счет секвестрации Сa2+/Mg2+ полифосфатом, которая приводит к филаментации клетки и лизису. Аэробные споровые формы Paenibacillus polymyxa, как отмечалось, вызывают вспучивание. Это состояние — результат образования СО2
из молочной кислоты.
В течение 1973–1992 гг. было зарегистрировано 32 вспышки болезней, связанных с сыром, в США с 1700 случаями заболевания и 58 смертями, из которых
52 недавние были вызваны L. monocytogenes в 1985 г. во вспышке в Калифорнии
[4]. Самым распространенным источником патогенов был мягкий сыр, что было
обусловлено ненадлежащей пастеризацией.

Болезни, вызываемые молочнокислыми бактериями
Несмотря на то что благоприятные аспекты молочнокислых бактерий для здоровья человека и животных неоспоримы, некоторые из этих бактерий вызывают
болезни человека. Эта тема была рассмотрена Aguirre и Collins [2], которые отмечали, что за более чем 50-летный период было сделано около 68 сообщений
об участии лактобацилл в клиническом заболевании человека. Некоторые виды
лейконостоков упоминались в более чем 27 сообщениях за 7 лет, педиококки —
в 18 сообщениях более чем за три года, а энтерококки — в многочисленных сообщениях. Энтерококки — третья из лидирующих причин внутрибольничных
инфекций, среди которых два наиболее распространенных вида — E. faecalis и
E. faecium. Отмечается, что молочнокислые бактерии являются оппортунистами, которые не способны на начало инфекции в нормальном здоровом индивиде. Для того чтобы определить, чувствительны ли энтерококки к ванкомицину
(VRE), было протестировано на VRE 555 образцов, при этом общая доля бактерий в говядине была слишком низкой, чтобы быть существенным источником
внутрибольничных инфекций [38].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 7. Молоко, ферментация, ферментированные и неферментированные молочные продукты

199

Литература
1. Adler, B.B., and L.R. Beuchat. 2002. Death of Salmonella, Escherichia coli 0157:H7, and Listeria monocytogenes in garlic butter as affected by storage temperature. J. Food Protect. 65:1976–1980.
2. Aguirre, M., and M.D. Collins. 1993. Lactic acid bacteria and human clinical infection. J. Appl. Bacteriol.
75:95–107.
3. Allen, S.H.G., R.W. Killermeyer, R.L. Stjernholm, and H.G. Wood. 1964. Purification and properties
of enzymes involved in the propionic acid fermentation. J. Bacteriol. 87:171–187.
4. Altekruse, S.F., B.B. Timbo, J.C. Mobray, N.H. Bean, and M.E. Potter. 1998. Cheese-associated outbreaks
of human illness in the United States, 1973 to 1992: Sanitary manufacturing practices protect consumers. J. Food
Protect. 61:1405–1407.
5. Arnott, D.R., C.L. Duitschaever, and D.H. Bullock. 1974. Microbiological evaluation of yogurt produced
commercially in Ontario. J. Milk Food Technol. 37:11–13.
6. Beumer, R.R., J.J.M. Cruysen, and I.R.K. Birtantie. 1988. The occurrence of Campylobacter jejuni in raw
cows’ milk. J. Appl. Bacteriol. 65:93–96.
7. Bodnaruk, P.W., R.G. Williams, and D.A. Golden. 1998. Survival of Yersinia enterocolitica during fermentation and storage of yogurt. J. Food Sci. 63:535–537.
8. Brown, W.V., and E.B. Collins. 1977. End products and fermentation balances for lactic streptococci grown
aerobically on low concentrations of glucose. Appl. Environ. Microbiol. 33:38–42.
9. Carvajal, M., A. Bolanos, F. Rojo, and I. Mйndez. 2003. Aflatoxin M1 in pasteurized and unpasteurized milk
with different fat content in Mexico. J. Food Protect. 66:1885–1892.
10. Centers for Disease Control and Prevention. 2002. Outbreak of Campylobacter jejuni infections associated
with drinking unpasteurized milk procured through a cow-leasing program — Wisconsin, 2001. Morb. Mort.
Wkly. Rept. 51:548–549.
11. Davis, J.G. 1975. The microbiology of yoghurt. In Lactic Acid Bacteria in Beverages and Food, ed. J.G. Carr,
C.V. Cutting and G.C. Whiting, 245–263. New York: Academic Press.
12. Doelle, H.A. 1975. Bacterial Metabolism. New York: Academic Press.
13. Douglas, S.A., M.J. Gray, A.D. Crandall, and K.J. Boor. 2000. Characterization of chocolate milk spoilage
patternt. J. Food Protect. 63:516–521.
14. Doyle, M.P., and D.J. Roman. 1982. Prevalence and survival of Campylobacter jejuni in unpasteurized milk.
Appl. Environ. Microbiol. 44:1154–1158.
15. Food and Drug Administration, United States. 1995. Grade A pasteurized milk ordinance. Washington, D.C.:
U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service.
16. Foster, E.M., F.E. Nelson, M.L. Speck, R.N. Doetsch, and J.C. Olson. 1957. Dairy Microbiology. Englewood
Cliffs, N.J.: Prentice-Hall.
17. Frank, J.F. 2001. Milk and dairy products, In Food Microbiology: Fundamentals and Frontiers, 2nd ed.,
ed. M.P. Doyle, L.R. Beuchat, and T.J. Montville, 111–126. Washington, DC: ASM Press.
18. Garrote, G.L., A.G. Abraham, and G.L. de Antoni. 2000. Inhibitory power of kefir: The role of organic acids.
J. Food Protect. 63:364–369.
19. Gilliland, S.E., and M.L. Speck. 1974. Frozen concentrated cultures of lactic starter bacteria: A review.
J. Milk Food Technol. 37:107–111.
20. Gitter, M., R. Bradley, and P.H. Blampied. 1980. Listeria monocytogenes infection in bovine mastitis. Vet. Rec.
107:390–393.
21. Goodenough, E.R., and D.H. Kleyn. 1976. Qualitative and quantitative changes in carbohydrates during
the manufacture of yoghurt. J. Dairy Sci. 59:45–47.
22. Grant, I.R., H.J. Ball, and M.T. Rowe. 2002a. Incidence of Mycobacterium paratuberculosis in bulk raw and
commercially pasteurized cows’ milk from approved dairy processing establishments in the United Kingdom.
Appl. Environ. Microbiol. 68:2428–2435.
23. Grant, I.R., E.I. Hitchings, A. McCartney, F. Ferguson, and M.T. Rowe. 2002b. Effect of commercial-scale
high-temperature short-time pasteurization on the viability of Mycobacterium paratuberculosis in naturally
infected cows’ milk. Appl. Environ. Microbiol. 68:602–607.
24. Grant, I.R., H.J. Ball, S.D. Neill, and M.T. Rowe. 1996. Inactivation of Mycobacterium paratuberculosis
in cows’ milk at pasteurization temperatures. Appl. Environ. Microbiol. 62:631–636.
25. Gunsalus, I.C., and C.W. Shuster. 1961. Energy yielding metabolism in bacteria. In The Bacteria,
ed. I.C. Gunsalus and R.Y. Stanier, vol. 2, 1–58. New York: Academic Press.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

200

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

26. Guraya, R., J.F. Frank, and A.N. Hassan. 1998. Effectiveness of salt, pH, and diacetyl as inhibitors of
Escherichia coli 0157:H7 in dairy foods stored at refrigeration temperatures. J. Food Protect. 61:1098–1102.
27. Hamann, W.T., and E.H. Marth. 1984. Survival of Streptococcus thermophilus and Lactobacillus bulgaricus
in commercial and experimental yogurts. J. Food Protect. 47:781–786.
28. Harlander, S.K., and L.L. McKay. 1984. Transformation of Streptococcus sanguis Challis with Streptococcus
lactis plasmid DNA. Appl. Environ. Microbiol. 48:342–346.
29. Harlander, S.K., L.L. McKay, and C.E. Schachtels. 1984. Molecular cloning of the lactose-metabolizing
genes from Streptococcus lactis. Appl. Environ. Microbiol. 48:347– 351.
30. Harris, J.E., and A.M. Lammerding. 2001. Crohn’s disease and Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis: Current issues. J. Food Protect. 64:2103–2110.
31. Headrick, M.L., S. Korangy, N.H. Bean, F.J. Angulo, S.F. Altekruse, M.E. Potter, and K.C. Klontz. 1998.
The epidemiology of raw milk-associated foodborne disease outbreaks reported in the United States, 1973 through
1992. J. Amer. Public Health 88:1219–1221.
32. Henning, D.R. 1999. Personal communication.
33. Hettinga, D.H., and G.W. Reinbold. 1972. The propionic-acid bacteria — A review. J. Milk Food Technol.
35:295–301, 358–372, 436–447.
34. Hugo, C.J., P. Segers, B. Hoste, M. Vancanneyt, and K. Kersters. 2003. Chryseobacterium joostei sp. nov.,
isolated from the dairy environment. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 53:771– 777.
35. Jiang, X., and M.P. Doyle. 2002. Optimizing enrichment culture conditions for detecting Helicobacter pylori
in foods. J. Food Protect. 65:1949–1954.
36. Johnson, M.G., and E.B. Collins. 1973. Synthesis of lipoic acid by Streptococcus faecalis 10C1 and
end-products produced anaerobically from low concentrations of glucose. J. Gen. Microbiol. 78:47–55.
37. Klaenhammer, T.R. 2001. Probiotics and prebiotics. In Food Microbiology: Fundamentals and Frontiers.
2nd ed., ed. M.P. Doyle, L.R. Beuchat, and T.J. Montville, 97–811. Washington. D.C.: ASM Press.
38. Klein, G., A. Pack, and G. Reuter. 1998. Antibiotic resistance patterns of enterococci and occurrence
of vancomycin-resistant enterococci in raw minced beef and pork in Germany. Appl. Environ. Microbiol.
64:1825–1830.
39. Klijn, N., F.F.J. Nieuwenhof, J.D. Hoolwerf, C.B. van der Waals, and A.H. Weerkamp. 1995. Identification
of Clostridium frobutyricum as the causative agent of late blowing in cheese by species-specific PCR
amplification. Appl. Environ. Microbiol. 61:2919–2924.
40. Kretchmer, N. 1972. Lactose and lactase. Sci. Am. 227(10):71–78.
41. Loessner, M.J., S.K. Maier, P. Schiwek, and S. Scherer. 1997. Long-chain polyphosphates inhibit growth
of Clostridium frobutyricum in processed cheese spreads. J. Food Protect. 60:493–498.
42. London, J. 1976. The ecology and taxonomic status of the lactobacilli. Ann. Rev. Microbiol. 30:279–301.
43. Marth, E.H. 1974. Fermentations. In Fundamentals of Dairy Chemistry, ed. B.H. Webb, A.H. Johnson, and
J.A. Alford, chap. 13. Westport. С.Т.: AVI.
44. McComas, K.A., Jr., and S.E. Gilliland. 2003. Growth of probiotic and traditional yogurt cultures in milk
supplemented with whey protein hydrolysate. J. Food Sci. 68:2090–2095.
45. Meer, R.R., J. Baker, F.W. Bodyfelt, and M.W. Griffiths. 1991. Psychrotrophic Bacillus spp. in fluid milk
products: A review. J. Food Protect. 54:969–979.
46. Moustafa, M.K., A.A.-H. Admed, and E.H. Marth. 1983. Occurrence of Yersinia enterocolitica in raw
and pasteurized milk. J. Food Protect. 46:276–278.
47. Mundt, J.O. 1975. Unidentified streptococci from plants. Int. J. Syst. Bacteriol. 25:281– 285.
48. Muraoka, W., С. Gay, D. Knowles, and M. Borucki. 2003. Prevalence of Listeria monocytogenes subtypes
in bulk milk of the Pacific Northwest. J. Food Protect. 66:1413–1419.
49. Murinda, S.E., K.T. Nguyen, S.J. Ivey, B.E. Gillespie, R.A. Almeida, F.A. Draughon, and S.P. Oliver. 2002.
Prevalence and molecular characterization of Escherichia coli 0157:H7 in bulk tank milk and fecal samples from
cull cows: A 12-month survey of dairy farms in east Tennessee. J. Food Protect. 65:752–759.
50. Murphy, S.C., and K.J. Boor. 2000. Trouble-shooting sources and causes of high bacteria counts in raw milk.
Dairy Fd. Environ. Sanit. 20:606–611.
51. Newcomer, A.D., H.S. Park, P.C. O’Brien, and D.B. McGill. 1983. Response of patients with irritable bowel
syndrome and lactase deficiency using unfermented acidophilus milk. Am. J. Clin. Nutr. 38:257–263.
52. National Academy of Science, USA. 1992. Applications of Biotechnology to Traditional Fermented Foods.
Washing D.C.: National Academy Press.
53. Ouwehand, A.C., and S.J. Salminen. 1998. The health effects of cultured milk products with viable
and non-viable bacteria. Int. Dairy J. 8:749–758.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 7. Молоко, ферментация, ферментированные и неферментированные молочные продукты

201

54. Pederson, C.S. 1979. Microbiology of Food Fermentations, 2nd ed. Westport. СТ.: AVI.
55. Pettersson, В., F. Lembke, P. Hammer, E. Stackebrandt, and E.G. Priest. 1996. Bacillus sporothermodurans,
a new species producing highly heat-resistant endospores. Int. J. System. Bacterial. 46:759–764.
56. Prescott, S.C., and C.G. Dunn. 1957. Industrial Microbiology. New York: McGraw-Hill.
57. Radke-Mitchell, L., and W.E. Sandine. 1984. Associative growth and differential enumeration of Streptococcus thermophilus and Lactobacillus bulgaricus: A review. J. Food Protect. 47:245–248.
58. Rosen, G. 1958. A History of Public Health, 358–360. New York: MD Publications.
59. Roth, L.A., L.F.L. Clegg, and M.E. Stiles. 1971. Coliforms and shelf life of commercially produced cottage
cheese. Can. Inst. Food Technol. J. 4:107–111.
60. Rudolf, M., and S. Scherer. 2001. High incidence of Listeria monocytogenes in European red smear cheese. Int.
J. Food Microbiol. 63:91–98.
61. Salminen, S., A. Ouwehand, Y.H. Benno, and Y.K. Lee. 1999. Probiotics: How should they be defined?
Trends Food. Sci. Technol. 10:107–110.
62. Sanders, M.E. 1999. Probiotics. Food Technol. 53(11):67–77.
63. Sandine, W.E., P.C. Radich, and P.R. Elliker. 1972. Ecology of the lactic streptococci: A review. J. Milk
Food Technol. 35:176–185.
64. Schleifer, K.H., and O. Kandler. 1972. Peptidoglycan types of bacterial cell walls and their taxonomic
implications. Bacteriol. Rev. 36:407–477.
65. Schubert, K., W. Ludwig, N. Springer, R.M. Kroppenstedt, J.-P. Accolas, and F. Fiedler. 1996. Two
coryneform bacteria isolated from the surface of French Gruyиre and Beaufort cheeses are new species of the
genus Brachybacteriun: Brachybacterium alimentarium sp. nov. and Brachybacterium tyrofermentans
sp. nov. Int. J. Syst. Bacteriol. 46:81–87.
66. Shin, M.-S., J.-H. Lee, J.J. Pestka, and Z. Ustunol. 2000. Viability of bifidobacteria in commercial dairy
products durin refrigerated storage. J. Food Protect. 63:327–331.
67. Shortt, C. 1998. The probiotic century: Historical and current perspectives. Trends Food Sci. Technol.
10:411–417.
68. Stabel, J.R., E.M. Steadham, and C.A. Bolin. 1997. Heat inactivation of Mycobacterium paratuberculosis
in raw milk: Are current pasteurization conditions effective? Appl. Environ. Microbiol. 63:4975–4977.
69. Starrier, J.R. 1976. Lactic acid bacteria. In Food Microbiology: Public Health and Spoilage Aspects, ed.
M.P. de Figueiredo and D.F. Splittstoesser. 404–426. New York: Kluwer Academic Publishers.
70. Stiles, M.E., and W.H. Holzapfel. 1997. Lactic acid bacteria of foods and their current taxonomy. Int. J. Food
Microbiol. 36:1–29.
71. Stouthamer, A.H. 1969. Determination and significance of molar growth yields. Methods Microbiol.
1:629–663.
72. Sung, N., and M.T. Collins. 2000. Effect of three factors in cheese production (pH, salt, and heat) on Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis viability. Appl. Environ. Microbiol. 66:1334–1339.
73. Thorel, M.-F., M. Krichevsky, and V.V. Levy-Frebault. 1990. Numerical taxonomy of mycobactin-dependent mycobacteria, emended description of Mycobacterium avium, and description of Mycobacterium avium
subsp. avium subsp. nov., and Mycobacterium avium subsp. silvaticum subsp. nov. Int. J. Syst. Bacteriol.
40:254–260.
74. Tibana, A., M.B. Warnken, M.P. Nunes, I.D. Ricciaradi, and A.L.S. Noleto. 1987. Occurrence of Yersinia
species in raw and pasteurized milk in Rio de Janeiro. Brazil. J. Food Protect. 50:580–583.
75. Vancanneyt, M., J. Mengaud, I. Cleenwerck. K. Vanhonacker, H. Hoste, P. Dawyndt, M.C. Degivry, D. Ringuet,
D. Janssens, and J. Swings. 2004. Reclassification of Lactobacillus kefirgranum Takizawa et al. 1994 Lactobacillus
kefiranofaciens subsp. kefirgranum subsp. nov. and emended description of L. kefiranofaciens Fujisawa et al.
1988. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 54:551–556.
76. Vaclavik, V.A., and E.W. Christian. 2003. Essentials of Food Science, 2nd ed. New York: Springer.
77. Verschuere, L., G. Rombaut, P. Sorgeloos, and W. Verstraete. 2000. Probiotic bacteria as biological control
agents in aquaculture. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 64:655–671.
78. Vieira, E.R. 1996. Elementary Food Science, 4th ed., chap. 15. New York: Kluwer/Plenum Publishing, Inc.
79. Yukphan, P., W. Potacharoen, S. Tanasupawat, M. Tanticharoen, and Y. Yamada. 2004. Asaia krungthepensis sp. nov., an acetic acid bacterium in the alpha-Proteobacteria. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 54:313–316.
80. Yokota, A., T. Tamura, M. Takeuchi, N. Weiss, and E. Stackebrandt. 1994. Transfer of Propionibacterium
innocuum Pitcher and Collins 1991 to Propioniferax gen. nov. as Propioniferax innocua comb. nov. Int. J. Syst.
Bacteriol. 44:579–582.
81. Zhao, Т., М.Р. Doyle, and D.E. Berg. 2000. Fate of Campylobacter jejuni in butter. J. Food Protect.
63:120–122.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

8
Немолочные ферментированные
пищевые продукты

Мясные продукты
Ферментированные колбасы производятся обычно в виде сухих или полусухих
продуктов, хотя некоторые имеют промежуточные значения влажности. Сухие
колбасы или колбасы итальянского типа содержат 30–40% влаги, обычно не
коптятся или не проходят тепловую обработку и употребляются без предварительной готовки [58]. При их производстве соль и специи добавляются к рубленому мясу с последующими наполнением оболочек и выдержкой в течение различных промежутков времени при температуре 26–35 °С. Время выдержки короче,
если используются стартовые культуры. Посолочные смеси включают глюкозу
в качестве субстрата для процесса ферментации и нитраты и/или нитриты как стабилизаторы цвета. Когда используются только нитраты, необходимо, чтобы колбаса содержала бактерии, способные восстанавливать нитраты до нитритов; обычно
эту функцию выполняют микрококки, присутствующие в биоте колбасы или
добавляемые в смесь. Далее следует выдержка, во время которой происходит ферментация, продукты при этом помещаются в сушилки с относительной влажностью 55–65% на срок в пределах от 10 до 100 дней или, в случае с венгерской салями, до 6 месяцев [47]. Генуэзская и миланская салями — другие примеры сухих
колбас.
При исследовании сухих колбас было установлено, что значение pH уменьшилось от 5,8 до 4,8 в течение первых 15 дней созревания и затем оставалось постоянным [36]. Девять различных марок коммерческих сухих колбас, как обнаружили исследователи, имели уровни pH в пределах от 4,5 до 5,2 со средним значением
4,87. Относительно изменений, которые происходят в биоте ферментированной
сухой колбасы, когда стартовые культуры не используются, Urbaniak и Pezacki [82]
обнаружили, что в целом преобладали гомоферментативые микроорганизмы, при
этом наиболее часто выделяемым являлся вид Lactobacillus plantarum. Количество
гетероферментативных бактерий, таких как L. brevis и L. buchneri, возрастало во
время шестидневного инкубационного периода в результате изменений pH и Eh,
вызванных гомоферментативными бактериями.
Полусухие колбасы производятся по существу тем же самым способом, что и
сухие колбасы, но подвергаются меньшей сушке. Они содержат приблизительно
50% влаги, и конечной стадией их производства является термообработка до температуры внутри батона 60–68°C во время копчения. Сервелат, летняя колбаса и
ливанская болонья являются примерами полусухих колбас. Летняя колбаса относится к традиционным североевропейским колбасам, производящимся в течение

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 8. Немолочные ферментированные пищевые продукты

203

более холодных месяцев, хранящимся, вызревающим и затем потребляемым в течение летних месяцев. Они могут быть сухими или полусухими.
Ливанская болонья является типичной полусухой колбасой. Этот продукт, первоначально производимый в Ливане, штат Пенсильвания, является полностью говяжьей, сильно копченой, пряной колбасой, которая может быть приготовлена
с использованием стартовой культуры Pediococcus cerevisiae [19]. Продукт изготавливается с добавлением приблизительно 3% NaCl наряду с сахаром, приправами и нитратами/нитритами к сырой нарубленной кубиками говядине. Соленую говядину выдерживают при температуре рефрижератора в течение приблизительно 10 дней, в течение которых происходит рост молочнокислых бактерий
естественного происхождения или стартовых культур, а грамотрицательные
бактерии ингибируются. В период копчения при более высоких температурах
наблюдается более высокий уровень микробной активности наряду с некоторым высыханием. Контролируемый и управляемый процесс производства этого
продукта был изучен [52], и он состоит из созревания посоленной говядины при
5°C в течение 10 дней и копчения при 35 °C с относительно высокой влажностью (RH) в течение 4 дней. Ферментация может осуществляться естественной
биотой мяса или при помощи коммерческих стартовых культур P. cerevisiae или
P. acidilactici. Уровень кислотности Ливанской болоньи может достигать 0,8–
1,2% [8, 57].
Опасность при потреблении пищевых продуктов, особенно приготовленных
ненадлежащим образом самодельных ферментированных колбас, была подтверждена вспышкой трихинеллеза: из 50 человек, которые фактически потребляли сырую летнюю колбасу, 23 заболело трихинеллезом [62]. Колбаса была изготовлена за два дня в три партии согласно семейному рецепту, который содержал рекомендации к копчению при более низких температурных параметрах,
которые, как полагают, способствуют образованию более богатого вкусо-ароматического букета. Все три партии колбас содержали домашнюю говядину.
Кроме того, две партии, которые съели жертвы, содержали свинину, осмотренную американским Департаментом сельского хозяйства (USDA) в одном случае
и домашнюю свинину — в другом, но личинки Trichinella spiralis были найдены
только в свинине, осмотренной USDA. Этот организм может быть разрушен
термообработкой при достижении температуры внутри батона по крайней мере
60 °C (см. гл. 29).
При производстве сухих колбас лактобациллы вырабатывают аминопептидазы, которые способствуют разложению до аминокислот белков колбасы.
Аминокислоты участвуют в ароматообразовании сухих колбас. В случае Lactobacillus sakei они производят декарбоксилазы, катализирующие процесс образования биогенных аминов, которые могут ингибировать аминопептидазы и таким образом уменьшать ароматообразование сухих ферментированных колбас
(см. [71]).
Ферментированные колбасы, произведенные без использования стартовых
культур, как было обнаружено, содержали большие количества лактобацилл, таких как L. plantarum [20]. Использование стартовой культуры P. cerevisiae приводит к образованию более качественного продукта [19, 36]. При исследовании
коммерчески произведенных ферментированных колбас Smith и Palumbo [77]
обнаружили, что суммарное количество аэробных колоний было в пределах

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

204

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

107–108 КОЕ/г с господством молочнокислых бактерий. При использовании
стартовых культур конечный уровень pH продуктов колебался от 4,0 до 4,5, тогда как продукты, произведенные без добавления стартовых культур, имели pH
между 4,6 и 5,0. Для колбас летнего типа 72-часовой ферментации уровень pH
был 4,5–4,7 [2]. Эти исследователи обнаружили, что ферментация при 30 °С и
37 °С приводит к более низкому конечному pH, чем при 22 °С, и что конечный
pH непосредственно зависит от количества выработанной молочной кислоты.
Уровень рН ферментированной колбасы может фактически возрастать на 0,1
или 0,2 единицы в течение длительных периодов сушки из-за колеблющейся буферной емкости, обусловленной увеличением количества щелочных соединений [90]. Конечный уровень pH, достигнутый после окончания процесса ферментации, зависит от типа добавленного сахара. Хотя наиболее широко используется глюкоза, сахароза, как оказывается, является столь же эффективным
ферментируемым сахаром для получения низкого рН [1]. Влияние коммерческого замороженного концентрата стартовой культуры (P. acidilactici) при ферментировании различных сахаров, добавленных при производстве колбас, приведено на рис. 8.1. Lactobacillus gasseri, при ее использовании для ферментации
мяса, как было показано, предотвратила формирование энтеротоксина, вырабатываемого Staphylococcus aureus в модельных образцах колбас [6]. Этот вид был
наиболее эффективным среди пяти других видов Lactobacillus.
До конца 1950-х гг. в производстве ферментированных колбас практиковалось введение в сырье 5–10% предыдущего батона или же производитель, используя сырье для производства колбас, надеялся на присутствие в нем желательных микроорганизмов. До недавнего времени производство этих, так же как
многих других, ферментированных продуктов было больше искусством, чем наукой. С появлением чистых стартовых культур не только было сокращено время
производства, но появилась также возможность производить более безопасный
продукт с постоянным качеством [25]. Хотя использование стартовых культур
практиковалось в молочной промышленности много лет, их использование во многих немолочных продуктах во всем мире — недавнее нововведение с большими
перспективами. Micrococcus aurantiacus использовался наряду со стартовыми
культурами в производстве некоторых европейских колбас [47]. Добавление Micrococcus или Staphylococcus, особенно S. carnosus, к молочнокислой культуре является обычной практикой в Европе. Немолочнокислые бактерии восстанавливают нитраты до нитритов и вырабатывают каталазу, которая приносит пользу молочнокислой культуре.
Плесени, как известно, способствуют качеству сухих колбас европейского типа,
таких как итальянская салями. Проведя обширное исследование мицелиальных грибов созревших мясных продуктов, Ayres и др. [7] обнаружили девять видов Penicillium и семь аспергиллов на ферментированных колбасах и заключили, что упомянутые организмы играют роль в сохранении продуктов этого типа. Видов других родов плесеней было выделено меньше. Исследование грибной биоты колбас
естественной ферментации в северной Италии показало, что виды рода Penicillium составляли 96%, тогда как виды рода Aspergillus — 4% [5]. Начальная биота
колбас была составлена из дрожжей более чем на 95%. После 2 недель количества
дрожжей и плесеней соотносились примерно как 50:50, но после 4–8 недель плесени составляли более 95% биоты [5]. Пятьдесят процентов биоты плесеней было

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 8. Немолочные ферментированные пищевые продукты

205

Рис. 8.1. Скорость понижения рН в ферментированной колбасе, содержащей 0% или 1% различных углеводов. Источник: Acton и др. [1] copyright © 1977 by Institute of Food Technologists.

представлено P. nalgiovensis. Добавление Penicillium camemberti и P. nalgiovensis во время посола сырья для сухих колбас использовалось для предотвращения
роста плесеней, вырабатывающих микотоксины, и дало лучший результат, чем
применение сорбата калия [11].
Деревенские соленые окорока — сухосоленые окорока, производимые на
юге США. Во время посола и созревания в период от 6 месяцев до 2 лет на поверхности происходит сильный рост плесеней. Хотя Ayres и др. [7] отметили,
что присутствие плесеней второстепенно и что удовлетворительный посол не
зависит от их наличия, вероятно, некоторые аспекты ароматообразования этих
продуктов связаны с сильным ростом подобных микроорганизмов и в меньшей
степени с ростом дрожжей. Обильный рост плесеней устраняет действие токсигенных и гнилостных бактерий, и в этом смысле мицелиальная биота способствует сохранению продукта. Ayres и др. обнаружили, что преобладающими
типами плесеней, присутствующих на деревенских соленых окороках, были аспергиллы и пенициллы [7].
Производство деревенских соленых окороков происходит в начале зимы и
состоит в натирании сахарной посолочной смесью мякотной стороны окорока и
концов сухожилий. Некоторое время спустя осуществляется натирание NaCl
всех частей окорока, не покрытых кожей. Затем окорока оборачиваются в бума-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

206

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

гу и индивидуально помещаются в сумки из хлопковой ткани, после чего их
оставляют на несколько дней при температуре между 32 °C и 40 °C. Окорока
подвешиваются за концы крюков и выдерживаются в течение 6 недель или дольше; в это время они могут подвергаться копчению дымом древесины гикори,
хотя копчение не является обязательным для получения желаемого продукта.
Итальянский тип деревенских соленых окороков производится с использованием NaCl как единственного посолочного ингредиента. Посол осуществляется
в течение приблизительно месяца, затем следует промывка, сушка и созревание
в течение 6–12 месяцев или дольше [33]. Хотя в период созревания итальянских
окороков развиваются галофильные и галотолерантные бактерии, биота, как
предполагается, играет в этом процессе незначительную роль [56]. В Европе
плесени используются при производстве безопасных и высококачественных
продуктов, таких как салями и окорока (парма из Италии и солано из Испании).
Для более детальной информации по стартовым культурам, предназначенным
для производства ферментированных мясных продуктов, наряду с посолочными ингредиентами для деревенских окороков см. [6] и [57].

Рыбные продукты
Ферментированные морепродукты довольно широко распространены в тех частях Азии, где морские источники вносят больше белка в рацион питания человека, чем в западном мире. Больше данных о ферментации можно найти в гл. 7.
Только два класса ферментированных рыбных продуктов отмечены ниже — соусы и пасты.
Рыбные соусы — популярные продукты в Юго-Восточной Азии, где они известны под различными названиями, такими как ngapi (Бирма), nuoc-mam (Камбоджа и Вьетнам), nam-pla (Лаос и Таиланд), ketjap-ikan (Индонезия) и т.д. Производство некоторых из этих соусов начинается с добавления соли к непотрошеной рыбе в отношении приблизительно 1:3, соль к рыбе. Соленая рыба затем
перекладывается в резервуары для ферментации, выполненные, главным образом, из бетона и встроенные в землю, или помещенные в земляные горшки и закопанные в землю. Резервуары или горшки заполняются и закрываются на срок,
по меньшей мере, 6 месяцев, чтобы позволить рыбе разжижиться. Жидкость
собирается, фильтруется и передается в земляные контейнеры на созревание на
солнце в течение 1–3 месяцев. Готовое изделие должно быть чистым, темно-коричневого цвета с четким ароматом и вкусом [70]. По данным последнего исследования ферментирования тайского рыбного соуса, уровень pH от начала до
конца процесса колебался от 6,2 до 6,6 с содержанием NaCl примерно 30% за
12-месячный период [70]. Эти параметры, наряду с относительно высокой температурой ферментации, приводят к росту галофильных аэробных споровых
форм как преобладающих микроорганизмов для этих продуктов. Меньшие количества стрептококков, микрококков и стафилококков также были выделены,
и они, наряду с Bacillus spp., были, очевидно, вовлечены в развитие аромата и
вкуса. Некоторая часть размягчения рыбы происходит, несомненно, благодаря
действию протеаз рыбы. Хотя температура и pH ферментации благоприятны и
находятся в пределах диапазона роста большого количества нежелательных
организмов, безопасность продуктов этого типа обусловливается высоким содержанием NaCl, которое составляет 30–33%.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 8. Немолочные ферментированные пищевые продукты

207

Рыбные пасты также распространены в Южной Азии, но роль ферментирующих микроорганизмов в этих продуктах, по всей видимости, минимальна. Среди многих других ферментированных рыб, рыбных паст и рыбных соусов можно выделить следующие: mam-tom из Китая; mam-ruoc из Камбоджи; bladchan
из Индонезии; shiokara из Японии; belachan из Малайи; bagoong из Филиппин;
kapi, hoi-dong и pla-mam из Таиланда; fessik из Африки; nam-pla, pla-ra, pla-chom
и pla-com из Таиланда. Ферментированные продукты из креветок в Таиланде —
kung-chom.
Соевые соусы — ферментированные приправы из различных растительных
материалов. Как правило, растительные материалы сначала подвергаются ферментации под действием мицелиальных грибов с последующей ферментацией
в рассоле, содержащем активные Tetragenococcus spp. При изготовлении китайского соевого соуса используются только соевые бобы, тогда как при производстве японского соевого соуса используются и пшеница, и бобы сои. Отмечается,
что T. halophilus, который может выдерживать 18%-й NaCl, активен в рассоле
для соевых соусов [68]. Другие бактерии родов Tetragenococcus spp., T. muriaticus spp. были выделены из ферментированных соусов из печени кальмаров [72].
Эти виды могут расти при концентрации NaCl от 1 до 25%, и они вырабатывают
гистамин. Некоторые соевые соусы изготавливаются кислотным гидролизом
бобов сои.

Хлеба
Хлеб из опары из Сан-Франциско подобен хлебам из опары, производимым
в различных странах. Исторически стартовые культуры для хлебов из опары состоят из естественной микробиоты пекарских дрожжей (заквасочный фермент
или первичное кислое тесто, представляющее собой часть инокулированного
теста, оставленного в качестве стартовой культуры для следующей партии). Закваска вообще состоит из смеси молочнокислых бактерий и дрожжей. В случае
с хлебом из опары из Сан-Франциско дрожжи были определены как Saccharomyces exiguus (Candida holmii) [50]; бактерии же были представлены Lactobacillus sanfranciscensis, L. fermentum, L. fructivorans, некоторыми штаммами
L. brevis и L. pontis [89]. Ключевой бактерией является L. sanfranciscensis, эти бактерии предпочтительно ферментируют мальтозу, а не глюкозу, и для их развития необходимы свежие дрожжевые экстракты и ненасыщенные жирные кислоты [34].
Подкисление обусловлено кислотами, произведенными этими бактериями, а дрожжи ответственны за разрыхляющее действие, хотя некоторое количество CO2
вырабатывается и бактериальной биотой. Значение рН этих хлебов из опары колеблется от 3,8 до 4,5. Вырабатываются и уксусная, и молочная кислоты, причем
первая составляет 20–30% суммарной кислотности [40]. Еще одной стартовой
культурой для хлеба из опары является Lactobacillus paralimentarius [15].
Закваски разделены на три группы, и у каждой есть свой уникальный ферментативный консорциум. Тип I заквасок ферментирует при 20–30 °С, в эту
группу входят два основных организма — L. sanfranciscensis и L. pontis. Тип II
использует хлебопекарные дрожжи как разрыхлители, и доминирующими молочнокислыми бактериями являются L. pontis, L. panis и от одного до девяти
других видов лактобацилл. Тип III — высушенные продукты традиционного

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

208

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

брожения (см. [21]). Греческие закваски для продуктов из пшеницы принадлежат типу I, ферментативный консорциум в традиционном пшеничном продукте
состоит из L. sanfranciscensis, L. brevis, L. paralimentarius и Weissella cibaria [21].
Среди других организмов, найденных в некоторых ферментированных хлебах
из опары, можно выделить Candida humilis, Dekkera bruxellensis, Saccharomyces
cerevisiae и Saccharomyces uvarum.
Лепешки идли — ферментированный аналог хлеба, распространенный в южной Индии. Он изготавливается из риса и черной фасоли мунга (бобы урд — индийской фасоли). Эти два ингредиента замачиваются отдельно в течение 3–10 ч
и затем измельчаются в переменных пропорциях, смешиваются и оставляются
для ферментации в течение ночи. Ферментированный продукт приготавливается пропариванием и подается горячим. По вкусу продукт близок к пропаренному ферментированному хлебу [78]. Во время ферментации начальный pH приблизительно 6,0 падает до уровня 4,3–5,3. В детальном исследовании pH жидкого теста, равный 4,70 после 20-часовой ферментации, был обусловлен наличием
2,5% молочной кислоты в пересчете на вес сухого зерна [46]. В своих исследованиях лепешек идли Steinkraus и др. [78] нашли, что суммарное количество бактерий после 20–22 ч ферментации составило 108–109/г. Большинство микроорганизмов состояло из грамположительных кокков или коротких палочек, среди
которых L. mesenteroides был самым многочисленным видом, следующим по
численности был E. faecalis. Разрыхляющее действие в лепешках идли обусловлено L. mesenteroides. Это — единственный известный случай, когда молочнокислые бактерии играют эту роль в естественно ферментированном хлебе [46].
Последние авторы подтвердили выводы более ранних работ относительно того,
что бобы индийской фасоли — более важный источник молочнокислых бактерий, чем рис. L. mesenteroides достигает пика своей активности в пределах 24 ч,
в то время как E. faecalis становится активным только приблизительно после
20 ч. К другим возможным ферментирующим микроорганизмам можно отнести
L. delbrueckii subsp. delbrueckii, L. fermentum и Bacillus spp. [69]. Только после
того, как лепешки идли ферментировались 30 ч, проявляется активность P. cerevisiae. Продукт не ферментируется более 24 ч, поскольку к этому времени происходит максимальное разрыхляющее действие, и оно уменьшается при более
длительной инкубации. Когда идли ферментируются дольше, их кислотность
повышается. Было обнаружено, что общая кислотность (выражающаяся как
грамм молочной кислоты на грамм сухих зерен) возросла с 2,71% после 24 ч до
3,70% после 71 ч, тогда как уровень pH уменьшился от 4,55 до 4,10 за тот же самый период [65] (обзор ферментации идли был выполнен Reddyetal [65]).

Растительные продукты
Квашеная капуста
Квашеная капуста — продукт ферментации свежей капусты. Стартовой культурой для производства квашеной капусты обычно служит нормальная смешанная
биота капусты. Добавление 2,25–2,5% соли ограничивает рост и активность грамотрицательных бактерий, тогда как молочнокислые палочки и кокки развиваются беспрепятственно. Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus plantarum и
Leuconostoc fallax являются тремя основными молочнокислыми бактериями при

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 8. Немолочные ферментированные пищевые продукты

209

производстве квашеной капусты, причем для двух видов Leuconostoc spp. характерно более короткое время смены поколений и более короткая продолжительности жизни. Активность кокков обычно снижается при увеличении кислотности до 0,7–1,0%. На заключительных стадиях производства квашеной капусты
действуют L. plantarum и L. brevis. P. cerevisiae и E. faecalis могут также поспособствовать выработке продукта. Конечная общая кислотность обычно составляет 1,6–1,8%, 1,0–1,3% из которых принадлежит молочной кислоте, а pH находится в диапазоне от 3,1 до 3,7.
Бактериальная порча квашеной капусты делится на следующие категории:
мягкая квашеная капуста, слизистая квашеная капуста, гнилая квашеная капуста
и розовая квашеная капуста. Мягкая квашеная капуста получается в результате
развития на ранних стадиях ее производства бактерий, которые обычно начинают рост на последних стадиях квашения. Слизистая квашеная капуста вызвана
быстрым ростом Lactobacillus cucumeris и L. plantarum, особенно при повышенных температурах. Гниение квашеной капусты может быть вызвано бактериями, плесенями и/или дрожжами, тогда как розовая квашеная капуста обусловлена поверхностным ростом Torula spp., особенно T. glutinis. Из-за высокой кислотности готовая квашеная капуста обычно обсеменена плесенями, растущими
на поверхности. Рост этих микроорганизмов приводит к увеличению pH до
уровней, при которых может расти большое количество бактерий, которые
были ранее ингибированы условиями высокой кислотности.

Маслины
Маслины, которые направляются на ферментацию (испанские, греческие или
сицилийские), подвергаются воздействию естественной биоты зеленых маслин,
которая состоит из множества видов бактерий, дрожжей и плесеней. Ферментация оливок подобна ферментации квашеной капусты за исключением того, что
процесс идет медленнее, включает обработку щелоком и может требовать добавления стартовых культур. Молочнокислые бактерии становятся преобладающими во время промежуточной стадии брожения. При этом первыми доминирующими молочнокислыми бактериями являются L. mesenteroides и P. cerevisiae, за которыми следуют лактобациллы, среди которых наиболее важны
L. plantarum и L. brevis [87].
Ферментации оливок предшествует обработка зеленых маслин щелоком концентрацией от 1,6 до 2,0%, в зависимости от типа маслины, при 21–25 °С в течение 4–7 ч с целью удаления части основного горького вещества. После полного
удаления щелока вымачиванием и промывкой зеленые маслины помещаются
в дубовые бочки и солятся тузлукованием в рассоле так, чтобы поддерживался
постоянным уровень салинометра в 28°–30°. Инокуляция бактериями L. plantarum может быть необходимой из-за гибели микроорганизмов во время обработки щелоком. Ферментация может занять от 6 до 10 месяцев; pH готового продукта равен 3,8–4,0. При этом содержание молочной кислоты может достигать 1%.
Среди типов бактериальной порчи, которой подвергаются маслины, один из
самых характерных — порча типа zapatera. Это состояние, которое иногда
встречается в соленых маслинах, характеризуется ферментацией с образованием зловонных веществ. Запах обусловлен, по всей видимости, пропионовой кислотой, которая вырабатывается определенными видами Propionibacterium [61].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

210

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Помимо пропионовой кислоты также могут присутствовать муравьиная, масляная, янтарная (сукциниловая), изомасляная, изовалериановая и циклогексановая
кислоты, а также метанол, этанол, 2-бутанол и n-бутанол (см. [31]).
Размягченное состояние зеленых маслин испанского типа, как было установлено, вызывается действием дрожжей Rhodotorula glutinis var. glutinis, R. minuta
var. minuta и R. rubra [88]. Все эти микроорганизмы производят полигалактуроназы, которые приводят к размягчению тканей оливок. При соответствующих
условиях ферментации микроорганизмы, как было показано, производят пектинметилэстерзу, а также полигалактуроназу. Тип порчи, при котором происходит отторжение кожицы, калифорнийских зрелых маслин, как показали Patel
и Vaughn [55], был вызван Cellulomonas flavigena. Этот микроорганизм показал
высокую целлюлолитическую активность, которая была увеличена присутствием
других микроорганизмов, таких как Xanthomonas, Enterobacter и Escherichia spp.
Образование небольшого количества биогенных аминов, как было показано,
происходит прежде всего в зеленых оливках испанского типа во время процесса
посола в рассоле [32]. Эти амины представлены кадаверином, гистамином, тирамином, триптамином и путресцином; при этом путресцин присутствовал в самой высокой концентрации после 3 месяцев посола в рассоле. Другие амины
были обнаружены в образцах, взятых после 12 месяцев хранения [32].

Соленые огурцы
Соленые огурцы — продукты ферментации свежих огурцов, и как в случае
с производством квашеной капусты, стартовой культурой обычно служит нормальная смешанная биота огурцов. В естественном производстве соленых огурцов принимают участие следующие молочнокислые бактерии (в порядке увеличения распространенности): L. mesenteroides, E. faecalis, P. cerevisiae, L. brevis
и L. plantarum. Из них педиококки и L. plantarum являются наиболее распространенными, а L. brevis нежелателен из-за его способности вырабатывать газ. Необходимо отметить, что L. plantarum — наиболее важный вид в производстве как
соленых огурцов, так и квашеной капусты.
В производстве данного продукта отобранные огурцы помещаются в деревянные рассольные бочки при начальных концентрациях рассола не выше 5%
NaCl (20° салинометра). Крепость рассола постепенно увеличивается в течение
процесса ферментации от 6-й к 9-й неделе, пока не достигает приблизительно
60° салинометра (NaCl 15,9%). В дополнение к проявлению ингибирующего
действия в отношении нежелательных грамотрицательных бактерий под действием соли также происходит экстракция из огурцов воды и водорастворимых
соединений, таких как сахар, который метаболизируется молочнокислыми бактериями с образованием молочной кислоты. В результате такой обработки получаются соленые огурцы без пряностей, из которых могут быть получены такие
продукты, как огурцы в кислом маринаде, огурцы в смешанном кислом маринаде, пикули и т. д.
Описанная технология производства соленых огурцов используется уже
много лет, но она часто приводит к серьезной экономической потере из-за порчи
огурцов при развитии таких состояний, как вспучивание, мягкость, обесцвечивание и т. д. Была создана методика контролируемой ферментации огурцов, засаливаемых большими партиями, и этот процесс не только уменьшает экономи-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 8. Немолочные ферментированные пищевые продукты

211

Рис. 8.2. Контролируемая ферментация огурцов, посоленных в большом количестве. Уравновешенная концентрация рассола во время ферментации — 6,4% NaCl; температура инкубации — 27 °C. Источник: из Etchells и др. [24]; copyright © 1975, Academic Press.

ческие потери при отмеченных типах порчи, но и приводит к получению продуктов с более стабильными характеристиками за меньшие промежутки времени. При контролируемом методе ферментации используется хлорированный
рассол 25° салинометра, подкисленный уксусной кислотой, с добавлением ацетата натрия и инокулированный бактериями P. cerevisiae и L. plantarum или
только лактобациллами. Параметры 10–14-дневной ферментации представлены на рис. 8.2.
Соленые огурцы подвергаются порче под действием бактерий и плесеней,
поскольку их pH примерно равен 4,0. Почернение соленых огурцов может быть
вызвано Bacillus nigrificans, который производит темный растворимый в воде
пигмент. Enterobacter spp., лактобациллы и педиококки были указаны в качестве причины, вызывающей состояние, известное как «вспучивание», характеризующееся образованием газов в соленых огурцах. Размягчение соленых огурцов
вызвано пектолитическими микроорганизмами родов Bacillus, Fusarium, Penicillium, Phoma, Cladosporium, Alternaria, Mucor, Aspergillus и др. При этом такое
состояние может быть вызвано любым или несколькими из этих или родственных микроорганизмов. Размягчение соленых огурцов — следствие выработки
пектиназ, которые разлагают пектины клеточной стенки продукта.

Пиво, эль, вина, сидр и дистиллированный алкоголь
Пиво и эль
Пиво и эль — солодовые напитки, образуемые путем брожения. Важнейший
этап в процессе пивоварения — разложение углеводов до этанола. Поскольку
большая часть углеводов в зернах, используемых для пивоварения, существует
в виде крахмала, а дрожжи не способны синтезировать амилазы, необходимые

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

212

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

для деградации крахмала, в пивоварении имеется стадия, на которой при помощи солода или других экзогенных источников амилазы крахмал подвергается
гидролизу до сахара. Солод предварительно подготавливают, позволяя зернам
ячменя прорасти. Это необходимо для синтеза амилаз (могут использоваться
также грибковые амилазы). Как b-, так и a-амилазы вовлечены в процесс, в конечном итоге которого происходит разложение крахмала и его осахаривание.
Таким образом, пивоваренный процесс начинается со смешивания солода, солодовых добавок, хмеля и воды. Солодовые добавки включают определенные зерна, зерновые продукты, сахара и другие углеводистые продукты, которые могут
служить субстратами для ферментации. Хмель добавляют в качестве источника
таннинов (пирогаллола и пирокатехина), смол, эфирных масел и других элементов в целях преципитации нестабильных белков во время варки сусла и придания биологической стабильности, горечи и аромата. Процесс, при котором смешивают солод и солодовое несолоненое зерновое сырье с водой, нагревают и
выдерживают полученную смесь при определенном температурном режиме, называют затиранием солода. Смесь дробленных зернопродуктов с водой называется затором (сравните с процессом изготовления коджи). На некоторых пивоваренных заводах в затор добавляют лактобациллы для снижения значения рН,
так как они вырабатывают молочную кислоту. Главным образом для этой цели
используется вид L. delbrueckii subsp. delbrueckii [39].
Затор и хмель смешивают и варят в течение 1,5–2,5 ч для инактивации ферментов, экстракции растворимых веществ хмеля, преципитации коагулирующих белков, концентрации и стерилизации. После варки затора и хмеля осахаренный затор фильтруют, охлаждают и ферментируют. Ферментация осахаренного затора (сусла) выполняется инокуляцией S. cerevisiae. Эль получают в
результате активности дрожжей верхнего брожения, которые снижают значение
pH до приблизительно 3,8, тогда как дрожжи низового брожения (штаммы
S. «carlsbergensis») позволяют получить лагерное пиво или другие сорта пива со
значениями pH 4,1–4,2. Верхнее брожение протекает в течение 5–7 дней; низовое брожение требует 7–12 дней. После ферментации пиво выдерживают, а затем
газируют CO2 до конечного содержания 0,45–0,52%, прежде чем пиво будет готово к продаже. Для уничтожения организмов порчи может быть осуществлена пастеризация пива при 140 °F (60 °C) или выше. Молочнокислые бактерии присутствуют в любом виде пива, лактобациллы чаще обнаруживаются в пиве верхнего
брожения, тогда как педиококки — в напитках низового брожения [39].
Промышленная порча пива и эля обычно упоминается как инфекции пива.
Это состояние вызвано дрожжами и бактериями. Виды порчи пива и эля могут
быть разделены на четыре группы: тягучесть, инфицирование сарциной, кислый
вкус и мутность. Тягучесть — состояние, в котором жидкость становится характерно вязкой и льется как «масляный» поток. Такой вид порчи вызван видами
Acetobacter, Lactobacillus, Pediococcus cerevisiae и Gluconobacter oxydans (прежде относимым к Acetomonas) [26, 64, 91]. Инфицирование сарциной вызвано
P. cerevisiae, который образует медовый аромат. Этот аромат — результат образования диацетила организмом порчи в комбинации с нормальным ароматом
пива. Кислый вкус в пиве вызван Acetobacter spp. Эти организмы способны
к окислению этанола до уксусной кислоты; кислый вкус при этом объясняется
повышением уровня уксусной кислоты. Мутность и посторонний запах в пиве

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 8. Немолочные ферментированные пищевые продукты

213

вызваны анаэробами Zymomonas (прежде анаэроб Achromobacter) и некоторыми дрожжами, такими как Saccharomyces spp. Рост бактерий возможен в пиве
в силу его pH, находящегося в пределах 4–5, и достаточного содержания пригодных для использования питательных веществ.
Некоторые грамотрицательные облигатно анаэробные бактерии были выделены из испорченного пива и препаратов пивных дрожжей; всего их оказалось
шесть видов, принадлежащих к четырем родам:
Megasphaera cerevisiae
Pectinatus cerevisiiphilus
P. frisingensis

Selenomonas lacticifex
Zymophilus paucivorans
Z. raffinosivorans

Все эти виды, кроме M. cerevisiae, производят уксусную и пропионовую кислоты, S. lacticifex также образует молочную кислоту [73]. Хотя M. cerevisiae производит незначительные количества уксусной и пропионовой кислот, он образует значительно большие количества изовалериановой кислоты наряду с H2S
[23]. P. cerevisiiphilus был первым видом, который был связан с порчей пива,
когда он был выделен из мутного пива с посторонним запахом в 1978 г. [43].
С тех пор эти микроорганизмы были найдены на пивоваренных заводах не только в США, но также и в нескольких европейских странах и Японии. Среди
необычных особенностей этих организмов как микроорганизмов пива — их
окраска по Граму и облигатный анаэробный статус. Типичные микроорганизмы
пива изначально относились или к молочнокислым бактериям, или к дрожжам.
Megasphaera и Selenomonas являются самыми известными членами биоты рубца. В дополнение к органическим кислотам, отмеченным выше, Pectinatus spp.
также производят H2S и ацетоин. Те сорта пива, которые содержат спирт в количестве, меньшем 4,4%, наиболее восприимчивы к их росту.
Один из главных известных контаминантов упакованного пива — Saccharomyces diastaticus, который способен утилизировать декстрины, что нормальные
пивоваренные дрожжи (S. «carlsbergensis» и S. cerevisiae) делать не могут [39].
Педиококки, Flavobacterium proteus (прежде Obesumbacterium) и Brettanomyces
также встречаются иногда в испорченном пиве.

Вина
Вина получают в результате нормального спиртового брожения здорового винограда с последующей выдержкой. Большое количество других фруктов типа
персиков, груш, и т. д. также можно использовать для изготовления вина, но
в этих случаях вино называют фруктовым, например персиковым вином, грушевым вином и т. п. Поскольку фрукты уже содержат ферментируемые сахара,
в использовании экзогенных источников амилаз нет необходимости, как в случае использования зерна для изготовления пива или виски. Создание вина начинается с выбора подходящего винограда, который собирают и затем обрабатывают сульфитом, таким как метабисульфит калия, для того чтобы задержать
рост уксуснокислых бактерий, диких дрожжей и плесеней. Сок, получаемый
прессованием свежего винограда, называемый виноградное сусло, инокулируется соответствующими винными штаммами S. «ellipsoideus». Брожение проходит
в течение 3–5 дней при температуре между 21 °C и 32 °C, при этом хорошие
штаммы дрожжей могут за это время произвести этанол в количестве 14–18%.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

214

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

После брожения вино сцеживают, чтобы отделить от остатка на дне или осадка,
который содержит битартрат калия. Насыщение и развитие аромата происходят
в процессе хранения и выдержки. Красные вина производят при помощи ферментации виноградного сусла, состоящего из раздавленного винограда вместе с
кожурой и сока, в течение которой происходит экстракция пигмента в сок; белые вина готовят из сока белого винограда. Шампанское, игристое вино, полученное вторичным брожением вина, является продуктом с добавлением сахара,
лимонной кислоты и стартовых культур дрожжей в предварительно приготовленные бутылки со столовым вином. Бутылки закупоривают пробкой, зажимают и хранят в горизонтальном положении при соответствующих температурах
в течение около 6 месяцев.
Периодически бутылки подвергаются встряхиванию, вращению и выдержке
в течение дополнительного периода до 4 лет. Заключительное отложение осадка
клеток дрожжей и тартратов ускорено уменьшением температуры до 25 °C и выдержкой в течение 1–2 недель. Очистка шампанского осуществляется переведением осадка на пробку, при этом бутылку, изначально занимающую горизонтальное положение, каждый день слегка опускают горлышком вниз и вращают
вокруг собственной оси в течение 2–6 недель с тем, чтобы собрать остатки в
горлышке бутылки. Далее горлышки бутылок замораживают, затем бутылку открывают, ледяная «пробка» выскакивает, забирая с собою весь осадок.
Столовые вина подвергаются порче бактериями и дрожжами, среди которых
Candida valida причиняет наибольший вред. Рост этого организма происходит
на поверхности вин, где формируется тонкая пленка. Микроорганизмы утилизируют спирт и другие компоненты с этого слоя и создают явление, которое иногда упоминается как цветение вина. Среди бактерий, которые вызывают винную
порчу, — представитель рода Acetobacter, окисляющий спирт до уксусной кислоты. Самая серьезная и наиболее распространенная болезнь столовых вин упоминается как турн. Турн вызван факультативными анаэробами или анаэробами,
которые утилизируют сахар и, кажется, предпочитают состояния низкого содержания алкоголя. Этот тип порчи характеризуется увеличением содержания летучих кислот, шелковистой мутью, и затем «мышиным» ароматом и вкусом, вызванным Brettanomyces spp., обычно обнаруживаемым в бордосских винах.
Яблочно-молочнокислое брожение — состояние порчи, очень важное в винах. Яблочная и пировиноградная кислоты — органические кислоты, преобладающие в винограде, виноградном сусле и вине; при яблочно-молочнокислом
брожении контаминирующие бактерии расщепляют яблочную кислоту до молочной кислоты и CO2:
ферменты яблочно-молочнокислого брожения

L(–)-Яблочная кислота ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ® L(+)-Молочная кислота + CO2

L-яблочная кислота может быть декарбоксилирована с образованием пировиноградной кислоты [41]. Эти преобразования уменьшают содержание кислоты и влияют на запах. Яблочно-молочнокислое брожение (которое может также
произойти в сидре) может осуществляться многими молочнокислыми бактериями, включая лейконостоки, педиококки и лактобациллы [63]. Хотя функция яблочно-молочнокислого брожения для ферментирующего организма до конца
неясна, показано, что рост Oenococcus oeni фактически стимулируется этим

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 8. Немолочные ферментированные пищевые продукты

215

процессом [60]. Распад в винах пировиноградной кислоты также является нежелательным; этот процесс может быть осуществлен некоторыми штаммами
Lactobacillus plantarum по следующей общей схеме:
Пировиноградная кислота ¾
¾® Молочная кислота + Уксусная кислота + CO2
Эффект должен уменьшить кислотность вина. В отличие от яблочно-молочнокислого брожения некоторые молочнокислые бактерии разрушают пировиноградную кислоту. Недостаточно интенсивное спиртовое брожение вин или его
нарушение вызвано Lactobacillus kunkeei и L. nagelii.
Бактерия Oenococcus oeni — ацидофил, который может расти в винограде,
виноградном сусле при значениях pH 3,5–3,8 и предпочитает начальное значение pH от 4,8 [22]. Микроорганизм может расти в присутствии 10% этанола, но
требует специальных факторов роста, присутствующих в винограде или томатном соке. Обзор приведен в [44].

Сидр
Сидр в США является продуктом, который получают умеренным брожением
сока яблок дрожжами, встречающимися в природе. При изготовлении яблочного сидра фрукты отбирают, моют и измельчают до консистенции кашицы. Кашицу прессуют для получения сока. Сок фильтруют и помещают в резервуары
для хранения сидра, где происходит оседание твердых частиц, обычно в течение
12–36 ч или нескольких дней, если поддерживается температура 4,4 °C или ниже.
Осветленный сок — это сидр. Если необходима пастеризация, то она достигается
нагреванием до 76,7 °C в течение 10 мин. Наиболее часто используемый химический консервант — сорбат натрия в количестве 0,10%. Консервирование может
быть также достигнуто охлаждением или замораживанием. Готовое изделие содержит небольшие количества этанола в дополнение к ацетальдегиду. Хранение
непастеризованного или не содержащего консервантов сидра при определенных температурах неизменно приводит к образованию яблочного уксуса, что
указывает на присутствие в нем уксуснокислых бактерий. Путь, используемый
уксуснокислыми бактериями, представлен в гл. 7, рис. 7.1.
При исследовании экологии уксуснокислых бактерий при изготовлении сидра, Passmore и Carr [53] обнаружили шесть видов Acetobacter и отметили, что те,
которые предпочитают сахара, обнаруживаются чаще всего на ранних стадиях
производства сидра, тогда как те, которые более толерантны к кислоте и способны к окислению спиртов, появляются после того, как дрожжи конвертировали
большинство сахара в этанол. Zymomonas spp., грамотрицательные бактерии,
которые ферментируют глюкозу до этанола, также были выделены из сидра,
но они, как предполагают, присутствуют в низких количествах. Saccharobacter
fermentatus подобен Zymomonas в процессе ферментации, он ферментирует глюкозу до этанола и CO2 [92]. Он был выделен из сока листьев агавы, но его присутствие и возможная роль в порче сидра все же не определены. Zymobacter palmae — образующий в процессе брожения этанол микроорганизм, выделенный
из сока пальмы [51]. Он образует этанол из маннита [37].
В штате Айова была исследована микрофлора готовых яблочных сидров,
вызвавших серию вспышек болезней, и в яблоках 21 производителя АПК варьировал в пределах от 15 до >1,1 ´ 105/мл; колиформы содержались в количествах

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

216

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

от <1 до 2,1 ´ 103; и E. coli — <10/мл [18]. Динамика E. coli 0157:H7 в ферментированном яблочном сидре изучена Semanchek и Golden [75], которые установили, что 6,4 log10 КОЕ/мл этого организма было снижено до <0,5 log10 КОЕ/мл после 3 дней при 20 °C, в то время как в неферментированных сидрах начальное
количество было снижено только до 2,9 КОЕ/мл после 10 дней при 20 °C. Хотя
в значениях pH этих двух продуктов значительных отличий не было, концентрация этанола в ферментированных продуктах достигла 6,1% после 10 дней при
20 °C. Исследователи предположили, что совместное действие низкого значения pH и присутствия этанола было важно для уменьшения числа патогенов.
В другом исследовании E. coli 0157:H7 оказалась жизнеспособной в четырех
сортах яблок (Гольден, Красный Делишез, Римские и Вайнсап), при этом организм вел себя по большому счету одинаково в каждом из сортов [28].
Дистиллированный алкоголь
К дистиллированному алкоголю относят алкогольные продукты, которые получают путем дистилляции ферментированных дрожжами зерен, зерновых продуктов, патоки, фруктовых продуктов или фруктов. Виски, джин, водка, ром,
ликеры — примеры дистиллированного алкоголя. Хотя процесс производства
большинства продуктов этого типа весьма сходен с процессом производства
пива, содержание алкоголя в них значительно выше, чем в пиве. Рай-виски и
бурбон — примеры виски. Изначально рожь и ржаной солод или рожь и ячменный солод использовались в различных соотношениях, но, согласно закону, требуется не менее 51% ржи. Бурбон производили из кукурузы, ячменного солода
или пшеничного солода и обычно других зерновых в различных пропорциях, но,
согласно закону, в бурбоне должно быть не менее 51% кукурузы. Кислотность
(низкие значения рН) затора поддерживается для подавления развития нежелательных микроорганизмов, кислотность достигается естественным путем или
посредством добавления кислоты. Для заквашивания затора используются микроорганизмы с гомоферментативным молочнокислым брожением, например
L. delbrueckii subsp. delbrueckii, который способен снижать значения рН приблизительно до 3,8 за 6–10 ч [58]. Солодовые ферменты (диастазы) разлагают
крахмал приготовленных зерен до декстринов и сахара, после завершения диастатического действия и образования молочной кислоты затор нагревают,
чтобы разрушить все микроорганизмы. Затем затор охлаждают до 75–80 °F
(24–27 °C) и инокулируют определенными штаммами дрожжей S. cerevisiae для
образования этанола. После завершения брожения брагу подвергают дистилляции для отгонки спирта и других летучих компонентов, полученная жидкость
затем обрабатывается и хранится в специальных условиях, соответствующих
типу полученного продукта. Шотландское виски изготавливают, прежде всего,
из ячменя и ячменного солода, высушенного над торфяной печью. Ром производят из продукта перегонки ферментированной сахарной свеклы или патоки.
Бренди — продукт, изготовленный путем дистилляции виноградного или других фруктовых вин.
Пальмовое вино, или нигерийское пальмовое вино, — алкогольный напиток,
потребляемый повсеместно в тропиках и получаемый в результате естественного брожения пальмового сока. Пальмовый сок — сладкий, грязно-коричневого
цвета с содержанием сахара 10–12%, главным образом сахарозы. Во время про-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 8. Немолочные ферментированные пищевые продукты

217

цесса брожения сок становится молочно-белым из-за присутствия большого количества ферментирующих бактерий и дрожжей. Этот продукт уникален тем,
что микроорганизмы живы в готовом для употребления продукте. Брожение
было рассмотрено и изучено Faparasi и Вassir [26] и Okafor [49], которые установили, что самыми преобладающими микроорганизмами в готовом вине были
микроорганизмы следующих родов: Micrococcus, Leuconostoc, «Streptococcus»
Lactobacillus и Acetobacter, преобладающими дрожжами были Saccharomyces
и Candida spp. [48]. Брожение происходит в период от 36 до 48 ч, в течение которого значение pH сока падает от 7,0 или 7,2 до <4,5. В дополнение к этанолу продукты брожения состоят из органических кислот. В течение ранних фаз брожения увеличивается количество Serratia и Enterobacter spp., сопровождаемых
лактобациллами и лейконостоками. После 48-часового брожения начинает появляться Acetobacter spp. [26, 50].
Сакэ — алкогольный напиток, обычно производимый в Японии. Субстрат —
крахмал сильно распаренного риса, его гидролиз до сахара осуществлен под
действием ферментов грибка A. oryzae. Брожение осуществляется Saccharomyces sake в течение 30–40 дней; при этом образуется продукт, содержащий спирт
в количестве 12–15% и приблизительно 0,3% молочной кислоты [58]. Молочная
кислота образована гетеро- и гомоферментативными молочнокислыми бактериями. Другие продукты ферментации представлены в табл. 8.1.
Комбуча (чайный гриб) — напиток, изготавливаемый в домашних условиях
путем ферментации сладкого черного чая смешанными культурами бактерий и
дрожжей. Он потребляется главным образом в Китае, России и Германии. История его потребления насчитывает свыше 2000 лет, и как полагают (по крайней
мере, некоторые), его употребление полезно для здоровья. Брожение чая происходит при комнатной температуре в течение 7–10 дней, и готовое изделие содержит органические кислоты, компоненты чая, витамины, минералы, и немного
газировано [35]. Преобладающий организм в ферментирующей культуре —
Acetobacter xylinum. Среди большого количества найденных дрожжей — виды
Brettanomyces, Candida, Pichia, Saccharomyces, Zygosaccharomyces.

Разные продукты
Кофейные бобы развиваются как ягоды, с тонким слоем липкой и сочной мякоти, которая должна быть удалена перед тем, как бобы могут быть высушены и
обжарены. Влажный метод удаления этого слоя, по всей видимости, позволяет
получить наиболее качественный продукт; при влажном способе обработки собранные зерна подвергаются удалению с них пульпы. Специально сконструированная машина освобождает зерна от оболочки-экзокарпа и пульпы, которые
вымываются с поверхности зерен водой. Затем зерна проходят процесс ферментации; участвующие в нем ферменты естественным путем отделяют внешнюю
оболочку (паренхиму) от паренхимоподобного покрытия (эндокарпа) [29]; пектинолетические микроорганизмы важны для их удаления. Erwinia dissolvens,
как было обнаружено, является самой важной бактерией для ферментативного
удаления паренхимы кофе с Гавайских островов [30] и кофе из Конго [83], хотя
Pederson и Breed [59] указали, что брожение ягод кофе из Мексики и Колумбии
осуществлялось типичными молочнокислыми бактериями (лейконостоками и

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

218

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Таблица 8.1. Суммарная информация о различных ферментированных продуктах
Продукты

Субстрат

Непитьевые растительные продукты
Жмых кокосового
Бонгкрек
ореха
(молотая мякоть
коксовых орехов)
Стручки какаоКакао-бобы
бобов

Гари (gari)

Плод кофейного
дерева
Маниока

Кенке (kenkey)

Кукуруза

Кимчи (kimchi)
Мисо (miso)

Капуста и другие
овощи
Соя

Оги (ogi)

Кукуруза

Оливки
Онтьем (оntjom)*
Пьюджем (peujeum)
Пикули
Пои (poi)
Квашеная капуста
Соевый соус
(shoyu)
Суфу (sufu)
Тао-си (tao-si)
Темпех (tempeh)

Зеленые оливки
Стручки арахиса
Маниока
Огурцы
Корень таро
Капуста
Соя

Кофейные зерна

Соя
Соя
Соя

Напитки и близкие продукты
Аррак (arrack)
Рис
Пиво и эль
Зерновой затор
Биньюбуран
Рис
(binuburan)
Виски, бурбон
Зерно, рожь
Буза (bouza beer)
Зерно пшеницы
(пивной напиток)
Сидр
Яблоки, другие
фрукты
Кафрское пиво
Кафрское просо
(kaffir beer)
Магон (magon)
Кукуруза
Мескаль (mezcal)
(мексиканский
алкогольный
напиток из терна
или агавы)

Столетник
(агава
американская)

Ферменты

Область
распространения

Rhizopus oligosporus

Индонезия

Candida krusei
(Issatchenkia orientalis),
Geotrichum spp.
Erwinia dissolvens,
Saccharomyces spp.
«Corynebacterium manihot»,
Geotrichum spp.
Aspergillus spp., Penicillium
spp., лактобациллы,
дрожжи
Молочнокислые бактерии

Африка, Южная
Америка

Aspergillus oryzae,
Zygosaccharomyces rouxii
L. plantarum, L. lactis,
Zygosaccharomyces rouxii
L. mesenteroides, L. plantarum
Neurospora sitophila
Плесневые грибки
P. cerevisiae, L. plantarum
Молочнокислые бактерии
L. mesenteroides, L. plantarum
A. oryzae; или A. soyae;
Z. rouxii, L. delbrueckii
Mucor spp.
A. oryzae
Rhizopus oligosporus;
R. oryzae

Япония

Дрожжи, бактерии
Saccharomyces cerevisiae
Дрожжи

Дальний Восток
По всему миру
Филиппины

S. cerevisiae
Дрожжи

США
Египет

Saccharomyces spp.

По всему миру

Дрожжи, плесени,
молочнокислые бактерии
Lactobacillus spp.

Ньясаленд
(Малави)
Племена Банту
Южной Африки
Мексика

Дрожжи

Бразилия, Конго,
Гавайи, Индия
Западная Африка
Гана, Нигерия
Корея

Нигерия
По всему миру
Индонезия
Индонезия
По всему миру
Гавайи
По всему миру
Япония
Китай и Тайвань
Филиппины
Индонезия, Новая
Гвинея, Суринам

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 8. Немолочные ферментированные пищевые продукты

219

Таблица 8.1. (Окончание)
Продукты

Субстрат

Напитки и близкие продукты
Рис
Оо (оо)
Сок агавы
Пульке (pulque)†

Ферменты

Область
распространения

Дрожжи
Дрожжи и молочнокислые
бактерии
Saccharomyces sake
(S. cerevisiae)
S. cerevisiae

Таиланд
Мексика, ЮгоЗапад США
Япония

Acetobacter xylinum,
Schizosaccharomyces pombe
Endomycopsis fibuliges

То же

Сакэ (sake)

Рис

Шотландское
виски
Тиквас (teekwass)

Ячмень

Тамба (thumba)

Просо

Тиби (tibi)

Высушенный
инжир, изюм
Картофель
Винограды,
другие фрукты
Сидр, вино
Сок пальмы

Betabacterium vermiforme,
Saccharomyces intermedium
Дрожжи
Штаммы Saccharomyces
«ellipsoideus»
Acetobacter spp.
Acetobacter spp., дрожжи и
молочнокислые бактерии

Рисовая и бобовая
мука
Пшеничная мука

Leuconostoc mesenteroides

Южная Индия

S. cerevisiae

По всему миру

Пшеничная мука

L. exiguus,
L. sanfrancensis
L. mesenteroides

Северная
Калифорния
Швейцария,
другие области

Водка
Вина
Уксус
Пальмовое вино

Чайные листья

Шотландия

Западная Бенгалия,
Индия
То же
Россия и др.
По всему миру
По всему миру
Нигерия

Хлебные изделия
Лепешка идли
(idli)
Рулеты, кексы
и т. д.
Хлеб, сделанный
в США
Хлеб из ржаного
шрота
(pumpernickel)

Мука

* N. sitophila используется для производства красного онтьема; R. oligosporus — для белого онтьема.
†

Дистиллируется для производства текилы.

лактобациллами). Agate и Bhat [3] в своем исследовании кофейных ягод из
индийского штата Майсур установили, что преобладали следующие пектинолитические дрожжи: Saccharomyces marxianus, S. bayanus, S. «ellipsoideus», и
Schizosaccharomyces spp. Плесневые грибы были обнаружены главным образом
на зеленых кофейных бобах, и в одном исследовании 99,1% продуктов из
31 страны содержал эти организмы главным образом на поверхности [45]. Семь
видов аспергиллов были доминирующей биотой, A. ochraceus наиболее часто
выделяли с бобов перед поверхностной дезинфекцией, наряду с A. niger и видами A. glaucus. Были найдены токсигенные плесени A. flavus и A. versicolor, а также P. cyclopium, P. citrinum и P. expansion, но пенициллы встречались реже, чем

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

220

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

аспергиллы [45]. Микроорганизмы не вносят свой вклад в развитие вкуса и аромата кофейных бобов, как они это делают в какао-бобах.
Какао-бобы, из которых изготавливают шоколад, получают из плодов какао
растений в различных частях Африки, Азии и Южной Америки. Бобы извлекаются из стручков и ферментируются сложенные в кучу либо в коробках, ящиках
или резервуарах в течение 2–12 дней в зависимости от типа и размера бобов. Во
время брожения достигается высокая температура (45–50 °C) и образуются
большие количества жидкости. Затем следует сушка на солнце или на воздухе, в
ходе которой количество влаги снижается до значения менее 7,5%, после чего
бобы обжаривают для развития характерного вкуса и аромата шоколада. Брожение проходит в две стадии. На первой стадии сахар ферментативной массы (pH
около 3,6) преобразуется в спирт. Вторая фаза состоит из окисления спирта до
уксусной кислоты. При исследовании бразильских какаоо-бобов Camargo и др.
[16] биота в первый день брожения при 21°C состояла из дрожжей. В третий
день температура повысилась до 49 °C, и количество дрожжей уменьшилось до
не больше чем 10% всей биоты. К седьмому дню брожения значение pH увеличилось от 3,9 до 7,1. Прекращение активности дрожжей и бактерий в районе
третьего дня частично объясняется неблагоприятной температурой, нехваткой
способного к брожению сахара и увеличением содержания спирта. Хотя некоторое уменьшение количества уксуснокислых бактерий происходит из-за высокой
температуры, не все организмы разрушаются. Важность молочной кислоты во
всем процессе была показана ранее [54, 66].
В одном исследовании ферментация какао осуществлялась определенной
микробной смесью, состоявшей только из пяти организмов, а не 50 или около
того, при помощи которых протекает естественная ферментация [74]. Эти пять
микроорганизмов были представлены Saccharomyces cerevisiae var. chevalieri,
Lactobacillus plantarum, L. lactis, Acetobacter aceti и Gluconobacter oxydans subsp.
suboxydans. Такой инокулируемый материал давал продукт, очень похожий на
продукт, получаемый естественной ферментацией. Ключевая роль дрожжей
состоит в увеличении значения pH от приблизительно 3,5 до 4,2, расщеплении
лимонной кислоты в ферментативной массе с образованием этанола и органических кислот (щавелевой, янтарной, яблочной и т.д.), которые разрушают семядоли боба, образуя летучие вещества, которые могут играть роль в аромате шоколада. S. cerevisiae был главным микроорганизмом, способствующим уменьшению вязкости ферментативной массы.
Хотя дрожжи играют важную роль в образовании спирта при брожении
какао-бобов, их присутствие кажется еще более существенным для развития заключительного шоколадного аромата жареных бобов. Levanon и Rossetini [42]
обнаружили, что эндоэнзимы, полученные в результате автолизиса дрожжей,
ответственны за развитие компонентов — предшественников аромата шоколада. Уксусная кислота, по-видимому, делает оболочку бобов проницаемой для
ферментов дрожжей. Показано, что шоколадный аромат формируется только
после того, как какао-бобы обжаривают, и что обжаренные неферментируемые
бобы не образуют характерного аромата. Уменьшение количества сахаров и
свободных аминокислот в некотором роде вовлечено в заключительное развитие аромата шоколада [67]. Для полного обзора см. [81].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 8. Немолочные ферментированные пищевые продукты

221

Соевый соус, или shoyu, производят в два этапа. Первая стадия, коджи (аналогично соложению в пивоваренной промышленности), состоит из инокулирования соевых бобов или смеси соевых бобов и пшеничной муки A. oryzae или
A. soyae с последующей выдержкой в течение 3 дней. В результате образуется
большое количество доступного для брожения сахара, пептидов и аминокислот.
Вторая стадия, мороми, состоит из добавления к полученному в результате ферментации грибами продукту 18% NaCl и инкубации при комнатной температуре
в течение, по крайней мере, года. Жидкость, получаемая в результате, — соевый
соус. В течение инкубации мороми молочнокислые бактерии, в частности L. delbrueckii subsp. delbruckei, и дрожжи, например Zygosaccharomyces rouxii, осуществляют анаэробное брожение гидролизата коджи. Чистые культуры A. oryzae
для коджи и L. delbrueckii subsp. delbrueckii и Z. rouxii для стадий мороми показали способность к образованию соевого соуса хорошего качества [93].
Темпех — продукт, получаемый в результате ферментации сои. Хотя есть
много способов его производства, общий принцип индонезийского метода для
изготовления темпеха состоит в набухании бобов в течение ночи для удаления
семенной оболочки или кожицы. После удаления семенных оболочек бобы выдерживают в кипящей воде в течение приблизительно 30 мин и раскладывают на
бамбуковом подносе, чтобы охладить и подсушить их поверхность. Небольшие
кусочки темпеха от предыдущей ферментации вносят в качестве стартовых
культур в бобы с последующим их обертыванием банановыми листьями. Свертки хранят при комнатной температуре 1 или 2 дня, в течение которых происходит рост грибов, который связывает бобы как пирог — темпех. Превосходный
продукт может быть получен при хранении в перфорированных полиэтиленовых пакетах и тубах, ферментация в которых полностью проходит за 24 ч при
31 °C [27]. Удачный организм для брожения — Rhizopus oligosporus, особенно
для пшеничного темпеха. Качественный соевый темпех может быть получен
с R. oryzae или R. arrhizus. В течение ферментации значение pH сои повышается
от приблизительно 5,0 до 7,5.
Мисо — ферментированный соевый продукт, характерный для Японии, готовят смешиванием или размалыванием обработанных паром или сваренных бобов сои с коджи и солью и оставляют для ферментации на период от 4 до 12 месяцев. Белый или сладкий мисо может ферментироваться в течение недели, тогда как более высококачественный темно-коричневый продукт (mame) может
бродить в течение 2 лет. В Израиле Ilany-Feigenbaum и др. [38] изготовили продукты типа мисо, используя обезжиренные соевые хлопья вместо целой сои и
ферментируя в течение приблизительно 3 месяцев. Для этих продуктов приготовили коджи, выращивая A. oryzae на кукурузе, пшенице, ячмене, просе или овсе,
картофеле, сахарной свекле или бананах, и исследователи нашли, что продукты
типа мисо по своим свойствам были не хуже готового японского мисо. Из-за
возможности образования A. oryzae токсинов коджи готовили путем ферментации риса с Rhizopus oligosporus при 25 °C в течение 90 дней; продукт, как оказалось, был приемлемой альтернативой A. oryzae как гриба для коджи [76].
Оги — основной хлебный продукт африканцев, говорящих на языке йоруба
в Нигерии, и часто это — первая пища, которую дают младенцам при отнимании от груди. Производится путем набухания зерен кукурузы в теплой воде в течение 2–3 дней с последующим мокрым помолом и просеиванием через сито.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

222

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Просеянному материалу дают отстояться и побродить и продают как влажные
пироги, обернутые в листья. Из ферментированных пирогов или оги готовят различные блюда [10]. Во время замачивания кукурузы наибольшее значение имеет Corynebacterium spp., так как он ответственен за диастатическую активность,
необходимую для роста дрожжей и молочнокислых бактерий [4]. Наряду с коринебактериями, S. cerevisiae и L. plantarum в оги традиционного брожения были
найдены Cephalosporium, Fusarium, Aspergillus и Penicillium. Среди образуемых
ими кислот преобладает молочная кислота, которая снижает pH получаемых
продуктов до приблизительно 3,8. Коринебактерии развиваются на ранних стадиях, и их активность прекращается уже после первого дня; лактобациллы и
дрожжи развиваются после первого дня брожения. Был разработан более современный процесс производства оги; при этом продукт, произведенный с его помощью, был лучшего качества, чем при традиционном процессе [9]. В этом методе с помощью сухого помола кукурузу мелят до отдельных зерен и до кукурузной муки из лущеной кукурузы. После добавления воды смесь варят,
охлаждают, а затем инокулируют смешанной стартовой культурой L. plantarum,
L. lactis и Z. rouxii и выдерживают при 32 °C в течение 28 ч, в течение этого времени pH кукурузы снижается от 6,1 до 3,8. Этот процесс устраняет потребность
в гидролизирующих крахмал бактериях. В дополнение к более короткому времени брожения существует также меньше шансов для дефектного брожения.
Гари (gari) — основная пища Западной Африки, приготовленная из корня
растения маниоки. Корни маниоки содержат цианогеновые гликозиды линамарин и лотаустралин, которые делают их ядовитыми, если корень съеден свежим
или сырым. Корни могут быть детоксифицированы дополнением линамараз, которые действуют на оба гликозида [13]. На практике корни сохраняют ферментацией, в течение которой яд гликозидов разлагается до свободных газообразных синильных кислот. При домашнем приготовлении гари внешняя кожица и
толстая кора корней маниоки удаляются, затем очищенный корень размалывают или растирают. Полученную массу прессуют для удаления оставшегося сока
и помещают в мешки на 3 или 4 дня для брожения [17]. Основные микроорганизмы, участвующие в ферментации, — L. plantarum, E. faecium и Leuconostoc mesenteroides [13]. Ферментированный продукт доводят до готовности жаркой.
Бонгкрек — пример ферментированного продукта, который в прошлом
привел к большому количеству смертельных случаев. Бонгкрек, или семаджи
(semaji), — молотая мякоть кокосового ореха — продукт центральной Индонезии, при этом он может становиться токсичным. Безопасные продукты, ферментируемые R. oligosporus, — готовые пироги, покрытые и пронизанные белым
грибом. Чтобы получить желаемый грибковый рост, а это существенно, условия
роста должны обеспечить хороший рост в течение первого или второго дня после инкубации. Если, однако, в эти дни имеется рост бактерий, среди которых
присутствует Burkholderia cocovenenans, то во время роста образуются два токсичных вещества — токсофлавин и бонгкрековая кислота [84–86, 94]. Оба этих
соединения проявляют противогрибковую и антибактериальную активность,
токсичны для людей и животных и устойчивы к высоким температурам. Образованию обоих способствует рост организмов на кокосовом орехе (токсофлавин
может быть образован в сложных культуральных средах). Структурные формулы этих двух антибиотиков — токсофлавина, который действует как переносчик

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 8. Немолочные ферментированные пищевые продукты

223

электронов, и бонгкрековой кислоты, которая ингибирует окислительное фосфорилирование в митохондриях, — следующие:

Бонгкрековая кислота, как было показано, убивала все 17 плесеней, изучаемых Subik и Behun [79], предотвращая прорастание спор и рост мицелия. Рост
B. cocovenenans при приготовлении бонгкрека слабый, если кислотность сырья
сохраняется [84]. Показано, что 2%-й NaCl в сочетании с уксусной кислотой позволяет достичь значения pH 4,5, предотвращая формирование бонгкрекового
токсина [14].
Продукт из ферментированного фуражного зерна, который готовят в Китае,
был причиной пищевого отравления штаммами B. cocovenenans. Продукт готовят выдержкой зерна в воде комнатной температуры в течение 2–4 недель, пока
оно не разбухнет, промывают в воде и размалывают влажное зерно в муку для
дальнейшего использования. Токсичные организмы, очевидно, растут в сыром
продукте в течение его хранения при комнатной температуре. Микроорганизм,
который отвечает за образование бонгкрековой кислоты и токсофлавина, тот
же, что и в бонгкреке, — B. cocovenenans.
Онком (oncom) — несколько похожий, но более популярный ферментированный продукт Индонезии, изготавливаемый из жмыха арахиса, материала, который остается после того, как из арахиса было отжато масло. Жмых впитывает
воду в течение приблизительно 24 ч и уплотняется за счет мицелия плесневых
грибов. Полученный продукт завертывают в листья банана и инокулируют
Neurospora sitophila или R. oligosporus. Продукт готов к употреблению 1 или
2 дня спустя. Более детальное описание ферментации онкома и пищевой ценности этого продукта выполнил Beuchat [12].

Литература
1. Acton, J.C., R.L. Dick, and E.L. Norris. 1977. Utilization of various carbohydrates in fermented sausage.
J. Food Sci. 42:174–178.
2. Acton, J.C., J.G. Williams, and M.G. Johnson. 1972. Effect of fermentation temperature on changes in meat
properties and flavor of summer sausage. J. Milk Food Technol. 35:264–268.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

224

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

3. Agate, A.D., and J. V. Bhat. 1966. Role of pectinolytic yeasts in the degradation of mucilage layer of Coffea
robusta cherries. Appl. Microbiol. 14:256–260.
4. Akinrele, I.A. 1970. Fermentation studies on maize during the preparation of a traditional African starch-cake
food. J. Sci. Food Agric. 21:619–625.
5. Andersen, S.J. 1995. Compositional changes in surface mycoflora during ripening of naturally fermented
sausages. J. Food Protect. 58:426–429.
6. Arihara, K., H. Ota, M. Itoh, Y. Kondo, T. Sameshima, M. Akimoto, S. Kanai, and T. Miki. 1998. Lactobacillus acidophilus group lactic acid bacteria applied to meat fermentation. J. Food Sci. 63:544–547.
7. Ayres, J.C., D.A. Lillard, and L. Leistner. 1967. Mold ripened meat products. In Proceedings of the 20th
Annual Reciprocal Meat Conference. 156–168. Chicago: National Live Stock and Meat Board.
8. Bacus, J. 1984. Utilization of Microorganisms in Meat Processing: A Handbook for Meat Plant Operators. New
York: John Wiley & Sons.
9. Banigo, E.O.I., J.M. deMan, and C.L. Duitschaever. 1974. Utilization of high-lysine corn for the manufacture
of ogi using a new, improved processing system. Cereal Chem. 51:559–572.
10. Banigo, E.O.I., and H.G. Muller. 1972. Manufacture of ogi (a Nigerian fermented cereal porridge): Comparative
evaluation of corn, sorghum and millet. Can. Inst. Food Sci. Technol. J. 5:217–221.
11. Berwal, J.S., and D. Dincho. 1995. Molds as protective cultures for raw dry sausages. J. Food Protect.
58:817–819.
12. Beuchat, L.R. 1976. Fungal fermentation of peanut press cake. Econ. Bot. 30:227–234.
13. Bokanga, M. 1995. Biotechnology and cassava processing in Africa. Food Technol. 49:86–90.
14. Buckle, K.A., and E. Kartadarma. 1990. Inhibition of bongkrek acid and toxoflavin production in tempe
bongkrek containing Pseudomonas cocovenenans. J. Appl. Bacteriol. 68:571–576.
15. Cai, Y, H. Okada, H. Mori, Y. Benno, and T. Nakase. 1999. Lactobacillus paralimentarius sp. nov., isolated
from sough-dough. Int. J. Syst. Bacteriol. 49:1451–1455.
16. Camargo, R. de, J. Leme, Jr., and A.M. Filho. 1963. General observations on the microflora of fermenting
cocoa beans (Theobroma cacao) in Bahia (Brazil). Food Technol. 17:1328–1330.
17. Collard, P., and S. Levi. 1959. A two-stage fermentation of cassava. Nature 183:620–621.
18. Cummings, A., C. Reitmeier, L. Wilson, and B. Glatz. 2002. A survey of apple cider production practices and
microbial loads in cider in the state of Iowa. Dairy Fd. Environ. Sanit. 22:745–751.
19. Deibel, R.H., and C.F. Niven, Jr. 1957. Pediococcus cerevisiae: A starter culture for summer sausage.
Bacteriol. Proc. 14–15.
20. Deibel, R.H., C.F. Niven, Jr., and G.D. Wilson. 1961. Miccrobiology of meat curing. III. Some microbiological and related technological aspects in the manufacture of fermented sausages. Appl. Microbiol.
9:156–161.
21. De Vuyst, L.V.Schrijvers, S.Paramithiotis, B. Hoste, M. Vancanneyt, J. Swings, G. Kalantzopoulos,
E. Tsakalidou, and W. Messens. 2002. The biodiversity of lactic acid bacteria in Greek traditional wheat
sourdoughs is reflected in both composition and metabolite formation. Appl. Environ. Microbiol. 68:
6059–6069.
22. Dicks, L.M.T., F. Dellaglio, and M.D. Collins. 1995. Proposal to reclassify Leuconostoc oenos to Oenococcus
oeni [corrig.]. gen. nov., comb. nov. Int. J. Syst. Bacterial. 45:395–397.
23. Engelmann, U., and N. Weiss. 1985. Megasphaera cerevisiae sp. nov.: A new Gram-negative obligately
anaerobic coccus isolated from spoiled beer. Syst. Appl. Microbiol. 6:287–290.
24. Etchells, J.L., H.P. Fleming, and T.A. Bell. 1975. Factors influencing the growth of lactic acid bacteria during
the fermentation of brined cucumbers. In Lactic Acid Bacteria in Beverages and Food, ed. J.G. Carr, С.V. Cutting, and G.C. Whiting, 281–305. New York: Academic Press.
25. Everson, C.W., W.E. Danner, and P.A. Hammes. 1970. Improved starter culture for semidry sausage. Food
Technol. 24:42–44.
26. Faparusi, S.I., and O. Bassir. 1971. Microflora of fermenting palm-wine. J. Food Sci. Technol. 8:206–210.
27. Filho, A.M., and C.W. Hesseltine. 1964. Tempeh fermentation: Package and tray fermentations. Food
Technol. 18:761–765.
28. Fisher, T.L., and D.A. Golden. 1998. Fate of Escherichia coli 0157:H7 in ground apples used in cider production.
J. Food Protect. 61:1372–1374.
29. Frank, H.A., N.A. Lum, and A.S. Dela Cruz. 1965. Bacteria responsible for mucilage-layered composition
in Kona coffee cherries. Appl. Microbiol. 13:201–207.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 8. Немолочные ферментированные пищевые продукты

225

30. Frank, H.A., and A.S. Dela Cruz. 1964. Role of incidental microflora in natural decomposition of mucilage
layer in Kona coffee cherries. J. Food Sci. 29:850–853.
31. Garcнa-Garcнa, P., R. Barranco, M.C. Durбn Quintana, and A. Garrido-Fernбndez. 2004. Biogenic amine
formation and “zapatera” spoilage of fermented green olives: Effect of storage temperature and debittering
process. J. Food Protect. 67:117–123.
32. Garcнa-Garcнa, P., M. Brenes-Balbuena, D. Homero-Mйndez, A. Garcнa-Borrego, and A. Garrido-Fernбndez.
2000. Content of biogenic amines in table olives. J. Food Protect. 63:111–116.
33. Giolitti, G., C.A. Cantoni, M.A. Bianchi, and P. Renon. 1971. Microbiology and chemical changes in raw
hams of Italian type. J. Appl. Bacteriol. 34:51–61.
34. Gobbetti, M., and A. Corsetti. 1997. Lactobacillus sanfrancisco a key sourdough lactic acid bacterium:
A review. Food Microbiol. 14:175–187.
35. Greenwalt, C.J., K.H. Steinkraus, and R.A. Ledford. 2000. Kombucha, the fermented tea: Mcrobiology,
composition, and claimed health effects. J. Food Protect. 63:976–981.
36. Harris, D.A., L.Chaiet, R.P. Dudley, and P. Ebert. 1957. The development of commercial starter culture for
summer sausages. Bacteriol. Proc. Amer. Soc. Microbiol., 15.
37. Horn, S.J., I.M. Aasen, and K. 0stgaard. 2000. Production of ethanol from mannitol by Zymobacter palmae.
J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 24:51–57.
38. Ilany-Feigenbaum, J.J. Diamant, S. Laxer, and A. Pinsky. 1969. Japanese miso-type products prepared
by using defatted soybean flakes and various carbohydrate-containing foods. Food Technol. 23:554–556.
39. Kleyn, J., and J.Hough. 1971. The microbiology of brewing. Annu. Rev. Microbiol. 25:583–608.
40. Kline, L., and T.F. Sugihara. 1971. Microorganisms of the San Francisco sour dough bread process. II.
Isolation and characterization of undescribed bacterial species responsible for the souring activity. Appl.
Microbiol. 21:459–465.
41. Kunkee, R.E. 1975. A second enzymatic activity for decomposition of malic acid by malo-lactic bacteria. In
Lactic Acid Bacteria in Beverages and Food, ed. J.G. Carr, C.V. Cutting, and G.C. Whiting, 29–42. New York:
Academic Press.
42. Levanon, Y, and S.M.O. Rossetini. 1965. A laboratory study of farm processing of cocoa beans for industrial
use. J. Food Sci. 30:719–722.
43. Lee, S.Y, M.S. Mabee, and N.O. Jangaard. 1978. Pectinatus, a new genus of the family Bacteroidaceae. Int.
J. Syst. Bacteriol. 28:582–594.
44. Liu, S.-Q. 2002. Malolactic fermentation in wine beyond deacidification. J. Appl. Microbiol. 92:589–601.
45. Mislivec, P.B., V.R. Bruce, and R. Gibson. 1983. Incidence of toxigenic and other molds in green coffee
beans. J. Food Protect. 46:969–973.
46. Mukherjee, S.K., M.N. Albury, C.S. Pederson, A.G. van Veen, and K.H. Steinkraus. 1965. Role of Leuconostoc mesen-teroides in leavening the batter of idli, a fermented food of India. Appl. Microbiol. 13:227–231.
47. Niinivaara, F.P., M.S. Pohja, and S.E. Komulainen. 1964. Some aspects about using bacterial pure cultures in
the manufacture of fermented sausages. Food Technol. 18:147–153.
48. Okafor, N. 1972. Palm-wine yeasts from parts of Nigeria. J. Sci. Food Agric. 23:1399–1407.
49. Okafor, N. 1975. Microbiology of Nigerian palm wine with particular reference to bacteria. J. Appl. Bacteriol.
38:81–88.
50. Okafor, N. 1975. Preliminary microbiological studies on the preservation of palm wine. J. Appl. Bacteriol.
38:1–7.
51. Okamoto, Т., H. Taguchi, K. Nakamura, H. Ikenaga. H. Kuraishi, and K. Yamasato. 1993. Zymobacter palmae
gen. sp. nov., a new ethanol-fermenting peritrichous bacterium isolated from palm sap. Arch. Microbiol.
160:333–337
52. Palumbo, S.A., J.L. Smith, and S.A. Kerman. 1973. Lebanon bologna. I. Manufacture and processing. J. Milk
Food Technol. 36:497–503.
53. Passmore, S.M., and J.G. Carr. 1975. The ecology of the acetic acid bacteria with particular reference to cider
manufacture. J. Appl. Bacteriol. 38:151–158.
54. Passos, F.M.L., D.O. Silva, A. Lopez, C.L.L.F. Ferreira, and W.V. Guimaraes. 1984. Characterization and
distribution of lactic acid bacteria from traditional cocoa bean fermentations in Bahia. J. Food Sci. 49:205–208.
55. Patel, I.B., and R.H. Vaughn. 1973. Cellulolytic bacteria associated with sloughing spoilage of California ripe
olives. Appl. Microbiol. 25:62–69.
56. Pearson, A.M., and T.A. Gillett. 1999. Processed Meats. New York: Kluwer Academic Publishers.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

226

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

57.
58.
59.
60.

Pearson, A.M., and F.W. Tauber. 1984. Processed Meats, 2nd ed. New York: Kluwer Academic Publishers.
Pederson, C.S. 1979. Microbiology of Food Fermentations, 2nd ed. New York: Kluwer Academic Publishers.
Pederson, C.S., and R.S. Breed. 1946. Fermentation of coffee. Food Res. 11:99–106.
Pilone, G.J., and R.E. Kunkee. 1976. Stimulatory effect of malo-lactic fermentation on the growth rate
of Leuconostoc oenos. Appl. Environ. Microbiol. 32:405–408.
Plastourgos, S., and R.H. Vaughn. 1957. Species of Propionibacterium associated with zapatera spoilage
of olives. Appl. Microbiol. 5:267–271.
Potter, M.E., M.B. Kruse, M.A. Matthews, R.O. Hill, and R.J. Martin. 1976. A sausage-associated outbreak
of trichinosis in Illinois. Amer. J. Pub. Hlth. 66:1194–1196.
Radler, F. 1975. The metabolism of organic acids by lactic acid bacteria. In Lactic Acid Bacteria in Beverages
and Food, ed. J.G. Carr, C.V. Cutting, and G.C. Whiting, 17–27. New York: Academic Press.
Rainbow, С. 1975. Beer spoilage lactic acid bacteria. In Lactic Acid Bacteria in Beverages and Food,
ed. J.G. Carr, C.V. Cutting, and G.C. Whiting, 149–158. New York: Academic Press.
Reddy, N.R., S.K. Sathe, M.D. Pierson, and D.K. Salunkha. 1981. Idli, an Indian fermented food: A review.
J. Food Qual. 5:89–101.
Roelofsen, P.A. 1958. Fermentation, drying, and storage of cacao beans. Adv. Food Res. 8:225–296.
Rohan, T.A., and T. Stewart. 1966. The precursors of chocolate aroma: Changes in the sugars during the
roasting of cocoa beans. J. Food Sci. 31:206–209.
Rцling, W.F.M., and H.W. van Verseveld. 1996. Charcteristics of Tetragenococcus helophila populations
of Indonesian soy mash (kecap) fermentation. Appl. Environ. Microbiol. 62:1203–1207.
Rose, A.H. 1982. Fermented Foods. Economic Microbiology Series, 7. New York: Academic Press.
Saisithi, P., B.-O. Kasemsarn, J. Liston, and A.M. Dollar. 1966. Microbiology and chemistry of fermented
fish. J. Food Sci. 31:105–110.
Sanz, Y., and F. Toldra. 1998. Aminopeptidases from Lactobacillus sake affected by amines in dry sausages.
J. Food Sci. 63:894–896.
Satomi, M., B. Kimura, M. Mizoi, T. Sato, and T. Fujii. 1997. Tetragenococcus muriaticus sp. nov., a new
moderately halophilic lactic acid bacterium isolated from fermented squid liver sauce. Int. J. Syst. Bacteriol.
47:832–836.
Schleifer, K.H., M. Leuteritz, N. Weiss, W. Ludwig, G. Kirchhof, and H. Seidel-Rufer. 1990. Taxonomic
study of anaerobic Gram-negative, rodshaped bacteria from breweries: Emended description of Pectinatus
cerevisiiphilus and description ot Pectinatusfrisingensis sp. nov., Selenomonas lacticifex sp. nov., Zymophilus
paucivorans sp. nov. Int. J. System. Bacteriol. 49:19–27.
Schwan, R.F. 1998. Cocoa fermentations conducted with a defined microbial cocktail inoculum. Appl.
Environ. Microbiol. 64:1477–1483.
Semanchek, J.J., and D.A. Golden. 1996. Survival of Escherichia coli 0157:H7 during fermentation of apple
cider. J. Food Protect. 59:1256–1259.
Shieh, Y.-S.G., and L.R. Beuchat. 1982. Microbial changes in fermented peanut and soybean pastes
containing kojis prepared using Aspergillus oryzae and Rhizopus oligosporus. J. Food Sci. 47:518–522.
Smith, J.L., and S.A. Palumbo. 1973. Microbiology of Lebanon bologna. Appl. Microbiol. 26:489–496.
Steinkraus, K.H., A.G. van Veen, and D.B. Thiebeau. 1967. Studies on idli — An Indian fermented black
gram-rice food. Food Technol. 21:916–919.
Subik, J., and M. Behun. 1974. Effect of bongkrekic acid on growth and metabolism of filamentous fungi.
Arch. Microbiol. 97:81–88.
Sugihara, T.F., L. Kline, and M.W. Miller. 1971. Microorganisms of the San Francisco sour dough bread
process. I. Yeasts responsible for the leavening action. Appl. Microbiol. 21:456–458.
Thompson, S.S., K.B. Miller, and A.S. Lopez. 2001. Cocoa and coffee. In Food Microbiology: Fundamentals and
Frontiers, 2nd ed., ed. M.P. Doyle, L.R. Beuchat, and T.J. Montville, 721–733. Washington, DC: ASM Press.
Urbaniak, L., and W. Pezacki. 1975. Die Milchsдure bildende Rohwurst-Mikroflora und ihre technologisch
bedingte Verдnderung. Fleischwirts. 55:229–237.
Van Pee, W., and J.M. Castelein. 1972. Study of the pectinolytic microflora, particularly the Enterobacteriaceae, from fermenting coffee in the Congo. J. Food Sci. 37:171–174.
van Veen, A.G. 1967. The bongkrek toxins. In Biochemistry of Some Foodborne Microbial Toxins, ed. R.I. Mateles and G.N. Wogan, 43–50. Cambridge, MA: MIT Press.

61.
62.
63.
64.
65.
66.
67.
68.
69.
70.
71.
72.

73.

74.
75.
76.
77.
78.
79.
80.
81.
82.
83.
84.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 8. Немолочные ферментированные пищевые продукты

227

85. van Veen, A.G., and W.K. Mertens. 1934. Die Gifstoffe der sogenannten Bongkrek-vergiftungen auf Java.
Rec. Trav. Chim. 53:257–268.
86. van Veen, A.G., and W.K. Mertens. 1934. Das Toxoflavin, der gelbe Gifstoff der Bongkrek. Rec. Trav. Chim.
53:398–404.
87. Vaughn, R.H. 1975. Lactic acid fermentation of olives with special reference to California conditions.
In Lactic Acid Bacteria in Beverages and Food, ed. J.G. Carr, C.V. Cutting, and G.C. Whiting, 307–323. New
York: Academic Press.
88. Vaughn, R.H., T. Jakubczyk, J.D. MacMillan, Т.Е. Higgins, B.A. Dave, and V.M. Crampton. 1969. Some
pink yeasts associated with softening of olives. Appl. Microbiol. 18:771–775.
89. Vogel, R.F., G. Bцcker, P. Stolz, M. Ehrmann, D. Fanta, W. Ludwig, B. Pot, K. Kersters, K.H. Schleifer,
and W.P. Hammes. 1994. Identification of lactobacilli from sourdough and description of Lactobacillus pontis sp.
nov. Int. J. Syst. Bacteriol. 44:223–229.
90. Wardlaw, F.B., G.C. Skelley, M.G. Johnson, and J.C. Acton. 1973. Changes in meat components during
fementation, heat processing and drying of a summer sausage. J. Food Sci. 38:1228–1231.
91. Williamson, D.H. 1959. Studies on lactobacilli causing ropiness in beer. J. Appl. Bacteriol. 22:392–402.
92. Yaping, J., L. Xiaoyang, and Y. Jiaqi. 1990. Saccharobacter fermentatus gen. nov., sp. nov., a new ethanolproducing bacterium. Int. J. Syst. Bacteriol. 40:412–414.
93. Yong, F.M., and B.J.B. Wood. 1974. Microbiology and biochemistry of the soy sauce fermentation. Adv. Appl.
Microbiol. 17:157–194.
94. Zhao, N., C. Qu, E. Wang, and W. Chen. 1995. Phylogenetic evidence for the transfer of Pseudomonas
cocovenenans (van Damme et al. 1960) to the genus Burkholderia as Burkholderia cocovenenans (van Damme
et al. 1960) comb. nov. Int. J. Syst. Bacteriol. 45:600–603.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

9
Разнообразные пищевые
продукты

Эта глава содержит краткое описание разнообразных пищевых продуктов, наряду с описанием их микробной биоты как свежих, так и испорченных продуктов.

Кулинария и сопутствующие продукты
Кулинарные изделия, такие как салаты и бутерброды, способны вызывать пищевые отравления. Эти продукты часто готовятся вручную, и такой способ их изготовления может привести к повышению содержания возбудителей пищевого отравления, таких, как, например Staphylococcus. Когда организмы, подобные этому, попадают в салаты или бутерброды, они могут беспрепятственно расти и
размножаться из-за снижения количества нормальной микробиоты вследствие
кулинарной обработки ингредиентов этих продуктов.
Исследование салатов и бутербродов из розничной сети показало, что 36% из
53 салатов содержали микроорганизмы в количестве более 6,0 log10/г, но только
16% бутербродов показали столь же высокие значения [6]. 57% бутербродов содержали менее 2,0 log10/г колиформных бактерий. S. aureus присутствовал в 60%
бутербродов и 39% салатов. Дрожжи и плесени содержались в больших количествах, причем шесть исследованных образцов показали их содержание в количестве более 6,0 log10/г.
При исследовании 517 различных салатов из разных учреждений 71–96% показали значение АПК более 5,0 log10/г [45]. Почти все (96–100%) салаты содержали коагулазоположительные S. aureus в количестве менее 2,0 log10/г. Салаты
имели в своем составе мясо кур, яйца, макароны и креветки. В другом исследовании S. aureus был обнаружен в небольших количествах в 6–64 салатах [12].
В 12 видах салатов, проверенных этими исследователями, общее количество
микроорганизмов лежало между 2,08 и 6,76 log10/г, при этом салаты с яйцами,
креветками и макаронами несли наибольшее количество микроорганизмов. Ни
сальмонеллы, ни C. perfringens не были обнаружены в этих продуктах. При исследовании 42 салатов Harris и др. обнаружили, что большая часть продуктов
имела отличное качество с точки зрения микробиологии. Среднее значение
АПК составляло для шести различных продуктов 5,54 log10/г, среднее значение
количества колиформ — 2,66 log10/г. Стафилококки были обнаружены в некоторых продуктах, в частности в салате с ветчиной.
Салаты из свежей зелени (овощи, зелень, салаты из капусты) имели общее
количество микроорганизмов 6,67 log10/г для салатов из капусты и 7,28 log10/г
для овощных салатов [13]. Фекальные колиформы были обнаружены в 26% сме-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 9. Разнообразные пищевые продукты

229

шанных салатов, 28% — овощных и 29% — капустных, тогда как S. aureus содержался в 8, 14 и 3% соответственно. При исследовании петрушки в 11 из
64 свежих и немытых образцов и 50% замороженных образцов была обнаружена E. coli [24]. Среднее значение АПК свежей промытой петрушки составило
7,28 log10/г. В исследуемых образцах ни сальмонелл, ни S. aureus обнаружено не
было.
При исследовании микробиологических параметров тортов с искусственными сливками с заводов с неудовлетворительными санитарными условиями
Surkiewicz [56] обнаружил, что количество микробных контаминатов сильно
повышается во время прохождения продуктами различных этапов технологического процесса. Так, в одном случае конечная смесь для основы искусственного торта содержала после конечного нагрева до 71,1°С микроорганизмы в количестве менее 2,0 log10/г. Однако после ночи хранения количество
микроорганизмов повысилось до 4,15 log10/г. Ингредиенты верхушки торта,
предназначенные для смешивания с основой торта, имели относительно невысокие значения количества микроорганизмов: 2,78 log10/г. После нанесения ингредиентов на верхушку торта общее количество микроорганизмов для этих ингредиентов повысилось до 7,0 log10/г. При исследовании микробиологического
качества картофеля-фри Surkiewicz и др. [57] продемонстрировали тот же самый
процесс, а именно последовательное накопление микроорганизмов в процессе обработки картофеля. Поскольку эти продукты подвергаются тепловой обработке на последней стадии их приготовления, присутствие микроорганизмов на заключительной
стадии не отражает должным образом фактическое санитарное состояние в течение
всего процесса приготовления.
Среднее геометрическое значение АПК 1187 образцов замороженного бисквитного теста составило 34 000/г, в то время как средние значения количеств грибов,
колиформ, E. coli и S. aureus оказались соответственно 46, 11, <3 и <3/г [58]. Те же
исследователи определили среднее геометрическое значение АПК 1396 образцов
пирожных в 910/г, с <3/г колиформ, E. coli и S. aureus (см. табл. 9.1).
Бактериологическое исследование 580 замороженных кремовых тортов (лимонных, кокосовых, шоколадных и банановых) показало, что они превосходного качества, у 98% из них значение АПК составляло lоg4,70/г или ниже [33].
Обзор микробиологического качества других сопутствующих продуктов представлен в табл. 9.1. Средние значения количеств L. monocytogenes и Salmonella
spp. в 11 «готовых к употреблению» продуктах в США за период 1990–1999 гг.
представлены в табл. 9.2 [35]; присутствие Aeromonas spp. в четырех «готовых
к употреблению» пищевых продуктах в Италии приведено в табл. 9.3 [62].

Яйца
Куриные яйца — превосходный пример продукта, который обычно хорошо защищен от порчи своими природными свойствами. Снаружи свежие яйца имеют
три структуры, каждая из которых в некоторой степени эффективна в препятствовании проникновению микроорганизмов: внешняя надскорлупная мягкая
пленка (кутикула), скорлупа и подскорлупная оболочка (см. рис. 9.1). В яичном
белке присутствует лизоцим. Этот фермент весьма эффективно подавляет рост
грамположительных бактерий. Яичный белок также содержит авидин, который

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

230

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Таблица 9.1. Основные микробиологические показатели разнообразных пищевых
продуктов
Продукт

Замороженные
кремовые
торты

Замороженные
панированные
кольца лука
(полностью или
частично приготовленные)
Замороженные
пирожки с
мясом тунца
Тофу (промышленный)
Сухой пищевой
желатин
Деликатесные
салаты

Количество
образцов

% образцов, Ссылка
обнаруживших
исследуемый
параметр

465
465
465
465
465
465
1590
1590
1590
1590

АПК: <104/г
Грибы: 103/г или менее
Колиформы: <10/г
Е. coli: 10/г или менее
S. aureus: <25/г
Сальмонелла
АПК при 30°C: 105/г или менее
НВЧ колиформы: <3/г
НВЧ E. coli: <3/г
НВЧ S. aureus: <10/г

96
98
89
99
99
100
99
89
99
99,6

60
60
60
60
60
60
66
66
66
66

1290
1290
1290
1290
60
60
60
60
185

АПК при 30°C: 105/г или менее
НВЧ колиформы: 64/г или менее
НВЧ E coli: <3/г
НВЧ S. aureus: <10/г
АПК:>106/г
Психротрофы: <104/г
Колиформы: <103/г
S. aureus: <10/г
АПК: 3,00* или менее/г

97,6
93
97
98
83
83
67
100
74

66
66
66
66
50
50
50
50
33

764

Микробные нормативы военноторговой службы СВ и ВВС
АПК: 5,00* или менее/г
Колиформы: 1,00* или менее/г
Дрожжи и плесени: 1,30*
или менее /г
«Фекальные стрептококки»: 1,00*/г
Присутствие S. aureus
Присутствие C. perfringens, сальмонелл
АПК: 5,00* или менее/г
Колиформы: 2,00* или менее/г
S. aureus: 2,00* или менее/г
АПК: >6.00*/г
Колиформы: 2,00* или менее/г
Присутствие S. aureus
АПК: >6.00*/г
Колиформы: >3,00*/г
Присутствие S. aureus
АПК: 6,00* или менее/г
Споры: 6,00* или менее/г
Дрожжи и плесени: 5,00* или менее/г
ТА споры: 3,00* или менее/г
Присутствие Е. coli, S. aureus,
сальмонелл

44

12

84
78
55

12
12
12

77
9
0
26–85
36–79
96–100
36
57
39
16
12
60
73
75
97
70
0

12
12
12
44
44
44
6
6
6
6
6
6
23
23
23
23
23

764
764
764

Салаты из
розничной
продажи
Сэндвичи из
розничной
продажи
Импортные
специи и
пряности

Микробная
группа/единица
измерения

764
764
764
517
517
517
53
53
53
62
62
62
113
114
113
114
114

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 9. Разнообразные пищевые продукты

231

Таблица 9.1. (Окончание)
Продукт

Обработанные
специи

Обезвоженные
космические
продукты

Готовые
к употреблению
овощные салатыа
RTE продукты,
Великобритания
Различные ресторанные продукты,
Испания

Количество
образцов
114
114
114
114

Микробная
группа/единица
измерения

4469

АПК: 5,00* или менее/г
АПК: 6,00 или менее/г
Колиформы: 2,00* или менее/г
Дрожжи и плесени: 4,00* или
менее/г
С. perfringens: <2,00*/г
Присутствие B. cereus
АПК: <4,00*/г
Колиформы: <1/г
Отсутствие Е. coli в 1 г
«Фекальные стрептококки»:
1,30*/г
Отсутствие S. aureus: в 5 г
Отсутствие сальмонелл в 10 г
Listeria spp., 4%;
L. monocytogenes, 3%
Campylobacter = 0

103

L. monocytogenes = 2,9%

114
110
129
129
129
102
104
104
2950

% образцов, Ссылка
обнаруживших
исследуемый
параметр
70
91
97
96

49
49
49
49

89
53
93
98
99
88

49
48
47
47
47
47

100
98

47
47
51
39
55

а Не содержащие Campylobacter spp., E. coli 0157:H7 и Salmonella spp.
* lg числа.

Рис. 9.1. Строение куриного яйца; продольный разрез. А — внутренняя подскорлупная
оболочка; Б — халаза; В — желток; Г — ядро Пандера; Д — виталлиновая мембрана; Е —
волокнистый слой белка; Ж — кутикула; З — скорлупа; И — наружная подскорлупная
оболочка; К — жидкий белок; Л — плотный белок. (М — воздушная камера (пуга). — Прим.
перев.). Источник: Brooks и Hale [3], c разрешения Elsevier Publishing Co.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

232

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Таблица 9.2. Присутствие Listeria monocytogenes и видов Salmonella
в семи готовых к употреблению мясных/из мяса птицы продуктах
в США в 1990–1999 гг. [35]. Количество положительных результатов/
Число образцов / % положительных
Продукты
Вареная, жареная говядина, говяжья солонина
Нарезка из ветчины, мясной рулет
Сосиски
Вареная колбаса
Вяленые изделия
Вареные, жареные изделия из птицы
Салаты, спреды, пасты

L.monocytogenes

Salmonella

163/5272/3,1
118/2287/5,2
243/6820/3,6
56/4262/1,3
4/770/0,5
145/6836/2,1
119/3932/3,0

12/5444/0,2
5/2293/0,2
14/6996/0,2
3/4328/0,07
2/648/0,3
7/7020/0,1
2/4204/0,05

формирует комплекс с биотином, делая тем самым этот витамин недоступным
для микроорганизмов. Кроме того, яичный белок обладает высоким рН (около
9,3) и содержит кональбумин, который образует комплекс с железом, также делая его недоступным для микроорганизмов. С другой стороны, питательные вещества, материал желтка и его рН в свежем яйце (около 6,8) делают его прекрасной средой для роста большинства микроорганизмов.
Свежеснесенные яйца, как правило, стерильны. Однако, многочисленные
микроорганизмы могут быть обнаружены на поверхности яиц через короткий
период времени после снесения и при подходящих условиях могут попасть
внутрь яиц, расти и вызывать порчу. Скорость, с которой микробы проникают
внутрь яиц, зависит от температуры хранения, возраста яиц и степени загрязненности. Использование криогенного газа (СО2) для быстрого охлаждения яиц ведет к уменьшению числа бактерий внутри яйца по сравнению с традиционным
охлаждением, даже несмотря на то, что различия были не столь заметны после
30 дней хранения при 7 °С [8]. Изучение миграции искусственно внесенного
S. enteritidis из белка в яичный желток с использованием 860 яиц позволило
установить, что эти бактерии могут быть найдены в желтке в течение дня, в зависимости от температуры хранения и уровня загрязненности. Перемещение произошло через один день при 30 °С, но не раньше, чем через 14 дней при 7 °С [2].
Кроме того, однодневные яйца были более стойкими, чем четырехнедельные, и
скорость перемещения имела прямую корреляцию с уровнем загрязнения. Было
показано обсеменение яиц S. enteritidis курицей перед кладкой (см. [22]). Среди
обнаруженных бактерий были представители следующих родов: Pseudomonas,
Acinetobacter, Proteus, Aeromonas, Alcaligenes, Escherichia, Micrococcus, Salmonella, Serratia, Enterobacter, Flavobacterium и Staphylococcus. Плесневые грибы
в большинстве своем относились к родам Mucor, Penicillium, Hormodendron,
Cladosporium и другие; «Торула» — единственные дрожжи, обнаруживаемые с
некоторой степенью постоянства. Наиболее распространенная форма бактериальной порчи яиц — состояние, известное как «гниение». Зеленая гниль вызывается Pseudomonas spp., в частности P. fluorescens; бесцветная гниль — Pseudo-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 9. Разнообразные пищевые продукты

233

Таблица 9.3. Анализ содержания Aeromonas spp. в готовых к употреблению продуктах
в Неаполе, Италия [62]
Продукты

Овощиа
Сырыа
Мясные продуктыа
Мороженое
а

Количество
100
100
100
20

% положительных
результатов

Положительные по
A. hydrophila

Положительные по
A. caviae

Положительные по
A. sobria

11
6
10
0

15
5
3
0

0
1
0
0

25
10
11
0

По пять образцов каждого продукта было исследовано.

monas, Acinetobacter и другими видами; черная гниль — Proteus, Pseudomonas и
Aeromonas; розовая гниль — Serratia spp.; порча заварного крема — Proteus
vulgaris и P. intermedium. Плесневая порча яиц, как правило, упоминается, как
точечные пятна — признак роста мицелия на внутренней стороне при овоскопировании яиц. Penicillium и Cladosporium — наиболее распространенные причины появления точечных пятен и грибковой порчи яиц. Бактерии тоже являются
причиной состояния яиц, известного как протухание. Pseudomonas graviolens и
Proteus spp.непосредственно связаны с таким состоянием, причем P. graviolens
производит большую часть признаков порчи.
Высокая влажность благоприятствует проникновению микроорганизмов
в целое яйцо. Такие условия благоприятствуют росту микроорганизмов на поверхности, с последующим их проникновением через скорлупу и внутреннюю
оболочку. Последняя структура, следующая за скорлупой и внешней оболочкой, — наиболее важный барьер на пути проникновения бактерий в яйца [36].
В яичном желтке обнаруживается больше бактерий чем в белке; причина сниженного количества микроорганизмов в яичном белке, возможно, в некоторой
степени, состоит в том, что белок содержит антимикробные вещества. Кроме
того, в процессе хранения плотный белок отдает воду желтку, в результате чего
желток становится менее плотным, а белок дает усадку. Такое состояние делает
возможным прямой контакт желтка с внутренней мембраной, где он может быть
напрямую заражен микроорганизмами. Попадая внутрь желтка, микроорганизмы, видимо, растут в этой питательной среде, продуцируя продукты метаболизма белков и аминокислот, такие как Н2S и другие дурнопахнущие вещества.
Значительный рост является причиной того, что желток становится «жидким»
и обесцвечивается. Плесени в основном распространяются в области пуги, где
кислород благоприятствует росту этих форм. В условиях высокой влажности
рост плесеней может быть замечен на наружной поверхности яиц. В условиях
низкой влажности и низких температур поверхность не благоприятствует росту,
но яйца теряют воду быстрыми темпами и тем самым теряют свои потребительские качества.
Антимикробные системы яиц описаны в гл. 3. Кроме того, белок куриных
яиц содержит овотрансферрин, который образует хелатные комплексы с ионами
металлов, преимущественно с Fe3+, и флавопротеин яичного белка, который свя-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

234

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

зывает рибофлавин. При нормальном для него рН 9,0–10,0 яичный белок смертелен для грамположительных бактерий и дрожжей при 30 °С и 39,5 °С [61]. Добавление железа снижает антимикробные свойства яичного белка.
Что касается уничтожения сальмонеллы в вареных яйцах, общепризнано, что
варка до того, как весь желток не перейдет в плотное состояние, успешно разрушает S. enterica серотип Enteritidis. В одном из исследований было показано, что
варка в течение 7 мин разрушила 108 КОЕ искусственно инокулированной
S. typhimurium [1]. В другом исследовании было установлено, что используемый
Американской ассоциацией производителей яиц метод нагревания до 100 °С
с последующим охлаждением в течение 15 мин лучше, чем другие два протестированных метода [5]. Рекомендуемая обработка сырых яиц для предотвращения
сальмонеллеза описана в гл. 26.

Майонез и заправка для салатов
Майонез представляет собой полужидкую эмульсию из растительного масла,
яичного желтка или целых яиц, уксуса и/или лимонного сока и других ингредиентов, таких как соль и другие специи и глюкоза; готовый продукт должен содержать не более 50% масла. рН этого продукта лежит между 3,6 и 4,0 с уксусной кислотой как основной кислотой, представляющей 0,29–0,5% всего продукта (доля водной фазы 2%) и активностью воды (a w ) 0,925. Водная фаза включает
9–11% соли и 7–10% сахара [53]. Заправки для салатов качественно подобны майонезу, но конечный продукт содержит как минимум 30% растительного масла
и имеет a w 0,929 и рН от 3,2 до 3,9 с уксусной кислотой в качестве преобладающей кислоты, составляющей от 0,9 до 1,2% общего продукта. Водная фаза содержит 3,0–4,0% соли и 20–30% сахара [53]. Хотя питательные вещества, входящие в состав этих продуктов, подходят в качестве источника пищи для многих
микроорганизмов порчи, рН, органические кислоты и низкая a w ограничивают
рост большинства возбудителей порчи, за исключением дрожжей, нескольких
бактерий и плесеней. Известно, что дрожжи Zygosaccharomyces bailii являются
причиной порчи заправок для салатов, томатных кетчупов, газированных напитков и некоторых вин. Дрожжи рода Saccharomyces могут вызывать развитие
порчи майонеза, заправок для салатов и «французской приправы». Lactobacillus
fructivorans и Z. bailii — два существенных возбудителя порчи этих продуктов.
При порче майонеза Z. bailii вызывает расслоение продукта и развитие «дрожжевого» запаха. В одном исследовании срок хранения майонеза был увеличен
добавлением инкапсулированных клеток Bifidobacterium bifidum и B. infantis
[27]. При добавлении приблизительно 107 КОЕ/г бифидобактерий развитие
дрожжей и плесеней было задержано приблизительно на 12 недель по сравнению с неинокулированым контролем; улучшение органолептических характеристик влиянием бифидобактерий доказано не было. Другой микроорганизм
порчи — Lactobacillus brevis subsp. lindneri. Рост последнего в соусе на основе
пахты с рН 3,8–4,2 был ингибирован 200 ppm низина в течение 90-дневного инкубационного периода [41].
Bacillus vulgatus был выделен из испорченного соуса для салата «Тысяча
островов», где он был причиной потемнения и расслоения эмульсии. При иссле-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 9. Разнообразные пищевые продукты

235

довании порчи этого соуса было показано, что перец и паприка являются источниками B. vulgatus [46]. Плесневая порча продуктов такого типа возникает только на поверхности, когда доступно достаточное количество кислорода. Расслаивание эмульсии является одним из первых признаков порчи этих продуктов,
хотя пузырьки газа и прогорклый запах масляной кислоты предшествуют разделению эмульсии. Очевидно, что микроорганизмы порчи ферментируют сахара.
Ясно также, что рН сохраняется низким, это предотвращает активность большинства протеолитических и липолитических бактерий. Наиболее вероятно найти
в таких условиях дрожжи и молочнокислые микроорганизмы. При исследовании 17 образцов испорченного майонеза, майонезоподобных соусов и соусов с
голубым сыром Kurtzman и др. [31] обнаружили большие количества дрожжей
в большинстве образцов и большие количества лактобацилл в двух образцах. рН
образцов находился в пределах от 3,6 до 4,1. Две трети испорченных образцов
были обсеменены Z. bailii. Общим для некоторых образцов был L. fructivorans,
а аэробные спорообразующие микроорганизмы были обнаружены только в двух
образцах. В десяти проверенных неиспорченных образцах микроорганизмы были
в низких количествах или не обнаруживались вообще.
Установлено, что болезнетворные микроорганизмы, связанные с пищей, не
будут расти в майонезе или соусе, изготовленном в промышленных условиях,
рН которых 4,4 и титруемая кислотность водной фазы как минимум 0,43 для
уксусной кислоты [53].
Болезнетворные микроорганизмы, связанные с пищей, как правило, погибают в этих продуктах, но некоторые исследователи обнаружили, что E. coli
0157:Н7 может сохраняться несколько недель (см. [53]). Домашний майонез может быть причиной вспышек пищевых отравлений, что, как правило, связано
с использованием загрязненных сырых яиц и недостаточным количеством органических кислот, необходимых для поддержания рН на уровне, позволяющем
подавлять S. enteritidis. Рекомендовано, что при использовании чистого лимонного сока (концентрация лимонной кислоты ³ 5% массы/объем) рН должен составлять 3,30 или ниже, что эквивалентно 20 мл чистого лимонного сока на яичный желток [67]. Рекомендовано, чтобы продукты с таким содержанием выдерживались хотя бы 72 ч при температуре в 22 °С или больше. Патогенные
штаммы E. coli из майонеза указаны в гл. 27.

Зерновые злаки, мука и продукты из теста
Можно предположить, что микробиота пшеницы, ржи, кукурузы и продуктов из
них складывается из микроорганизмов почвы и условий хранения и набирается
в процессе производства этих сырьевых товаров. Хотя эти продукты богаты белками и углеводами, низкая a w в них ограничивает рост всех микроорганизмов
при правильном хранении. Микробиота муки относительно малочисленна, поскольку некоторые отбеливающие агенты понижают ее количество. Даже когда
параметры a w благоприятствуют расту, на ней растут только бактерии рода
Bacillus и плесени нескольких родов. Многие аэробные спорообразующие микроорганизмы способны производить амилазу, которая позволяет им использовать муку и мучные продукты в качестве источника энергии при условии нали-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

236

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

чия достаточной влажности для роста. При недостатке влаги происходит рост
плесеней, который может быть заметен как рост мицелия, и образование спор.
Представители рода Rhizopus часто встречаются в муке и могут быть идентифицированы по их черным спорам.
Порча сырых замороженных продуктов из теста, таких как тесто для печенья
на пахте, пирожков, бисквита и пиццы, вызывается главным образом молочнокислыми бактериями. В исследовании, проведенном Hesseltine и др. [19], 92%
выделенных микроорганизмов относились к Lactobacillaceae, среди них более
половины принадлежало роду Lactobacillus, 35% — роду Leuconostoc, и 3% —
«Streptococcus». Плесени в испорченных продуктах были обнаружены в небольших количествах. Свежие продукты содержали молочнокислые бактерии в количествах около 8,38 lоg 10/г.

Хлебобулочные изделия
Производимый в промышленных и домашних условиях хлеб, как правило, не
содержит достаточного количества активной воды для роста каких-либо организмов, за исключением плесеней. Один из наиболее часто встречающихся ее
видов — Rhizopus stolonifer, часто называемый «хлебной плесенью». «Красная
хлебная плесень», Neurospora sitophilia, также может быть замечена, хотя и значительно реже. Хранение хлеба в условиях низкой влажности замедляет рост
плесеней, и такой тип порчи, как правило, имеет место только тогда, когда хлеб
хранится в условиях высокой влажности или упаковывается еще теплым. Домашний хлеб может подвергаться виду порчи, известному как «картофельная
болезнь» (тягучая), которая вызывается ростом и производством амилазы определенными штаммами Bacillus subtilis (B. mesentericus). Картофельная болезнь
может проявляться как тягучесть. Источник организмов в данном случае —
мука, и их росту благоприятствует выдерживание теста в течение достаточного времени при подходящих температурах. В недавнем исследовании частично пропеченный хлеб из теста, разрыхленного содой, (рН 7–9) при хранении
при комнатной температуре показал развитие «картофельной болезни» после
2 дней; из испорченного продукта были выделены три вида микроорганизмов:
B. subtilis, B. pumilus и B. licheniformis [34].
Пироги всех типов редко подвергаются бактериальной порче из-за их высоких концентраций сахара, которые ограничивают активность воды. Самая
частая форма порчи, обнаруживаемая у этих продуктов, — заплесневелость.
Наиболее частые источники микроорганизмов порчи — любой из ингредиентов пирога или все вместе, особенно сахар, орехи и специи. Хотя процесс выпекания сдобы в целом достаточен, чтобы разрушить эти организмы, многие
из них привносятся из сахарной глазури, безе, украшений верхушки пирогов
и т. д. Кроме того, плесени могут проникнуть в испеченные пироги во время
обработки и из воздуха. Росту плесеней на поверхности пирогов способствуют условия высокой влажности. На некоторых кексах с цукатами и орехами
рост часто появляется из ореховой или фруктовой начинки, если сдоба начиняется ею после выпечки. Длительный рост плесеней на хлебе и пирогах приводит к очерствению продуктов.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 9. Разнообразные пищевые продукты

237

Замороженные мясные пироги
Микробиологическое качество замороженных мясных пирогов стабильно улучшилось вследствие того, что эти продукты первыми попали на рынок. Все добавляемые ингредиенты повышают общее количество микроорганизмов, и общая обсемененность конечного продукта может восприниматься как отражение
общего качества ингредиентов, транспортировки и хранения. Многие исследователи полагают, что эти продукты должны производиться с общей обсемененностью, не превышающей 5,00 lg /г. В исследовании 58 мясных пирожков 84%
имели АПК lg < 5 [38], хотя в другом исследовании 188 мясных пирожков 93%
имели обсемененность lg < 5,00 [25]. В целом микробиологический критерий
lg 5,00 кажется приемлемым для таких продуктов (см. гл. 21 для дополнительной информации о микробиологических стандартах и критериях). В исследовании 1290 замороженных пирожков с мясом тунца среднее геометрическое значение АПК при 35 °С составило lg 3,20, хотя при 30 °С оно было lg 3,38/г [66].
Количество колиформ колебалось около среднего 5/г, E. coli < 3/г и S. aureus
< 10/г (см. табл. 9.1).

Сахар, конфеты и приправы
Эти продукты редко подвергаются микробной порче, если должным образом
приготовлены, произведены и хранятся, прежде всего вследствие недостаточной для роста микроорганизмов активности воды. Можно утверждать, что как
тростниковый, так и свекольный сахар содержат микроорганизмы. Важные бактериальные контаминаты — представители родов Bacillus, Paenibacillus и Clostridium, которые иногда становятся причиной затруднений в консервном производстве (см. гл. 17). Если сахар хранится в условиях чрезвычайно высокой
влажности, возможен рост некоторых из этих микроорганизмов, обычно на открытых поверхностях. Успешный рост этих микроорганизмов обусловливается,
конечно, тем, что они запасают достаточное количество влаги и необходимых
питательных веществ помимо углеводов. Как утверждается, «Торула» и осмофильные штаммы Saccharomyces (Zygosaccharomyces spp.) являются причиной
порчи высоковлажных сахаров. Эти микроорганизмы являются причиной инверсии сахара. Один из наиболее проблемных микроорганизмов в сахаре-рафинаде — это Leuconostoc mesenteroides. Этот микроорганизм гидролизует сахарозу и синтезирует полимер глюкозы, известный как декстран. Этот клейкий и
слизистый полимер иногда забивает линии и трубки, через которые проходит
раствор сахарозы.
Среди кондитерских изделий, подверженных микробной порче, — шоколадные кремы, которые иногда подвергаются бурному развитию микроорганизмов.
Микроорганизмами, вызывающими порчу, являются Clostridium spp., в частности C. sporogenes, которые попадают в эти изделия с сахаром, крахмалом и, возможно, другими компонентами.
Хотя специи не подвергаются микробной порче в обычном смысле этого слова, плесени и некоторые бактерии все же растут при определенной влажности
в тех из них, которые не содержат антимикробных компонентов. Известно, что
готовая горчица подвергалась порче, вызванной дрожжами, Proteus и Bacillus

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

238

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

spp. Обработка специй пропиленоксидом уменьшает в них содержание микроорганизмов в вегетативной форме, а также спорообразующих микроорганизмов
и плесеней. Никакого развития микроорганизмов не наблюдается, пока уровень
влажности низкий.
Микробный профиль некоторых специй представлен в табл. 9.1. При исследовании изделий австрийского рынка в 160 образцах не было обнаружено
S. aureus и только один образец был обсеменен видом рода Salmonella —
S. arizonae [30]. Самое высокое содержание микроорганизмов было обнаружено в китайских специях — 2,6 ´ 10 7 /г и в черном перце — 2,2 ´ 10 7 /г. Более чем
половина из этих 160 образцов была обсеменена кишечными бактериями и более чем половина имела значение АПК 104–106 КОЕ/г [30]. Только 3 (все образцы были паприкой) из этих 160 образцов содержали потенциально афлатоксигенные грибы.

Мякоть, ядро ореха
Из-за чрезвычайно высокого содержания жира и низкого содержания воды
в орехах пекан и грецких орехах (см. табл. 9.4) эти продукты в большой степени невосприимчивы к бактериям, вызывающим порчу. На них могут расти плесени, если они хранятся в условиях увеличивающейся в процессе хранения
влажности. Исследование мякоти ореха выявляет плесени множества родов,
содержание которых возрастает в продукте в процессе сбора, раскалывания,
сортировки и упаковки (см. гл. 30 об афлатоксинах, обнаруживаемых в мякоти
ореха).

Таблица 9.4. Процентный состав различных пищевых продуктов
Продукты

Вода

Углеводы

Белки

Жиры

Неорганические
вещества

Пиво (4% алкоголя)
Хлеб белый
Масло
Кекс, пирог
Финиковое печенье
Желе
Маргарин
Майонез
Арахисовое масло
Миндаль (сушеный)
Бразильские орехи
Орехи кешью
Арахис
Орехи пекан
Среднее

90,2
34,5
15,5
19,3
13,8
34,5
15,5
1,7
16,0
4,7
5,3
3,6
2,6
3,0
3,8

4,4
52,3
0,4
49,3
75,8
65,0
0,4
21,0
3,0
19,6
11,0
27,0
23,6
13,0
18,8

0,6
8,2
0,6
7,1
4,2
0,2
0,6
26,1
1,5
18,6
14,4
18,5
26,9
9,4
17,6

0,0
3,3
81,0
23,5
4,8
0,0
81,0
47,8
78,0
34,1
65,0
48,2
44,2
73,0
57,1

0,2
1,7
2,5
0,8
1,4
0,3
2,5
3,4
1,5
3,0
3,4
2,7
2,7
1,6
2,7

Источник: Watt и Merrill [65].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 9. Разнообразные пищевые продукты

239

Сухие пищевые продукты
При детальном исследовании микробиологии сухих супов Fanelli и др. [10, 11]
обнаружили, что приблизительно 17 различных видов сухих супов девяти различных фирм имели общее микробное число меньше, чем log10/г 5,00. Среди
супов была куриная лапша, куриный суп с рисом, говяжья лапша, овощной,
грибной, гороховый, томатный супы и др. Некоторые из этих изделий имели
высокое общее микробное число — log10/г 7,30, а некоторые из них имели низкое — около log102,00. Эти исследователи нашли также, что восстановленный
сухой луковый суп имеет среднее общее микробное число log10/мл 5,11 с
log103,00 колиформ, log104,00 аэробных спорообразующих форм и log10/мл 1,08
дрожжей и плесеней. После приготовления общее микробное число уменьшилось в среднем до log10 2,15, принимая во внимание, что число колиформ
уменьшается до <0,26, спорообразующих форм — до log101,64, количество
дрожжей и плесеней — до log10/мл < 1,00. В исследовании сухих соусов и соусных смесей, суповых смесей, соусной смеси для спагетти и сырной соусной
смеси C. perfringens был обнаружен в 10 из 55 образцов [42]. Количество факультативных анаэробов находилось в диапазоне от log10/г 3,00 до > 6,00. В исследовании 185 образцов сухого пищевого желатина ни в одном из образцов
значение АПК не превысило log10/г 3,70 [33]. Из 129 исследованных образцов
сухих продуктов питания для космонавтов в 93% общее микробное число составило log10/г < 4,00 [47].
Яичный порошок и сухое молоко зачастую имеют большое число микроорганизмов — порядка log10/г 6–8. Одна из причин высокой обсемененности сухих
пищевых продуктов — то, что микроорганизмы концентрируются на грамм вещества вместе с концентрацией изделия. То же самое характерно для концентратов фруктового сока, которые содержат более высокое число микроорганизмов
в отличие от свежих неконцентрированных соков.

Энтеральные питательные растворы
(медицинские пищевые продукты)
Энтеральные питательные растворы (ЭПР, или ENS), также известные как медицинские пищевые продукты, являются жидкими пищевыми продуктами, вводимыми в организм с помощью зонда. Они выпускаются в форме порошков, требующих разведения водой, или в жидкой форме. Их назначают некоторым пациентам в больницах или других учреждениях по уходу за больными, но могут также
принимать и в домашних условиях. Непрерывное введение ENS комнатной температуры осуществляется с помощью мешков для энтерального питания, при
этом процесс может продолжаться в течение 8 или более часов. Энтеральные пищевые продукты производятся несколькими коммерческими компаниями в качестве комплексной диеты, требующей только растворения их в воде перед использованием, или в качестве пищевой добавки, требующей добавления молока,
яиц и т.п. перед использованием. Препараты ENS — питательный комплекс
с различными концентрациями белков, пептидов, углеводов и т.п. в зависимости
от потребности.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

240

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Микробиология ENS была оценена несколькими медицинскими исследователями, которые установили, что изделия содержат варьируемые количества и
типы бактерий и могут быть причиной инфекций у пациентов. У некоторых ENS
во время вливания была обнаружена высокая обсемененность — 108/мл [14].
В одном из исследований восстановленных (растворенных) коммерческих
ENS начальная обсемененность составила 9 ´ 10 3 /мл, которая увеличилась после 8-часовой выдержки при комнатной температуре до 7 ´ 10 4 /мл [20]. Столь
же высокая обсемененность —12 ´ 10 5 /мл — была обнаружена в другом образце
того же исследования. Наиболее часто выделяемыми микроорганизмами были
Staphylococcus epidermidis, Corynebacterium, Citrobacter, Acinetobacter spp. В ходе исследований, проведенных в Британии, обнаружено, что энтеральное питание содержало 104–106 микроорганизмов/мл, среди которых преобладали колиформы и Pseudomonas aeruginosa [15].
Была исследована способность пяти различных коммерческих ENS поддерживать рост Enterobacter cloacae в процессе употребления их пациентами [9].
Добавление 0,2% сорбата калия уменьшило количество этого микроорганизма
на три логарифма по сравнению с контролем. Пациенты могут быть инфицированы E. cloacae и Salmonella Enteritidis после употребления ENS [4, 14]. Были
разработаны процедуры, которые должны использоваться при подготовке/обработке ENS, чтобы минимизировать риск микробного поражения [17]. Также
представлен обзор истории и других немикробных аспектов ENS или медицинских пищевых продуктов (см. [52]).

Белок одноклеточных
В начале 1900-х гг. было предложено культивирование одноклеточных микроорганизмов в качестве прямого источника пищи для человека. Экспрессия белка
одноклеточных (SCP) была осуществлена в Институте технологии штата Массачусетс приблизительно в 1966 г. как воплощение идеи использования микроорганизмов в качестве источника пищи [54]. SCP — некорректное определение,
так как белок — это не единственный продукт, образуемый микробными клетками; это определение должно применяться к «водорослевому белку», «белку
дрожжевой клетки» и т. д. SCP, как потенциальный и реальный источник пищи
для людей, отличается от других, описанных в этой главе, за исключением клеток водорослей, так как его получают подобным способом.
Аргументы в пользу производства SCP
Необходим поиск новых источников пищи для адекватного питания будущих
поколений. Желателен источник пищи, который является питательным, для
производства которого требуется минимум земли, времени и денежных затрат.
В дополнение к этим критериям SCP можно получать, используя разнообразное
и дешевое сырье. Среди значительных преимуществ SCP перед растительными
и животными источниками белков следующие [28]:
1) микроорганизмы имеют очень короткое время воспроизводства (роста) и могут, таким образом, обеспечивать быстрое увеличение биомассы;

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 9. Разнообразные пищевые продукты

241

2) микроорганизмы могут быть легко генетически модифицированы для получения клеток с желательными свойствами;
3) высокое содержание белка;
4) производство SCP может быть основано на сырье, доступном в больших количествах;
5) производство SCP может быть осуществлено в непрерывной культуре и, таким образом, быть независимым от изменения климата.
Большая скорость и эффективность микробного производства белка в отличие
от растительных и животных источников могут быть иллюстрированы следующим образом: 1000 фунтам микробного белка, который можно получить в день,
соответствует приблизительно 1 фунт животного белка; приблизительно 80 фунтов
сои (заготавливаемой в зависимости от сельскохозяйственного сезона) — и приблизительно 50 тонн дрожжей.
Ферментация
Было исследовано большое количество морских водорослей, дрожжей, плесеней и бактерий в качестве источников SCP. Среди наиболее многообещающих
родов и исследованных видов:
1) Морские водоросли: Chlorella spp. и Scenedesmus spp.
2) Дрожжи: Candida guilliermondii, C. utilis, C. lipolytica и C. tropicalis; Debaryomyces kloeckeri; Candida famata, C. methanosorbosa; Pichia spp.; Kluyveromyces fragilis; Hansenula polymorpha; Rhodotorula spp.; Saccharomyces spp.
3) Мицелиальные грибы: Agaricus spp.; Aspergillus spp.; Fusarium spp.; Penicillium spp.; Saccharomycopsis fibuligera и Trichosporon cutaneum.
4) Бактерии: Bacillus spp., Acinetobacter calcoaceticus, Cellulomonas spp.; Nocardia
spp.; Methylomonas spp., Aeromonas hydrophila; Alcaligenes eutrophus (Hydrogenomonas eutropha), Mycobacterium sp.; Spirulina maxima и Rhodopseudomonas sp.
Среди этих групп микроорганизмов дрожжам уделяют наибольшее внимание.
Выбор микроорганизма диктуется в значительной степени типом субстрата.
Цианобактерия Spirulina maxima растет в неглубоководных водоемах с высокой
концентрацией бикарбонат-ионов при температуре 30 °C и pH 8,5–11,0. Она
может быть выделена из водоема и высушена для использования в пищевой промышленности. Она употреблялась населением Республики Чад в течение многих лет [54]. Для другой цианобактерии требуется солнечный свет, CO2, минералы, вода и надлежащие температуры роста. Однако крупномасштабное использование таких клеток в качестве источников SCP, как считают, практически
возможно только в странах, расположенных ниже 35° широты, где солнечный
свет доступен круглогодично [37].
Бактерии, дрожжи и плесени можно выращивать на самых разнообразных
субстратах, включая отходы пищевой промышленности (типа подсырной сыворотки и барды, картофельных очистков, отходов консервного производства и
отходов кофейного производства), промышленные отходы (типа сульфит-спиртовой барды в бумажной промышленности) и целлюлозные отходы (включая
багассу, отходы производства газетной бумаги и солому ячменя). В случае ис-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

242

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

Таблица 9.5. Субстратные материалы, которые поддерживают рост микроорганизмов
в процессе производства SCP
Субстраты
CO2 и солнечный свет
n-алканы, керосин
Метан

H2 и CO2
Газойль
Метанол
Этанол
Сульфитные отходы алкогольной промышленности
Целлюлоза
Крахмалы
Сахар

Микроорганизмы
Chlorella pyrenoidosa
Scenedesmus quadricauda
Spirulina maxima
Candida intermedia, C. lipolytica,
C. tropicalis
Nocardia spp.
Methylomonas sp.
(Methanomonas)
Methylococcus capsulatus
Trichoderma spp.
Alcaligenes eutrophus
(Hydrogenomonas eutropha)
Acinetobacter calcoaceticus
(Micrococcus cerifleans)
Candida lipolytica
Methylomonas methanica
(Methanomonas methanica)
Candida utilis
Acinetobacter calcoaceticus
Candida utilis
Cellulomonas spp.
Trichoderma viride
Saccharomycopsis fibuligera
Saccharomyces cerevisiae
Candida utilis
Kluyveromyces fragilis

пользования целлюлозных отходов необходимо использовать микроорганизмы,
которые могут утилизировать целлюлозу, например Cellulomonas sp. или Trichoderma viride. Была использована смесь культур Cellulomonas и Alcaligenes. Для
крахмалистых материалов — комбинация Saccharomycopsis fibuligera и Candida
sp. типа C. utilis, в которой первые гидролизуют крахмалы, а последние развиваются на гидролизованных изделиях для производства биомассы. Другие виды
субстратов и микроорганизмов представлены в табл. 9.5.

Продукты на основе SCP
Клетки могут использоваться непосредственно как источник белка в составе
кормов для животных, в результате чего высвобождается пищевое сырье, например кукуруза, для потребления человеком, они также могут использоваться
как источник белка или компонент пищи для питания человека. В случае кормов
или кормовых добавок сухие клетки могут использоваться без дальнейшей обработки. Интактные клетки Spirulina maxima употреблялись людьми в пищу, по
крайней мере, в одной стране Африки, как отмечено выше.
Для использования человеком наиболее желательны такие продукты на
основе SCP, как концентраты или изоляты, которые могут быть использованы

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 9. Разнообразные пищевые продукты

243

в производстве SCP продуктов. Чтобы получить функциональные белковые волокна, клетки механически разрушают, клеточные стенки удаляют центрифугированием, белки разрушенных клеток прецепитируют, а затем полученный
таким образом белок экструдируют через подобные шприцу отверстия в подходящий растворитель типа ацетатного буфера, HClO4, уксусной кислоты и т. п.
Волокна SCP могут быть использованы для формирования текстурированных
белковых изделий. Белок пекарских дрожжей — один из продуктов этого типа,
одобренный для человеческого питания как компонент пищи в США.

Употребление в пищу и безопасность SCP
Химические исследования микроорганизмов, предназначенных для изготовления SCP, показывают, что они сопоставимы по содержанию аминокислот с растительными и животными источниками с возможным исключением метионина,
содержание которого в некоторых источниках SCP ниже среднего. Содержание
азота относительно высоко во всех SCP. Например, приблизительный процентный состав азота на сухой остаток следующий: бактерии — 12–13, дрожжи —
8–9, морские водоросли — 8–10 и мицелиальные грибы — 5–8 [28]. Помимо
белков, микроорганизмы содержат достаточные уровни углеводов, липидов и
минеральных веществ, а также они являются превосходными источниками витаминов группы B. Содержание жира изменяется среди этих источников следующим образом: самый высокий уровень содержания — в водорослевых клетках,
самый низкий — в бактериях. В сухом остатке нуклеиновые кислоты составляют в среднем 3–8% для морских водорослей, 6–12% для дрожжей и 8–16% для
бактерий [28]. Содержание витаминов группы B высоко во всех источниках
SCP. Перевариваемость SCP в экспериментах на животных оказалась более низкой, чем для животных белков типа казеина. Был сделан полный обзор химического состава SCP, полученного из большого разнообразия микроорганизмов
[7–64].
Результаты, полученные при исследовании питания крыс продуктами из
SCP, оказались успешнее, чем в экспериментах на человеке, кроме случая с некоторыми продуктами из дрожжевых клеток. Желудочно-кишечные расстройства — распространенные жалобы после употребления водорослевого и бактериального SCP, эти и другие проблемы, связанные с потреблением SCP, были
рассмотрены в другом обзоре [64]. При использовании грамотрицательных бактерий в качестве источника SCP для питания человека эндотоксины могут быть
удалены или детоксифицированы.
Высокое содержание нуклеиновых кислот в SCP ведет к формированию
почечных камней и/или подагре. Содержание нуклеиновых кислот в бактериальном SCP может достигать 16%, тогда как рекомендуемая норма ежедневного потребления — приблизительно 2 г. Эти проблемы вызваны накоплением мочевой кислоты, которая является ограниченно растворимой в плазме.
Разложение нуклеиновых кислот происходит до пуриновых и пиримидиновых оснований. Аденин и гуанин (пурины) метаболизируются до мочевой
кислоты. Низшие животные могут разлагать мочевую кислоту до растворимых аллантоиновых компонентов (так как они обладают ферментом уреазой), и следовательно, потребление высоких уровней нуклеиновых кислот не

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

244

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

представляет метаболических проблем для этих животных в отличие от людей. Высокое содержание нуклеиновых кислот представляло проблемы на
ранней стадии развития и использования SCP, однако количество этих веществ может быть уменьшено до уровней ниже 2% методами кислотного
осаждения, кислотного или щелочного гидролиза или использованием эндогенной и бычьей панкреатической РНКазы.

Бутилированная вода
«Вода, которая продается в бутылке» — слишком простое и к тому же неполное
определение бутилированной воды, представленной на рынке. Это определение
дано Комиссией «Кодекс Алиментариус» Европейского экономического сообщества (Директива совета о пригодных питьевых водах), вода контролируется
в большинстве стран тем же самым органом, который контролирует пищевые
продукты. Существующая бутилированная вода делится на следующие группы:
(по [21], [29]):
Природная минеральная вода (eaux plates в Европе)
Естественно газированная природная минеральная вода
Негазированная природная минеральная вода
Газированная природная минеральная вода
Грунтовая вода
Родниковая вода
Классифицируемая бутилированная вода должна быть пригодна для питья,
что означает, что в ней не должно быть патогенов, ядовитых веществ, она не
должна обладать нежелательными ароматом, цветом, мутностью или вкусом
(см. [21]). pH негазированной воды должен быть нейтральным, однако рН газированной воды должен находиться между 3 и 4,0 или ниже 3,5.
Микробиология питьевой воды сложна и была рассмотрена Szewzyk и др.
[59]. Бутилированные воды зачастую не содержат кишечных патогенов, которые сохраняются в магистральной питьевой воде, но в них может быть обнаружена Legionella pneumophila (возбудитель легионеллеза), способная выживать
в течение нескольких месяцев в стерильной питьевой воде (см. [59]). Безопасность бутилированной воды определяют, проверяя ее на колиформы — неспецифические фекальные колиформы или E. coli. По рекомендации ВОЗ 1993 г. в
тесте на фекальные колиформы допустимой нормой считается, если их содержание в пробе <1 КОЕ/100 мл. При исследовании воды мембранно-фильтрационным методом должно присутствовать не более 3 колиформ/100 мл. Определение
АПК бутилированной воды имеет небольшое значение в определении безопасности, так как это число не должно превышать 102/100 мл. Из-за разрушительного действия низкого pH газированной бутилированной воды тест на колиформы
не обязателен.
Виды микроорганизмов, которые обнаружены в пригодной для питья бутилированной воде, представлены в основном грамотрицательными бактериями,
так как они гораздо более способны к синтезу первичных метаболитов de novo,
чем грамположительные, и, таким образом, могут выживать при следовых количествах органической материи. Псевдомонады среди них не обнаруживают,

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 9. Разнообразные пищевые продукты

245

большее опасение для ослабленных людей вызывает присутствие в бутилированной воде P. aeruginosa или Burkholderia cepacia из-за инфекционного характера этих микроорганизмов. Присутствие организмов этого типа уменьшают
при помощи озона в ходе промышленного бутилирования воды. FDA одобрила
в 1997 г. максимальный уровень озонирования во время хранения воды в бутылках 0,4 ppm [29].
Результаты различных исследований на присутствие E. coli и других колиформ, а также результаты инокулирования E. coli 0157:H7 в бутилированные
воды различны. Анализ 104 марок бутилированных вод 10 стран не обнаружил
E. coli или колиформы ни в одной из них [16]. В исследовании на норовирусы
(см. гл. 31) ни одного не было обнаружено в 1436 исследованиях бутилированной воды в емкостях различных размеров, хотя по ПЦР-РВ 34 (2,4%) были
предположительно обсеменены, но анализ последовательности ДНК этого не
подтвердил [32]. E. coli 0157:H7 может выживать в течение > 300 дней при инокулировании смеси из 10 штаммов концентрацией log103,24–6,54 КОЕ/мл в бутилированной родниковой и минеральной воде [63]. Эти исследователи представили доказательства формирования инокулированными микроорганизмами
биопленки на стенках контейнеров. Предыдущие исследователи установили,
что число E. coli уменьшилось с 3 до 5 логарифмов в минеральной воде, выдержанной при 20–25 °C.
При детальном исследовании нетоксигенного штамма E. coli 0157:H7, добавленного к трем типам бутилированных природных и негазированных минеральных вод в количестве 103 и 106 КОЕ/мл, хранящихся при 15 °C и при 10 °C, никаких различий между выживанием клеток в природной негазированной, стерильной природной минеральной и природной негазированной водах в течение
35 дней не было выявлено [26]. В целом инокулируемые клетки дольше всех сохранили жизнеспособность в природной негазированной воде. Были представлены факты, показывающие, что клетки лизируются в процессе хранения, и их
лизат является готовым субстратом для автохтонной бактериальной биоты.
В отношении льда, используемого для охлаждения спиртных напитков, 9%
3528 образцов содержали колиформы и 1% содержал E. coli или энтерококков
в количестве более 102 КОЕ/100 мл [43]. АПК (при 37 °C) 11% этих образцов составил > 103 КОЕ/мл. Лед, используемый для охлаждения продуктов питания на
прилавках-витринах, имел более низкое качество: 23% образцов содержали колиформы и 5% — E. coli [43].
Фруктовая бутилированная вода стала источником относительно новой
уксуснокислой бактерии, Asaia sp. [40]. Этот микроорганизм, содержащийся
в бутилированной воде, не был замечен сразу до его размножения из-за высокой
мутности. При исследовании уксуснокислая бактерия была обнаружена в количестве ³ 10 6 КОЕ/мл [40].

Литература
1. Baker, R.C., S. Hogarty, and W. Poon. 1983. Survival of Salmonella Typhimurium and Staphylococcus
aureus in egg products cooked by different methods. Poult. Sci. 62:1211–1216.
2. Braun, P., and K. Fehlhaber. 1995. Migration of Salmonella Enteritidis from the albumen into the egg yolk. Int.
J. Food Microbiol. 25:95–99.
3. Brooks, J., and H.P. Hale. 1959. The mechanical properties of the thick white of the hen’s egg. Biochem.
Biophys. Acta 32:237–250.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

246

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

4. Casewell, M.W., J.E. Cooper, and M. Webster. 1981. Enteral feeds contaminated with Enterobacter cloacae
as a cause of septicaemia. Br. Med. J. 282:973.
5. Chantarapanont, W., L. Slutsker, R.V. Tauxe, and L.R. Beuchat. 2000. Factors influencing inactivation
of Salmonella Enteritidis in hard-cooked eggs. J. Food Protect. 63:36–43.
6. Christiansen, L.N., and N.S. King. 1971. The microbial content of some salads and sandwiches at retail
outlets. J. Milk Food Technol. 34:289–293.
7. Cooney, C.L., С. Rha, and S.R. Tannenbaum. 1980. Single-cell protein: Engineering, economics, and
utilization in foods. Adv. Food Res. 26:1–52.
8. Curtis, P.A., K.E., Anderson, and F.T. Jones. 1995. Cryogenic gas for rapid cooling of commercially
processed shell eggs before packaging. J. Food Protect. 58:389–394.
9. Fagerman, K.E., J.D. Paauw, M.A. McCamish, and R.E. Dean. 1984. Effects of time, temperature, and
preservative on bacterial growth in enteral nutrient solutions. Am. J. Hosp. Pharm. 41:1122–1126.
10. Fanelli, M.J., A.C. Peterson, and M.F. Gunderson. 1965. Microbiology of dehydrated soups. I. A survey. Food
Technol. 19:83–86.
11. Fanelli, M.J., A.C. Peterson, and M.F. Gunderson. 1965. Microbiology of dehydrated soups. III. Bacteriological examination of rehydrated dry soup mixes. Food Technol. 19:90–94.
12. Fowler, J.L., and W.S. Clark, Jr. 1975. Microbiology of delicatessen salads. J. Milk Food Technol. 38:146–149.
13. Fowler, J.L., and J.F. Foster. 1976. A microbiological survey of three fresh green salads: Can guidelines be
recommended for these foods? J. Milk Food Technol. 39:111–113.
14. Furtado, D., A. Parrish, and P. Beyer. 1980. Enteral nutrient solutions (ENS): In vitro growth supporting
properties of ENS for bacteria. J. Paren. Ent. Nutr. 4:594.
15. Gill, K.J., and P. Gill. 1981. Contaminated enteral feeds. Br. Med. J. 282:1971.
16. Grant, M.A. 1998. Analysis of bottled water for Escherichia coli and total coliforms. J. Food Protect.
61:334–338.
17. Grцschel, D.H.M. 1983. Infection control considerations in enteral feeding. Nutr. Suppl. Serv. 3:48–49.
18. Harris, N.D., S.R. Martin, and L. Ellias. 1975. Bacteriological quality of selected delicatessen foods. J. Milk
Food Technol. 38:759–761.
19. Hesseltine, C.W., R.R. Graves, R. Rogers, and H.R. Burmeister. 1969. Aerobic and facultative microflora
of fresh and spoiled refrigerated dough products. Appl. Microbiol. 18:848–853.
20. Hostetler, C, Т.О. Lipman, M. Geraghty, and H.R. Parker. 1982. Bacterial safety of reconstituted continuous
drip tube feeding. J. Paren. Ent. Nutr. 6:232–235.
21. ICMSF. 1986. Microorganisms in Foods. 2. Sampling for Microbiological Analysis: Principles and Specific
Applications, 2nd ed., 234–243. Toronto: University of Toronto Press.
22. Jones, D.R., J.K. Northcutt, M.T. Musgrove, P.A. Curtis, K.E. Anderson, D.L. Fletcher, and N.A. Cox. 2003.
Survey of shell egg processing plant sanitation programs: Effects of egg contact surfaces. J. Food Protect.
66:1486–1489.
23. Julseth, R.M., and R.H. Deibel. 1974. Microbial profile of selected spices and herbs at import. J. Milk Food
Technol. 37:414–419.
24. Kдferstein, F.K. 1976. The microflora of parsley. J. Milk Food Technol. 39:837–840.
25. Kereluk, K., and M.F. Gunderson. 1959. Studies on the bacteriological quality of frozen meat pies. I. Bacteriological survey of some commercially frozen meat pies. Appl. Microbiol. 7:320–323.
26. Kerr, M., M. Fitzgerald, J.J. Sheridan, D.A. McDowell, and I.S. Blair. 1999. Survival of Escherichia coli
0157:H7 in bottled natural mineral water. J. Appl. Microbiol. 87:833–841.
27. Khalil, A.H., and E.H. Mansour. 1998. Alginate encapsulated bifidobacteria survival in mayonnaise. J. Food
Sci. 63:702–705.
28. Kihlberg, R. 1972. The microbe as a source of food. Annu. Rev. Microbiol. 26:427–466.
29. Kim, H., and P. Feng. 2001. Bottled water. In Compendium of Methods for the Microbiological Examination
of Foods, 4th ed., 573–576, ed. F.P. Downes and K. Ito. Washington, DC: American Public Health Association.
30. Kneifel, W., and E. Berger. 1994. Microbiological criteria of random samples of spices and herbs retailed
on the Austrian market. J. Food Protect. 57:893–901.
31. Kurtzman, C.P., R. Rogers, and C.W. Hesseltine. 1971. Microbiological spoilage of mayonnaise and salad
dressings. Appl. Microbiol. 21:870–874.
32. Lamothe, G.T., T. Putallaz, H. Joosten, and J.D. Marugg. 2003. Reverse transcription-PCR analysis of bottled
and natural mineral waters for the presence of noroviruses. Appl. Environ. Microbiol. 69:6541–6549.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 9. Разнообразные пищевые продукты

247

33. Leininger, H.V., L.R. Shelton, and K.H. Lewis. 1971. Microbiology of frozen cream-type pies, frozen
cooked-peel shrimp, and dry food-grade gelatin. Food Technol. 25:224–229.
34. Leuschner, R.G.K., M.J.A. O’Callaghan, and E.K. Arendt. 1998. Bacilli spoilage in part-baked and rebaked
brown soda bread. J. Food Sci. 63:915–918.
35. Levine, P., B. Rose, S. Green, G. Ransom, and W. Hill. 2001. Pathogen testing of ready-to-eat meat and
poultry products collected at federally inspected establishments in the United States, 1990 to 1999. J. Food
Protect. 64:1188–1193.
36. Lifshitz, A., R.G. Baker, and H.B. Naylor. 1964. The relative importance of chicken egg exterior structures
in resisting bacterial penetration. J. Food Sci. 29:94–99.
37. Litchfield, J.H. 1977. Single-cell proteins. Food Technol. 31:175–179.
38. Litsky, W., I.S. Fagerson, and C.R. Fellers. 1957. A bacteriological survey of commercially frozen beef,
poultry and tuna pies. J. Milk Food Technol. 20:216–219.
39. Meldrum, R.J., and C.D. Ribeiro. 2003. Campylobacter in ready-to-eat foods: The result of a 15-month
survey. J. Food Protect. 66:2135–2137.
40. Moore, J.E., M. McCalmont, J. Xu, B.C. Miller, and N. Heaney. 2002. Asaia sp., an unusual spoilage organism
of fruit-flavored bottled water. Appl. Environ. Microbiol. 68:4130–4131.
41. Muriana, P.M., and L. Kanach. 1995. Use of Nisaplin™ to inhibit spoilage bacteria in buttermilk ranch
dressing. J. Food Protect. 58:1109–1113.
42. Nakamura, M., and K.D. Kelly. 1968. Clostridium perfringens in dehydrated soups and sauces. J. Food Sci.
33:424–426.
43. Nichols, G., I. Gillespie, and J. de Louvois. 2000. The microbiological quality of ice used to cool drinks and
ready-to-eat food from retail and catering premises in the United Kingdom. J. Food Protect. 63:78–82.
44. Pace, P.J. 1975. Bacteriological quality of delicatessen foods: Are standards needed? J. Milk Food Technol.
38:347–353.
45. Paradis, D.C., and M.E. Stiles. 1978. A study of microbial quality of vacuum packaged, sliced bologna.
J. Food Protect. 41:811–815.
46. Pederson, C.S. 1930. Bacterial spoilage of a thousand island dressing. J. Bacteriol. 20:99–106.
47. Powers, E.M., С. Ay, H.M. El-Bisi, and D.B. Rowley. 1971. Bacteriology of dehydrated space foods. Appl.
Microbiol. 22:441–445.
48. Powers, E.M., T.G. Latt, and T. Brown. 1976. Incidence and levels of Bacillus cereus in processed spices.
J. Milk Food Technol. 39:668–670.
49. Powers, E.M., R. Lawyer, and Y. Masuoka. 1975. Microbiology of processed spices. J. Milk Food Technol.
38:683–687.
50. Rehberger, T.G., L.A. Wilson, and B.A. Glatz. 1984. Microbiological quality of commercial tofu. J. Food
Protect. 47:177–181.
51. Sagoo, S.K., C.L. Little, and R.T. Mitchell. 2003. Microbiological quality of open ready-to-eat salad
vegetables: Effectiveness of food hygiene training of management J. Food Protect. 66:1581–1586.
52. Schmidl, M.K., and T.P. Labuza. 1992. Medical foods. Food Technol. 46:87–96.
53. Smittle, R.B. 2000. Microbiological safety of mayonnaise, salad dressings, and sauces produced in the United
States: A review. J. Food Protect. 63:1144–1153.
54. Snyder, H.E. 1970. Microbial sources of protein. Adv. Food Res. 18:85–140.
55. Soriano, J.M., H. Rico, J.С. Molto, and J. Maсes. 2001. Incidence of microbial flora in lettuce, meat and
Spanish potato omelette from restaurants. Food Microbiol. 18:159–163.
56. Surkiewicz, B.F. 1966. Bacteriological survey of the frozen prepared foods industry. Appl. Microbiol.
14:21–26.
57. Surkiewicz, B.F., R.J. Groomes, and A.P. Padron. 1967. Bacteriological survey of the frozen prepared foods
industry. III. Potato products. Appl. Microbiol. 15:1324–1331.
58. Swartzentruber, A., A.H. Schwab, B.A. Wentz, A.P. Duran, and R.B Read, Jr. 1984. Microbiological quality
of biscuit dough, snack cakes and soy protein meat extender. J. Food Protect. 47:467–470.
59. Szewzyk, U., R. Szewzyk, W. Manx, and K.-H. Schleifer. 2000. Microbiological safety of drinking water.
Ann. Rev. Microbiol. 54:81–127.
60. Todd, E.C.D., G.A. Jarvis, K.F. Weiss, and S. Charbonneau. 1983. Microbiological quality of frozen creamtype pies sold in Canada. J. Food Protect. 46:34–40.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

248

Часть III. Микроорганизмы в продуктах питания

61. Tranter, H.S., and R.G. Board. 1984. The influence of incubation temperature and pH on the antimicrobial
properties of hen egg albumen. J. Appl. Bacteriol. 56:53–61.
62. Villari, P., M. Crispino, P. Montuori, and S. Stanzione. 2000. Prevalence and molecular characterization of Aeromonas spp. in ready-to-eat foods in Italy. J. Food Protect. 63:1734–1757.
63. Warburton, D.W., J.W. Austin, B.H. Harrison, and G. Sanders. 1998. Survival and recovery of Escherichia
coli 0157:H7 in inoculated bottled water. J. Food Protect. 61:948–952.
64. Waslien, C.I. 1976. Unusual sources of proteins for man. CRC Crit. Rev. Food Set. Nutr. 6:77–151.
65. Watt, B.K., and A.L. Merrill. 1950. Composition of foods — Raw, processed, prepared. Agricultural
Handbook No. 8. Washington, DC: USDA.
66. Wentz, B.A., A.P. Duran, A. Swartzentruber, A.B. Schwab, and R.B. Read. Jr. 1984. Microbiological quality
of frozen breaded onion rings and tuna pot pies. J. Food Protect. 47:58–60.
67. Xiong, R., G. Xie, and A.S. Edmondson. 1999. The fate of Salmonella Enteritidis PT4 in home-made mayonnaise prepared with citric acid. Lett. Appl. Microbiol. 28:36–40.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Часть IV
Определение микроорганизмов
и продуктов их
жизнедеятельности
в продуктах питания
Если согласиться с утверждением о том, что возможности той или иной
области науки продиктованы в первую очередь используемыми в ней методами, то материал, представленный здесь, крайне важен для пищевой микробиологии. В главах 10 и 11 представлены как традиционные, так и современные методы, отличающиеся повышенной точностью, чувствительностью
и селективностью. Тем не менее в указанных главах представлен далеко
не полный перечень методов, поскольку их совершенствование идет непрерывно и очень высокими темпами. Более полное и глубокое рассмотрение
современных методов можно найти в литературе, ссылки на которую представлены ниже. Методы, использующие культуры тканей и подопытных животных, рассмотрены в главе 12. Информация о методах, используемых для
исследования конкретных групп микроорганизмов, представлена в части VII.

1. Feng, P. 1997. Impact of molecular biology on the detection of foodborne pathogens.
Mol. Biotechnol. 7:267–278. Содержит описание наиболее часто применяемых
методов, а также список, включающий большинство имеющихся на рынке
молекулярно-биологических и иммунологических тестовых систем.
2. Hill, W.E. 1996. The polymerase chain reaction: Applications for the detection of
foodborne pathogens. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 36:123–173. Подробно описывает
основы метода полимеразной цепной реакции и его применения для определения
патогенных микроорганизмов в продуктах питания. Также приведен подробный
список праймеров, используемых для этих целей.
3. McKillip, J.L., and M. Drake. 2004. Real-time nucleic acid-based detection methods for pathogenic bacteria in food. J. Food Protect. 67:823–832. Описание методов
определения микроорганизмов с использованием нуклеиновых кислот, отражающее современное их состояние. Снабжено списком имеющихся на рынке
тестовых систем.
4. McMeekin, T.A., ed. 2003. Detecting Pathogens in Foods. Boca Raton, FL: CRC
Press. Описание методов, представленных в гл. 10 и 11.
5. Scheu, P.M., K. Berghof, and U. Stahl. 1998. Detection of pathogenic and spoilage
microorganisms in food with the polymerase chain reaction. Food Microbiol. 15:13–31.
Прекрасное описание применения методов, основанных на использовании ПЦР,
для исследования микрофлоры пищевых продуктов.
6. Tortorello, M.L., and S.M. Gendel, eds. 2002. Food Microbiology and Analytical
Methods. New York: Marcel Dekker.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

10
Методы культивирования,
отбора образцов и микроскопии

Оценка пищевых продуктов на присутствие, видовую принадлежность и численность микроорганизмов и/или продуктов их жизнедеятельности — основа
пищевой микробиологии. Несмотря на важность этого, ни один из часто используемых методов не позволяет определить точное число микроорганизмов в продовольственном продукте. Хотя некоторые методы анализов по тем или иным
параметрам лучше остальных, каждый метод имеет некоторые ограничения
в использовании.
Четыре основных метода, чаще всего используемых для оценки «общей численности», следующие:
1) стандартный подсчет колоний (СПК) или аэробный подсчет колоний (АПК),
используемые для определения количества живых клеток или колониеобразующих единиц (КОЕ);
2) метод подсчета наиболее вероятного числа (НВЧ), используемый для статистического определения количества жизнеспособных клеток;
3) использование техники восстановления красителя для оценки числа жизнеспособных клеток, обладающих восстанавливающей способностью;
4) прямой микроскопический подсчет (DMC), используемый для определения
количества как жизнеспособных, так и нежизнеспособных клеток.
Все эти методы обсуждаются в этой главе, наряду с их использованием при
определении микроорганизмов из различных источников. Детализированные
процедуры их использования могут быть получены из ссылок в табл. 10.1. Существуют также модификации этих базовых методов, предназначенные для
определения поверхностной микрофлоры, помимо этого в таблице отражены и
попытки усовершенствовать их эффективность.

Стандартный подсчет колоний
При применении метода стандартного подсчета колоний (СПК) порции образцов пищевых продуктов измельчаются или гомогенизируются, затем растворяются в подходящем растворителе, после чего высеваются на агаровую среду
и инкубируются при соответствующей температуре в течение определенного
времени, по прошествии которого подсчитываются все видимые колонии с использованием Квебек или электронного счетчика. Стандартный подсчет колоний — безусловно, наиболее широко используемый метод для определения числа жизнеспособных клеток или колониеобразующих единиц (КОЕ) в пищевых

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 10. Методы культивирования, отбора образцов и микроскопии

251

Таблица 10.1. Ссылки на стандартные методы микробиологического анализа
пищевых продуктов
Рекомендации
72
Прямой микроскопический подсчет
Стандартный подсчет колоний
Метод наиболее вероятных чисел
Восстановления красителя
Колиформные бактерии
Грибы
Флюоресцентные антитела
Отбор проб
Паразиты

12

79
X
X
X

X
X

73

31

80

36

89

X
X
X
X
X

X
X
X

X

X
X
X

X
X
X

X
X
X
X

X
X
X

X
X
X
X

X

X

продуктах. После осуществления подсчета количества жизнеспособных клеток
в продукте это количество может быть рассмотрено как функция, по крайней
мере, некоторых следующих факторов:
1) выбор используемого метода;
2) распределения организмов в образце пищи;
3) природа микробиоты продукта;
4) природа материала продукта;
5) история пищевого продукта до проведения анализа;
6) адекватность используемых плотных питательных сред относительно наличия питательных веществ;
7) температура и время инкубации;
8) рН, активность воды (aw) и окислительно-восстановительный потенциал (Eh)
плотных питательных сред;
9) тип использованного растворителя;
10) относительное количество микроорганизмов в образце;
11) наличие других конкурентных или антагонистических организмов.
В дополнение к отмеченным ограничениям, разделение групп с помощью анализа колоний также ограничивается степенью ингибирования и эффективностью используемых селективного и/или дифференцирующего агентов.
Хотя стандартный подсчет колоний (СПК) чаще всего осуществляется глубинным посевом, сравнимые результаты могут быть получены и поверхностным посевом. В этом случае используются агаровые чашки с твердой поверхностью. Растворенные образцы наносятся на поверхность чашки, после чего с
помощью согнутого стеклянного шпателя («хоккейные клюшки») 0,1 мл инокулюма тщательно и равномерно распределяется по всей поверхности. Такое распределение дает преимущества в определении числа чувствительных к высокой
температуре психрофилов в пищевых продуктах, потому что организмы не попадают в контакт с расплавленным агаром. Выбор этого метода оправдан, когда
особенности колоний важны для их предварительной идентификации, а также
для большинства селективных сред. Для строгих аэробов очевидно предпочти-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

252

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

телен поверхностный посев, но микроаэрофильные организмы при таком посеве
имеют тенденцию расти медленнее. Среди неудобств поверхностного посева —
проблема растирания (особенно когда поверхность агара влажная) и плотности
колоний, что затрудняет подсчет. Также см. раздел «Спиральный плоттер».

Гомогенизация образцов пищевых продуктов
До конца 1970-х гг. организмы для посева выделялись почти исключительно
с использованием механических измельчителей. В 1971 г. в Великобритании
Sharpe и Jackson [114] был разработан Colwell Stomacher, и это устройство на сегодняшний день является одним из наиболее распространенных для гомогенизации пищевых продуктов. Stomacher представляет собой относительно простое
устройство, гомогенизирующее образцы в специальном пластиковом боксе
энергичным ударом двух лопастей. Эффект удара состоит в разрезании образцов пищевых продуктов; выделяющиеся при этом микроорганизмы суспендируются в растворителе. Существует несколько доступных моделей этих инструментов, но модель 400 наиболее широко используется в лабораториях пищевой
микробиологии. Эта модель устройства может применяться для образцов (растворителя и экземпляра) объемом 40–400 мл.
Качество Stomacher многие исследователи сопоставили с высокоскоростным
блендером для анализа пищевых продуктов. Подсчет колоний для образцов, обработанных на Stomacher, не отличается от такового для образцов, обработанных блендером. Это устройство предпочтительнее блендера по следующим
причинам:
1) устраняется необходимость чистить и складировать контейнеры блендера;
2) не происходит повышение температуры за время нормальной операции (не
более 2 мин);
3) гомогенаты могут сохраняться в контейнерах Stomacher в замороженном состоянии для дальнейшего сохранения;
4) уровень шума заметно ниже, чем у механического блендера.
При исследовании Stomacher Sharpe и Harshman [113] показано уменьшение летального действия по сравнению с блендером на Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis и Escherichia coli. Одни исследователи утверждают, что численность при использовании Stomacher была значительно выше, чем при использовании блендера [129], в то время как другие исследователи выделили большее
количество клеток с использованием блендера [5]. Позже исследователи показали, что Stomacher специфичен для пищевых продуктов; для некоторых типов пищевых продуктов он предпочтительнее, чем высокоскоростное перемешивание,
но не для всех. В других исследованиях, при определении количества клеток
стандартным подсчетом колоний (СПК), выполненным при помощи Stomacher,
блендера и встряхивания (смывом) различия были незначительными, хотя была
отмечена повышенная численность грамотрицательных бактерий при использовании Stomacher по сравнению с другими двумя методами [63]. Другое преимущество Stomacher в сравнении с перемешиванием — гомогенизация мяса при
окраске тестом на редуктазу. Holley с соавт. [54] показали, что при извлечении
бактерий из мяса с использованием Stomacher не происходит обширное разрушение тканей мяса, и, следовательно, в составе в меньшем количестве присут-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 10. Методы культивирования, отбора образцов и микроскопии

253

ствовали восстанавливающие компоненты, взаимодействующие с резазурином;
тогда как при перемешивании уровень восстанавливающих компонентов, взаимодействующих с резузурином, был значительно выше.
Другое устройство Pulsifier® является до некоторой степени сходным со
Stomacher. Оно создает высокий уровень турбулентности в пищевых продуктах,
приводящий к извлечению микроорганизмов из образца.

Спиральный плоттер
Спиральный плоттер — механическое устройство, которое распределяет жидкий инокулюм по поверхности вращающейся чашки Петри, содержащей соответствующий жидкий или твердый агар. Распределяющее устройство (рука) перемещается от центра пластины к ее краям, распределяя образец по архимедовой
спирали. Специальный прикрепленный шприц отливает непрерывно уменьшающийся объем образца так, что концентрация в центре и у края достигает соотношения 10000:1. Последующая инкубация при соответствующей температуре
указывает при развитии колоний на более высокую плотность внесенных клеток
около центра пластины, с уменьшением к краю.
Подсчет колоний на пластине, подготовленной при помощи спирального
плоттера, осуществляется при помощи специальной сетки подсчета (см. рис.
10.1, А). В зависимости от относительной плотности колоний, подсчитываются
колонии, которые появляются в одной или более определенной областях этой
сетки. Чашка Петри, приготовленная с помощью спирального плоттера, показана на рис. 10.1, Б; соответствующие зоны сетки показаны на рис. 10.1, В. В этом
примере, при внесении образца объема 0,0018 мл, в двух выбранных областях
сетки содержалось 44 и 63 колонии, соответственно, таким образом, общая численность составляет 61
, ´ 10 4 бактерий в миллилитре.

Рис. 10.1. Специальная сетка для подсчета на спиральном плоттере (A); рост организмов внесенных на спиральную пластину (Б); и расчетные области на пластине (В). В этом примере объем инокулюма составил 0,0018 мл, подсчет для двух зон показал 44 и 63 и среднее число составляет 6 ´ 104 бактерий в миллилитре. С разрешения Spiral System Instruments, Maryland.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

254

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

Устройство, описанное здесь, было изобретено Gilchrist с соавт. [44], хотя некоторые принципы были предложены более ранними исследователями, среди
которых Reyniers [105] и Trotman [128]. Метод был изучен довольно большим
количеством исследователей в сравнении с другими методами учета жизнеспособных организмов. Его сравнили с методом СПК, используя 201 образец сырого и пастеризованного молока; при этом метод показал хорошие результаты
[30]. Совместное изучение шестью аналитиками образцов молока показало, что
спиральный плоттер вполне сопоставим с СПК.
При использовании спирального плоттера было получено стандартное отклонение 0,109, по сравнению с 0,110 для СПК [94]. В другом исследовании спиральный плоттер сравнивали с тремя другими методами (в жидкости, нанесение
на поверхность, и счет в капле); при этом не было выявлено значительных различий в результатах [62]. В еще одном исследовании спиральный плоттер показал такие же результаты, что и метод капель [51]. Спиральный плоттер — официальный метод Ассоциации официальных аналитических химиков (AOAC).
Среди преимуществ спирального плоттера в качестве стандарта нанесения —
следующие: используется меньше агара; меньше чашек, растворителя и пипеток; и в три-четыре раза больше образцов может быть проанализировано в течение часа [62]. Среди неудобств — проблема того, что частицы образца могут забивать распределитель. В силу этого прибор больше подходит для использования при анализе жидких пищевых продуктов типа молока. Для использования
плоттера разработали лазерный счетчик. Из-за высокой стоимости устройства
оно не будет применяться в лабораториях, которые не анализируют большое
число чашек. Метод подробно описан в [36].

Мембранные фильтры
В этом методе используются мембраны с размером пор, позволяющим задерживать бактерии (в основном 0,45 мк), но пропускать воду или растворитель. После фильтрования данного объема и сбора на фильтре бактерий мембрана помещается на агаровую пластину или впитывающую подложку, насыщенную выбранной средой для культуры, и инкубируется. После роста производят подсчет
колоний. Вместо этого может быть использован прямой микроскопический
подсчет. В этом случае организмы, собранные на мембране, подсчитываются
под микроскопом после окрашивания, отмывания и обработки мембраны, делающей ее прозрачной. Эти методы особенно хорошо подходят для образцов, содержащих низкое число бактерий. Хотя через мембраны могут быть пропущены
относительно большие объемы воды, образцы растворенных гомогенатов некоторых пищевых продуктов должны иметь небольшой объем. Эффективность
методов мембранных фильтров для определения количества бактерий микроскопированием была улучшена путем введения флюоресцентного окрашивания.
Использование флюоресцентных красителей и флюоресцентных микроскопов
для подсчета бактерий в водах нашло широкое применение с начала 1970-х гг.
Одними из первых начали использоваться целлюлозные фильтры, однако разработанные позднее поликарбонатные нуклеопоровые фильтры обеспечивали
сохранение всех бактерий на поверхности фильтра. Во время исследования
озерной и океанской воды были использованы оба типа мембран: полученные
результаты были вдвое выше для нуклеопоровых мембран в сравнении с мембранами целлюлозы.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 10. Методы культивирования, отбора образцов и микроскопии

255

Техника прямого флюоресцентного фильтрования
Эта техника мембранной фильтрации может рассматриваться как улучшенная
модификация основного метода. Прямая эпифлюоресцентная техника фильтрации (DEFT) включает использование флюоресцентных красителей и флюоресцентной микроскопии [52] и была оценена большим числом исследователей как
быстрый метод для подсчета микроорганизмов в пищевых продуктах. Чаще всего растворенные гомогенаты пищевых продуктов фильтруются через 5-мкм
нейлоновый фильтр, после чего фильтрат собирается и обрабатывается 2 мл
тритона Х-100 и 0,5 мл трипсина. Эти реагенты используются для разложения
соматических клеток и предотвращения засорения фильтров. После инкубации
обработанные фильтраты пропускаются через нуклеопоровые поликарбонатные мембраны 0,6 мкм, которые затем окрашиваются акридиновым оранжевым
красителем. После высушивания окрашенные клетки подсчитываются при помощи флюоресцентной микроскопии и число клеток на грамм рассчитывается
умножением среднего числа в поле зрения на коэффициент увеличения микроскопа. Результат может быть получен в течение 20–30 мин, при этом метод позволяет определять от 6,000 КОЕ/г в мясных и молочных продуктах.
Метод прямого эпифлюоресцентного фильтрования использовался для молока [97] и пищевых продуктов, после чего результаты сравнивали с результатами, полученными методом аэробного подсчета колоний (АПК) и стандартным
методом Брида на сыром молоке, которое содержит 5 ´ 10 3 и 5 ´ 10 8 бактерий
в миллилитре. Метод адаптирован для подсчета количества жизнеспособных
грамотрицательных и всех грамположительных бактерий в молоке в течение
10 мин [108]. Такое число бактерий, как 5,700/мл, может быть обнаружено в термообработанном молоке и молочных продуктах в течение 20 мин [98]. В совместных исследованиях шести лабораторий сравнивались эти методы прямого
эпифлюоресцентного фильтрования и аэробного подсчета колоний, корреляционный коэффициент составил в основном около 0,9, но воспроизводимость
прямого эпифлюоресцентного фильтрования была в 1,5 раз хуже, чем аэробного подсчета колоний [96]. С помощью техники прямого эпифлюоресцентного
фильтрования после соответствующей обработки исследованы и твердые пищевые продукты, при этом в одном исследовании было обнаружено менее 60 000
микроорганизмов на грамм [120]. Технология прямого эпифлюоресцентного
фильтрования успешно использовалась для определения количества микроорганизмов в мясе и домашней птице [120] и на контактной поверхности пищевых
продуктов [53]. Более полную информацию см. в [95].

Прямое эпифлюоресцентное фильтрование микроколоний
Техника прямого эпифлюоресцентного фильтрования делает возможным прямой подсчет клеток микроскопией; прямое эпифлюоресцентное фильтрование
микроколоний является разновидностью, которая позволяет подсчитывать
только жизнеспособные клетки. Гомогенаты пищевых продуктов фильтруются
с помощью мембран по технологии прямого эпифлюоресцентного фильтрования, после чего их высевают на поверхность соответствующей питательной среды и инкубируют для развития микроколоний. Для грамотрицательных бактерий используют 3-часовую инкубацию, для грамположительных — 6-часовую

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

256

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

[107]. Микроколонии, которые развились, можно наблюдать с помощью микроскопа. Для колиформных, псевдомонад и стафилококков такие количества,
как 103/г, могут быть выявлены в течение 8 ч [107].
В другой вариации метода эпифлюоресцентная микроскопия микроколоний
объединена с гидрофобной сеткой мембранного фильтра (HGMF) [106]. Этим
методом неферментированные обработанные моющим средством образцы фильтруются через нуклеопоровые поликарбонатные мембраны, которые переносятся на поверхность селективной агаровой среды и инкубируются в течение 3
или 6 ч для грамотрицательных или грамположительных бактерий соответственно. Мембраны затем окрашиваются акридиновым оранжевым, микроколонии
подсчитываются с помощью эпифлюоресцентной микроскопии. Метод позволяет
получить результат менее чем за 6 ч без стадии восстановления поврежденных
организмов и около 12 ч, когда имеется стадия восстановления [106].

Гидрофобные сетчатые мембранные фильтры (HGMF)
Технология гидрофобных сетчатых мембранных фильтров была предложена
Sharpe и Michaud [118б, 119], и с тех пор она развивалась и использовалась для
подсчета микроорганизмов в различных пищевых продуктах. Этот метод использует специально сконструированные фильтры, которые содержат 1600 восковых сеток на отдельный мембранный фильтр, который ограничивает рост и
размер колонии отдельной ячейкой. На одном фильтре может быть подсчитано
от 10 до 9 ´ 10 4 клеток с помощью метода НВЧ; подсчет может быть автоматическим [19]. Метод позволяет обнаруживать менее 10 клеток/г, и результаты могут быть получены в течение приблизительно 24 ч [116]. Он может использоваться для общего числа КОЕ или специфических групп, таких как индикаторные микроорганизмы [8, 15, 33], грибы [17], сальмонеллы [32] и псевдомонады
[66]. Этот метод одобрен AOAC для всех колиформ, фекальных колиформ, сальмонелл и дрожжей и плесеней. При методе ISO-GRID для определения грибов
применяется специальная плотная среда, которая содержит два антибактериальных антибиотика и трипановый синий. Развивающиеся грибные колонии имеют
голубой цвет, и концентрация в 10 КОЕ/г может быть выявлена в течение 48 ч.
При типичном использовании 1 мл 1:10 гомогената фильтруется через
мембранный фильтр и переносится на соответствующую агаровую среду для
инкубирования в течение ночи для того, чтобы дать возможность развиться колониям. Колонии на сетке просчитываются, и вычисляется общее количество
микроорганизмов. Метод допускает фильтрование до 1 г пищевого продукта на
мембрану [117]. Метод ISOGRID, использующий SD-39-агар, более универсален, чем ISОGRID с использованием лактозомонезинглюкуронатного (LMG)
агара с буферной системой MUG (4-метилумбелиферил-b-D-глюкуронид) для
обнаружения E. coli в пищевых продуктах, поскольку позволяет одновременно
обнаруживать E. coli 0157:Н7 и в-D-глюкуронидазноположительные штаммы
E. coli [34]. Метод с использованием SD-39 агара обеспечивает результат в течение 24 ч с чувствительностью менее 10, в то время как LMG требует около 30 ч.
При сравнении с методом наиболее вероятных чисел для колиформ метода
гидрофобной сетчатой мембранной фильтрации, включающего насыщение, получены статистически эквивалентные результаты для колиформ и фекальных
колиформ [19]. Для насыщения гидрофобные сетчатые мембранные фильтры

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 10. Методы культивирования, отбора образцов и микроскопии

257

были помещены на триптиказный соевый агар в течение 4–5 ч при 35 °С (для
восстановления поврежденных клеток) и затем перемещены на м-FC-агар для
дополнительного инкубирования. На основе метода гидрофобных сетчатых
мембранных фильтров был разработан метод использования меченных ферментом антител (ELA) для определения E. coli 0157:Н7 (геморрагический колит,
HC) в пищевых продуктах [126]. Метод использует специальную питательную
среду, которая способствует росту штаммов геморрагического колита (HC) при
44,5 °С. Специальная питательная среда, HC-агар, содержит 0,113% солей желчных кислот ¹ 3 в отличие от 0,15%. При использовании этого метода около 90%
штаммов геморрагического колита (HC) могут быть определены в говяжьем
фарше [124]. Метод HGMF-ELA включает в себя инкубирование на HC-агаре
при 43 °С в течение 16 ч, вымывание выросших колоний из мембран, обработку
мембран фиксирующим раствором и погружение в комплекс пероксидазы хрена
с моноклональными антителами. ELA-положительные колонии окрашиваются
в фиолетовый цвет; 95% штаммов геморрагического колита (HC) могут быть обнаружены в течение 24 ч с минимальным обнаружением 10 штаммов геморрагического колита (HC) на грамм мяса.

Микроскопический подсчет колоний
Метод микроскопического подсчета колоний привлекается при подсчете микроколоний, которые развиваются в агаре, наслоенном на микроскопическое предметное стекло. На первой стадии 0,1 мл смеси молока и агара распределяется на
4 см2 стеклянного предметного стекла. Далее следуют инкубирование, высушивание и окрашивание, после чего микроколонии подсчитываются с помощью
микроскопа. В другом методе 2 мл расплавленного агара смешивается с 2 мл
подогретого молока и после смешивания 0,1 мл инокулированного агара распределяется на 4 см2 площади. Затем окрашенное тиониновым синим стекло
просматривается с 16-мм объективом микроскопа [65].

Агаровые капельки
В методе агаровых капелек Sharpe и Kilsby [115] гомогенат пищевого продукта
растворяется в пробирке с расплавленным агаром (45 °С). Для каждого образца
пищевого продукта используется три пробирки. Первая пробирка инокулируется 1 мл гомогената пищевого продукта. После смешивания используется стерильная капиллярная пипетка (0,033 мл/каплю) для перенесения серии 5 ´ 01
, мл
на дно пустых чашек Петри. Той же самой капиллярной пипеткой три капли
(0,1 мл) из первой 9-мл пробирки переносятся во вторую пробирку и затем перемешиваются, другая серия 5 ´ 01
, мл помещается рядом с первой. Этот шаг повторяется для третьей пробирки агара. Чашки Петри, содержащие агаровые капельки, инкубируют в течение 24 ч, и колонии подсчитывают с помощью 10 ´
объектива. Результаты использования этого метода для чистых культур, мяса и
овощей сравнивались с результатами, полученными стандартным подсчетом
колоний, при этом количество бактерий на каплях из обваленного мяса было немного выше, чем определенное подсчетом колоний. Метод был в три раза быстрее и за 24 ч инкубаций давал подсчет, равный полученному после 48 ч обычным подсчетом колоний. Растворение частиц не требуется, и для образца необходима только одна чашка Петри.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

258

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

Сухие пленки и методы с их применением
Метод регидратированных сухих пленок заключается в использовании двух
пластиковых пленок, соединенных одной из сторон и покрытых ингредиентами
культуральной среды и желирующим агентом холодного растворения, который
разработан компанией 3M и носит коммерческое название Petrifilm. Метод может быть использован с неселективными ингредиентами для выполнения аэробного подсчета колоний (АПК), и с селективными ингредиентами для подсчета
микроорганизмов определенной группы. Опыт использования этого метода показал, что он представляет приемлемую альтернативу методу СПК, который
использует чашки Петри, и был одобрен АОАС.
При использовании 1 мл растворителя помещается между двумя пленками и
распределяется в область питания под давлением при помощи специального
устройства. После инкубации микроколонии выявляются в неселективной пленке в силу наличия тетразолидина в питательной среде. Помимо использования
при аэробным подсчете колоний метод Petrifilm может использоваться для обнаружения и подсчета специфических групп, таких как колиформы и E. coli. При
аэробным подсчете колоний для 108 образцов молока этот метод сухих пластин
дал результаты, сопоставимые с полученными методом стандартного подсчета
колоний, и было показано, что он может быть подходящей альтернативой [45].
При сравнении с виолеткрасным желчным агаром и методом наиболее вероятных чисел (НВА) для подсчета колиформ на 120 образцах сырого молока, Петри-VRB показал себя сопоставимым с обоими методами. Разработан метод [84]
учета на сухих средах EC (E. coli); он включает использование субстрата для
в-глюкуронидазы, в силу чего E. coli отличается от других колиформ формированием голубого ореола вокруг колоний. При сравнении с классическими методами наиболее вероятных чисел и виолеткрасного желчного агара для 319 пищевых образцов, EC метод на сухих средах давал сопоставимые результаты [75].
Редигель — плотная среда, которая не использует агар как уплотняющий
агент. Здесь используется инокуляция нестерильных ингредиентов с гомогенизированными пищевыми продуктами или разжижителями, последующее смешивание и выдерживание для затвердевания в течение 30 мин. Этот метод хорош для учета психротрофных организмов, поскольку не подразумевает контакта с горячим жидким агаром, который может снизить число психротрофов, так
как некоторые из них чрезвычайно чувствительны к высокой температуре.
С другой стороны, колонии на редигеле имеют тенденцию быть довольно
маленькими в размерах. При сравнении этого метода с методами Petrifilm,
ISOGRID и спирального плоттера использовали семь различных пищевых продуктов; все методы оказались статистически сопоставимы [21].
SimPlate® — метод культур, который основан на активности нескольких
ферментов, обычных для многих обсеменяющих пищевые продукты организмов. Среды для выращивания содержат субстраты, гидролизующиеся этими
ферментами с образованием MUG (см. гл. 11), который флуоресцирует под
длинноволновым ультрафиолетовым светом. Специальные чашки для этого метода имеют отверстия или колодцы; они поставляются в двух вариантах — на 84
или 198 инкубационных лунок. Техника имеет своей основой метод определения наиболее вероятных чисел. В отличие от стандартного подсчета колоний
при применении этого метода невозможно охарактеризовать особенности коло-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 10. Методы культивирования, отбора образцов и микроскопии

259

ний. В сравнительном исследовании морепродуктов никаких существенных
различий между методами аэробного подсчета колоний, Petrifilm, на редигеле,
стандартной сетке и Sim-пластине выявлено не было [26]. При изучении 751 образца пищевых продуктов на Sim-пластине было установлено, что он может
быть подходящей альтернативой стандартному подсчету колоний, Petrifilm
и редигелю [16]. Однако некоторые пищевые продукты (сырая печень, мука
пшеницы, орехи) дали ложные положительные результаты. Сравнение Simпластины со стандартным подсчетом колоний шестью лабораториями при учете
численности гетеротрофных бактерий в воде показало, что оба метода обеспечивают сравнимый результат [61].

Наиболее вероятные числа
В этом методе образцы растворенных пищевых продуктов готовятся так же, как
и для стандартного подсчета колоний. Три серии аликвот или разведений затем
вносят в 9 или 15 пробирок соответствующей среды для метода с тремя или
пятью сериями пробирок соответственно. Численность организмов в исходном
образце определяется с использованием стандартных таблиц наиболее вероятных чисел. Метод является по сути статистическим, и результаты метода наиболее вероятных чисел чаще всего выше, чем при методе стандартного подсчета
колоний.
Метод был введен McCrady в 1915 г. Это неточный метод анализа; 95%-й доверительный интервал для экспериментов с тремя пробирками лежит в диапазоне от 21 до 395. При использовании теста с тремя пробирками 20 из 62 возможных комбинаций определяют 99% всех результатов, тогда как для теста с пятью
пробирками 49 из 214 возможных комбинаций определяют 99% всех результатов [131]. При исследовании плотности колиформ в пищевых продуктах с тремя
пробирками наиболее вероятное число составило 34, тогда как в другом этапе
изучения верхний предел мог достигать 60 [121]. Хотя Woodward [131] пришел к
заключению, что многие значения наиболее вероятных чисел недостоверны,
этот метод анализа все же стал популярным. Среди преимуществ, которыми он
обладает, следующие:
1) относительная простота;
2) результаты одной лаборатории лучше согласуются с таковыми других лабораторий, чем результаты стандартного подсчета колоний;
3) возможность определять специфические группы микроорганизмов при использовании соответствующих селективных или дифференциально-диагностических сред;
4) приемлемость для определения плотности фекальных колиформ.
Среди недостатков его использования — требование большого количества
стеклянной посуды (особенно в случае пяти пробирок, повторностей), невозможность наблюдать морфологию колоний организмов, а также недостаток его
точности.
Метод TEMPO®, базирующийся на методе наиболее вероятных чисел, использует таблицу учета на определенной среде, допускающей быстрое обнаружение флюоресцентным методом целевых организмов; результаты могут быть
получены в течение 24 ч. Это устраняет потребность в последовательных разведениях.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

260

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

Восстановление красителей
Обычно в этой процедуре используются два красителя для того, чтобы установить количество жизнеспособных организмов в соответствующих продуктах:
метилен голубой (синий) и резазурин. Для проведения теста методом восстановления красителя должным образом подготовленный супернатант из пищевого
продукта добавляют к стандартному раствору того или другого красителя до исчезновения синего цвета для метиленового синего; и до перехода от серо-голубого синего цвета к розовому или белому для резазурина. Время восстановления
красителя обычно пропорционально числу организмов в образце.
Было изучено восстановление метиленового синего и резазурина 100 культурами молока; было получено хорошее соответствие между численностью бактерий и временем, необходимым для восстановления двух красителей [43]. При
исследовании восстановления резазурина как экспресс-метода для оценки порчи говяжьего фарша, восстановление до бесцветного состояния, сильный запах
и результаты стандартного подсчета колоний хорошо коррелировали [111].
Одна из проблем использования реакции восстановления красителя для некоторых пищевых продуктов — наличие в них собственных восстанавливающих
агентов.
Austin и Thomas сообщали, что это имеет место для сырого мяса [9] и что восстановление резазурина было менее эффективно по сравнению с его использованием для приготовленного мяса. Позднее приблизительно 600 образцов успешно оценено восстановлением резазурина при добавлении 20 мл 0,0001%-го
раствора к 100 г нарезанного мяса в пластмассовом мешочке. Другой способ избежать действия восстанавливающих соединений в свежем мясе состоит в том,
чтобы гомогенизировать образцы при помощи Stomacher, а не смесителем
Waring. При использовании Stomacher гомогенаты сырого мяса были успешно
оценены с помощью восстановления резазурина, когда в гомогенаты Stomacher
добавляли раствор резазурина в 10% обезжиренного молока [54]. Гомогенаты
Stomacher содержали меньше разрушенных тканей и, следовательно, имели пониженную концентрацию восстанавливающих компонентов. Метод Holley с соавт. [54] был оценен впоследствии Dodsworth и Kemton [29], которые установили, что сырое мясо со значением СПК >107 бактерий на грамм может быть протестировано в течение 2 ч. При сравнении нитроголубого тетразолиума (NT) и
индофенил-нитрофенил-тетразолиума (INT) резазурин давал более быстрые результаты [104]. При исследовании образцов с поверхности туш овец резазурин
восстанавливался через 30 мин — 18 000 КОЕ/г, нитроголубой тетразолиум —
в течение 600 мин, что соответствует 21 000 КОЕ/г, а индофенил нитрофенил
тетразолиум — в течение 660 мин, что соответствует 18 000 КОЕ/г [108]. Восстановление метиленового синего сравнивали с аэробным подсчетом колоний
для 389 образцов замороженного гороха, и результаты были линейными по диапазону логарифма (Log) 2–10 КОЕ/г. Среднее время обесцвечивания составило
8 и 11 ч для 105 и 104 КОЕ/г соответственно.
Тесты восстановления красителя давно используются в молочной промышленности для оценки микробиологического качества сырого молока. Преимущества состоят в том, что они просты, быстры и дешевы, а также в том, что красители обесцвечивают только жизнеспособные клетки. Недостатки в том, что не

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 10. Методы культивирования, отбора образцов и микроскопии

261

все организмы восстанавливают красители одинаково, а также в том, что метод
нельзя применить к продуктам, которые содержат восстанавливающие ферменты, без использования специальной обработки. Использование флюорогенных
и хромогенных субстратов в пищевой микробиологии обсуждается в гл. 11.

Спиральные вращающиеся трубки
В этом методе используются пробирки или бутылки с завинчивающейся пробкой различных размеров. Определенное количество расплавленного и инокулированного агара вносится в сосуд так, чтобы он распределился как тонкий слой
на внутренней части сосуда. Затем следует соответствующая инкубация и подсчет колоний вращением сосуда. Это великолепный метод для определения количества облигатных анаэробов. Для более подробной информации по методу
см. Anderson и Fung [3].

Прямой микроскопический подсчет
В самой простой его форме метод прямого подсчета заключается в приготовлении мазка экземпляров пищевых продуктов или культур на предметное стекло
микроскопа, окрашивании соответствующим красителем и просмотре и подсчете клеток с помощью микроскопа (объектив масляной иммерсии). Метод прямого подсчета наиболее широко используется в молочной промышленности
для оценки числа микроорганизмов в сыром молоке или других молочных продуктах; для этого применяется специальный метод, разработанный R. S. Breed
(подсчет Брида). Метод состоит в нанесении 0,01 мл образца на 1 см2 площади
предметного стекла, после чего образец фиксируется, обезжиривается и окрашивается, организмы или их конгломераты подсчитываются. Позднее было
предложено использование калибровочного микроскопа (подробнее см. [73]).
Метод представляется как быстрый микробиологический анализ ряда пищевых
продуктов, таких как высушенные и замороженные пищевые продукты.
Преимущества метода прямого микроскопического счета состоят в том, что
он является быстрым и типовым, позволяет наблюдать морфологию клеток, допускает использование флуоресцентных методов для повышения эффективности. Недостатки — то, что он является микроскопическим методом и поэтому
утомителен аналитику, неселективен в отношении жизнеспособности клеток,
частицы продуктов трудно отличить от микроорганизмов, клетки микроорганизмов распределяются неоднородно — по одной клетке или конгломератами,
некоторые клетки плохо прокрашиваются и могут быть не учтены, и результаты
метода прямого микроскопического подсчета неизменно выше, чем результаты
подсчета колоний. Несмотря на его недостатки, он остается самым быстрым
способом оценки числа микробных клеток в продуктах питания.
Для подсчета живых клеток был разработан метод предметных стекол [11].
Метод включает использование тетразолиновой соли — (пара-иодофенил-3пара-нитрофенил)-5-фенил тетразолиум хлорида (INT). Клетки обрабатываются
на стерильном фильтре раствором тетразолиновой соли в течение 10 мин при
37 °С с последующей фильтрацией на водяной ванне на мембране 0,45 мкм. Затем мембрана высушивается в течение 10 мин при 50 °С, после чего устанавли-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

262

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

вается предметное стекло в хлопковом масле и рассматривается под покровным
стеклом. Метод показал себя как приемлемый для чистых культур бактерий и
дрожжей, но результаты этого метода отличались от АПК в среднем в пределах
1–1,5 log при анализе молока. С помощью флюоресцентной микроскопии и красителя Viablue (измененный анилиновый синий флуорохром) можно дифференцировать жизнеспособные клетки дрожжей от нежизнеспособных клеток [60,
67]. Жизнеспособные клетки можно определить путем окрашивания акридиновым оранжевым (0,01%) с последующей флюоресцентной микроскопией и подсчетом тех из них, которые флюоресцируют оранжевым цветом. Это — суть метода прямого подсчета с акридиновым оранжевым.

Учет плесени Говарда
Это микроскопический метод предметных стекол, разработанный B. J. Howard
в 1911 г. преимущественно для цели контроля продуктов из томатов. Метод
требует использования специальной камеры (предметного стекла), предназначенного для учета мицелия плесневых грибов. Метод неприменим для измельченных томатных изделий. Метод, подобный подсчету плесени Говарда, — это
метод определения количества Geotrichum candidum в консервированных напитках и плодах, который так же, как и метод Говарда, полностью описан
AOAOC [89]. Методом прямого флюоресцентного фильтрования было показано, что он коррелирует с методом подсчета плесеней Говарда для автоклавированной и неавтоклавированной томатной пасты, и он может быть альтернативой
методу подсчета плесеней Говарда [100].

Микробиологическая оценка поверхностей
Необходимость поддерживать поверхности, контактирующие с продовольствием, в гигиеническом состоянии имеет очевидное значение. Основная проблема,
которая должна быть преодолена при исследовании поверхностей или посуды
для микроорганизмов, — взятие в пробу достаточного процента устойчивой
биоты. Хотя существующие методы не позволяют собирать все организмы, их
последовательное использование в указанных областях процессов пищевых
предприятий может обеспечивать ценную информацию, хотя и очевидно, что
в пробах представлены не все организмы. Наиболее часто используемые методы
для оценки поверхностей в пищевых технологиях представлены ниже.

Смывы и влажные смывы
Смывы тампоном — самый старый и наиболее широко используемый метод для
микробиологического анализа поверхностей не только для пищевых отраслей
промышленности, но также и для больниц и ресторанов. Метод смыва тампоном
был разработан Manheimer и Ybenez. Для него используют ватный тампон или
тампон из альгината кальция. Для анализа одного смыва с данной поверхности
готовят шаблоны с отверстиями, соответствующими размерам областей, которые смываются, например, 1 дм2 (квадратный дюйм) или 1 cм2. Стерильный
шаблон помещается на поверхность, и анализируемая поверхность протирается полностью увлажненным тампоном. Анализируемый тампон возвращается

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 10. Методы культивирования, отбора образцов и микроскопии

263

в его держатель (пробирку), содержащий соответствующий растворитель, и хранится при температуре холодильника до посева. Растворитель должен содержать нейтрализатор, если необходимо. При использовании ватных тампонов
организмы должны быть отмыты с его волокон. Когда используют тампон из
альгината кальция, организмы смываются в растворитель после растворения
альгината гексаметафосфатом натрия. Организмы в растворителе подсчитывают соответствующим методом, таким, как стандартный подсчет колоний, но некоторые среды для культивирования могут быть использованы для тестирования специфически для тех или иных групп организмов. В качестве инновации к
методу смыва, предложенному Koller [68], 1,5 мл раствора наносится на плоскую поверхность, растирается в течение 15 с на 3 см2 площади, и объем 0,1
и 0,5 мл отбирается микропипеткой. Смыв может быть посеян поверхностно
или в жидкую фазу с использованием агара или селективной среды.
Что касается относительной эффективности хлопкового и кальций-альгинатного тампонов, большинство специалистов утверждает, что более высокое число организмов выделяется при использовании последнего. При использовании
тампонов некоторые исследователи собрали только 10% организмов из туши
быка [87], 47% спор Bacillus subtilis с поверхности нержавеющей стали [7] и до
79% с поверхности мяса [22, 93]. Результаты метода тампонов из туши быка
были в среднем во 100 раз выше, чем метода отпечатков, и отклонение было значительно ниже [87]. Позднее исследователи показали, что метод тампонов более
приемлем для гибких, неровных и сильно загрязненных поверхностей. Эффективность смыва организмов зависит от структуры поверхности и природы и
типа микробиоты. При всех его недостатках, метод смыва остается быстрым,
простым и недорогим способом оценки микробной обсемененности поверхности пищевых продуктов и посуды.
Использование системы тестов на АТФ для обнаружения присутствия клеток
в течение 2–5 мин после смыва позволяет использовать сетевую систему. Хотя
тесты на АТФ, используемые в этом случае, неспецифичны для бактерий, они
обеспечивают ценной информацией по уровню клеток, контаминирующих поверхность, и позволяют быстро дать оценку относительной эффективности методов обработки поверхности. Принципы теста на АТФ описаны в гл. 11.

Посев отпечатком
Для метода прямого посева организмов отпечатком на агаре (RODAC) необходимы чашки Петри, которые заливаются 15,5–16,5 мл соответствующей плотной среды, в результате чего образуется плотная агаровая поверхность. Когда
чашки переворачивают, затвердевший агар контактирует с поверхностью. Этот
метод, разработанный Gunderson и Gunderson в 1945 г., был в дальнейшем развит в 1964 г. Hall и Hartnett. При исследовании поверхности на эффективность
очистки моющими средствами необходимо включить нейтрализаторы (лецитин, твин-80 и т. д.) в питательную среду. После того как чашки были закрыты
и проинкубированы, проводится подсчет колоний.
Возможно, самые серьезные недостатки для этого метода — покрытие агаровой поверхности распространяющимися колониями и неэффективность для
сильно загрязненных поверхностей. Эти недостатки могут быть отчасти устранены использованием чашек с высушенной агаровой поверхностью и использо-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

264

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

ванием селективной питательной среды [28]. На чашках RODAC было показано,
что этот метод может быть использован, когда исследуемые поверхности гладкие, устойчивые и непористые [7, 27]. Хотя метод не подходит для сильно загрязненных поверхностей, было оценено, что раствор, который контаминирует
поверхность, должен содержать, по крайней мере, 10 клеток в миллилитре для
того, чтобы его можно было анализировать отпечатком или смывом [87].
Позднее исследователями было установлено, что метод отпечатков выявляет
только 10% биоты поверхности. Это наводит на мысль, что 10 КОЕ/см2, выявляемое этим методом, может соответствовать действительному значению
в 104 КОЕ/см2. Когда поверхность нержавеющей стали была контаминирована
эндоспорами Bacillus subtilis, 41% был собран методом RODAC, что сопоставимо с 47% методом смыва [7]. В другом исследовании метод смыва показал лучшие результаты, чем метод отпечатка на чашке, при этом уровень контаминации
был 100 или более организмов на 21–25 cм2 [112]. С другой стороны, метод отпечатков дает лучший результат, когда уровень численности низкий. Для оценки
контаминации поверхности подходят оба метода.

Методы агарового шприца/«агаровых колбасок»
Метод агаровых шприцев был предложен W. Litsky в 1955 г. и впоследствии модифицирован [6]. В этом методе 100 мл шприц видоизменяют, удаляя иглу для
того, чтобы создать полый цилиндр, который заполняется агаром. Слой агара
выдвигается до конца цилиндра посредством поршня и соприкасается с поверхностью, которая исследуется. Верхний слой затем отрезается и помещается
в чашку Петри, после чего инкубируется и ведется подсчет колоний. Метод
«агаровых колбасок» предложен Cate [125] и в целом сходен, но использует
пластмассовые трубки, а не шприц. Этот метод используется в основном европейскими специалистами для оценки поверхностей туш, а также поверхностей
растительных пищевых продуктов. Оба метода могут рассматриваться как разновидности метода RODAC, и оба имеют те же самые недостатки: разрастание
колоний и применимость только для низких численностей поверхностных контаминантов. Поскольку конгломераты или цепочки организмов могут давать
рост в виде единственной колонии, учтенное число этим методом ниже, чем полученное методами, которые позволяют разбивать цепочки или конгломераты.
При исследовании поверхности туши Nortje с соавт. [88] сравнили три метода: двойной смыв, вырезание и агаровую колбаску. Хотя метод вырезания оказался наиболее точным из трех, метод агаровой колбаски коррелировал с ним
ближе, чем двойной смыв, и исследователи рекомендовали метод агаровой колбаски, поскольку он прост, быстр и достаточно точен.

Другие поверхностные методы
Прямой поверхностный метод
Многие исследователи использовали прямой поверхностный метод, в котором
расплавленный агар заливается на анализируемую поверхность или на посуду.
После застывания агара он помещается в чашки Петри и инкубируется. Angelotti
и Foter [6] предложили этот метод для того, чтобы оценивать поверхностное загрязнение, и он превосходно подходит для подсчета макрочастиц, содержащих

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 10. Методы культивирования, отбора образцов и микроскопии

265

жизнеспособные микроорганизмы [35]. Он успешно использован для определения выживания эндоспор Clostridium sporogenes на поверхности нержавеющей
стали [83]. Хотя метод и эффективен как инструмент исследования, он не представляется подходящим для использования при оценке поверхностей растительных пищевых продуктов.

Липкая пленка
Метод липкой пленки, разработанный Thomas, был использован с некоторым
успехом Mossel с соавт. [82]. Метод состоит в приклеивании липкой пленки или
ленты на поверхность, которая будет исследована, и отпечатывании контактировавшей стороны на агаровой пластине. Было установлено, что это менее эффективно, чем смывы, для выявления бактерий на деревянной поверхности [82].
Метод липкой пленки успешно использовался, чтобы оценить количество микроорганизмов на поверхности мяса [41]. Последними исследованиями сравнивали методы тампона, RODAC и липких пленок для оценки поверхности свинины, и корреляция между липкими пленками и RODAC была лучше, чем между
липкими пленками и тампонами или между RODAC и тампонами [25]. Чтобы
контролировать микроорганизмы на бутылках, использовались пластмассовые
полоски, приложенные на отпечатки, содержащие культуральную среду [27].
Тампон/скошенный агар
Метод тампона/скошенного агара, описанный в 1962 г. N.-H. Hansen, с успехом
использовался некоторыми специалиствми Европы. Метод включает отбор пробы с помощью хлопкового тампона, который переносится непосредственно на
скошенный агар. После инкубации скосы группируются в половины Log10 единиц, на основе числа развившихся колоний. Среднее число колоний определяется как готовая вероятность распределения, рассчитанная на бумаге. Несколько
похожий метод — тампон/агаровая пластина была предложена Шlgaard [90]. Для
этого метода требуется шаблон, оценочный диск и таблица рекомендации, что
делает его несколько более сложным, чем первый метод.
Ультразвуковые устройства
Ультразвуковые устройства используются для того, чтобы оценивать микробную контаминацию поверхностей, но поверхность, которая оценивается, должна быть способна размещаться в контейнере, погруженном в растворитель.
Когда контейнер помещают в ультразвуковой аппарат, энергия вызывает высвобождение микроорганизмов в растворитель. Практическое использование ультразвуковой энергии — удаление бактерий с хлопковых тампонов в методе
смыва тампонами.
Аэрозольная пушка
Метод аэрозольной пушки, изобретенный Clarc [22, 23], основывается на нанесении аэрозоля промывного раствора на ограниченную область поверхности
и последующем посеве промывного раствора на чашку. Хотя устройство портативно, для его работы необходим источник давления воздуха. Было показано, что метод более эффективен, чем тампоновый метод, для смыва бактерий
с поверхности мяса.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

266

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

Организмы с поврежденным метаболизмом
Если микроорганизмы подвергались экологическим стрессам, таким как действие сублетальной высокой температуры и замораживания, многие из отдельных клеток подвергаются метаболическому повреждению, ведущему к неспособности формировать колонии на селективных питательных средах, тогда как
непострадавшие клетки могут быть толерантными. Получила ли культура повреждение, может быть определено нанесением аликвоты отдельно на неселективную и селективную среду и подсчетом колоний, которые развились после соответствующей инкубации. Колонии, которые развились на неселективной среде, представлены как поврежденными, так и неповрежденными клетками, тогда
как на селективной среде развиваются только неповрежденные клетки. Различия между числом колоний на двух средах и есть количество поврежденных
клеток в исходной культуре или популяции. Этот принцип проиллюстрирован
на рис. 10.2, данные Tomlins и др. [127] по сублетальному температурному повреждению S.aureus. Эти исследователи подвергали организмы воздействию
52 °С в течение 15 мин в фосфатном буфере при рН 7,2, чтобы причинить повреждение клетке. Нанесением клеток на чашку на начальном этапе и через
15 мин нагревания на неселективном триптиказном соевом агаре (TSA) и селективном триптиказном соевом агаре + 7,0% NaCl (стрессовая среда TSAS) показано только небольшое сокращение числа клеток на триптиказно-соевом агаре,
в то время как на селективном триптиказно-соевом агаре уменьшение было значительным, что отражает высокую степень повреждения относительно уровня
соли, которой непострадавший S.aureus может противостоять.
Для восстановления поврежденных теплотой клеток культура была помещена в питательный бульон (восстановительная среда) для дальнейшей инкубации
при 37 °С в течение 4 ч. При ежечасном нанесении определенных количеств восстановительной среды на селективный триптиказный соевый агар было показано, что поврежденные клетки восстанавливают способность противостоять
7,0% NaCl в селективном триптиказном соевом агаре после 4-часового инкубирования.
Наличие метаболически поврежденных клеток в пищевых продуктах и их
восстановление во время технологических процессов важны с точки зрения не
только патогенных организмов, но также и организмов, вызывающих порчу.
Процитированные данные позволяют предполагать, что при использовании среды с высоким содержанием соли для исследования пастеризованного высокой
температурой изделия на S.aureus установленное число жизнеспособных клеток
будет ниже, чем фактическое число на значение 3log. Повреждения микроорганизмов в пищевых продуктах, как было показано большим числом исследователей, вызывается не только сублетальным нагреванием и охлаждением, но также
и лиофилизацией, высушиванием, озонированием, красителями, аэролизацией,
азидом натрия, солями, тяжелыми металлами, антибиотиками, эфирными маслами, другими химическими соединениями, такими как этилендиаминтетраацетат и чистящие средства.
Обнаружение сублетальных стрессов в пищевых продуктах и их влияния
на рост микроорганизмов в изменяющихся условиях отмечено еще в начале
1900-х гг. Однако полная оценка этого явления не была дана до конца 1960-х.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 10. Методы культивирования, отбора образцов и микроскопии

267

Рис. 10.2. Выживание и восстановление культуры S. aureus MF=31. Повреждение температурой 52 °С в течение 15 мин в 100 мМоль натрий-фосфатного буфера. Восстановление после
теплового повреждения в питательном бульоне (NB) при температуре 37 °С. Обозначения:
¡ — образцы, нанесенные на неселективный триптиказный соевый агар для подсчета полного количества жизнеспособных клеток; = — образцы, нанесенные на селективный триптиказный соевый агар + 7,0% NaCl для учета поврежденных клеток популяции, восстановленных
в питательном бульоне, содержащем 100 мкг/мл хлорамфинекола; g — образцы, нанесенные
на селективный триптиказный соевый агар. Источник: Tomlins et al., 127, с разрешения National
Research Council of Canada по Canadian Journal of Microbiology 17:759–765, 1971.

С начала 1960-х гг. отмечалось, что быстрое начальное уменьшение числа метаболически поврежденных организмов сопровождается только ограниченным
восстановлением («феномен феникса»). Увеличение пищевых потребностей
бактерий, которые подверглись обработке высокой температурой, было отмечено Nelson [85] в 1943 г. Nelson также дал обзор работ других исследователей
того времени по этой теме. Gunderson и Rose [46] отмечали прогрессивное
уменьшение численности колиформ из замороженных продуктов из птицы,
которые росли на VRBA, с увеличением времени хранения продуктов. Hartsell
[50] инокулировал сальмонеллами пищевые продукты, замораживал их и затем
изучал выживаемость организмов при хранении в замороженном состоянии.
Большее количество микроорганизмов может быть восстановлено на богатой

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

268

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

питательной неселективной среде, чем на селективной среде, такой как среда
Mac-Conkey, деоксихолатная среда, или на VRBA. Значение питательной среды
для восстановления стрессовых клеток было также отмечено Postage и Hunter
[101] и Harris [48]. Помимо большей требовательности к источникам питания
организмы, обсеменяющие пищевые продукты, которые подвергались действию факторов внешней среды, проявляют свои повреждения через задержку
стадий роста, повышенную чувствительность к разнообразным агентам селективной питательной среды, повреждение клеточных мембран и ферментов цикла трикарбоновых кислот, разрушение рибосом и повреждение ДНК. Хотя
повреждение рибосом и клеточных мембран проявляется как обычное последствие сублетального повреждения высокой температурой, не все вредные агенты вызывают опознаваемые повреждения.

Восстановление/репарация
Метаболически поврежденные клетки S. aureus могут восстанавливаться в средах
для роста при температуре около 15 °С, но не ниже 10 °С. В некоторых случаях, по
крайней мере, процесс восстановления не мгновенен, поскольку показано, что не
все подвергнутые стрессу колиформы восстанавливаются в той же самой степени,
когда процесс происходит поэтапно [76]. Не все клетки популяции перенесли
одинаковую степень повреждения. Hurst с соавт. [56] обнаружил поврежденные
высушиванием клетки S. aureus., которым не удается развиваться на неселективной среде (TSA), но которые восстанавливались после добавления в эту среду пирувата. Эти клетки называют частично поврежденными. Установлено, что сублетально подогретые клети S. aureus могут восстанавливать устойчивость к NaCl
прежде, чем будут восстановлены некоторые мембранные функции [58]. Точно
установлено, что восстановление происходит при общем отсутствии клеточной
стенки и синтеза белка. Как можно наблюдать на рис. 10.2, присутствие хлорамфинекола в среде восстановления не оказало никакого эффекта на восстановление
S. aureus. после сублетального действия высокой температуры. Восстановление
клеточных рибосом и мембраны является существенным для восстановления, по
крайней мере, от повреждения сублетально высокой температурой, замораживанием, высушиванием и радиацией.
Сохранение клеток от повреждений повышенной температурой и замораживания поддерживается сложными питательными средами и составом или некоторыми определенными их компонентами. Молоко обеспечивает большую сохранность, чем физиологический раствор или смесь аминокислот [81], наиболее
существенную роль при этом играют фосфаты, лактоза и казеин. Сахароза проявляет протекторное действие против повреждений температурой [2, 70], в то
время как глюкоза, как сообщали, уменьшала защиту от высокой температуры
для S. aureus [81]. Неметаболизируемые сахара и полиолы, такие как арабиноза,
ксилулоза и сорбитол, действовали как протекторы S. aureus против сублетального повреждения нагреванием, но механизм их действия неясен [122].
Последствия неиспользования этапа восстановления были рассмотрены
Busta [20]. Триптиказный соевый бульон (TSB) с временем инкубации в пределах 1–24 ч при в температурах от 20°С до 30 °С широко используется для различных организмов. Был произведен подсчет сублетально поврежденных нагреванием штаммов S. aureus на различных средах [14, 37, 56]. В одном из этих

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 10. Методы культивирования, отбора образцов и микроскопии

269

исследований сравнили семь стафилококковых сред по их способности восстанавливать 19 штаммов поврежденных сублетальным нагреванием S. aureus; среда Baird–Parker, включающая неселективный триптиказный соевый агар, показала наилучшие восстанавливающие свойства в этом исследовании. Подобные
результаты других исследователей способствовали принятию этой среды в качестве официального метода AOAC для прямого определения S. aureus в пищевых продуктах, которые содержат ³ 10 клеток на грамм. Была показана большая
эффективность среды Baird-Parker, содержащей пируват. Было предложено использовать эту среду для дальнейшего восстановления в неселективной среде,
содержащей антибиотик [56]. Хотя такой метод может быть подходящим для
восстановления S. aureus, можно ожидать некоторые проблемы, которые возникнут в связи с широко распространенным использованием антибиотиков
в средах для восстановления для предотвращения роста других клеток. Было
показано, что поврежденные нагреванием споры C. perfringens фактически становятся чувствительными к полимиксину и неомицину [10], и достоверно установлено, что антибиотики, подавляющие синтез клеточной стенки, индуцируют
образование L-форм у многих бактерий.
Пируват хорошо зарекомендовал себя как репарирующий агент не только
для поврежденных клеток S. aureus, но также для других организмов, таких как
E. coli. Более высокие количества клеток получены на питательных средах, содержащих этот компонент, для клеток, поврежденных разнообразными агентами. При добавлении к триптиказному соевому бульону 10% раствора NaCl была
достигнута более высокая численность как стрессовых, так и нестрессовых клеток S. aureus [14]; восстановление поврежденных вымораживанием и нагреванием клеток E. coli также шло значительно лучше на среде с пируватом [77].
Каталаза — другой агент, который улучшает восстановление поврежденных
аэробных организмов. Изначально отмеченное Martin [74], это явление было
найдено эффективным многими другими исследователями. Каталаза была эффективна для восстановления после сублетального нагревания S. aureus, Pseudomonas fluorescens, Salmonella typhimurium и E. coli [74]. Она также эффективна
при восстановлении S. aureus в присутствии 10% NaCl [14] и для S. aureus после
осмотического стресса [37]. Другой компонент, сравнимый по эффективности
с пируватом для поврежденных нагреванием E. coli, — 3,3¢-тиодипропионовая
кислота [77].
Повреждение радиацией в 4 кГр спор Clostridium botulinum типа Е привело
к их неспособности расти при 10 °С в присутствии полимиксина и неомицина
[110]. Поврежденные клетки имели неработающую систему прорастания и
сформировали бесполые нити в процессе роста, но ферментная система прорастания не была повреждена. Радиационное повреждение было восстановлено при
30 °С в течение 15 ч на телурит-полимиксиновом желточном агаре (TPEY) без
антибиотика. Когда споры C. botulinum повредили гипохлоритом, модифицировался L-аланиновый сайт прорастания, в результате чего для восстановления
была необходима повышенная концентрация аланина [39]. Участки l-аланинового прорастания могут быть активированы лактатом, и обработанные гипохлоритом споры могут прорастать с помощью лизоцима, что указывает на то, что
хлорид удаляет белки оболочки споры [40]. Более подробная информация о повреждении спор приводится Foegeding и Busta [38].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

270

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

Сублетальное стрессовое нагревание дрожжей подавляется некоторыми
эфирными маслами (при концентрациях порядка 25 ppm) [24]. Масла влияют на
размер колонии и продукцию пигмента.
Специальная процедура посева была предложена Speck с соавт. [123] и Hartman с соавт. [49]; она позволяет проводить восстановление после повреждения и
подсчет по существу в одном действии. Метод заключается в использовании
агара, нанесенного на техническую пластину с одним слоем, состоящим из
триптиказного соевого агара, на который нанесены подвергнутые стрессу организмы. После 1–2 ч инкубирования при 25 °С для восстановления триптиказный
соевый агар покрывают VRBA и инкубируют при 35 °С в течение 24 ч. Метод
наслоения Hartman с соавт. использовал измененный VRBA. Принцип наслоения может быть использован с другой селективной средой. Техника наслоения
рекомендована для восстановления колиформ. Этим методом колиформы наносили на триптиказный соевый агар и инкубировали при 35 °С в течение 2 ч с последующим инкубированием на слое VRBA.
При сравнении 18 плотных питательных сред и семи обогащенных бульонов
для восстановления подвергнутых нагреванию Vibrio parahaemolyticus, Beuchat
и Lechowich [13] установили, что наиболее эффективными были две плотные
среды: водный синий ализарин, желтый агар и арабинозо-аммонийный сульфатно-хлоратный агар; арабинозо-этил-виолет бульон был наиболее подходящим
обогащенным бульоном.
Пируват и каталаза оказывают действие на деградацию перекисей; предполагается, что метаболически поврежденные клетки испытывают недостаток в этой
способности. Неспособность поврежденных нагреванием клеток E. coli расти
так же хорошо на поверхности плотной среды, как на жидкой [47], можно объяснить отсутствием в последней пероксидов.
Большое число исследователей показали, что повреждение сопровождается
разрушением клеточной мембраны, рибосом, ДНК или ферментов. Мембрана
клетки, по-видимому, затрагивается наиболее часто [55]. Липидные компоненты мембраны представляются наиболее вероятными целями, особенно для сублетального повреждения нагреванием. Повреждение рибосом, как полагают,
следует в результате потери Мg2+, а не в результате нагревания как такового
[57]. С другой стороны, области без рибосом были найдены при электронной
микроскопии поврежденных нагреванием клеток S. aureus [64]. После длительного нагревания до 50 °С фактически никаких рибосом не было выявлено, и кроме того, клетки характеризовались появлением поверхностных волдырей и увеличением внутренний мембраны [64]. Когда S. aureus был подвергнут кислотному повреждению выдерживанием в уксусной, хлористоводородной и молочной
кислотах при 37°С, в поврежденных клетках была снижена активность коагулазы и термостабильной нуклеазы [132]. Хотя повреждение кислотой не действовало на мембраны клетки, синтез РНК был подавлен. Более полную информацию о повреждениях клетки и методах восстановления см. [4].

Жизнеспособные, но не культивируемые организмы
При некоторых условиях и в некоторых средах результаты СПК показывают отсутствие какого-либо количества колониеформирующих единиц (КОЕ), или количество значительно ниже, чем фактическое. Хотя это может происходить

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 10. Методы культивирования, отбора образцов и микроскопии

271

в результате метаболического повреждения, как описано выше, жизнеспособные, но некультивируемые клетки находятся в состоянии, которое отличается
от состояния поврежденных клеток. Например, метаболически поврежденные
клетки будут восстанавливаться при помещении на неселективную среду, не содержащую ингибиторы, тогда как клетки жизнеспособные, но некультивируемые — нет.
Состояние жизнеспособных, но некультивируемых клеток (VBNC) было
впервые отмечено у морских вибрионов, которые трудно культивируются в
морских водах в течение зимних месяцев. Это состояние вызывается пониженной температурой — приблизительно 5 °С. В более ранних исследованиях
с Campylobacter jejuni показано, что в логарифмической фазе клетки по большей
части имеют спиральную форму, в то время как в последующей стационарной
фазе клетки были, главным образом, коккоидные [109]. Состояние жизнеспособных, но некультивируемых клеток (VBNC) поддерживается при 4 °С в течение 4 месяцев. Клетки в состоянии жизнеспособных, но некультивируемых при
стандартном подсчете колоний показывают низкую численность размножающихся клеток, но при прямом подсчете жизнеспособных клеток (DVC) и при
прямом подсчете с помощью акридина оранжевого число жизнеспособных клеток было в среднем на 7 log выше; этот феномен проиллюстрирован на рис. 10.3.
Клетки в состоянии жизнеспособных, но некультивируемых колоний коккоидной формы, и при исследовании этого состояния с V. vulnificus его индуцировали ограничением количества питательных компонентов искусственной морской воды в течение 27 дней при 5 °С [86]. В другом исследовании состояние
жизнеспособных, но некультивируемых клеток вызывали у V. vulnificus за период 7 суток после выдерживания при пониженной температуре 5 °С [91]. Возвращение к культивируемому состоянию обычно происходит в течение 24 ч после
помещения в температуру приблизительно 21 °С [92]. Среди внутриклеточных
изменений, происходящих, когда организмы переходят в состояние жизнеспособных, но некультивируемых, — изменения в клеточных липидах и синтезе
белков. Когда для V. vulnificus температура была уменьшена с 23 °С до 13 °С,
время генерации возрастало от 3,0 до 13,1 ч и было синтезировано 40 новых белков [78]. Во время состояния жизнеспособных, но некультивируемых клеток
V. vulnificus показано, что он сохраняет свою вирулентность, хотя на более низком уровне [91]. Состояние жизнеспособных, но некультивируемых клеток
(VBNC) было продемонстрировано для Salmonella enteritidis, Shigella, Vibrio
cholerae и энтеропатогенной E. coli. Хотя в одном исследовании было высказано
предположение, что E. coli 01577:H7 могла войти в состояние жизнеспособных,
но некультивируемых клеток (VBNC) в воде [130], исследователи в других экспериментах не смогли вызвать состояние жизнеспособных, но некультивируемых клеток (VBNC) у кишечных бактерий, включая E. coli [18].
Клетки меченного зеленым флюоресцентным белком Pseudomonas fluorescens были подвергнуты стрессовому действию при 37 °С, после чего он перешел
в состояние жизнеспособных, но некультивируемых клеток (VBNC), и флюоресцировал с интенсивностью около 50% от интенсивности нестрессовых клеток; те клетки, которые стали жизнеспособными, но некультивируемыми после
голодания, имели интенсивность флюоресценции около 90–120% от таковой
у нормальных [71].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

272

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

Рис. 10.3. Определение жизнеспособности Campylobacter. Сравнение подсчета колоний (5% кровяной бараний агар). (g) прямой счет жизнеспособных клеток; (DVC) тест синтеза белка в присутствии репликации ДНК (p); и (AODC) (=) как индексы водных потоков стационарного микрокосма. Источник: Rollins и Colwell, 109. Copyright ©1986, American Society for Microbiology.

После смерти клетки не флюоресцируют, эти результаты указывают, что
клетки в состоянии жизнеспособных, но некультивируемых, сохраняют жизнеспособность. Когда Vibrio harveyi и V. fischeri были приведены в состояние
жизнеспособных некультивируемых (VBNC) лимитированием источников питания, оба потеряли способность к люминесценции, но люминесценция была
восстановлена, когда лимитирование было устранено добавлением пищевых
компонентов [103].

Литература
1. Alcock, S.J., L.P. Hall, and J.H. Blanchard. 1987. Methylene blue test to assess the microbial contamination of
frozen peas. Food Microbiol. 4:3–10.
2. Allwood, M.C., and A.D. Russell. 1967. Mechanism of thermal injury in Staphylococcus aureus. I. Relationship between viability and leakage. Appl. Microbiol. 15:1266–1269.
3. Anderson, K.L., and D.Y.C. Fung. 1983. Anaerobic methods, techniques and principles for food bacteriology:
A review. J. Food Protect. 46:811–822.
4. Andrew, M.H.E., and A.D. Russell. 1984. The Revival of Injured Microbes. London: Academic Press.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 10. Методы культивирования, отбора образцов и микроскопии

273

5. Andrews, W.H., C.R. Wilson, P.L. Poelma, A. Romero, R.A. Rude, A.P. Duran, F.D. McClure, and D.E. Gentile. 1978. Usefulness of the Stomacher in a microbiological regulatory laboratory. Appl. Environ. Microbiol.
35:89–93.
6. Angelotti, R., and M.J. Foter. 1958. A direct surface agar plate laboratory method for quantitatively detecting
bacterial contamination on nonporous surfaces. Food Res. 23:170–174.
7. Angelotti, R., J.L. Wilson, W. Litsky, and W.G. Walter. 1964. Comparative evaluation of the cotton swab and
rodac methods for the recovery of Bacillus subtilis spore contamination from stainless steel surfaces. Health
Lab. Sci. 1:289–296.
8. Association of Official Analytical Chemists. 1983. Enumeration of coliforms in selected foods. Hydrophobic
grid membrane filter method, official first action. J. Assoc. Off. Anal. Chem. 66:547–548.
9. Austin, B.L., and B. Thomas. 1972. Dye reduction tests on meat products. J. Sci. Food Agric. 23:542.
10. Barach, J.T., R.S. Flowers, and D.M. Adams. 1975. Repair of heat-injured Clostridium perfringens spores
during outgrowth. Appl. Microbiol. 30:873–875.
11. Betts, R.P., P. Bankes, and J.G. Board. 1989. Rapid enumeration of viable micro-organisms by staining and
direct microscopy. Lett. Appl. Microbiol. 9:199–202.
12. Beuchat, L.R., ed. 1987. Food and Beverage Mycology, 2nd ed. New York: Kluwer Academic Publishers.
13. Beuchat, L.R., and R.V. Lechowich. 1968. Effect of salt concentration in the recovery medium on heat-injured
Streptococcus faecalis. Appl. Microbiol. 16:772–776.
14. Brewer, D.G., S.E. Martin, and Z.J. Ordal. 1977. Beneficial effects of catalase or pyruvate in a most-probablenumber technique for the detection of Staphylococcus aureus. Appl. Environ. Microbiol. 34:797–800.
15. Brodsky, M.H., P. Entis, A.N. Sharpe, and G.A. Jarvis. 1982. Enumeration of indicator organisms in foods
using the automated hydrophobic grid membrane filter technique. J. Food Protect. 45:292–296.
16. Beuchat, L.R., F. Copeland, M.S. Curiale, D. Danisavich, V. Ganger, B.W. King, T.L. Lawlis, R.O. Likin,
J. Owkusoa, C.E. Smith, and D.E. Townsend. 1998. Comparison of SimPlate total plate count method with
Petrifilm, Redigel, and conventional pour-plate methods for enumerating aerobic microorganisms in foods.
J. Food Protect. 61:14–18.
17. Brodsky, M.H., P. Entis, M.P. Entis, A.N. Sharpe, and G.A. Jarvis. 1982. Determination of aerobic plate and
yeast and mold counts in foods using an automated hydrophobic grid membrane filter technique. J. Food
Protect. 45:301–304.
18. Bogosian, G., P.J.L. Morris, and J.P. O’Neil. 1998. A mixed culture recovery method indicates that enteric
bacteria do not enter the viable but nonculturable state. Appl. Environ. Microbiol. 64:1736–1742.
19. Brodsky, M.H., P. Boleszczuk, and P. Entis. 1982. Effect of stress and resuscitation on recovery of indicator
bacteria from foods using hydrophobic grid-membrane filtration. J. Food Protect. 45:1326–1331.
20. Busta, F.F. 1976. Practical implications of injured microorganisms in food. J. Milk Food Technol. 39:138–145.
21. Chain, V.S., and D.Y.C. Fung. 1991. Comparison of Redigel, Petrifilm, Spiral plate system, Isogrid, and
aerobic plate count for determining the numbers of aerobic bacteria in selected foods. J. Food Protect.
54:208–211.
22. Clark, D.S. 1965. Method of estimating the bacterial population of surfaces. Can. J. Microbiol. 11:407–413.
23. Clark, D.S. 1965. Improvement of spray gun method of estimating bacterial populations on surfaces. Can.
J. Microbiol. 11:1021–1022.
24. Conner, D.E., and L.R. Beuchat. 1984. Sensitivity of heat-stressed yeasts to essential oils of plants. Appl.
Environ. Microbiol. 47:229–233.
25. Cordray, J.C., and D.L. Huffman. 1985. Comparison of three methods for estimating surface bacteria on pork
carcasses. J. Food Protect. 48:582–584.
26. Cormier, A., S. Chiasson, and A. Leger. 1993. Comparison of maceration and enumeration procedures for
aerobic count in selected seafoods by standard method, Petrifilm, Redigel, and Isogrid. J. Food Protect.
56:249–255.
27. Cousin, M.A. 1982. Evaluation of a test strip used to monitor food processing sanitation. J. Food Protect.
45:615–619, 623.
28. deFigueiredo, M.P., and J.M. Jay. 1976. Coliforms, enterococci, and other microbial indicators. In Food
Microbiology: Public Health and Spoilage Aspects, ed. MP. deFigueiredo and D.F. Splittstoesser, 271–297. New
York: Kluwer Асаdemic Publishers.
29. Dodsworth, P.J., and A.G. Kempton. 1977. Rapid measurement of meat quality by resazurin reduction. II.
Industrial application. Can. Inst. Food Sci. Technol. J. 10:158–160.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

274

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

30. Donnelly, СВ., J.E. Gilchrist, J.T. Peeler, and J.E. Campbell. 1976. Spiral plate count method for the examination
of raw and pasteurized milk. Appl. Environ. Microbiol. 32:21–27.
31. Downes, F.P., and K. Ito, eds. 2001. Compendium of Methods for the Microbiological Examination of Foods.
Washington, DC: American Public Health Association.
32. Entis, P. 1985. Rapid hydrophobic grid membrane filter method for Salmonella detection in selected foods,
J. Assoc. Off. Anal. Chem. 68:555–564.
33. Entis, P. 1983. Enumeration of coliforms in non-fat dry milk and canned custard by hydrophobic grid
membrane filter method: Collaborative study. J. Assoc. Off. Anal. Chem. 66:897–904.
34. Entis, P., and I. Lerner. 1998. Enumeration of в-glucuronidase-positive Escherichia coli in foods by using
the ISO-GRID method with SD-39 agar. J. Food Protect. 61:913–916.
35. Favero, M.S., J.J. McDade, J.A. Robertsen, R.K. Hoffman, and R.W. Edwards. 1968. Microbiological
sampling of surfaces. J. Appl. Bacteriol. 31:336–343.
36. FDA Bacteriological Analytical Manual, 8th ed. 1995. McLean, VA: Association of Official Analytical
Chemists (Also, http://www.cfsan.fda.gov/ebam/bam-4a.html) www.cfsan.fda.gov/~ebam/bam-4a.html)
37. Flowers, R.S., S.E. Martin, D.G. Brewer, and Z.J. Ordal. 1977. Catalase and enumeration of stressed
Staphyloco aureus cells. Appl. Environ. Microbiol. 33:1112–1117.
38. Foegeding, P.M., and F.F. Busta. 1981. Bacterial spore injury — An update, J. Food Protect. 44:776–786.
39. Foegeding, P.M., and F.F. Busta. 1983. Proposed role of lactate in germination of hypochlorite-treated
Clostridium botulinum spores. Appl. Environ. Microbiol. 45:1369–1373.
40. Foegeding, P.M., and F.F. Busta. 1983. Proposed mechanism for sensitization by hypochlorite treatment
of Clostrida botulinum spores. Appl. Environ. Microbiol. 45:1374–1379.
41. Fung, D.Y.C., C.-Y. Lee, and C.L. Kastner. 1980. Adhesive tape method for estimating microbial load
on meat surfaces. J. Food Protect. 43:295–297.
42. Fung, D.Y., and L.L. VandenBosch. 1975. Repair, growth, and enterotoxigenesis of Staphylococcus aureus
S-6 injured by freeze-drying. J. Milk Food Technol. 38:212–218.
43. Garvie, E.I., and A. Rowlands. 1952. The role of micro-organisms in dye-reduction and keeping-quality tests.
II. The effect of micro-organisms when added to milk in pure and mixed culture. J. Dairy Res. 19:263–274.
44. Gilchrist, J.E., J.E. Campbell, C.B. Donnelly, J.T. Peeler, and J.M. Delany. 1973. Spiral plate method for
bacterid determination. Appl. Microbiol. 25:244–252.
45. Ginn, R.E., V.S. Packard, and T.L. Fox. 1984. Evaluation of the 3M dry medium culture plate (Petrifilm SM)
method for determining numbers of bacteria in raw milk. J. Food Protect. 47:753–755.
46. Gunderson, M.F., and K.D. Rose. 1948. Survival of bacteria in a precooked, fresh-frozen food. Food Res.
13:254–263.
47. Harries, D., and A.D. Russell. 1966. Revival of heat-damaged Escherichia coli. Experientia. 22:803–804.
48. Harris, N.D. 1963. The influence of the recovery medium and the incubation temperature on the survival of
damage bacteria. J. Appl. Bacteriol. 26:387–397.
49. Hartman, P.A., P.S. Hartman, and W.W. Lanz. 1975. Violet red bile 2 agar for stressed coliforms. Appl.
Microbiol. 29:537–539.
50. Hartsell, S.E. 1951. The longevity and behavior of pathogenic bacteria in frozen foods: The influence
of plating media. Am. J. Public Health. 41:1072–1077.
51. Hedges, A.J., R. Shannon, and R.P. Hobbs. 1978. Comparison of the precision obtained in counting viable
bacteria by the spiral plate maker, the droplette and the Miles and Misra methods. J. Appl. Bacteriol. 45:57–65.
52. Hobbie, J.E., R.J. Daley, and S. Jasper. 1977. Use of nucleopore filters for counting bacteria by fluorescence
microscopy. Appl. Environ. Microbiol. 33:1225–1228.
53. Holah, J.T., R.P. Betts, and R.H. Thorpe. 1988. The use of direct epifluorescent microscopy (DEM) and the
direct epifluorescent filter technique (DEFT) to assess microbial populations on food contact surfaces. J. Appl.
Bacteriol. 65:215–221.
54. Holley, R.A., S.M. Smith, and A.G. Kempton. 1977. Rapid measurement of meat quality by resazurin
reduction. I. Factors affecting test validity. Can. Inst. Food Sci. Technol. J. 10:153–157.
55. Hurst, A. 1977. Bacterial injury: A review. Can. J. Microbiol. 23:935–944.
56. Hurst, A., G.S. Hendry, A. Hughes, and B. Paley. 1976. Enumeration of sublethally heated staphylococci
in some dried foods. Can. J. Microbiol. 22:677–683.
57. Hurst, A., and A. Hughes. 1978. Stability of ribosomes of Staphylococcus aureus S-6 sublethally heated
in different buffers. J. Bacteriol. 133:564–568.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 10. Методы культивирования, отбора образцов и микроскопии

275

58. Hurst, A., A. Hughes, J.L. Beare-Rogers, and D.L. Collins-Thompson. 1973. Physiological studies on the recovery
of salt tolerance by Staphylococcus aureus after sublethal heating. J. Bacteriol. 116:901–907.
59. Hurst, A., A. Hughes, D.L. Collins-Thompson, and B.G. Shah. 1974. Relationship between loss of magnesium and loss of salt tolerance after sublethal heating of Staphylococcus aureus. Can. J. Microbiol.
20:1153–1158.
60. Hutcheson, T.C., T. McKay, L. Fair, and B. Seddon. 1988. Evaluation of the stain Viablue for the rapid
estimation of viable yeast cells. Lett. Appl. Microbiol. 6:85–88.
61. Jackson, R.W., K. Osborne, G. Barnes, С. Jolliff, D. Zamani, B. Roll, A. Stillings, D. Herzog, S. Cannon, and
S. Loveland. 2000. Multiregional evaluation of the SimPlate heterotrophic plate count method compared to the
standard plate count agar pour plate method in water. Appl. Environ. Microbiol. 66:453–454.
62. Jarvis, В., V.H. Lach, and J.M. Wood. 1977. Evaluation of the spiral plate maker for the enumeration of microorganisms in foods. J. Appl. Bacteriol. 43:149–157.
63. Jay, J.M., and S. Margitic. 1979. Comparison of homogenizing, shaking, and blending of the recovery
of microorganisms and endotoxins from fresh and frozen ground beef as assessed by plate counts and the
Limulus amoebocyte lysate test. Appl. Environ. Microbiol. 38:879–884.
64. Jones, S.B., S.A. Palumbo, and J.L. Smith. 1983. Electron microscopy of heat-injured and repaired Staphylococcus aureus. J. Food Safety 5:145–157.
65. Juffs, H.S., and F.J. Babel. 1975. Rapid enumeration of psychrotrophic bacteria in raw milk by the microscopic colony count. J. Milk Food Technol. 38:333–336.
66. Knabel, S.J., H.W. Walker, and A.A. Kraft. 1987. Enumeration of fluorescent pseudomonads on poultry
by using the hydrophobic-grid membrane filter method. J. Food Sci. 52:837–841, 845.
67. Koch, H.A., R. Bandler, and R.R. Gibson. 1986. Fluorescence microscopy procedure for quantification
of yeasts in beverages. Appl. Environ. Microbiol. 52:599–601.
68. Koller, W. 1984. Recovery of test bacteria from surfaces with a simple new swab-rinse technique: A contribution to methods for evaluation of surface disinfectants. Zent. Bakteriol. Hyg. I. Orig. B. 179:112–124.
69. Konuma, H., A. Suzuki, and H. Kurata. 1982. Improved Stomacher 400 bag applicable to the spiral plate
system for counting bacteria. Appl. Environ. Microbiol. 44:765–769.
70. Lee, A.C., and J.M. Goepfert. 1975. Influence of selected solutes on thermally induced death and injury
of Salmonella Typhimurium. J. Milk Food Technol. 38:195–200.
71. Lowder, M., A. Unge, N. Maraha, J.K. Jansson, J. Swiggett, and J.D. Oliver. 2000. Effect of starvation and the
viable-but-nonculturable state on green fluorescent protein (GFP) fluorescence in GFP-tagged Pseudomonas
ftuorescens A506. Appl. Environ. Microbiol. 66:3160–3165.
72. Murray, P., E. Baron, J. Jorgensen. M. Pfaller, and M. Yolken, eds. 2003. Manual of Clinical Microbiology,
8th ed. Washington, DC: ASM Press.
73. Marshall, R.T., ed. 1993. Standard Methods for the Examination of Dairy Products, 16th ed. Washington, DC:
American Public Health Association.
74. Martin, S.E., R.S. Flowers, and Z.J. Ordal. 1976. Catalase: Its effect on microbial enumeration. Appl. Environ.
Microbiol. 32:731–734.
75. Matner, R.R., T.L. Fox, D.E. Mclver, and M.S. Curiale. 1990. Efficacy of Petrifilm™ count plates for E. coli
and coliform enumeration. J. Food Protect. 53:145–150.
76. Maxcy, R.B. 1973. Condition of coliform organisms influencing recovery of subcultures on selective media.
J. Milk Food Technol. 36:414–416.
77. McDonald, L.C., C.R. Hackney, and B. Ray. 1983. Enhanced recovery of injured Escherichia coli by compounds that degrade hydrogen peroxide or block its formation. Appl. Environ. Microbiol. 45:360–365.
78. McGovern, V.R, and J.D. Oliver. 1995. Induction of cold-responsive proteins in Vibrio vulnificus. J. Bacteriol.
177:4131–4133.
79. Microorganisms in Foods. 1982. Vol. 1, Their Significance and Methods of Enumeration. 2nd ed. ICMSF,
Toronto: University of Toronto Press.
80. Microorganisms in Foods. 1986. Vol. 2, Sampling for Microbiological Analysis: Principles and Specific
Applications, 2nd ed. ICMSF, Toronto: University of Toronto Press.
81. Moats, W.A., R. Dabbah, and V.M. Edwards. 1971. Survival of Salmonella anatum heated in various media.
Appl. Microbiol. 21:476–481.
82. Mossel, D.A.A., E.H. Kampelmacher, and L.M. Van Noorle Jansen. 1966. Verification of adequate sanitation
of wooden surfaces used in meat and poultry processing. Zent. Bakteriol. Parasiten., Infek. Hyg. Abt. I.
201:91–104.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

276

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

83. Neal, N.D., and H.W. Walker. 1977. Recovery of bacterial endospores from a metal surface after treatment with
hydrogen peroxide. J. Food Sci. 42:1600–1602.
84. Nelson, C.L., T.L. Fox, and F.F. Busta. 1984. Evaluation of dry medium film (Petrifilm VRB) for coliform
enumeration. J. Food Protect. 47:520–525.
85. Nelson, F.E. 1943. Factors which influence the growth of heat-treated bacteria. I. A comparison of four agar
media. J. Bacteriol. 45:395–403.
86. Nilsson, L., J.D. Oliver, and S. Kjelleberg. 1991. Resuscitation of Vibrio vulnificus from the viable but
nonculturable state. J. Bacteriol. 173:5054–5059.
87. Niskanen, A., and M.S. Pohja. 1977. Comparative studies on the sampling and investigation of microbial
contamination of surfaces by the contact plate and swab methods. J. Appl. Bacteriol. 42:53–63.
88. Nortje, G.L., E. Swanepoel, R.T. Naude, W.H. Holzapfel, and P.L. Steyn. 1982. Evaluation of three carcass
surface microbial sampling techniques. J. Food Protect. 45:1016–1017, 1021.
89. Official Methods of Analysis, 16th ed., Vol. I. 1998. McLean, VA: Association of Official Analytical Chemists Int.
90. Шlgaard, K. 1977. Determination of relative bacterial levels on carcasses and meats — A new quick method.
J. Appl. Bacteriol. 42:321–329.
91. Oliver, J.D., and R. Bockian. 1995. In vivo resuscitation, and virulence towards mice, of viable but nonculturable cells of Vibrio vulnificus. Appl. Environ. Microbiol. 61:2620–2623.
92. Oliver, J.D., F. Hite, D. McDougald, N.L. Andon, and L.M. Simpson. 1995. Entry into, and resuscitation
from, the viable but nonculturable state by Vibrio vulnificus in an estuarine environment. Appl. Environ.
Microbiol. 61:2624–2630.
93. Patterson, J.T. 1971. Microbiological assessment of surfaces. J. Food Technol. 6:63–72.
94. Peeler, J.T., J.E. Gilchrist, C.B. Donnelly, and J.E. Campbell. 1977. A collaborative study of the spiral plate
method for examining milk samples. J. Food Protect. 40:462–464.
95. Pettipher, G.L. 1983. The Direct Epifiuorescent Filter Technique for the Rapid Enumeration of Microorganisms. New York: Wiley.
96. Pettipher, G.L., R.J. Fulford, and L.A. Mabbitt. 1983. Collaborative trial of the direct epifiuorescent filter
technique (DEFT), a rapid method for counting bacteria in milk. J. Appl. Bacteriol. 54:177–182.
97. Pettipher, G.L., R. Mansell, C.H. McKinnon, and C.M. Cousins. 1980. Rapid membrane filtration-epifluorescent microscopy technique for direct enumeration of bacteria in raw milk. Appl. Environ. Microbiol.
39:423–429.
98. Pettipher, G.L., and U.M. Rodrigues. 1981. Rapid enumeration of bacteria in heat-treated milk and milk
products using a membrane filtration-epifluorescent microscopy technique. J. Appl. Bacteriol. 50:157–166.
99. Pettipher, G.L., and U.M. Rodrigues. 1982. Rapid enumeration of microorganisms in foods by the direct
epifiuorescent filter technique. Appl. Environ. Microbiol. 44:809–813.
100. Pettipher, G.L., R.A. Williams, and C.S. Gutteridge. 1985. An evaluation of possible alternative methods to the
Howard mould count. Lett. Appl. Microbiol. 1:49–51.
101. Postgate, J.R., and J.R. Hunter. 1963. Metabolic injury in frozen bacteria. J. Appl. Bacteriol. 26:405–414.
102. Puleo, J.R., M.S. Favero, and N.J. Petersen. 1967. Use of ultrasonic energy in assessing microbial
contamination on surfaces. Appl. Microbiol. 15:1345–1351.
103. Ramaiah, N., J. Ravel, W.L. Straube, R.T. Hill, and R.R. Colwell. 2002. Entry of Vibrio harveyi and Vibrio
fischeri into the viable but nonculturable state. J. Appl. Microbiol. 93:108–116.
104. Rao, D.N., and V.S. Murthy. 1986. Rapid dye reduction tests for the determination of microbiological quality
of meat. J. Food Technol. 21:151–157.
105. Reyniers, J.A. 1935. Mechanising the viable count. J. Pathol. Bacteriol. 40:437–454.
106. Rodrigues, U.M., and R.G. Kroll. 1989. Microcolony epifluorescence microscopy for selective enumeration
of injured bacteria in frozen and heat-treated foods. Appl. Environ. Microbiol. 55:778–787.
107. Rodrigues, U.M., and R.G. Kroll. 1988. Rapid selective enumeration of bacteria in foods using a microcolony epifluorescence microscopy technique. J. Appl. Bacteriol. 64:65–78.
108. Rodrigues, U.M., and R.G. Kroll. 1985. The direct epifluorescent filter technique (DEFT): Increased selectivity,
sensitivity and rapidity. J. Appl. Bacteriol. 59:493–499.
109. Rollins, D.M., and R.R. Colwell. 1986. Viable but nonculturable stage of Campylobacter jejuni and its role
in survival in the natural aquatic environment. Appl. Environ. Microbiol. 52:531–538.
110. Rowley, D.B., R. Firstenberg-Eden, and G.E. Shattuck. 1983. Radiation-injured Clostridium botulinum type
E spores: Outgrowth and repair. J. Food Sci. 48:1829–1831, 1848.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 10. Методы культивирования, отбора образцов и микроскопии

277

111. Saffle, R.L., K.N. May, H.A. Hamid, and J.D. Irby. 1961. Comparing three rapid methods of detecting
spoilage in meat. Food Technol. 15:465–467.
112. Scott, E., S.F. Bloomfield, and C.G. Barlow. 1984. A comparison of contact plate and calcium alginate swab
techniques of environmental surfaces. J. Appl. Bacteriol. 56:317–320.
113. Sharpe, A.N., and G.C. Harshman. 1976. Recovery of Clostridium perfringens. Staphylococcus aureus, and
molds from foods by the Stomacher: Effect of fat content, surfactant concentration, and blending time. Can.
Inst. Food Sci. Technol. J. 9:30–34.
114. Sharpe, A.N., and A.K. Jackson. 1972. Stomaching: A new concept in bacteriological sample preparation.
Appl. Microbiol. 24:175–178.
115. Sharpe, A.N., and D.C. Kilsby. 1971. A rapid, inexpensive bacterial count technique using agar droplets. J. Appl.
Bacteriol. 34:435–440.
116. Sharpe, A.N., M.P. Diotte, I. Dudas, S. Malcolm, and P.I. Peterkin. 1983. Colony counting on hydrophobic
grid-membrane filters. Can. J. Microbiol. 29:797–802.
117. Sharpe, A.N., P.I. Peterkin, and N. Malik. 1979. Improved detection of coliforms and Escherichia coli
in foods by a membrane filter method. Appl. Environ. Microbiol. 38:431–435.
118. Sharpe, A.N., and G.L. Michaud. 1974. Hydrophobic grid-membrane filters: New approach to microbiological enumeration. Appl. Microbiol. 28:223–225.
119. Sharpe, A.N., and G.L. Michaud. 1975. Enumeration of high numbers of bacteria using hydrophobic grid
membrane filters. Appl. Microbiol. 30:519–524.
120. Shaw, B.G., C.D. Harding, W.H. Hudson, and L. Farr. 1987. Rapid estimation of microbial numbers on meat
and poultry by direct epifluorescent filter technique. J. Food Protect. 50:652–657.
121. Silliker, J.H., D.A. Gabis, and A. May. 1979. ICMSF methods studies. XI. Collaborative/comparative studies on determination of coliforms using the most probable number procedure. J. Food Protect. 42:638–644.
122. Smith, J.L., R.C. Benedict, M. Haas, and S.A. Palumbo. 1983. Heat injury in Staphylococcus aureus 196E: Protection by metabolizable and non-metabolizable sugars and polyols. Appl. Environ. Microbiol. 46:1417–1419.
123. Speck, M.L., B. Ray, and R.B. Read, Jr. 1975. Repair and enumeration of injured coliforms by a plating
procedure. Appl. Microbiol. 29:549–550.
124. Szabo, R.A., E.C.D. Todd, and A. Jean. 1986. Method to isolate Escherichia coli 0157:H7 from food. J. Food
Protect. 49:768–772.
125. ten Cate, L. 1963. An easy and rapid bacteriological control method in meat processing industries using agar
sausage techniques in Rilsan artificial casing. Fleischwarts. 15:483–486.
126. Todd, E.C.D., R.A. Szabo, P. Peterkin, A. N. Sharpe, L. Parrington, D. Bundle, M.A.J. Gidney, and
M.B. Perry. 1988. Rapid hydrophobic grid membrane filter-enzyme-labeled antibody procedure for identification and enumeration of Escherichia coli 0157 in foods. Appl. Environ. Microbiol. 54:2526–2540.
127. Tomlins, R.I., M.D. Pierson, and Z.J. Ordal. 1971. Effect of thermal injury on the TCA cycle enzymes
of Staphylococcus aureus MF 31 and Salmonella Typhimurium 7136. Can. J. Microbiol. 17:759–765.
128. Trotman, R.E. 1971. The automatic spreading of bacterial culture over a solid agar plate. J. Appl. Bacteriol.
34:615–616.
129. Tuttlebee, J.W. 1975. The Stomacher — Its use for homogenization in food microbiology. J. Food Technol.
10:113–122.
130. Wang, G., and M.P. Doyle. 1998. Survival of enterohemorrhagic Escherichia coli 0157:H7 in water. J. Food
Protect. 61:662–667.
131. Woodward, R.L. 1957. How probable is the most probable number? J. Am. Water Works Assoc. 49:1060–
1068.
132. Zayaitz, A.E.K., and R.A. Ledford. 1985. Characteristics of acid-injury and recovery of Staphylococcus
aureus in a model system. J. Food Protect. 48:616–620.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

11
Физические, химические
и биологические методы
в микробиологии
Большая часть методов, описанных в этой главе, была разработана во второй половине ХХ в. Многие из них допускают использование для вычисления количества
бактериальных клеток или продуктов их жизнедеятельности. В отличие от прямого
микроскопического подсчета большинство этих методов основывается на измерении метаболической активности или скорости роста микроорганизмов на специфическом субстрате либо на основе измерения количества тех или иных компонентов бактериальных клеток, таких как ферменты или нуклеиновые кислоты.
Также в одном и том же методе может использоваться несколько подходов.

Химические методы
Методы, описываемые в этом разделе, используются в основном для выявления,
идентификации и определения количества микроорганизмов и продуктов их
метаболизма. Вот эти методы:
определение термостабильной нуклеазы (для Staphylococcus aureus);
метод лизата амебоцитов мечехвоста (Limulus) (LAL) (для грамотрицательных бактерий);
измерение количества АТФ для живых клеток;
радиометрия;
использование хромогенных или флуорогенных субстратов (определение
или разделение микроорганизмов по видам или штаммам).
Относительная чувствительность этих методов указана в табл. 11.1.

Определение термостабильной нуклеазы
Присутствие S. aureus в продуктах можно выявить, подвергнув продукт анализу
на предмет присутствия термостабильной нуклеазы (ДНК-азы). Это возможно
благодаря высокой корреляции между способностью синтезировать термостабильную нуклеазу и коагулазу для различных штаммов S. aureus; особенно эта
корреляция заметна для штаммов, продуцирующих энтеротоксины. Так, в одном
из исследований было показано, что из 250 штаммов S. aureus 232 (93%) продуцировали коагулазу, и 242 (95%) — термостабильную нуклеазу [118]. Другие виды
бактерий, производящие термостабильную нуклеазу, описаны в гл. 23.
Исследование продуктов питания на предмет наличия термостабильной нуклеазы было впервые произведено Chesbro и Auborn [32] с использованием спектрофотометрии. В ходе этой работы было показано, что при увеличении количества клеток S. aureus в сэндвичах с ветчиной в них также происходит увеличение количества экстрактивной термостабильной нуклеазы стафилококкового

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

279

происхождения. Авторы предположили, что присутствие 0,34 единиц нуклеазы
доказывает наличие роста стафилококков; при этом такой уровень нуклеазы соответствует содержанию энтеротокисна, недостаточному для того, чтобы вызвать пищевое отравление. Как было впоследствии установлено, для штамма
234 S. aureus такая активность нуклеазы соответствует 9,5 ´ 10 -3 мкг энтеротоксина. Последующие исследования показали допустимость использования
определения термостабильной нуклеазы в качестве метода для выявления роста
стафилококка [50]. Определение активности нуклеазы при определении энтеротоксигенных штаммов дает практически ту же точность, что и определение коагулазы [146]; в одной из работ было показано, что все продукты, содержащие энтеротоксины, содержали также термостабильную нуклеазу при обсемененности
S. aureus в 1 ´ 10 6 клеток/г [156]. Термостабильную нуклеазу способны вырабатывать также и энтерококки. Из 728 штаммов энтерококков из молока и молочных продуктов примерно 30% инициировали нуклеазу; для 4,3% продуцентов
нуклеаза была термостабильной [11].
Среднее количество производимой нуклеазы для энтеротоксигенных штаммов оказалось ниже, чем для нетоксигенных, и равнялось 19,4 и 25,5 мкг/мл соответственно [146]. Для определения активности нуклеазы достаточно наличия
10 5 –10 6 клеток/мл, тогда как для определения энтеротоксина требуется концентрация клеток более 106 на миллилитр [147]. В процессе восстановления клеток
после теплового шока активность нуклеазы вначале увеличивается, а затем заметно снижается [228]. Причиной снижения активности фермента являются
протеазы, ингибировав которые, можно предотвратить снижение активности.
Использование активности термостабильной нуклеазы для определения
S. aureus имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами:
1) благодаря термостабильности определяемый фермент не теряет активности
даже после разрушения бактериальных клеток химическими агентами, температурой или бактериофагами;
2) активность термостабильной нуклеазы проявляется гораздо раньше активности энтеротоксина (в течение трех часов, а не нескольких дней) [115];
3) нуклеаза начинает производиться энтеротоксигенными клетками до появления энтеротоксина (см. рис. 11.1);
4) нуклеаза определяется в разбавленных культурах непосредственно с образца,
тогда как определение энтеротоксина требует концентрированной культуры;
5) нуклеаза так же, как и энтеротоксины, термостабильна.
Другие виды бактерий, такие как S. epidermidis и некоторые микрококки, также производят нуклеазу, однако их нуклеазы отличаются сниженной термостабильностью по сравнению с нуклеазой S. aureus, которая способна выдерживать
кипячение в течение 15 мин [118].

Метод лизата амебоцитов мечехвоста (Limulus)
для определения эндотоксинов
Грамотрицательные бактерии характеризуются продукцией эндотоксинов, которые входят в состав клеточной оболочки и заякорены во внешней мембране
клетки при помощи липида А. Эти липополисахариды являются аллергенами и
вызывают некоторые из симптомов, которыми характеризуются заболевания,
вызванные грамотрицательными бактериями.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

280

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

Таблица 11.1. Чувствительность физических, химических и биологических методов
определения бактерий или их токсинов
Метод

Определяемый токсин
или микроорганизм

Проточная
цитометрия

S. typhimurium в молоке

Измерение
сопротивления

Колиформные бактерии в мясе
Колиформные бактерии
на культуральных средах
Клетки S. aureus
S. aureus

Микрокалориметрия
Измерение кол-ва АТФ

Туши КРС

Микрофлора замороженного
апельсинового сока
Колиформные бактерии в воде
Бактерии рода Salmonella
Определение термостаСтафилококковый эндотоксин В
бильной нуклеазы
Метод лизата амебоцитов Из S. aureus
Из S. aureus
мечехвоста
Радиоиммунологический Эндотоксины грамотрицательных
бактерий
анализ
Стафилококковые энтеротоксины
A, B, C, D и Е в продуктах питания
Стафилококковый энтеротоксин В
в обезжиренном сухом молоке
Стафилококковые энтеротоксины
AиB
Стафилококковый энтеротоксин С2
Энтеротоксин STa E. coli
Афлатоксин М1 в молоке
Охратоксин А
Бактериальные клетки
Реакция иммунофлуоресценции

Электроиммуноанализ
Анализ по Оухтерлони
Lux-фаг
Пассивный иммунный
гемолиз
Аггрегатная гемагглютинация
Латекс-агглютинация
Одномерная радиальная
иммунодиффузия
Ингибирование гемагглютинации

Афлатоксин B1 в кукурузе, зерне
и арахисовом масле
Дезоксиниваленол в кукурузе
и зерне
Энтеротоксин C. perfringens
Ботулотоксины
Энтеротоксины А и В S. aureus
Токсин типа А C. perfringens
Listeria monocytogenes

Чувствительность
103/мл через 40 мин, 10/мл
после 6 ч неселективного
обогащения
103/г через 6,5 ч
10 через 3,8 ч
2 клетки через 12–13 ч
Минимальный HPR*
~104 клеток/мл
102 клеток на кв.см
через ~5 мин
104 клеток/г через 6–10 ч
1–10 клеток через 6 ч
106 клеток/мл
~50 нг/мл
10 нг\г
2,5–5 нг
2–6 пг LPS E. coli
0,5–1,0 нг/г
2,2 нг/г
0,1 нг/мл для А;
0,5 нг/мл для В
100 пг
50–500 пг на пробирку
0,5 нг/мл
20 ppb
500–1000 клеток через
8–10 мин
6 нг/г
20 нг/г
10 нг
3,7–5,6 мышиной
LD50/0,1 мл
10–100 нг/мл
500 нг/мл
<1 клетки/1 г продукта
<100 нг

Энтеротоксин LT E. coli
4 нг/мл
Энтеротоксин B. cereus
Энтеротоксин LT E. coli
Энтеротоксины S. aureus

32 нг/мл
0,3 мкг/мл
1,3 нг/мл

Стафилококковый энтеротоксин В

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

281

Таблица 11.1. (Окончание)
Метод
Обратная пассивная
гемагглютинация
Твердотельный иммуноферментный анализ

Определяемый токсин
или микроорганизм
Стафилококковый энтеротоксин В
Токсин типа А C. perfringens
Стафилококковый энтеротоксин А
в сосисках
Стафилококковые энтеротоксины
A, B и С в продуктах питания
Стафилококковые энтеротоксины
A, B, С, D, E в продуктах питания
Ботулотоксин типа А

Ботулотоксин типа А
Ботулотоксин типа E
Афлатоксин B1
Афлатоксин М1 в молоке
Афлатоксин B1
Бактерии рода Salmonella
AFB1
AFB1
AFM1

Полимеразная цепная
реакция (ПЦР)

Флуорогенный
ПЦР-анализ
ПЦР в реальном времени
ПЦР в реальном времени
Система Probelia
Ревертазная ПЦР
Многоканальная ПЦР
Многоканальная ПЦР
Флуоресцентная ПЦР
Иммуномагнитное
разделение
Льдообразование

Фумонизины в продуктах питания
Зеарленон в кукурузе
E. coli 0157:H7 в измельченной
говядине
Энтеротоксин C. perfringens
AFB1 в арахисовом масле
Охратоксин в ячмене
E. coli
E. coli
L. monocytogenes
V. vulnificus
C. perfringens
Штаммы Stx1 и Stx2 E. coli
Токсины C. botulinum с А по Е
Y. enterocolitica
E. coli

Чувствительность
1,5 нг/мл
1 нг/мл
0,4 нг
0,1 нг/мл
³ 1нг/г
Около 9 мышиной
LD50/мл при использовании моноклональных антител
50–100 мышиной LD50
100 мышиной LD50
25 пг на пробу
0,25 нг/мл
<1 пг на пробу
104–105 клеток/мл
0,25 нг/мл (моноклональные антитела)
0,4 нг/мл (поликлональные антитела)
1,0 нг/мл (моноклональные антитела)
250 нг/г
1 нг/г
<1 клетки/г
1 пг/мл
2,5 нг/г
1 нг/мл
1–5 клеток/100 мл воды
1 клетка
1–10 клеток
102 КОЕ/г (устрицы)
<1 КОЕ через 2–6 ч
1 клетка/г через 12 ч
~3 клетки
10–30 КОЕ/г на мясе
0,5 КОЕ/г

Listeria monocytogenes
Giardia lamblia
Бактерии рода Salmonella
в продуктах питания
Cryptosporidium parvum
Listeria
Штамм E. coli 0157:H7
E. coli
Штамм E. coli 0157:H7

1 клетка
1 ооциста
Пороговая чувствительность — 102
1 ооцит/л через 3 ч
1–5 КОЕ/25 г
<1 КОЕ/г
3 КОЕ/25 г
<103 КОЕ/г

Бактерии рода Salmonella

около 25/г

* HPR — exothermic heat production rate.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

282

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

Рис. 11.1. Рост популяции S. aureus (196E) и синтез им ДНКазы и энтеротоксинов на сердечномозговом экстракте при 37 °С. ДНКаза и энтеротоксин D регистрируются спустя примерно 4 ч
после начала роста популяции при количестве клеток в ней, равном 2 ´ 106 , тогда как присутствие энтеротоксина А определяется значительно позже. ДНКаза определяется в нативной
культуре, энтеротоксины — при 50-кратном концентрировании. По Journal of Food Science,
vol. 40, p. 353, 1975. Copyright © by Institute of Food Technologies.

В методе лизата амебоцитов применяется лизатный белок, получаемый из
клеток гемолимфы мечехвоста (Limulus polyphemous). Из всех известных химических веществ этот белок наиболее чувствителен к эндотоксинам. Исследования, проведенные пятью незаисимыми компаниями, показали, что метод лизата
амебоцитов Limulus в 3–300 раз более чувствителен, чем метод определения аллергенов на кроликах [214]. Метод представляет собой добавление аликвотных
проб продуктов к небольшим количествам лизата с последующим инкубированием при температуре 37 °С в течение 1 ч. Присутствие эндотоксинов вызывает
повышение вязкости лизата с последующим принятием им гелеобразной консистенции. Лизат амебоцитов способен принимать форму геля в присутствии
уже 1 пг липополисахаридов. Поскольку одна клетка E. coli содержит примерно
3 фг липополисахаридов, данный метод позволяет зафиксировать присутствие
в образце грамотрицательных бактерий в количестве менее 300 клеток. При исследованиях бактерий рода Pseudomonas на пробах мяса при помощи этого
метода определяли присутствие бактерий в количестве 100 КОЕ/мл [54]. В настоящее время метод применяется для определения широкой гаммы микроорганизмов в продуктах питания [36, 95].
В пищевой микробиологии метод лизата амебоцитов был впервые применен
для определения обсемененности говяжъего фарша [90, 91]. Титры эндотоксинов возрастают с увеличением количества живых грамотрицательных бактерий

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

283

[94]. Метод лизата амебоцитов позволяет быстро и точно установить наличие и
степень обсемененности свежемороженного мяса. Также этот метод применим
для оперативного контроля качества молока до и после пастеризации [206]. Поскольку метод лизата амебоцитов чувствителен как к живым, так и к убитым бактериальным клеткам, для установления количества жизнеспособных колониеобразующих единиц необходим посев. Метод лизата амебоцитов в настоящее
время успешно применяется для контроля качества молока и молочных продуктов [88, 227], сырой рыбы [199] и готовых рулетов из индейки. В последнем случае данные титров метода лизата амебоцитов находятся в линейной зависимости от количества бактериальных клеток в упаковке [45].
Титр лизата амебоцитов может быть определен как при помощи прямого разведения, так и при помощи метода НВЧ, причем результаты в целом не зависят
от применяемого метода [115]. Для извлечения эндотоксинов из продуктов питания также можно пользоваться различными методиками [93].
Первой стадией в методе лизата амебоцитов является выделение и очистка
сворачивающего реагента — сериновой эндопротеазы с молярной массой примерно 150 кДа. При обработке природного коагулогена этой протеазой в присутствии эндотоксина и ионов Ca2+ происходит его свертывание. Коагулоген представляет собой небольшой белок молярной массой примерно 24,5 кДа. Протеаза
расщепляет его на растворимый фрагмент длиной 45 аминокислотных остатков,
и нерастворимый коагулин длиной в 170 аминокислотных остатков. Молекулы
последнего, взаимодействуя между собой, образуют гелеобразный сгусток [204].
Процесс в целом может быть описан следующей схемой [144]:

Существуют искусственные полипептиды с аналогичной коагулогену аминокислотной последовательностью. Хромогенные субстраты, используемые
в данном методе, представляют собой искусственные полипептиды с присоединенным к ним нитроанилином. Когда активированная протеаза атакует хромогенный субстрат, происходит отщепление хромогенных молекул нитроанилина,
которые определяются визуально по окрашиванию. Количество высвобождаемого хромогенного соединения прямо пропорционально количеству токсина
в образце. Взяв за основу хромогенную реакцию, Tsuji с соавт. [210] разработали методику автоматизированного анализа по методу лизата амебоцитов, которая позволяет определить наличие в образце 30 пг эндотоксина на миллилитр.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

284

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

Поскольку количество эндотоксина на бактериальную клетку относительно
постоянно и клетки одного и того же семейства отличаются по этому параметру
достаточно слабо, описанную выше методику можно использовать для расчета
количества клеток (живых и погибших) в образце, из которого был выделен эндотоксин. Также, учитывая тот факт, что отношение количества грамположительных бактерий к количеству грамотрицательных для того или иного продукта также сравнительно постоянно, этот метод позволяет достаточно точно рассчитать суммарное количество бактерий в том или ином образце [92]. Низкие
значения, полученные при таком способе расчета, более точны, чем высокие,
которые требуют дальнейшей проверки.
Основная ценность метода лизата амебоцитов Limulus заключается в его оперативности. Продукты с высоким титром по данному методу следует проверять
далее с использованием других методик; те же продукты, которые имеют низкий титр, могут быть сразу же отнесены к категории низких групп риска по
грамотрицательным бактериям.

Измерение количества АТФ
Аденозинтрифосфат (АТФ) является оновным источником энергии для всех живых клеток. Он разлагается в течение 2 ч после гибели клетки; количество АТФ
на клетку относительно постоянно [208] и составляет10 -18 –10 -17 моль для бактерий, что равно 4 ´ 10 -14 моль на сто тысяч КОЕ [208]. В фазу экспоненциального роста содержание АТФ в бактериях составляет примерно 2–6 нмоль/мг
сухого веса [105]. У бактерий рубца содержание АТФ составляет 0,3 фемтограмма на клетку [151]. Существуют методики, позволяющие выделить АТФ из
бактериальных клеток и измерить его количество.
Одним из простейших способов измерить содержание АТФ является использование системы люциферин-люцифераза. Люцифераза разлагает АТФ, излучая
при этом свет. интенсивность которого измеряют люминометром. Интенсивность
излучаемого света прямо пропорциональна количеству АТФ в образце [157].
Методики, связанные с измерением АТФ, получили широкое распространение
в клинической микробиологии. Там их используют для быстрого определения количества бактериальных клеток в анализах мочи. Также эти методики используются для определения количества бактериальных клеток в активных илах [157].
В свете этого подобные методики представляются полезными и для применения
в пищевой микробиологии. Их главное достоинство — высокая скорость и автоматизация. Основной преградой на пути к их широкому применению является
очистка образца от небактериального АТФ. Thore с соавт. [208] предложили использовать Тритон Х-100 и апиразу для разрушения постороннего АТФ. Результаты, полученные с помощью этого метода, были близки к результатам, полученным при использовании чистой культуры бактерий в концентрации 105 клеток на
миллилитр. Проблема постороннего АТФ при анализе мясных продуктов была
решена Stannard и Wood, которые предложили методику трехстадийной очистки,
включающую в себя центрифугирование, катионнообменную хроматографию и
фильтрацию. Определение количества АТФ проводилось для фильтрата. Метод
дает линейную зависимость количества АТФ от количества бактерий при концентрациях бактериальных клеток в образце10 6 –10 9 КОЕ на грамм. Этот метод дает
результаты в течение 20–25 мин и может применяться для контроля качества морепродуктов и определения дрожжей в напитках.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

285

Метод измерения АТФ также был адаптирован для определения обсемененности тушек кур [12], свинины и говядины [190]. На анализ берется смыв с тушки, и уже через 10 мин может быть получен результат. Смыв с говяжьей туши
производится с участка площадью 500 см2; для свиной — 50 см2. Результаты становятся известны в течение 5 мин, при этом чувтвительность метода составляет
1000 КОЕ для свинины, и 100 — для говядины [190].
Метод подсчета количества АТФ широко используется в качестве быстрого
метода определения обсемененности поверхности продуктов питания путем
снятия мазка с определенной области и последующего анализа мазка. Поскольку при этом не производится очистка образца от небактериальной АТФ, метод
пригоден для установления самого факта обсемененности, но не для определения количества микроорганизмов на единицу поверхности.

Радиометрия
Радиометрический метод определения микроорганизмов основан на включении в бактериальный метаболизм органики, содержащей радиоактивный углерод-14; при утилизации такого метаболита микроорганизмы выделяют радиоактивный углекислый газ, количество которого определяют, основываясь на
показаниях радиометра. Для организмов, способных утилизировать глюкозу,
в качестве метки обычно применяется 14С-глюкоза. Для прочих организмов
применяются другие меченые субстраты, такие как 14С-формиат и 14С-глутамат. Техническая часть метода заключается в заполнении 15-миллилитровых
сосудов средой с меченым субстратом. После заполнения средой в сосуде создается аэробная или анаэробная атмосфера, после чего производится посев. Во
время последующей инкубации газ над средой периодически проверяют на
наличие радиоактивного углекислого газа. Время, необходимое для появления
радиоактивной метки, зависит от количества посеянных клеток. В настоящее
время процедура автоматизирована.
Впервые радиометрия была применена для определения бактерий Levin с соавт. [124] и используется главным образом в клинической микробиологии, однако в некоторых случаях она применима и для контроля качества продуктов
и питьевой воды. Previte использовал этот метод для определения присутствия
S. aureus, Salmonella typhimurium, Clostridium botulinum и спор гнилостного анаэроба 3679 на говядине [165]. Образцы для посева содержали примерно 104–106
клеток на миллилитр среды, присутствие метки выявлялось в период времени от
2 ч для Salmonella typhimurium до 6 ч для спор Clostridium botulinum. В ходе этих
исследований было зафиксировано присутствие радиоактивного углерода в количестве 0,0139 микрокюри на миллилитр питательной среды (tryptic soy broth,
жидкая питательная среда). В другой работе Lampi [199] показал, что S. typhimurium и S. aureus в количестве одной клетки на миллилитр могут быть обнаружены при помощи такого метода в течение 9 ч. Если же на миллилитр приходится
104 клеток, то время, необходимое для их обнаружения, снижается до 3–4 ч. Для
спор гнилостного анаэроба 3679 время обнаружения составило 11 ч при концентрации в 90 клеток на миллилитр; при повышении концентрации до 104 клеток
на миллилитр это время сократилось до 7 ч. Это исследования, наряду с более
поздними работами, показали, что для обнаружения спор описанным методом
требуется на 3–4 ч больше, чем для обнаружения вегетативных клеток. Пользу-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

286

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

ясь результатами Lampi, можно разработать методику, пригодную для мониторинга продуктов питания, содержащих большое количество микроорганизмов;
в этом случае результаты могут быть получены через 5–6 ч после отбора пробы.
Если же содержание микроорганизмов будет небольшим, то для его определения потребуется заметно больше времени.
Обнаружение микроорганизмов, не метаболизирующих глюкозу, при помощи этого метода также возможно. Для этого используются такие меченые субстраты, как формиат или глутамат. Было показано, что этим методом можно
установить присутствие в продуктах питания различных микроорганизмов в течение 1–6 ч. Bachrach и Bachrach [9] провели исследование, в ходе которого
была показана возможность обнаружения колиформных бактерий в воде в концентрации 1–10 клеток на миллилитр путем инкубации на жидкой среде, содержащей 14С-лактозу при 37 °C. Для отделения E. coli от прочих колиформов следует некоторое время инкубировать образцы также и при температуре 45,5 °C.
Радиометрия с успехом применяется для обнаружения присутствия микроорганизмов в замороженном концентрате апельсинового сока [78]. Образцы содержали четыре вида дрожжей и четыре вида молочнокислых бактерий, и инкубировались при температуре 37 °C на среде с меченой глюкозой. Из 600 образцов, взятых на анализ, для 44 из них с концентрацией 104 клеток на миллилитр,
результаты были получены через 12 ч, для 41 — через 8 ч. Для подавляющего
большинства образцов результаты были получены через 6–10 ч. Не было описано ни одного ложного отрицательного и только два ложных положительных результата. Метод радиометрии также был применен для готовых продуктов питания для концентраций микрорганизмов менее10 5 КОЕ/мл. Из 404 образцов семи
типов продуктов для примерно 75% была правильно определена пригодность
или непригодность в течение 6 ч. Неправильно была определена пригодность не
более чем пяти образцов. В качестве меченых субстратов в этом иследовании
использовались глюкоза, глутаминовая кислота и формиат натрия.

Флуорогенные и хромогенные субстраты
В культуральных средах в пищевой микробиологии используются различные
флуорогенные и хромогенные субстраты, такие, как
4-метиламбеллиферил-бета-D-глюкоуонид (MUG);
4-метиламбеллиферил-бета-D-галактозид (MUGal);
4-метиламбеллиферилфосфат (MUP);
0-нитрофенил-бета-D-галактопиранозин (ONPG);
L-аланин-p-нитроанилид (LAPN);
5-бромо-4-хлоро-3-индолил-бета-D-глюкоуроновая кислота (натриевая или
циклогексиламмонийная соли — BCIG, X-Gluc, X-GlcA);
5-бромо-4-хлоро-3-индолил-бета-D-галактопиранозин (X-Gal);
индоксил-бета-D-глюкоуронид (IBDG).
Эти субстраты применяются на различных твердых и жидких средах. Наибольшее распространение получил MUG, гидролизуемый глюкоуронидазой (GUD)
E. coli с образованием 4-метилумбеллиферила, дающего флуоресценцию при облучении длинноволновым ультрафиолетом. Главная ценность этого субстрата состоит в том, что основным производителем GUD является E. coli. Некоторые сальмонеллы, шигеллы и коринебактерии также являются GUD-положительными.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

287

Первыми MUG для определения E. coli применили Feng и Hartman [57],
проводившие свои исследования на лаурилтриптозном бульоне с добавлением
MUG. Им удалось установить, что присутствие одной клетки E. coli может быть
обнаружено через 20 ч. Поскольку для появления в среде достаточного количества глюкоуронидазы требуется некоторое определенное количество клеток
(около десяти миллионов), то скорость определения зависит от изначального
количества клеток в образце. В среднем для получения результата требуется
не более 4 ч, однако для некоторых слабых штаммов это время достигает 16 ч.
Важной особенностью этого метода является также то, что флуоресценция появляется до начала выделения газа на лактозе. Другая группа исследователей использовала метод Фенга–Хартмана для анализа методом НВЧ 1020 образцов;
в результате с помощью этого метода удалось правильно определить наличие
E. coli в большем количестве проб, чем с помощью стандартного метода НВЧ
MPN [213]. Большая эффективность этого метода обусловлена тем, что некоторые штаммы E. coli анаэрогенны. В ходе исследования не было получено ни одного ложного отрицательного результата. При использовании в качестве основной среды лаурилсульфатного бульона было достигнуто совпадение в 94,8% для
270 проб; было получено 4,8% ложных положительных и ни одного ложного отрицательного результата [172]. Устрицы содержат эндогенную глюкоуронидазу, однако и для них была показана применимость этого метода [113]. В одном
из исследований 188 штаммов E. Coli 0157 были подвергнуты 20-минутной обработке MUG. 166 из них не дали флуоресценции; все они были положительны
по веротоксину. Таким образом, используя этот метод, можно с большой долей
вероятности установить веротоксигенность того или иного штамма [207]. По
сравнению с методом АОАС метод LST-MUG (LST — лаурилсульфаттриптоза)
дает сравнимые по точности результаты для большинства продуктов, а для некоторых заметно превосходит его [163].
MUGal имеет весьма ограниченное применение в пищевой микробиологии,
однако в одном из исследований с его помощью удалось установить наличие колиформных бактерий в количестве 1 КОЕ/100 мл; в ходе этого исследования использовался метод мембранной фильтрации [16]. Также этот субстрат использовался для установления видовой принадлежности энтерококков [128]. В средах,
применяющихся для установления видовой принадлежности, помимо флуорогенного субстрата, используется также крахмал. По наличию флуоресценции и гидролиза крахмала можно правильно определить до 86% видов энтерококков. ONPG
является хромогенным субстратом, специфичным для колиформных бактерий.
Этот субстрат гидролизуется бета-галактозидазой с образованием желтого окрашивания. Для определения присутствия E. coli в воде микроорганизмы осаждают
на 0,45-мкм мембране, после чего инкубируют в течение 1 ч. Затем образцы обрабатываются ONPG и выдерживаются при температуре 45,5°С до появления желтого окрашивания, проявляемого светом с длиной волны 420 нм [118]. Чувствительность ONPG к гидролизу примерно сопоставима с таковой для MUG; так же
как и в вышеописанном случае, для развития окрашивания требуется примерно
10 млн клеток. ONPG применяется в одном из вариантов пробы на присутствие
колиформных бактерий в воде [49]. В этом варианте методики пробирки с колиформами окрашиваются в желтый. Для обнаружения присутствия E. coli каждую пробирку облучают ультрафиолетом; те пробирки, в которых присутствует
E. coli, дают более яркую флуоресценцию. Системы Colilert и ColiQuick используют ONPG и MUG в качестве единственных доступных субстратов; присутствие

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

288

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

колиформных бактерий определяется по желтому окрашиванию, присутствие
E. coli — по флуроесценции гидролизата MUG.
BCIG, или X-Gal, применяется для определения E. coli на твердых средах.
При добавлении 500 ppm этого субстрата к пептон-тергитоловому агару E. coli
через 24 ч дает синее окрашивание, не выходящее за пределы колонии и не требующее ультрафиолета для визуализации [64]. В одной из работ проводилось
сравнение методик с применением X-Gal и стандартной НВЧ; ни по одному из
50 образцов говяжъего фарша различий обнаружено не было [170]. В другой работе использовался лаурилтриптозный агар с X-Gal в концентрации 100 ppm.
Только 1% из 1025 предположительно колиположительных образцов не дал
окрашивания; 5% из 583 колиотрицательных образцов дали ложную положительную реакцию [219]. Образцы инкубировались при температуре 35 °С в течение 2 ч, затем при температуре 44,5 °С в течение 22–24 ч.
LAPN является субстратом, специфичным для грамотрицательных бактерий;
только эта группа бактерий имеет аминопептидазу. Этот фермент расщепляет
LAPN с образованием p-нитроанилина — желтого красителя, выявляемого при
спектрофотометрии при облучении 390-нм ультрафиолетом [29]. Минимальное
количество колониеобразующих единиц на миллилитр, необходимое для определения таким методом, составляет 10 4 – 5 ´ 10 5 . При количестве колониеобразующих единиц в 10 6 –10 7 результаты могут быть получены через 3 ч. Другой
метод, используемый для определения грамотрицательных батерий — метод
лизата амебоцитов Limulus (описан выше), — дает результаты в течение 1 ч;
учитывая это обстоятельство, применение LAPN для определения грамотрицательных бактерий представляется нецелесообразным.
Смесь MUP и ONPG на HEPES-буфере использовалась для определения
Clostridium perfringens; положительными по данному микроорганизму в результате были признаны 164 из 333 проб [1]. Стандартная методика определила как
положительные только 153 пробы. Результат по описанной методике был получен через 4 ч. Для определения обсемененности говяжьих туш применяли люминесцентную фосфатазную методику; результаты для 70 смывов с туш были получены через 10 мин и были сопоставимы с результатами по методу АПК [104].
Хромогенный субстрат BCM, производимый Biosynth, Inc., может быть использован для определения присутствия Listeria monocytogenes и L. ivanovii. Это
возможно благодаря взаимодействию этого субстрата с бактериальной фосфатидилинозитспецифичной фосфолипазой С (PI-PLC). При использовании BCM
в сочетании с агарами Oxford и Palcam была получена чувствительность в 99,3%
для Oxford-BCM, 99,2% для Palcam-BCM и 90,2% для Oxford-Palcam [98].
Поскольку ботулинические нейротоксины являются металлопротеазами со
строгой специфичностью к субстрату и аминокислотной последовательности,
для их определения Schmidt и Stafford создали флуорогенный метод [180], основанный на использовании искусственных пептидов. Ими был синтезирован
олигопептид с 2,4-динитрофениллизином в положении 1 и S(N-[4-метил-7-диметиламинокумарин-3-ил]-карбоксамидометил)-цистином в положении 3. После добавления этого олигопептида в среду, содержащую ботулинический нейротоксин, флуоресценция становится различимой уже через 1–2 мин при концентрации токсина 60 нг/мл. Токсины A, B и F расщепляют этот субстрат в одном
и том же месте.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

289

Иммунологические методы
Серотипирование
Серотипирование является наиболее распространенным методом для определения присутствия грамотрицательных бактерий, таких как Salmonella и Echerichia. Из грамположительных бактерий этим методом лучше всего определяются
бактерии рода Listeria. Сам метод заключается в использовании антител (антисыворотки) для определения того или иного антигена. Для большинства патогенных бактерий, обнаруженных в пище, антигены известны и в большинстве
случаев нерастворимы; для их определения пользуются агглютинацией. Для
определения присутствия раствоимых антигенов, таких как токсины, пользуются другими методиками, например диффузией через гель. Положение антигенов
О и Н энтеробактерий показано на рис. 11.2. Серологическая классификация
сальмонелл была начата Kauffmann в начале 1940-х гг. [106]. Он выделил
первые 20 групп по антигену О. Обозначения антигенов отражают их расположение на бактериальной клетке — соматические (О, нем. ohne), капсулярные
(K, нем. kapsel) и жгутиковые (Н, нем. hauch). Антиген О представляет собой полисахаридную цепь, выступающую над поверхностью клетки (см. рис. 11.2).
Группа антигенов О гетерогенна; антигенная специфичность определяется полисахаридным составом антигена. Мутации, приводящие к изменению состава
или расположения моносахаридов в полисахаридной цепи антигена, ведут к образованию новых антигенов группы О. Для сальмонелл на настоящий момент
известно около 2400 серовариантов, для E. coli — около 200. Антигены группы
О достаточно термостабильны, тогда как антигены двух оставшихся групп разрушаются при термообработке. Поскольку флагеллярные белки более консервативны, чем полисахаридные цепочки, существует заметно меньше серологических вариантов по антигенам группы Н — около 30 для E. coli.

Рис. 11.2. Схема поперечного среза E. coli, на которой отмечено расположение антигенов.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

290

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

Иммунолюминесценция
Эта методика широко применяется как в клинической, так и в пищевой микробиологии с момента ее разработки в 1942 г. Антитела к известному антигену
флуоресцентно метят, и после обработки такими мечеными антителами препарата метку можно обнаружить при облучении ультрафиолетовым светом. В качестве флуоресцентной метки используют родамин В, изоцианат флуоресцина и
изотиоцианат флуоресцина; последний используется наиболее часто. Иммунолюминесценция выполняется одним из двух основных методов — первичной и
вторичной иммунолюминесценции. При использовании первичной иммунолюминесценции флуоресцентную метку несут антитела к исследуемому антигену.
Антитела к исследуемому антигену, используемые во вторичной иммунолюминесценции, метки не несут; ее несут антитела к первым антителам. При использовании вторичной иммунолюминесценции флуоресцирующее антитело связывается не непосредственно с антигеном, а с образовавшимся в результате предшествующей обработки комплексом антиген-антитело. Использование вторичной
иммунолюминесценции устраняет необходимость метить флуоресцирующим соединением антитела к каждому интересующему исследователя антигену. Для получения антител к тому или иному антигену требуется чистая культура бактерий.
Чаще всего для иммунолюминесцентных исследований применяют антитела к
антигенам сальмонелл, меченные изотиоцианатом флуоресцина. Поскольку такие
антитела имеют нестрогую видоспецифичность, нередки ложные положительные
реакции на близкородственные организмы (Citrobacter, E. coli). Ввиду этого следует ожидать ложных положительных реакций при исследовании реальных продуктов питания. История создания и применения метода иммунолюминесценции
описана Cherry и Moody [31]; история применения этого метода в пищевой микробиологии описана в работе Ayers [7], а также Goepfert и Insalata [69]. Распространенность этого метода в пищевой микробиологии стала падать в связи с внедрением новых физических и молекулярно-биологических методик.

Обогатительный серологический метод
Использование обогатительного серологического метода позволяет быстрее
установить присутствие сальмонелл в пробе, нежели стандартная культуральная методика. Метод был разработан Sperber и Deibel [193] и включает в себя
четыре стадии: предобогатительную на неселективной среде в течение 18 ч, селективную на селенито-цистиновом или тетратионатном бульоне в течение 24 ч,
избирательное обогащение на М-бульоне в течение 6–8 или 24 ч и агглютинацию поливалентной антисывороткой к Н-антигену при 50 °С в течение 1 ч. Результат может быть получен в среднем через 50 ч (в зависимости от времени
избирательного обогащения), что значительно меньше 96–120 ч, необходимых
для получения результатов по стандартной методике. Не так давно было предложено модифицировать метод, включив в него стадию шестичасового предварительного обогащения. При помощи этой методики результат может быть получен еще раньше — через 32 ч [200].
В целом обогатительный серологический метод дает результаты, сопоставимые по точности с результатами, полученными при помощи культуральной
методики и иммунолюминесценции, проходит значительно быстрее (32–50 ч
против 96–120 ч для культуральной методики), и не требует для проведения специальных навыков или оборудования. Недостатками метода являются низкая

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

291

чувствительность (для обнаружения требуется концентрация бактериальных
клеток порядка 107/мл), а также неспособность реагировать на сальмонелл, лишенных жгутиков. Последний недостаток можно устранить, заменив агглютинацию Н-антисывороткой агглютинацией на предметном стекле при помощи
О-антсыворотки [193].
Быстрый оксоид-тест на присутствие сальмонелл является разновидностью
обогатительного серологического метода. В тесте используют две пробирки,
каждая из которых содержит сухую обогатительную среду в нижней части и сухую селективную среду в верхней части. Среды заливают стерильной дистиллированной водой, после чего в пробирки добавляют избирательную среду на
сальмонелл и новобиоциновые диски, затем засевают пробирки предварительно
обогащенной культурой образца. После инкубации при температуре 41 °С в течение 24 ч верхние части пробирок проверяют на наличие изменений цвета, свидетельствующих о присутствии сальмонелл. Пробирки с положительной реакцией проверяются латексным оксоид-тестом на сальмонелл (занимает 2 мин).
Окончательное подтверждение присутствия сальмонелл дается биохимическими или серологическими методами.

1-2-тест на сальмонелл
Этот метод в целом схож с описанными выше. Обогатительный серологический
метод основывается на взаимодействии антител со штаммами сальмонелл, имеющими жгутики. В отличие от обогатительного серологического метода 1-2-тест
проводится в полутвердой фазе. Этот тест проводится в специальном пластиковом устройстве с двумя камерами; одна из камер заполнена селективным бульоном, другая — неселективной средой подвижности. Помимо селективных составляющих, последняя содержит еще и аминокислоту L-серин, избирательную для
сальмонелл. Селективная камера засевается, после чего устройство подвергается
инкубации, в ходе которой подвижные сальмонеллы перемещаются в среду подвижности. Последняя содержит антитела к жгутиковым антигенам, и когда в нее
входят бактерии, несущие жгутики, происходит взаимодействие между антигеном и антителами. При проведении предварительного неселективного обогащения результаты по такому тесту могут быть получены через 8–14 ч [37].

Радиоиммунологический анализ
Этот метод заключается в радиоактивном мечении антигенов, которые затем
взаимодействуют с антителами; после этого производится измерение количества связавшихся антигенов при помощи счетчика Гейгера. В твердофазном радиоиммуноанализе используются твердые носители, которые покрываются монослоем антител при помощи электростатического взаимодействия. В качестве
твердых носителей применяются полипропилен. полистирол и бромацетилцеллюлоза. Основным и самым важным свойством твердых носителей с монослоем
антител является их способность специфически связываться только с мечеными
антигенами. После нанесения пробы антиген без метки смывается, и можно начинать подсчет связавшихся меченых антигенов. Наиболее распространенной
меткой является йод-125.
Johnson с соавт. [100] разработали методику твердофазного радиоиммуноанализа для определения стафилококкового токсина В; методика оказалась при-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

292

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

мерно в 5–20 раз чувствительнее метода иммунодиффузии. При использовании
в качестве твердого носителя полистирола чувствительность метода составляет
порядка 1–5 нг. Collins с соавт. [34] использовали радиоиммуноанализ для определения энтеротоксина В; в качестве носителя антител в эксперименте использовалась бромацетилцеллюлоза. Чувствительность метода оказалась примерно
в 100 раз выше, чем у иммунодиффузии, и составила 0,01 мкг/мл. Также исследователи выделяли стафилококковый энтеротоксин А из различных продуктов,
таких как ветчина, молочные продукты и крабовое мясо, после чего образцы
подвергались радиоиммуноанализу [33]. Результаты показали, что чувствительность метода к энтеротоксину А составляет до 0,001 мкг/мл.
После иодирования энтеротоксинов радиоиммуноанализ можно применять
для их определения при концентрациях до 1 нанограмма. При использовании
белка А в качестве иммуноабсорбента для отделения комплексов антиген-антитело от несвязавшегося токсина можно получить чувствительность и ниже 1 нг
в течение одного рабочего дня [142, 173]. В одном из исследований было успешно произведено обнаружение энтеротоксина А в концентрациях 0,1 и 0,5 нг/мл и
энтеротоксина В в концентрации 0,5 нг/мл с использованием белка А [3]. При
ипользовании двухантительного радиоиммуноанализа достижима чувствительность в 100 пг/мл [171].
Радиоиммуноанализ предоставляет прекрасные возможности для определения присутствия в продуктах питания различных токсинов. Бактериальные
клетки при помощи этого метода можно идентифицировать за 5–10 мин [138],
используя меченые гомологичные антитела, закрепленные на мембране Millipore. К сожалению, из-за необходимости использования радиоактивных изотопов и громоздкости оборудования эта методика в пищевой микробиологии
трудноприменима.

Твердофазный иммуноферментный анализ
Твердотельный иммуноферментный анализ представляет собой иммунологический метод, сходный с радиоиммуноанализом, однако вместо радиоактивной
метки в нем используется фермент, связанный с антигеном или антителом. С иммуноферментным анализом сходны также методы EMIT (радиоиммунологический анализ с ферментативным усилением) и ELAT (метод антител, связанных
с ферментом). Собственно твердофазный иммуноферментный анализ производится на твердом носителе (чаще всего полистирол), покрытом антигеном; твердый носитель затем инкубируется с антисывороткой. После отмывки от антител
производится обработка препарата иммуноглобулинами, связанными с ферментами. Затем производится мягкая отмывка и определение количества фермента
на связавшихся с первичными антителами иммуноглобулинах. В качесте фермента чаще всего используется пероксидаза хрена; ее присутствие определяется
путем добавления специфического субстрата. Количество фермента определяется при помощи колориметрии. В одной из разновидностей метода, требующей
наличия у антигена как минимум двух эпитопов, задействовано второе антитело. Антиген взаимодействует с антителами, закрепленными на твердом носителе, и после отмывки обрабатывается вторым антителом, которое несет специфическую метку. Иногда применяется еще и третье антитело, которое, как и при
вторичной иммунолюминесценции, связывается со вторым.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

293

Твердофазный иммуноферментный анализ широко используется в пищевой
микробиологии для обнаружения и подсчета микроорганизмов или продуктов их
жизнедеятельности; краткие описания такого использования приведены ниже.

Сальмонеллы
1. При использовании поликлонального иммуноферментного анализа, производимого при помощи иммуноглобулинов класса G, специфичных к антигенам жгутиков,
было получено 92,2%-е совпадение с результатами, полученными с использованием культурального метода. Было исследовано 142 образца, ложные положительные
результаты, полученные с помощью имуноферментного анализа, составили 6,4%
от общего количества результатов; сходство результатов, полученных этим методом, с результатами иммунофлуоресценции составило 95,8% [201].
2. Поликлональный иммуноферментный анализ, использованный в опыте, производился с использованием полистироловых микротитровочных планшетов и
метода MUG. Порог чувствительности составил 107 клеток/мл; результаты были
получены в течение трех рабочих дней [143].
3. Метод микроиммуноферментного анализа Salmonella-TEK, использующий моноклональные антитела, способен определить присутствие 1–5 КОЕ в 25 г продуктов питания через 31 ч. Порог чувствительности этого метода — 104–105 клеток/мл [213].
4. В методе захвата антител используют моноклональные антитела и полистироловые микротитровочные планшеты. Чувствительность метода составляет примерно 10 клеток на 25 г образца и может быть получена через 19 ч. Метод не дает
реакции на другие организмы [123].
S. aureus и его энтеротоксины
1. Для определения стафилококкового энтеротоксина А была применена техника
твердофазного иммуноферментного анализа, использующая два типа антител; с ее
помощью была получена чувствительность в 0,4 нг для венских сосисок, 3,2 нг/мл
для молока и 1,6 нг/мл для майонеза. Результаты были получены за 20 ч [178].
2. Использование частиц полистирола, покрытых соответствующими антителами, позволяет определить наличие энтеротоксинов А, В и С в количестве от
0,1 нг/мл и ниже [196].
3. Обычный метод твердовазного иммуноферментного анализа способен определить наличие энтеротоксинов А, В, С и Е в фарше в количествах менее
0,2 мкг/100 г [149].
Плесневые грибы и микотоксины
1. При помощи твердофазного иммуноферментного анализа можо определять
присутствие как живых, так и мертвых плесневых клеток; результаты, получаемые методом иммуноферментного анализа, сопоставимы или превосходят результаты по методу Говарда [127].
2. Моноклональный твердофазный иммуноферментный анализ позволяет установить наличие в образце афлатоксина В1 в количестве 0,1–0,5 нг/мл [26, 166, 244].
Другие методы дают чувствительность от 0,1 до 10 нг/мл [160, 161].
3. Коммерческое оборудование для твердофазного иммуноферментного анализа
позволяет определять наличие в пробе токсина Т-2 в количестве 0,05 нг/мл
и охратоксина А в количестве 25 пг на пробу [162].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

294

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

Ботулотоксины
1. Для определения ботулотоксина А использовался трехантительный метод иммуноферментного анализа; с его помощью была получена чувствительность в
50-100 LD50. Для ботулотоксина Е этот показатель составил менее 100 LD50. Также была показана способность этого метода устанавливать наличие в пробе одной мышиной LD50 ботулотоксина G [125].
Энтеротоксины E. coli
1. Для установления наличия в пробе энтерогеморрагических штаммов E. coli
с успехом применяется твердофазный иммуноферментный анализ с использованием антител к энтерогеморрагическим штаммам E. coli [154].
2. Два метода двухантительного иммуноферментного анализа основаны на использовании моноклональных мышиных антител к токсинам и кроличьих поликлональных антител, специфичных к генам E. coli Stx1 и Stx2. Метод, использующий антитела к Stx1, обладает чувствительностью в 200 пг токсина Stx1;
метод, использующий антитела к Stx2, — 75 пг токсина Stx2 [47].

Диффузия через гель
Метод диффузии через гель широко и успешно применяется для определения и
установления количества бактериальных токсинов и энтеротоксинов. Наиболее
часто используются четыре разновидности этого метода: одинарная диффузия
(по Oudin), двойная диффузия, диффузия по Ouchterlony и электроиммунодиффузия. Они используются для определения и измерения количества стафилококковых энтеротоксинов и энтеротоксинов C. perfringens; также эти методы используются для определения ботулотоксинов. Чувствительность этих методов
представлена в табл. 11.1. Несмотря на то что эти методы теоретически применимы для любых водорастворимых антигенов, на практике это не совсем так —
для анализа антиген требуется осадить. Вероятно, наиболее часто применяется
метод Ouchterlony с изменениями, внесенными Crowle, а также Cosman и Bennett [18]. Чувствительность метода оставляет 0,1–0,01 мкг для стафилококкового энтеротоксина, что соответствует чувствительности диффузии по Oudin. Метод двойной диффузии применим для определения наличия в пробе токсина в
концентрации до 0,1 мкг/мл, однако для определения таких низких концентраций требуется инкубация в 3–6 дней. Этот метод иммунодиффузии требует, чтобы проба в 100 мл была сконцентрирована в 200 раз. Несмотря на то что существуют методы более чуствительные и более быстрые, чем иммунодиффузия, последняя все же широко применяется в силу возможности определения с ее
помощью большого количества различных токсинов. Последние исследования
показали, что при помощи этого метода возможно получение результатов в течение 8 ч при инкубации образца при температуре 45 °С.

Иммуномагнитное разделение
В основу этого метода положено использование активированных парамагнитных частиц (размер частиц порядка 2–3 мкм), которые покрываются антителами
путем выдерживания при пониженной температуре до 24 ч. После инкубации
несвязавшиеся антитела отмывают. После такой обработки частицы, покрытые
антителами, добавляют к суспендированной пробе продукта питания, в которой

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

295

предположтельно содержатся антигены, к которым специфичны антитела частиц (токсины или целые клетки в случае грамотрицательных бактерий); после
добавления частиц пробу инкубируют при нормальной температуре от нескольких минут до нескольких часов для того, чтобы антитела связались с антигеном.
Образованные комплексы собирают магнитом, после чего элюируют антиген и
подсчитывают количество связавшихся частиц. Элюированный и сконцентрированный антиген может быть подвергнут другим методам анализа. Так, в одном из исследований иммуномагнитное разделение было сопряжено с проточной цитометрией для установления присутствия в пробе одного из штаммов
E. coli. После отмывки от парамагнитных частиц клетки были помечены флуоресцентными антителами, что позволило подсчитать их количество с помощью
проточной цитометрии. Этот метод обладает чувствительностью в менее чем
103 КОЕ на грамм чистой культуры и примерно 103–104 КОЕ в пробе говяжъего
фарша [186]. Также этот метод может быть с успехом применен для определения количества любых других организмов, включая вирусы и протистов.

Гемагглютинация
Метод диффузии через гель требует значительных затрат времени на проведение — до 24 ч; в то же время существуют два сопоставимых по точности серологических метода, занимающих от 2 до 4 ч: реакция торможения гемагглютинации и обратная пассивная гемагглютинация. В отличие от метода диффузии
через гель эти два метода не требуют чистых антител.
При проведении реакции торможения гемагглютинации количество антител
не меняется, а токсин разбавляется. После инкубации проб в течение 20 мин
к ним добавляют эртроциты овцы. Гемагглютинация происходит только тогда,
когда антитела не связаны с антигенами. Гемагглютинации не происходит, если
в пробе присутствует достаточное количество токсина. Чувствительность метода для различных типов энтеротоксинов представлена в табл. 11.1.
В отличие от первого метода в случае обратной пассивной гемагглютинации
антитела к токсину присоединяются непосредственно к поверхности эритроцитов. Затем добавляются разбавленные пробы токсинов. После добавления проб
производят инкубацию в течение как минимум 2 ч. Этого времени достаточно
для появления реакции гемагглютинации. Агглютинация происходит только
там, где наличествует достаточное количество антител. Агглютинаци не происходит, если в пробах отсутствовал токсин или энтеротоксин. Чувствительность
метода для двух энтеротоксинов представлена в табл. 11.1.

Молекулярно-генетические методы
Несмотря на то что фенотипические методы все еще повсеместно используются
для идентификации и описания бактерий, уже сейчас очевидна тенденция к усилению роли генотипических методов в пищевой микробиологии. Эта тендениция обусловливается также и тем, что на рынке появилось достаточное количество оборудования для проведения подобного рода исследований; в частности,
к такому оборудованию относятся установки для полимеразной цепной реакции
(ПЦР). Важность 16S-РНК для классификации бактерий по штаммам уже отмечалась в гл. 2; ниже мы кратко рассмотрим основные методки, при помощи
которых можно осуществлять подобную классификацию.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

296

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

Как указывалось в гл. 2, полная бактериальная 70S-рибосома содержит три
молекулы РНК: 5S, 16S и 23S. 5S-РНК содержит приблизительно 120 нуклеотидов; 16S- и 23S-РНК содержат по 1500 и 3000 нуклеотидов соответственно. Ценность последовательности 16S-РНК как «молекулярных часов» была продемонстрирована давно и неоднократно. На основании данных, полученных при анализе последовательности 16S-РНК, не так давно был выделен отдельный класс
бактерий — Proteobacteria. На основании этого же метода можно также выделить новые роды бактерий, не прибегая для этого к фенотипическим описаниям.
На основании информации о последовательности 16S-РНК и других молекулярно-биологических данных род Pseudomonas был сокращен на 50 видов; эти
виды были распределены в 10 новых родов (см. гл. 2). Создание и наращивание
баз данных относительно геномов бактерий позволяет предположить, что пересмотр таксономического положения многих бактерий будет продолжен.
Выделение и амплификация 16S-РНК на данный момент не составляет особых
проблем. После разрушения примерно 1 г пробы влажных бактериальных клеток
в присутствии неспецифических ДНК-аз (для элиминации фракции высокомолекулярной ДНК) РНК можно выделить с помощью реагентов, имеющихся в настоящее время на рынке. После добавления праймерных олигонуклеотидов, ревертазы и нуклеотдтрифосфатов к образцу ДНК на нем происходит синтез комплементарной ему цепи ДНК. В последующих циклах амплификации вместо ревертазы
чаще всего используется либо фрагмент Кленова (PolIK), либо термостабильная
ДНК-полимераза. Спустя несколько циклов амплификации проба РНК полностью замещается своей двухцепочечной копией, которую можно использовать
для установления нуклеотидной последовательности исходной РНК.

Метод полинуклеотидных зондов (ДНК-зондов)
Метод полинуклеотидных зондов заключается в использовании известных
ДНК- или РНК-последовательностей интересующего иследователя органзма
для установления наличия в пробе комплементарных им ДНК или РНК. Наилучшим зондом для гибридизации представляется последовательность изестного
гена. Также зонд должен нести определенную метку, по которой можно будет
определить наличие в пробе зонда после отмывки. В качестве метки часто используются радиоактивные изотопы в составе полнуклеотида; такими изотопами чаще всего являются фосфор-32, водород-3 (тритий), йод-125 и углерод-14.
Также применяется ковалентная модификация зонда репортерными группами,
такими как щелочная фосфатаза, пероксидаза, флуоресцин, гаптены, дигоксигенин и биотин [46]. При использовании биотина в качестве метки его присутствие определяют при помощи авидин-ферментных комплексов, антибиотина
или фотобиотина. Чаще всего зонды гибридизуют с хромосомной ДНК, однако
она содержится в количестве всего одной копии на клетку. В большем количестве содержатся мРНК, рРНК и плазмидные ДНК; при использовании их в качестве мишеней для гибридизации чувствительность метода значительно повышается. Длина зонда в большинстве составляет 20–50 нуклеотидов; гибридизация
при правильных условиях в таком случае происходит в течение 30–60 мин.
Чаще всего пробы для неизвестного организма изготавливают обработкой
его хромосомы эндонуклеазами рестрикции. После разделения полученных
фрагментов электрофорезом их переносят на нитроцеллюлозный фильтр и гиб-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

297

ридизуют с мечеными зондами. После осторожной отмывки, предназначенной
для удаления негибридизованных зондов, определяют присутствие в пробе меченого зонда методом радиоавтографии.
Минимальным количеством клеток, необходимым для определения их методом
полинуклеотидных зондов, большинство исследователей полагает 106–107, однако
в некоторых работах сообщалось об успешном определении таким методом организмов в количестве 104. При использовании этого метода в пищевой микробиологии, где в типичном случае содержится примерно одна КОЕ на грамм, требуется
предварительное неселективное обогащение для предоставления количества ДНК,
достаточного для обнаружения. При изначальном содержании клеток в пробе, равном 108, для получения результата требуется 10–12 ч. Когда же требуется обогащение, на проведение анализа затрачивается более 44 ч. Некоторые результаты применения метода для целей пищевой микробиологии приведены ниже. Для более детального ознакомления с подобными результатами см. [202].
1. Для обнаружения энтеротоксигенной C. perfringens в сырой говядине успешно применяли зонды, меченные дгоксигенином; содержание организмов составляло менее 10 КОЕ/мл, результаты были получены через 48 ч [10].
2. Производили сравнение метода ДНК-зондов со стандартным культуральным
методом для обнаружения присутствия L. monocytogenes в молочных, мясных
и морепродуктах [21]. Из 660 проб молочных и морепродуктов 354 дали положительные результаты при использовании культурального метода, и 378 —
при использовании метода ДНК-зондов. Из 540 проб мяса 261 дали положительные результаты при использовании культурального метода, и 378 — при
использовании метода зондов. Результаты по метду зондов были получены за
48 ч, в то время как для получения результатов по методу FDA/USDA потребовалось 3–4 дня.
3. Для видов рода Salmonella метод колориметрических ДНК-зондов позволил
верно определить все 110 серологических вариантов и не дал ни одного ложного положительного результата на 61 пробе, не содержащей сальмонелл [38].
4. Для анализа 269 проб домашней птицы и воды на наличие сальмонелл использовали метод радиоактивно меченных ДНК-зондов. Метод позволил
установить наличие в пробе бактерий в концентрации 0,03 клетки на миллилитр после двух циклов обогащения [86]. Этот метод позволяет определять
бактерии в концентрациях до 10 4 клеток на миллилитр.
Для определения присутствия в пробе S. aureus были разработаны ДНК-зонды, комплементарные кодирующим последовательностям энтеротоксинов В и С
в области аминокислот 207–219; эти зонды гибридизуются с генами энтеротоксина В и тремя вариантами гена энтеротоксина С [150].
ДНК-зонды также используются в методе гибридизации колоний, при котором макроколонии или микроколонии интересующего исследователя организма
развиваются непосредственно на мембране с последующей инкубацией на соответствующей агарозной среде. Затем с основной среды или мембраны снимается реплика. Колонии на реплике лизируют для высвобождения ДНК и плавки
ее цепей. Затем некоторое количество ДНК переносят на нитроцеллюлозный
фильтр, где и производят гибридизацию с зондами. В одном из вариантов метода гибридизации колоний используется до 60 фильтров, на каждом из которых
отпечатывают до 48 колоний [107].
Метод гибридизации колоний, разработанный Grunstein и Hogness [71], успешно применяется для обнаружения присутствия Listeria monocytogenes, энте-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

298

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

ротоксигенных штаммов E. coli и Yersinia enterocolitica. В одном из исследований был создан зонд, комплементарный одной из областей гена энтеротоксина
ST E. coli, который затем использовали для определения токсигенности вариантов по методу ДНК-гибридизации [80]. Колонии вариантов переносили на нитроцеллюлозные фильтры, лизировали клетки для высвобождения ДНК и гибридизовали радиоактивно меченными зондами, после чего снимали радиоавтограммы с фильтров. По этой методике можно установить наличие в пробе 105
клеток, несущих ген ST. В более ранних исследованиях метод ДНК-гибридизации был применен для установления обсемененности искусственно зараженных
продуктов питания без предварительного обогащения. В ходе этого исследования была установлена способность этого метода определять наличие организмов в пробе в количестве 100–1000 клеток на грамм, или 1–10 клеток на фильтр
[79]. Более подробная информация о методе ДНК-зондов приведена в обзоре
Wolcott [225].

Полимеразная цепная реакция (ПЦР)
Метод полимеразной цепной реакции (ПЦР) быстро набирает популярность в
сфере определения наличия и видовой принадлежности бактерий и вирусов в продуктах питания. Столь широкую популярность он получил вследствие своей высокой чувствительности, специфичности и гибкости, а также вследствие появления на рынке большого количества аппаратов и реактивов для проведения ПЦР.
Этот метод, впервые предложенный Kleppe с соавт. [112] в 1971 г., более
применим для идентификации микроорганизмов, нежели для установления их
количества. Методика, используемая в настоящее время, была предложена коллективом научных сотрудников корпорации «Perkin Elmer-Cetus» [177, 197]. За
разработку этого метода один из его соавторов был удостоен в 1993 г. Нобелевской премии по химии.
Метод полимеразной цепной реакции состоит из нескольких стадий. На первой стадии пробу двухцепочечной ДНК нагревают до 95 °С, чтобы разделить
цепи. Затем, если в качестве изначального материала использовалась РНК, ее
перекодируют в двухцепочечную ДНК с использованием ретровирусной ревертазы и ДНК-полимеразы (ревертазная ПЦР.) После нагревания и разделения цепей ДНК образец охлаждают до 55 °С, после чего добавляют к нему олигонуклеотидные праймеры, комплементарные начальным участкам цепей. Затем вносят ДНК-полимеразу и дезоксинуклеотидтрифосфаты — мономеры цепей ДНК.
После проведения этой процедуры две цепи становятся четырьмя, после второго
цикла четыре цепи превращаются в восемь и т. д. После проведения достаточного количества циклов из следовых количеств ДНК можно получить образец с содержанием этой ДНК в количестве миллионов копий. На настоящий момент
наиболее распространенными системами для проведения ПЦР на рынке являются следующие:
BAX system (Производство Qualicon, Dupont corp.)
Probelia (Производство Sanofi Diagnostics Pasteur)
Foodproof (Производство Biotecon Diagnostics).
Помимо этих систем, на рынке также присутствует автоматизированная система для проведения ПЦР AG-9600 Amplisensor Analyser. Система BAX является старейшей из всех систем для ПЦР; результаты ее применения, наряду с результатами других систем, приведены ниже.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

299

1. Мультиплексная ПЦР
а) Для определения Escherichia coli 0157:Н7 использовались праймеры hly933k,
fliCh7, stx 1, stx 2 и eaeA. Чувствительность метода составила менее 1 КОЕ/г; результаты были получены в течение 24 ч. Использовались бактерии различного
происхождения [65].
б) Для Staphilococus aureus использовали праймеры entC и huc. После амплификации чувствительность метода составила 10 КОЕ/мл для снятого молока и
20 КОЕ/20 г для сыра Чеддер; результаты были получены менее чем за 6 ч [205].
в) Для бактерий рода Listeria использовались праймеры, комплементарные рибосомальной 16S-РНК, специфичные для Listeria и L. monocytogenes для одновременного определения обоих. Порог чувствительности метода составляет
1–5 КОЕ на 25 граммов продукта. Метод способен определять наличие только
живых клеток [192].
г) Для определения Salmonella и Campylobacter использовали зонды invA (для
Salmonella) и ceuE (для Campylobacter). Для определения продуктов ПЦР использовали твердофазный иммуноферментный анализ. Чувствительность составила 200 КОЕ/мл для Salmonella и 40 КОЕ/мл для Campylobacter [82].
2. Ревертазная ПЦР
Для определения Cryptosporidium parvum извлекали двухцепочечную РНК
(дцРНК), после чего ее улавливали при помощи системы Xtra Bind. Амплификацию поизводили непосредственно на материале Xtra Bind. Чувствительность составила 1 ооцит на литр, результаты были получены в течение 2 ч [116].
б) Вирус Норуолк обнаруживали путем замены ревертазы и Taq-полимеразы в одной из проб на rTth-полимеразу. Полученные амплифицированные молекулы
определяли при помощи биотинилированных олигонулеотидных зондов методом твердофазного иммуноферментного анализа. Результаты для проб устриц
были получены в течение одного дня [181].
в) Полиовирус и вирус гепатита А, добавленные к мясу устриц в количестве
101–105 бляшкообразующих единиц, затем концентрировали с применением полиэтиленгликоля. При помощи метода ревертазной ПЦР удалось установить содержание вируса в количестве до 10 бляшкообразующих единиц [96].
г) Одна из систем для ревертазной ПЦР, присутствующих на рынке (GenevisionTM,
Warnex diagnostics, Лаваль, Канада), способна устанавливать наличие в пробе
бактерий рода Salmonella в течение одного дня, и наличие бактерий рода Listeria
в течение двух дней; в обоих случаях необходимо предварительное обогащение.
а

3. Система Probelia
а) Пороговая чувствительность метода для бактерий рода Salmonella в продуктах
питания составляет 100 КОЕ/мл. После предварительного 18-часового обогащения при помощи системы можно установить наличие в пробе бактерий в количестве трех КОЕ на 25 г. При исследовании при помощи этой системы 285 образцов зараженных продуктов питания было получено 99,6%-ное совпадение
результатов с результатами по методу ISO 6579 [53].
б) При определении Listeria monocytogenes в мясе лосося сравнение результатов
системы с результатами по методу ISO 11290 показало сопостаимость точности
этих двух методов. Однако система Probelia способна определить наличие в пробе L. monocytogenes в количестве 20 КОЕ/мл за 48–50 ч, тогда как методу ISO
требуется для этого более пяти дней [216].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

300

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

4. Система ВАХ для определения E. coli
а) При исследовании проб говяжьего фарша на наличие E. coli в количестве менее
3 КОЕ/г система BAX дала 96,5% верных положительных результатов; для метода иммуноанализа этот показатель составил 71,5%, для лучшего культурального метода — 39% [101].
5. ПЦР с использованием молекулярных маяков
а) Для определения штамма E. coli 0157:H7 использовались флуоресцентно меченные олигонуклеотидные зонды, гибридизующиеся с внутренними участками
гена slt-II только тогда, когда они не самокомплементарны. При взятии в ПЦР
пробы ДНК из зараженного молока флуоресценция усиливается пропорционально количеству организмов в пробе; для считывания результатов по этому
методу не требуется электрофореза или Саузерн-блоттинга [138].
6. ПЦР, совмещенная с денатурационным градиентным гель-электрофорезом
а) Для определения бактерий рода Listeria использовалась амплификация фрагмента гена iap пяти представителей рода путем ПЦР. Продукты ПЦР анализировали с помощью денатурационного градиентного гель-электрофореза. Видоспецифичная миграция полос продуктов ПЦР позволила определить все пять видов. Метод может быть использован для установления наличия бактерий рода
Listeria в продуктах питания [35].
В последнее время разработано и опробовано множество различных методов
ПЦР; некоторые из них представлены ниже.
LAMP — изотермальная амплификация, опосредованная петлями.
Rep-ПЦР — амплифицируются только повторяющиеся последовательности.
ERIC — энтеробактериальные внутригенетические консенсусные повторяющиеся последовательности.
Molecular Beacon — метод использует флуоресцентно меченные олигонуклеотидные зонды.
QT-ПЦР — количественная ПЦР.
VNTR — различное количество тандемных повторов.
ПЦР в реальном времени — позволяет считывать результаты в реальном времени. В методе используется флуорогенная 5¢-экзонуклеаза TaqMan.
Ниже приведены практические результаты применения некоторых из этих
методов.
Метод FISH (флуоресцентная гибридизация in situ) использует флуоресцентно меченные РНК-зонды, комплементарные 23S-рРНК. Для определения представителей рода Salmonella в продуктах питания используют два стандартных
зонда (Sal-1 и Sal-3) и один вновь созданный. Зонды метят Cy3, после чего обрабатывают ими культуру интактных клеток на предметном стекле. Флуоресценция выявляется при гибридизации зондов с одной из областей 23S-рРНК (для
бактерий чаще используют 16S-рРНК). После обработки зондами проба контрокрашивается DAPI (4¢,6¢-диамидино-фенилиндол; ДНК-специфичный краситель, флуоресцирующий синим при облучении ультрафиолетом с длиной волны
365 нм) [109], и подвергается флуоресцентной микроскопии. При использовании
метода для определения видов рода Salmonella в 18 типах продуктов питания по-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

301

ложительные результаты хотя бы на одном из трех предметных стекол были получены в 56 случаях из 225, тогда как культуральный метод дал положительную
реакцию только на 30 образцов [55]. В целом метод FISH дал положительные реакции на 64% естественно зараженных образцов; аналогичный показатель для
культурального метода составил всего 13%. Из 52 серологических вариантов
Salmonella гибридизация наблюдалась для всех 52. Метод не дал положительной реакции при применении его для анализа проб, не содержащих сальмонелл.
При помощи этого метода можно устанавливать наличие в пробе жизнеспособных, мертвых и живых, но неспособных развиваться в культуре клеток. Живые
клетки обнаруживаются даже после их длительного пребвания в условиях, делающих последующее культивирование невозможным. В одном из исследований
методом FISH было верно определено наличие в пробе сальмонелл за 2–3 дня до
того, как это было сделано при помощи культурального метода. Хотя пороговая
чувствительность метода еще не определена, полагают, что она должна составить примерно 104 КОЕ/мл.
LAMP представляет собой метод амплификации ДНК in situ, используемый
для микроскопического определения наличия бактерий. Метод похож на предыдущий, поскольку также использует микроскопические методы и те же самые
флуоресцентные красители. В методе LAMP используется ДНК-полимераза
с низким молекулярной массой, способная проникать внутрь интактных клеток;
температура реакции в 63°C делает возможным одновременное определение клеток при помощи реакции иммунолюминесценции; в процессе реакции образуются длинные тандемные повторы, препятствующие утечке амплифицированной
ДНК из клеток. После амплификации ДНК с использованием праймеров для гена
stx2 E. coli клетки можно идентифицировать методом иммунолюминесценции.
Еще в одном из методов ПЦР используются флуорецентно меченные зонды
для определения продуктов реакции непосредственно в процесе ее проведения;
результаты при использовании такого метода можно получить в течение 30–90
мин. В методе используется большой набор флуоресцентных меток. Флуоресцентные зонды позволяют отслеживать весь процесс и устраняют необходимость использования гель-электрофореза для разделения продуктов [215]. При
использовании метода для определения Giardia lamblia (целевым геном был выбран ген бета-гиардина) и Cryptosporidium parvum (целевым геном был выбран
ген COWP) чувствительность составила от одной до ста цист на пробу [74].
При использовании зонда CYBR green I были построены кривые плавления,
что помогает идентифицировать продукты ПЦР по специфическим температурам плавления. Этот метод использовали для одновременного определения
сальмонелл и L. monocytogenes; в качестве целевых выбирали гены, специфичные для каждой из групп. После 12-часового обогащения метод оказался способен орпеделить наличие в пробе 2,5 клеток различных серовариантов сальмонеллы и 1 клетки L. Monocytogenes [103]. В этом исследовании было задействовано 29 штаммов сальмонелл и 18 штаммов L. monocytogenes. Также описанный
метод использовался для определения генов stx1 и stx2 E. Coli [99]. Также его
применяли для определения Vibrio vulnificus в гомогенате тканей устрицы [155].
После пятичасового предварительного обогащения метод оказался способен зафиксировать наличие в пробе одной клетки. Без обогащения пороговая чувствительность составила 100 клеток на 1 г гомогената. Целевым геном был выбран
ген гемолизина, vvh. Проведение исследования по методу заняло 8 ч.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

302

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

Lux-люминесценция
Люминесценция морских бактерий, таких как Vibrio fischeri и V. harveyi, обусловлена активностью специфических генов, которые могут быть перенесены
в геном других организмов, после чего организмы-рецепиенты также начнут
про являть сходную активность. Основные гены (названные генами lux) кодируют фермент люциферазу и обозначаются как luxA и luxB. Первый из них кодирует a-субъединицу люциферазы, второй — b-субъединицу. Остальные восемь генов люминесцентного оперона можно не переносить; получаемый эффект при
этом сохранится. В пищевой микробиологии применяют lux-фаги — бактериофаги, обладающие высокой специфичностью к бактерии-хозяину (см. раздел
«фаготипирование» настоящей главы и раздел о бактериофагах в гл. 20). В случае если объектом интереса исследователя является Y. entherocolitica, исследователю следует выбрать фаг, заражающий возможно большее количество штаммов данного вида, и не инфицирующий близкородственные организмы. В состав генома этого фага генно-инженерными методами встраивают гены lux,
длина которых составляет порядка 2 т. п. н. (тысяч пар нуклеотидов). Сами по
себе фаги, обработанные таким способом, не люминесцируют, поскольку не
имеют собственного белоксинтезирующего аппарата. При обработке такими
фагами пробы, содержащей бактерий-хозяев, фаг инфицирует их; внутри инфицированной клетки происходит активная репликация его ДНК и синтез люциферазы, что приводит к появлению люминесценции. Суммарная реакция люминесценции проходит по следующему уравнению:
FMNH 2 + RCHO + O 2 ¾люцифераза
¾¾¾
¾® FMN + RCOOH + H 2O + свет
В этом уравнении FMNH2 — восстановленный флавинмононуклеотид,
а RCHO — алифатический альдегид с длинной цепью, например додеканаль.
Количество излучаемого света можно измерить при помощи люминометрии,
как и при измерении количества АТФ. Время, необходимое для получения результатов, зависит от времени, необходимого фагу для того, чтобы начать реплицироваться внутри клетки-хозяина; чаще всего это 30–50 мин.
Встройка генов lux в геном фага была вперые описана Ulitzur и Kuhn [212], которые показали, что метод lux-люминесценции способен определить наличие в
пробе 10 клеток E. coli в течение 10 мин. Экспресс-метод, разработанный для контроля смывов на мясокомбинатах, способен определить наличие 104К ОЕ/г/cм2
[114]. Многочисленные авторы показали также, что около 100 клеток сальмонелл
могут быть определены при помощи этого метода за 1 ч. Также была показана
применимость этого метода для определения S. Typhimurium [211]. Метод luxлюминесценции можно использовать для определения самых разнообразных
микроорганизмов после создания подходящего трансгенного фага. При низких
содержаниях организма в пробе, однако, может потребоваться предварительное
обогащение. Метод неприменим для грамположительных бактерий, поскольку
интенсивность света, излучаемого их клетками, примерно в 100 раз меньше, чем
для клеток грамотрицательных бактерий [195].
Для Listeria monocytogenes был создан Lux-фаг с широким кругом хозяев,
несущий гены luxA и luxB V. Harveyi [130]. После двухчасовой инкубации с его
помощью можно установить наличие в пробе 5 ´ 10 2 –10 3 клеток на миллилитр;

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

303

Рис. 11.3. Определение штамма Scott A Listeria monocytogenes и относительный уровень люминесценции (ось y), наблюдавшийся для различных искусственно зараженных продуктов
питания, в зависимости от количества клеток в пробе (ось х). Пробы отбирались после выдерживания образцов при температуре 4 °С в течение трех дней, после чего подвергались 44-часовому селективному обогащению и анализировались при помощи A511::luxAB. Пороговая
чувствительность составила 0,1 (капуста), 1 (молоко) и 10 (мягкий сыр Камамбер) КОЕ/г.
С разрешения American Society of Microbiology, copyright © 1997.

проба должна быть подвергнута предварительному обогащению. При искусстенном заражении салата при помощи этого метода можно определить наличие
в пробе Listeria monocytogenes в количестве менее одной клетки на грамм [130].
Для мяса и мягких сыров этот показатель составляет 10 клеток на грамм. При
исследовании 348 проб продуктов питания и естественных сред 55 дали положительную реакцию при использовании метода lux-люминесценции; для метода
негативных колоний было получено 57 положительных результатов [123]. Результаты по первому методу были получены за 24 ч, тогда как для второго метода на получение результатов ушло 4 дня. Относительная эффективность этой
системы при установлении наличия в продуктах питания штамма Scott A L. monocytogenes приведена на рис. 11.3 [129].
Наряду с уже описанными lux-фагами используется также фаг, специфичный
для E. coli 0157:H7, меченный GFP (зеленый флуоресцирующий белок; green
fluorescent protein); при помощи этого фага можно определять не только живые,
но и убитые клетки, а также клетки, неспособные развиваться в культуре [132].
После часовой инкубации фага с бактериями при множественности заражения
в 1000 флуоресценция культуры начинает увеличиваться по причине репликации фагов; через 3 ч флуоресценция выходит на плато. Флуоресценцию измеряют при помощи микроскопии. Несмотря на то что генетически модифицированными фагами обрабатывают неделящиеся клетки, увеличения интенсивности
флуоресценции после инкубации не происходит [152].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

304

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

Метод льдообразования
Этот метод, как и предыдущий, также использует фаговые векторы для переноса
генов одной бактерии в другую. Большое количество родов грамотрицательных
бактерий, обитающих на растениях, несут ген ina, кодирующий белок, который
может быть центром кристаллизации при образовании льда. Одной из наиболее
распространенных бактерий, несущих этот ген, является Pseudomonas syringae,
у которой ген ina состоит из 3,6 т. п. н. и кодирует односубъединичный белок ina.
Присутствие в воде этого белка приводит к тому, что она замерзает при более
высокой температуре, чем обычно; часто это ведет к повреждению культурных
растений. Здесь имеет место гетерогенное льдообразование, происходящее при
внесении в переохлажденную воду центров кристаллизации; оно может происходить уже при температуре в –2 °С [224]. Применение такого льдообразования для
замораживания продуктов питания должно привести к уменьшению времени,
требующегося на заморозку, и как следстие — снижению расхода энергии [126].
Льдообразовательная диагностика бактерий (BIND-тест), разработанная сотрудниками DNA Plant Technology Corporation, применяется для определения
наличия сальмонелл. Одним из основных компонентов метода является фаг-вектор, специфичный для сальмонелл и несущий ген ina P. syringae. В случае наличия в пробе сальмонелл фаг заражает их; заражение ведет к накоплению в мембране бактерий белка ina. Наличие этого белка определяют по льдообразованию
при температуре –9 °С. В пробу можно также внести оранжевый флуоресцентный краситель, зеленеющий при образовании кристаллов льда. При использовании в качестве вектора фага P22 метод обладает чувствительностью в 25 клеток
на грамм; результаты получаются через 24 ч.

Методы фингерпринтинга
Существует большое количество методов, служащих для характеризования
(фингерпринтинга, дифференциации, типирования) видов и штаммов организмов, способных обитать в продуктах питания; некоторые из этих методов были
описаны в предыдущем разделе. Здесь же будут рассмотрены и кратко охарактеризованы оставшиеся методы.
Фаготипирование
Полиморфизм амплифицированных фрагментов (AFLP).
Мультилокусный ферментный электрофорез (MEE).
Анализ рестрикционных фрагментов (REA).
Случайная амплификация полиморфной ДНК (RAPD).
Гель-электрофорез в пульсирующем поле (PFGE).
Полиморфизм длины рестрикционных фрагментов (RFLP).
Риботипирование.
Анализ с помощью микроматриц.

Фаготипирование
Метод фаготипирования основан на специфичности фага к той или иной бактерии; эта специфичность позволяет использовать известный фаг для установления наличия его хозяев. Все патогенные микроорганизмы, встречающиеся

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

305

в продуктах питания, могут быть подвергнуты фаготипированию, однако на
практике фаготипирование чаще всего применяют для ограниченного числа видов. Более подробно фаготипирование и специфичность фагов описаны в соответствующих главах.
Одна из старейших и, нужно полагать, наиболее развитых на сегодняшний
день методик фаготипирования была разработана в 1950-е гг. для S. aureus.
И хотя метод более не находит широкого применения, он оказался полезен при
изучении эпидемиологии L. monocytogenes.
Начиная с момента первого описания фагов L. monocytogenes в 1945 г., исследователи проявляют к ним интерес, пытаясь разработать на их основе методы
эффективной дифференциации видов и штаммов Listeria и определения их эпидемиологического значения. Фаги Listeria имеют двухцепочечную ДНК в качестве генома и принадлежат к двум семействам: Siphoviridae (хвосты не сокращаются) и Myoviridae (хвосты сокращаются). Рецепторами для этих фагов являются N-ацетилглюкозаминовые или рамнозные заместители тейхоевых кислот или
собственно пептидогликан [58, 221]. Фагоустойчивый штамм L. monocytogenes
не имеет глюкозамина в составе клеточной стенки [221]. При изучении 823
штаммов L. monocytogenes, собранных во Франции в 1958–1978 гг., выяснилось,
что 69,4% принадлежит к серотипу 4; система фаготипирования, разработанная
для них, включает 12 основных и 3 второстепенных фага [5]. Шесть из них можно использовать для обнаружения бактерий серотипа 1, девять — для серотипа
4, и только два — для серотипа 2. При использовании набора из 20 фагов, исследователи типировали 78,4% из этих 823 штаммов; 88% штамов серотипа 4 и 57%
штаммов серотипа 1 оказалось чувствительно к типированию. Для 552 из 645
типируемых штаммов было описано 8 основных фаговых рисунков [5]. При использовании набора из 29 фагов типируемыми оказались соответственно 77 и
54% штаммов серотипов 4 и 1/2 соответственно [175]. Набор, использованный
Audurier с соавт. для типирования, делился на три группы: 12 фагов для серотипов 1/2, 16 — для серотипа 4b, и 7 для остальных штаммов [4]. С использованием этого набора фагов было показано, что изоляты L. monocytogenes, вызвавшие
три вспышки человеческих листериозов, принадледат к тому же серотипу, что и
извлеченные из анализов жертв пищевых отравлений.
Фаготипирование 80 культур L. monocytogenes производилось в шести лабораториях в Европе; пять лабораторий использовали международный набор фагов, и две — свои собственные. Данные, полученные лабораториями, показали
высокую тепень сходства и подтвердили возможность использования международного набора фагов для фаготипирования [110, 139].
В одном из исследований проводился анализ 127 изолятов L. monocytogenes
[203]; полученные литические рисунки позволили разделить изоляты на 8 групп.
Было также установлено, что причиной лизиса являются моноцины — фаговые
частицы, лишенные головок [153]. Чувствительность к моноцинам представляется связанной с серотипами, тогда как явной корреляции между происхождением
изолятов и серотипами выявлено не было [203]. Моноцины представляют собой
криптические профаги с нарушениями сборки головок [234]. Белки моноцинов
в основном сходны с основными белками хвоста интактных фагов, ДНК фагов
L. monocytogenes на 75% гибридизуется с ДНК моноцинпроизводящих штаммов
[231]. Хвост фага несет необходимые для лизиса компоненты в районе базальной

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

306

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

пластинки; эти компоненты могут вести к лизису клеток в случае, если к клетке
присоединилось достаточное количество хвостов. Моноцины L. monocytogenes
не взаимодействуют с клетками других бактерий [231].
При исследовании 807 культур L. monocytogenes, собранных в Великобритании в 1967–1984 гг., фаготипирование оказалось хорошей методикой для анализа [140]. Эти 807 культур принадлежали к серотипам 1/2, 3 и 4. В другом исследовании применяли набор из 16 фагов, полученных из лизогенных штаммов и
природных источников; результаты позволили разделить 464 штамма пяти видов на четыре группы [132]. Несмотря на то что данные результаты были высоковоспроизводимы, какой-либо корреляции между литическими рисунками и
видовой или серовариантной принадлежностью выявлено не было. Чувствительность L. monocytogenes к фагу достигает наибольших значений у серотипа 4
(98%), затем идут серотип 1 (90%) и серотип 3 (10%). Ни один из фагов в этом
исследовании не проявил строгой видовой или серовариантной специфичности
[132]. L. grayi не лилировалась ни одним из задействованных фагов [132].
Loessner была разработана процедура обратного типирования, включающая готовые к использованию чашки, покрытые суспензией фага на триптозном агаре
[131]. При использовании набора из 21 родоспецифичного фага суммарная типируемость по этому методу составила 89,5% от 1087 штаммов Listeria.
Фаготипирование 105 токсигенных штаммов E. coli 0157:H7, собранных в
Финляндии в 1990–1999 гг., показало, что 56% из них принадлежит серотипу РТ2,
и 11% — РТ54 [176]. Семьдесят процентов штаммов серотипа РТ2 несли ген stx2.
При исследовании 166 штаммов Bacillus cereus, полученных из анализов больных
с пищевыми отравлениями, 97% оказалось фаготипируемо при использовании
набора из 12 фагов [2]. Интересно отметить, что большинство штаммов B. thuringiensis также типируется при использовании этого набора фагов.

Полиморфизм длины амплифицированных фрагментов
Этот фингерпринтинговый метод, основанный на ПЦР, требует для проведения
небольших количеств дцДНК — 10–100 нг, из 1–3 колоний бактерий [89]. ДНК
обрабатывают двумя эндонуклеазами рестрикции (такими как EcoRI или MseI).
К полученым фрагментами присоединяют короткие адапторные последовательности, после чего берут в ПЦР с использованием праймеров, высокоспецифичных к адапторным последовательностям. Праймеры несут флуоресцентную
метку. Продукты ПЦР разделяют при помощи гель-электрофореза в полиакриламидном геле, в результате чего образуется от 40 до 200 полос; результаты обладают более высокой воспроизводимостью, чем результаты случайной амплификации полиморфной ДНК (RAPD) [19].
При анализе 147 штаммов девяти видов бактерий метод полиморфизма длины
амплифицированных фрагментов позволил выделить все штаммы внутри вида
[89]. При анализе ДНК 98 штаммов Aeromonas, обработанных эндонуклеазами
рестрикции ApaI и TaqI, метод дал результаты, согласующиеся с данными гомологии ДНК [85]. При использовании автоматической методики, включающей
в себя две эндонуклеазы рестрикции, для анализа 25 изолятов Campylobacter, собранных в Нидерландах, были получены результаты, позволившие объединить
изоляты в три группы C. jejuni и одну группу C. сoli [48]. Один из вариантов этого
метода, использующий флуоресцентно меченные праймеры, использовали для

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

307

разделения 30 штаммов S. enteritidis серотипа 4 из разных источников. При
использовании для разрезания ДНК бактерий эндонуклеазы XbaI, 73% штаммов
серотипа 4 на основании полученных данных были помещены в одну группу [43].
Однако при использовании рестриктаз EcoRI и MseI было получено 23 группы;
дискриминационная способность метода достигла 0,98, тогда как для гель-электрофореза в пульсирующем поле этот показатель составил всего 0,47 [43]. Генетическое разнообразие клинических и природных изолятов Vibrio cholerae изучали
при использовании рестриктаз ApaI и TaqI; геномная ДНК штаммов серотипов 01
и 0139 дала по 20–30 полос при гель-электрофорезе [97]. Из 79 проанализированных штаммов 26 штаммов серотипа 01 дали одинаковые рисунки полос; эти рисунки были идентичны рисунку штамма El Tor серотипа 01 седьмой пандемии.
Для получения более подробных сведений о методе обращайтесь к [179].

Мультилокусное фермент-электрофоретическое типирование
Этот метод можно использовать для выяснения суммагного генетического родства между штаммами или организмами одного вида; при этом измеряется электрофоретическая подижность набора водорастворимых ферментов клетки. Разница в электрофоретической подвижности может быть соотнесена с аллельными вариациями и с общим уровнем вариаций генома внутри той или иной популяции.
Чаще всего для анализа используют 15–25 ферментов и крахмальный гель. Поскольку некоторые ферменты имеют разную электрофоретическую подвижность
вследствие полиморфизма, этот метод можно использовать для охарактеризования штаммов в эпидемиологических целях с тем же успехом, что и серотипирование или фаготипирование. Основы этого метода детально описаны и охарактеризованы [183]. Некоторые примеры применения метода даны ниже.
1. После исследования 179 изолятов L. monocytogenes на аллельные варианты
16 ферментов с использованием описанной методики было выделено 45 аллельных профилей. Их можно разделить на две основные филогенетические группы,
каждая из которых включает в себя сероварианты 4a, 4b и 1/2b.
2. Исследование 245 изолятов L. monocytogenes из различных источников в Дании
позволило выделить 33 аллельных типа; 73% штаммов принадлежало к одному
или двум аллельным типам [148]. Один из аллельных типов наиболее часто
встречался среди изолятов, полученных из продуктов питания. Сходное исследование, проведенное для 47 клинических изолятов и 72 изолятов из рыбы, показало, что они не различаются в эволюционном смысле, хотя и составляют две
различных популяции [20].
3. При сравнении результатов метода полиморфизма длины рестрикционных фрагментов (см. ниже) с результатами, полученными методом электрофоретического
типирования для 141 штамма L. monocytogenes, было выявлено, что для одних и тех
же штаммов, полученных из одного источника, результаты согласуются [77].

Рестрикционный анализ
Суть этого метода заключается в том, что хромосомная ДНК анализируемого
штамма подвергается воздействию той или иной эндонуклеазы рестрикции. Эти
ферменты вносят двухцепочечные разрывы в ДНК и строго специфичны к нуклеотидной последовательности. Одна из наиболее распространенных в исследо-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

308

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

вательской практике эндонуклеаз — EcoRI (принадлежит рестрикционной системе Escherichia coli) распознает последовательность ГААТТЦ и вносит разрыв
между Г и А. Еще одна рестриктаза (другое название эндонуклеаз рестрикции; более употребительно в генно-инженерной практике. — Прим. перев.) —
HhaI (полученная из Haemophilus influenzae); она узнает последовательность
ГТPyPuАЦ (здесь Py — любое пиримидиновое, а Pu — любое пуриновое основание) и вносит разрыв между Py и Pu. Эта эндонуклеаза часто используется
при эпидемиологических исследованиях L. Monocytogenes [223].
При использовании рестрикционного анализа для исследования штаммов
L. monocytogenes сероварианта 4b, ставших причиной трех массовых пищевых
отравлений, метод показал себя важным таксономическим и эпидемиологическим инструментом [222]. Из 32 изолятов, ставших причиной вспышки в канадской Новой Шотландии 29 дали такие же рестрикционные картины, что и
штамм, извлеченный из салата. Рестрикционные картины девяти клинических
изолятов, полученных в 1983 г. в Бостоне, оказались идентичны. Также при помощи рестрикционного анализа исследовали клинические изоляты организмов,
ставших причиной вспышки 1985 г. в Калифорнии; клинические изоляты дали
такую же рестрикционную картину, что и изоляты с зараженного сыра и сыроваренной фабрики [222].
Для дальнейшего типирования L. monocytogenes исследователи совместили
рестрикционный анализ и ПЦР. В проведенном исследовании анализу подвергли
133 штамма сероварианта 4b, наряду с 22 другими серовариантами; данные, полученные в результате проведенных экспериментов, позволили разделить штаммы
на две группы, I (37 штаммов) и II (96 штаммов). Семьдесят четыре штамма
сероварианта 4b принадлежали к фаговарианту 2389:2425:3274:2671:47:108:340;
все они оказались во второй группе при использовании рестриктазы AluI.

Случайная амплификация полиморфной ДНК
Метод случайной амплификации полиморфной ДНК использует ПЦР для получения амплифицированных фрагментов ДНК, которые затем разделяются электрофорезом. Для получения этих фрагментов отбирается проба клеток, которая
суспендируется в воде и лизируется для высвобождения ДНК. Полученная ДНК
вместе со специфическим праймером, таким как 10-mer (участок 10-bp), берется
в ПЦР. Реакцию проводят при различных температурах; производят не менее
40 циклов. Затем продукты разделяются электрофорезом через агарозный гель.
После окрашивания на ДНК (чаще всего бромистым этидием) гель фотографируют и анализируют полученный рисунок полос. Первые результаты по этому
методу можно получить уже через 3 ч после начала роста колонии [18].
Описанный метод многие исследователи использовали для фингерпринтинга штаммов L. monocytogenes, ставших причиной вспышек пищевых отравлений. При анализе 284 штаммов, обнаруженных на птицекомбинатах, при использовании праймера 10-mer было получено 18 рисунков электрофоретических полос, причем 64% штаммов дали один и тот же рисунок. При анализе
изолятов L. monocytogenes, извлеченных из сырого молока, было получено семь
рисунков полос, специфичных для молочных изолятов [122]. В более поздних
исследованиях метод случайной амплификации полиморфной ДНК использовали вместе с серотипированием, что позволило получить более высокую степень

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

309

дифференциации. Метод случайной амплификации показал себя более быстрым
и менее трудозатратным, чем метод полиморфизма длины рестрикционных
фрагментов; также для его проведения не требуется чистой ДНК [122].
При сравнении метода случайной амплификации с методом фаготипирования
для 104 штаммов L. monocytogenes, ставших причиной шести различных вспышек, было получено 98%-е совпадение результатов; метод случайной амплификации представляет собой хорошую альтернативу фаготипированию [135]. Также
этот метод оказался значительно более пригодным для дифференциации штаммов L. monocytogenes, чем анализ нуклеотидных последовательностей 16S-рРНК;
штаммы с одинаковой последовательностью 16S-рРНК при их анализе методом
случайной амплификации часто давали разные рисунки полос [39]. При использовании трех различных праймеров 10-mer для анализа L. monocytogenes только для
одного из них было получено 34 разных рисунка полос [56].
Хотя метод случайной амплификации полиморфной ДНК нельзя использовать для клеток, неспособных развиваться в культуре и клеток, долгое время не
получавших питания напрямую, после помещения на питательную среду или
возвращения способности к росту в культуре оба типа клеток могут быть подвергнуты анализу с применением этого метода [217].
При эпидемиологическом исследовании L. monocytogenes метод случайной
амплификации сравнивали с еще четырьмя методами; все штаммы сероварианта
4b были распределены на две группы по данным метода случайной амплификации, и на четыре — по данным электрофореза в пульсирующем поле [122].
Наряду с риботипированием и электрофорезом пульсирующем поле, метод
случайной амплификации полиморфной ДНК является одним из трех лучших на
сегодняшний день методов дифференциации.

Гель-электрофорез в пульсирующем поле
Этот метод включает в себя обработку геномной ДНК одной или несколькими
рестриктазами, разделение получившихся фрагментов гель-электрофорезом и
анализ полученной картины полос. В методе используется электрофорез, отличный от стандартного, — полосы фрагментов здесь идут не в одном направлении,
а под разными углами, сменяющимися через 1–100 с в зависимости от размера
молекул. Переменное электрическое поле заставляет молекулы двигаться в разных направлениях; получаемые при этом рисунки полос называют пульсоварами. Метод использовали для фингерпринтинга штаммов патогенных организмов, ставших причиной вспышек пищевых отравлений.
При использовании ретриктаз AscI и ApaI 176 штаммов L. monocytogenes и
22 других штамма/вида Listeria были разделены на 87 групп; самое большое количество полос было получено при обработке рестриктазой ApaI [23]. В другом
исследовании 42 штамма L. monocytogenes сероварианта 4b были разделены как
минимум на 24 различных группы при использовании одной из трех рестриктаз
[24]. Все 42 штамма оказалось возможно типировать при помощи электрофореза в пульсирующем поле, хотя только 89% из них поддавалось фаготипированию [24]. При анализе штаммов L. monocytogenes сероварианта 4b, ставших причиной 279 случаев листериозов методом электрофореза в пульсирующем поле
(наряду с другими методами) было получено 34 пульсовара; 89% штаммов
принадлежало пульсовару 2/1/3 — пульсовару человеческого эпидемического

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

310

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

штамма [87]. При использовании трех рестриктаз был проведен анализ штамма
L. monocytogenes, ставшего причиной вспышки 1992 г. во Франции; было продемонстрировано родство этого штамма со штаммами, вызвавшими вспышки листериозов в Калифорнии, Дании и Швейцарии [87].
Помимо анализа L. monocytogenes, метод электрофореза в пульсирующем
поле применяли также для анализа других организмов. Вирулентные и спорадические штаммы E. coli 0157:H7, вызвавшие вспышку геморрагических колитов
1994 г. [102], были разделены с помощью этого метода; также было показано
близкое родство серогруппы 0139 и биотипа 01 E1 Tor V. cholerae [75]. При помощи метода электрофореза в пульсирующем поле был приблизительно определен размер геномов трех видов стафилококков [67]. Autio с соавт. [6] использовали этот метод для установления источника загрязнения копченой радужной
форели. Они проанализировали 303 изолята с коптильного предприятия; выяснилось, что изоляты с готового продукта имеют близкое родство с пробами, взятыми на участках засолки и нарезки, тогда как пробы с сырой рыбы такого родства не обнаружили.

Полиморфизм длины рестрикционных фрагментов
Полиморфизм длины рестрикционных фрагментов проявляется из-за наследуемых свойств ДНК и может быть выявлен при обработке геномной ДНК эндонуклеазами рестрикции. Метод полиморфизма длины рестрикционных фрагментов
включает в себя обработку пробы рестриктазой, разделение продуктов электрофорезом и анализ при помощи Саузерн-блоттинга с использованием пробы ДНК
из библиотеки генов исследуемого оргаизма. Наряду с мультилокусным ферментным электрофорезом этот метод использовали для установления родства
между штаммами L. monocytogenes, полученными из сырого молока и немолочных продуктов [77].

Риботипирование
В процессе риботипирования ДНК извлекают из клеток, обрабатывают рестриктазой, такой как EcoRI, и разделяют получившиеся фрагменты пр помощи электрофореза через агарозный гель. Затем фрагменты переносят на нейлоновую
мембрану и гибридизуют с меченными кДНК-зондами, полученными при обработке РНК ревертазой. Образующаяся в результате картина полос записывается.
Автоматические установки для риботипирования способны обрабатывать восемь образцов одновременно. Такие установки автоматически получают рибопринты и сравнивают их с рибопринтами известных штаммов, хранящимися
в памяти компьютеров.
При анализе 308 штаммов E. coli методами риботипирования и мультилокусного гель-электрофореза было выделено 28 риботипов и 78 электрофоретических
типов. Штаммы на основании данных обоих методов разделились на две подгруппы, однако ни одна из этих подгрупп не соответствовала серовариантам 1/2b и 4b.
Также электрофорез проявил большую дискриминационную способность, чем
риботипирование. При анализе 79 изолятов Acinetobacter риботипирование дало
39 разных картин полос; при применении для анализа тех же изолятов гель-электрофореза в пульсирующем поле было получено 49 разных картин полос. При ис-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

311

Таблица 11.2. Краткий обзор результатов применения риботипирования в целях пищевой
микробиологии
Организмы
Clostridium botulinum
Различные штаммы
Escherichia coli
E. coli человека
и животных

Bacillus
sporothermodurans

Применение риботипирования
При анализе использовалась система Qualicon
и рестриктаза EcoRI; анализировали 31 штамм
четырех основных групп. Было выявлено 15 рибогрупп.
При использовании эндонуклеазы Hind III отсутствует
возможность различать штаммы, полученные из
организмов разных животных, однако штаммы
животных и человека вполне различимы.
Исследовали 40 человеческих и 247 животных изолятов
(семи различных животных). В качестве зонда
использовался BamHI-фрагмент плазмиды РКК,
содержащий гены 16S- и 23S-рРНК E. coli. Результаты
позволяют заключить, что риботипирование является
надежным методом определения фекальных загрязнений.
Использовалось автоматическое риботипирование
повторяющихся палиндромов. В качестве эндонуклеаз
применяли PvuII и EcoRI. 38 изучавшихся штаммов были
разделены по результатам исследования на две группы.

Ссылки
191
182

27

72

следовании Salmonella серотипа Enteridis риботипирование оказалось наиболее
дискриминативным и точным из всех генетических методов, использованных для
определения происхождения и патогенности штаммов; для дальнейшей дифференциации внутри рибогрупп [120]. Более подробная информация относительно
применения риботипирования приведена в табл. 11.2.

Анализ с помощью микроматриц
Простейшая микроматрица представляет из себя твердый носитель (нейлоновая
мембрана, стеклянный слайд или кремниевая пластинка), на которую нанесены
небольшие количества одноцепочечной ДНК (оцДНК) различных известных
видов бактерий. Когда на микроматрицу наносится оцДНК, тогда в случае, если
на матрице имеется комплементарные ей цепи, происходит гибридизация. Анализ при помощи метода ДНК-микроматрицы для микроорганизмов проходит
через этапы подготовки зондов, гибридизации и анализа результатов. Весь метод описан Ye с соавт. [230].
На настоящий момент на одной микроматрице помещается от нескольких сотен до нескольких тысяч проб оцДНК различных видов микроорганизмов. При
исследовании патовариантов Xanthomonas использовали микроматрицу с 47
пробами для фингерпринтинга 14 близкородственных штаммов; фингерпринтинг выявил однозначные различия между штаммами [111]. Для определения
количественного и видового состава бактериального сообщества готового
к употреблению салата с него отбирали пробы немедленно после изготовления и
после хранения при температуре 4 и 12 °C до 12 дней. В случае хранения в упаковках с измененной атмосферой для определения рода бактерий в салатах без
культуральной изоляции можно использовать пробы из последовательности
16S-РНК [175]. Результаты исследования позволили заключить, что в образующемся гетерогенном бактериальном сообществе при 4 °C доминируют бактерии

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

312

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

рода Pseudomonas, а при 10 °C — энтеробактерии. Для обнаружения патогенных
организмов в пищевых продуктах была разработана оптоволоконная микроматрица, позволяющая определять менее 100 КОЕ менее чем за 1 ч.
На сегодняшний день очевидно, что метод микроматриц представляет собой
отличный инструмент для определения видов бактерий и биотипирования. Микроматрицы производятся большим числом коммерческих предприятий. Среди
производимых микроматриц существуют ДНК-, РНК- и белковые микроматрицы; последние находят широкое применение в протеомике.

Физические методы
Биосенсоры
В общем смысле биосенсор представляет собой устройство или метод, который
может быть применен для установления наличия или активности организма, живого или убитого. Более сжатое определение звучит как «...устройство, содержащее бочувствительный элемент, подключенный к преобразователю». Здесь под
преобразователем понимают устройство, способное преобразовать изменения
в измеримый сигнал. В число босенсоров не входят биохимические и иммунологические методы, которые основаны на реакциях фермента с субстратом и антител с антигенами, хотя они и могут являться составными частями биосенсоров.
Некоторые биосенсоры базируются на физических (оптоволокно), некоторые —
на биологических (lux-люминесценция) принципах. Те из них, которые важны
для пищевой микробиологии, представлены и кратко описаны ниже.

Пьезоэлектрические кристаллы (акустические биосенсоры)
Пьезоэлектричеством называют возникновение электрического тока в результате механического давления на кристалл какого-либо вещества, например
кварца. Вибрирующий кристалл кварца представляет собой чрезвычайно чувствительный детектор веса. Для нанесения антигена на кристалл, покрытый
антителами, используют проточно-инъекционный анализ. Принцип работы пьезоэлектрического биосенсора изображен на рис. 11.4. При нанесении антигена
на поверхность кристалла происходит его связывание с антителами и, как следствие, снижается частота.

Рис. 11.4. Принцип работы пьезоэлектрического биосенсора (по Babacan с соавт. [8]).

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

313

Рис. 11.5. Измерение снижения частоты вибрации пьезоэлектрического биосенсора на Salmonella на каждом этапе покрытия его антителами и антигеном (по Ye с соавт. [229]).

В одном из исследований кристалл кварца с золотым напылением использовался для создания системы проточно-инъекционного анализа, предназначенной для обнаружения S. typhimurium [223]. Для мобилизации антитела поверхность кристалла сначала покрывают дитиобиссукцимидилпропионатом (DSP),
затем — собственно антителом, после чего наносят клетки S. typhimurium. Как
видно из рис. 11.5, изменение частоты (Гц) в ответ на покрытие DSP составило
90; после добавления антитела это значение повысилось до 123. После добавления антигена изменение частоты составило уже 228 герц. Изменение частоты
отражает влияние присоединенных частиц на поверхность кварца. При повышении концентрации S. typhimurium с 105 до 109 КОЕ/мл частота изменялась на величину от 90 до 170 Гц.
Пороговая чувствительность этого биосенсора составила 103 КОЕ/мл; время
ответа кристалла составило около 25 мин [229]. Еще одна система проточно-инъекционного анализа основана на использовании белка А вместо DSP [8];
такая система дает результаты в течение 30–40 мин, однако ее пороговая чувствительность составляет 21
, ´ 10 6 КОЕ/мл.

Оптоволоконные биосенсоры
Оптическое волокно представляет собой волновод, выполненный из стекла или
полимеров, проводящий свет за счет полного внутреннего отражения. Оптоволоконный биосенсор использует оптический или электронный преобразователь
для улавливания биологической реакции и преобразования ее в различимый
оптический сигнал.
Типичный оптоволоконный биосенор представляет собой клиновидный оптиковолоконный зонд, покрытый антителами. Свет полупроводникового лазера
проходит через всю систему оптических волокон и выходит на ее конце в виде
исчезающей волны. Когда с антителами на конце связывается флуоресцентно

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

314

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

меченный антиген, исчезающая волна взаимодействует с ним, испуская флуоресцентный сигнал во всех направлениях, в том числе и внутрь световода —
к сенсорной системе [167]. В качестве флуоресцентной метки хорошо показали
себя флуорецентные красители, такие как Су5.
В оптоволоконной системе поверхностного плазмонного резонанса антитела
закреплены на поверхности тонкой металлической пленки, расположенной на
отражающей поверхности оптически прозрачного стеклянного световода [167].
Когда сквозь волновод проходит видимый или инфракрасный свет, он отражается от металлической пленки. Взаимодействие отраженного света с электронами
на поверхности металла и резонансный эффект вызывают сильное поглощение;
поглощение тем сильнее, чем выше концентрация комплексов «антиген-антитело» на поверхности металлической пленки. Чем больше образовалось комплексов, тем длиннее поглощаемые волны.
Среди коммерческих биосенсоров можно выделить BIAcore, производимый
в Швеции; Raptor, разработанную и производимую в штате Вашингтон, и иммуномагнитную систему, разработанную в университете Род-айленда и производимую в Массачусетсе компанией Pierson scientific [167].
Портативный оптоволоконный биосенсор (Analyte 2000, разработан в исследовательских лабораториях ВМС США) применяли для установления наличия
E. coli 0157:H7 в говяжьем фарше [42]. При использовании двух световодов
была достигнута пороговая чувствительность в 9 ´ 10 3 и 5,2 ´ 10 2 КОЕ/г. Не
было ни одной ложной положительной реакции; результаты были получены в
течение 25 мин с момента подготовки препарата. При анализе использовали два
типа антител и Су5 в качестве красителя. Также эта система использовалась для
определения L. monocytogenes; инокулят имел концентрацию менее 10 КОЕ/мл
и подвергался 20-часовому обогащению, результаты с биосенсора были получены за 20–45 мин [209]. Система BIAcore 3000 использовалась для определения
стафилококкового энтеротоксина В в мясе и молоке; результаты получали в течение 5 мин при использовании одного антитела, и в течение 8 мин — при использовании двух [168]. Пороговая чувствительность составила 10 нг/мл. Для анализа
продуктов питания применяются также и другие приборы марки BIAcore. Kramer
и Lim разработали метод, позволяющий установить наличие S. typhimurium в количестве 5 ´ 10 5 КОЕ/мл в пробах отработанной воды, использовавшейся для полива проростков люцерны, за 20 мин [117]. В этом методе используется портативная оптоволоконная биосенсорная система RAPTOR. В этой системе в качестве
источника света используется 635-нм полупроводниковый лазер, для фиксации
антигена использовали антитела к S. typhimurium; для окрашивания — антитела
с флуоресцентной меткой. При данном методе возможно извлечение колоний из
использованных световодов.

Измерение сопротивления
Хотя предложение использовать изменение сопротивления среды для измерения скорости роста бактерий было высказано G. N. Stewart еще в 1899 г., до
1970-х гг. не существовало ни одной методики, основывающейся на этом принципе. В процессе роста микроорганизмов в культуральной среде они расщепляют соединения с низкой электропроводностью и производят соединения с высокой электропроводностью, повышая тем самым общую электропроводность
среды. При измерении сопротивления культур, растущих на жидких средах, получаются воспроизводимые кривые для видов и штаммов; при использовании

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

315

смешанных культур сопротивление измеряют в присутствии специфических
ингибиторов роста. Этот метод, как было продемонстрировано, обладает чувствительностью порядка 10–100 клеток (см. табл. 11.1). При количестве клеток
105–106/мл их присутствие может быть обнаружено через 3–5 ч, при количестве
в 104–105/мл — через 5–7 ч [226]. Указанные периоды времени требуются для
достижения организмами концентрации 106–107 клеток/мл. Некоторые исследования в области пищевой микробиологии, в которых применялось измерение
сопротивления, кратко описаны ниже.
1. В одной из работ производился анализ 200 образцов овощного пюре; было получено 90–95%-е согласование результатов по методу измерения сопротивления и
методу подсчета колоний [76]. Метод измерения сопротивления потребовал для
получения результатов 5 ч и может применяться для анализа различных продуктов питания.
2. Микробиологическое качество пастеризованного молока оценивали по времени
изменения сопротивления в течение 7 ч, что эквивалентно 104 клеток/мл по методу аэробного подсчета колоний [25]. Из 380 взятых на анализ проб для 323
(85%) была получена правильная оценка, для получения результатов потребовалось 10 ч. В исследовании сырого молока, выполненном совместно шестью лабораториями, результаты по методу измерения сопротивления менялись от лаборатории к лаборатории в меньшей степени, чем результаты подсчета колоний
[59]. В еще одной работе было показано, что семичасовое измерение сопротивления может быть использовано для определения микробиологического качества продукта [68]. На рис. 11.6 показана зависимость времени изменения сопротивления от количества аэробных колоний.
3. Время, необходимое для исследования пива на предмет бактериального загрязнения при использовании метода измерения сопротивления, сократилось с трех
недель до 2–4 дней [52]. Рост дрожжей в сусле приводит к увеличению сопротивления, тогда как рост бактерий снижает его.

Рис. 11.6. Диаграмма отношения времени изменения сопротвления к количеству аэробных
колоний для 132 проб сырого молока. Образцы, содержащие мезофильные бактери в количестве более 105, были определены менее чем за 4 ч. С разрешения Ruth Firstenberg-Eden.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

316

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

4. При использовании метода измерения сопротивления для анализа 48 образцов
сырой говядины был построен график с положением образца относительно десятичного логарифма количества бактерий на нем; коэффициент уменьшения
оказался равен 0,97 [59]. Для проведения анализа по этому методу потребовалось 9 ч. В другом исследовании было показано, что при применении метода для
определения обсемененности поверхности образца мяса при концентрации клеток 107/см2 результаты могут быть получены в течение 2 ч [22].
5. Для замороженного концентрированного апельсинового сока метод измерения
сопротивления использовали для определения допустимости или недопустимости (более 104 КОЕ/мл) употребления [220]. При использовании времени измерения в 10,2 ч 96% из 468 образцов было правильно классифицировано.
6. Для определения колиформных бактерий в 70 образцах говяжъего фарша была
использована новая селективная среда и метод измерения сопротивления [133].
В этом исследовании 79% результатов, полученных по методу измерения сопротивления, дали 95%-е совпадение с результатами по стандартному методу определения колиформных бактерий; пороговая чувствительность составила менее
100–21 000 клеток на грамм, результаты были получены в течение 24 ч. В другом исследовании эта селективная среда использовалась для измерения сопротивления; результаты измерения дали результаты, сопоставимые с результатами
по методу подсчета колоний [60]. После инокуляции 10 колиформных бактерий
на среду среднее время измерения сопротивления составило 3,8 ч; для 96 образцов этот метод метод дал коэффициент корреляции в 0,90 с результатами метода
подсчета колиформных бактерий на желчном агаре. Дальнейшие исследования
показали, что при содержании колиформных бактерий в 1000 на грамм время измерения следует увеличивать до 6,5 ч; при изменении сопротивления за меньшее время следует полагать, что содержание колиформных бактерий в пробе
больше, чем 103/г. Если же изменений в сопротивлении не происходит в течение
более чем 7,6 ч, содержание колиформов в пробе ниже указанного выше значения [60]. При исследовании сырого молока и еще двух молочных продуктов выяснилось, что изменение сопротивления в течение 9 ч соответствует содержанию в продукте бактериальных клеток в количестве более 10/мл, тогда как отсутствие изменений в течение 12 ч говорит о содержании бактериальных клеток
в количестве, меньшем чем указанное [61].
7. Измерение сопротивления было применено для определения наличия или отсутствия роста штаммов E. coli 0157:H7 на среде с сорбитом и бактериофагом AR1
[30]. Измерения проводились через каждые 6 мин в течение 20 ч. Через 30 мин
было зафиксировано отсутствие изменения сопротивления на средах, содержащих фаг AR1. Только 1 штамм из 155 смог расти на среде с фагом.

Микрокалориметрия
Этот метод основан на измерении энтальпии, которая изменяется вследствие
метаболической активности растущих на ней организмов. Производство тепла
тесно связано с физиологической активностью клетки [63].
Существует два типа микрокалориметров: дискретные и проточные. Большинство ранних работ было выполнено на дискретных установках. Изменения
температуры, измеряемые в биологических установках, происходят в результате катаболической активности клеток. Чаще всего в пищевой микробиологии
применяют установку Calvet, обладающую чувствительностью в 0,01 кал/час
при объеме пробы в 10 мл [63]. При использовании ее в качестве быстрого мето-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

317

да определения обсемененности больше внимания следует уделять идентификации микроорганизма. Результаты микрокалориметрии зависят от организма,
размера инокулята, субстратов и большого числа других параметров. Одна из
групп исследователей в своей работе поставила под сомнение возможность
идентификации микроорганизма на основе данных микрокалориметрии, однако
несколько позже Perry с соавт. [159] успешно определили при помощи этого метода промышленные штаммы дрожжей. Применимость метода для идентификации дрожжей все еще остается под вопросом [14], однако проточная микрокалориметрия для этой цели успешно применяется. В этом методе микрокалориметр
находится в проточном каориметрическом сосуде. При использовании специальной среды, содержащей семь сахаров, были построены термограммы для девяти молочнокислых бактерий (родов Enterococcus, Leuconostoc и Laclobacillus), которые различаются между собой в степени, достаточной для того, чтобы
рекомендовать этот метод для их идентификации [66]. Все культуры выращивались при 37 °С (кроме культуры «S. cremoris», выращивавшейся при температуре в 30 °С), результаты были получены в течение 24 ч.
Этот метод использовали при определении бактериального заражения консервированных продуктов для разделения видов рода Enterobacteriaceae, для
орпеделения наличия S. aureus и для определения бактериального заражения говяжьего фарша. При определении присутствия S. aureus результаты при изначальной концентрации 107–108 клеток на миллилитр были получены за 2 ч; при
изначальной концентрации в 2 клетки/мл для получения результатов потребовалось 12–13 ч [119]. Проточная калориметрия использовалась для определения
жизнеспособности восстановленых замороженных клеток S. cerevisiae в течение 3 ч после оттаивания [13]. При использовании метода для анализа мясного
фарша пик производства тепла фиксируется через 24 ч после начала измерения
при концентрации бактерий в 105–108 КОЕ/г; результаты микрокалориметрии
хорошо коррелируют с результатами прямого подсчета колоний. При концентрации организмов в 102 КОЕ/г измеримая скорость производства тепла достигается через 6 ч и достигает пика через 10 ч после начала измерения.

Проточная цитометрия
Метод проточной цитометрии заключается в измерении свойств отдельных клеток,
суспендированных в жидкой фазе. При этом отдельные клетки доставляются к детектору по узкому каналу. Сенсоры определяют траектории и скорости клеток, проходящих через детектор; также при этом можно измерить люминесценцию и коэффициенты поглощения и преломления света. В установках проточной сортировки
отдельные клетки можно отсортировывать на основании 1–3 параметров [141].
Проточные цитометры и клеточные сортировщики используют один или несколько источников возбуждения, таких как аргоновые, криптоновые или неоновогелиевые лазеры, и 1–2 флуоресцентных красителя для сортировки нескольких
тысяч клеток в секунду. При использовании краски спектр возбуждения должен
совпадать с длиной волны источника возбуждения [40]. Два красителя можно
использовать для одновременного измерения двух параметров, таких как суммарное содержание белка и ДНК. В этом примере оба красителя должны иметь одинаковый спектр возбуждения, но разные спектры излучения. Ранние исследования в области проточной цитометрии описаны в работе Horan и Wheeles [83].
Хотя большая часть цитометрических исследований производилась для клеток млекопитающих, одновременное измерение содержания ДНК и белка было

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

318

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

впервые проведено для дрожжевых клеток. Для этого дрожжи выращивают,
фиксируют и обрабатывают раствором РНКазы в течение 1 ч. Клеточный белок
можно окрасить изотиоцианатом флуоресцина, а ДНК — иодидом пропидия.
После обязательной отмывки клетки суспендируют в подходящем буферном
растворе, который уже и помещают в цитометр. Прибор, использовавшийся
Hutter с соавт. [84], был оснащен 50-мВ аргоновым лазером. Клетки возбуждаются светом с разной длиной волны при помощи специальных светофильтров.
Пр помощи этого метода выяснили, что в пекарских дрожжах содержится
4,6 ´ 10 -14 г ДНК и 11
, ´ 10 -11 г белка.
Проточная цитометрия, совмещенная с окрашиванием флуоресцентно меченными антителами, позволила определить присутствие S. tyuphimurium в молоке
и яйцах за 40 мин; пороговая чувствительность при этом составила 1000 клеток/мл. После шестичасового неселективного обогащения пороговая чувствительность снизилась до десяти клеток для молока и до одной клетки для яиц.
Метод проточной цитометрии может быть использован для определения и
подсчета бактерий в молоке при совмещении его с ферментативной обработкой,
очищающей молоко от жировых и белковых частиц. После добавления бактерий
к пастеризованному молоку их количество определяли методом подсчета колоний и цитометрией. Результаты оказались сопоставимы, однако проточная цитометрия дала их значительно быстрее — примерно за 1 ч [75]. Метод проточной цитометрии использовали для определения реакции по Граму с применением двух флуоресцентных красителей, один из которых окрашивал все клетки,
а другой был специфичен к грамположительным бактериям. При использовании
семи грамположительных и пяти грамотрицательных видов точность разделения составила 99% [81].

Анализ при помощи установки BioSys
Установка BioSys-32 производит автоматический учет и анализ изменения
цвета в сосудах со средой, меняющей цвет при росте бактерий. Этот метод
использовали для установления присутствия видов Salmonella и Listeria в 70
пробах естественным образом зараженных продуктов питания по снижению
прозрачности за счет выработки сероводорода сальмонеллами [158]. При
использовании этого метода присутствие видов Salmonella и Listeria в количестве 10–50 клеток на 25 г может быть установлено в течение 24 ч; еще 6 ч
потребуется на проведение ПЦР для подтверждения результатов. Установка
BioSys успешно использовалась для определения декарбоксилирования аминокислот бактериями рода Listeria [188] и энтеробактериями, содержавшимися в смывах, для изменения влияния лактата и цитрата на биоту сырого
мяса [183] и для измерения антилистериальной активности лактата и диацетата в готовых мясных продуктах [137].

Литература
1. Adcock, P.W., and С.Р. Saint. 2001. Rapid confirmation of Clostridium perfringens by using chromogenic
and fluorogenic substrates. Appl. Environ. Microbiol. 67:4382–4384.
2. Ahmed, R., P. Sankar-Mistry, S. Jackson, H.W. Ackermann. and S.S. Kasatiya. 1995. Bacillus cereus phage
typing as an epidemiological tool in outbreaks of food poisoning. J. Clin. Microbiol. 33:636–640.
3. Areson, P.W.D., S.E. Charm, and B.L. Wong. 1980. Determination of staphylococcal enterotoxins A and В
in various food extracts, using staphylococcal cells containing protein. J. Food Sci. 45:400–401.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

319

4. Audurier, A., and C. Martin. 1989. Phage typing of Listeria monocytogenes. Int. J. Food Microbiol.
8:251–257.
5. Audurier, A., R. Chatelain, F. Chalons, and M. Piйchaud. 1979. Lysotypie de 823 souches de Listeria
monocytogenes isolйes en France de 1958 а 1978. Ann. Microbiol. (Inst. Pasteur). 130B: 179–189.
6. Autio, Т., S. Hielm, M. Miettinen, A.-M. Sjцberg, K. Aarnisalo, J. Bjцrkroth, T. Mattila-Sandholm, and
H. Korkeala. 1999. Sources of Listeria monocytogenes contamination in a cold-smoked rainbow trout
processing plant detected by pulsed-field gel electrophoresis typing. Appl. Environ. Microbiol. 65:150–155.
7. Ayres, J.C. 1967. Use of fluorescent antibody for the rapid detection of enteric organisms in egg, poultry and
meat products. Food Technol. 21:631–640.
8. Babacan, S., P. Pivarnik, S. Letcher, and A. Rand. 2002. Piezoelectric flow injection analysis biosensor for the
detection of Salmonella Typhimurium. J. Food Sci. 67:314–320.
9. Bachrach, U., and Z. Bachrach. 1974. Radiometric method for the detection of coliform organisms in water.
Appl. Microbiol. 28:169–171.
10. Baez, L.A., and V.K. Juneja. 1995. Nonradioactive colony hybridization assay for detection and enumeration
of enterotoxigenic Clostridium perfringens in raw beef. Appl. Environ. Microbiol. 61:807–810.
11. Bastish, V.K., H. Chander, and G. Ranganathan. 1984. Incidence of enterococcal thermonuclease in milk and
milk products. J. Food Sci. 49:1610–1611, 1615.
12. Bautista, D.A., J.P. Vaillancourt, R.A. Clarke, S. Renwick, and M.W. Griffiths. 1995. Rapid assessment of the
microbiological quality of poultry carcasses using ATP bioluminescence. J. Food Protect. 58:551–554.
13. Beezer, A.E., D. Newell, and H.J.V. Tyrrell. 1976. Application of flow microcalorimetry to analytical
problems: The preparation, storage and assay of frozen inocula of Saccharomyces cerevisiae. J. Appl.
Bacteriol. 41:197–207.
14. Beezer, A.E., D. Newell, and H.J.V. Tyrrell. 1978. Characterisation and metabolic studies of Saccharomyces
cerevisiae and Kluyveromyces fragilis by flow microcalorimetry. Antonie Van Leeuwenhoek 45:55–63.
15. Bennett, R.W., and F. McClure. 1976. Collaborative study of the serological identification of staphylococcal
enterotoxins by the microslide gel double diffusion test. J. Assoc. Off. Anal. Chem. 59:594–600.
16. Berg, J.D., and L. Fiksdal. 1988. Rapid detection of total and fecal coliforms in water by enzymatic hydrolysis
of 4-methylumbelliferone-b-D-galactoside. Appl. Environ. Microbiol 54:2118–2122.
17. Bergdoll, M.S., and R. Reiser. 1980. Application of radioimmunoassay of detection of staphylococcal
enterotoxins in foods. J. Food Protect. 43:68–72.
18. Black, S.F., D.I. Gray, D.B. Fenton, and R.G. Kroll. 1995. Rapid RAPD analysis for distinguishing Listeria
species and Listeria monocytogenes serotypes using a capillary air thermal cycler. Lett. Appl. Microbiol.
20:188–189.
19. Blears, M.J, S.A. DeGrandis, H. Lee, and J.T. Trevors. 1999. Amplified fragment length polymorphism
(AFLP): Review of the procedure and its applications. J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 21:99–114.
20. Boerlin, P., F. Boerlin-Petzold, E. Bannerman, J. Bille, T. Jemmi. 1999. Typing Listeria monocytogenes
isolates from fish products and human listeriosis cases. Appl. Environ. Microbiol. 63:1338–1343.
21. Bottari, D.A., C.D. Emmett, C.E. Nichols, K.D. Whippie, D. Rodriguez, G.W. Durbin, K.M. Keough,
E.P. Groody. M.A. Mazola, and G.N. Reynolds. 1995. Comparative study of a colorimetric DNA hybridization method and conventional culture procedures for the detection of Listeria spp. in foods. J. Food
Protect. 58:1083–1090.
22. Bulte, M., and G. Reuter. 1984. Impedance measurement as a rapid method for the determination of
the microbial contamination of meat surfaces, testing two different instruments. Int. J. Food Microbiol.
1:113–125.
23. Brosch, R., H. Chen, and J.B. Luchansky. 1994. Pulsed-field fingerprinting of listeriae: Identification of
genomic divisions for Listeria monocytogenes and their correlation with serovar. Appl. Environ. Microbiol.
60:2584–2592.
24. Brosch, R., C. Buchrieser, and J. Rocourt. 1991. Subtyping of Listeria monocytogenes serovar 4b by use
of low-frequency-cleavage restriction endonucleases and pulsed-field gel electrophoresis. Res. Microbiol.
142:667–675.
25. Cady, P., D. Hardy, S. Martins, S.W. Duforu, and S.J. Kraeger. 1978. Automated impedance measurements
for rapid screening of milk microbiol content. J. Food Protect. 41:277–283.
26. Candlish, A.A.G., W.H. Stimson, and J.E. Smith. 1985. A monoclonal antibody to aflatoxin В1: Detection
of the mycotoxin by enzyme immunoassay. Lett. Appl. Microbiol. 1:57–61.
27. Carson, C.A, B.L. Shear, M.R. Ellersieck, and A. Asfaw. 2001. Identification of fecal Escherichia coli from
humans and animals by ribotyping. Appl. Environ. Microbiol. 67:1503–1507.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

320

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

28. Casman, E.P., and R.W. Bennett. 1965. Detection of staphylococcal enterotoxin in food. Appl. Microbiol.
13:181–189.
29. Cernic, G. 1976. Method for the distinction of Gram-negative from Gram-positive bacteria. Eur. J. Appl.
Microbiol. 3:223–225.
30. Chang, T.C., H.C. Ding, and S. Chen. 2002. A conductance method for the identification of Escherichia coli
0157:H7 using bacteriophage AR1. J. Food Protect. 65:12–17.
31. Cherry, W.B., and M.D. Moody. 1965. Fluorescent-antibody techniques in diagnostic bacteriology. Bacteriol.
Rev. 29:222–250.
32. Chesbro, W.R., and K. Auborn. 1967. Enzymatic detection of the growth of Staphylococcus aureus in foods.
Appl. Microbiol. 15:1150–1159.
33. Collins, W.S., II, A.D. Johnson, J.F. Metzger, and R.W. Bennett. 1973. Rapid solid-phase radioimmunoassay
for staphylococcal enterotoxin A. Appl. Microbiol. 25:774–777.
34. Collins, W.S., II, J.F. Metzger, and A.D. Johnson. 1972. A rapid solid phase radioimmunoassay for
staphylococci B enterotoxin. J. Immunol. 108:852–856.
35. Cocolin, L., K. Rantsiou, L. Iacumin, C. Cantoni, and G. Comi. 2002. Direct identification in food
samples of Listeria spp., and Listeria monocytogenes by molecular methods. Appl. Environ. Microbiol.
68:6273–6282.
36. Cousin, M.A., J.M. Jay, and P.C. Vasavada. 2001. Psychrotrophic microorganisms. In Compendium of
Methods for the Microbiological Examination of Foods, 2nd ed., eds. F.P. Downes, and K. Ito. Washington,
DC: American Public Health Association.
37. D’Aoust, J.-Y, and A.M. Sewell. 1988. Reliability of the immunodiffusion 1-2 Test system for detection of
Salmonella in foods. J. Food Protect. 51:853–856.
38. D’Aoust, J.-Y., A.M. Sewell, P. Greco, M.A. Mazola, and R.E. Colvin. 1995. Performance assessment of the
GENETRAKR colorimetric probe assay for the detection of foodborne Salmonella spp. J. Food Protect.
58:1069–1076.
39. Czajka. J., N. Bsat, M. Piani, W. Russ, K. Sultana, M. Wiedmann, R. Whitaker, and C.A. Batt. 1993.
Differentiation of Listeria monocytogenes and Listeria innocua by 16S rRNA genes and intraspecies
discrimination of Listeria monocytogenes strains by random amplified polymorphic DNA polymorphisms.
Appl. Environ. Microbiol. 59:304–308.
40. Dean, P.N., and D. Pinkel. 1978. High resolution dual laser flow cytometry. J. Histochem. Cytochem.
26:622–627.
41. de Castro, B.P., M.A. Asenio, B. Sanz, and J.A. Ordonez. 1988. A method to assess the bacterial content
of refrigerated meat. Appl. Environ. Microbiol. 54:1462–1465.
42. DeMarco, D.M., and D.V. Lim. 2002. Detection of Escherichia coli 0157:H7 in 10- and 25-gram ground beef
samples with an evanescent-wave biosensor with silica and polystyrene waveguides. J. Food Protect.
65:596–602.
43. Desai, M., E.J. Threlfall, and J. Stanley. 2001. Fluorescent amplified-fragment length polymorphism subtyping of the Salmonella enterica serovar Enteritidis phage type 4 clone complex. J. Clin. Microbiol.
39:201–206.
44. Dixon-Holland, D.E., J.J. Pestka, B.A. Bidigare. W.L. Casale, R.L. Warner. B.P. Ram, and L.R. Hart. 1988.
Production of sensitive monoclonal antibodies to aflatoxin В1 and aflatoxin M1 and their application
to ELISA of naturally contaminated foods. J. Food Protect. 51:201–204.
45. Dodds, K.L., R.A. Holley, and A.G. Kempton. 1983. Evaluation of the catalase and Limulus ameobocyte
lysate tests for rapid determination of the microbiol quality of vacuum-packed cooked turkey. Can. Inst. Food
Sci. Technol. J. 16:167–172.
46. Dovey, S., and K.J. Towner. 1989. A biotinylated DNA probe to detect bacterial cells in artificially
contaminated foodstuffs. J. Appl. Bacteriol. 66:43–47.
47. Downes, F.P., J.H. Green, K. Greene, N. Stockbine. J.G. Wells, and l.K. Wachsmuth. 1989. Development and
evaluation of enzyme-linked immunosorbent assays for detection of Shiga-like toxin I and Shiga-like toxin II.
J. Clin. Microbiol. 27:1292–1297.
48. Duim, В., Т.М. Wassenaar, A. Rigter, and J. Wagenaar. 1999. High-resolution genotyping of Campylobacter
strains isolated from poultry and humans with amplified fragment length polymorphism fingerprinting. Appl.
Environ. Microbiol. 65:2369–2375.
49. Edberg, S.C., M.J. Allen, and D.B. Smith, and the National Collaboratiave study. 1989. National field evaluation
of a defined substrate method for the simultaneous detection of total coliforms and Escherichia coli from drinking
water: Comparison with presence–absence techniques. Appl. Environ. Microbiol. 55:1003–1008.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

321

50. Erickson, A., and R.H. Deibel. 1973. Turbidimetric assay of staphylococcal nuclease. Appl. Microbiol.
25:337–341.
51. Ericsson, H., P. Stalhandske, M.-L. Danielsson-Tham, E. Bannerman. J. Bille. С. Jacquet, J. Rocourt, and
W. Tham. 1995. Division of Listeria monocytogenes serovar 4b strains into two groups by PCR and restriction
enzyme analysis. Appl. Environ. Microbiol. 61:3872–3874.
52. Evans, H.A.V. 1982. A note on two uses for impedimetry in brewing microbiology. J. Appl. Bacteriol.
53:423–426.
53. Fach, P., F. Dilasser, J. Grout, and J. Tache. 1999. Evaluation of a polymerase chain reaction-based test
for detecting Salmonella spp. in food samples: Probelia Salmonella spp. J. Food Protect. 62:1387–1393.
54. Fallowfield, H.J., and J.T. Patterson. 1985. Potential value of the Limulus lysate assay for the measurement
of meat spoilage. J. Food Technol. 20:467–479.
55. Fang, Q., S. Brockmann, K. Botzenhart, and A. Wiedenmann. 2003. Improved detection of Salmonella spp.
in foods by fluorescent in situ hybridization with 23S rRNA probes: A comparison with conventional culture
methods. J. Food Protect. 66:723–731.
56. Farber, J.M., and C.J. Addison. 1994. RAPD typing for distinguishing species and strains in the genus
Listeria. J. Appl Bacteriol. 77:242–250.
57. Feng, P.C.S., and P.A. Hartman. 1982. Fluorogenic assays for immediate confirmation of Escherichia coli.
Appl. Environ. Microbiol. 43:1320–1329.
58. Fiedler, F., J. Seger, A. Schrettenbrunner, and H.P.R. Seeliger. 1984. The biochemistry of murein and cell
wall teichoic acids in the genus Listeria. Syst. Appl. Microbiol. 5:360–376.
59. Firstenberg-Eden, R. 1984. Collaborative study of the impedance method for examining raw milk samples.
J. Food Protect. 47:707–712.
60. Firstenberg-Eden, R., and C.S. Klein. 1983. Evaluation of a rapid impedimetric procedure for the quantitative
estimation of coliforms. J. Food Sci. 48:1307–1311.
61. Firstenberg-Eden, R., M.L. Van Sise, J. Zindulis, and P. Kahn. 1984. Impedimetric estimation of coliforms in
dairy products. J. Food Sci. 49:1449–1452.
62. Firstenberg-Eden, R., and L.A. Shelef. 2000. A new rapid automated method for the detection of Listeria from
environmental swabs and sponges. Int. J. Food Microbiol. 56:231–237.
63. Forrest, W.W. 1972. Microcalorimetry. Methods Microbiol. 6B:385–318.
64. Frampton, E.W., L. Restaino, and N. Blaszko. 1988. Evaluation of the B-glucuronidase substrate 5-bromo4-chloro-3-indolyl-b-D-glucuronide (X-GLUC) in a 24-hour direct plating method for Escherichia coli.
J. Food Protect. 51:402–404.
65. Fratamico, P.M, L.K. Bagi, and T. Pepe. 2000. A multiplex polymerase chain reaction assay for rapid
detection and identification of Escherichia coli 0157:H7 in foods and bovine feces. J. Food Protect. 63:
1032–1037.
66. Fujita, Т., P.R. Monk, and I. Wadso. 1978. Calorimetric identification of several strains of lactic acid bacteria.
J. Dairy Res. 45:457–463.
67. George, C.G., and W.B. Kloos. 1994. Comparison of the Smal-digested chromosomes of Staphylococcus
epidermidis and the closely related species Staphylococcus capitis and Staphylococcus caprae. Int. J. Syst.
Bacteriol. 44:404–409.
68. Gnan, S., and L.O. Luedecke. 1982. Impedance measurements in raw milk as an alternative to the standard
plate count. J. Food Protect. 45:4–7.
69. Goepfert, J.M., and N.F. Insalata. 1969. Salmonellae and the fluorescent antibody technique: A current
evaluation J. Milk Food Technol. 32:465–473.
70. Gram, L., and H. Sogaard. 1985. Microcalorimetry as a rapid method for estimation of bacterial levels
in ground meat. J. Food Protect. 48:341–345.
71. Grunstein, M., and D.S. Hogness. 1975. Colony hybridization: A method for the isolation of cloned DNAs
that contain a specific gene. Proc. Nat. Acad. Sci. USA 72:3961–3965.
72. Guillaume-Gentil, G., P. Scheldeman, J. Marugg, L. Herman, M. Joosten, and M. Hendrickx. 2002. Genetic
heterogeneity in Bacillus sporothermodurans as demonstrated by ribotyping and repetitive extragenic palindromic-PCR fingerprinting. Appl. Environ. Microbiol. 68:4216–4224.
73. Gunasekera, T.S, P.V. Attfield, and D.A. Veal. 2000. A flow cytometry method for rapid detection and
enumeration of total bacteria in milk. Appl. Environ. Microbiol. 66:1228–1232.
74. Guy, R.A., P. Payment, U.J. Krull, and P.A. Horgen. 2003. Real-time PCR for quantification of Giardia
and Cryptosporidium in environmental water samples and sewage. Appl. Environ. Microbiol. 69:
5178–5185.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

322

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

75. Hall, R.H., F.M. Khambaty, M.H. Kothary, S.P. Keasler, and B.D. Tall. 1994. Vibrio cholerae non-01
serogroup associated with cholera gravis genetically and physiologically resembles 01 El Tor cholera strains.
Infect. Immun. 62:3859–3863.
76. Hardy, D., S.W. Dufour, and S.J. Kraeger. 1975. Rapid detection of frozen food bacteria by automated
impedance measurements. Proc. Inst. Food Technol.
77. Harvey, J., and A. Gilmour. 1994. Application of multilocus enzyme electrophoresis and restriction fragment
length polymorphism analysis to the typing of Listeria monocytogenes strains isolated from raw milk,
nondairy foods, and clinical and veterinary sources. Appl. Environ. Microbiol. 60:1547–1553.
78. Hatcher, W.S., S. DiBenedetto, L.E. Taylor, and D.L. Murdock. 1977. Radiometric analysis of frozen
concentrated orange juice for total viable microorganisms. J. Food Sci. 42:636–639.
79. Hill, W.E., J.M. Madden, B.A. McCardell, D.B. Shah, J.A. Jagow, and B.K. Boutin. 1983. Foodborne
enterotoxigenic Escherichia coli. Detection and enumeration by DNA colony hybridization. Appl. Environ.
Microbiol. 45:1324–1330.
80. Hill, W.E., W.L. Payne, G. Zon, and S.L. Moseley. 1985. Synthetic oligodeoxyribonucleotide probes for
detecting heat-stable enterotoxin-producing Escherichia coli by DNA colony hybridization. Appl. Environ.
Microbiol. 50:1187–1191.
81. Holm, C, and L. Jespersen. 2003. A flow-cytometric Gram-staining technique for milk-associated bacteria.
Appl. Environ. Microbiol. 69:2857–2863.
82. Hong, Y., M.E. Berrang, T. Liu, C.L. Hofacre, S. Sanchez, L. Wang, and J.J. Maurer. 2003. Rapid detection of
Campylobacter coli. С jejuni, and Salmonella enterica on poultry carcasses by using PCR-enzyme-linked
immunosorbent assay. Appl. Environ. Microbiol. 69:3492–3499.
83. Horan, P.K., and L.L. Wheeless, Jr. 1977. Quantitative single cell analysis and sorting. Science 198: 149–157.
84. Hutter, K.-J., M. Stohr, and H.E. Eipel. 1980. Simultaneous DNA and protein measurements of microorganisms. In Flow Cytometry, ed. O.D. Lacrum, T. Lindmo, and E. Thorud, Vol. 4, 100–102. Bergen: Universitetsforlaget.
85. Huys, G., R. Coopman, P. Janssen, and K. Kersters. 1996. High-resolution genotypic analysis of the genus
Aeromonas by AFLP fingerprinting. Int. J. Syst. Bacteriol. 46:572–580.
86. Izat, A.L., C.D. Driggers, M. Colberg, M.A. Reiber, and M.H. Adams. 1989. Comparison of the DNA probe
to culture methods for the detection of Salmonella on poultry carcasses and processing waters. J. Food
Protect. 52:564–570.
87. Jacquet, C., B. Catimel, R. Brosch, C. Buchrieser, P. Dehaumont, V. Goulet, A. Lepoutre, P. Veit, and
J. Rocourt. 1995. Investigations related to the epidemic strain involved in the French listeriosis outbreak
in 1992. Appl. Environ. Microbiol. 61:2242–2246.
88. Jaksch, V.P., K.-J. Zaadhof, and G. Terplan. 1982. Zur Bewertung der hygienischen Qualitat von Milchprodukten mil dem Limulus-Test. Molkerei-Zeitung Welt der Milch 36:5–8.
89. Janssen, P., R. Coopman, G. Huys, J. Swings, N. Blecker. P. Vos, M. Zabeau, and K. Kersters. 1996.
Evaluation of the DNA fingerprinting method AFLP as a new tool in bacterial taxonomy. Microbiology
152:1881–1893.
90. Jay, J.M. 1974. Use of the Limulus lysate endotoxin test to assess the microbiol quality of ground beef.
Bacteriol. Proc. 13.
91. Jay, J.M. 1977. The Limulus lysate endotoxin assay as a test of microbial quality of ground beef. J. Appl.
Bacteriol. 43:99–109.
92. Jay, J.M. 1981. Rapid estimation of microbial numbers in fresh ground beef by use of the Limulus test. J. Food
Protect. 44:275–278.
93. Jay, J.M., and S. Margitic. 1979. Comparison of homogenizing, shaking, and blending on the recovery
of microorganisms and endotoxins from fresh and frozen ground beef as assessed by plate counts and the
Limulus amoebocyte lysate test. Appl. Environ. Microbiol. 38:879–884.
94. Jay, J.M., S. Margitic, A.L. Shereda, and H.V. Covington. 1979. Determining endotoxin content of ground
beef by the Limulus amoebocyte lysate test as a rapid indicator of microbial quality. Appl. Environ. Microbiol.
38:885–890.
95. Jay, J.M. 1989. The Limulus amoebocyte lysate (LAL) test. In Progress in Industrial Microbiology: Rapid
Methods in Food Microbiology, ed. M.R. Adams and C.F.A. Hope, 101–119. Amsterdam: Elsevier.
96. Jaykus, L.-A., R. De Leon, and M.D. Sobsey. 1996. A virion concentration method for detection of human
enteric viruses in oysters by PCR and oligoprobe hybridization. Appl. Environ. Microbiol. 62:2074–2080.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

323

97. Jiang, S.C., M. Matte, G. Matte, A. Huo, and R.R. Colwell. 2000. Genetic diversity of clinical and
environmental isolates of Vibrio cholerae determined by amplified fragment length polymorphism fingerprinting. Appl. Environ. Microbiol. 66:148–153.
98. Jinneman, K.C., J.M. Hunt, C.A. Eklund, J.S. Weinberg, P.N. Sado, J.M. Johnson, R.S. Richter, S.T. Torres,
E. Ayotte, S.J. Eliasberg, P. Istafanos, D. Bass, N. Kexel-Calabresa, W. Lin, and C.N. Barton. 2003a.
Evaluation and interlaboratory validation of a selective agar for phosphatidylinositol-specific phospholipase С activity using a chromogenic substrate to detect Listeria monocytogenes from foods. J. Food Protect.
66:441–445.
99. Jinneman, K.C., K.J. Yoshitomi, and S.D. Weagant. 2003b. Multiplex real-time PCR method to identify Shiga toxin genes stx1 and stx2 and Escherichia coli 0157:H7 serotype. Appl. Environ. Microbiol.
69:6327–6333.
100. Johnson, H.M., J.A. Bukovic, P.E. Kauffman, and J.T. Peeler. 1971. Staphylococcal enterotoxin B: Solidphase radioimmunoassay. Appl. Microbiol. 22:837–841.
101. Johnson, J.L., C.L. Brooke, and S.J. Fritschel. 1998. Comparison of the BAX for screening / E. coli 0157:H7
method with conventional methods for detection of extremely low levels of Escherichia coli 0157:H7
in ground beef. Appl. Environ. Microbiol. 64:4390–4395.
102. Johnson, J.M., S.D. Weagant, K.C. Jinneman, and J.L. Bryant. 1995. Use of pulsed-field gel electrophoresis
for epidemiological study of Escherichia coli 0157:H7 during a food-borne outbreak. Appl. Environ.
Microbiol. 61:2806–2808.
103. Jothikumar, N., X. Wang, and M.W. Griffiths. 2003. Real-time multiplex SYBR Green I-based PCR assay for
simultaneous detection of Salmonella serovars and Listeria monocytogenes. J. Food Protect. 66:2141–2145.
104. Kang, D.-H., and G.R. Siragusa. 2002. Monitoring beef carcass surface microbial contamination with
a luminescence-based bacterial phosphatase assay. J. Food Protect. 65:50–52.
105. Karl, D.M. 1980. Cellular nucleotide measurements and applications in microbial ecology. Microbiol. Rev.
44:739–796.
106. Kauffmann, F. 1944. Zur Serologic der Coli-Gruppe. Acta Path. Microbiol. Scand. 21:20–45.
107. Kaysner, C.A., S.D. Weagant, and W.E. Hill. 1988. Modification of the DNA colony hybridization
technique for multiple filter analysis. Molec. Cell. Probes 2:255–260.
108. Kennedy, J.E., Jr., and J.L. Oblinger. 1985. Application of bioluminescence to rapid determination of microbial levels in ground beef. J. Food Protect. 48:334–340.
109. Kepner, R.L. Jr., and J.R. Pratt. 1994. Use of fluorochromes for direct enumeration of total bacteria
in environmental samples: Past and present. Microbiol. Rev. 58:603–615.
110. Kerouanton, A., A. Brisabois, E. Denoyer, F. Dilasser, J. Grout, G. Salvat, and B. Picard. 1998. Comparison
of five typing methods for the epidemiological study of Listeria monocytogenes. Int. J. Food Microbiol.
43:61–71.
111. Kingsley, M.T, T.M. Straub, D.R. Call, D.S. Daly, S.C. Wunschel, and D.P. Chandler. 2002. Fingerprinting
closely related Xanthomonas pathovars with random monamer oligonucleotide microarrays. Appl. Environ.
Microbiol. 68:6361–6370.
112. Kleppe, K., E. Ohtsuka, R. Kleppe, I. Molineux, and H.G. Khorana. 1971. Studies on polynucleotides. XCVI.
Rapid replication of short synthetic DNA’s as catalyzed by DNA polymerases. J. Mol. Biol. 56:341–361.
113. Koburger, J.A., and M.L. Miller. 1985. Evaluation of a fluorogenic MPN procedure for determining
Escherichia coli in oysters. J. Food Protect. 48:244–245.
114. Kodikara, С.Р., Н.Н. Crew, and G.S.A.B. Stewart. 1991. Near on-line detection of enteric bacteria using lux
recombinant bacteriophage. FEMS Microbiol. Lett. 83:261–266.
115. Koupal, A., and R.H. Deibel. 1978. Rapid qualitative method for detecting staphylococcal nuclease in foods.
Appl. Environ. Microbiol. 35:1193–1197.
116. Kozwich, D., K.A. Johansen, K. Landau, C.A. Roehl, S. Woronoff, and P.A. Roehl. 2000. Development of
a novel, rapid integrated Cryptosporidium parvum detection assay. Appl. Environ. Microbiol. 66:2711–2717.
117. Kramer, M.F., and D.V. Lim. 2004. A rapid and automated fiber optic-based biosensor assay for the detection of Salmonella in spent irrigation water used in the sprouting of sprout seeds. J. Food Protect. 67:46–52.
118. Lachica, B.V., K.F. Weiss, and R.H. Deibel. 1969. Relationships among coagulase, enterotoxin, and heatstable deoxyribonuclease production by Staphylococcus aureus. Appl. Microbiol. 18:126–127.
119. Lampi, R.A., D.A. Mikelson, D.B. Rowley, J.J. Previte, and R.E. Wells. 1974. Radiometry and microcalorimetry — techniques for the rapid detection of foodborne microorganisms. Food Technol. 28(10):
52–55.
120. Landeras, E., M.A. Gonzalez-Hevia, and M.C. Mendoza. 1998. Molecular epidemiology of Salmonella serotype Enteritidis. Relationships between food, water and pathogenic strains. J. Food Microbiol. 43:81–90.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

324

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

121. Lawrence, L.M., and A. Gilmour. 1995. Characterization of Listeria monocytogenes isolated from poultry
products and from the poultry-processing environment by random amplification of polymorphic DNA and
multilocus enzyme electrophoresis. Appl. Environ. Microbiol. 61:2139–2144.
122. Lawrence, L.M., J. Harvey, and A. Gilmour. 1993. Development of a random amplification of polymorphic
DNA typing method for Listeria monocytogenes. Appl. Environ. Microbiol. 59:3117–3119.
123. Lee, H.A., G.M. Wyatt, S. Bramham, and M.R.A. Morgan. 1990. Enzyme-linked immunosorbent assay for
Salmonella typhimurium in food: Feasibility of 1-day Salmonella detection. Appl. Environ. Microbiol.
56:1541–1546.
124. Levin, G.V., V.B. Harrison, and W.C. Hess. 1956. Preliminary report on a one-hour presumptive test for
coliform organisms. J. Am. Waterworks Assoc. 18:75–80.
125. Lewis, G.E., Jr., S.S. Kulinski, D.W. Reichard, and J.F. Metzger. 1981. Detection of Clostridium botulinum
Type G toxin by enzyme-linked immunosorbent assay. Appl. Environ. Microbiol. 42:1018–1022.
126. Li, J., and T.-C. Lee. 1995. Bacterial ice nucleation and its potential application in the food industry. Trends
Food Sci. Technol. 6:259–265.
127. Lin, H.H., and M.A. Cousin. 1987. Evaluation of enzyme-linked immunosorbent assay for detection of
molds in food . J. Food Sci. 52:1089–1094, 1096.
128. Littel, K.J., and P.A. Hartman. 1983. Fluorogenic selective and differential medium for isolation of fecal
streptococci. Appl. Environ. Microbiol. 45:622–627.
129. Loessner, M.J., M. Rudolf, and S. Scherer. 1997. Evaluation of luciferase reporter bacteriophage A511::luxAB
for detection of Listeria monocytogenes in contaminated foods. Appl. Environ. Microbiol. 63:2961–2965.
130. Loessner, M.J., C.E.D. Rees, G.S.A.B. Stewart, and S. Scherer. 1996. Construction of luciferase reporter
bacteriophage А511::luxAB for rapid and sensitive detection of viable Listeria cells. Appl. Environ.
Microbiol. 62:1133–1140.
131. Loessner, M.J. 1991. Improved procedure for bacteriophage typing of Listeria strains and evaluation of new
phages. Appl. Environ. Microbiol. 57:882–884.
132. Loessner, M.J., and M. Busse. 1990. Bacteriophage typing of Listeria species. Appl. Environ. Microbiol.
56:1912–1918.
133. Martins, S.B., and M.J. Selby. 1980. Evaluation of a rapid method for the quantitative estimation of
coliforms in meat by impedimetric procedures. Appl. Environ. Microbiol. 39:518–524.
134. Maruyama, F., T. Kenzaka, N. Yamaguchi, K. Tani, and M. Nasu. 2003. Detection of bacteria carrying the
stx2 gene by in site loop-mediated isothermal amplification. Appl. Environ. Microbiol. 69:5023–5028.
135. Mazurier, S.-I., A. Audurier, N. Marquet-Van der Mee, S. Notermans, and K. Wernars. 1992. A comparative
study of randomly amplified polymorphic DNA analysis and conventional phage typing for epidemiological
studies of Listeria monocytogenes isolates. Res. Microbiol. 143:507–512.
136. McClelland, R.G., and A.C. Pinder. 1994. Detection of Salmonella typhimurium in dairy products with flow
cytometry and monoclonal antibodies. Appl. Environ. Microbiol. 60:4255–4262.
137. Mbandi, E., and L.A. Shelef. 1998. Automated measurements of antilisterial activities of lactate and
diacetate in ready-to-eat meat. Microbiol. Meth. 49:307–314.
138. McKillip, J.L., and M. Drake. 2000. Molecular beacon polymerase chain reaction detection of Escherichia
coli 0157:H7 in milk. J. Food Protect. 63:855–859.
139. McLauchlin, J., A. Audurier, A. Frommett, P. Gerner-Smidt, Ch. Jacquet. M.J. Loessner, N. van der MeeMarquet, J. Rocourt, S. Shah, and D. Wilhelms. 1996. WHO study on subtyping Listeria monocytogenes:
results of phage-typing. Int. J. Food Microbiol. 32:289–299.
140. McLauchlin, J., A. Audurier, and A.G. Taylor. 1986. Aspects of the epidemiology of human Listeria
monocytogenes infections in Britain 1967–1984: The use of serotyping and phage typing. J. Med. Microbiol.
22:367–377.
141. Mendelsohn, M.L. 1980. The attributes and applications of flow cytometry. In Flow Cytometry,
ed. O.D. Laerum, T. Lindmo, and E. Thorud, Vol. 4. 15–27. Bergen: Universitetsforlaget.
142. Miller, B.A., R.F. Reiser, and M.S. Bergdoll. 1978. Detection of staphylococcal enterotoxins А, В, С, D, and
E in foods by radioimmunoassay, using staphylococcal cells containing protein A as immunoadsorbent.
Appl. Environ. Microbiol. 36:421–426.
143. Minnich, S.A., P.A. Hartman, and R.C. Heimsch. 1982. Enzyme immunoassay for detection of salmonellae
in foods. Appl. Environ. Microbiol. 43:877–883.
144. Nakamura, Т., Т. Morita, and S. Iwanga. 1986. Lipopolysaccharide-sensitive serine-protease zymogen
(factor C) found in Limulus hemocytes. Isolation and characterization. Eur. J. Biochem. 154:511–521.
145. Nath, E.J., E. Neidert, and C.J. Randall. 1989. Evaluation of enrichment protocols for the 1-2 Test™
for Salmonella detection in naturally contaminated foods and feeds. J. Food Protect. 52:498–499.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

325

146. Niskanen, A., and L. Koiranen. 1977. Correlation of enterotoxin and thermonuclease production with some
physiological and biochemical properties of staphylococcal strains isolated from different sources. J. Food
Protect. 40:543–548.
147. Niskanen, A., and E. Nurmi. 1976. Effect of starter culture on staphylococcal enterotoxin and thermonuclease production in dry sausage. Appl. Environ. Microbiol. 31:11–20.
148. Norrung, В., and N. Skovgaard. 1993. Application of multilocus enzyme electrophoresis in studies of the
epidemiology of Listeria monocytogenes in Denmark. Appl. Environ. Microbiol. 59:2817–2822.
149. Notermans, S., J. Dufrenne, and M. van Schothorst. 1978. Enzyme-linked immunosorbent assay for
detection of Clostridium botulinum toxin type A. Jpn. J. Med. Sci. Biol. 31:81–85.
150. Notermans, S., K.J. Heuvelman, and K. Wernars. 1988. Synthetic enterotoxin В DNA probes for detection
of enterotoxigenic Staphylococcus aureus strains. Appl. Environ. Microbiol. 54:531–533.
151. Nuzback, D.E., E.E. Bartley, S.M. Dennis, Т.О. Nagaraja, S.J. Galitzer, and A.D. Dayton. 1983. Relation
of rumen ATP concentration to bacterial and protozoal numbers. Appl. Environ. Microbiol. 46:533–538.
152. Oda, M., M. Morita, H. Unno, and Y. Tanji. 2004. Rapid detection of Escherichia coli 0157:H7 by using
green fluorescent protein-labeled PPOl bacteriophage. Appl. Environ. Microbiol. 70:527–534.
153. Ortel, S. 1989. Listeriocins (monocins). Int. J. Food Microbiol. 8:249–250.
154. Padhye, N.V., and M.P. Doyle. 1991. Production and characterization of a monoclonal antibody specific
for enterohemorrhagic Escherichia coli of serotypes 0157:H7 and 026:H11. J. Clin. Microbiol. 29:99–103.
155. Panicker, G., M.L. Myers, and A.K. Bej. 2004. Rapid detection of Vibrio vulnificus in shellfish and Gulf
of Mexico water by real-time PCR. Appl. Environ. Microbiol. 70:498–507.
156. Park, C.E., H.B. El Derea, and M.K. Rayman. 1978. Evaluation of staphylococcal thermonuclease (TNase)
assay as a means of screening foods for growth of staphylococci and possible enterotoxin production. Can.
J. Microbiol. 24:1135–1139.
157. Patterson, J.W., P.L. Brezonik, and H.D. Putnam. 1970. Measurement and significance of adenosine
triphosphate in activated sludge. Environ. Sci. Technol. 4:569–575.
158. Peng, M., and L.A. Shelef. 1998. Automated simultaneous detection of low levels of listeriae and salmonellae in foods. Int. J. Food Microbiol. 63:225–235.
159. Perry, B.F., A.E. Beezer, and R.J. Miles. 1983. Characterization of commercial yeast strains by flow
microcalorimetry. J. Appl. Bacteriol. 54:183–189.
160. Pestka, J.J., and F.S. Chu. 1984. Enzyme-linked immunosorbent assay of mycotoxins using nylon bead and
Terasaki plate solid phases. J. Food Protect. 47:305–308.
161. Pestka, J.J., P.K. Gaur, and F.S. Chu. 1980. Quantitation of aflatoxin B1 and aflatoxin B1 antibody by an
enzyme-linked immunosorbent microassay. Appl. Environ. Microbiol. 40:1027–1031.
162. Pestka, J.J., V. Li, W.O. Harder, and F.S. Chu. 1981. Comparison of radioimmunoassay and enzyme-linked
immunosorben assay for determining aflatoxin M1 in milk. J. Assoc. Off. Anal. Chem. 64:294–301.
163. Peterson, E.H., M.L. Nierman, R.A. Rude, and J.T. Peeler. 1987. Comparison of AOAC method and
fluorogenic (MUG) assay for enumerating Escherichia coli in foods. J. Food Sci. 52:409–410.
164. Poelma, P.L., C.R. Wilson, and W.H. Andrews. 1987. Rapid fluorogenic enumeration of Escherichia coli
in selected naturally contaminated high moisture foods. J. Assoc. Off. Anal. Chem. 70:991–993.
165. Previte, J.J. 1972. Radiometric detection of some food-borne bacteria. Appl. Microbiol. 24:535–539.
166. Ramakrishna, N., J. Lacey, A.A.G. Candish, J.E. Smith, and L.A. Goodbrand. 1990. Monoclonal antibodybased enzyme linked immunosorbent assay of aflatoxin B1, T-2 toxin, and ochratoxin A in barley. J. Assoc.
Off. Anal. Chem. 73:71–76.
167. Rand, A.G., J. Ye, C.W. Brown, and S.V. Letcher. 2002. Optical biosensors for food pathogen detection.
Food TechnoL 56(3):32–39.
168. Rasooly, A. 2001. Surface plasmon reasonance analysis of staphylococcal enterotoxin В in food. J. Food
Protect. 64:37–43.
169. Rippey, S.R., L.A. Chandler, and W.D. Watkins. 1987. Fluorometric method for enumeration of Escherichia
coli in molluscan shellfish. J. Food Protect. 50:685–690.
170. Restaino, L., E.W. Frampton, and R.H. Lyon. 1990. Use of the chromogenic substrate 5-bromo-4-chloro3-indolyl-b-glucuronide (X-GLUC) for enumerating Escherichia coli in 24 h from ground beef. J. Food
Protect. 53:508–510.
171. Robern, H., M. Dighton, Y. Yano, and N. Dickie. 1975. Double-antibody radioimmunoassay for staphylococcal enterotoxin C2.Appl. Microbiol. 30:525–529.
172. Robison, B.J. 1984. Evaluation of a fluorogenic assay for detection of Escherichia coli in foods. Appl.
Environ. Microbiol. 48:285–288.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

326

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

173. Rocourt, J., A. Audurier, A.L. Courtieu, J. Durst, S. Ortel, A. Schrettenbrunner, and A.G. Taylor. 1985.
A multi-centre study on the phage typing of Listeria monocytogenes. Zentralbl. Bakteriol. Mikrobiol. Hyg.
[A]. 259:489–497.
174. Rowley, D.B., J.J. Previte, and H.P. Srinivasa. 1978. A radiometric method for rapid screening of cooked
foods for microbial acceptability. J. Food Sci. 43:1720–1722.
175. Rudi, K., S.L. Flateland, J.F. Hanssen, G. Bengtsson, and H. Nissen. 2002. Development and evolution of
a 16S ribosomal DNA array-based approach for describing complex microbial communities in ready-to-eat
vegetable salads packed in a modified atmosphere. Appl. Environ. Microbiol. 68:1146–1156.
176. Saari, M., T. Cheasty, K. Leino, and A. Siitonen. 2001. Phage types and genotypes of Shiga toxin-producing
Escherichia coli 0157:H7 in Finland. J. Clin. Microbiol. 39:1140–1143.
177. Saiki, R.K., D.H. Gelfand, S. Stoffel, S.J. Sharf, R. Higuchi. G.T. Horn, K.B. Mullis. And H.A. Erlich. 1988.
Primer-directed enzymatic amplification of DNA with a thermostable DNA polymerase. Science 239:487–491.
178. Saunders, G.C., and M.L. Bartlett. 1977. Double-antibody solid-phase enzyme immunoassay for the
detection of staphylococcal enterotoxin A. Appl. Environ. Microbiol. 34:518–522.
179. Savelkoul, P.H.N., H.J.M. Aarts, J. de Haas, L. Dijkshoorn. B. Duim, M. Otsen. J.L.W. Rademaker,
L. Schouls, and J.A. Lenstra. 1999. Amplified-fragment length polymorphism analysis: The state of the art.
J. Clin. Microbiol. 37:3083–3091.
180. Schmidt, J.J., and R.G. Stafford. 2003. Fluorogenic substrates for the protease activities of botulinum
neurotoxins, serotypes A, B, and F. Appl. Environ. Microbiol. 69:297–303.
181. Schwab, K.J., F.H. Neill, F. le Guyader, M.K. Estes, and R.L. Atmar. 2001. Deveopmment of a reverse
transcription-PCR-DNA enzyme immunoassay for detection of “Norwalk-like’’ viruses and hepatitis A
virus in stool and shellfish. Appl. Environ. Microbiol. 67:742–749.
182. Scott, T.M., S. Parveen, K.M. Portier, J.B. Rose, M.L. Tamplin, S.R. Farrah, A. Koo, and J. Lukasik. 2003.
Geographical variation in ribotype profiles of Escherichia coli isolates from humans, swine, poultry, beef,
and dairy cattle in Florida. Appl. Environ. Microbiol. 69:1089–1092.
183. Selander, R.K., D.A. Caugant, H. Ochman, J.M. Musser, M.N. Gilmour, and T.S. Whittam. 1986. Methods
of multilocus enzyme electrophoresis for bacterial population genetics and systematics. Appl. Environ.
Microbiol. 51:873–884.
184. Seifert, H., and P. Gerner-Smidt. 1995. Comparison of ribotyping and pulsed-field gel electrophoresis for
molecular typing of Acinetobacter isolates. J. Clin. Microbiol. 33:1402–1407.
185. Seiter, J. A., and J.M. Jay. 1980. Comparison of direct serial dilution and most-probable-number methods
for determining endotoxins in meats by the Limulus amoebocyte lysate test. Appl. Environ. Microbiol. 40:
177–178.
186. Seo, K.H., R.E. Brackett, J.F. Frank, and S. Hilliard. 1998. Immunomagnetic separation and flow cytometry
for rapid detection of Escherichia coli 0151:H7. J. Food Protect. 61:812–816.
187. Sharpe, A.N., M.N. Woodrow, and A.K. Jackson. 1970. Adenosine-triphosphate (ATP) levels in foods
contaminated by bacteria. J. Appl. Bacterid. 33:758–767.
188. Shelef, L.A., A. Surtani, K. Kanagapandian, and W. Tan. 1998. Automated detection of amino acid
decarboxylation in salmonellae and other enterobacteriaceae. Food Microbiol. 15:199–205.
189. Shelef, L.A., S. Mohammed, W. Tan, and M.L. Webber. 1997. Rapid optical measurements of microbial
contamination in raw ground beef and effects of citrate and lactate. J. Food Protect. 60:673–676.
190. Siragusa, G.R., and C.N. Cutter. 1995. Microbial ATP bioluminescence as a means to detect contamination
on artificially contaminated beef carcass tissue. J. Food Protect. 58:764–769.
191. Skinner, G.E., S.M. Gendel, G.A. Fingerhut, H.A. Solomon, and J. Ulaszek. 2000. Differentiation between
types and strains of Clostridium botulinum by riboprinting. J. Food Protect. 63:1347–1352.
192. Somer, L., and Y. Kashi. 2003. A PCR method based on 16S rRNA sequence for simultaneous detection of
the genus Listeria and the species Listeria monocytogenes in food products. J. Food Protect. 66:1658–1665.
193. Sperber, W.H., and R.H. Deibel. 1969. Accelerated procedure for Salmonella detection in dried foods
and feeds involving only broth cultures and serological reactions. Appl. Microbiol. 17:533–539.
194. Stannard, C.J., and J.M. Wood. 1983. The rapid estimation of microbial contamination of raw meat by
measurement of adenosine triphosphate (ATP). J. Appl. Bacteriol. 55:429–438.
195. Stewart, G.S.A.B., and P. Williams. 1992. Lux genes and the applications of bacterial bioluminescence.
J. Gen. Microbiol. 138:1289–1300.
196. Stiffler-Rosenberg, G., and H. Fey. 1978. Simple assay for staphylococcal enterotoxins A, B, and D: Modification of enzyme-linked immunosorbent assay. J. Clin. Microbiol. 8:473–479.
197. Stoflet, E.S., D.D. Koeberi, G. Sarkar, and S.S. Summer. 1988. Genomic amplification with transcript
sequencing. Science 239:491–494.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 11. Физические, химические и биологические методы в микробиологии

327

198. Strange, R.E., E.O. Powell, and T.W. Pearce. 1971. The rapid detection and determination of sparse bacterial
populations with radioactively labelled homologous antibodies. J. Gen. Microbiol. 67:349–357.
199. Sullivan, J.D., Jr., P.C. Ellis, R.G. Lee, W.S. Combs, Jr., and S.W. Watson. 1983. Comparison of the Limulus
amoebocyte lysate test with plate counts and chemical analyses for assessment of the quality of lean fish.
Appl. Environ. Microbiol. 45:720–722.
200. Surdy, Т.Е., and S.G. Haas. 1981. Modified enrichment-serology procedure for detection of salmonellae
in soy products. Appl. Environ. Microbiol. 42:704–707.
201. Swaminathan, В., and J.С. Ayres. 1980. A direct immunoenzyme method for the detection of salmonellae
in foods. J. Food Sci. 45:352–355, 361.
202. Swaminathan, В., and P. Feng. 1994. Rapid detection of food-borne pathogenic bacteria. Annu. Rev.
Microbiol. 48:401–426.
203. Sword, С.Р., and M.J. Pickett. 1961. The isolation and characterization of bacteriophages from Listeria
monocytogenes. J. Gen. Microbiol. 25:241–248.
204. Tai, J.Y., R.C. Seid, Jr., R.D. Hurn, and T.-Y. Liu. 1977. Studies on Limulus amoebocyte lysate. II.
Purification of the coagulogen and the mechanism of clotting. J. Biol. Chem. 252:4773–4776.
205. Tamarapu, S., J.L. McKillip, and M. Drake. 2001. Development of a multiplex polymerase chain reaction assay
for detection and differentiation of Staphylococcus aureus in dairy products. J. Food Protect. 64:664–668.
206. Terplan, V.G., K.-J. Zaadhof, and S. Buchholz-Berchtold. 1975. Zum nachweis von Endotoxinen gramnegativer Keime in Milch mit dem Limulus-test. Arch Lebensmittelhyg. 26:217–221.
207. Thompson, J.S., D.S. Hodge, and A.A. Borczyk. 1990. Rapid biochemical test to identify verocytotoxin-positive strains of Escherichia coli serotype 0157. J. Clin. Microbiol. 28:2165–2168.
208. Thore, A., S. Ansйhn, A. Lundin, and S. Bergman. 1975. Detection of bacteriuria by luciferase assay
of adenosine triphosphate. J. Clin. Microbiol. 1:1–8.
209. Tims, T.B., S.S. Dickey, D.R. DeMarco, and D.V. Lim. 2001. Detection of low levels of Listeria monocytogenes within 20 hours using an evanescent wave biosensor. Amer. Clin. Lab. 20(8):28–29.
210. Tsuji, K., P.A. Martin, and D.M. Bussey. 1984. Automation of chromogenic substrate Limulus amebocyte
lysate assay method for endotoxin by robotic system. Appl. Environ. Microbiol. 48:550–555.
211. Turpin, P.E., K.A. Maycroft, J. Bedford, C.L. Rowlands, and E.M.H. Wellington. 1993. A rapid luminescent-phage based MPN method for the enumeration of Salmonella typhimurium in environmental samples.
Lett. Appl. Microbiol. 16:24–27.
212. Ulitzur, S., and J. Kuhn. 1987. Introduction of lux genes into bacteria, a new approach for specific
determination of bacteria and their antibiotic susceptibility. In Bioluminescence and Chemiluminescence:
New Perspectives, ed. J. Schlomerich, R. Andreesen, A. Knapp. et al., 463–472. New York: Wiley.
213. Van Wart, M., and L.J. Moberg. 1984. Evaluation of a novel fluorogenic-based method for detection
of Escherichia coli. Bacterial. Proc. 201.
214. Wachtel, R.E., and K. Tsuji. 1977. Comparison of Limulus amebocyte lysates and correlation with the
United States Pharmacopeial pyrogen test. Appl. Environ. Microbiol. 33:1265–1269.
215. Walker, N.J. 2002. A technique whose time has come. Science 296:557–559.
216. Wan, J., K. King, S. Forsyth, and M.J. Coventry. 2003. Detection of Listeria monocytogenes in salmon using
the Probelia polymerase chain reaction system. J. Food Protect. 66:436–440.
217. Warner, J.M., and J.D. Oliver. 1998. Randomly amplified polymorphic DNA analysis of starved and viable
but nonculturable Vibrio vulniflicus cells. Appl. Environ. Microbiol. 64:3025–3028.
218. Warren, L.S., R.E. Benoit, and J.A. Jessee. 1978. Rapid enumeration of fecal coliforms in water by
a colorimetric b-galactosidase assay. Appl. Environ. Microbiol. 35:136–141.
219. Watkins, W.D., S.B. Rippey, C.S. Clavet, D.J. Kelley-Reitz, and W. Burkhardt III. 1988. Novel compound
for identifying Escherichia coli. Appl. Environ. Microbiol. 54:1874–1875.
220. Weihe, J.L., S.L. Seist, and W.S. Hatcher, Jr. 1984. Estimation of microbial populations in frozen concentrated orange juice using automated impedance measurements. J. Food Sci. 49:243–245.
221. Wendlinger, G., M.J. Loessner, and S. Scherer. 1996. Bacteriophage receptors on Listeria monocytogenes
cells are the N-acetylglucosamine and rhamnose substituents of teichoic acids or the peptidoglycan itself.
Microbiology 142:985–992.
222. Wesley, I.V., and F. Ashton. 1991. Restriction enzyme analysis of Listeria monocytogenes strains associated
with foodborne epidemics. Appl. Environ. Microbiol. 57:969–975.
223. Wesley, I.V., R.D. Wesley, J. Heisick. F. Harrel, and D. Wagner. 1990. Restriction enzyme analysis in the
epidemiology of Listeria monocytogenes. In Symposium on Cellular and Molecular Modes of Action
of Selected Microbial Toxins in Foods and Feeds, ed. J.L. Richard, 225–238. New York: Plenum.
224. Wolber, P.K. 1993. Bacterial ice nucleation. Adv. Microbiol. Physiol. 34:203–237.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

328

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

225. Wolcott, M.J. 1991. DNA-based rapid methods for the detection of foodborne pathogens. J. Food Protect.
54:387–401.
226. Wood, J.M., V. Lach, and B. Jarvis. 1977. Detection of food-associated microbes using electrical impedance
measurements. J. Appl. Bacteriol. 43:14–15.
227. Zaadhof, K.-J., and G. Terplan. 1981. Der Limulus-Test — ein Verfahren zur Beurteilung der mikrobiologischen Qualitдt von Milch und Milch produkten. Deutsch Molkereizeitung. 34:1094–1098.
228. Zayaitz, A.E.K., and R.A. Ledford. 1982. Proteolytic inactivation of thermonuclease activity of Staphylococcus aureus during recovery from thermal injury. J. Food Protect. 45:624–626.
229. Ye, J., S.V. Letcher, and A.G. Rand. 1997. Piezoelectric biosensor for detection of Salmonella typhimurium.
J. Food Sci. 62:1067–1071, 1086.
230. Ye, R.W, T. Wang, L. Bedzyk, and K.M. Croker. 2001. Applications of DNA microarrays in microbial
systems. J. Microbiol. Meth. 47:257–272.
231. Zink, R., M.J. Loessner, and S. Scherer. 1995. Characterization of cryptic prophages (monocins) in Listeria
and sequence analysis of a holin/endolysin gene. Microbiology 141:2577–2584.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

12
Биотестирование
и связанные с ним методы

После установления присутствия болезнетворных микроорганизмов или токсинов в пище и пищевых продуктах следующий важный этап — это установление
биологической активности организмов и токсинов. С этой целью, если это возможно, используются экспериментальные животные. Для тех случаев, когда невозможно использовать животных или живые системы, были разработаны тканевые культуральные системы, позволяющие получать интересующие ответы
относительно биологической активности патогенов или их токсичных продуктов. Биопробы и связанные с ними тесты являются предпочтительными методами для некоторых пищевых патогенов, и некоторые из основных перечислены
в табл. 12.1.

Тестирование на животных
Определение летальной дозы на мышах
Этот метод впервые был применен для пищевых патогенов приблизительно
в 1920 г. и продолжает быть важным методом биотестирования. Для обнаружения ботулинического токсина в пищевых продуктах была проведена соответствующая экстракция, часть которой была обработана трипсином (для токсинов
непротеолитических штаммов Clostridium botulinum). Паре мышей было интраперитонеально (ИП, внутрибрюшинно) введено 0,5 мл обработанного трипсином и необработанного препарата. Необработанные препараты были нагреты до
100 °C в течение 10 мин и введены паре мышей. Все инъецированные мыши наблюдались в течение 72 ч до признаков ботулизма или смерти. Мыши, в которых
был введен препарат, подвергнутый термической обработке, умереть не должны, поскольку токсин ботулизма неустойчив к высокой температуре. Специфичность в этом тесте может быть достигнута применением известных ботулинических антитоксинов, которые позволят защитить мышей, и подобным образом может быть выявлен определенный серологический тип ботулинического
токсина (см. гл. 24 для типов токсинов).
Определение летальной дозы на мышах может использоваться для других
токсинов. Stark и Duncan [45] использовали метод для определения энтеротоксина Clostridium perfringens. Мышам внутрибрюшинно был введен препарат энтеротоксина, мыши наблюдались в течение 72 ч. Летальная доза была выражена
как эквивалент максимального разведения, которое было смертельным для мышей в течение 72 ч. Genigeorgis и др. [18] применили метод с использованием

E. coli 0157:H7
Salmonella enterica
Salmonella spp.

E. coli

Младенческий
ботулизм

C. botulinum
C. perfringens A

C. jejuni

A. hydrophila
B. cereus

Организм

Цитотоксический энтеротоксин
Диарейный токсин
Диарейный токсин
Диарейный токсин
Диарейный токсин
Диарейный токсин
Рвотный токсин
Рвотный токсин
Жизнеспособные клетки
Жизнеспособные клетки
Жизнеспособные клетки
Супернатант культуры
Энтеротоксин
A, B, E, F, G токсины
Энтеротоксин
Энтеротоксин
Энтеротоксин
Энтеротоксин
Эндоспоры
Эндоспоры
Эндоспоры
LT
ST
ST
STа
STа
STb
STb
ETEC
Гастроэнтерит
Термолабильный цитотоксин

Токсин/продукт
Кишечный тракт мышат
Кормление обезьян
Петля кроличьей подвздошной кишки
Кроличья кожа
Кожа морской свинки
Летальная доза мышей
Рвота макаки-резус
Землеройка Suncus murinus
Взрослые мыши
Цыплята
Новорожденные мышата
Петля тощей кишки взрослой крысы
Петля подвздошной кишки крысы
Летальная доза для мышей
Летальная доза для мышей, LD50
Петля подвздошной кишки мыши, 90-минутная проба
Петля подвздошной кишки кролика, 90-минутная проба
Кожа морской свинки (эритемная активность)
7–12-дневные крысята
9-дневные мышата
Взрослые безмикробные мыши
Петля подвздошной кишки кролика, 18-часовая проба
Мышата-сосунки (накопление жидкости в кишечнике)
Петля подвздошной кишки кролика, 6-часовая проба
Мышата-сосунки
1–3-дневные поросята
Петля тощей кишки свиней
Отнятые от груди поросята, 7–9-недельные
Инфицирование мышей
Новозеландский белый кролик
Петля подвздошной кишки кролика
(ингибирование синтеза белка)

Биологический метод оценки

>105 клеток

1,8 мкг
1,0 мкг
6,25 мкг
0,06–0,125 мг/мл
1,500 спор
700 спор
10 спор

ED50 12,9 мг/кг
104 клеток
90 клеток

~ 30 нг

Чувствительность

Таблица 12.1. Некоторые тест-объекты, используемые для оценки биологической активности различных пищевых патогенов
и/или их продуктов (по литературным данным)

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

V. parahaemolyticus

Жизнеспособные клетки

Жизнеспособные клетки

Жизнеспособные клетки

Термостабильный прямой токсин
Термостабильный прямой токсин
Культуральный фильтрат
Энтеротоксин
Термостабильный токсин
Термостабильный токсин
Энтеротоксин

Термостабильный прямой токсин
Термостабильный прямой токсин

Летальная доза для мышей-сосунков при
интраперитонеальном инъецировании
Летальная доза для песчанок при
интраперитонеальном инъецировании

Кожа специально сенсибилизированных
морских свинок
Рвота макаки-резус
Рвота котят-сосунков
Петля подвздошной кишки кролика;
ответ в 50% животных
Петля подвздошной кишки взрослого кролика,
инвазивность
Летальная доза для мышей, смерть в 1 минуту
Летальная доза для мышей,
LD50 интраперитонеальное введение
Петля подвздошной кишки кролика
Кожа морской свинки
Проницаемость кроличьей кожи
Мышата-сосунки
Проба Шереня
Мышата-сосунки (перорально)
Петля подвздошной кишки кролика, 6- и
18-часовые пробы
Кроличья диарея

Биологический метод оценки

100 клеток

50% инфекционной
дозы = 2,9 ´ 108
14 клеток

110 нг

250 мкг
2,5 мкг/г

5 мкг/мышь
1,5 мкг

5 мкг/2–3 кг веса тела
0,1; 0,5 мкг/кг веса тела
102 клеток

0,1–1,0 пг

Чувствительность

Примечание: LT — термолабильный энтеротоксин, ST — термостабильный энтеротоксин, SEA — стафилококковый энтеротоксин A,
ED50 — см. текст, ETEC — энтеротоксигенные E. coli.

V. vulnificus
V. cholerae (non-01)
Y. enterocolitica

Все энтеротоксины
SEА, SEB
Бульонная культура

Жизнеспособные клетки

SEB

Токсин/продукт

S. aureus

Организм

Таблица 12.1. (Окончаниие)

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

332

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

внутривенных инъекций. Препараты энтеротоксинов C. perfringens были разведены в фосфатном буфере, pH 6,7, до достижения концентрации 5–12 мкг/мл. От
каждого готового разведения было введено внутривенно 0,25 мл в шесть мышей
мужских особей весом 12–20 г, было зарегистрировано число летальных случаев, и определено значение LD50. Мышь — наиболее широко используемое животное для оценки вирулентности Listeria spp. LD50 для L. monocytogenes для
нормальных взрослых мышей составило 105–106 клеток, для 15-граммовых мышат 50 клеток могут быть летальными (см. гл. 25).

Землеройка Suncus murinus
Это маленькое животное использовалось в Японии как экспериментальная модель для исследования рвотных масс при использовании различных лекарств
[48], показавшая ответ на цереулид, рвотный токсин Bacillus cereus. Suncus
murinus известна как японская домашняя землеройка, взрослые особи не превышают 100 г. Для экспериментов используются особи с массой 50–80 г. В исследовании рвотного токсина B. cereus Agata и др. обнаружили, что ED50 (количество токсина, требуемого для того, чтобы вызвать рвоту у половины экспериментальных животных) для Suncus при пероральном введении было 12,9 мкг/кг.
ED50 при внутрибрюшинном введении было 9,8 мкг/кг. Является ли Suncus подходящей животной моделью для стафилококкового или другого энтеротоксина,
неясно.
Хорьки
Были исследованы взрослые самки-хорьки (средняя масса тела 735 г), насколько
эти животные чувствительны к стафилококковому энтеротоксину B (SEB). SEB
был введен в желудок через тубу животным, предварительно не получавшим
пищу в течение 24 ч, но имеющим свободный доступ к воде. Дозы SEB в 1, 2 или
5 мг были растворены в стерильном физиологическом растворе. У животных
в течение 3 часов контролировали температуру, давление, рвотные позывы, рвоту и дефекацию с наблюдениями каждые 5 мин [52]. Те особи, которые получали
5 мг SEB, показали существенное увеличение подкожной температуры после
75 мин по сравнению контрольными, которые получили только физраствор.
У всех животных, получивших 5 мг SEB, были рвотные позывы (после приблизительно 105 мин, общее количество 18 раз), и рвота (после приблизительно
106 мин, общее количество 2 раза). Хорьками был предварительно показан ответ на внутривенное введение SEB.

Мышата-сосунки (новорожденные мышата)
Эта животная модель была введена Dean и др. [12] прежде всего для определения энтеротоксинов Escherichia coli и сейчас используется для некоторых других пищевых патогенов. Как правило, мыши отнимаются от своих матерей и получают пероральные дозы тестируемого материала в количестве 0,05–0,1 мл
с помощью шприца с тупоконечной иглой для инъекций 23 калибра. Может
быть использована капля 5%-го раствора красителя Эванса голубого на мл тестируемого материала для того, чтобы определить присутствие тестируемого материала в тонкой кишке. Животные обычно содержатся при 25 °C в течение 2 ч и
затем забиваются. Выделяется вся тонкая кишка, и определяется относительная

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 12. Биотестирование и связанные с ним методы

333

активность тестируемого материала как отношение веса кишки к весу тела
(GW/BW). Giannella [19] определил следующие соотношения GW/BW для энтеротоксинов E. coli: <0,074 = отрицательный тест; 0,075–0,082 = промежуточное
значение (должно быть повторно протестировано); и >0,083 = положительный
тест. Исследователь нашел ежедневную вариабельность среди различных штаммов E. coli в пределах от 10,5% до 15,7% и приблизительно 9% во время повторного тестирования тех же самых штаммов. Mullan и др. [32] значение GW/BW
0,060 для E. coli STa считали отрицательным. В исследованиях E. coli СТ Wood
и др. [51] рассматривали как положительные отношения GW/BW, которые были
> 0,087, тогда как Boyce и др. [6] держали мышей при комнатной температуре в
течение 4 ч для термостабильного энтеротоксина Yersinia enterocolitica и считали значение GW/BW 0,083 или выше положительным результатом. В исследованиях с Y. enterocolitica, Okamoto и другие [36], содержащие мышей в течение 3 ч
при 25 °C, полагали, что значение GW/BW 0,083 было положительным.
При использовании в качестве модели мышат-сосунков тестируемый материал может также быть введен парентерально непосредственно в желудок через
просвечивающую кожу мыши или орогастральным (введение зонда в желудок
через рот) или интраперитонеальным способом. Для скрининга большого числа
культур кишечный тракт может быть исследован визуально на дилатацию (расширение) и накопление в нем жидкости [38]. Мышата наряду с 1–3-дневными
поросятами — наиболее предпочтительные животные для энтеротоксина E. coli
STa; STb является неактивным в мышах-сосунках, но активен в новорожденных
и отнятых от груди поросятах [7, 27]. Исследование мышат не дает ответа на холероген (холерный энтеротоксин) или термоустойчивый токсин (LT) E. coli.
Данное исследование хорошо коррелирует с 6-часовой пробой на петле подвздошной кишки кролика для STa E. coli.
Для определения летальной дозы были выбраны мышата-сосунки, при этом
использовались ИП инъекции. Aulisio и др. [3] использовали однодневных
швейцарских мышей и вводили 0,1 мл разведенной культуры. Мыши наблюдались в течение 7 дней; летальные случаи, которые произошли в течение 24 ч,
считали неспецифичными, тогда как летальные случаи, происходящие между
2-м и 7-м днями, считали характерными для Y. enterocolitica. Этим методом значение LD50 может быть выражено количеством клеток в инокуляте. В случае Y.
enterocolitica, Aulisio и др. определили, что значение LD50 составило 14 клеток,
среднее время до смерти мышей было 3 дня.

Диарея кроликов и мышей
Для исследования диареегенной активности некоторых пищевых патогенов используются кролики и мыши. Молодых кроликов, весящих 500–800 г, Pai и др.
[37] инокулировали орогастрально 1010 клетками Y. еnterocolitica, суспендированными в 10%-м бикарбонате натрия. Диарея развивалась в 87% из 47 кроликов
после среднего времени 5,4 дня. Бактериальная колонизация произошла во всех
животных независимо от дозы клеток.
Для проверки на диареегенную активность Y. enterocolitica Schiemann [41]
использовались мыши, которых не поили в течение 24 ч. Животным давали
109 клеток инокулята/мл пептонной воды и поить начинали 24 ч спустя. После
2 дней фекалии мышей были исследованы на признаки диареи.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

334

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

Для того чтобы исследовать энтеротоксины E. coli и Vibrio cholerae, Smith
[42] использовал маленьких крольчат. 6–9-дневным крольчатам 1–5 мл культурального фильтрата вводилось через желудочный зонд. Затем они возвращались
своим матерям до обнаружения признаков диареи. Начало диареи через 6–8 ч
считалось положительным ответом. Если наступала смерть, то в толстом и тонком отделах кишечника обнаруживалось большое количество желтой жидкости.
Количественная оценка энтеротоксина осуществлялась установлением отношения веса кишечника к весу тела. Молодые свиньи использовались подобным
способом для оценки активности энтеротоксина свиного штамма E. coli. Крольчата использовались для обнаружения шига-подобного токсина E. coli [34].

Кормление обезьян
Впервые для оценки стафилококковых энтеротоксинов Jordan и McBroom в
1931 г. были использованы макаки-резус (Macaca mulatto) [26]. Наряду с людьми, возможно, это самое чувствительное к стафилококковым энтеротоксинам
животное. При изучении энтеротоксина этим методом отбираются молодые макаки-резус, весящие 2–3 кг. Пищевой гомогенат, обычно в виде раствора в количестве 50 мл, вводится в желудок через зонд. После этого животные непрерывно
наблюдаются в течение 5 ч. Рвота, по крайней мере, двух из шести животных
означает положительный ответ. Макаки-резус показали ответ на очень низкие
дозы энтеротоксинов A и B в 5 мкг на 2–3 кг веса тела [31].

Исследование на котятах (кошках)
Этот метод был разработан Dolman и др. [15] для исследования стафилококковых энтеротоксинов. Первоначальный метод заключался во введении фильтратов
в брюшную полость очень маленьких котят (250–500 г). Этот метод приводит
к ложным положительным результатам. Обычно используют метод, заключающийся во введении фильтратов интравентрикулярно (внутривенно) при непрерывном наблюдении за животными на наличие у них рвоты. При использовании
взрослых особей, весящих 2–4 кг, положительные ответы могут быть получены
через 2–6 ч [10]. Как было отмечено, рвота происходила при введении 0,1 и
0,5 мкг стафилококкового энтеротоксина А (SEA) и SEB на килограмм веса тела
[4]. Данный метод уступает по специфичности методу кормления обезьян, так как
стафилококковые культуральные фильтраты, содержащие другие побочные продукты, могут также вызвать рвоту. Однако котят намного легче найти и содержать, чем макак-резус, и в этом отношении метод имеет ценное преимущество.

Метод исследования на коже кроликов и морских свинок
Кожа этих животных используется для оценки токсинов, по крайней мере, двух их
свойств. Исследование проницаемости в основном проводится при помощи кроликов альбиносов, весящих 1,5–2,0 кг. Как правило, 0,05–0,1 мл культурального
фильтрата вводится интрадермально (внутрикожно) в обритой области кроличьей
спины и боков. От 2 до 18 ч спустя внутривенно вводится краситель Эванса голубой, и отпускается 1–2 ч для насыщения краской. Измеряются диаметры двух синих зон, и площадь аппроксимируется путем нахождения среднего квадратичного
двух значений. Площадь 25 см2 считают положительным результатом. При ис-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 12. Биотестирование и связанные с ним методы

335

пользовании этого метода E. coli LT дает положительный ответ [16]. При использовании этого количественного анализа было показано, что проницаемость является функцией диареегенного энтеротоксина, вырабатываемого E. coli.
Методу определения фактора проницаемости подобен метод определения
эритемной активности, который проводится на морских свинках. Метод использовался Stark и Duncan [45] для определения эритемной активности энтеротоксина C. perfringens. У морских свинок, весящих 300–400 г, удаляют волосы (с боков и спины) и очерчивают площадь размером 2,5 см, 0,05 мл токсичного препарата вводят интрадермально в центр площади. Животные
обследуются через 18–24 ч на возникновение эритемы в зоне инъекции. В случае энтеротоксина C. perfringens образуется концентрическая область эритемы
без некрозов. Единица эритемной активности определена как количество энтеротоксина, образующее площадь эритемы 0,8 см в диаметре. Препарат энтеротоксина, используемый Stark и Duncan, содержал 1000 эритемных единиц/мл.
Чтобы четче видеть пораженную область, можно ввести интракардиально
(внутрисердечно) 1 мл 0,5%-го раствора красителя Эванса голубого через
10 мин после инъекций кожи, диаметры измеряют спустя 80 мин. Специфика
реакций кожи может быть определена нейтрализацией энтеротоксина специфическими антителами до инъекций. Как было установлено, метод определения эритемной активности был в 1000 раз более чувствительным, чем тестирование на кроличьей подвздошной петле при исследовании энтеротоксина
C. perfringens [23].

Проба Шереня и проба Антона
Для определения вирулентности жизнеспособных бактериальных культур ставится проба Шереня, предложенная им в 1955 г., чаще всего на морских свинках.
Метод заключается во введении при помощи петли капли клеточной суспензии,
содержащей от15
, ´ 1010 до 2,3 ´ 1010 клеток/мл в фосфатном буфере на конъюнктиву глаза морских свинок, весящих приблизительно 400 г каждая. Глаза животного исследуются ежедневно в течение 5 дней на появление кератоконъюнктивита. При исследовании штаммов с неустановленной вирулентностью важно
также параллельно проверять положительные и отрицательные штаммы в качестве контролей.
Мышиная проба Шереня была разработана при использовании швейцарских
мышей и введении им половины указанной выше дозы. Эта проба была разработана для энтероинвазивных штаммов E. coli (EIEC), вызывающих шигеллез [33].
Проба Антона схожа с пробой Шереня, она используется, чтобы определить
вирулентность Listeria spp. Конъюнктивит развивается при введении приблизительно 106 клеток L. monocytogenes в глаза кролика или морской свинки [2].

Модели животных, требующие хирургических процедур
Методы лигирования кишечных петель
Эти методы основаны на том факте, что определенные энтеротоксины вызывают накопление жидкости в тонком кишечнике чувствительных животных. Хотя
эти методы могут использовать на различных животных, чаще всего использу-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

336

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

ются кролики. Молодые кролики 7–20 недель весом 1,2–2,0 кг выдерживались
без пищи и воды в течение 24 ч или без пищи в течение 48–72 ч с исключением
воды перед хирургическим вмешательством. Под местной анестезией делается
разрез длиной 2 дюйма посередине живота в нижней его части через мышцы и
брюшину так, чтобы можно было вывести тонкий кишечник [11]. Часть кишечника, центральный его отрезок или отрезок выше аппендикса перевязывают
шелковой нитью или другой подходящей лигатурой на сегменты длиной 8–12 см
с шагом между ними не менее 1 см. Может быть получено до шести секций с одинарными или двойными узлами.
Тем временем готовят препарат культуры, которая будет исследована, суспендируют в стерильном физиологическом растворе и вводят интралюминально (внутрипросветно) в лигированные сегменты. Обычное количество инокулята — 1 мл,
хотя могут использоваться меньшие или большие дозы. Различные дозы испытуемого материала могут быть введены в смежные петли или в петли, отделенные
чистой или интактной (инъецированной физраствором) петлей. После инъекций
живот зашивают хирургической нитью, и животному дают отойти от анестезии.
Такое животное может содержаться без пищи и воды в течение дополнительных
18–24 ч, или воды, или пищи, или и то, и другое может быть разрешено. С неповрежденными лигатурами животные не выживают более 30–36 ч [8].
Для того чтобы оценить эффект материалов, предварительно введенных
в лигатные петли, животное забивают, петли исследуют и измеряют накопление
в них жидкости. Жидкость может быть отсосана с помощью аспиратора, после
чего ее количество может быть измерено. Реакция может быть оценена количественно через отношение объема жидкости в петле к ее длине [8] или определением отношения объема жидкости к весу сухого материала кишки [30]. Минимальное количество энтеротоксина C. perfringens, необходимое для положительной
реакции, может варьировать от 28–40 мкг и выше 125 мкг токсина при стандартном методе лигирования. 90-минутный метод лигирования позволяет получить
ответ при малых дозах токсина — 6,25 мкг, тогда как при стандартной технике
необходимо до 29 мкг [18].
Этот метод был разработан для того, чтобы изучить способ действия возбудителя холеры при возникновении болезни [11]. Этот метод широко использовался при исследованиях вирулентности и патогенности пищевых микроорганизмов, включая Bacillus cereus, C. perfringens, E. coli и Vibrio parahaemolyticus.
Хотя из всех методов лигирования кишечных петель метод лигирования
на кроликах используется наиболее широко, другие модели животных также
существуют. Мышиная кишечная петля может использоваться для исследования энтеротоксинов E. coli. Так, Punyashthiti и Finkelstein [40] использовали швейцарских мышей (18–22 г) лишенных пищи за 8 ч до хирургического
вмешательства. Живот вскрывают под легкой анестезией и готовят две петли
длиной 6 см, отделенные между собой петлей в 1 см. Петли инъецируются
0,2 мл испытуемого материала, затем живот зашивают. Животных, лишенных пищи и воды, забивают 8 ч спустя. Измеряется количество жидкости
в петле и длина самих петель. Результаты считают положительными, когда
отношение жидкости к длине 50 или больше мг/см. В этом исследовании петли с положительным ответом имели отношения между 50 и 100, но иногда это

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 12. Биотестирование и связанные с ним методы

337

значение приближались к 200 или больше. В качестве альтернативы для измерения токсической реакции может использоваться чистое увеличение веса
петель в миллиграммах [53]. При использовании мышиных петель может
быть обнаружен 1 мкг токсина [53]. Для обнаружения энтеротоксина STb
E. coli было проведено исследование на петле тонкой кишки крысы. При использовании 250–350-граммовых крыс был обнаружен линейный эффект
дозы, но только после того, как эндогенная активность протеазы была блокирована соевым ингибитором трипсина [49].

RITARD-модель
(removable intestinal tie-adult rabbit diarrhoea)
Техника, основанная на внутрикишечном заражении вирулентными штаммами,
вызывающими диарею взрослых кроликов, была разработана Spira и др. [44].
Кроликов, весящих 1,6–2,7 кг, не кормили в течение 24 ч, но позволяли им пить.
Под местной анестезией вынимается слепая кишка и лигируется близко к подвздошно-слепокишечному клапану. После выведения тонкой кишки на нее накладывают в области мезоаппендикса скользящую петлю. Испытуемый материал в 10 мл фосфатного буфера вводится в полость предшествующей тощей
кишки. После инъекции кишечник и слепая кишка возвращаются в брюшную
полость, разрез закрывается. После введения испытуемой дозы животных изолируют в боксе, и через 2–4 ч временную лигатуру (скользящую петлю) снимают. Накладывают швы на брюшину и кожу. Животное возвращают в свою клетку, дают еду и воду. Животные наблюдаются до возникновения диареи или
смерти до 124 ч с интервалом в 2 ч. После вскрытия трупа тонкая кишка и примыкающие участки перевязываются и вынимаются для измерения количества
жидкости. Энтеротоксигенные штаммы E. coli вызывают сильную водянистую
диарею, такая же чувствительность у животных к инфекции V. cholerae, если
в качестве модели используют крольчат.
Суть техники RITARD в том, что животные не видоизменены, за исключением того, что временно лигирована слепая кишка для предотвращения попадания в нее жидкости из тонкой кишки; временную преграду кишки оставляют
на такое время, чтобы позволить инокулированному организму начать колонизацию тонкой кишки. Метод успешно использовался как животная модель для
инфекций Campylobacter jejuni [9] и для проверки вирулентности штаммов
Aeromonas [39].

Клеточные культуральные системы
Для оценки определенных патогенных свойств жизнеспособных клеток используются различные клеточные культуральные системы. Среди часто исследуемых свойств — инвазивность, проницаемость, цитотоксичность, адгезивность
и др. более общие биологические активности. Некоторые клеточные культуры
используются для оценки различных свойств токсинов и энтеротоксинов. Некоторые примеры этих моделей перечислены в табл. 12.2 и резюмируют информацию, представленную ниже.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Таблица 12.2. Некоторые тканевые и клеточные культуральные системы, используемые
для изучения биологической активности организмов, вызывающих
гастроэнтерит, или их продукты (по литературным данным)
Культуральная система
Монослой линии CHO

Плавающие клетки линии CHO
Клеточная линия HeLa

Vero
Клетки линии Vero

Линия клеток коры
надпочечников Y-1 мышей
Эпителиальные клетки
кишечника кролика
Клетки мышиной селезенки
Макрофаги
Лимфоциты периферической
крови человека
Клетки ларингеальной
карциномы человека
Петля Генле 407 кишечника
человека
Линия эпителиальных клеток
кишечника (Генле 407)
Линия клеток Caco-2
Линия энтероцитов человека
HT29.74
Перитонеальные макрофаги
Первичная культура мышиных
эмбриональных фибробластов
Эмбриональные клетки
человека
Кишечные клетки человека
Клетки подвздошной кишки
человека
Слизистые клетки человека
Уроэпительальные клетки
человека
Жизнеспособная дуоденальная
биопсия человека
Гепатоциты крысы
Клетки кишечника морской
свинки
Человеческие клетки НЕр-2

Патоген/токсин

Проявление/ использование

E. coli LT; V. cholerae токсин
V. parahaemolyticus
Salmonella токсин
C. jejuni энтеротоксин
Salmonella токсин
E. coli
Y. enterocolitica
V. parahaemolyticus
C. jejuni
E. coli 0157: H7
C. perfringens энтеротоксин
E. coli LT
A. hydrophila токсин
C. perfringens энтеротоксин
C. perfringens энтеротоксин
Salmonella цитотоксин
V. vulnificus
E. coli LT
V. cholerae токсин
V. mimicus
C. perfringens энтеротоксин
Salmonella цитотоксин
Стафилококковые
энтеротоксины A, B и E
Y. enterocolitica
Стафилококковый
энтеротоксин А
E. coli, Shigella

Биологическая активность
Биологическая активность
Биологическая активность
Биологическая активность
Биологическая активность
Инвазивность
Инвазивность
Адгезивность
Инвазивность
Рецепторы шига-подобного токсина
Механизм действия
Биологическая активность, оценка
Цитотоксичность
Адгезивность
Биологическая активность
Ингибирование синтеза белка
Цитотоксичность
Биологическая активность, оценка
Биологическая активность, оценка
Биологическая активность
Адгезивность
Ингибирование синтеза белка
Адгезивность

E. coli, Shigella

Инвазивность

L. monocytogenes
E. coli 0157: H7
V. cholerae non-01
ETEC
L. monocytogenes
C. parvum
C. perfringens
L. monocytogenes
L. monocytogenes

Инвазивность
Адгезивность
Адгезивность
Адгезивность
Инвазивность
Инфекционная модель
Летальность клетки
Внутриклеточная выживаемость
Образование интерлейкинов

V. parahaemolyticus
Энтеропатогенные E. coli
B. cereus токсин
V. parahaemolyticus
Энтеропатогенные E. coli

Адгезивность
Адгезивность
Биологическая активность
Адгезивность
Адгезивность

E. coli
V. parahaemolyticus
E. coli

Адгезивность
Адгезивность
Адгезивность

E. coli

Адгезивность

C. perfringens энтеротоксин
C. perfringens энтеротоксин
V. parahaemolyticus

Транспорт аминокислот
Проницаемость мембран
Адгезивность

Токсин цереулид B. cereus

Образование вакуолей
(митохондриальное набухание)

Фагоцитоз
Биологическое действие
Инвазивность

Примечание: LT = термостабильный токсин; ETEC = энтеротоксигенные E. coli.
CHO — клетки яичников китайских хомячков; Vero — линия клеток почки африканской зеленой мартышки; Caco-2 — эпителеподобные клетки аденокарценомы ободочной кишки человека; НЕр-2 — клетки
рака гортани.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 12. Биотестирование и связанные с ним методы

339

Мукозальные (слизистые) клетки человека
По методике Ofek и Beachey [35] клетки слизистой оболочки ротовой полости
человека (приблизительно 2 ´ 10 5 в фосфатном буфере) смешивают с 0,5 мл отмытых клеток E. coli — 2 ´ 10 8 /мл. Смесь перемешивают вращательными движениями в течение 30 мин при комнатной температуре. Эпителиальные клетки
отделяют от бактерий дифференциальным центрифугированием с последующей сушкой и окрашиванием генцианвиолетом. Адгезивность определена микроскопическим подсчетом бактерий на эпителиальных клетках. По методике
Thorne и др. [47] клетки E. coli метят 3H-аминокислотами (аланинином и лейцином) или флюорисцентным изотиоцианатом. В другом случае при использовании этого метода клетки V. parahaemolyticus смешивают с эпителиальными
клетками слизистой оболочки и инкубируют при 37 °C в течение 5 мин с последующим фильтрованием. Несвязавшиеся клетки отмывают, культуру высушивают, фиксируют и окрашивают красителем Гимза. Адгезивность определяется
количественно подсчетом общего количества клеток V. parahaemolyticus, прилипших к 50 клеткам слизистой оболочки ротовой полости по сравнению с контролем. Лучшие результаты были получены, когда приблизительно 109 бактериальных клеток и 105 клеток слизистой оболочки рта были суспендированы вместе в фосфатном буфере pH 7,2 в течение 5 мин. Все 12 проверенных штаммов
обладали адгезивной способностью. Адгезивность, очевидно, никак не связана
с патогенностью V. parahaemolyticus.

Эмбриональная ткань человека
Для определения адгезивности в качестве модели используются клетки эмбриональной ткани человека в монослое. Монослой тщательно промывают, инокулируют суспензией клеток V. parahaemolyticus и инкубируют при 37 °C в течение 30 мин. Адгезивность определяют микроскопированием окрашенных
клеток после отмывки от несвязанных бактерий. Все исследуемые штаммы
V. parahaemolyticus проявили адгезивность, но те штаммы, которые вызывали
пищевые отравления, имели более высокую адгезивную способность, чем те,
которые были выделены из пищевых продуктов [22]. При помощи этого метода
было показано, что адгезивная способность энтеропатогенного штамма E. coli
человеческого происхождения связана с плазмидой [50].

Клетки подвздошной кишки и кишечника человека
Чтобы изучать адгезивность энтеротоксигенных штаммов E. coli (ETEC), Deneke и др. [13] использовали клетки подвздошной кишки взрослых людей с помощью метода связывания на фильтрах. Клетки были смешаны с бактериями,
выращенными с 3H-аланином и лейцином. Количество связанных клеток было
определено с помощью сцинтилляционного счетчика. Штаммы ETEC человеческого происхождения были связаны в большей степени, чем контрольные.
Связывание с человеческими клетками подвздошной кишки было в 10 и 100 раз
больше, чем с клетками ротовой полости.
Монослои клеток кишечника человека использовались Gingras и Howard [20]
для того, чтобы изучить адгезивность V. parahaemolyticus. Бактерии были выращены в присутствии 14C-меченого валина, меченые клетки были добавлены к
монослою и инкубировались в течение 60 мин. После инкубации несвязавшиеся

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

340

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

клетки были удалены, а те, которые связались, были подсчитаны в монослое по
радиоактивной метке. Связавшиеся клетки были также подсчитаны микроскопически. Канагава-положительные и отрицательные штаммы были схожи по
своей адгезивности. Никакой корреляции между образованием гемолиза и адгезивностью обнаружено не было.

Клетки кишечника морской свинки
Чтобы изучать адгезивность V. parahaemolyticus Iijima и др. [25] использовали
взрослых морских свинок, весящих приблизительно 300 г, перед исследованием
они были лишены пищи в течение 2 дней. Под анастезией был вскрыт живот,
тонкая кишка была перевязана приблизительно в 3 см от желудка. Кишечник
был инъецирован 1,0 мл суспензии 2 ´ 10 8 клеток адгезивно-положительных и
адгезивно-отрицательных штаммов, далее живот был закрыт. Шесть часов спустя животные были забиты, тонкая кишка была удалена и разрезана на четыре
части. После гомогенизации с 3% NaCl было определено количество клеток в гомогенизате методом высева на чашки Петри. В гомогенате было обнаружено большое количество клеток адгезивно-положительных штаммов, особенно
в верхней части кишечника.
Другая модель определения адгезивности состоит из иммобилизованных на
полистироле растворимых гликопротеинов слизистой оболочки кишечника мышей [28]. Используя эту модель, показано, что два имеющих плазмиду штамма
E. coli (K88 и K99) высокоадгезивны, так же как и другие адгезивные штаммы
этого организма.

Клеточная линия HeLa
Эта линия клеток широко используется при тестировании инвазивного потенциала кишечных патогенов, а также адгезивности. Хотя использование клеток
HeLa предпочтительнее, другие линии клеток, в том числе клетки ларингеальной карциномы и эпителиальных клеток Генле 407 кишечника человека, также
могут использоваться. Вообще, монослои клеток готовят стандартными культуральными методами на предметном стекле, после чего их инокулируют 0,2 мл
соответствующего препарата исследуемой культуральной суспензии. После
инокуляции позволяют бактериям расти в течение 3 ч при 35 °C, затем клетки
монослоя отмывают, фиксируют и окрашивают для того, чтобы рассмотреть под
световым микроскопом. В случае инвазивных E. coli, клетки будут присутствовать в цитоплазме клеток монослоя, но не в ядре. Кроме того, инвазивные
штаммы — в большей степени фагоцитарные, чем неинвазивные, количество
бактерий на клетку было >5. Согласно Аналитическому бактериологическому
руководству (BAM) [17], по крайней мере 0,5% клеток линии HeLa должны содержать не менее пяти бактерий. Положительные ответы на этот тест подтверждаются пробой Шереня (см. [17]).
Модификация используется для инвазивных штаммов Yersinia. В этом методе 0,2 мл соответствующего препарата бактериальной суспензии наносится
на предметное стекло, содержащее монослой клеток линии HeLa. После инкубации в течение 1,5 ч при 35 °C, клетки отмываются, фиксируются и окрашиваются для микроскопирования. Инвазивные штаммы Y. enterocolitica присутствуют в цитоплазме, обычно в фаголизосоме. Степень инфективности в
основном превышает 10%. Хотя инвазивность штаммов E. coli подтверждена

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 12. Биотестирование и связанные с ним методы

341

пробой Шереня, для инвазивных штаммов Y. еnterocolitica такого результата
не получено, потому что этот организм, возможно, не дает положительную
пробу Шереня.
Клетки HeLa использовались для того, чтобы проверить на адгезивность
V. parahaemolyticus и изучить проницаемость Y. enterocolitica. Штаммы последнего, который дал индекс 3,7–5,0, были рассмотрены на пенетрацию [41].
Инфективность клеток HeLa Y. enterocolitica была изучена при помощи клеточных монослоев, свернутых в ролик. Число бактериальных клеток было подсчитано в 100 окрашенных клетках HeLa, выбранных произвольно, в течение
24 ч [14].

Клетки яичников китайских хомячков
Метод оценки на клетках яичников китайских хомячков (CHO) был разработан
Guerrant и др. [21] для энтеротоксигенных E. coli, в котором используются
клетки CHO, выращенные в среде, содержащей эмбриональную телячью сыворотку. К культуральным клеткам CHO добавляются энтеротоксины. Препараты микроскопируют спустя 24–30 ч для того, чтобы определить, стали ли клетки биполярными и удлинились ли, по крайней мере, в три раза и утратили свои
узловидные выросты. Морфологические изменения в клетках CHO, вызванные как токсином холеры, так и энтеротоксином E. coli, показали параллели в
повышении уровня циклических аденозинмонофосфатов. Данный метод, как
оказалось, был в 100–10000 раз более чувствительным, чем определение проницаемости кожи и исследование на подвздошной петле для энтеротоксинов
E. coli. Для LT E. coli CHO метод, как оказалось, был в 5–100 раз более чувствительным, чем определение проницаемости кожи и исследование на подвздошной петле кролика [21].

Клетки линии Vero
Этот монослой состоит из непрерывной линии клеток почки африканской зеленой мартышки; методика была разработана Speirs и др. [43] для того, чтобы исследовать LT E. coli. Результаты, полученные на клетках линии Vero, сопоставимы с результатами, полученными на линии клеток коры надпочечников Y-1
(см. ниже), и эта методика из двух оказалась более простой и экономически выгодной для выполнения ее в лабораторных условиях. Токсигенные штаммы
дают морфологический ответ на клетках линии Vero, подобный ответу на клетках линии Y-1. Использование клеток линии Vero для изучения токсинов E. coli
рассмотрено в гл. 27.
Высокочувствительный и биологически воспроизводимый метод для исследования энтеротоксинов C. perfringens на клетках линии Vero был разработан
McDonel и McClane [29]. Метод основывается на том наблюдении, что энтеротоксины ингибируют эффективность культивирования клеток линии Vero, выращенных в культуре. Ингибирование эффективности культивирования обнаруживается при низких концентрациях энтеротоксина — 0,1 нг, при использовании 0,5–5 нг (5–50 нг/мл) была получена линейная зависимость «доза-ответ».
Исследователи предложили новую единицу биологической активности — единицу эффективности культивирования (PEU, plating efficiency unit) — такое количество энтеротоксина, которое вызывает 25%-е ингибирование роста 200 клеток, инокулированных в 100 мкл среды.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

342

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

Линия клеток коры надпочечников Y-1
В этом широко используемом методе клетки коры надпочечника мышей (Y-l)
выращивают в монослое при использовании стандартной клеточной культуральной техники. В лунки панели микротитратора вносятся клетки монослоя,
к ним добавляются исследуемые экстракты или фильтраты с последующей инкубацией при 37 °C. При исследовании LT E. coli, нагретые и нет культуральные
экстракты известных LT-положительных и LT-отрицательных штаммов были
добавлены к монослоям в лунки панели микротитратора, результаты были определены микроскопированием. Присутствие 50% или более округленных клеток
в монослоях фильтратов, не подвергнутых тепловой обработке, и 10% или менее
для термообработанных фильтратов означает положительный ответ. Специфика ответа может быть определена использованием специфических антител в
токсинсодержащих экстрактах. Детали этого метода для пищевых патогенов
представлены в BAM [11].

Другие методы
Иммунофлюоресцентный метод при использовании петли подвздошной кишки
6-недельного кролика, инокулированного V. parahaemolyticus, был разработан
Boutin и др. [5], Петли удаляются после инъецирования спустя 12–18 ч и помещаются на подносы, затем делаются срезы ткани, которые очищаются встряхиванием. Тканевые срезы фиксируют и окрашивают с изоцианатом флуоресцеина, т. е. метят антитела, агглютинирующие к V. parahaemolyticus. Реакция
меченых антител с клетками V. parahaemolyticus в ткани была исследована микроскопически. С помощью иммунофлюоресценции было возможно продемонстрировать проникновение этого организма в базальную пластинку слизистой
оболочки подвздошной кишки и, таким образом, определить тканевую инвазивность патогена. Как Канагава-положительные, так и Канагава-отрицательные
клетки проникали через тонкую пластинку согласно этому методу.
Для того чтобы оценить патогенность Listeria spp., использовалась хорионаллантоисная мембрана 10-дневных эмбрионов цыплят. L. monocytogenes вызывает смерть в течение 2–5 дней при внесении 100 клеток, клетки L. ivanovii вызывают летальные случаи при внесении их в количестве 100–30000 на яйцо в течение 72 ч. Культуральные фильтраты L. monocytogenes и L. ivanovii высвобождают лактатдегидрогеназу (LDH) в монослое гепатоцитов крысы с последующей
3-часовой экспозицией, но другие листериальные виды не вызывали подобной
реакции [24].

Литература
1. Agata, N., M. Ohta, M. Mori, and M. Isobe. 1995. A novel dodecadepsipeptide, cereulide, is an emetic toxin
of Bacillus cereus. FEMS Microbiol. Lett. 129:17–20.
2. Anton, W. 1934. Kritisch-experimenteller Beitrag zur Biologie des Bacterium monocytogenes. Mit besonderer Berucksichtigung seiner Beziehung zue infektiosen Mononucleose des Menschen. Zbt. Bakteriol. Abt.
I. Orig. 131:89–103.
3. Aulisio, C.C.G., W.E. Hill, J.T. Stanfield, and J.A. Morris. 1983. Pathogenicity of Yersinia enterocolitica
demonstrated in the suckling mouse. J. Food Protect. 46:856–860.
4. Bergdoll, M.S. 1982. The enterotoxins. In The Staphylococci, ed. J.O. Cohen, 301–331. New York: Wiley.
5. Boutin, B.K., S.F. Townsend, P.V. Scarpino, and R.M. Twedt. 1979. Demonstration of invasiveness of
Vibrio parahaemolyticus in adult rabbits by immunofluorescence. Appl. Environ. Microbiol. 37:647–653.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 12. Биотестирование и связанные с ним методы

343

6. Boyce, J.M., D.J. Evans, Jr., D.G. Evans, and H.L. DePont. 1979. Production of heat-stable, methanolsoluble enterotoxin by Yersinia enterocolitica. Infect. Immun. 25:532–537.
7. Burgess, M.N., R.J. Bywater, C.M. Cowley, N.A. Mullan, and P.M. Newsome. 1978. Biological evaluation
of a methanol soluble, heat-stable Escherichia coli enterotoxin in infant mice, pigs, rabbits, and calves.
Infect. Immun. 21:526–531.
8. Burrows, W., and G.M. Musteikis. 1966. Cholera infection and toxin in the rabbit ileal loop. J. Infect. Dis.
116:183–190.
9. Caldwell, M.B., R.I. Walker, S.D. Stewart, and J.E. Rogers. 1983. Simple adult rabbit model for Campylobacter jejuni enteritis. Infect. Immun. 42:1176–1182.
10. Clark, W.G, and J.S. Page. 1968. Pyrogenic responses to staphylococcal enterotoxins A and B in cats. J. Bacteriol. 96:1940–1946.
11. De, S.N., and D.N. Chatterje. 1953. An experimental study of the mechanism of action of Vibrio cholerae
on the intestinal mucous membrane. J. Path. Bacteriol. 66:559–562.
12. Dean, A.G., Y.C. Ching, R.G. Williams, and L.B. Harden. 1972. Test for Escherichia coli enterotoxin using
infant mice: Application in study of diarrhea in children in Honolulu. J. Infect. Dis. 125:407–411.
13. Deneke, C.F., K. McGowan, G.M. Thorne, and S.L. Gerbach. 1983. Attachment of enterotoxigenic
Escherichia coli to human intestinal cells. Infect. Immun. 39:1102–1106.
14. Devenish, J.A., and D.A. Schiemann. 1981. HeLa cell infection by Yersinia enterocolitica: Evidence for lack
of intracellular multiplication and development of a new procedure for quantitative expression of infectivity.
Infect. Immun. 32:48–55.
15. Dolman, C.E., R.J. Wilson, and W.H. Cockroft. 1936. A new method of detecting Staphylococcus enterotoxin. Can. J. Public Health. 27:489–493.
16. Evans, D.J., Jr., D.G. Evans, and S.L. Gorbach. 1973. Production of vascular permeability factor by enterotoxigenic Escherichia coli isolated from man. Infect. Immun. 8:725–730.
17. FDA Bacteriological Analytical Manual, 8th ed. 1995. McLean, VA: Association of Official Analytical
Chemists Int.
18. Genigeorgis, C., G. Sakaguchi, and H. Riemann. 1973. Assay methods for Clostridium perfringens type A
enterotoxin. Appl. Microbiol. 26:111–115.
19. Giannella, R.A. 1976. Suckling mouse model for detection of heat-stable Escherichia coli enterotoxin:
Characteristics of the model. Infect. Immun. 14:95–99.
20. Gingras, S.P., and L.V. Howard. 1980. Adherence of Vibrio parahaemolyticus to human epithelial cell lines.
Appl. Environ. Microbiol. 39:369–371.
21. Guerrant, R.L., L.L. Brunton, T.C. Schaitman, L.L. Rebhun, and A.G. Gilman. 1974. Cyclic adenosine
monophosphate and alteration of Chinese hamster ovary cell morphology: A rapid, sensitive in vitro assay
for the enterotoxins of Vibrio cholerae and Escherichia coli. Infect. Immun. 10:320–327.
22. Hackney, C.R., E.G. Kleeman, B. Ray, and M.L. Speck. 1980. Adherence as a method for differentiating
virulent and avirulent strains of Vibrio parahaemolyticus. Appl. Environ. Microbiol. 40:652–658.
23. Hauschild, A.H.W. 1970. Erythemal activity of the cellular enteropathogenic factor of Clostridium perfringens type A. Can. J. Microbiol. 16:651–654.
24. Huang, J.C., H.S. Huang, M. Jurima-Romet, F. Ashton, and B.H. Thomas. 1990. Hepatocidal toxicity of
Listeria species. FEMS Microbiol. Lett. 72:249–252.
25. Iijima, Y., H. Yamada, and S. Shinoda. 1981. Adherence of Vibrio parahaemolyticus and its relation to
pathogenicity. Can. J. Microbiol. 27:1252–1259.
26. Jordan, E.O., and J. McBroom. 1931. Results of feeding Staphylococcus nitrates to monkeys. Proc. Soc. Exp.
Biol. Med. 29:161–162.
27. Kennedy, D.J., R.N. Greenberg, J.A. Dunn, R. Abernathy, J.S. Ryerse, and R.L. Guerrant. 1984. Effects of
Escherichia coli heat-stable enterotoxin STb on intestines of mice, rats, rabbits, and piglets. Infect. Immun.
46:639–641.
28. Laux, D.C., E.F. McSweegan, and P.S. Cohen. 1984. Adhesion of enterotoxigenic Escherichia coli to
immobilized intestinal mucosal preparations: A model for adhesion to mucosal surface components. J. Microbiol. Meth. 2:27–39.
29. McDonel, J.L., and B.A. McClane. 1981. Highly sensitive assay for Clostridium perfringens enterotoxin that uses inhibition of plating efficiency of Vero cells grown in culture. J. Clin. Microbiol.
13:940–946.
30. Mehlman, J.J., M. Fishbein, S.L. Gorbach, A.C. Sandes, E.L. Eide, and J.С. Olson, Jr. 1976. Pathogenicity
of Escherichia coli recovered from food. J. Assoc. Off. Anal. Chem. 59:67–80.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

344

Часть IV. Определение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в продуктах питания

31. Minor, Т.Е., and E.H. Marth. 1976. Staphylococci and Their Significance in Foods. New York: Elsevier.
32. Mullan, N.A., M.N. Burgess, and R.M. Newsome. 1978. Characterization of a partially purified, methanolsoluble heat-stable Escherichia coli enterotoxin in infant mice. Infect. Immun. 19:779–784.
33. Murayama, S.Y, T. Sakai, S. Makino, T. Kurata, С. Sasakawa, and M. Yoshikawa. 1986. The use of mice in
the Sereny test as a virulence assay of shigellae and enteroinvasive Escherichia coli. Infect. Immun.
51:696–698.
34. O’Brien, A.D., and R.K. Holmes. 1987. Shiga and Shiga-like toxins. Microbiol. Rev. 51:206–220.
35. Ofek, I., and E.H. Beachey. 1978. Mannose binding and epithelial cell adherence of Escherichia coli. Infect.
Immun. 22:247–254.
36. Okamoto, K., T. Inoue, K. Shimizu, S. Hara, and A. Miyama. 1982. Further purification and characterization
of heat-stable enterotoxin produced by Yersinia enterocolitica. Infect. Immun. 35:958–964.
37. Pai, C.H., V. Mors, and T.A. Seemayer. 1980. Experimental Yersinia enterocolitica enteritis in rabbit. Infect.
Immun. 28:238–244.
38. Pai, C.H., V. Mors, and S. Toma. 1978. Prevalence of enterotoxigenicity in human and nonhuman isolates
of Yersinia enterocolitica. Infect. Immun. 22:334–338.
39. Pazzaglia, G., R.B. Sack, A.L. Bourgeois, J. Froehlich, and J. Eckstein. 1990. Diarrhea and intestinal invasiveness of Aeromonas strains in the removable intestinal tie rabbit model. Infect. Immun. 58:1924–
1931.
40. Punyashthiti, K., and R.A. Finkelstein. 1971. Enteropathogenicity of Escherichia coli. I. Evaluation of
mouse intestinal loops. Infect. Immun. 39:721–725.
41. Schiemann, D.A. 1981. An enterotoxin-negative strain of Yersinia enterocolitica serotype 0:3 is capable
of producing diarrhea in mice. Infect. Immun. 32:571–574.
42. Smith, H.W. 1972. The production of diarrhea in baby rabbits by the oral administration of cell-free
preparations of enteropathogenic Escherichia coli and Vibrio cholerae: The effect of antisera. J. Med.
Microbiol. 5:299–303.
43. Speirs, J.I., S. Stavric, and J. Konowalchuk. 1977. Assay of Escherichia coli heat-labile enterotoxin with
Vero cells. Infect. Immun. 16:617–622.
44. Spira, W.M., R.B. Sack, and J.L. Froehlich. 1981. Simple adult rabbit model for Vibrio cholerae and
enterotoxigenic Escherichia coli diarrhea. Infect. Immun. 32:739–747.
45. Stark, R.L., and C.L. Duncan. 1971. Biological characteristics of Clostridium perfringens type A enterotoxin. Infect. Immun. 4:89–96.
46. Terplan, G., and S. Steinmeyer. 1989. Investigations on the pathogenicity of Listeria spp. by experimental
infection of the chick embryo. Int. J. Food Microbiol. 8:277–280.
47. Thorne, G.M., C.F. Deneke, and S.L. Gorbach. 1979. Hemagglutination and adhesiveness of toxigenic
Escherichia coli isolated from humans. Infect. Immun. 23:690–699.
48. Ueno, S., N. Matsuki, and H. Saito, 1987. Suncus murinus: A new experimental model in emesis research.
Life Sci. 41:513–516.
49. Whipp, S.C. 1990. Assay for enterotoxigenic Escherichia coli heat-stable toxin b in rats and mice. Infect.
Immun. 58:930–934.
50. Williams, P.H., M.I. Sedgwick, N. Evans, P.J. Turner, R.H. George, and A.S. McNeish. 1978. Adherence
of an enteropathogenic strain of Escherichia coli to human intestinal mucosa is mediated by a colicinogenic
conjugative plasmid. Infect. Immun. 22:393–402.
51. Wood, L.V., W.H. Wolfe, G. Ruiz-Palacios, W.S. Foshee, L.I. Corman, F. McCleskey, J.A. Wright, and
H.L. DuPont. 1983. An outbreak of gastroenteritis due to a heat-labile enterotoxin-producing strain of
Escherichia coli. Infect. Immun. 41:931–934.
52. Wright, A., P.L.R. Andrews, and R.W. Titball. 2000. Induction of emetic, pyrexic, and behavioral effects
of Staphylococcus aureus enterotoxin В in the ferret. Infect. Immun. 68:2386–2389.
53. Yamamoto, K., I. Ohishi, and G. Sakaguchi. 1979. Fluid accumulation in mouse-ligated intestine inoculated
with Clostridium perfringens enterotoxin. Appl. Environ. Microbiol. 37:181–186.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Часть V
Безопасность пищи и некоторые
особенности психротрофов,
термофилов и устойчивых
к облучению бактерий
В главах 13–19 описана микробиология разнообразных методов защиты
пищи. В предыдущих изданиях книги к этим методам был применен термин
«сохранение пищи», но здесь мы предпочли термину «сохранение» термин
«защита». Последнее слово более традиционно, а его использование более
ограниченно. Например, свежее мясо зараженного животного может быть
сохранено, если обработать его NaCl, но если бы ткани животных содержали
патогенные микроорганизмы, то они, скорее всего, никуда не делись бы
при подобном «сохранении». Защита пищи подразумевает контроль порчи
продуктов и размножения патогенных микроорганизмов. В главе 13 представлен обширный обзор индивидуальной санитарной обработки пищи
и методов, являющихся основой для защиты культур под заголовком
«Биоконтроль». Из перечисленных ниже источников может быть получено
больше информации.

Barbosa-Canovas, G.V., and Q.H. Zhang. 2001. Pulsed Electric Fields in Food Processing. Boca Raton. FL: CRC Press. Davidson, P.M., and A.L. Branen. ed. 1995.
Antimicrobials in Foods, 2nd ed. New York: Marcel Dekker, Inc.
Farber, J.M., and K. Dodds. ed. 1995. Principles of Modified-Atmosphere and SousVide Product Packaging. Lancaster, PA: Technomic Publishing.
Hendrickx, M.E.G., and D. Knorr, ed. 2002. Ultra High Pressure Treatments of
Foods. New York: Kluwer Academic Publishers.
Leistner, L., and G.W. Gould. 2002. Hurdle Technologies: Combination Treatments
for Food Safety, Stability, and Quality. New York: Kluwer Academic Publishers.
Naidu, A.S., ed. 2000. Natural Food Antimicrobial Systems. Boca Raton, FL: CRC Press.
Novak, J.S., G.M. Sapers, and V.K. Juneja, ed. 2003. Microbial Safety of Minimally
Processed Foods. Boca Raton, FL: CRC Press.
Russell N.J., and G.W. Gould, ed. 2003. Food Preservatives. New York: Kluwer Academic Publishers.
Sofos, J.N. 1989. Sorbate Food Preservatives. Boca Raton, FL: CRC Press.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

13
Защита пищи
химическими препаратами
и методами биоконтроля
Использование химических соединений для предотвращения или задержания
возникновения порчи пищевых продуктов распространено отчасти из-за того,
что такие препараты успешно используются для лечения болезней людей, животных и растений. Это не значит, что любой терапевтический препарат может
или должен быть использован в качестве консерванта для пищи. С другой стороны, существуют некоторые химические вещества, используемые как консерванты пищи, которые неэффективны или ядовиты как терапевтические препараты.
За исключением ряда определенных антибиотиков, ни один из пищевых консервантов, используемых в настоящее время, не используется в терапевтических
целях для людей и животных. Хотя большинство химических веществ потенциально могут являться пищевыми консервантами, только некоторые из них разрешены к использованию в пищевых продуктах из-за строгих правил Управления
контроля качества пищевых продуктов и медикаментов (FDA), и в не меньшей степени того факта, что не все составы, которые проявляют антибактериальную
активность in vitro, действуют при добавлении к определенному виду пищевого продукта. Ниже описаны наиболее широко используемые консерванты, их
способы действия и типы пищевых продуктов, для которых они используются. Химические консерванты, признанные безопасными (GRАS), объединены
в табл. 13.1

Бензойная кислота и парабены
В этом разделе рассматриваются бензойная кислота (С6Н5СOOН) и ее натриевые соли (С7Н5NаО2), наряду со сложными эфирами p-гидроксибензойной кислоты (парабенами). Бензоат натрия был первым химическим консервантом, разрешенным для использования FDA, и продолжает широко применяться для
большого количества пищевых продуктов. Его одобренные производные, как
отмечено, имеют структурные формулы:

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

347

Таблица 13.1. Суммарная таблица некоторых химических пищевых консервантов GRAS
Консерванты

Максимально
допустимая
доля

Пропионовая кис- 0,32%
лота/пропионаты
0,2%
Сорбиновая
кислота/сорбаты
0,1 %
Бензойная кислота/бензоаты

Организмы

Грибы
Грибы
Дрожжи и грибы

Пищевые продукты

Хлебобулочные изделия,
некоторые сыры, ингибирует
Твердые сыры, инжир, сиропы,
салат, пироженные
Маргарин, соленья, яблочный
сидр, сухие напитки,
томатный кетчуп, салат
Хлебобулочные изделия, сухие
напитки, соленья, салат
Черная патока, сухофрукты,
лимонный сок (не должен
использоваться в мясе и
других пищевых продуктах,
известных как источник
тиамина)
Фумигант для специй, орехи

Парабены*

0,1% †

Дрожжи и грибы

SO2/сульфаты

200–300 ppm

Насекомые,
микроорганизмы

Этилен/оксид
пропилена‡
Диацетат натрия
Низин

700 ppm

Дегидроуксусная
кислота
Нитрит натрия
Каприловая кислота
Лактат натрия
Этиловая соль
муравьиной
кислоты

65 ppm

Дрожжи, грибы,
вредители
Грибы
Хлеб
Молочнокислые
Пастеризованные сырные
бактерии, клостридии
спреды
Насекомые
Пастеризованный клубничный
сок
Клостридии
Мясные консервы
Грибы
Сырная оболочка
Бактерии
Мясные полуфабрикаты
Дрожжи и грибы
Сухофрукты, орехи

0,32%
1%

120 ppm
—
До 4,8 %
15–220 ppm§

Примечание: GRAS (официально признанные безопасными) в разделе 201 [32] Закона о пище,
наркотических и косметических веществах как измененные.
* Метиловые, пропиловые, этиловые эфиры пара-гидроксибензойной кислоты.
†
Этиловые эфиры — 12 ppm в пиве; 20 ppm некарбонатных и фруктообразованных напитках.
‡
Может быть вовлечен в мутагенез и/или канцерогенез.
§
Как муравьиная кислота.

Антибактериальная активность бензоата связана с pH, причем самая большая
активность проявляется при низком значении pH. Антибактериальная активность свойственна недиссоциированным молекулам (см. ниже). Эти составы более активны при самом низком значении pH пищевых продуктов и практически
неэффективны при нейтральном значении. pK бензоата — 4,20 при pH = 4,00,
60% состава недиссоциированно, тогда как при pH = 6,0, недиссоциированно
только 1,5%. Это приводит к ограничению содержания бензойной кислоты и ее
натриевых солей в высококислотных продуктах, таких как яблочный сидр, безалкогольные напитки, томатный кетчуп и приправы к салату. Достаточно повышения кислотности, чтобы предотвратить рост бактерий в этих пищевых про-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

348

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

дуктах, но не определенных видов грибов и дрожжей. Используемый в кислых
пищевых продуктах бензоат действует по существу как ингибитор роста грибов
и дрожжей, он также эффективен против некоторых бактерий при 50–500 ppm.
В пределах pH 5,0–6,0 против дрожжей и грибов бензоат эффективен при
100–500 ppm, тогда как против бактерий — при 30–300 ppm. Пищевым продуктам типа фруктовых соков бензоаты могут придать неприятный вкус при содержании 0,1%. Вкус был описан как горчащий или жгущий.
Три парабена допустимы для использования в пищевых продуктах в США:
гептил-, метил-, и пропилпарабены. Бутил- и этилпарабены разрешены для применения в пищевых продуктах в некоторых других странах. Что касается сложных эфиров пара-гидроксибензойной кислоты, то они отличаются от бензоата
по антибактериальной деятельности, они также менее чувствительны к pH. Хотя
в литературе нет достаточно данных по гептилпарабену, предполагается, что он
весьма эффективен против микроорганизмов при 10–100 ppm, полностью ингибируя рост некоторых грамположительных и грамотрицательных бактерий.
Пропилпарабен более эффективен, чем метилпарабен, для подавления бактерий
необходимо 1000 ppm первого и 1000–4000 ppm последнего; при этом грамположительные бактерии более восприимчивы к парабенам, чем грамотрицательные
[38]. Сообщается, что гептилпарабен более эффективен по отношению к малоново-молочным бактериям. На питательном бульоне при концентрации 100 ppm
пропилпарабен вызывает задержку роста и производство токсина Clostridium
botulinum типа A; при 200 ppm задерживает размножение бактерий до 120 ч при
37 °С [157]. В случае метилпарабена потребовалась концентрация 1200 ppm для
получения аналогичного действию пропилпарабена эффекта ингибирования.
Как нам представляется, парабены более эффективны по отношению к грибам, чем дрожжам. Против бактерий производные пропила эффективны при
100 ppm или менее, так же как и при подавлении некоторых грибов и дрожжей,
тогда как для гептил- и метилпарабенов требуется концентрация 50–200 и
500–1000 ppm соответственно.
Так же как бензойная кислота и ее натриевые соли, метил- и пропилпарабены
допустимы для использования в пищевых продуктах до 0,1%, гептилпарабен
разрешен в пиве при максимальной концентрации 12 ppm и до 20 ppm в фруктовых напитках. Как отмечается, pK для этих составов равно приблизительно,
8,47, а их антибактериальная активность не достигает той степени, что бензоат
при понижении pH. Они, как отмечалось, эффективны при значении pH вплоть
до 8,0. Для более исчерпывающего обзора этих консервантов см. [38].
Было отмечено сходство действий бензойной и салициловой кислот [17]. Оба
состава, будучи введенными в микробиальные клетки при их дыхании, блокировали процессы окисления глюкозы и пировиноградной кислоты на ацетатном
уровне в Proteus vulgaris. В случае P. vulgaris бензойная кислота вызвала увеличение нормы потребления O2 в течение первой части окисления глюкозы [17].
Бензоаты, как и пропионаты и сорбаты, активны против микроорганизмов,
подавляя поглощение молекул клетками [62]. Основная стадия прорастания
эндоспор, чувствительных к бензоату, показана на рис. 13.1.
Недиссоциированная форма существенна для антибактериальной деятельности бензоата так же, как для других липофильных веществ, типа сорбата и
пропионата. В этом случае эти составы проникают через клеточную мембрану

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

349

Рис. 13.1. Диаграммное представление прорастания эндоспор в вегетативные клетки,
показывающее периоды действия некоторых пищевых консервантов. По Gould [72]

и действуют, по-видимому, как ионофоры [73]. По существу, они способствуют
проникновению протонов в клетки и таким образом увеличивают расход клеточной энергии для поддержания обычного для них внутреннего pH. При нарушении мембранной деятельности будет также нарушена транспортировка аминокислоты [73]. Механизм действия описан ниже.

Сорбиновая кислота
Сорбиновая кислота (СН3CH–CHCH–CHCООH) используется как пищевой
консервант, как правило, в виде кальциевой, натриевой или калиевой солей. Эти
составы допустимы в пищевых продуктах в количествах не более 0,2%. Подобно бензоату натрия, они более эффективны в кислых пищевых продуктах, чем
в нейтральных, и имеют тенденцию находиться в паритете с бензоатами как
грибковыми ингибиторами. Сорбиновая кислота работает лучше всего при pH
ниже 6,0 и в целом неэффективна при pH выше 6,5. Эти составы более эффективны, чем бензоат натрия при pH от 4,0 до 6,0. При pH 3,0 и ниже сорбаты несколько более эффективны, чем пропионаты, находясь на уровне бензоата натрия.
Значения pK сорбатов — 4,80 при pH 4,0, 86% вещества недиссоциированно,
тогда как при pH 6,0 недиссоциированно только 6%. Сорбиновая кислота может
использоваться в пирогах в более высоких концентрациях, чем пропионаты, не
вызывая запахов в продукте.
Сорбаты наиболее эффективны по отношению к грибам и дрожжам, но исследования показали, что они могут быть эффективны и против широкого диапазона бактерий. В целом каталазоположительные кокки более чувствительны,
чем каталазонегативные, и аэробы более чувствительны, чем анаэробы. Резистентность молочнокислотных бактерий к сорбатам, особенно при pH 4,5 или
выше, способствует его использованию как фунгистата в продуктах, которые
подвергаются молочнокислому брожению. Была отмечена его эффективность
против Staphylococcus aureus, сальмонеллы, кишечной палочки, психротрофных бактерий (особенно псевдомонад) и Vibrio раrаhаemоlуtiсus. Против последнего организма была выявлена эффективность при концентрации 30 ppm.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

350

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Увеличение срока годности было получено при использовании сорбатов для
мяса домашней птицы, упакованных под вакуумом продуктов из мяса птицы,
свежей рыбы и скоропортящихся фруктов. Для дальнейшей информации см.
раздел «Нитрито-сорбатные составы» настоящей главы и обзор Sofos [182].
Сорбаты были изучены большим количеством групп ученых в целях использования в мясных продуктах в комбинации с нитритами. Технология приготовления бекона, содержащего 120 ppm NаNО2 без добавления сорбатов, приводит
к получению продуктов с желательными органолептическими свойствами, причем защищенных от роста C. botulinum. При добавлении 0,26% (2600 ppm)
сорбата калия наряду с 40 ppm нитрита никаких существенных различий в органолептических свойствах или в ботулинической защите не найдено [90, 145].
Американским Департаментом сельского хозяйства (USDA) в 1978 г. была
предложена комбинация из 40 ppm NаNО2 и 0,26% сорбата калия (наряду с
550 ppm аскорбата натрия или эритроцита натрия), но в 1979 г. предложение
было отклонено. Отказ от комбинации был вызван из-за результатов вкусовых
тестов, которые охарактеризовали бекон наличием «химических» ароматов и
чувства покалывания рта [14]. Сочетание сорбатов плюс уменьшенное содержание нитритов эффективно в разнообразных мясных нарезках не только против
C. botulinum, но и других бактерий, типа S. aureus и порчи Сlоstridium (гнилостного анаэроба [P.A.] 3679). Для последнего неингибирующая концентрация нитрита и сорбата была бактерицидной [162].
Самое широкое использование в качестве фунгистатов сорбаты получили
в таких продуктах, как сыры, хлебопекарные изделия, фруктовые соки, приправы к салату, и т. п. В случае грибов подавление роста может происходить вследствие ингибирования дегидрогеназной системы. Предупреждая зарождение эндоспор, сорбаты предотвращают рост вегетативных клеток (см. рис. 13.1).
Будучи липофильными кислотами, сорбат, бензоат и пропионат, по-видимому, ингибируют микробные клетки по общему механизму. Механизм включает
протоно-двигательные силы (PMF). Ионы водорода (протоны) и гидроксильные
ионы разделены цитоплазматической мембраной, последние упомянутые выше,
находясь вне клетки, способствуют снижению pH, а находясь внутри клетки,
способствуют повышению pH до нейтрального значения. Созданный таким образом мембранный градиент создает электрохимический потенциал, который
клетка использует в активной транспортировке некоторых соединений, таких
как аминокислоты. Слабые липофильные кислоты действуют как протонофоры.
После диффузии через мембрану недиссоциированная молекула ионизируется
в клетке и понижает внутриклеточное значение pH. Это приводит к уменьшению трансмембранного градиента, что неблагоприятно влияет на транспортировку аминокислот. Эта гипотеза была поддержана при исследовании P.A. 3679,
где сорбат ингибировал поглощение фенилаланина, уменьшил синтез белка, и
изменил накопление фосфонуклеотидов [162, 163]. Хотя преобразование протоно-двигательной силы липофильными кислотами нашло широкое одобрение,
в механизм действия могут быть вовлечены и другие факторы [52]. Например,
Н+-АТФ-аза в цитоплазматической мембране S. cerevisiae способствует поддержанию гомеостазиса клетки путем экспорта протонов. Действенность этой
цитоплазматической мембраны частично ответственна за адаптацию клеток
S. cerevisiae к сорбиновой кислоте [85]. Сорбиновая кислота метаболизируется
в организме до СО2 и Н2О так же, как и жирные кислоты, обычно присутствующие в пищевых продуктах [44].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

351

Пропионаты
Пропионовая кислота — трехуглеродная органическая кислота СНЗСН2СООН.
Эта кислота и ее кальциевые и натриевые соли разрешены для использования
в хлебах, пирогах, некоторых видах сыра и других пищевых продуктах, прежде всего как ингибитор грибов. Пропионовая кислота используется также как
ингибитор в тесте. Тенденция к диссоциации для нее низка, она и ее соли, следовательно, активны в низко-кислотных пищевых продуктах. Имеется тенденция
к специфическому действию против грибов, прежде всего, фунгистатическому,
а не фунгицидному.
Что касается антимикробного действия пропионатов, то они действуют подобно бензоатам и сорбатам. Значение pK пропионата — 4,87 при pH 4,00, 88%
вещества недиссоциированно, тогда как при pH 6,0, только 6,7% остаются недиссоциированными. Недиссоциированная молекула этой липофильной кислоты необходима для проявления ее антибактериальной активности. Способ действия пропионовой кислоты отмечен выше на примере с бензойной кислотой.
См. раздел «Жирные кислоты и сложные эфиры» настоящей главы, а также обзор Dоогеs [47] для получения дальнейшей информации.

Диоксид серы и сульфиты
Рассматриваемые здесь вместе диоксид серы (SO2), натриевая и калиевая соли
сульфита (=SО3), бисульфита (–НSO3) и метабисульфита (=S2O5) действуют
сходным образом и поэтому рассматриваются здесь вместе. Диоксид серы используется в газообразной или жидкой форме, или в виде одной или нескольких
его нейтральных или кислотных солей в сухофруктах, лимонном соке, патоке,
винах, соках и других продуктах. Первоначально использовался как пищевой
консервант начиная с древних времен. Его использование как мясного консерванта в США относится к 1813 г.; однако его использование не разрешается
в мясе или других пищевых продуктах, являющихся источниками тиамина.
Хотя SO2 обладает антибактериальной активностью, он также используется
в определенных пищевых продуктах как антиоксидант.
Преобладание ионной формы сернистой кислоты зависит от pH среды,
pH < 3,0 способствует образованию SO2, pH 3,0–5,0 — HSO -3 и pH ³ 6,0 — SO 23
[144]. SO2 имеет pK 1,76 и 7,2. Сульфиты взаимодействуют с различными веществами пищи, включая нуклеотиды, сахар, дисульфидные связи и другие.
В отношении воздействия на микроорганизмы SO2 бактериостатичен против
Acetobacter spp. и молочнокислых бактерий при низком pH, при концентрации
100–200 ppm эффективен в фруктовых соках и напитках. Он бактерициден при
более высоких концентрациях. При добавлении в охлажденную измельченную
свинину, потребуется 100 ppm SO2 или выше для ингибирования спор C. botulinum до уровня 100 спор на грамм при [198]. Источником SO2 являлся метабисульфит натрия. Используя ту же самую соль до достижения концентрации SO2
600 ppm, Banks и Board [9] обнаружили, что рост сальмонелл и других Enterobacteriaceae в британской свежей колбасе был при этом ингибирован. Самыми
чувствительными бактериями были восемь серовариантов сальмонелл, которые
были ингибированы 15–109 ppm при pH 7,0; самыми устойчивыми были Serratia
liquefaciens, S. marcescens и Hafnia alvei, требующими 185–270 ppm свободного
SО2 в бульоне.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

352

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Дрожжи занимают промежуточное положение по отношению к уксуснокислым и молочнокислым бактериям и грибам по чувствительности к SO2, более
сильные аэробы чувствительнее, чем ферментативные виды. Сернистая кислота
при 0,2–20 ppm эффективна против некоторых дрожжей, включая Sассhаrоmусеs, Pichia, и Candida, тогда как в случае Zуgоsассhаrоmусеs bailii требовалось
до 230 ppm для ингибирования в определенных видах фруктовых напитков при
pH 3,1 [119]. В действительности дрожжи могут продуцировать SO2 при ферментации сока; некоторые штаммы «S. саrlsbergеnsis» и S. bayanus производят
до 1000 и 500 ppm, соответственно [144]. Грибы, такие как Воtrуtis, могут быть
проконтролированы на винограде периодической обработкой газами, содержащими SО2, и бисульфиты могут быть использованы для разрушения афлатоксинов [48]. Содержание обоих афлатоксинов, B1 и B2, в хлебных злаках может
быть уменьшено [76]. Бисульфит натрия, как обнаружилось, был сопоставим
с пропионовой кислотой по антибактериальной активности в хлебных злаках
40%-й влажности [76]. (Деградация афлатоксина обсуждается далее в гл. 30.)
Хотя механизм действия SO2 неизвестен, предлагались несколько вариантов,
каждый из которых подтвержден экспериментальными данными. Одним из
предположений является то, что недиссоциированная сернистая кислота или
молекулярный SО2 ответственны за антибактериальную деятельность. В пользу
этого предположения говорит факт большей эффективности при низком pH. Vas
и Ingram [202] предложили понизить pH определенных пищевых продуктов
добавлением кислоты с целью получения большей степени сохранности при
использовании SО2. Было предложено, что антибактериальное действие обусловлено сильной восстановительной способностью, которая позволяет этим
соединениям уменьшать парциальное давление кислорода до значения, ниже
которого не могут расти аэробные организмы или из-за прямого воздействия на
определенную ферментативную систему. SО2, как считают, является ферментативным ядом, сдерживающим рост микроорганизмов путем ингибирования
основных ферментов. Его использование при сушке пищевых продуктов для ингибирования ферментативного окрашивания основано на этом предположении.
Поскольку сульфиты, как известно, действуют на дисульфидые связи, можно
предположить, что затронуты определенные основные ферменты и так происходит ингибирование. Сульфиты не препятствуют клеточному транспорту. Как отмечено на рис. 13.1, метабисульфит действует на прорастание эндоспор во
время роста вегетативных клеток.

Нитриты и нитраты
Нитрат натрия (NаNО3) и нитрит натрия (NаNО2) используются для различных
видов мяса, так как они стабилизируют красный цвет мяса, ингибируют некоторые виды порчи и болезнетворные микроорганизмы, а также влияют на аромат.
Была рассмотрена роль NO2 в мясном аромате [29, 74]. Как было отмечено, NO2
исчезает при нагревании и хранении. Следует вспомнить, что многие бактерии
способны использовать нитрат как акцептор электронов и способствовать его
превращению в нитрит. Общепризнано, что нитрит-ион более важен для сохранения мясных продуктов. Этот ион обладает высокой реакционной способностью и может служить в качестве окисляющего и восстанавливающего агента.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

353

В кислой среде он ионизируется до азотистой кислоты (HОNО), которая далее
разлагается, что приводит к образованию оксида азота (II) (NO), важного продукта с точки зрения фиксации цвета в консервируемом мясе. Аскорбат или
эритробат действуют так же, восстанавливая NO2 до NO. Оксид азота (II) реагирует с миоглобином в восстанавливающих условиях с целью получения желаемого красного пигмента нитрозомиоглобина (см. также табл. 5.2, гл. 5).

Если пигмент мяса существует в форме оксимиоглобина, как это должно
быть в случае со свежим рубленым мясом, это соединение сначала окисляется
до метмиоглобина (коричневый цвет). После восстановления последнего оксид
азота (II) взаимодействует с ним до получения нитрозомиоглобина. Оксид азота,
как известно, способен реагировать с другими порфиринсодержащими соединениями, такими как каталаза, пероксидазы, гистогематин и др. Возможно, что
некоторые из антибактериальных эффектов нитритов против аэробов происходят благодаря этому взаимодействию (механизм обсужден ниже). Показано,
что антибактериальный эффект NO2 увеличивается при понижении pH, и этот
эффект сопровождается общим увеличением содержания не диссоциированного НNО2.
Динитрозилферрогемохром — обработанный мясной пигмент (DNFH). Он
формируется, когда глобин в нитрозомиоглобине заменяется второй NO-группой [176]. Рецепт приготовления копченого мяса без использования нитрита
был разработан путем добавления 35 ppm инкапсулированного DNFH, изготовленного из бычьих эритоцитов, t-бутилгидроксиквинолина (TBHQ) в качестве
антиоксиданта [220] и 3000 ppm гипофосфита натрия в качестве антиботулинического агента [142, 210]. По существу, при использовании этой смеси не происходит микробного роста в течение 4 недель хранения, аналогично использованию нитрит-содержащей смеси. Гипофосфит натрия был лучшим из всего разнообразия составов, протестированных в качестве замены NO2 [210]. Несмотря
на все усилия, не предвидится никаких альтернатив нитриту [29]. Что касается
цвета мяса в салями, то недавно было обнаружено, что метмиоглобин может
быть преобразован в красный миоглобин, избегая использования нитрита или
нитрата, методом прививания культуры Staphylococcus хуlоsus [131].

Влияние на организмы
Несмотря на то что микроорганизмом, имеющим особую чувствительность к нитритному ингибированию, является C. botulinum, состав был оценен на антибактериальную активность по отношению к другим организмам. В конце 1940-х гг. он
был признан как консервант рыбы и, как обнаружили, был достаточно эффектив-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

354

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

ным, но при низком значении pH. Он эффективен против S. aureus при высоких
концентрациях и опять-таки эффективность увеличивается с понижением pH.
Состав неэффективен против энтеробактерий, включая сальмонеллы и молочнокислые бактерии, хотя некоторый эффект отмечен в обработанном и упакованном
под вакуумом мясе, благодаря, вероятно, взаимодействию нитрита с другими
параметрами окружающей среды. Нитрит добавляется к сырам в некоторых странах, чтобы контролировать вспучивание, вызванное Clostridium butyricum и C. tyrobutyricum. Также он эффективен против ряда клостридий, включая C. sporogenes и C. perfringens, которые часто используются в лабораторных исследованиях,
чтобы оценить антиботулинический потенциал, вследствие использования не
только нитритов, но и других ингибиторов, которые могли бы иметь ценность как
дополнения к нитритам или другим агентам [161].

Фактор Периго (Perigo)
Почти полное отсутствие ботулизма в обработанном, консервированном и герметично упакованном мясе и рыбных продуктах принудило некоторых исследователей в середине 1960-х гг. искать причины того, что мясные нарезки, которые
содержали жизнеспособные эндоспоры, не становились ядовитыми. Используя
среду культуры, в 1967 г. было выявлено, что нитрита требовалось приблизительно в десять раз больше, чтобы ингибировать клостридии, если они были
внесены прежде, чем среда была стерилизована в автоклаве. Было заключено,
что нагревание среды с нитритом произвело вещество или агент, приблизительно в десять раз более эффективный, чем собственно нитрит [147, 148]. Эти агенты известны как фактор Perigo. Существование этого фактора или эффекта некоторыми было подтверждено, а другими подвергнуто сомнению. Хотя фактор
Perigo может быть сомнительным в обработанном и скоропортящемся мясе,
свидетельство ингибирующего действия в культурной среде, содержащий нитрит, железо и SH-группы, было достоверным [194].
Этот ингибирующий или антиботулинический эффект, возникающий в результате обработки или копчения определенного мяса и рыбных продуктов, содержащих нитрит, гарантирует длительное использование нитрита в таких продуктах. Антиботулиническая активность нитрита в обработанном мясе имеет
большее значение для здравоохранения, чем факты развития аромата и цвета. Для
последних начальный уровень нитрита 15–50 ppm был адекватен для различных
мясных продуктов, включая колбасу Thuringer [43]. Для появления аромата в ферментированной колбасе максимальный уровень нитрита 100 ppm или больше
[111]. Для проявления антиботулинического эффекта для бекона [18, 35], обработанного и консервированного окорока [34] и длительно хранящихся мясных закусок [32] требуется по крайней мере 120 ppm. Многие из этих консервированных
продуктов подвергаются низкотемпературной обработке (F0 0,1–0,6).

Взаимодействие с компонентами обработки
и другими факторами
Взаимодействие всех компонентов и факторов, вовлеченных в антиботулиническую деятельность обработанного высокой температурой мяса, было отмечено приблизительно 40 лет назад, и несколько исследователей указали, что соли

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

355

в полузаконсервированном мясе более эффективны в ингибировании поврежденных высокой температурой спор чем неповрежденных [49, 160]. В рассоле
при определенном pH требуются более высокие концентрации последнего для
ингибирования при увеличении pH. Chang et al. [32] предположил, что ингибирующий эффект соли в консервированном мясе по отношению к поврежденным
высокой температурой спорам может быть более важным, чем фактор Perigo. На
примере копченого лосося, инокулированного 102 спорами C. botulinum на
грамм типа A и Е и хранившегося в кислороднепроницаемой пленке, 3,8%-й
и 6,1%-й водный раствор NaCl ингибировал производство токсина у типов Е и А
в течение 7 дней, соответственно [145]. При 100 ppm или большем количестве
NO2 требуется только 2,5% NaCl для ингибирования производства токсина типа
Е, и 3,5% NaCl + 150 ppm NаNО2 для типа A. При более длительной инкубации
или большем инокулировании спорами требуется большее количество NaCl или
NаNО2.
Взаимодействие NaCl, NаNО2, NаNО3, изоаскорбатов, полифосфатов, влияние температуры, соотношение температура/время хранения продукта и прорастание спор в свинине были изучены Roberts и др. [158], которые обнаружили,
что существенные сокращения производства токсина могли бы быть достигнуты путем увеличения интенсивности воздействия вышеупомянутых факторов в
отдельности. Известно, что низкое значение pH является антагонистическим по
отношению к росту и производству токсина C. botulinuin, в то время как кислотность является результатом добавления кислот или роста молочнокислых бактерий. При добавлении 0,9% сахарозы к бекону наряду с Lactobacillus plantarum
только 1 из 49 образцов стал ядовитым после 4 недель, тогда как с сахарозой и
без добавления Lactobacillus 50 из 52 образцов стали токсичными через 2 недели
[189]. При использовании 40 ppm нитрита, 47 из 50 образцов стали токсичными
после 2 недель, но когда использование 40 ppm нитрита сопровождалось добавлением 0,9% сахарозы и L. plantarum, ни один из 30 образцов не стал токсичным.
Наиболее вероятно, что этот эффект связан с изменением pH, хотя, возможно,
были вовлечены и другие факторы. В более поздних исследованиях бекон был
приготовлен с 40 или 80 ppm NаNО2 и 0,7% сахарозы, сопровождаемой введением Pediococcus acidilactici. Как обнаружили, при инокулировании спорами
C. botulinum типа A и B, использовании вакуумной упаковки и инкубировании в
течение до 56 дней при 27 °С бекон обладал антиботулиническими свойствами,
большими, чем контрольный бекон, приготовленный с 120 ppm NаNО2, но без
сахарозы или молочного инокулята [188]. Бекон, приготовленный по вышеупомянутой технологии, названной Висконсинским процессом, был предпочтительнее стандартного [187]. Висконсинский процесс использует 550 ppm аскорбата натрия или эротробата натрия, как и традиционный процесс.

Нитрозамины
При взаимодействии нитрита с вторичными аминами образуются нитрозамины,
и многие из них, как известно, являются канцерогенными. Обобщенный путь
образования нитрозаминов следующий:
2

H
® R 2 N - NO + H 2O
R 2 NH 2 + HONO ¾¾

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

356

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Диметиламин реагирует с нитритом до получения N-нитрозодиметиламина:

При добавлении нитрита в кислых условиях к вторичным аминам, третичным
аминам и четвертичным соединениям аммония также происходит образование
нитрозаминов. Нитрозамины были найдены в обработанном мясе и рыбных
продуктах. Изоаскорбаты ингибируют формирование нитрозаминов.
Показано, что лактобацилы, энтерококки, клостридии, и другие бактерии
способствуют взаимодействию вторичных аминов с нитритом до получения нитрозаминов при нейтральном значении pH [79]. Факт, что получение нитрозаминов происходит при почти нейтральном значении pH, был взят для подтверждения того, что процесс ферментативный, хотя при этом ни одного бесклеточного
фермента не было получено [80]. Несколько разновидностей каталазонегативных кокков, включая E. faecalis, E. faecium, и L. lactis, как показано, способствуют получению нитрозаминов, однако другие молочнокислые бактерии и псевдомонады не тестировались [36]. Эти исследователи не нашли никакого свидетельства ферментативной реакции. S. aureus и галобактерии, полученные из
китайской соленой морской рыбы (предварительно показавшие наличие нитрозаминов), производят нитрозамины при инокулировании гомогенатов соленой
рыбы, содержащих 40 ppm нитрата и 5 ppm нитрита [58].

Нитрит-сорбат и другие нитрит-содержащие составы
Чтобы уменьшить потенциальную опасность формирования нитрозамина в беконе, USDA в 1978 г. сократил введение NO2 для бекона до 120 ppm и установил
максимальный уровень для нитрозамина в 10 ppb.
Хотя 120 ppm нитрита наряду с 550 ppm аскорбата натрия или эритробата натрия адекватны с точки зрения уменьшения опасности возникновения ботулизма, желательно уменьшить уровень нитрита, даже когда будет достигнута защита против ботулинической интоксикации. В конце 1978 г. было сделано предложение разрешить использование 40 ppm нитрита в комбинации с 0,26% сорбата
калия для бекона, но оно было аннулировано год спустя после органолептических исследований, когда были отмечены нежелательные эффекты. Тем временем многие группы исследователей выяснили, что 0,26% сорбата в комбинации
с 40 или 80 ppm нитрита эффективны против ботулинической интоксикации.
В более ранних исследованиях эффективность 40 ppm нитрита + сорбата при
предотвращении или задержании ботулинической интоксикации промышленного образца бекона Ivey с соавторами [90] использовали инокулирование 1100
спор типов А и В на грамм, инкубировали продукт при 27 °С в течение 110 дней.
Девятнадцать дней — время проявления токсичных образцов, когда ни нитрит,
ни сорбат не использовался. При 40 ppm нитрита и в отсутствии сорбата токсичные образцы проявились через 27 дней, и для образцов, содержащих 40 ppm
нитрита плюс 0,26% сорбата или без нитрита и 0,26% сорбата, токсичные образцы проявлялись только через 110 дней и более. Уменьшенный уровень нитрита
привел к более низким уровням содержания нитрозопирролидина в обработан-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

357

Таблица 13.2. Влияние нитритов и сорбатов на образование токсинов в беконе,
инокулированном спорами C. botulinum типов А и В и выдержанном
в течение 60 дней при 27 °С
Обработка
Контрольный образец (без NO2 и сорбатов)
0,26% сорбата, без NaNO2
0,26% сорбата + 40 ppm NaNO2
0,26% сорбата + 80 ppm NaNO2
Без сорбата, 120 ppm NaNO2

Процент образования
токсинов
90,0
58,8
22,0
0,0
0,4

Источник: Sofos и др. [184].

ном беконе. О несколько отличных данных сообщал Sofos и др. [184] (см.
табл. 13.2), когда потребовалось 80 ppm нитрита, чтобы получить отсутствие
токсигенных образцов после 60 дней. В дополнение к ингибирующему эффекту
на C. botulinum, сорбат замедляет исчерпание нитрита в течение хранения [183].
Действие изоаскорбата направлено на увеличение ингибирующего действия
нитрита изоляцией железа, хотя при некоторых условиях он может уменьшить
эффективность нитрита, вызывая более быстрое исчерпание остатков нитрита
[195, 197]. Выявлено, что этилендиамин уксусной кислоты (EDTA) при 500 ppm
обладает большей эффективностью, чем эритробат в усиливающем действии
нитрита, однако отмечено ограниченное число работ. Другое хелатное соединение, 8-гидроксиквинолин, было охарактеризовано как агент, «экономящий» нитрит. В рубленой свинине при объединении 200 ppm 8-гидроксиквинолина
с 40 ppm нитрита смесь штаммов C. botulinum типов А и В была ингибирована
в течение 60 дней при 27 °С [150].
При оценке взаимодействия нитрита и сорбата относительная эффективность составов не зависит от других компонентов обработки и параметров продукта. При использовании агаризованной среды с телячьей печенью с pH 5,8–6,0
степень развития спор C. botulinum типа Е уменьшилась почти до нуля при концентрации сорбата в 1,0%, 1,5% или 2,0%, но при тех же концентрациях с pH
7,0–7,2 произошло развитие и прорастание клеток неправильной формы [175].
Когда наряду с сорбатом к среде с более высоким pH было добавлено 500 ppm
нитрита, лизис клеток увеличился. Исследователи также обнаружили, что 500
ppm линолевой кислоты при более высоком pH предотвратили появление и рост
количества спор. Сорбат калия значительно уменьшил появление токсигенных
спор типов А и В в свинине при увеличении содержания NaCl или уменьшении
pH и температуры хранения [159]. Было установлено, что для куриных сосисок
смесь сорбат-бетаин была столь же эффективной, как и традиционная ингибирующая система нитрита против роста C. perfringens [201].

Механизм действия
Доказано, что нитрит ингибирует C. botulinum, взаимодействуя с железосерными ферментами типа ферредоксина и таким образом предотвращая синтез аденозинтрифосфата (ATФ) из липоевой кислоты. Первое прямое доказательство

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

358

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

в этом отношении было сделано Woods и др. [212], которые обнаружили, что
фосфорокластическая система C. sporogenes ингибируется оксидом азота и позже то же самое происходит с C. botulinum, приводя к накоплению пировиноградной кислоты в среде [211].
Фосфорокластическая реакция приводит к разрушению солей липоевой кислоты неорганическим фосфатом и коферментом А, что приводит к образованию
ацетилфосфата. В присутствии аденозиндифосфата (AДФ) ATФ синтезируется
из ацетилфосфата с ацетатом. При распаде тиоктовой кислоты электроны передаются сначала ферредоксинам и от ферредоксинов к H +, с образованием Н2
по реакции катализируемой гидрогеназой. Ферредоксины и гидрогеназы —
железосерные (негемные) белки или ферменты.
После работы Woods и Wood [211] следующее существенное открытие было
сделано Reddy и др. [155], которые выделили экстракты нитрита-аскорбата под
действием C. botulinum при помощи электронного спинового резонанса и обнаружили, что азотная окись взаимодействовала с железосерными комплексами
для формирования железонитрозильных комплексов. Присутствие последних
привело к разрушению железосерных ферментов типа ферредоксина.
Хорошо известна устойчивость молочнокислых бактерий к ингибированию
нитритом, но объяснение стало ясно только сейчас: эти организмы испытывают
недостаток в ферредоксине. Клостридии содержат и ферредоксины, и гидрогеназы, которые участвуют в транспортировке электронов в анаэробном разрушении солей пировиноградной кислоты, что приводит к образованию ATФ, Н2, и
СО2. Ферредоксины в клостридиях имеют молекулярную массу 6000 и состоят
из 8 атом/моль железа и 8 неустойчивых атом/моль сульфида.
Хотя о первом экспериментальном открытии было заявлено в 1981 г., более ранние работы указывали на железосерные ферменты как вероятные цели нитрита.
Среди первых, кто обнаружил, что произошло 91%-е уменьшение, вызванное
в концентрациях свободных SH-групп диспергируемых клеточных композиций
C. perfringens, ингибированных нитритом, были O’Leary и Solberg [143]. Два года
спустя Tompkin и др. [196] предложили гипотезу о том, что оксид азота реагирует
с железом в растущих клетках C. botulinum, возможно, с железом ферредоксина.
Несколькими исследователями было отмечено ингибирование нитритом активного
транспорта и транспорта электронов, и эти эффекты совместимы с нитритным ингибированием негемных ферментов типа ферредоксина и гидрогеназы [159, 217].
Усиление ингибирования в присутствии секвестрирующих агентов может происходить благодаря реакции веществ, усиливающих экскрецию, с субстратом, содержащим железо: становится больше нитрита, доступного для азотноокисного производства и реакции с микроорганизмами.

Краткое изложение действия нитрита
Когда нитрит добавляется к обработанному мясу типа венских сосисок, бекону,
копченой рыбе, и консервированному обработанному мясу, сопровождаемому
термообработкой, он проявляет определенные антиботулинические эффекты.
Он также формирует желаемую окраску и увеличивает аромат в обработанных
мясных продуктах. Антиботулинический эффект состоит в ингибировании вегетативного клеточного роста и предотвращении прорастания и роста спор, которые выдерживают высокотемпературную обработку или копчение. Остальные

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

359

клостридии также ингибируются. Принимая во внимание, что низкий первоначальный уровень нитрита достаточен для развития цвета и аромата, для проявления антибактериальных эффектов необходимо значительно более высокое содержание.
При нагреве нитрита в лабораторных условиях проявляется антиботулинический или ингибиторный факторы, отличительные особенности которых пока
не определены. Ингибирующий фактор — эффект/фактор Perigo или ингибитор
Perigo. Он не формируется в фильтровано-стерилизованной среде. Он развивается только в мясных консервах, когда при нагревании присутствует нитрит. Начальный уровень нитрита более важен для антиботулинической деятельности,
чем остаточный уровень. Однажды сформированный, фактор Perigo не подвержен влиянию изменений pH. Измеряемые уровни предварительного нагрева нитрита значительно уменьшаются в течение нагревания и хранения мяса.
Антиботулиническая деятельность нитрита зависит от pH, содержания соли,
температуры инкубации и числа ботулинических спор. Прошедшие высокотемпературную обработку споры более восприимчивы к ингибированию, чем не
прошедшие. Нитрит более эффективен при отрицательном окислительно-восстановительном потенциале, чем при Eh+ .
Нитрит не уменьшает тепловую резистентность спор. Он не влияет на аскорбат и его антиботулиническое действия, но действует синергистически с аскорбатом при формировании пигмента. Молочнокислые бактерии относительно
устойчивы к нитриту (см. выше). Эндоспоры остаются жизнеспособными в присутствии антиботулиническго эффекта и прорастают при перемещении в среду
без нитрита.
pK нитрита составляет 3,29 и, следовательно, при низком значении pH существует недиссоциированная азотистая кислота. Максимально недиссоциированное состояние и, следовательно, самая большая антибактериальная активность азотистой кислоты — при значениях pH между 4,5 и 5,5.
Относительно его расходования или исчезновения в ветчине обнаружено
[141], что соотношение должно быть пропорционально его концентрации и
быть связанно экспоненциально с температурой и pH. Скорость расходования
удвоилась с увеличением температуры на каждые 12,2 °С или уменьшением
pH на 0,86 и не зависела от высокотемпературной денатурации ветчины. Эта взаимосвязь неприменима при комнатной температуре, до тех пор пока продукты первично не обработаны высокой температурой; при этом необходимо предполагать,
что жизнеспособные организмы оказали свое содействие в расходовании.
Антиботулиническая деятельность нитрита, по всей видимости, происходит
из-за ингибирования железосерных ферментов.

Дезинфекция пищи
Большое количество химических веществ было оценено на эффективность разрушения болезнетворных микроорганизмов на фруктах, овощах, и поверхностях мяса. Первичные болезнетворные микроорганизмы — энтерогеморрагические штаммы E. соli, L. monocytogenes и сальмонеллы. Одна из желаемых целей
дезинфекции пищи — это возможность произвести 5-кратное сокращение содержания патогенных микроорганизмов. Помимо применения на поверхностях

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

360

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

пищевых продуктов, некоторые из этих химических веществ применяются для
обработки поверхностей оборудования для переработки и хранения продуктов.
Химические вещества, рассмотренные в этом разделе, не добавляют к пище, как
те, которые рассмотрены в других разделах этой главы. Далее представлено
краткое описание химических веществ, которые получили наибольшее внимание. Для получения более подробной информации см. [60].

Подкисленный хлорид натрия
Производимый корпорацией Alcide Corp., подкисленный хлорид натрия
(АSС) — продукт, состоящий из лимонной или фосфорной кислоты и NaCl, который используется как в форме спрея (воздействие 5 сек), так и в виде раствора
(погружение на 5 мин) при концентрациях 1000–1200 ppm. Антибактериальная
активность — продукт диссоциации хлорида, который нарушает или разрушает
окислительные связи на поверхности клеточных мембран специфическим способом [103]. Он был одобрен американским Управлением контроля качества пищевых продуктов и медикаментов как дезинфицирующее средство для птицы,
поверхностей красного мяса, морепродуктов, некоторых фруктов и овощей,
а также некоторых видов обработанного мяса. Для птицы он используется перед
и после охлаждения для целых тушек либо разрубленных на куски. Также он
может использоваться для воды или льда. Подкисленный сульфат кальция —
родственный препарат.

Электролизуемая оксидированная вода
Электролизуемая оксидированная вода (EO) впервые продемонстрирована
в России в 1970-х гг. и в дальнейшем в Японии как обладающая антибактериальными свойствами. Этот процесс происходит в специальном устройстве после
наполнения водопроводной водой и добавления NaCl. Диаграмма всего процесса представлена на рис. 13.2 [10]. Вода и соль (около 12%) сепарируются мембраной. Когда прикладывается напряжение, продукт, который произведен на ка-

Рис. 13.2. Принципы производства ЕО воды [10]. См. текст для пояснения. Copyright © 2003, Int.
Assoc. for Food Protection.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

361

Таблица 13.3. Относительная эффективность кислотной и основной ЕО воды
на культурах L. monocytogenes и S. typhimurium, хранившихся при 4 °C
в течение 5 и 15 дней (выводы Fabrizio и др. [55]),
измеренная в log10 АПК/мл

Дни
S. typhimurium
L. monocytogenes

Вода

Вода

Основная

Основная

5
8,47
8,73

15
8,39
8,74

5
7,98
8,69

15
7,87
8,77

Кислотная
5
5,13
5,36

Кислотная
15
3,32
4,60

тоде, имеет pH приблизительно 11,4 и окислительно-восстановительный потенциал (ORP) –795 mV, в то же время продукт на аноде имеет pH приблизительно
2,4–2,6 и ORP приблизительно +1 150 mV. Подкисленная вода содержит небольшое количество свободного Cl2 (10–80 ppm) и хлорноватистую кислоту и более
антибактериальна, чем катодная вода (см. ниже). Летальный эффект EO воды,
по-видимому, обусловлен более экстремальным ORP по отношению к другим
факторам, хотя некоторые свидетельства указывают на другие составляющие,
например хлорноватистую кислоту. Грамотрицательные бактерии, по-видимому, более чувствительны, чем грамположительные.
Из многочисленных исследований стало ясно, что электролизуемая оксидированная вода демонстрировала эффект уменьшения на 2–5 порядков патогенных
микроорганизмов от их первичного содержания в свежих продуктах, ростках бобов и т. д. [55] Когда сравнили ее действие против S. typhimurium и L. monocytogenes за 5- и 15-минутное погружение при 4 °C, содержание S. typhimurium уменьшилось на 5 порядков кислотной водой после 15 дней, в то время как содержание
L. monocytogenes уменьшилось на 4 порядка (см. табл. 13.3). Кислотная ЕО вода
была более эффективна при 25 °C.
При использовании культуральной среды было достигнуто уменьшение на
7–10 порядков содержания смеси 5 штаммов E. coli 0157:H7, S. enteritidis и
L. monocytogenes после погружения при 4 или 25 °C в кислотную воду [203].
После 10-минутного погружения произошла полная инактивация. Вода в этом
исследовании имела pH 2,4–2,6, ORP около 1150 и свободный Cl 2 43–86 ppm.

Активизированный лактоферрин (ALF, Activin)
Как отмечено в гл. 3, лактоферрин — обычный компонент свежего молока, который, как известно уже много лет, обладает антибактериальными свойствами.
Это гликопротеин с молекулярной массой приблизительно 80 000. Он содержится также в слюне, слезной жидкости и некоторых других физиологических
жидкостях. Активин — более мощный антибактериальный препарат, чем обычный лактоферрин, и эта мысль была развита A. S. Naidu. В активизированной
форме лактоферрин иммобилизуется на пищевых полисахаридах, таких, как карагенин, и растворяется в лимонном/бикарбонатном буфере с NаСl [134]. Ему
присвоен статус GRAS американским Управлением контроля качества пищевых продуктов и медикаментов.
В антибактериальную активность он вносит вклад своей способностью образовывать внутрикомплексное соединение с Fе2+ наряду с HCO -3 . Он связывается

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

362

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

с клеточной поверхностью и имеет высокое сходство с внешними мембранными
белками (OMP) грамотрицательных бактерий. Naidu характеризует AFL как
блокирующее вещество, которое служит препятствием адгезии бактериальных
клеток и животных тканей [135]. Он также ингибирует рост и нейтрализует эндотоксины. Он активен против РНК- и ДНК-вирусов, взаимодействует с нуклеиновыми кислотами. Он был одобрен в количестве 65,2 ppm для говядины и может применяться в виде спрея. Это вещество препятствует болезнетворным микроорганизмам закрепиться на поверхностях мяса. Больше информации можно
получить по ссылке [134].
Клеточная культура использовалась для репродуцирования кошачьего эпителиального вируса, FCV и обезьяньего вируса полиомиелита (РV). Когда клетки кошачьего типа были обработаны РСV до или вместе с бычьим лактоферрином, было отмечено существенное сокращение инфекционности FCV [122].
Лактоферрин сдерживает развитие обеих линий клеток и, очевидно, предотвращает адгезию вирусных частиц. Лактоферрин B (катионная форма пептида
бычьего лактоферрина) уменьшил прикрепление FCV, но не РV [122].

Озон (О3)
Этот газ, как известно в течение более чем 120 лет, обладает антибактериальной
активностью. Как и хлор, он — мощный окислитель, в 1,5 раза более мощный,
чем хлор. Он эффективен как в растворе, так и в газообразной форме. Поскольку
он более эффективен в подавлении Сrурtоsроridium parvum, чем хлор, увеличивается его использование в обработке водных систем. Его получают при помощи генераторов озона. Не оставляет остатка после реакции, но его антибактериальная активность блокируется органическими веществами.
Запах озона может быть обнаружен при концентрации 0,01 ppm. Пороговая
величина при длительном воздействии на человека (установленная OSHA) —
0,1 ppm/день/рабочей недели, но для краткосрочного воздействия — 0,3 ppm
в течение 15 мин [214]. Цель для О3 — мембрана, где он нарушает функции проницаемости. Озон признан безвредным для использования в бутилированной
воде и разнообразных свежих пищевых продуктах, но в связи с его сильной способностью к окислению не рекомендуется его использование для красного мяса.
Типичная используемая концентрация 0,1–0,5 ppm, которая эффективна против
грамположительных и грамотрицательных бактерий, так же как вирусов, и одноклеточных простейших микроорганизмов [108]. Использование озона разрешено в пищевых продуктах в Австралии, Франции и Японии; и как отмечено
выше, в 1997 г. он получил статус GRAS в США.
Озон показал эффективность против болезнетворных микроорганизмов на
множестве продовольственных продуктов, и его эффект на поверхности яблок,
плодоножке и чашечках цветов изображены на рис. 13.3, где E. соli 0157:Н7 был
убит намного эффективнее на поверхности яблока, чем на плодоножке/чашечке
цветов [2]. Эти исследования показали, что обработка пузырьками О3 была более эффективна для яблок, чем погружение в озонированную воду. Для четырех
разновидностей бактерий (включая E. соli 0157:Н7) при 40-секундной обработке и 2,5 ppm произошло уменьшение содержания на 5–6 порядков [107]. С другой стороны, при 0,3–1,0 ppm и воздействии в течение 40 с в кленовом соке озон
был неэффективен в качестве дезинфицирующего средства, очевидно, из-за ан-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

363

Рис. 13.3. Численность Escherichia соli 0157:H7 (log10 КОЕ/г) на инокулированных яблоках, которые не были вымыты, были вымыты водой или обработаны пузырьками озона при 22–25 °C;
остаточная концентрация озона за 1 мин: 20,8 мг/л, 3 мин: 24,5 мг/л, и 5 мин: 27,7 мг/л. Доверительный интервал изображает стандартное отклонение от среднего значения для шести яблок
(Achen и Yousef [2]).

тагонизма сахарозы к действию озона [112]. Когда O3 был применен в количестве 95 ppm/дм2 для говяжьих туш при 28 °С, уменьшение E. соli 0157:H7 и
S. typhimurium было намного более выражено, чем при гидросмыве [30]. Для обзора озона как пищевого дезинфицирующего средства см. [108].
Озон был протестирован против Escherichia соli 0157:Н7 на культуральной
среде и при 3–18 ppm, при этом бактерии были разрушены через 20–50 мин
(Byun, M.-W. и др. 1998. J. Food Protect. 61:728–730). Газ применялся из генератора озона и на триптозном соевом агаре, значение D для 18 ppm было 1,18 мин,
но в фосфатном буфере значение D было 3,18 мин. Чтобы достичь 99%-й инактивации приблизительно 10 000 цист Giardia lamblia/мл, среднее концентрационное время было 0,17 и 0,53 мг-мин/л при 25 °С и 5 °C, соответственно (Wickramanayalce, G. B. и др. 1984. Appl. Environ. Microbiol. 48:671–672). Представители
простейших были приблизительно в три раза более чувствительны к О3 при 25,
чем при 5 °C.

Перекись водорода (Н2O2)
Это вещество — слабая кислота, которая формируется до некоторой степени
всеми аэробными организмами и ферментативно разрушается каталазой:
2H 2O 2 ® 2H 2O + O 2
Как было отмечено выше, перекись водорода — сильный окислитель. При сочетании с высокой температурой она ограниченно используется при пастеризации
молока и обработке сахара. Используется как стерилизатор для контактирую-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

364

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Таблица 13.4. Значения величины D для четырех стерилизаторов некоторых
образующихся в пище микроорганизмов
D*

Организмы

Концентрация

C. botulinum 169B
B. coagulans
G. stearothermophilus
C. sporogenes
G. stearothermophilus
B. subtillis ATCC 95244
B. subtillis A

0,03
1,8
1,5
0,8
1,5
1,5
7,3

35%
26%
26%
378 ppm
370 ppm
20%
26%

C. botulinum 62A
C. botulinum 62A 7.4
C. sporogenes ATCC 7955
B. coagulans
B. coagulans
G. stearothermophilus
ATCC 7953
L. brevis
D. radiodurans

11,5
3,25
7,0
3,07
2,63

700 мг/л
700 мг/л
500 мг/л
700 мг/л
700 мг/л
500 мг/л

5,88
3,00

700 мг/л
500 мг/л

Конидиоспоры A. niger
Конидиоспоры A. niger
Конидиоспоры A. niger

0,61
1,04
1,31

20 ppm‡
20 ppm‡
20 ppm‡

Конидиоспоры A. niger
Конидиоспоры A. niger
Конидиоспоры A. niger

0,86
2,04
1,15

20 ppm‡
20 ppm
20 ppm

*

= в минуту;

†

= °C;

‡

Температура†
Пероксид водорода
88
25
25
25
25
25
25
Оксид этилена
40
40
54,4
40
60
54,4
30
54,4
Гипохлорид натрия
20
20
20
Йод (1/2 I2)
20
20
20

Условия Ссылка

пары
пары

192
193
193
123
123
186
192

47%RH
23%RH
40%RH
33%RH
33%RH
40%RH

167
208
105
16
16
105

33%RH
40%RH

16
105

pH 3,0
pH 5,0
pH 7,0

33
33
33

pH 3,0
pH 7,0
pH 5,0

33
33
33

= как хлор.

щих с пищей поверхностей полиолефинов в стерильных упаковочных системах.
Используется также на уровне 0,08 или 0,05% при проточно-инъекционной пастеризации яичного белка по крайней мере двумя коммерческими производителями. Пары перекиси водорода проявляют бактерицидную активность, и значение D некоторых пищевых микроорганизмов представлено в табл. 13.4. Н2O2
препятствует образованию спор Bacillus cereus в процессе их развития, однако
не оказывает влияния на выход дипиколиновой кислоты [126].
Интерес к этому соединению в качестве пищевого дезинфектора увеличился
в течение прошлого десятилетия, также интересно, как использовать перекись
водорода в комбинации с другими агентами. В настоящее время перекись не
разрешена Управлением контроля качества пищевых продуктов и медикаментов США как пищевое дезинфицирующее средство, кроме тех случаев, когда
она используется с уксусной кислотой для формирования перуксусной кислоты.
Однако 1%-й раствор допускается Управлением по охране окружающей среды
в некоторых случаях послеуборочного периода [168].
Когда 5%-й раствор Н2O2 был применен на яблоках, инокулированных непатогенными штаммами E. coli, были обнаружены незначительный эффект в недоступных и выживание, рост в перфорированных местах [169]. Продолжитель-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

365

ность существования этого вещества на свежих продуктах может быть сокращена присутствием каталазы в продукте. Для обзора использования перекиси
водорода на фруктах и овощах см. [168].
Относительно Сrурtоsроridium parvum в яблочном сидре, апельсиновом и виноградном соках, 0,025% Н2O2 уменьшили инфективность более, чем на 5 порядков,
как оценено, при использовании линии человеческих илеоцекальных клеток [119].
Яблочная, лимонная и винная кислоты при 1–5%-й концентрации ингибировали
простейшие организмы на 88%. Обработка листьев салата 2%-м Н2O2 при 50 °C
в течение 60 с привела к сокращению Е. coli 0157:Н7 более чем на 4 порядка и S. Enteritidis более чем на 3 порядка, не затрагивая органолептические качества [117].

Хлор и другие вещества
Хлор (Cl2) существует в природе не в свободном состоянии, а чаще всего в одной из многих связанных форм, типа хлорида кальция (СаСl2). Однако, Cl2 —
форма, которая необходима для санации, она получается из веществ, таких как
хлорит натрия (СlNаО2), гипохлорит натрия (ClNaO), диоксид хлора (С1O2), и
других. В некоторой степени он подобен O3 и Н2O2, он такой же сильный окислитель, но не столь сильный, как озон. Однако в отличие от Cl2 и O3, Н2O2 затрагивает ДНК. Хлор широко используется для санации питьевой воды и воды в
плавательных бассейнах и имеет длинную историю использования как агент
очистки поверхностей контактирующих с пищей, рабочих поверхностей, полов
и канализационных труб.
Среди других агентов, протестированных как потенциальные пищевые дезинфицирующие средства, находятся хлорид цетилпиридина; перекись водорода; четвертичные соединения аммония (различные); надуксусная (перуксусная)
кислота; Fit (щелочной продукт, который содержит семь компонентов GRAS);
TsunamiТМ (раствор перуксусной кислоты); AvgardTM (содержит фосфат); кальцинированный кальций (натуральный продукт раковин устриц и слой жемчуга,
электрически обработанный омическим нагреванием 220 V в течение 10–50
мин). Раковины были истерты в порошок и использованы как пищевая добавка
в Японии [11]. Краткое описание сравнительных эффектов некоторых из этих
агентов как пищевых дезинфицирующих средств представлено в следующих
трех таблицах.
Относительная эффективность Cl2 и кальцинированного кальция в достижении сокращения Е. coli 0157:Н7, S. Tyрhimurium и L. monocytogenes на порядки
на поверхности томатов представлена в табл. 13.5, где кальций уменьшил содержание более чем на 7 порядков по сравнению с 2–3 порядками в случае применения хлора [11].
Таблица 13.5. Эффективность кальцинированного кальция и хлора на уменьшение
содержания E. соli 0157:Н7, S. Enteritidis и L. monocytogenes на
поверхности томатов (итоги в [11]). Уменьшение численности
представлено в логарифмических единицах
Организм

Хлор

Escherichia coli 0157:Н7
Salmonella Enteritidis
Listeria monocytogenes

3,4
2,1
2,3

Кальций обожженный
7,85
7,36
7,59

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

366

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Таблица 13.6. Сравнительная эффективность воздействия 3-минутного погружения
для четырех дезинфицирующих веществ на АПК мускусной дыни,
медовой дыни и спаржи (выводы Park и Beuchat [146]). Численность
представлена в форме log10 КОЕ АПК
Обработка
Вода (контроль)
Хлор, 200 ppm
Хлор, 2000 ppm
Кислый хлорит натрия, 850ppm
ASC, 1200 ppm
H2O2, 0,2%
H2O2, 1,0%
TsunamiTM, 40 ppm
TsunamiTM, 80 ppm

Мускусная дыня
5,49
4,73
2,86
3,48
3,35
4,53
5,15
4,61
4,87

Медовая дыня
3,81
3,48
1,48
2,14
1,32
3,40
2,89
2,44
3,13

Спаржа
6,71
6,35
6,05
6,14
6,19
6,58
6,31
6,51
6,49

Хлор, ASC, Н2O2 и Tsunami сравнены в табл. 13.6 по сокращению значений
АПК на мускусных дынях, медовых дынях и спарже [146]. Из трех дезинфицирующих средств видно, что 2000 ppm Cl2 и 1200 ppm ASC наиболее эффективны.
Спаржа была самой трудной из продуктов для этих четырех агентов.
Многочисленные исследования показали, что образующиеся на пищевых поверхностях и определенных пищевых продуктах биопленки противодействуют
большинству, если не всем дезинфицирующим средствам в удалении или разрушении образующихся в пище болезнетворных микроорганизмов. В детальном
исследовании Frank и др. [61] сравнили эффективность ряда дезинфицирующих
средств для инактивации L. monocytogenes, и усредненный порядок подавления
этого организма в биопленках белка и жира описан в табл. 13.7. АSС был самым
эффективным из четырех дезинфицирующих средств наряду с надуксусной +
октановой кислотами и четвертичным соединением аммония. Биопленки обсуждаются в гл. 22.
Таблица 13.7. Сравнение санитарной обработки для инактивации биопленки Listeria
monocytogenes, покрытой белком (4 мг) и жиром (365 мг). Статистический
анализ комбинированных данных для всех сроков обработки и
рекомендованный уровень использования [61], copyright © 2003,
Int. Assoc. for Food Protection
Дезинфицирующая обработка
Кислый хлорид натрия
Перуксусная + октановая кислота
Четвертичные соединения аммония
Перуксусная кислота
Гипохлорит натрия
Вода

Среднее значение порядка
уменьшения*
6,02 А
5,50 B
5,47 B
4,78 C
4,75 C
<2,0 D

* Способ сепарации — методом Дункана; методы с различными надстрочными индексами (A, B, C, D)

значительно отличаются при P = 0,05.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

367

Рис. 13.4. Эффект дезинфицирующей обработки на жизнеспособность Salmonella Stanley HO558
на поверхности мускусной дыни, хранившейся при 20 °C в течение 6 дней после инокулирования. Значение представляет среднее значение +SE оценки из трех отдельных экспериментов
[200], сopyright © 2001, Int. Assoc. for Food Protection.

Для уменьшения числа E. соli 0157:Н7 на свежих яблоках было протестировано три дезинфицирующих препарата: Tsunami 100; AgClor 300/Dессо (буферный
раствор Сl2 фосфата); и Oxine (СlO2). Яблоки были подвергнуты воздействию
препаратов в течение 15 мин. Гидросмыв уменьшал количество патогенных микроорганизмов приблизительно на 2 порядка, но ни одно из дезинфицирующих
средств, использующихся в рекомендованной концентрации, не произвело сокращение на 5 порядков. Однако, когда раствор использовался в концентрации
в 2–16 раз превышающей рекомендованную, Tsunami (1280 ppm) все же вызвал
сокращение на 5,5 порядков; AgClor (3 200 ppm) — приблизительно на 4,5 порядка, а Oxine (80 ppm) — приблизительно на 4,0 порядка [209]. Протестированный
диоксид хлора не вызвал сокращения на 5 порядков ни при какой концентрации.
Продукт, содержащий перуксусную кислоту, был наиболее эффективным в данном исследовании. Влияние состава 1 000 ppm Cl2 и 5%-го раствора Н2O2
на S. Stanley на поверхности мускусной дыни представлено на рис. 13.4 [200]. Из
таблицы видно, что оба агента были более эффективны, чем гидросмыв после
6 дней при 20 °С.
Девять летучих химических веществ были протестированы на возможность
разрушения сальмонеллы на семенах и ростках люцерны, и три из них были наиболее эффективны: уксусная кислота, коричный альдегид и тимол — они привели к сокращению содержания клеток более чем на три порядка по сравнению
с контролем 1,9 lоg10 КОЕ/г [206]. Составы (1000 мг/л воздуха) были протести-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

368

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

рованы в течение 7 ч при 50 °C. Аллилизотиоцианат (AIT) был смертелен для патогенных микроорганизмов, но он имел побочные действия на потребительские
качества продуктов. FIT и хлор были протестированы на разрушение сальмонеллы и E. coli 0157:Н7 на семенах люцерны. При содержании 20 000 ppm хлор
уменьшал количество патогенных микроорганизмов на 2,5 порядка после
30-минутного воздействия, в то время как сокращение при использовании FIT
было до 2,3 log [15]. Хотя число бактерий было уменьшено, ни один из агентов
не устранил патогенные микроорганизмы на семенах.
Для санирования салата четыре агента были сравнены с 200 ppm гипохлорита натрия после 15-минутного воздействия каждым. Как выяснилось, из них эквивалентны или более эффективны, чем NaOCl, следующие: 4%-я уксусная кислота; 80 ppm надуксусной кислоты; 200 ppm дихлоризоцианурата натрия; и
50%-й уксус [136]. Когда салат Айсберг был инокулирован приблизительно
8,0 lоg КОЕ биоты порчи салата и обработан Cl2 (до 200 ppm), озоном (до
7,5 ppm) и, в дополнение, комбинированными санаторами, самое большое сокращение было достигнуто при 7,5 ppm озона +150 ppm хлора, которые привели
к подавлению на 1,4 порядка [66].
Трудность уничтожения патогенных микроорганизмов на ростках семян,
типа люцерны, без нарушения способности ростков к росту, прослежена в исследовании, которое оценило семь дезинфицирующих средств по отношению к
шести серотипам сальмонеллы (Salmonella Montevideo, Gaminara, Infantis, Anatum, Cubana и Stanley).
После 10-минутного воздействия произошло уменьшение содержания микроорганизмов от 2 до 3,2 порядков для следующих дезинфицирующих средств:
20000 ppm Са(ОСI)2; 5%-й раствор Nа3РО4; 8%-й раствор Н2O2; 1%-й раствор Са
(ОН)2; 1%-й обожженный кальций, 5%-й раствор молочной кислоты и 5%-й раствор лимонной кислоты [207].
Было исследовано влияние паров изотиоцианата против устойчивых к антибиотикам E. coli 0157:Н7 и S. Montevideo, а также L. monocytogenes, инокулированных на салате [118]. Салат Айсберг был обработан 107–l08 КОЕ/г и выдержан
при 4 °С в течение 4 дней. Сокращение до 8 порядков E. coli 0157:Н7 (через
2 дня) и S. Montevideo (через 4 дня) было получено при обработке 200 мл пара
аллилизотиоцианата. В целом аллилизотиоцианат более эффективен, чем метилизотиоцианат против двух грамотрицательных болезнетворных микроорганизмов, но метиловая форма более эффективна против L. monocytogenes [118].
Контроль L. monocytogenes во франкфуртских сосисках из индейки осуществлялся путем использования одного из четырех признанных безвредными химических веществ при концентрации порядка 0,3%. При инокулировании смесью
из пяти штаммов 106 КОЕ/мл, сосиски были опущены в специальный раствор на
1 мин и выдержаны при 4, 13 и 22 °С [89]. Было достигнуто мгновенное уменьшение на 1–2 порядка под действием всех агентов, протестированных по отдельности, и после 14 дней при 4 °С уменьшение было на 3–4 порядка, в то время как необработанные сосиски испортились в течение 7 дней при 22 °С. Когда
измельченная петрушка была инокулирована вместе с приблизительно 103 или
106 КОЕ/г Shigella sonnei и выдержана при 21 °С в течение 14 дней, количество
патогенов увеличилось на 3 порядка, в то время как выдерживание при 4 °С
уменьшило содержание на 2,5–3,0 порядка более чем за 14-дневный период

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

369

[213]. При добавлении уксуса (5,2% уксусной кислоты) или 200 ppm свободного
Cl2 в течение 5 мин при 21°С, достигалось сокращение более чем на 6 порядков,
а при добавлении 7,6% уксусной кислоты или 250 ppm свободного Сl2 достигалось сокращение на 7–7,3 порядка [213]. Было изучено влияние гипохлорита и
СlО2 на развитие спор, в одной работе с использованием спор Bacillus subtilis, ни
гипохлорит, ни диоксид хлора не вызвал секрецию спорами дипиколиновой
кислоты (DPA), однако обработанные таким образом споры более легко высвобождали DPA по сравнению с подвергнутыми обычной сублетальной тепловой
обработке и более чем необработанные споры [219].

NaCl и сахар
Эти вещества описаны вместе вследствие подобия в способах действия при сохранении пищевых продуктов. NaCl использовался как пищевой консервант начиная с древних времен. Ранее для сохранения мяса в пищевых продуктах использовалась соль. Использование соли основано на факте, что при высоких
концентрациях она оказывает подсушивающее влияние и на пищу, и на микроорганизмы. Соль (солончак) в воде при концентрациях 0,85–0,90% образует изотонические условия для неморских микроорганизмов. Поскольку количество
NaCl и воды равно с обеих сторон мембраны клетки, движение воды через мембрану клетки одинаково в обоих направлениях. Когда микробные клетки суспендированы в 5%-м солевом растворе, в клетках концентрация воды больше,
чем снаружи (самая высокая концентрация Н2О там, где низкая концентрация
раствора). При диффузии вода перемещается из области высокой концентрации
в область низкой концентрации. В этом случае вода быстрее выходит из клеток,
чем входит. В результате клетка подвергается плазмолизу, что ведет к ингибированию роста и в дальнейшем — к смерти. Это по существу то, что происходит,
когда высокие концентрации соли добавляются к свежему мясу с целью его сохранения. И микробные клетки и клетки мяса подвергаются плазмолизу (усадке), приводя к сушке мяса, ингибированию или смерти микробных клеток. Для
достижения гипертонических условий должно быть использовано достаточное
количество соли. Чем выше концентрация, тем больше проявляются консервирующие и подсушивающие эффекты. В отсутствии охлаждения рыба и мясо могут быть эффективно сохранены солением. Ингибирующие эффекты соли не
зависят от pH в отличие от некоторых других химических консервантов. Большинство неморских бактерий может быть ингибировано 20% или меньшей концентрацией NaCl, тогда как некоторые плесневые грибы переносят и более высокую
концентрацию. Организмы, которые могут расти в присутствии соли и требуют
высокую концентрацию соли, известны как галофилы; те, которые могут противостоять, но не растут при высоких концентрациях, упоминаются как галотолерантные. (Взаимодействие соли с нитритом и другими агентами при ингибировании C. botulinum было обсуждено ранее в разделе «Нитриты и нитраты».)
По существу сахар, такой как сахароза, проявляет консервирующий эффект
так же, как и соль. Одно из главных отличий находится в относительных концентрациях. Сахарозы требуется приблизительно в шесть раз больше, чем NaCl,
чтобы достичь ту же степень ингибирования. Чаще всего сахар как сохраняющий агент используется при производстве фруктового варенья, леденцов, сгущенного молока и т. п. Стабильность хранения пирогов и других похожих про-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

370

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

дуктов происходит в значительной степени благодаря сохраняющему эффекту
высоких концентраций сахара, который, как и соль, делает воду недоступной
для микроорганизмов. Бактериальные патогенные микроорганизмы, добавленные в жидкие подслащенные продукты (типа фруктового сиропа) в количестве
приблизительно 105/г, не были обнаружены после 3 дней при нормальных температурах хранения [139], и исследователи заключили, что случайная контаминация таких продуктов патогенными микроорганизмами не представляет значения для здравоохранения.
Микроорганизмы отличаются по их реакции на гипертонические концентрации сахара, дрожжей, причем плесневые грибы менее восприимчивы, чем
бактерии. Некоторые дрожжи и плесневые грибы могут расти при 60%-й концентрации сахарозы, тогда как большинство бактерий ингибируются при более
низкой концентрации. Организмы, которые могут расти при высоких концентрациях сахара, называются осмофильными; осмотолерантные микроорганизмы — те, которые не могут расти, но в состоянии противостоять высоким концентрациям сахара. Некоторые осмофильные дрожжи, такие как Zуgоsассhаrоmусеs rouxii, могут расти при чрезвычайно высоких концентрациях сахара.

Антибактериальные препараты непрямого действия
Составы и продукты, рассмотренные в этом разделе, добавляются к пищевым
продуктам, прежде всего из-за проявления дополнительных эффектов помимо
антибактериальных, и, таким образом, являются многофункциональными пищевыми добавками.

Антиоксиданты
Несмотря на то что фенольные антиоксиданты, перечисленные в табл. 13.8, используются в пищевых продуктах, прежде всего, чтобы предотвратить автоокисление липидов, была продемонстрирована их антибактериальная активность
против широкого спектра микроорганизмов, включая некоторые вирусы, микоплазм и простейших. Эти вещества были широко оценены как резервирующие нитрит агенты в обработанном мясе и в комбинации с другими ингибиторами, и было сделано несколько весьма полезных обзоров [19, 63].
Бутилгидроксианизол (BHA), бутилгидрокситолуол (BHT) и TBHQ ингибируют грамположительные и грамотрицательные бактерии, так же как дрожжи и
плесневые грибы при концентрациях в пределах 10–1000 ppm, в зависимости от
субстрата. Вообще, требуются более высокие концентрации при ингибировании
роста на пищевых продуктах, чем на культуральной среде, и особенно на пищевых продуктах с высоким содержанием жира. ВHА был приблизительно в 50 раз
менее эффективен по отношению к Bacillus spp. в цыпленке, чем в питательном
бульоне [180]. ВHА, BHT, TBHQ и эфир галловой кислоты (PG) были менее
эффективны в свинине, чем в культуральной среде [65]. Хотя штаммы тех же
бактериальных разновидностей могут показать широкое разнообразие по чувствительности к любому из этих антиоксидантов, кажется, что BHA и TBHQ
оказывают более сильное ингибирующее действие, чем BHT по отношению к
бактериям и грибам, тогда как последний — более вариативный. Чтобы предотвратить рост C. botulinum в среде требуется 50 ppm ВНА и 200 ppm BHT;

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

371

Таблица 13.8. Некоторые признанные безвредными косвенные антимикробные
химикаты, используемые в пищевых продуктах
Соединение
Бутилированный
гидроксианизол (BHA)
Бутилированный
гидрокситолуол (BHT)
t-бутилгидроксиквинолин
(TBHQ)
Пропилгаллат (PG)
Гидроксикваякумовая кислота
Этилендиаминтетрауксусная
кислота (EDTA)
Цитрат натрия
Лауриновая кислота
Монолаурат
Диацетил
d- и l-карвон
Фенилацетальдегид
Метанол
Ванилин, этилванилин
Фосфаты
Специи/масла

Изначальное
применение

Восприимчивые
организмы

Антиоксидант

Бактерии, некоторые грибы

Антиоксидант

Бактерии, вирусы, грибы

Антиоксидант

Бактерии, грибы

Антиоксидант
Антиоксидант
Секвестрант/стабилизатор

Бактерии
Бактерии
Бактерии

Буфер/секвестрант
Противопенное вещество
Эмульгатор
Специя
Специя
Специя
Специя
Специя
H2O соединение, специя
Специя

Бактерии
Грамположит. бактерии
Грамположит. бактерии, дрожжи
Грамотрицат. бактерии, грибы
Грибы, грамположит. бактерии
Грибы, грамположит. бактерии
Бактерии, грибы
Грибы
Бактерии
Бактерии, грибы

200 ppm PG — не эффективны [156]. Используя 16 грамотрицательных и 8 грамположительных бактерий в культуральной среде, Gailani и Fung [65] обнаружили, что грамположительные были более восприимчивыми, чем грамотрицательные к ВHА, BHT, TBHQ и PG, все они более эффективны на питательном агаре,
чем на мясном (ВHI) бульоне. На питательном агаре степень эффективности
была распределена как ВНА > PG > TBHQ > BHT, тогда как на BHI — TBHQ >
PG > ВНА > BHT. Прорастание конидий четырех видов Fusarium spp. было ингибировано 200 ppm BHA или пропилпарабеном (РР) в диапазоне pH 4–10, но
в целом РР был более сильным ингибитором, чем ВНА [191].
Обнаруживаемые в пище патогенные микроорганизмы, типа Bacillus cereus,
V. раrаhаеmоlуtiсus, сальмонеллы, и S. aureus эффективно ингибируются при
концентрациях <500 ppm, некоторые чувствительны к таким небольшим концентрациям, как 10 ppm. Псевдомонады, особенно P. aeruginosa — одна из самых стойких бактерий. Три токсинпроизводящих пеницилла были существенно
ингибированы в салями воздействием ВНА, TBHQ и их 100 ppm комбинацией,
в то время как BHT и PG были неэффективны [116]. Комбинации BHA/сорбат
и ВНТ/монолаурат проявили синергетические эффекты против S. aureus [19, 39]
и BHA/сорбат против S. tурhimurium [39]. BHT/TBHQ проявил синергетическое
действие против афлатоксинпроизводящих аспергиллов [116].

Вкусовые агенты
Из многих веществ, используемых для предания аромата и вкуса пищевым продуктам, некоторые обладают определенными антибактериальными свойствами.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

372

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Вообще, вкусовые составы имеют тенденцию проявлять более противогрибковые свойства, чем антибактериальные. Немолочнокислые, грамположительные
бактерии наиболее чувствительны к их действию, тогда как молочнокислые бактерии довольно устойчивые. Больше внимания микробиологами уделялось маслам и специям, а ароматизаторы были изучены больше для случаев их применения в косметике и мылах.
Из 21 вкусового состава, изученного в одном эксперименте, приблизительно
половина проявляла минимальные ингибирующие свойства (MIC) при концентрации 1000 ppm или меньше по отношению к бактериям или грибам [97].
Все они были чувствительны к рН, наблюдалось увеличение ингибирования
с уменьшением pH и температуры инкубирования. Некоторые из этих составов
отмечены в табл. 13.8.
Один из самых эффективных вкусовых составов — диацетил, придает аромат масла [94]. Несколько уникален в том, что более эффективен против грамотрицательных бактерий и грибов по сравнению с грамположительными бактериями. При посеве на агаре, pH 6,0 и инкубации при 30 °С 25 грамотрицательных
бактерий, все, кроме одной, и 15 из 16 дрожжей и грибов были ингибированы составом в 300 ppm [91]. При pH 6,0 и инкубации при 5 °C в питательном бульоне
содержание в <10 ppm ингибировало Рsеudоmоnаds fluorescens, P. geniculata
и E. faecalis; при тех же самых условиях, кроме инкубации при 30 °С, потребовалось приблизительно 240 ppm для ингибирования этих и других организмов
[97]. Из этого явствует, что диацетил противодействует использованию аргинина,
взаимодействуя с белками грамотрицательных бактерий. Большая резистентная
способность грамположительных бактерий связана с нехваткой периплазматических белков и наличием большего пула аминокислот. Другой ароматический
состав, который придает запах масла, пентадион-2,3, ингибировал ограниченное
число грамположительных бактерий и грибов при концентрации 500 ppm или
меньше [95, 97].
Вещество l-карвон придает мятные ароматы, а вещество d-карвон придает аромат тмина, оба — антибактериальные препараты; l-изомер более эффективен, чем
d-изомер; а оба они более эффективны по отношению к грибам, чем бактериям
при концентрации 1000 ppm или меньше [97]. Фенилацетальдегид придает аромат
гиацинта и показал способность к ингибированию S. aureus при 100 ppm; Candida
albicans при 500 ppm [97, 132]. Ментол, придающий мятный аромат, как выяснили, ингибировал S. aureus при 32 ppm, и E. соli и C. albicans при 500 ppm [97, 132].
Ванилин и этилванилин ингибируют грибы при <1000 ppm.

Специи и эфирные масла
Хотя специи используются прежде всего как приправы к пищевым продуктам,
многие из них обладают существенной антибактериальной активностью. Во
всех случаях антибактериальная активность происходит благодаря определенным химическим веществам или эфирным маслам (некоторые отмечены в гл. 3).
В конце 1970-х гг. поиски нитрит-заменяющих веществ привели к новому интересу к специям и вытяжкам из них [179].
Было бы трудно предвидеть какие-то антибактериальные эффекты специй,
если таковые вообще имеются, поскольку они используются в пищевых продуктах; количество применений широко различается в зависимости от вкуса, и от-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

373

носительная эффективность изменяется в зависмости от состава продукта. Из-за
разнообразия концентраций антибактериальных элементов в различных специях, а также из-за их применения в сухом виде трудно установить MIC специй
против определенных организмов. Другая причина противоречий между различными исследователями — использование различных методов испытаний.
Вообще, более ценные значения MIC были получены, когда высоколетучие составы оценивались на поверхности среды, чем тогда, когда тестировались среды
или бульон. При изучении эвгенола методом посева на поверхность агара (PCA)
при pH 6, только 9 из 14 грамотрицательных и 12 из 20 грамположительных бактерий (включая 8 молочнокислых бактерий) были ингибированы при 493 ppm,
тогда как на питательном бульоне при том же самом pH были получены результаты MIC 32 и 63 для Torulopsis candida и Aspergillus niger, и S. aureus и Escherichia соli соответственно [95]. Экстракты специй оказывают менее выраженное
ингибирующее действие на средах, чем сами специи, что, вероятно, обусловлено медленным освобождением летучих веществ последними [181]. Несмотря на
сложность сравнения результатов исследования, антибактериальная активность
специй не подвергается сомнению, и многие исследователи подтвердили эффективность по крайней мере 20 специй или их экстрактов по отношению к большинству организмов пищевого отравления, включая грибы [179].
В общем случае специи менее эффективны в пищевых продуктах чем
в культурной среде, и грамположительные бактерии более чувствительны,
чем грамотрицательные, при этом молочнокислые бактерии являются самыми
устойчивыми среди грамположительных [221]. Хотя результаты относительно
них спорны, грибы, по-видимому, в целом более чувствительны, чем грамотрицательные бактерии. Некоторые грамотрицательные очень чувствительны.
Антибактериальные вещества по составу изменяются от аллицина чеснока
(с диапазоном 0,3–0,5%) до эвгенола гвоздики (16–18%) [179]. Когда используют специи, диапазон значений MIC составляет от 1% до 5% для чувствительных организмов. Шалфей и розмарин обладают наибольшей антибактериальной активностью, как сообщается различными исследователями, 0,3% в культурной среде ингибировали 21 из 24 грамположительных бактерий и были
более эффективны, чем другие специи [181]. Горчичное масло было эффективно в множестве пищевых продуктов при уровне около 25–100 ppm по отношению к грамотрицательным и грамположительным бактериям, так же как и по
отношению к некоторым дрожжам.
Относительно определенных ингибирующих уровней экстрактов и масел
Нuhtаnеn [87] подготовил этаноловый экстракт из 33 специй, протестировал их
на бульоне по отношению к C. botulinum и выяснил, что экстракт шелухи мускатного ореха дал MIC 31 ppm и был самым эффективным при 33 ppm. Следующими по эффективности были мускатный орех, лавровый лист, белый и черный
перец с MIC 125 ppm. Используя масло орегана, тимьяна и сассафраса, Beuchat
(1976 г.) обнаружил, что 100 ppm были эффективны по отношению к V. parahaemolyticus в бульоне. Рост и производство афлатоксина Aspergillus parasiticus
в бульоне было ингибировано 200–300 ppm корицы и масла гвоздики, 150 ppm
альдегида коричной кислоты и 125 ppm эвгенола [23].
Механизмы, которыми специи ингибируют микроорганизмы, неясны, и
можно предположить, что они отличны для несвязанных друг с другом групп
специй. То, что механизмы при использовании орегана, розмарина, шалфея и
тимьяна могут быть сходными, основывается на том факте, что резистентность

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

374

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

некоторых молочнокислых бактерий к одной специи сопровождалась резистентностью к другим трем [221]. Из девяти масел специй, тестированных на
активность против выделения микотоксинов Aspergillus parasiticus и Fusarium
moniliforme, самым эффективным был эвгенол в концентрации 0,25 ppm, сопровождаемый альдегидом коричной кислоты; тимолом и карвакролом; ореганом; маслами шелухи мускатного ореха, содержащими миристин [98].

Фосфаты
Эти соли обычно добавляют в обработанное мясо, чтобы увеличить его влагоудерживающую способность. Они также придают аромат и являются антиоксидантами.
Пищевые фосфаты включают от одного Р (например ортофосфат) до по крайней мере 13 (полифосфат натрия). В 1970-х и 1980-х гг. их исследовали на антиботулиническую активность, особенно в сочетании с нитритами. В одном из исследований комбинация 40 ppm NаNО2, 0,26% сорбата калия и 0,4% пирофосфата натрия (SAPP) задержала выделение нейротоксина C. botulinum в сосисочных
эмульсиях на 12–18 дней по сравнению с 6–12 днями для контрольных образцов
при том же pH [204]. Ингибирование 13 грамположительных и 12 грамотрицательных бактерий в культуральной среде 0,5% полифосфатами при pH 7 и 25 °С
показало, что триполи- и гексаметафосфат были наиболее эффективны, причем
грамположительные бактерии более восприимчивы, чем грамотрицательные
[223]. В данном исследовании стерилизованные фильтрованием препараты фосфата были более эффективны, чем автоклавированные. Как отмечено в гл. 7,
фосфат натрия при концентрации 0,5% задержал рост Clostridium tyrobutyricym
в сырной массе в течение трех недель, и 1%-я концентрация произвела полное
ингибирование в продукте, которому было привито 5 ´ 10 5 спор [120].
Ортофосфат (ТSР) был тестирован на целых ножках цыпленка и вырезанных
фрагментах ножек цыпленка на его действие против L. monocytogenes. Используя инокулят 108 КОЕ/мл, части цыпленка опускали в 10 или 12%-й раствор ТSР
и в стерильную воду в качестве контроля [27]. После 5 дней при 2°С ТSР, как
было выяснено, был более эффективным на вырезанных частях, чем на целых
ножках для 9 из 12 образцов; для вырезанных фрагментов произошло уменьшение на 4,28 порядка, тогда как для целых ножек только на 3,3 порядка [27].
Относительно механизма, по которому фосфаты ингибируют бактерии, клетки
Bacillus cereus и споры были подвергнуты воздействию 0,1%-го или более полифосфата натрия (polyP), и состав был бактерицидным в фазе логарифмического
роста клеток, где он вызвал клеточный лизис (см. рис. 13.5). Для этого эффекта
был необходим активный рост клеток. Ингибирование прорастания и роста спор
B. cereus было эффективно при 0,1%, а при 1,0%-й концентрации наблюдался спорицидный эффект [121]. Антиспоровая активность была антагонистична двухвалентным катионам. Было показано, что при использовании L. monocytogenes
в культуральной среде ингибирование полифосфатом натрия аннулируется под
действием катионов [222]. При элонгации вегетативных клеток при использовании 0,05% polyP после 4 ч, Maier и др. [121] заключили, что polyP может воздействовать на белок FtsZ и таким образом блокировать полимеризацию Z-кольца.
Белок FtsZ проявляет Мg2+-зависимую GTP-азную активность.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

375

Среднемолекулярные жирные кислоты и сложные эфиры
Уксусные, пропионовые и сорбиновые кислоты — жирные кислоты с малой
длиной цепи, используемые прежде всего как консерванты. Жирные кислоты со
средней длиной цепи используются прежде всего как поверхностно-активные
или эмульгирующие агенты.
Антибактериальная активность среднемолекулярных жирных кислот более
известна в мылах, которые являются солями жирных кислот. Большинство из
них состоят из 12–16 атомов углерода. Для насыщенных жирных кислот самая
высокая антибактериальная активность отмечена для длины цепи С12; для мононенасыщенных (содержащих одну двойную связь) — С16:1; для полиненасыщенных (содержащих больше чем одну двойную связь) — С18:2 [99]. В целом жирные кислоты эффективны прежде всего против грамположительных бактерий и
дрожжей. Кислоты с длиной цепи от С12 до С16 являются более активными против бактерий, тогда как кислоты с длиной цепи от С10 до С12 более эффективны
против дрожжей [99]. Жирные кислоты и сложные эфиры, а также структурно-функциональные взаимосвязи были рассмотрены и обсуждены Kabara [99].
Насыщенные алифатические кислоты, эффективные против C. botulinum, были
оценены Dymicky и Trenchard [50].

Рис. 13.5. Литический эффект polyP JOHA HBS на культуру B. cereus WSBC 10030 в экспоненциальной фазе роста и влияние бивалентных металлических катионов. (А) Литический
эффект 0,1% polyP. Добавление 70 мкг хлорамфеникола/мл в экспоненциальной фазе роста
культуры в течение 20 мин снижает литический эффект polyP. Пунктирная линия = контрольные клетки в воде. Символы: = — polyP; g — polyP и хлорамфеникол. (Б) Влияние
катионов на polyP-индукцию лизиса. Тридцать минут после добавления 0,1% polyP к клеточной суспензии, было добавлено 10 мМ (g), 5 мМ (p) или 1 мМ (=) Mg2+ или 1 мМ (™) Са2+.
Пунктирная линия, контрольные клетки в воде без добавления polyP, но с 10 мМ Mg2+; сплошная линия, контрольные клетки с polyP и без катионов, [121], Copyright © 1999, American
Society for Microbiology. Используется с разрешения.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

376

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Моноэфиры глицерина и диэфиры сахарозы обладают большей антибактериальной активностью, чем соответствующие свободные жирные кислоты и сравниваются с сорбиновой кислотой и парабенами как антибактериальные препараты. Монолаурин самый эффективный из сложных эфиров глицерина, а дикаприлат сахарозы — самый эффективный из диэфиров сахарозы. Монолаурин был
оценен многими исследователями как ингибирующий разнообразные грамположительные бактерии и некоторые дрожжи при 5–100 ppm [19]. В отличие от низко молекулярных жирных кислот, которые более эффективны при низком pH,
монолаурин эффективен в диапазоне 5,0–8,0 [100].
Поскольку жирные кислоты и сложные эфиры имеют узкий диапазон активности, и вещества GRAS, типа EDTA, соли лимонной кислоты и фенольные антиоксиданты также имеют ограничения как антибактериальные агенты, если используются одни, Kabara [99] обратил внимание на так называемый подход
«консервирующих систем», используемый для контроля микроорганизмов в пищевых продуктах при использовании комбинаций химических веществ с целью
соответствия данной пищевой системе и необходимости консервации. Согласно
этому подходу, консервирующая система могла бы состоять из трех соединений, например монолаурин/EDTA/BHA. Хотя EDTA обладает небольшой антибактериальной активностью, однако способствует тому, что грамотрицательные
бактерии становятся более восприимчивы, разрывая внешнюю мембрану и таким образом усиливая воздействие жирных кислот или эфиров жирных кислот.
Антиоксидант, такой как BHA, проявил бы эффект против бактерий и грибов,
а также одновременно служил бы антиоксидантом. При помощи такой системы
можно минимизировать развитие устойчивых штаммов, и pH пищи может стать
менее важным относительно эффективности ингибирующей системы.

Уксусная и молочная кислоты
Эти две органические кислоты часто используются как консерванты. В большинстве случаев их присутствие в пищевых продуктах возникает в процессе производства под действием молочнокислых бактерий. Продукты, такие как рассол,
квашеная капуста и ферментированное молоко, изготавливаются ферментативным воздействием различных молочнокислотных бактерий, которые производят уксусную, молочную и другие кислоты.
Антибактериальный эффект органических кислот объясняется понижением
pH ниже диапазона роста и метаболическим ингибированием недиссоциированными молекулами кислоты. В определении количества органических кислот в
пищевых продуктах титруемая кислотность имеет большую ценность, чем pH,
потому что последний является мерой концентрации иона водорода, а органические кислоты не диссоциируют полностью. При измерении титруемой
кислотности определяется количество кислоты, которая способна к реакции
с известным количеством основания. Титруемая кислотность продуктов типа
квашеной капусты — лучший индикатор кислотности, чем pH. Когда E. coli
0157:Н7 и пять других видов обнаруживаемых в пище патогенных микроорганизмов были выдержаны в 10%-й уксусной кислоте при 30 °С в течение 4 дней,
ничего не выросло [54]. Та же концентрация уксусной кислоты уменьшала содержание E. coli 0157:Н7 на 6 порядков через 1 мин. Молочная кислота представлена как вещество, усиливающее проницаемость внешней мембраны по

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

377

отношению к грамотрицательным бактериям, и таким образом, является потенцирующим средством других антибактериальных препаратов [3].
Бактерицидный эффект уксусной кислоты может быть продемонстрирован
по ее действию на определенные патогенные микроорганизмы. Когда два разных вида сальмонеллы были добавлены в масляно-уксусную заправку салата,
величина начальной инокуляции составила 5 ´ 10 6 ; S. Enteritidis не были обнаружены после 5 мин, S. Тyрhimurium не был обнаружен после 10 мин [129].
Органические кислоты используются для промывания и санирования туш
животных после убоя, чтобы уменьшить количество болезнетворных микроорганизмов и увеличить срок годности продукта. Эта тема обсуждена в гл. 4.

Соли уксусной и молочной кислот
Натриевые и калиевые соли уксусной и молочной кислот широко используются
в пищевых продуктах и имеют длинную историю применения. Например, диацетат натрия (СН2СООNа • СН3СООН • хН2О) широко используется в хлебопекарной промышленности для предотвращения заплесневелости хлеба и пирогов. Интерес в этих мультифункциональных составах в значительной степени
увеличился в течение прошлых нескольких десятилетий из-за возможности увеличения с их помощью срока годности обработанного мяса. Срок годности для
охлажденных приготовленных мясных нарезок в США — 75–90 дней [13], и некоторые из этих веществ важны в этом отношении. Другая причина увеличенного интереса — их активность по отношению к психотрофным патогенным микроорганизмам типа L. monocytogenes. Соли в этом разделе — бактериостатические, а не бактерицидные. Некоторые наиболее свежие данные приведены ниже.
Для обзора лактатов см. Shеlеf [177], Shelef и Seiter [178].
С целью контроля L. monocytogenes в сосисках лактат натрия (3 или 6%), ацетат натрия (0,25 или 0,5%) и диацетат натрия (0,25 или 0,5%) были протестированы на поверхности очищенных сосисок при инокулировании порядка
304 КОЕ/см2 патогенных микроорганизмов и хранении при 4 °С в вакуумной
упаковке, при этом патогенный микроорганизм был ингибирован в течение
20–70 дней [13]. Более эффективным был 3% лактат натрия (0,25% ацетат натрия был менее эффективен). Рост микроорганизма был полностью ингибирован в течение более 90 дней 6% лактатом натрия или 0,5% диацетатом натрия.
В другом исследовании поверхность венской сосиски была инокулирована 105
КОЕ L. monocytogenes, упакована под вакуумом и сохранена в течение 60 дней
при 4,5 °С; жареная колбаса — в течение 84 дней при 3 и 7 °С. Лактат натрия
в количестве >3% и комбинации >1% лактата и 0,1% диацетата предотвращает
рост патогенных микроорганизмов на венских сосисках в течение 60 дней при
4,5 °С [68]. Впрыскивание агентов было более эффективно, чем погружение.
Двух- или трехпроцентная концентрация лактата калия эффективна в предотвращении роста смеси 5 штаммов L. monocytogenes в сосисках [152]. При инокуляции до 500 КОЕ/упаковку, хранении в полиэтиленовых пакетах и инкубации
при 4 или 10 °C в течение 60 или 90 дней происходит 4–5-кратное сокращение
содержания патогенных микроорганизмов в обработанном лактатом мясе по
сравнению с контрольными образцами.
С целью контроля роста Clostridium perfringens в готовном упакованном под
вакуумом реструктурированном ростбифе были оценены следующие вещества:
дигидрат цитрата натрия (2 или 4,8%, pH 4,4–5,6); лактат натрия (60% концентрация, 2 или 4,8%); ацетат натрия (0,25%); и диацетат натрия (0,25%). Мясо

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

378

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

было инокулировано смесью 3 штаммов C. perfringens, вакуумно упаковано и
приготовлено при 75 °С в течение 20 мин, после чего медленно охлаждалось
в течение 18 ч [16]. Споры не были разрушены при готовке, но их рост был
уменьшен на <1 порядок за 18-часовой период охлаждения добавлением цитрата, лактата, и диацетата [165].
В исследовании с целью определения влияния диацетата натрия (до 0,5%) и
лактата натрия (до 2,5%) на приготовленной грудинке, продукт инокулировался
9–30 спорами психотрофного Clostridium sp., упаковывался в вакууме, готовился
при температуре 71,1 °С, охлаждался и инкубировался при 4 °С около 22 недель
[127]. Порча произошла в течение 6 недель без ингибиторов, но продукты, которые содержали 0,25% диацетата или 1,25% лактата, не портились до 13 недель.

Антибиотики
Исторически антибиотики — вторичные метаболиты, продуцируемые микроорганизмами, ингибирующие или убивающие широкий спектр микроорганизмов.
Большинство подобных метаболитов синтезируется грибами и бактериями рода
Streptomyces и некоторыми Bacillus и Paenibacillus spp. Многие из клинически
используемых агентов теперь получаются синтетически.
Два антибиотика были исследованы как добавки для консервов: субтилин и
тилозин. Хлортетрациклин и окситетрациклин были когда-то изучены с целью
применения в свежих пищевых продуктах, тогда как натамицин использовался
как пищевой фунгистат. Согласно данным Animal Health Institute, 22 млн фунтов
антибиотиков были проданы в США в 2002 г. для использования в фермерских
хозяйствах. Девяносто процентов этих агентов использовались для контроля и
предотвращения болезней.
В общем случае использование химических консервантов в пищевых продуктах не популярно среди потребителей; идея использовать антибиотики еще
менее популярна. Некоторые риски могут ожидаться от использования любой
добавки к пище, но риски не должны превышать выгоду. Общее представление
в США — то, что выгода, которая будет получена при использовании антибиотиков в пищевых продуктах, не перевешивает риски, некоторые из которых известны, некоторые предполагаются. Приблизительно 15 позиций в отношении
использования антибиотиков в качестве пищевых консервантов были отмечены
Ingram и др., несколько основополагающих представлены ниже:
1) антибиотический агент должен убивать, а не ингибировать микрофлору, и
должен идеально разлагаться в обрабатываемом продукте или разрушаться
при приготовлении продуктов, которые требуют тепловой обработки;
2) антибиотик не должен инактивироваться компонентами пищи или продуктами микробного метаболизма;
3) антибиотик не должен стимулировать появление устойчивых штаммов;
4) антибиотик не должен использоваться в пищевых продуктах, если он уже используется терапевтически или как кормовая добавка.
Тетрациклины используются и клинически, и как кормовая добавка, тилозин
используется в кормах животных и только для предотвращения некоторых болезней домашней птицы (см. табл. 13.9). Ни низин, ни субтилин не используются в медицине или кормах, и хотя низин используется во многих странах, субтилин — нет. Структурные сходства этих двух антибиотиков проиллюстрированы
на рис. 13.6.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

379

Таблица 13.9. Свойства некоторых антибиотиков
Свойства
Широко распространен
в пище
Первое использование
в пищевых продуктах
Химический тип
Применяется как адъюнкт
Тепловая стабильность
Микробный спектр
Использование в медицине
Использование в кормах
*

Тетрациклины

Субтилин

Тилозин

Низин

Натамицин

Нет

Нет

Нет

Да

Да

1950

1950

1961

1951

1956

Тетрациклины
Нет
Чувствительный
Г +, Г –
Да
Да

Макролиды
Полипептиды
Да
Да
Стабильный Стабильный
Г+
Нет
Нет

Г+
Да*
Да

Полиены
Полипептиды
Нет
Да
Стабильный Стабильный
Г+
Нет
Нет

Грибы
Да†
Нет

при лечении болезней птиц; † ограниченный.
Источник: [96].

Рис. 13.6. Структурная формула низина (A), субтилина (Б), натамицина (В) и тетрациклина (Г).

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

380

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Монензин
Этот антибиотик был одобрен FDA как кормовая добавка для крупного рогатого
скота в 1970-х годах и используется, прежде всего, чтобы улучшить эффективность питания жвачных животных. Аминокислотная недостаточность была выявлена у коров с фистуляцией [113]. Антибиотик ингибирует грамположительные бактерии, и таким образом его долгосрочное использование может способствовать изменению состава бактериальной биоты желудочно-кишечного
тракта с грамположительного до более грамотрицательного. Как и низин, монензин — ионофор (нарушает селективную проницаемость мембран клетки), и
эти два агента сравниваются как кормовые добавки [26]. См. гл. 27 для описания
возможного влияния E. coli 0157:Н7 на животные экскременты.

Натамицин
Этот антибиотик (также известный как пимарицин, теннецетин и мипрозин) —
полиен, который является весьма эффективным против дрожжей и грибов, но не
бактерий. Натамицин — международное название, которое произошло от Streptomyces natalensis. Его структурная формула представлена на рис. 13.6.
Учитывая принятие натамицина как пищевого консерванта, комиссия экспертов [59] от Всемирной Организации Сельского Хозяйства/Всемирной Организации Здравоохранения FAO/WHО приняла следующее: он не затрагивает
бактерии, стимулирует необычно низкий уровень сопротивления среди грибов,
редко вовлекается в поперечное сопротивление среди других противогрибковых полиенов, и передачи ДНК между грибами не происходит в той степени, которая происходит с некоторыми бактериями. Кроме того, из табл. 13.9 видно,
что его использование как клинического агента ограничено, и он не используется как кормовая добавка. Натамицин, как показали многочисленные исследователи, может быть эффективным и против дрожжей, и против грибов [96].
Натамицин был относительно эффективнее по сравнению с сорбиновой кислотой и четырьмя другими противогрибковыми антибиотиками, как был показано Klis и др. [109]. Для ингибирования 16 различных грибов требуется 100–1000
ppm сорбиновой кислоты; 1–25 ppm натамицина были эффективны против тех
же самых штаммов в той же культуральной среде. Чтобы контролировать возникновение грибов на землянике и малине, натамицин был сравнен с римоцидином и нистатином, и, наряду с римоцидином, был эффективен при концентации
10–20 ppm, тогда как нистатина требовалось 50 ppm. При контроле грибов на салями, как было выяснено группой исследователей [81], распыление на свежей
салями 0,25% смеси эффективно. Другой исследователь сделал неудачную попытку предотвращения роста грибов на итальянских сухих колбасах методом
погружения в 2000-ppm раствор [84]. Спрей натамицина (2 ´ 1000 ppm) был
столь же хорош или даже лучше, чем 2,5% раствор сорбата калия.
Натамицин действует тем же самым образом, что и другие полиеновые антибиотики, связываясь с мембранными стеринами и вызывая искажение мембранной селективной проницаемости [77]; бактерии не обладают мембранными стеринами, чем и объясняется их недостаточная чувствительность к этому агенту.

Тетрациклины
Хлортетрациклин (СТС) и окситетрациклин (ОТС) были одобрены FDA в 1955 и
1956 гг., соответственно, на уровне 7 ppm происходило контролирование бакте-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

381

риальной порчи необработанного охлажденного мяса птицы, однако эти утверждения были впоследствии аннулированы. Эффективность этой группы антибиотиков в пролонгировании срока хранения охлажденной пищи была впервые
установлена Tarr и его сотрудниками при работе с рыбой в Канаде [190]. Последующие исследования, проведенные большим количеством ученых во многих
странах, установили эффективность CTC и OTC при замедлении бактериальной
порчи не только свежей рыбы и морепродуктов, но и домашней птицы, мяса,
овощей, молока, и других пищевых продуктов (для обзора см. [96]). СТС более
эффективен, чем OTC. Поверхностная обработка охлажденного мяса раствором
7–10 ppm приводит к увеличению срока годности по крайней мере на 3–5 дней и
изменению биоты порчи с грамотрицательных бактерий на дрожжи и грибы.
При комбинировании CTC с сорбатом для замедления порчи рыбы данный состав был эффективен в течение 14 дней. Свежее филе, опущенное в 5 ppm CTC
и 1% раствор сорбата, показало значительно более низкую обсемененность
(в АПК) на поверхности после хранения в вакуумной упаковке при 2 °С в течение 14 дней, чем контрольные образцы [128].
Тетрациклины чувствительны к высокотемпературным и неустойчивым
условиям хранения пищевых продуктов, и эти факторы были важны для их использования в пищевых продуктах. Они используются для лечения болезней
людей и животных, а также в пищевых добавках в США. Риски, связанные использованием тетрациклинов как пищевых консервантов в развитых странах,
явно перевешивают выгоды.

Субтилин
Этот антибиотик был обнаружен и разработан учеными в Западной региональной лаборатории USDA, его свойства были описаны Dimick и др. [46]. Он структурно подобен низину (см. рис. 13.6), производится штаммами Bacillus subtilis.
Как и низин, он эффективен против грамположительных бактерий, устойчив
к кислоте, и обладает достаточной резистентностью к высокой температуре,
противостоит деструкции при 121 °С в течение 30–60 мин. Субтилин эффективен в консервах при концентрации 5–20 ppm, предотвращая прорастание эндоспор, действуя с точки зрения механизма действия как низин (см. рис. 13.1). Подобно низину, он не используется при лечении заболеваний людей и животных,
и как пищевая добавка. Этот антибиотик может быть столь же эффективным как
низин, хотя на него не обращают пристального внимания с 1950-х гг. Его способ
действия, разработка и оценка были рассмотрены выше [96].

Тилозин
Этот антибиотик — неполиеновый макролид, каковыми являются клинически
используемые антибиотики эритромицин, олеандомицин и другие. Он обладает
большим ингибирующим действием, чем низин или субтилин. Denny с соавт.
[41] были первыми, кто изучил возможное применение этого антибиотика в консервах. Когда в зерна, содержащие споры, был добавлен 1 ppm тилозина, продукт не портился в течение 30 дней при инкубации при 54 °С [41].
В отличие от низина, субтилина и натамицина тилозин используется в кормах животных и при лечении некоторых заболеваний домашней птицы. Как
макролид он более эффективен против грамположительных бактерий. Он ингибирует синтез белка, связываясь с 50S-субъединицами рибосом, и показывает,
по крайней мере, частичную гибрид-резистентность с эритромицином.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

382

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Противогрибковые агенты для фруктов
Перечисленные в табл. 13.10 вещества применяются для обработки фруктов после сбора урожая для контролирования роста грибов. Беномил применяется однородно на всей поверхности фруктов (примеры отмечены в табл. 13.10). Он
применяется в концентрации 0,5–1,0 г/л. Он может проникать через поверхность некоторых овощей и используется во всем мире, чтобы контролировать
гниль верхушек и антракноз бананов, а также гниение плодов цитрусовых. Он
более эффективен, чем тиабендазол, и проникает более легко. И беномил, и тиабендазол эффективны при контролировании сухой гнили, вызванной Fusarium
spp. Для предотвращения распространения Botrytis на винограде используется SO2
для долгосрочного хранения. Типичная начальная обработка состоит из 20-минутного применения 1%-го раствора и приблизительно 0,25% при последующих обработках (использование SO2 в других пищевых продуктах обсуждено выше).
Таблица 13.10. Некоторые химические вещества, применяемые для контроля грибной
порчи свежих фруктов
Вещество
Тиабендазол
Беномил
Дифенил
SO2-обеззараживание
a-фенилфенолят натрия

Фрукт
Яблоки, груши, цитрусовые фрукты, ананас
Яблоки, груши, бананы, цитрусовые фрукты, манго,
папайя, персики, вишня, ананас
Цитрусовые фрукты
Виноград
Яблоки, груши, цитрусовые фрукты, ананас

Источник: Eckert [51].

Экстракт Trichoderma sp. (6-пентил-a-пирон, 6-PAP) — эффективный ингибитор штаммов Botrytis и Armillaria, которые разрушают фрукты киви в Новой
Зеландии. Действие 6-PAP на другие грибы не ясно.

Оксиды этилена и пропилена
Оксиды этилена и пропилена, наряду с этил- и метилформиатом (НСООС2Н5 и
НСООСН3 соответственно), рассматриваются вместе в этом разделе из-за сходного способа действия. Структурные формулы оксидов следующие:

Оксиды существуют в природе как газы и используются как фумиганты в пищевой промышленности. Применяются для сухих плодов, орехов, специй и т. д,
прежде всего как противогрибковые составы.
Этиленоксид — алкилирующий агент. Предполагается, что его антибактериальная деятельность связана с этой активностью следующим образом. В присут-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

383

ствии лабильных атомов Н, нестабильное трехчленное кольцо этиленоксида
распадается. Атом Н присоединяется к кислороду, образуя этилгидроксильный
радикал, СН2СН2ОН, который присоединяется к органической молекуле вместо
атома H. Этилгидроксильная группа блокирует реактивные группы микробных
белков, таким образом приводя к ингибированию. Среди групп, способных поставлять лабильный атом Н, — такие как –COOH, –NН2, –SН и О–ОН. Представляется, что этиленоксид влияет на эндоспоры C. botulinum путем алкилирования
гуанина и аденина [167, 208].
Этиленоксид используется как газообразный стерилизатор для гибких и полужестких контейнеров для асептической упаковки обработанных пищевых
продуктов. Весь газ рассеивается из контейнеров после их удаления из камер обработки. Его действие на микроорганизмы ненамного более эффективно против
вегетативных клеток, чем против эндоспор, как это может быть отмечено по значениям D, представленным в табл. 13.4.

Разнообразные химические консерванты
Хитозаны
Хитозаны — катионоактивные полисахариды, производимые из хитина кислотным или ферментативным гидролизом; они представляют из себя деацетилированные производные хитина. Последний может быть получен под действием хитозаназы (см. [106]). O-карбометилированный (O-СМ) хитозан водорастворим и
обладает более широким антибактериальным спектром, чем некоторые другие
вещества. Хитозаны разнообразны по размеру молекул, имеют молекулярную
массу от 30 до более 1000. Доказано, что эти вещества более эффективны против
грамположительных, чем граммотрицательных бактерий, они исследуются как
антибактериальные вещества для использования в упаковочных пленках (биологически активная упаковка). Поликатионоактивные хитозаны связываются
с отрицательно заряженными бактериальными клетками и влияют на мембранные и транспортные функции.
Используя количественный анализ проб на агаре шести олигомеров хитозана и
6 растворов хитозана при 0,1%-й концентрации, которые были протестированы по
отношению к некоторым бактериям, возникающим на японском соевом твороге.
Шесть хитозанов полностью ингибировали Bacillus spp. после 24 ч при 37 °С, и
привели к сокращению на 3–4 порядка Bacillus megaterium и B. cereus [140]. Концентрация 0,04% полностью устранила Enterobacter sakazakii. Из исследований
свойств хитозана в водно-масляных эмульсиях при уровне 107К ОЕ/мл L. monocytogenes и S. typhimurium ясно, что 0,1%-й раствор хитозана ингибировал эти два
патогена при 10 или 25 °С, причем L. monocytogenes более чувствителен к нему, чем
S. typhimurium [225].

Диметилдикарбонат (DMDC)
Этот состав используется как ингибитор дрожжей в вине и в некоторых фруктовых напитках при концентрации 0,025%. При его гидролизе происходит образование метанола и CO2. При концентрации 0,25% в яблочном сидре, хранившимся при 4 °С, наблюдалось существенное сокращение (< 1 КОЕ/мл) E. coli
0157:Н7 после 3 дней по сравнению с контролем без DMDC или сидра, хранившимся с бисульфитом натрия или бензоатом натрия, где этот болезнетворный
микроорганизм выжил в течение 15 дней [56].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

384

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Этанол
Этот спирт присутствует в экстрактах специй и оказывает сохраняющий эффект
благодаря своим осушающим и денатурирующим свойствам. Пары этанола, вырабатываемые парогенератором, могут быть размещены в пустотах упаковки,
и доказано, что эти пары могут быть эффективными против некоторых бактерий
и грибов. Показано, что этанол повышает чувствительность L. monocytogenes
к низким значениям pH, органическим кислотам и осмотическому давлению,
эти эффекты могут проявляться при 5%-й концентрации. При pH 3,0 сокращение болезнетворных микроорганизмов на более чем 3 порядка произошло после 40-минутного воздействия раствором этанола 5%-й концентрации, но при
10%-й концентрации произошло то же самое сокращение после 10 мин [12]. Самая перспективная комбинация — при pH 3,0 + 50 мм формиата +5% этанола,
которая привела к пятикратному сокращению через 4 мин. Этанол изменяет
мембранную проходимость и таким образом делает клетки более восприимчивыми к определенным агентам. Споры Bacillus subtilis, обработанные щелочью
или этанолом, высвобождают DPA. Споры, обработанные этанолом, не прорастали как в питательном растворе, так и непитательном, и они не восстанавливались после обработки лизоцимом [174].
Дегидроацетоновая кислота (внизу) используется как консервант для соков
с мякотью.

Диэтилпироуглерод используется для разлитых в бутылки вин и безалкогольных напитков как ингибитор дрожжей. Он разлагается с образованием этанола и СО2 путем гидролиза или алкоголиза. Гидролиз (реакция с водой):

Алкоголиз (реакция с этиловым спиртом):

Saccharomyces cerevisiae и конидии A. niger и Byssochiamys fulva были разрушены этим составом после получасового погружения, тогда как для аскоспор
B. fulva потребовалось 4–6 ч для максимального разрушения [185]. Средняя концентрация для ряда дрожжей приблизительно от 20–1000 ppm, в зависимости от
вида или штамма. Для разрушения L. plantarum и Leuconostoc mesenteroides потребовалось более 24 ч. Спорообразующие бактерии являются весьма устойчивыми к этому составу. При использовании этого вещества иногда образуется
уретан, и так как это канцерогенное вещество, использование диэтилпироуглерода в США больше не разрешено.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

385

Глюкозоксидаза
Этот фермент катализирует окисление глюкозы в присутствии О2 до глюконовой кислоты и Н2O2. Фермент производится некоторыми грибами, и продукты
реакции подавляют рост некоторых грамотрицательных бактерий в культуральной среде.

Полиаминокислоты
По крайней мере две аминокислоты катионоактивных полимеров проявили ингибирующие свойства к множеству обнаруживаемых в пище бактерий и грибов и
обладают минимальной токсичностью. Очевидно, что они действуют путем влияния на активность клеточных мембран. Эти аминокислоты имеют статус GRAS.
Полилизин эпсилон, производимый в Японии, как было установлено, при
концентрации 5 ppm ингибирует некоторые грамположительные бактерии. Он
водорастворим, эффективен в широком диапазоне pH, разрушается до лизина
протеазами. Другое соединение — этил-N-додеканоли-L-аргинин HCl (производимый в Испании). Его эффективность против микробиоты мяса и домашней
птицы была выявлена уже при концентрации 200 ppm.

Биоконтроль
Биоконтроль — это использование одного или более организмов для ингибирования или контроля других организмов. Для контроля может потребоваться живой
организм (как в случае фагов), или он может быть осуществлен косвенными действиями или агентами (как при использовании бактериоцинов). Антибиотики,
рассмотренные в предыдущем разделе этой главы, не включены сюда. Биоконтроль, связанный с защитой пищи, в общем охватывает действие молочнокислых
бактерий, бактериоцинов, лейкинов, бактериофагов и «защитных культур».

Антагонизм бактерий
На пищевые продукты, рассмотренные в этом разделе, благоприятно воздействуют некоторые виды их микробиоты, которые не изменяют качество продуктов. Напротив, ферментированные продукты, рассмотренные в гл. 7 и 8, — это
новые и готовые изделия, например йогурт из молока; рассол из огурцов; вино
из фруктового сока и т. д. Хотя ферментированные пищевые продукты не подпадают под антагонизм бактерий, следует отметить, что многие из действующих
при этом организмов также вовлечены в процесс ферментации. Биота состоит
по существу из агентов биоконтроля.
Под антагонизмом бактерий понимается общее ингибирование или разрушение одного микроорганизма другими видами той же самой среды обитания.
Антагонизм молочнокислых микроорганизмов — четкий пример микробного
подавления, есть другие менее явные пути, в результате которых происходит
ингибирование, некоторые из них представлены ниже. Выражение «антагонизм
бактерий» предложено R. Dubos, который использовал его для описания работы
в этой области, где описывался антагонизм определенных человеческих болезнетворных микроорганизмов нормальной биоты кожи. Множество клинических
исследователей в 1960–70-х гг. установили, что нормальная безвредная стафилококковая биота предотвратила колонизацию более ядовитых стафилококко-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

386

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

вых штаммов. Это было продемонстрировано путем прививки или инокулирования ноздрей новорожденных младенцев живыми невирулентными штаммами,
которые предотвратили последующую колонизацию ядовитыми штаммами.
Примеры антагонизма бактерий, относящиеся по времени приблизительно к
1877 г., были отмечены и рассмотрены Flогеу [57]. Среди самых ранних изданных исследований общего микробиального антагонизма в пищевых продуктах
были Dack и Lippitz [37], Peterson и др. [149] и Goepfert и Kim [69]. Dack и Lippitz
заметили, что естественная биота замороженных пирогов ингибировала прививку клеток Staphylococcus aureus, E.coli и S. typhiniurium. Peterson и его коллегами
была выявлена репрессия приблизительно 105/г S. aureus в пирогах нормальной
биотой. Goepfert и Kim обнаружили неспособность образующихся в пище
болезнетворных микроорганизмов к росту в свежем говяжьем фарше с биотой
концентрации приблизительно 105/г. Начиная с этих ранних исследований демонстрировался антагонизм нормальной биоты пищи против L. monocytogenes
и патогенных штаммов E.coli. Хорошо установлен подавляющий эффект достаточно развитой аэробной бактериальной биоты против роста Clostridium botulinum в свежем мясе, как и подавление дрожжей и грибов бактериальной биотой
свежего мясного фарша [93].
Механизмы антагонизма бактерий не ясны, но некоторые наблюдения достойны внимания. Во-первых, необходимо, чтобы фоновая биота содержала
больше жизнеспособных клеток, чем инокулируется клеток организма, который
будет ингибирован. Во-вторых, антагонистическая биота в общем случае не гомогенна, и роль, которую играют отдельные виды, неясна. Среди объяснений,
выдвинутых за эти годы, следующие: (1) борьба за питательные вещества,
(2) соревнование за участки присоединения/адгезии, (3) неблагоприятное изменение окружающей среды и (4) комбинации этих факторов. Установлено, что
антагонизм обычно проявляется при АПК по крайней мере 106 клеток/г, поэтому
есть возможность, что образование биопленки и возникновение значимого кворума играют пока еще неизвестную роль(роли) в этом явлении. Некоторые примеры подавления и кисломолочного антагонизма представлены ниже.
Несколько необычный пример того, что можно было бы назвать «биотическим
антагонизмом», был продемонстрирован с почвенной нематодой. Было показано,
что свободно живущая нематода, Caenorhabditis elegans, уничтожает бактерии,
преимущественно грамотрицательные клетки, а не грамположительные, хотя
представители обеих групп были проглочены в лабораторных исследованиях [5].
Salmonella Poona была проглочена этой нематодой, таким образом получив защиту от действия дезинфицирующих средств [25]. Уничтожающие способности населяющих почву нематод существенны в подавлении и устойчивости некоторых
патогенных микроорганизмов в почвах, особенно среди ростков семян.

Молочнокислый антагонизм
Явление молочнокислого ингибирования или разрушения, связанное как с пищевым отравлением, так и с организмами порчи пищи, наблюдается в течение
более чем 80 лет. Точные механизмы его все еще неясны. Среди идентифицированных факторов — производство антибиотиков, Н2O2, диацетила и бактериоцинов в дополнение к падению pH и истощению питательных веществ. Таким
образом, молочнокислый антагонизм — пример микробного антагонизма.
В одном из исследований педиоцин-производящие штаммы Lactococcus lactis были генетически модифицированы для производства достаточных коли-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

387

честв педиоцина для контроля роста L. monocytogenes в созревающем сыре Чеддер. В контрольном сыре болезнетворный микроорганизм увеличился приблизительно 107/г после 2 недель и затем уменьшился приблизительно до 103 после
6 месяцев, однако в экспериментальном сыре болезнетворный микроорганизм
уменьшился до 102/г в течение 1 недели, и затем до 10/г в течение 3 месяцев [24].
Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii производит слабовыраженную
мультикомпонентную ингибирующую систему при культивировании в пастеризованном молоке, которая эффективна против грамотрицательных бактерий и
грибов в твороге. Один такой продукт — Микрогард. Реутерин (3-гидроксипропиональальдегид) производится Lactobacillus reuteri из глицерина. При концентрации 100 АЕ/г произошло уменьшение содержания E. coli 0157:Н7 на 5 порядков в сырой свинине через 1 день при 7 °C [53]. Будучи используемым отдельно,
Реутерин при концентрации 4 АЕ/мл ингибирует рост E. coli, а при 8 АЕ/мл ингибирует L. monocytogenes. Этот ингибитор был более эффективен в сочетании
с молочной кислотой [53].
Lactobacillus reuteri и аллилизотиосукцинат (AITC, при концентрации 1 300
ppm), в отдельности и в комбинации были проверены на их эффективность против смеси пяти штаммов Е. coli 0157:Н7 в говяжьем фарше при 4 °С в течение
25 дней. Мясо было инокулировано увеличенным на 3 и 6 порядков содержанием E. coli и 250 мм глицерина/кг. E. coli в мясе была убита за 20 дней L. reuteri
[133]. AITC полностью устранил инокулированный 3 порядками Е. coli 0157:Н7,
и при более высокой концентрации это привело к сокращению содержания более чем на 4,5 порядка после 25 дней.
Чтобы изучить защитный эффект молочнокислых микроорганизмов, Lactobacillus casei и его культура были проверены на готовых к употреблению салатах при 8 °С [99]. После 6 дней хранения 3%-й раствор культуры сократил АПК
от 6 до 1 lоg10 КОЕ/г и подавил бактерии кишечной группы, энтерококки и
Aeromonas hydrophila. Количество бактерий кишечной группы было уменьшено
примерно на 2 порядка и фекальных бактерий кишечной группы примерно на
1 порядок при помощи 1%-й молочной кислоты [199]. Механизм ингибирования, производимого штаммами Staphylococcus equorum, идентифицирован как
образование макроциклического пептидного антибиотика, микрококцин Р1;
бактерии эффективны в ингибировании L. monocytogenes на поверхности мягкого сыра [28]. Другой антилистерийный состав, коагулин, был выделен из штамма Bacillus subtilis и отнесен к семейству бактериоцинов педиоцинов [115].
Эффективность пяти молочнокислых бактерий для контроля над L. monocytogenes в пастеризованном молоке была оценена путем прививания патогенного микроорганизма в количестве 104 КОЕ/мл с инкубацией при 30 °С. Используемыми молочнокислыми бактериями были Lactococcus lactis, Leuconostoc cremoris, Lactobacillus plantarum, L. delbrueckii subsp. bulgaricus и Streptococcus
salivarious subsp. thermophilus [151]. Ингибирование на 89–100% было достигнуто при pH 4,17–4,21 при 30 °С или 37 °С. Полное ингибирование было достигнуто двумя лактобациллами после 20 ч при 37 °С и 64 ч при 30 °С. В другом исследовании 49 выделенных молочнокислых бактерий из готовых к употреблению продуктов были посеяны на агаровых пластинах с L. monocytogenes [4]. Три
наиболее эффективных изолята были идентифицированы как Lactobacillus
casei, Lactobacillus paracasei и Pediococcus acidilactici. Используя бульон МRS,
инкубированный при 5 °C в течение 28 дней, было обнаружено сокращение
L. monocytogenes на 3,5 порядка, в то время как на сосисках произошло сокраще-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

388

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

ние на 4,2–4,7 порядка. В ветчине, хранившейся при 5 °C в течение 28 дней в вакуумной упаковке, было отмечено сокращение на 2,6 порядка [4].
В ряде других исследованиях продемонстрирована эффективность различных молочнокислых бактерий как ингибиторов обнаруживаемых в мясе и мясных нарезках патогенных микроорганизмов. Мясная стартовая культура Pediococcus acidilactici вызвала сокращение на 2,3 порядка количества E. coli
0157:Н7, L. monocytogenes и Staphylococcus aureus в течение ферментации салями после 24 ч по сравнению с сокращением на 1,3 порядка в контрольных образцах [101]. Когда поверхность стейков была инокулирована E. coli или S. typhimurium и хранилась при 5 °C, Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis произвел существенное сокращение количества психотрофов и бактерий кишечной группы
и небольшое сокращение E. coli [173]. Существенное сокращение обоих патогенных микроорганизмов так же, как психотрофов, произошло, когда молочнокислая культура была применена на поверхности вырезки говядины и свинины.
Продемонстрирована эффективность Leuconostoc carnosum по отношению к
L. monocytogenes на упакованном мясе, нарезке и сервелате [92]. Самым эффективным из использованных методов был метод распыления молочнокислых
организмов на поверхности мяса, при этом содержание L. monocytogenes понизилось до 10 КОЕ/г в течение 4 недель при 10 °C по сравнению с контрольными
образцами, где содержание патогенных микроорганизмов увеличилось приблизительно до 107 КОЕ/г [92].
Согласно исследованию в Норвегии, где были использованы нарезка, вакуумно-упакованная ветчина и мясные колбасы, инокулированные 104–105/г
смеси пяти штаммов Lactobacillus sakei, наблюдалось предотвращение роста добавленных L. monocytogenes и E. coli 0157:Н7 при 8 °С в течение 21 дня, хотя
серотип 0:3 штамма Yersinia enterocolitica не был затронут [20]. Все мясо было
приемлемо для употребления в пищу в конце периода хранения.
Когда 1,180 психотрофных изолятов с овощных салатов были проверены методом посева на агар на S. aureus, E. coli 0157:Н7, L. monocytogenes, и S. montevideo, 37 (3,2%) изолятов показали различную степень ингибирования против по
крайней мере одного из четырех патогенов [171]. Тридцать четыре из 37 ингибирующих культур были грамотрицательными. Продуцирующий перекись водорода штамм Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis был добавлен к нескольким
свежим овощам наряду с E. coli 0157:Н7 и L. monocytogenes и инкубирован при
7 °С в течение 6 дней. Не было выявлено сокращения болезнетворных микроорганизмов, очевидно, потому, что каталаза в овощах разрушила перекись водорода молочнокислой культуры [78]. Когда штаммы пищевого Staphylococcus equorum были проверены против 95 штаммов Listeria (все виды включены), все они
были ингибированы [28]. Все кроме одного, из 131 вида, штамма грамположительных бактерий были ингибированы, в то время как 37 штаммов грамотрицательных видов — нет.
Защитные культуры относятся к микроорганизмам, которые могут быть найдены или добавлены к пищевому продукту, чтобы сохранить/защитить, и это понятие было предложено Holzapfel и его коллегами [83]. Организмы, отмеченные
выше, как участвующие в молочнокислом антагонизме, соответствуют определению защитных культур. Среди свойств, которыми последние должны обладать,
следующие: (1) они не должны представлять риск для здоровья, (2) должны обеспечивать благоприятное воздействие на продукт, (3) не иметь отрицательного

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

389

воздействия на потребительские свойства и (4) служить «индикаторами» при
условиях злоупотребления [83]. Молочнокислые бактерии составляют наибольшую и самую важную группу, которая подпадает под эту категорию.

Низин и другие бактериоцины
Низин
Низин производится некоторыми штаммами Lactococcus lactis и является антибиотиком (содержит редкие аминокислоты, мезо-лантионин и 3-метил-лантионин).
Это прототип образующихся в пище бактериоцинов, структура его полипептида
показана на рис. 13.6. С-концевые аминокислоты сходны; N-концевые — нет.
Впервые применение низина в пище исследовал Hurst [88], использовавший его
для предотвращения порчи швейцарского сыра Clostridium butyricum. Этот состав
широко используется для сохранения пищи, приблизительно в 50 странах разрешается его использование в пищевых продуктах [40]. Он был одобрен в 1988 г.
для использования в пищевых продуктах в США, его использование ограничивалось применением на пастеризованных обработанных сырах. Это гидрофобное
вещество, и оно может быть ухудшено метабисульфитами, окисью титана и некоторыми протеолитическими ферментами. Соединение эффективно против грамположительных бактерий, прежде всего спорообразующих, и неэффективно против грибов и грамотрицательных бактерий. Enterococcus faecalis — одна из самых
устойчивых к нему грамположительных бактерий.
Среди некоторых из его свойств как консерванта пищи — следующее:
l нетоксичен;
l производится естественным путем штаммами Lactococcus lactis;
l устойчив к высоким температурам и стабильно сохраняется;
l разрушается пищеварительными ферментами;
l не имеет вкуса и запаха;
l имеет узкий спектр антибактериальной активности.
Большое количество исследований было проведено с использованием низина
в качестве добавки к консервам или как ингибитора обработанных высокой температурой спор штаммов Bacillus и Clostridium, и MIC для предотвращения прорастания в продуктах спор в диапазоне от 3 до >5 000 МЕ/мл, или от <1 до >125 ppm
(1 мкг чистого низина — приблизительно 40 МЕ) [88]. В зависимости от страны и
пищевого продукта, типичные уровни, пригодные к употреблению, находятся в диапазоне 2,5–100 ppm, хотя некоторые страны не налагают концентрационные ограничения. Низин был комбинирован с высокотемпературной обработкой, чтобы разрушить L. monocytogenes в омарах. Использование морской воды с pH 8,0 и низина
при концентрации 25 мг/кг при 60 °С в течение 5 мин приводит к 3–5-кратному сокращению количества прививаемых клеток, тогда как при использовании только
низина сокращение было всего на 1–3 порядка [22].
Общепринятый процесс высокотемпературной обработки для низкокислотных консервов требует Fо в районе 6–8 (см. гл. 17), чтобы инактивировать как
эндоспоры C. botulinum, так и микроорганизмы, вызывающие порчу. Добавляя
низин, температуру можно уменьшить до Fо = 3 (чтобы инактивировать споры
C. botulinum), приводя к лучшему качеству низкокислотных консервов. Низкая
термообработка не будет разрушать эндоспоры микроорганизмов, вызывающих
порчу, при этом низин предотвращает их прорастание, действуя на раннем цикле

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

390

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

прорастания эндоспор (см. рис. 13.1). В дополнение к его использованию в определенных консервах, низин чаще всего используется в молочной промышленности. В некоторых странах разрешают его использование в консервированных
фруктах и овощах [88]. Он наиболее устойчив в кислых пищевых продуктах.
В силу эффективности низина в предотвращении прорастания эндоспор
C. botulinum в продуктах и поиска безопасных веществ, которые могли бы заменить нитриты при обработке мяса, этот агент был изучен как возможная замена
нитрита. Хотя некоторые исследования показали хорошие результаты при использовании C. sporogenes и других непатогенных организмов, исследования,
использующее споры C. botulinum типа A и B в свинине указали на неспособность низина при концентрации до 550 ppm в комбинации с 60 ppm нитрита ингибировать прорастание спор [154]. В культуральной среде без добавления нитрита количество низина, требуемого для 50%-го ингибирования спор C. botulinum типа Е, составило 10–20 ppm для типа B, и 20–40 ppm для типа A [172].
Последние исследования показали, что более высокая концентрация требовались для ингибирования в мясной среде, чем в среде TPYG, и предположили, что
низин приблизительно эквивалентен нитриту в предотвращении прорастания
спор C. botulinum.
Представлена система классификации бактериоцинов, которые при этом разделяются на 4 класса. Система Klaenhammer основывается, прежде всего, на генетике и биохимии этих веществ. Класс I включает антибиотики, типа низина;
класс II — устойчивые к высокой температуре пептиды, типа лактацина F; класс
III — неустойчивые к высокой температурой белки, типа хельветицин J; и класс
IV — белки, которые образуют комплекс с другими факторами.
В отличие от антибиотиков бактериоцины ингибируют только родственные
виды и штаммы грамположительных бактерий. Они состоят из низкомолекулярных белков и плазмид. Доказано, что некоторые виды и штаммы всех молочнокислых бактерий обладают способностью производить бактериоцины или бактериоциноподобные составы. Хотя изначально внимание было сосредоточено на
молочнокислых микроорганизмах, связанных с молочными продуктами, были
получены и штаммы из мяса и других немолочных ферментированных продуктов. Репрессия роста S. aureus бактериями Pediococcus cerevisiae и L. plantarum
показана на рис. 13.7.
Относительно способа действия низина и субтилина доказано, что они идентичны. Структурные гены низина, субтилина и других антибиотиков сходны.
Цель для этих агентов — цитоплазматическая мембрана, где они деполяризуют
возбужденные бактериальные мембраны (уменьшая трансмембранный потенциал) и формируют потенциал-зависимые поры [1, 166]. Результатом образования пор является потеря накопленных аминокислот и ингибирование транспорта аминокислот. Низин-устойчивый мутант L. monocytogenes обладает меньшим
содержанием фосфолипидов в мембране [130]. При условии, что мембранные
цели для низина — фосфолипиды, немногое сделало бы мембраны менее восприимчивыми для формирования пор [139]. В отличие от низина (класс I бактериоцинов) II класс бактериоцинов, типа лактококцина В, обладает узким диапазоном восприимчивых видов и их мембранная деятельность приводит к утечке
ионов, истощению АТФ и уменьшению протонодвижущей силы. Обширное количество литературы по исследованию бактериоцинов накопилось за прошлое
десятилетие, что делает невозможным охватить в этом тексте всю эту область.
Для более подробной информации см. [8, 86, 91] и [170].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

391

Рис. 13.7. Рост S. aureus в чистой культуре (C) и в сочетании с L. plantarum (L), P.cerevisiae (P)
и смеси (M) в приготовленном механически филе мяса домашней птицы (MDPM) при 15 °C.
Молочнокислые бактерии были добавлены в концентрации 109 клеток/г. Источник: Raccach и
Baker [153], copyright © 1978, Int. Assoc. for Food Protection. Используется с разрешения.

Неэффективность применения низина на свежей говядине обусловлена его
инактивацией глутатион-S-трансферазой [164]. Показано, что три молекулы
глутатиона конъюгировали с одной молекулой низина. В другом исследовании
синергизм между низином и CO2 обоснован утечкой карбоксилфлуоресцеина из
липосом в немутантном штамме L. monocytogenes. Тот же самый эффект вызван
энтероцином Р, который производит Enterococus faecium P13 (см. [82]) после
выдержки 2,5 ppm низина в атмосфере 100%-го СО2 [137]. Низин-устойчивые
штаммы при концентрации 2,5 ppm не проявляли сокращения количества, но
в присутствии немутированного штамма на воздухе произошло сокращение на 2
порядка и сокращение на 4,1 порядка при 100%-м CO2 [137]. Наблюдался синергизм по отношению к L. monocytogenes, когда лактаты цинка и алюминия или
хлориды цинка и алюминия использовались с 100 МЕ/мл низина; результаты показали, что предобработка лактатом цинка делала микроорганизм чувствительным к низину [124]. Эти данные указывают на направленное действие низина на
мембрану, и далее эти данные поддерживаются обнаружением того, что низин и
ванкомицин атакуют одну и ту же цель [21].
Низин был совмещен с лизоцимом и EDTA в желатиновом покрытии для
оценки его воздействия на биоту порчи. Тестируемые продукты: ветчина и болонская колбаса, они были покрыты 0,2 г 7%-го желатина + 25,5 г/л лизоциманизина (1:3) + 25,5 г/л EDTA. Каждый образец инокулировали (4–5 lоg10 КОЕ)
шестью видами бактерий, вакуумно упаковывали и хранили при 8 °С в течение
4 недель [67]. Непосредственное сокращение КОЕ/см2 произошло в антибактериальных гелях на 4 порядка для 4 грамположительных видов (Brochothrix
thermosphacta, Lactobacillus sakei, Leuconostoc mesenteroides и Listeria monocytogenes), и дальнейший рост был ингибирован в течение 4 недель. Содержание
E. coli 0157:Н7 было уменьшено на 2 порядка в ветчине, однако антибактериаль-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

392

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

ные препараты были неэффективными против этого вида на болонской колбасе [67].
Согласно Doehlert, было выяснено, что низин и a w синергичны, число клеток
могло бы быть уменьшено на 4–5 порядков при 1000–1400 МЕ низина/мл при
pH 5,5–6,5 и a w = 0,97 и 0,98 [31].

Другие бактериоцины
Два штамма Carnobacteria piscicola были добавлены к лососю холодного копчения, хранившемуся при 5 °C, и каждый был эффективен в сокращении L. monocytogenes от 103 до <10 КОЕ/мл после 32 дней [138]. Этот штамм проявил антилистерийную активность при посеве на агар и препятствовал росту патогенов на
лососе. Другой штамм C. piscicola был проверен на лососе холодного копчения
против L. monocytogenes, и он также был бактерициден для патогенного микроорганизма в течение 21 и 12 дней при 4 и 12 °С соответственно [215]. Клеточные
экстракты молочнокислых бактерий ингибировали патогены при использовании метода посева. Двести пищевых изолятов и культур L. monocytogenes были
проверены на их восприимчивость к бактериоцинам класса IIа сакацин Р1,
сакацин A и педиоцин PA-1 наряду с низином. 50%-е ингибирующие концентрации (IC50) были определены методом посева при следующих концентрациях
этих веществ, нанограммы: педиоцин PA-1(0,10–7,34); сакацин (0,15–44,2); низин (2,2–781). Ни один из листерийных штаммов не был резистентен к бактериоцинам класса IIa [102], сакацин P1 разделил штаммы на две отдельные группы.

Лейкины
По мере созревания вновь образованных бактериофагов внутри бактериальных
клеток реципиентов, лейкины влияют на собственное высвобождение путем последовательного использования двух гидрофобных белков. Холины разрушают
мембрану клетки и формируют отверстия, через которые могут проходить лейкины [218]. Лейкины нацелены на связи в пептидогликане, и по мере разрушения этого клеточного барьера фаговое потомство освобождается. Для обзора см.
[205]. В дополнение к лизису бактериальных клеток изнутри, лейкины из грамположительных бактерий также разлагают бактерии экзогенно (см. [224]). Производство и использование фагового лейкина для контроля некоторых бактериальных микроорганизмов рассматриваются на трех примерах ниже.
Экспертиза стенок клеток Clostridium perfringens, лизируемых системой фага
Ф3626, показала, что она продуцирует холин и лейкин. Функция холина продемонстрирована по способности замещать удаленный холин фага лямбда в модифицированном векторе, ген лейкина (ply3626) был клонирован и экспрессирован в E.coli. Будучи протестированным экзогенно против 48 штаммов C. perfringens, фаговый эндолизин разрушил их все своей литической деятельностью
[224]. Clostridium fallax — другой штамм, который был лизирован, он имеет
структуру пептидогликана, подобную C. perfringens.
Эндолизины фагов L. monocytogenes были введены в молочную стартовую
культуру, позволяя ферментам фага уменьшить или устранить болезнетворный
микроорганизм в период созревания сыра. Чтобы оптимизировать высвобождение внутриклеточно синтезируемых эндолизинов из бактериальных клеток на
поверхности сыра, криптические гены эндолизина были активированы. Когда
эта конструкция была введена в молочную стартовую культуру Lactococcus

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

393

lactis, клон был идентифицирован, он проявлял сильную литическую деятельность, которая количественно экспортировалась из лактококковых клеток в ближайшую среду, где вызвала быстрый лизис клеток L. monocytogenes [64]. Вектор
был также введен в лактозоутилизирующий штамм L. lactis, где был произведен
функциональный фермент, при этом вектор совместим с натуральными лактококковыми плазмидами [64]. Эти рекомбинантные гены также использовались
в экспериментах по контролю L. monocytogenes; было продемонстрировано
95%-е сокращение патогенных микроорганизмов в конце периода созревания
сыра камамбер (неопубликованные результаты: M. J. Loessner и др.).
Широкий спектр эндолизинов из фагов Lactobacillus helveticus демонстрировал разложение различных видов лактобацил и также некоторых лактококков,
педиококков, Enterococcus faecium и некоторых других грамположительных
бактерий [45]. Listeria innocua, Streptococcus salivarius subsp. thermophilis, три
вида/штамма пропионовокислых бактерий, так же как Escherichia coli, Pseudomonas fluorescens и Salmonella Abortus-ovis не были затронуты.

Бактериофаги как агенты биоконтроля
Литические фаги, характерные для данных видов и штаммов бактерий, как известно, являются эффективными в разрушении клеток их хозяина, что является
основой метода фаготипирования, описанного в гл. 11. При контроле патогенных микроорганизмов и бактерий порчи на пищевых продуктах возникает вопрос, могут ли фаги разрушить клетки хозяина в этой среде. Другими словами,
предотвращают ли пищевые субстраты фаговую атаку на клетки хозяина, и если
нет, то какие факторы предотвращают лизис клетки? В исследовании, опубликованном в конце 1960-х гг., была рассмотрена эффективность бактериофагов
при разрушении клеток хозяина в многофакторном эксперименте, включавшем
мясо, домашнюю птицу и определенные человеческие болезни; некоторые из
них были рассмотрены [6, 70, 75].
В конце 1960-х гг. показано, что фаги лизируют клетки хозяина, извлеченные
из рыбы, мяса и молока, но существуют более ранние исследования использования фагов и бактерий в бульоне и вытяжках из мяса. Первая работа о фагах, напрямую введенных в мясо для контроля бактериальной порчи, принадлежит
Greer [75]. В этом исследовании были использованы стейки с Pseudomonas sp.,
предварительно изолированные с испорченной говядины, и гомологический
фаг в количестве 108 бляшкоообразующих единиц/мл. Спустя четыре дня после
добавления фага к стейкам (выдержанным при 7 °С), поверхность которых была
инокулирована бактериями-хозяевами, произошло сокращение количества бактерий на 1–2 порядка, и было отмечено увеличение на 2 порядка численности
фага. Добавление 108 бляшкообразующих единиц/мл фага увеличило срок хранения стейка от 1,6 до 2,9 дней [75]. В целом потребительские свойства были
улучшены при обработке фагами.
Было исследовано сокращение численности S. Enteritidis и Campylobacter jejuni определенными фагами на вырезанной коже цыпленка [70]. На S. Enteritidis содержание фагов увеличились с начального уровня 1,0 до 3,49 биотнообразующих
единиц/см2 после 48 ч, в то время как на необработанной коже уменьшилось.
Исследователи использовали множественный фактор заражения (MOI), который
устанавливает соотношение между количеством фагов и бактериями реципиентами. При соотношении MOI, равном 1, количество фагов увеличилось, и произош-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

394

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

ло уменьшение содержания двух патогенов менее чем на порядок на см2. При соотношении MOI, равном 100–1 000, число бактерий быстро уменьшилось на 2 порядка за 48 ч. Salmonellae не была обнаружена при MOI 107 [70].
Исследование по снижению распространения C. jejuni фагами на птице, продаваемой в розницу, выявило наличие фагов в 34 из 300 свежих частях цыпленка, но ни один не был найден в 150 замороженных образцах [7]. Продемонстрирована эффективность специфичных для реципиента фагов в сокращении численности C. jejuni на искусственно контаминированной коже цыпленка [7].
Фаги Campylobacter — ДЦДНК-фаги, принадлежат к семейству Myxoviridae и
Siphoviridae. Чтобы разложить клетку, фаги нуждаются в клетках, которые делятся, и так как C. jejuni не растет при температуре ниже 30 °С, он не очень хороший кандидат для фагового контроля на охлажденных продуктах. Однако
если фаги присоединяются к охлажденным клеткам, они могут стать активными
в течение более позднего роста клетки реципиента.
Показано, что фаги уменьшают количество обнаруживаемых в пище патогенных микроорганизмов, таких как L. monocytogenes, на поверхности созревших сыров, так же как E. coli 0157:Н7 и сальмонелл на свежей домашней птице.
Они использовались в СССР для лечения некоторых человеческих бактериальных инфекций. Колифаги используются на свежей домашней птице, где они
очевидно уменьшают число жизнеспособных E. coli [104]. Фаги представляют
проблемы для стартовых культур молочной и мясной промышленности, вызывая лизис одного или более стартовых штаммов, приводя к дефектной ферментации. Достоверность действия бактериальных вирусов в сокращении порчи и
пищевых отравлений пищевыми продуктами требует более подробного исследования.
Фаги Vibrio vulnificus были выделены из устриц, взятых из вод в нескольких
местах вокруг США, в количестве на грамм ткани устрицы от 101 до 105. Все,
кроме одного изолята, были специфическими для этого патогена, вызывая лизис
V. parahaemolyticus [42]. Два колифага демонстрировали способность к заражению широкого круга реципиентов, что позволило им лизировать много штаммов E. coli помимо Proteus mirabilis, Shigella dysenteriae и двух штаммов сальмонелл [71].

Концепция препятствия
На основании внутренних и внешних параметров роста, представленных в гл. 3,
рассмотрено влияние единичных факторов на микроорганизмы. В понятии препятствия используются множественные факторы или методы контроля микроорганизмов в пищевых продуктах. Технология барьера, комбинирование методов хранения, и объединенные методы — вот некоторое из описаний этого понятия. Названная L. Lеistnеr «технологией препятствия» в середине 1980-х гг., эта
практика применялась к некоторым пищевым продуктам в течение более чем
столетия.
Простой пример понятия препятствия или технологии барьера демонстрируется при предотвращении прорастания спор протеолитических штаммов или
штаммов группы I Clostridium botulinum. Среди внутренних и внешних параметров, которые, как известно, предотвращают прорастание и рост: pH <4,6;
a w < 0,94; содержание NaCl 10% или больше; NаNО2 в концентрации 120 ppm;
температура инкубации < 10 °C; и богатая аэробная бактериальная биота. Пище-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

395

вые продукты, где применяется понятие препятствия, таким образом, представляют собой многоцелевой подход, предотвращий прорастание и рост спор. Для
роста клеткам C. botulinum нужно «преодолеть» ряд барьеров. Отметим, что
упомянутые выше препятствия включают «аэробную биоту», которая является
микробным фактором. Важные параметры, такие как pH и a w , могут контролироваться растущей биотой пищи, особенно молочнокислыми бактериями. Концепция технологии препятствия намного шире, чем представленные выше наброски, и более детально рассмотрена в исследовании Leistner и Gould [114].
Понятие роста/отсутствия роста (G/NG) было продвинуто для лучшего количественного описания понятия препятствия, путем использования синергизма,
который существует между двумя или более параметрами [125]. Неявным в этой
концепции является взаимодействие между двумя или более параметрами около
точки, где рост прекращается. Точные определения и определения тех факторов/параметров, которые способствуют и предотвращают рост данного организма, должны помочь при разработке модели концепции препятствия. Для дополнительной информации см. [125].

Литература
1. Abee, Т. 1995. Pore-forming bacteriocins of Gram-positive bacteria and self-protection mechanisms of producer organisms. FEMS Microbiol. Lett. 129:1–10.
2. Achen, M., and A.E. Yousef. 2001. Efficacy of ozone against Escherichia coli 0157:H7 on apples. J. Food Sci.
66:1380–1384.
3. Alakomi, H.-L., E. Skytta, M. Saarela, T. Mattila-Sandholm, K. Latva-Kala, and I.M. Helander. 2000. Lactic
acid permeabilizes Gram-negative bacteria by disrupting the outer membrane. Appl. Environ. Microbiol.
66:2001–2005.
4. Amйzquita, A., and M.M. Brashears. 2002. Competitive inhibition of Listeria monocytogenes in ready-to-eat
meat products by lactic acid bacteria. J. Food Protect. 65:316–325.
5. Anderson, G.L., K.C. Caldwell, L.R. Beuchat, and P.L. Williams. 2003. Interaction of a free-living soil
nematode, Caenorhabditis elegans, with surrogates of foodborne pathogenic bacteria. J. Food Protect.
66:1543–1549.
6. Atterbury, R.J., P.L. Connerton, C.E.R. Dodd, C.E.D. Rees, and I.F. Connerton. 2003. Application of hostspecific bacteriophages to the surface of chicken skin leads to a reduction in recovery of Campylobacter jejuni.
Appl. Environ. Microbiol. 69:6302–6306.
7. Atterbury, R.J., P.L. Connerton, C.E.R. Dodd, C.E.D. Rees, and I.F. Connerton. 2003. Isolation and characterization of Campylobacter bacteriophages from retail poultry. Appl. Environ. Microbiol. 69:4511–4518.
8. Aymerich, M.T., M. Hugas, and J.M. Monfort. 1998. Review: Bacteriocinogenic lactic acid bacteria
associated with meat products. Food Sci. Technol. Int. 4:141–158.
9. Banks, J.G., and R.G. Board. 1982. Sulfite inhibition of Enterobacteriacae including Salmonella in British
fresh sausage and in culture systems. J. Food Protect. 45:1292–1297, 1301.
10. Bari, M.L., Y. Sabina, S. Isobe, T. Uemura, and K. Isshiki. 2003. Effectiveness of electrolyzed acidic water
in killing Escherichia coli 0157:H7, Salmonella Enteritidis, and Listeria monocytogenes on the surfaces of
tomatoes. J. Food Protect. 66:542–548.
11. Bari, M.L., Y. Inatsu, S. Kawasaki, E. Nazuka, and K. Isshiki. 2002. Calcinated calcium killing of Escherichia coli 0157:H7, Salmonella, and Listeria monocytogenes on the surface of tomatoes. J. Food Protect.
65:1706–1711.
12. Barker, C., and S.F. Park. 2001. Sensitization of Listeria monocytogenes to low pH, organic acids, and osmotic
stress by ethanol. Appl. Environ. Microbiol. 67:1594–1600.
13. Bedie, G.K., J. Samelis, J.N. Sofos, K.E. Belk, J.A. Scanga, and G.C. Smith. 2001. Antimicrobials in the
formulation to control Listeria monocytogenes postprocessing contamination on frankfurters stored at 4°С
in vacuum packages. J. Food Protect. 64:1949–1955.
14. Berry, B.W., and T.N. Blumer. 1981. Sensory, physical, and cooking characteristics of bacon processed
with varying levels of sodium nitrite and potassium sorbate. J. Food Sci. 46:321–327.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

396

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

15. Beuchat, L.R., Т.Е. Ward, and C.A. Pettigrew. 2001. Comparison of chlorine and a prototype produce wash
product for effectiveness in killing Salmonella and Escherichia coli 0157:H7 on alfalfa seeds. J. Food
Protect. 64:152–158.
16. Blake, D.F., and C.R. Stumbo. 1970. Ethylene oxide resistance of microorganisms important in spoilage
of acid and high-acid foods. J. Food Sci. 35:26–29.
17. Bosund, I. 1962. The action of benzoic and salicylic acids on the metabolism of microorganisms. Adv. Food
Res. 11:331–353.
18. Bowen, V.G., and R.H. Deibel. 1974. Effects of nitrite and ascorbate on botulinal toxin formation in wieners
and bacon. In Proceedings of the Meat Industry Research Conference, 63–68. Chicago: American Meat
Institute Foundation.
19. Branen, A.L., P.M. Davidson, and B. Katz. 1980. Antimicrobial properties of phenolic, antioxidants and
lipids. Food Technol. 34(5):42–53, 63.
20. Bredholt, S., T. Nasbakken, and A. Holck. 1999. Protective cultures inhibit growth of Listeria monocytogenes and Escherichia coli 0157:H7 in cooked, sliced, vacuum- and gas-packaged meat. Int. J. Food Microbiol.
53:43–52.
21. Breukink, E., I. Wiedemann, C. van Kraaij, O.P. Kulpers, H.-G. Sahl, and B. de Kruijff. 1999. Use of the cell
wall precursor lipid II by a pore-forming peptide antibiotic. Science 286:2361–2364.
22. Budu-Amoako, E., R.F. Ablett, J. Harris, and J. Delves-Broughton. 1999. Combined effect of nisin and
moderate heat on destruction of Listeria monocytogenes in cold-pack lobster meat. J. Food Protect.
62:46–50.
23. Bullerman, L.B., F.Y. Lieu, and S.A. Seier. 1977. Inhibition of growth and aflatoxin production by cinnamon
and clove oils, cinnamic aldehyde and eugenol. J. Food Sci. 42:1107–1109, 1116.
24. Buyong, N., J. Kok, and J.B. Luchansky. 1998. Use of a genetically enhanced, pedio-producing starter
culture, Lactococcus lactis subsp. lactis MM217, to control Listeria monocytogenes in Cheddar cheese. Appl.
Environ. Microbiol. 64:4842–4845.
25. Caldwell, K.N., B.B. Adler, G.L. Anderson, P.I. Williams, and L.R. Beuchat. 2003. Ingestion of Salmonella
enterica serotype Poona by a free-living nematode, Caenorhabditis elegans, and protection against inactivation by produce sanitizers. Appl. Environ. Microbiol. 69:4103–4110.
26. Callaway, T.R., A.M.S. Carneiro de Melo, and J.B. Russell. 1997. The effect of nisin and monensin on ruminal fermentations in vitro. Curr. Microbiol. 35:90–96.
27. Capita, R., C. Alonso-Calleja, M. Prieto, M. del Camino Garcia-Fernбndez, and B. Moreno. 2003. Effectiveness of trisodium phosphate against Listeria monocytogenes on excised and nonexcised chicken skin. J. Food
Protect. 66:61–64.
28. Carnio, M.C., A. Holtzel, M. Rudolf, T. Henle, G. Jung, and S. Scherer. 2000. The macrocyclic peptide
antibiotic micrococcin P1 is secreted by the food-borne bacterium Staphylococcus equorum WS 2733 and
inhibits Listeria monocytogenes on soft cheese. Appl. Environ. Microbiol. 66:2378–2384.
29. Cassens, R.G. 1995. Use of sodium nitrite in cured meats today. Food Technol. 49(7):72–80, 115.
30. Castillo, A., K.S. McKenzie, L.M. Lucia, and G.R. Acuff. 2003. Ozone treatment for reduction of Escherichia coli 0157:H7 and Salmonella serotype Typhimurium on beef carcass surfaces. J. Food Protect.
66:775–779.
31. Cerrutti, P., M.R. Terebiznik, M.S. de Huergo, R. Jagus, and A.M.R. Pilosof. 2001. Combined effect of water
activity and pH on the inhibition of Escherichia coli by nisin. J. Food Protect. 64:1510–1514.
32. Chang, P.-C., S.M. Akhtar, T. Burke, and H. Pivnick. 1974. Effect of sodium nitrite on Clostridium botulinum
in canned luncheon meat: Evidence for a Perigo-type factor in the absence of nitrite. Can. Inst. Food Sci.
Technol. J. 7:209–212.
33. Cheng, M.K.C., and R.E. Levin. 1970. Chemical destruction of Aspergillus niger conidiospores. J. Food Sci.
35:62–66.
34. Christiansen, L.N., R.W. Johnston, D.A. Kautter, J.W. Howard, and W.J. Aunan. 1973. Effect of nitrite and
nitrate on toxin production by Clostridium botulinum and on nitrosamine formation in perishable canned
comminuted cured meat. Appl. Microbiol. 25:357–362.
35. Christiansen, L.N., R.B. Tompkin, A.B. Shaparis, T.V. Kueper, R.W. Johnston, D.A. Kautter, and O.J. Kolari. 1974. Effect of sodium nitrite on toxin production by Clostridium botulinum in bacon. Appl. Microbiol.
27:733–737.
36. Collins-Thompson, D.L., N.P. Sen, B. Aris, and L. Schwinghamer. 1972. Nonenzymic in vitro formation
of nitrosamines by bacteria isolated from meat products. Can. J. Microbiol. 18:1968–1971.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

397

37. Dack, G.M., and G. Lippitz. 1962. Fate of staphylococci and enteric microorganisms introduced into slurry
of frozen pot pies. Appl. Microbiol. 10:472–479.
38. Davidson, P.M. 1983. Phenolic compounds. In Antimicrobials in Foods, ed. A.L. Branen and P.M. Davidson,
37–73. New York: Marcel Dekker.
39. Davidson, P.M., C.J. Brekke, and A.L. Branen. 1981. Antimicrobial activity of butylated hydroxyanisole,
tertiary butylhydroquinone, and potassium sorbate in combination. J. Food Sci. 46:314–316.
40. Delves-Broughton, J. 1990. Nisin and its uses as a food preservative. Food Technol. 44(11):100, 102, 104,
106, 108, 111–112, 117.
41. Denny, С.В., L.E. Sharpe, and C.W. Bohrer. 1961. Effects of tylosin and nisin on canned food spoilage
bacteria. Appl. Microbiol. 9:108–110.
42. DePaola, A., M.L. Motes, A.M. Chan, and C.A. Suttle. 1998. Phages infecting Vibrio vulnificus are abundant
and diverse in oysters (Crassostrea virginica) collected from the Gulf of Mexico. Appl. Environ. Microbiol.
64:346–351.
43. Dethmers, A.E., H. Rock, T. Fazio, and R.W. Johnston. 1975. Effect of added sodium nitrite and sodium
nitrate on sensory quality and nitrosamine formation in Thuringer sausage. J. Food Sci. 40:491–495.
44. Deuel, H.J., Jr., C.E. Calbert, L. Anisfeld, H. McKeechan, and H.D. Blunden. 1954. Sorbic acid as a fungistatic agent for foods. II. Metabolism of б,в-unsaturated fatty acids with emphasis on sorbic acid. Food Res.
19:13–19.
45. Deutsch, S.-M., S. Guezenec, M. Piot, S. Foster, and S. Lortal. 2004. Mur-LH, the broad-spectrum endolysin
of Lactobacillus helveticus temperate-bacteriophage (Фt0303). Appl. Environ. Microbiol. 70:96–103.
46. Dimick, K.P., G. Alderton, J.C. Lewis, H.D. Lightbody, and H.L. Fevold. 1947. Purification and properties
of subtilin. Arch. Biochem. 15:1–11.
47. Doores, S. 1983. Organic acids. In Antimicrobials in Foods, ed. A.L. Branen and P.M. Davidson, 75–107.
New York: Marcel Dekker.
48. Doyle, M.P., and E.H. Marth. 1978. Bisulfite degrades aflatoxins. Effect of temperature and concentration
of bisulfite. J. Food Protect. 41:774–780.
49. Duncan, C.L., and E.M. Foster. 1968. Role of curing agents in the preservation of shelf-stable canned meat
products. Appl. Microbiol. 16:401–405.
50. Dymicky, M., and H. Trenchard. 1982. Inhibition of Clostridium botulinum 62A by saturated n-aliphatic
acids, n-alkyl formates, acetates, propionates and butyrates. J. Food Protect. 45:1117–1119.
51. Eckert, J.W. 1979. Fungicidal and fungistatic agents: Control of pathogenic microorganisms on fresh fruits
and vegetables after harvest. In Food Mycology, ed. M.E. Rhodes, 164–199. Boston: Hall.
52. Eklund, T. 1985. The effect of sorbic acid and esters of p-hydroxybenzoic acid on the protonmotive force
in Escherichia coli membrane vesicles. J. Gen. Microbiol. 131:73–76.
53. El-Ziney, M.G., M.G.T. van den Tempel, and J. Debevere. 1999. Application of reuterin produced by Lactobacillus reuteri, 12002 for meat decontamination and preservation. J. Food Protect. 62:257–261.
54. Entani, E., M. Asai, S. Tsujihata, Y. Tsukamoto, and M. Ohta. 1998. Antibacterial action of vinegar against
food-borne pathogenic bacteria including Escherichia coli 0157:H7. J. Food Protect. 61:953–959.
55. Fabrizio, K.A., and C.N. Cutter. 2003. Stability of electrolyzed oxidizing water and its efficacy against cell
suspensions of Salmonella Typhimurium and Listeria monocytogenes. J. Food Protect. 66:1379–1384.
56. Fisher, T.L., and D.A. Golden. 1998. Survival of Escherichia coli 0157:H7 in apple cider as affected by dimethyl dicarbonate, sodium bisulfite, and sodium benzoate. J. Food Sci. 63:904–906.
57. Florey, H.W. 1946. The use of micro-organisms for therapeutic purposes. Yale J. Biol. Med. 19:101–118.
58. Fong, Y.Y, and W.C. Chan. 1973. Bacterial production of di-methyl nitrosamine in salted fish. Nature
243:421–422.
59. Food and Agriculture Organization/World Health Organization (FAO/WHO). 1976. Evaluation of Certain
Food Additives. WHO Technical Report Series 599.
60. Francis, G.A., С. Thomas, and D. O’Beirne. 1999. Review paper: The microbiological safety of minimally
process vegetables. Int. J. Food Sci. Technol. 34:1–22.
61. Frank, J.F., J. Ehlers, and L. Wicker. 2003. Removal of Listeria monocytogenes and poultry soil-containing biofilms using chemical cleaning and sanitizing agents under static conditions. Food Protect. Trends 23:654–663.
62. Freese, E., C.W. Sheu, and E. Galliers. 1973. Function of lipophilic acids as antimicrobial food additives.
Nature 241:321–325.
63. Fung, D.Y.C., C.C.S. Lin, and M.B. Gailani. 1985. Effect of phenolic antioxidants on microbial growth.
CRC Crit. Rev. Microbiol. 12:153–183.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

398

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

64. Gaeng, S., S. Scherer, H. Neve, and M.J. Loessner. 2002. Gene cloning and expression and secretion of Listeria
monocytogenes bacteriophage-lytic enzymes in Lactococcus lactis. Appl. Environ. Microbiol. 66:2951–2958.
65. Gailani, M.B., and D.Y.C Fung. 1984. Antimicrobial effects of selected antioxidants in laboratory media and
in ground pork. J. Food Protect. 47:428–4133.
66. Garcia, A., J.R. Mount, and R.M. Davidson. 2003. Ozone and chlorine treatment of minimally processed
lettuce. J. Food Sci. 68:2747–2751.
67. Gill, A.O., and R.A. Holley. 2000. Surface application of lysozyme, nisin, and EDTA to inhibit spoilage and
pathogenic bacteria on ham and bologna. J. Food Protect. 63:1338–1346.
68. Glass, K.A., D.A. Granberg, A.L. Smith, A.M. McNamara, M. Hardin, J. Mattias, K. Ladwig, and
E.A. Johnson. 2002. Inhibition of Listeria monocytogenes by sodium diacetate and sodium lactate on wieners
and cooked bratwurst. J. Food Protect. 65:116–123.
69. Goepfert, J.M., and H.U. Kim. 1975. Behavior of selected foodborne pathogens in raw ground beef. J. Milk
Food Technol. 35:449–452.
70. Goode, D., V.M. Allen, and P.A. Barrow. 2003. Reduction of experimental Salmonella and Campylobacter
contamination of chicken skin by application of lytic bacteriophages. Appl. Environ. Microbiol. 69:5032–5036.
71. Goodridge, L., A. Gallaccio, and M.W. Griffiths. 2003. Morphological, host range, and genetic characterization of two coliphages. Appl. Environ. Microbiol. 69:5364–5371.
72. Gould, G.W. 1964. Effect of food preservatives on the growth of bacteria from spores. In Microbial Inhibitors
in Foods, ed. G. Molin, 17–24. Stockholm: Almquist & Wiksell.
73. Gould, G.W., M.H. Brown, and B.C. Fletcher. 1983. Mechanisms of action of food preservation procedures.
In Food Microbiology: Advances and Prospects, ed. T.A. Roberts and F.A. Skinner, 67–84. New York:
Academic Press.
74. Gray, J.I., and A.M. Pearson. 1984. Cured meat flavor. Adv. Food Res. 29:1–86.
75. Greer, G.G. 1986. Homologous bacteriophage control of Pseudomonas growth and beef spoilage. J. Food
Protect. 49:104–109.
76. Hagler, W.M., Jr., J.E. Hutchins, and P.B. Hamilton. 1982. Destruction of aflatoxin in corn with sodium
bisulfite. J. Food Protect. 45:1287–1291.
77. Hamilton-Miller, J.M.T. 1974. Fungal sterols and the mode of action of the polyene antibiotics. Adv. Appl.
Microbiol. 17:109–134.
78. Harp, E., and S.E. Gilliland. 2003. Evaluation of a select strain of Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis as
a biological control agent for pathogens on fresh-cut vegetables stored at 7°С . J. Food Protect. 66:1013–1018.
79. Hawksworth, G., and M.J. Hill. 1971. The formation of nitrosamines by human intestinal bacteria. Biochem.
J. 122:28–29P.
80. Hawksworth, G., and M.J. Hill. 1971. Bacteria and the /V-nitrosation of secondary amines. Brit. J. Cancer.
25:520–526.
81. Hechelman, H., and L. Leistner. 1969. Hemmung von unerwunschtem Schimmelpilzwachstum auf Rohwursten durch Delvocid (Pimaricin). Fleischwirtschaft 49:1639–1641.
82. Herranz, C., V. Chen, H.-J. Chung, L.M. Cintas, RE. Hernбndez, T.J. Montville, and M.L. Chikindas. 2001.
Enterocin P selectively dissipates the membrane potential of Enterococcus faecium T136. Аррl. Environ.
Microbiol. 67:1689–1692.
83. Holzapfel, W.H., R. Geisen, and U. Schillinger. 1995. Biological preservation of foods with reference to protective cultures, bacteriocins and food-grade enzymes. Int. J. Food Microbiol. 24:343–362.
84. Holley, R. A. 1981. Prevention of surface mold growth on Italian dry sausage by natamycin and potassium
sorbate. Appl. Environ. Microbiol. 41:422–429.
85. Holyoak, C.D., M. Stratford, A. McMullin, M.B. Cole, K. Crimmins, A.J.P. Brown, and P.J. Coote. 1996.
Activity of the plasma membrane H-ATPase and optimal glycolytic flux are required for rapid adaptation and
growth of Saccharomyces cerevisiae in the presence of the weak-acid preservative sorbic acid. Appl. Environ.
Microbiol. 62:3158–3164.
86. Hoover, D.G., and L.R. Steenson, ed. 1993. Bacteriocins of Lactic Acid Bacteria. New York: Academic Press.
87. Huhtanen, C.N. 1980. Inhibition of Clostridium botulinum by spice extracts and aliphatic alcohols. J. Food
Protect. 43:195–196, 200.
88. Hurst, A. 1981. Nisin. Adv. Appl. Microbiol. 27:85–123.
89. Islam, M., J. Chen, M.P. Doyle, and M. Chinnan. 2002. Control of Listeria monocytogenes on turkey
frankfurters by generally-recognized-as-safe preservatives. J. Food Protect. 65:1411–1416.
90. Ivey, F.J., K.J. Shaver, L.N. Christiansen, and R.B. Tompkin. 1978. Effect of potassium sorbate on toxinogenesis by Clostridium botulinum in bacon. J. Food Protect. 41:621–625.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

399

91. Jack, R.W., J.R. Tagg, and B. Ray. 1995. Bacteriocins of Gram-positive bacteria. Microbiol. Rev. 59:171–200.
92. Jacobsen, Т., В.В. Budde, and A.G. Koch. 2003. Application of Leuconostoc carnosum for biopreservation
of cooked meat products. J. Appl. Microbiol. 95:242–249.
93. Jay, J.M. 1997. Do background microorganisms play a role in the safety of fresh foods? Trends Food Sci.
Technol. 8:421–424.
94. Jay, J.M. 1982. Antimicrobial properties of diacetyl. Appl. Environ. Microbiol. 44:525–532.
95. Jay, J.M. 1982. Effect of diacetyl on foodborne microorganisms. J. Food Sci. 47:1829–1831.
96. Jay, J.M. 1983. Antibiotics as food preservatives. In Food Microbiology, ed. A.H. Rose, 117–143. New York:
Academic Press.
97. Jay, J.M., and G.M. Rivers. 1984. Antimicrobial activity of some food flavoring compounds. J. Food Safety
6:129–139.
98. Juglal, S., R. Govinden, and B. Odhav. 2002. Spice oils for the control of co-occurring mycotoxin-producing
fungi. J. Food Protect. 65:683–687.
99. Kabara, J.J. 1983. Medium-chain fatty acids and esters. In Antimicrobials in Foods, ed. A.L. Branen and
P.M. Davidson, 109–139. New York: Marcel Dekker.
100. Kabara, J.J., H. Vrable, and M.S.F. Lie Ken Jie. 1977. Antimicrobial lipids: Natural and synthetic fatty acids
and mono-glycerides. Lipids 12:753–759.
101. Kang, D.-H., and D.Y.C. Fung. 2000. Stimulation of starter culture for further reduction of foodborne
pathogens during salami fermentation. J. Food Protect. 63:1492–1495.
102. Katla, Т., К. Naterstad, M. Vancanneyt, J. Swings, and L. Axelsson. 2003. Differences in susceptibility
of Listeria monocytogenes strains to sakacin P, sakacin A, pediocin PA-1, and nisin. Appl. Environ. Microbiol.
69:4431–4437.
103. Kemp, G.K., M.L. Aldrich, and A.L. Waldroup. 2000. Acidified sodium chlorite antimicrobial treatment
of broiler carcasses. J. Food Protect. 63:1087–1092.
104. Kennedy, J.E., Jr., J.L. Oblinger, and B. Bitton. 1984. Recovery of coliphages from chicken, pork sausage
and delicatessen meats. J. Food Protect. 47:623–626.
105. Kereluk, K., H.A. Gammon, and R.S. Lloyd. 1970. Microbiological aspects of ethylene oxide sterilization.
II. Microbial resistance to ethylene oxide. Appl. Microbiol. 19:152–156.
106. Kim, K.W., R.L. Thomas, С. Lee, and H.J. Park. 2003. Antimicrobial activity of native chitosan, degraded
chitosan, and o-carboxymethylated chitosan. J. Food Protect. 66:1495–1498.
107. Kim, J.-G., and A.E. Yousef. 2000. Inactivation kinetics of foodborne spoilage and pathogenic bacteria
by ozone. J. Food Sci. 65:521–528.
108. Kim, J.-G., A.E. Yousef, and S.A. Dave. 1999. Application of ozone for enhancing the microbiological
safety and quality of foods: A review. J. Food Protect. 62:1071–1087.
109. Klis, J.B., L.D. Witter, and Z.J. Ordal. 1964. The effect of several antifungal antibiotics on the growth
of common food spoilage fungi. Food Technol. 13:124–128.
110. Kniel, K.E., S.S. Sumner, D.S. Lindsay, C.R. Hackney, M.D. Pierson, A.M. Zajac, D.A. Golden, and D. Fayer.
2003. Effect of organic acids and hydrogen peroxide on Cryptosporidium parvum viability in fruit juices.
J. Food Protect. 66:1650–1657.
111. Kueper, T.V., and R.D. Trelease. 1974. Variables affecting botulinum toxin development and nitrosamine
formation in fermented sausages. In Proceedings of the Meat Industry Research Conference, 69–74. Chicago:
American Meat Institute Foundation.
112. Labbe, R.G., M. Kinsley, and J. Wu. 2001. Limitations in the use of ozone to disinfect maple sap. J. Food
Protect. 64:104–107.
113. Lana, R.P., and J.B. Russell. 1997. Effect of forage quality and monensin on the ruminal fermentation of
fistulated соws fed continuously at a constant intake. J. Anim. Sci. 75:224–229.
114. Leistner, L., and G. Gould. 2002. Hurdle Technologies — Combination Treatments for Food Stability, Safety
and Quality. New York: Kluwer Academic Publishers.
115. LeMarrec, C., B. Hyronimus, P. Bressollier, B. Verneuil, and M.C. Urdaci. 2000. Biochemical and genetic
characterization of coagulin, a new antilisterial bacteriocin in the pediocin family of bacteriocins, produced
by Bacillus coagulans I4. Appl. Environ. Microbiol. 66:5213–5220.
116. Lin, C.C.S., and D.Y.C. Fung. 1983. Effect of BHA, BHT, TBHQ, and PG on growth and toxigenesis
of selected aspergilli. J. Food Sci. 48:576–580.
117. Lin, C.-M., S.S. Moon, M.P. Doyle, and K.H. McWatters. 2002. Inactivation of Escherichia coli 0157:H7,
Salmonella enterica serotype Enteritidis, and Listeria monocytogenes on lettuce by hydrogen peroxide and lactic
acid and by hydrogen peroxide with mild heat. J. Food Protect. 65:1215–1220.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

400

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

118. Lin, C.-M., J. Kim, W.-X. Du, and C.I. Wei. 2000. Bactericidal activity of isothiocyanate against pathogens
on fresh produce. J. Food Protect. 63:25–30.
119. Lloyd, A.C. 1975. Preservation of comminuted orange products. J. Food Technol. 10:565–567.
120. Loessner, M.J., S.K. Maier, P. Schiwek, and S. Scherer. 1997. Long-chain polyphosphates inhibit growth
of Clostridium tyrobutyricum in processed cheese spreads. J. Food Protect. 60:493–498.
121. Maier, S.K., S. Scherer, and M.J. Loessner. 1999. Long-chain polyphosphate causes cell lysis and inhibits Bacillus
cereus septum formation, which is dependent on divalent cations. Appl. Environ. Microbiol. 65:3942–3949.
122. McCann, K.B., A. Lee, J. Wan, H. Roginski, and M. J. Coventry. 2003. The effect of bovine lactoferricin and
lactofen В on the ability of feline calicivirus (a norovirus surrogate) and poliovirus to infect cell cultures.
J. Appl. Microbiol. 95:1026–1033.
123. McDonnell, G., G. Grignol, and K. Ankloga. 2002. Vapor phase hydrogen peroxide decontamination of food
contact surfaces. Dairy Food Environ. Sanit. 22:868–873.
124. McEntire, J.C., T.J. Montville, and M.L. Chikindas. 2003. Synergy between nisin and select lactates against
Listeria monocytogenes is due to the metal cations. J. Food Protect. 66:1631–1636.
125. McMeekin, T.A., K. Presser, D. Ratkowsky, T. Ross. M. Salter, and S. Tienungoon. 2000. Quantifying the
hurdle concepts by modeling the bacterial growth/no growth interface. Int. J. Food Microbiol. 55:93–98.
126. Melly, E., A.E. Cowan, and P. Setlow. 2002. Studies on the mechanism of killing of Bacillus subtilis spores
by hydrogen peroxide. J. Appl. Microbiol. 93:316–325.
127. Meyer, J.D., J.G. Cerveny, and J.B. Luchansky. 2003. Inhibition of nonproteolytic, psychrotrophic Clostridia and anaerobic sporeformers by sodium diacetate and sodium lactate in cook-in-bag turkey breast. J. Food
Protect. 66:1474–1478.
128. Miller, S.A., and W.D. Brown. 1984. Effectiveness of chlortetracycline in combination with potassium
sorbate or tetra-sodium ethylene-diaminetetraacetate for preservation of vacuum packed rockfish fillets.
J. Food Sci. 49:188–191.
129. Miller, M.L., and E.D. Martin. 1990. Fate of Salmonella Enteritidis and Salmonella Typhimurium into
an Italian salad dressing with added eggs. Dairy Food Environ. Sanit. 10(1):12–14.
130. Ming, X., and M.A. Daeschel. 1995. Correlation of cellular phospholipid content with nisin resistance
of Listeria monocytogenes Scott A. J. Food Protect. 58:416–420.
131. Morita, H., R. Sakata, and Y. Nagata. 1998. Nitric oxide complex of iron (II) myoglobin converted from
metmyoglobin by Staphylococcus xylosus. J. Food Sci. 63:352–355.
132. Morris, J.A., A. Khettry, and E.W. Seitz. 1979. Antimicrobial activity of aroma chemicals and essential oils.
J. Am. Oil Chem. Soc. 56:595–603.
133. Muthukumarasamy, P.J., H. Han, and R.A. Holley. 2003. Bactericidal effects of Lactobacillus reuteri and
allyl isothiocyanate on Escherichia coli 0157:H7 in refrigerated ground beef. J. Food Protect. 66:2038–2044.
134. Naidu, A.S. 2002. Activated lactoferrin — A new approach to meat safety. Food Technol. 56(3):40–45.
135. Naidu, A.S. 2000. Microbial blocking agents: A new approach to meat safety. Food Technol. 54(2): 112.
136. Nascimento, H.S., N. Silva, M.P.L.M. Catanozi, and K.C. Silva. 2003. Effects of different disinfection
treatments on the natural microbiota of lettuce. J. Food Protect. 66:1697–1700.
137. Nilsson, L., V. Chen, M.L. Chikindas, H.H. Huss, L. Gram, and T.J. Montville. 2000. Carbon dioxide and
nisin act synergistically on Listeria monocytogenes. Appl. Microbiol. Environ. 66:769–774.
138. Nilsson, L., L. Gram, and H.H. Huss. 1999. Growth control of Listeria monocytogenes on cold-smoked salmon
using a competitive lactic acid bacteria flora. J. Food Protect. 62:336–342.
139. Niroomand, F., W.H. Sperber, V.J. Lewandowski, and L.J. Hobbs. 1998. Fate of bacterial pathogens and
indicator organisms in liquid sweeteners. J. Food Protect. 61:295–299.
140. No, H.K., N.Y. Park, S.H. Lee, H.J. Hwang, and S.P. Meyers. 2002. Antibacterial activities of chitosans and
chitosan oligomers with different molecular weights on spoilage bacteria isolated from tofu. J. Food Sci.
67:1511–1514.
141. Nordin, H.R. 1969. The depletion of added sodium nitrite in ham. Can. Inst. Food Sci. Technol. J. 2:79–85.
142. O’Boyle, A.R., L.J. Rubin, L.L. Diosady, N. Aladin-Kassam, F. Comer, and W. Brightwell. 1990. A nitritefree curing system and its application to the production of wieners. Food Technol. 44(5):88, 90–91, 93,
95–96, 98, 100, 102–104.
143. O’Leary, V., and M. Solberg. 1976. Effect of sodium nitrite inhibition on intracellular thiol groups and on
the activity of certain glycolytic enzymes in Clostridium perfringens. Appl. Environ. Microbiol. 31:208–212.
144. Ough, C.S. 1983. Sulfur dioxide and sulfites. In Antimicrobials in Foods, ed. A.L. Branen and P.M. Davidson,
177–203. New York: Marcel Dekker.
145. Paquette, M.W., M.C. Robach, J.N. Sofos, and F. Busta. 1980. Effects of various concentrations of sodium nitrite
and potassium sorbate on color and sensory qualities of commercially prepared bacon. J. Food Sci. 45:1293–1296.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

401

146. Park, С.М., and L.R. Beuchat. 1999. Evaluation of sanitizers for killing Escherichia coli 0157:H7,
Salmonella, and naturally occurring microorganisms on cantaloupes, honeydew melons, and asparagus. Dairy
Food Environ. Sanit. 19:842–847.
147. Perigo, J.A., and T.A. Roberts. 1968. Inhibition of Clostridia by nitrite. J. Food Technol. 3:91–94.
148. Perigo, J.A., E. Whiting, and Т.Е. Bashford. 1967. Observations on the inhibition of vegetative cells of
Clostridium sporogenes by nitrite which has been autoclaved in a laboratory medium, discussed in the context
of sublethally processed meats. J. Food Technol. 2:377–397.
149. Peterson, A.C., J.J. Black, and M.F. Gunderson. 1962. Staphylococci in competition. I. Growth of naturally
occurring mixed populations in precooked frozen foods during defrost. Appl. Microbiol. 10:16–22.
150. Pierson, M.D., and N.R. Reddy. 1982. Inhibition of Clostridium botulinum by antioxidants and related phenolic
compounds in comminuted pork. J. Food Sci. 47:1926–1929, 1935.
151. Pitt, W.M., T.J. Harden, and R.R. Hull. 2000. Behavior of Listeria monocytogenes in pasteurized milk during
fermentation with lactic acid bacteria. J. Food Protect. 63:916–920.
152. Porto, A.C.S., B.D.G.M. Franco, E.S. Sant’Anna, J.K. Call, A. Piva, and J.B. Luchansky. 2002. Viability of a fivestrain mixture of Listeria monocytogenes in vacuum-sealed packages of frankfurters, commercially prepared with
and without 3.0% added potassium lactate, during extended storage at 4 and 10°C. J. Food Protect. 65:308–315.
153. Raccach, M., and R.C. Baker. 1978. Lactic acid bacteria as an antispoilage and safety factor in cooked,
mechanically deboned poultry meat. J. Food Protect. 41:703–705.
154. Rayman, K., N. Malik, and A. Hurst. 1983. Failure of nisin to inhibit outgrowth of Clostridium botulinum
in a model cured meat system. Appl. Environ. Microbiol. 46:1450–1452.
155. Reddy, D., J.R. Lancaster, Jr., and D.P. Comforth. 1983. Nitrite inhibition of Clostridium botulinum:
Electron spin resonance detection of iron-nitric oxide complexes. Science 221:769–770.
156. Robach, M.C., and M.D. Pierson. 1979. Inhibition of Clostridium botulinum types A and В by phenolic
antioxidants. J. Food Protect. 42:858–861.
157. Robach, M.C., and M.D. Pierson. 1978. Influence of para-hydroxybenzoic acid esters on the growth and
toxin production of Clostridium botulinum 10755A. J. Food Sci. 43:787–789, 792.
158. Roberts, T.A., A.M. Gibson, and A. Robinson. 1981. Factors controlling the growth of Clostridium
botulinum types A and В in pasteurized, cured meats. II. Growth in pork slurries prepared from “high” pH
meat (range 6.3–6.8). J. Food Technol. 16:267–281.
159. Roberts, T.A., A.M. Gibson, and A. Robinson. 1982. Factors controlling the growth of Clostridium botulinum
types A and В in pasteurized, cured meats. III. The effect of potassium sorbate. J. Food Technol. 17:307–326.
160. Roberts, T.A., and M. Ingram. 1966. The effect of sodium chloride, potassium nitrate and sodium nitrite
on the recovery of heated bacterial spores. J. Food Technol. 1:147–163.
161. Roberts, T.A., and J.L. Smart. 1974. Inhibition of spores of Clostridium spp. by sodium nitrite. J. Appl.
Bacteriol. 37:261–264.
162. Ronning, I.E., and H.A. Frank. 1988. Growth response of putrefactive anaerobe 3679 to combinations of
potassium sorbate and some common curing ingredients (sucrose, salt, and nitrite), and to noninhibitory
levels of sorbic acid. J. Food Protect. 51:651–654.
163. Ronning, I.E., and H.A. Frank. 1987. Growth inhibition of putrefactive anaerobe 3679 caused by stringent-type response induced by protonophoric activity of sorbic acid. Appl. Environ. Microbiol. 53:1020–1027.
164. Rose, N.L., M.M. Palcic, P. Sporns, and L.M. McMullen. 2002. Nisin: A novel substrate for glutathione
S-transferase isolated from fresh beef. J. Food Sci. 67:2288–2293.
165. Sabah, J.R., H. Thippareddi, J.L. Marsden, and D.Y.C. Fung. 2003. Use of organic acids for the control of
Clostridium perfringens in cooked vacuum-packaged restructured roast beef during an alternative cooling
procedure. J. Food Protect. 66:1408–1412.
166. Sahl, H.-G., M. Kordel, and R. Benz. 1987. Voltage-dependent depolarization of bacterial membranes and
artificial lipid bilayers by the peptide antibiotic nisin. Arch. Microbiol. 149:120–124.
167. Savage, R.A., and C.R. Stumbo. 1971. Characteristics of progeny of ethylene oxide treated Clostridium
botulinum type 62A spores. J. Food Sci. 36:182–184.
168. Sapers, G.M., and J.E. Sites. 2003. Efficacy of 1% hydrogen peroxide wash in decontaminating apples and
cantaloupe melons. J. Food. Sci. 68:1793–1797.
169. Sapers, G.M., R.L. Miller, M. Jantschke, and A.M. Mattrazzo. 2000. Factors limiting the efficacy of hydrogen
peroxide washes for decontamination of apples containing Escherichia coli. J. Food Sci. 65:529–532.
170. Schillinger, U., R. Geisen, and W.H. Holzapfel. 1996. Potential of antagonistic microorganisms and bacteriocins for the biological preservation of foods. Trends Food Sci. Technol. 7:158–164.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

402

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

171. Schuenzel, K.M., and M.A. Harrison. 2002. Microbial antagonists of foodborne pathogens on fresh,
minimally processed vegetables. J. Food Protect. 65:1909–1915.
172. Scott, V.N., and S.L. Taylor. 1981. Effect of nisin on the outgrowth of Clostridium botulinum spores. J. Food
Sci. 46:117–120, 126.
173. Senne, M.M., and S.E. Gilliland. 2003. Antagonistic action of cells of Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis
against pathogenic and spoilage microorganisms in fresh meat systems. J. Food Protect. 66:418–425.
174. Setlow, B., C.A. Loshon, P.C. Genest, A.W. Cowan, С. Setlow, and P. Setlow. 2002. Mechanisms of killing
spores of Bacillus subtilis by acid, alkali and ethanol. J. Appl. Microbiol. 92:362–375.
175. Seward, R.A., R.H. Deibel, and R.C. Lindsay. 1982. Effects of potassium sorbate and other antibotulinal
agents on germination and outgrowth of Clostridium botulinum type E spores in microcultures. Appl.
Environ. Microbiol. 44:1212–1221.
176. Shahidi, F., L.J. Rubin, L.L. Diosady, V. Chew, and D.F. Wood. 1984. Preparation of dinitrosyl ferrohemochrome from hemin and sodium nitrite. Can. Inst. Food Sci. Technol. J. 17:33–37.
177. Shelef, L.A. 1994. Antimicrobial effects of lactates: A review. J. Food Protect. 57:445–450.
178. Shelef, L.A., and J.A. Seiter. 1993. Indirect antimicrobials. In Antimicrobials in Foods, 2nd ed., ed. R.M. Davidson, 539–569. New York: Marcel Dekker.
179. Shelef, L.A. 1983. Antimicrobial effects of spices. J. Food Safety 6:29–44.
180. Shelef, L.A., and P. Liang. 1982. Antibacterial effects of butylated hydroxyanisole (BHA) against Bacillus
species. J. Food Sci. 47:796–799.
181. Shelef, L.A., O.A. Naglik, and D.W. Bogen. 1980. Sensitivity of some common food-borne bacteria to the
spices sage, rosemary, and allspice. J. Food Sci. 45:1042–1044.
182. Sofos, J.N. 1989. Sorbate Food Preservatives. Boca Raton, FL: CRC Press.
183. Sofos, J.N., F.F. Busta, and C.E. Allen. 1980. Influence of pH on Clostridium botulinum control by sodium
nitrite and sorbic acid in chicken emulsions. J. Food Sci. 45:7–12.
184. Sofos, J.N., F.F. Busta, K. Bhothipaksa, C.E. Allen. M.C. Robach, and M.W. Paquette. 1980. Effects of various concentrations of sodium nitrite and potassium sorbate on Clostridium botulinum toxin production
in commercially prepared bacon. J. Food Sci. 45:1285–1292.
185. Splittstoesser, D.F., and M. Wilkison. 1973. Some factors affecting the activity of diethylpyrocarbonate
as a sterilant. Appl. Microbiol. 25:853–857.
186. Swartling, P., and B. Lindgren. 1968. The sterilizing effect against Bacillus subtilis spores of hydrogen
peroxide at different temperatures and concentrations. J. Dairy Res. 35:423–428.
187. Tanaka, N., N.M. Gordon, R.C. Lindsay, L.M. Meske, M.P. Doyle, and E. Traisman. 1985. Sensory characteristics of reduced nitrite bacon manufactured by the Wisconsin process. J. Food Protect. 48:687–692.
188. Tanaka, N., L. Meske, M.P. Doyle, E. Traisman, D.W. Thayer, and R.W. Johnston. 1985. Plant trials of
bacon made with lactic acid bacteria, sucrose and lowered sodium nitrite. J. Food Protect. 48:679–686.
189. Tanaka, N., E. Traisman, M.H. Lee, R.G. Cassens, and E.M. Foster. 1980. Inhibition of botulinum toxin
formation in bacon by acid development. J. Food Protect. 43:450–457.
190. Tarr, H.L.A., B.A. Southcott, and H.M. Bissett. 1952. Experimental preservation of flesh foods with
antibiotics. Food Technol. 6:363–368.
191. Thompson, D.P., L. Metevia, and T. Vessel. 1993. Influence of pH alone and in combination with phenolic
antioxidants on growth and germination of mycotoxigenic species of Fusarium and Penicillium. J. Food
Protect. 56:134–138.
192. Toledo, R.T. 1975. Chemical sterilants for aseptic packaging. Food Technol. 29(5): 102–107.
193. Toledo, R.T, F.E. Escher, and J.С Ayres. 1973. Sporicidal properties of hydrogen peroxide against food
spoilage organisms. Appl. Microbiol. 26:592–597.
194. Tompkin, R.B. 1983. Nitrite. In Antimicrobials in Foods, ed. A.L. Branen and P.M. Davidson, 205–206.
New York: Marcel Dekker.
195. Tompkin, R.B., L.N. Christiansen, and A.B. Shaparis. 1978. Enhancing nitrite inhibition of Clostridium
botulinum with isoascorbate in perishable canned cured meat. Appl. Environ. Microbiol. 35:59–61.
196. Tompkin, R.B., L.N. Christiansen, and A.B. Shaparis. 1978. Causes of variation in botulinal inhibition in
perishable canned cured meat. Appl. Environ. Microbiol. 35:886–889.
197. Tompkin, R.B., L.N. Christiansen, and A.B. Shaparis. 1979. Iron and the antibotulinal efficacy of nitrite.
Appl. Environ. Microbiol. 37:351–353.
198. Tompkin, R.B., L.N. Christiansen, and A.B. Shaparis. 1980. Antibotulinal efficacy of sulfur dioxide in meat.
Appl. Environ. Microbiol. 39:1096–1099.
199. Torriani, S., C. Orsi, and M. Vescova. 1997. Potential of Lactobacillus casei culture permeate, and lactic acid
to control microorganisms in ready-to-use vegetables. J. Food Protect. 60:1564–1567.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 13. Защита пищи химическими препаратами и методами «Биоконтроля»

403

200. Ukuku, D.O., and G.M. Sapers. 2001. Effect of sanitizer treatments on Salmonella Stanley attached to the
surface of cantaloupe and cell transfer to fresh-cut tissues during cutting practices. J. Food Protect.
64:1286–1292.
201. Vareltzis, К., E.M. Buck, and R.G. Labbe. 1984. Effectiveness of a betalains/potassium sorbate system
versus sodium nitrite for color development and control of total aerobes, Clostridium perfringens and Clostridium sporogenes in chicken frankfurters. J. Food Protect. 47:532–536.
202. Vas, K., and M. Ingram. 1949. Preservation of fruit juices with less SO2. Food Manuf. 24:414–416.
203. Venkitanarayanan, K.S., G.O. Ezeike, Y.-C. Hung, and M.P. Doyle. 1999. Efficacy of electrolyzed oxiding
water for inactivating Escherichia coli 0157:H7, Salmonella Enteritidis, and Listeria monocytogenes. Appl.
Environ. Microbiol. 65:4276–4279.
204. Wagner, M.K., and F.F. Busta. 1983. Effect of sodium acid pyrophosphate in combination with sodium
nitrite or sodium nitrite/potassium sorbate on Clostridium botulinum growth and toxin production in beef/pork
frankfurter emulsions. J. Food Sci. 48:990–991, 993.
205. Wang, I.-N., D.L. Smith, and R. Young. 2000. Holins: The protein clocks of bacteriophage infections. Ann.
Rev. Microbiol. 54:799–825.
206. Weissinger, W.R., K.H. Watters, and L.R. Beuchat. 2001. Evaluation of volatile chemical treatments for
lethality to Salmonella on alfalfa seeds and sprouts. J. Food Protect. 64:442–450.
207. Weissinger, W.R., and L.R. Beuchat. 2000. Comparison of aqueous chemical treatments to eliminate
Salmonella on alfalfa seeds. J. Food Protect. 63:1475–1482.
208. Winarno, F.G., and C.R. Stumbo. 1971. Mode of action of ethylene oxide on spores of Clostridium botulinum
62A. J. Food Sci. 36:892–895.
209. Wisniewsky, M.A., B.A. Glatz, M.L. Gleason, and C.A. Reitmeier. 2000. Reduction of Escherichia coli
0157:H7 counts on whole fresh apples by treatment with sanitizers. J. Food Protect. 63:703–708.
210. Wood, D.S., D.L. Collins-Thompson, W.R. Usborne, and B. Pickard. 1986. An evaluation of antibotulinal
activity in nitrite-free curing systems containing dinitrosyl ferrohemochrome. J. Food Protect. 49:691–695.
211. Woods, L.F.J., and J.M. Wood. 1982. A note on the effect of nitrite inhibition on the metabolism of
Clostridium botulinum. J. Appl. Bacteriol. 52:109–110.
212. Woods, L.F.J., J.M. Wood, and P.A. Gibbs. 1981. The involvement of nitric oxide in the inhibition of the
phosphoroclastic system in Clostridium sporogenes by sodium nitrite. J. Gen. Microbiol. 125:399–406.
213. Wu, F.M., M.P. Doyle, L.R. Beuchat, J.G. Wells, E.D. Mintz, and B. Swammathan. 2000. Fate of Shigella
sonnei on parsley and methods of disinfection. J. Food Protect. 63:568–572.
214. Xu, L. 1999. Use of ozone to improve the safety of fresh fruits and vegetables. Food Technol. 53(10):58–61, 63.
215. Yamazaki, K., M. Suzuki, Y. Kawai, N. Inoue, and T.J. Montville. 2003. Inhibition of Listeria monocytogenes in соld-smoked salmon by Carnobacterium piscicola CS526 isolated from frozen surimi. J. Food
Protect. 66:1420–1425.
216. Yang, H., B.L. Svem, and Y. Li. 2003. The effect of pH on inactivation of pathogenic bacteria on fresh-cut
lettuce by dipping treatment with electrolyzed water. J. Food Sci. 68:1013–1017.
217. Yarbrough, J.M., J.B. Rake, and R.G. Egon. 1980. Bacterial inhibitory effects of nitrite: Inhibition of active
transport, but not of group translocation, and of intracellular enzymes. Appl. Environ. Microbiol. 39:831–834.
218. Young, R., and U. Blasi. 1995. Holins: Form and function in bacteriophage lysis. FEMS Microbiol. Rev.
17:191–205.
219. Young, S.B., and P. Setlow. 2003. Mechanisms of killing of Bacillus subtilis spores by hypochlorite and
chlorine dioxide. J. Appl. Microbiol. 95:54–67.
220. Yun, J., F. Shahidi, L.J. Rubin, and L.L. Diosady. 1987. Oxidative stability and flavour acceptability of
nitrite-free curing systems. Can. Inst. Food. Sci. Technol. J. 20:246–251.
221. Zaika, L.L., J.С. Kissinger, and A.E. Wasserman. 1983. Inhibition of lactic acid bacteria by herbs. J. Food
Sci. 48:1455–1459.
222. Zaika, L.L., O.J. Scullen, and J.S. Fanelli. 1997. Growth inhibition of Listeria monocytogenes by sodium
polyphosphate as affected by polyvalent metal ions. J. Food Sci. 62:867–869, 872.
223. Zessin, K.G., and L.A. Shelef. 1988. Sensitivity of Pseudomonas strains to polyphosphates in media systems.
J. Food Sci. 53:669–670.
224. Zimmer, M., N. Vukov, S. Scherer, and M.J. Loessner. 2002. The murein hydrolase of the bacteriophage
Ф3626 dual lysis system is active against all tested Clostridium perfringens strains. Appl. Environ. Microbiol.
68:5311–5317.
225. Zivanovic, S., C.C. Basurto, S. Chi, P.M. Davidson, and J. Weiss. 2004. Molecular weight of chitosan
influences — antimicrobial activity in oil-in-water emulsions. J. Food Protect. 67:952–959.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

14
Защита продуктов питания
модифицированной атмосферой

Эта глава рассматривает различные методы модификации атмосферы при упаковывании (МАР), которые используются для изменения газообразной окружающей среды вокруг пищевых продуктов с целью увеличения срока их годности. В основном это различные способы использования углекислого газа
(СО2) как пищевого консерванта. С 1882 г. было известно, что увеличение концентрации СО2 увеличивает срок годности свежего мяса, и применение этого
газа для увеличения срока хранения мяса фактически осуществлялось в течение многих десятилетий (см. табл. 14.1). Влияние СО2 на срок годности некоторых продуктов растительного происхождения было зарегистрировано еще
в 1821 г. [84]. Приблизительно 90% говядины в США упаковывается под вакуумом/МААР; 90–95% свежей пасты, продаваемой в Великобритании — это
МААР [76].

Определения
Не сходились мнения в терминологии, которая используется для описания различных способов, которыми достигается увеличенный уровень содержания СО2
и уменьшенный уровень содержания О2. Наиболее широко используемая терминология кратко описана ниже.

Гипобарическое (при низком давлении) хранение
Пищевые продукты хранятся на воздухе при низком давлении, низкой температуре и высокой влажности, каждый параметр строго контролируется при
вентиляции. Гипобарическое хранение приводит к уменьшенным концентрациям О2, которые приводят к уменьшенному окислению жиров. Давление
атмосферы приблизительно в 10 мм рт. ст., как было отмечено, эффективно
для хранения мяса и морепродуктов; 10–80 мм рт. ст. — для фруктов и
овощей; 10–50 мм рт. ст. — для цветов (1 атм. = 760 мм рт. ст.). В одном из исследований вырезку свинины хранили при давлении в 10 мм рт. ст., температуре
–17,7 °С и 95%-й влажности и обнаружили в 6 раз более эффективное увеличение срока годности продукта, чем при хранении на воздухе [49]. Впервые этот
метод был введен приблизительно в 1960 г. Stanley Burg, коммерческая версия гипобарического контейнера была разработана в 1976 г. (см. табл. 14.1).
Использование гипобарического хранения ограничено и не обсуждается далее
в этом разделе.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 14. Защита продуктов питания модифицированной атмосферой

405

Таблица 14.1. Краткий обзор истории использования модифицированной атмосферы
и связанных с ней технологий
Год

Событие

1882

Повышенный уровень CO2 продемонстрировал увеличение срока хранения
маса на 4–5 недель
Была установлена антибактериальная активность CO 2
100% CO2 ингибирует рост грибковых спор
Модифицированная атмосферная упаковка широко использовалась для
сохранения пищи
Около 26% новозеландской и 60% австралийской говядины хранилось
в атмосфере CO2
S. Burg была создана гипобарическая система
Tectrol-процесс был введен в США для транспортировки мяса, птицы и
морепродуктов на большие расстояния
Криогенная O2–N2 атмосфера (жидкие O2 и N2) была запатентована Carbide
Corporation
Корпорация Grumman создала контейнер на основе системы S.Burg

1889
1895
1910
1938
1960
1972
1972
1976

Вакуумная упаковка
Согласно этому методу, воздух извлекается из газонепроницаемых пакетов, после чего пакет запечатывается. Это позволяет уменьшить остаточное давление
воздуха от обычного 1 бар до 0,3–0,4 бар, с этого момента некоторое количество
O2 удаляется (1 бар = 0,9869 атм). По мере хранения упакованного под вакуумом
продукта происходит увеличение содержания СО2 в результате дыхания ткани и
микробного дыхания, при котором потребляется O2 и выделяется СО2. В случае
мяса содержание CO2 может увеличиться на 10–20% в течение 4 ч и, в конечном
счете, концентрация может достигнуть 30% в результате дыхательной активности аэробной биоты (см. табл. 14.2).
Вакуумная упаковка может производиться путем помещения пищевых продуктов в пакеты из низкопроницаемого пластика, вакуумируя далее (10–745 мм
ртутного столба) и запечатывая при высокой температуре или осуществляя
Таблица 14.2. Процент СО2 и O2 в газонепроницаемой упаковке свежей свинины,
хранившейся в течение 3 ч — 14 дней при 2–16 °С
2 °С

Срок хранения

O2

СО2

O2

3–5

20

3–5

—

13
—
15
15

20
—
1
1

30
30
—
—

1
1
—
—

СО2

После 3 ч
После 4 дней
После 5 дней
После 10 дней
После 14 дней

16 °С

Источник: опубликовано с разрешения G. A. Gardner c соавт. [28]. Bacteriology of Prepacked Pork with
Reference to the Gas Composition within the Pack, Journal of Applied Bacteriology, т. 30, стр. 321–333,
сopyright © 1967, Blackwell Scientific Publishers, Ltd.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

406

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Таблица 14.3. Некоторые примеры проницаемости по газу и пару пленок,
используемых при упаковке пищевых продуктов *
Параметры проницаемости
2

1. ORT 7,8–9,3 мл/м /24 ч/37,8 °С/70% RH
2. a. OTR 8 мл/м2/24 ч/4 °С/100% RH
b. CO2 TR 124 мл/м2/24 ч/100% RH
c. WVTR 18,6 г/м2/24 ч/37 °С/100% RH
3. ORT 10 мл/м2/24 ч/22,8 °С/0% RH
4. a. OTR 32 мл/м2/24 ч/23,9 °С/50% RH
b. CO2 TR 47 мл/м2/24 ч/23,9 °С/70% RH
c. WVTR 0,8–1,8 г/м 2/24 ч/23,9 °С/70% RH
5. ORT 52 мл/м2/24 ч/1 атм./25 °С/75% RH
6. ORT 154 мл/м2/24 ч
7. ORT 300 мл/м2/24 ч/25 °С/1 атм./100% RH
8. ORT 1000 мл/м2/24 ч/25 °С/1 атм./ 90%/RH
9. ORT 6500 мл/м2/24 ч/23 °С/0% RH
10. ORT 7800–13900 мл/м2/24 ч
WVTR 240–419 г/м2/24 ч
11. ORT 6500 мл/м2/24 ч/23 °С/0% RH

Комментарий
Чрезвычайно низкая проницаемость
Чрезвычайно низкая проницаемость

Низкая проницаемость

Низкая проницаемость
Упаковка whirl-pak
Используются для вакуумной упаковки
В основном аэробный
Высокопроницаемый
Пленка из ПВХ
Стрейч-пленка

* OTR = степень проницаемости по кислороду, RH = относительная влажность,

WVTR = проницаемость по пару.

усадку погружением в воду при 80–90 °С. Метод, подходящий для мясного
сырья, состоит из простого выдавливания лишнего воздуха из упаковки с последующим высокотемпературным запечатыванием. В дополнение к замедлению
роста аэробных микроорганизмов порчи, вакуумная упаковка минимизирует
усадку продукта и задерживает окисление жиров и обесцвечивание. Барьерные
свойства некоторых пластмасс, используемых для упаковывания пищевых продуктов под вакуумом, перечислены в табл. 14.3. В общем случае, проницаемость
для CO2 таких пленок всегда выше, чем для O 2, приблизительно в 2–5 раз.

Упаковка в модифицированной атмосфере (МАР)
Упаковка в модифицированной атмосфере — гипербарический процесс, который заключается в изменении состава атмосферы упаковки за счет заполнения
смесями из СО2, N2, и/или O2. Исходная концентрация газа не может быть изменена в течение хранения. Существуют два типа МАР [29].
1. В МАР с высоким содержанием O2 может быть использовано до 70% O2 вместе с прибл. 20–30% CO2 и 0–20% N2. Рост аэробов при умеренной концентрации СО2 замедляется, но не подавляется. Этот метод подходит для упаковки
красного мяса, поскольку высокий уровень O2 способствует сохранению его
цвета. Предполагается, что со временем газовый состав может изменяться.
2. В МАР системах с низким содержанием O2 концентрация кислорода может
быть на уровне 10%, в то время как содержание CO2 поддерживается в диапазоне 20–30% с добавлением при необходимости N 2.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 14. Защита продуктов питания модифицированной атмосферой

407

Равновесно-модифицированная атмосфера
Упаковывание в равновесно-модифицированную атмосферу (EMA) осуществляется путем упаковывания в газопроницаемую упаковку или запечатывания
упаковки без изменения среды. EMA используется для упаковывания свежих
фруктов и овощей [76].

Контролируемое атмосферное упаковывание или хранение
Хотя контролируемое атмосферное упаковывание или хранение (CAP, CAS)
рассматривается некоторыми как отличающееся от MAP, его можно считать
одним из видов MAP. При типичном MAP составы газов могут изменяться в
процессе хранения, при CAP составы остаются неизменными в течение продолжительного периода хранения. В MAP-системах с низким и высоким содержанием O2 может быть использована низкопроницаемая пластиковая пленка, CAP
требует использования многослойных материалов на основе алюминиевой
фольги или стеклянных контейнеров, так как однослойная пластиковая пленка
не полностью непроницаема для газов.
Хотя вакуумная MAP- или CAP-упаковка изменяет концентрацию O2 и CO2
по-разному, различие в эффективности и способах воздействия CO2 между ними
слабо освещено в исследованиях. В оставшихся разделах этой главы описаны
ингибирующие эффекты увеличенного содержания CO2 на микроорганизмы и
качество пищи.

Основное влияние CO2 на микроорганизмы
1.

2.

3.

4.

После длительного воздействия 10% и более содержания CO2 хорошо проявляются следующие факты.
Ингибирующая активность увеличивается по мере того, как температура инкубации или хранения уменьшается. Это происходит частично благодаря большей
растворимости CO2 в воде при более низких температурах и, в дополнение к этому, уменьшению оптимальной температуры роста. При 1 атм. 100 мл воды поглотят 88 мл СО2 при 20 °С, но только 36 мл при 60 °С.
Хотя использовались концентрации от 5 до 100%, по-видимому, оптимальной
является концентрация в 20–30%, дополнительных выгод от более высокого содержания нет. Это особенно справедливо для свежего мяса, где концентрация в
20% является идеальной [30, 31]. Более высокое содержание может использоваться для морепродуктов. Для поддержания красного цвета мяса его можно выдерживать в угарном газе (СО) перед обработкой CO2, или хранить в смеси CO2
+ O2 в отношении 20:80.
Ингибирование усиливается при уменьшении pH. Один практический вывод из
этого — то, что CO2 более эффективен для свежего красного мяса, чем для морепродуктов. Вакуумная упаковка красного мяса с pH > 6,0 неэффективна. Срок
годности упакованной под вакуумом рыбы сокращается при развитии Photobacterium phosphoreum [16] и Shewanella putrefaciens [1].
В целом грамотрицательные бактерии более чувствительны к ингибированию СО2,
чем грамположительные бактерии, при этом псевдомонады являются самыми чувствительными, а клостридии — самыми устойчивыми (см. табл. 14.4). После длительного хранения мяса CO2 вызывает довольно существенные изменения в микробиоте, в результате которых начинают доминировать грамположительные микроорганизмы. Это проиллюстрировано в табл. 14.5 для копченой свинины и сосисок.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

408

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Таблица 14.4. Относительная чувствительность микроорганизмов к CO 2
при упаковывании под вакуумом и в модифицированной атмосфере
Pseudomonas spp.
Aeromonas spp.
Bacillus spp.
Плесени
Enterobacteriaceae
Enterococcus spp.
Beochothrix spp.
Lactobacillus spp.
Clostridium spp.

(Наиболее чувствительные)

(Наиболее устойчивые)

Источник: опубликовано с разрешения G. Molin [68]. The Resistance to Carbon Dioxide of Some Food
Related Bacteria, European Journal of Applied Microbiology and Biotechnology, вып. 18, стр. 214–217.
Copyright © 1983, Springer-Verlag, New York.

5. Как лаг-фаза, так и логарифмическая фаза роста подвержены его влиянию.
6. CO2, находясь под давлением, обладает значительно большим антибактериальным эффектом, чем не под давлением; давление в 6–30 МПа может уничтожить
бактерии и грибы при различных условиях (см. «Высокое гидростатическое давление» в гл. 19). Разрушительное действие, как полагают, происходит, когда
давление прикладывается внезапно.

Способ действия
Механизм ингибирования микроорганизмов CO2 допускает два различных объяснения. King и Nagel [57] обнаружили, что CO2 блокирует метаболизм Pseudomonas aeruginosa и, предположительно, влияет на ферментативное декарбоксилирование. Sears и Eisenberg [79] обнаружили, что СО2 влияет на проницаемость
мембран клетки; Enfors и Моlin [22] представили аргументы в пользу последней
гипотезы в их исследованиях по прорастанию эндоспор Clostridium sporogenes и
C. perfringens. При давлении CO2 в 1 атм. стимулировалось прорастание спор
этих двух видов, тогда как прорастание спор B. cereus было ингибировано. Как
показано другими исследователями, CO2 обладает большим стимулирующим
эффектом при низком значении pH, чем при высоком. При давлении СО2 в
55 атм. произошло только 4%-е прорастание спор C. sporogenes, тогда как в случае с C. perfringens при 50 атм. произошло уменьшение прорастания до 4% [22].
Эти авторы предположили, что ингибирование СО2 происходит из-за его накопления в мембранном липидном бислое, таким образом увеличивая его текучесть. Противоположное влияние на клеточную проницаемость было предложено другими учеными. Если СО2 растворяется в форме угольной кислоты, то
НСО3¯ присутствует как продукт диссоциации и таким образом может вызвать
изменения в клеточной проницаемости [17]. При растворении СО2 в воде образуются следующие соединения:
CO 2 + H 2O ƒ H 2CO 3 ƒ H + + HCO –3 ƒ 2H + CO 2–
3

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 14. Защита продуктов питания модифицированной атмосферой

409

Таблица 14.5. Влияние хранения на биоту двух мясных продуктов,
хранившихся в течение 48–140 дней при 4 °С
Копченое свиное филе
Lg АПК/г
pH
Доминирующая
биота (%)

0 дней

Вакуум 48 дней

СО2 48 дней

N2 48 дней

2,5
5,8
Flavo(20)
Arthro(20)
Yeasts(20)
Pseudo(11)
Coryne(10)

7,6
5,8
Lactos(52)a

6,9
5,9

7,2
5,9

0 дней

Вакуум 98 дней

СО2 140дней

N2 140 дней

1,7
5,9
Bac(34)
Coryne(34)
Flavo(8)
Broch(8)

9,0
5,4
Lactos(38)

2,4
5,6
Lactos(88)г

4,8
5,9
Lactos(88)д

Lactos(74)б

Lacto(67)в

Франкфуртские сосиски
Lg АПК/г
pH
Доминирующая
биота (%)

Примечание: Процент биоты представленной Weissella viridescens: a40, б72, в50, г22, д35.
АПК = Flavo = Flavobacterium; Arthro = Arthrobacter, Pseudo = Pseudomonas;
Coryne = Corynebacterium; Bac = Bacillus; Broch = Brochotrhrix.
Источник: по Blickstad и Molin [6].

Антибактериальные спектры действия СО2 и диацетила подобны, и в то же
время это по существу не означает, что они обладают идентичными механизмами действия. Диацетил — антагонист аргинина, его способ действия наряду
с некоторыми другими a-дикарбонилсодержащими веществами был исследован
[51]. Доказано, что большая чувствительность грамотрицательных бактерий к
a-дикарбонилсодержащим ингибиторам происходит из-за их способности инактивировать связывающие аминокислоты белки периплазмы, особенно аргининсвязывающие. Таким образом, понятно, что местом действия СО2 является периплазма, где он взаимодействует с нормально функционирующими белками.

Пищевые продукты
Успешное использование вакуумной упаковки, MAP и CAS, для увеличения
срока хранения разнообразных пищевых продуктов хорошо исследовано; ниже
приведены некоторые специфичные антибактериальные аспекты.

Свежее и обработанное мясо
Среди первых, кто продемонстрировал эффективность высоких концентраций
СО2 для сохранении мяса, были J. Brooks в Англии, который в 1933 г. изучил
влияние СО2 на постном мясе; E. Callow в Англии, который изучил свинину и
бекон; R. B. Haines, также в Англии, который был среди первых обнаруживших

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

410

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

влияние СО2 на микроорганизмы порчи; и W. A. Empey в Австралии, который
в 1933 г. применял СО2 на говядине [73].
В общем случае срок хранения красного мяса может быть увеличен до 2 месяцев, если упаковать его при 75% О2 + 25% СО2 и хранить при –1 °C. Высокий
уровень кислорода обеспечивает поддержание цвета красного мяса. Было обнаружено, что 15% СО2 может задержать рост микроорганизмов на говяжьих стейках, смесь 15% СО2 + 75% О2 + 10% N2 была при этом более эффективна, чем вакуумирование и для сохранения цвета красного мяса, и качества с точки зрения
микробиальной обсемененности [4]. Важность температуры хранения MAPмяса была показана раннее Jaye и др. [52], которые установили заметные различия в качестве говяжьего фарша, хранившегося при 30 и 38 °С. Они сравнили
использование менее проницаемой пленки типа Саран и газонепроницаемой
целлофановой упаковки. Ранее Halleck и др. [38] показали существенный ингибирующий эффект вакуумной упаковки и хранения при 1,1–3,3 °C. Важность
температуры хранения продемонстрирована в другом исследовании, где использовалась упаковочная система, известная как процесс Captech, сочетающий
антисептическую обработку, хранение при –1,5–5 °C, высокое содержание СО2,
низкое О2, а также газонепроницаемую упаковку [36]. Процесс был применен
к филе свинины, с температурой хранения до 8 °С. Молочнокислые бактерии
росли без заметного уменьшения лаг-фазы и достигли 107/см2 в течение 9 недель. Поведение биоты копченого филе свинины и колбасы, хранившихся под
вакуумом и СО2, представлено в табл. 14.5. Как это типично для МААР-мяса, изначальная гетерогенная биота становилась гомогенной по мере длительного
хранения под вакуумом или при МАР с pH, уменьшающимся из-за преобладания молочнокислых бактерий [6].
Относительная эффективность упаковки МАР/вакуумирования для красного
мяса может быть оценена при определении изменений, происходящих в гидратационной способности. Когда свежий говяжий фарш хранился в низкопроницаемой упаковке при 7 °С в течение 13 дней, способность к гидратации практически не изменилась по сравнению с образцами, которые были свободно
обернуты в фольгу для создания аэробных условий (см. рис. 14.1). Процесс
определяется экстрагируемым объемом (ERV; см. гл. 4). За период выдержки
содержание грамотрицательных бактерий увеличилось примерно до 6 lоg10 и
до 3 lоg10 для мяса, хранившегося аэробно в фольге и в низкопроницаемой упаковке соответственно. Подобные результаты могут быть получены при использовании метода фильтрования для измерения способности к гидратации [50].
Увеличение гидратации вызвано преимущественным ростом грамотрицательных бактерий, сопровождаемым увеличением pH в щелочном диапазоне.
При исследовании говядины, печени свинины и почек говядины, упакованных в низкопроницаемую пленку, Hanna с соавт. [43] обнаружили, что в каждом
продукте значения pH уменьшаются после хранения при 2 °С в течение 28 дней.
Для оценки порчи упакованного под вакуумом мяса использовался ERV [75].
При исследовании нормального и сухого (DFD) говяжьего фарша, хранимых
при 3 °С и 100% CO2 в течение 11 дней, срок хранения увеличился приблизительно на 3–4 дня с преобладанием биоты, состоящей из молочнокислых бактерий и Brochothrix thermosphacta в отличие от образцов, хранившихся на воздухе,
где преобладали псевдомонады [72]. В нормальном мясе с низким содержанием
pH в атмосфере СО2 наблюдалась тенденция к увеличению содержания лактата,
в то время как в хранившихся на воздухе образцах содержание лактата уменьша-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 14. Защита продуктов питания модифицированной атмосферой

411

Рис. 14.1. Отсутствие увеличения в способности к гидратации свежего говяжьего фарша, хранившегося в низкопроницаемой упаковке при 7°С в течение 13 дней, измеренное методом экстрагируемого объема (ERV). Упакованные в фольгу образцы были подвергнуты аэробной порче
как наглядность увеличения гидратации и титров эндотоксина.

лось при 11-дневном периоде выдержки. Когда греческая колбаса хранилась
под вакуумом и 100% СО2 при 4 и 10 °C, после 30 дней доминировали Lactobacillus sakei/curvatus (92–96% биоты) [77]. Содержание D-лактата сильнее увеличилось в среде СО2 и вакууме, чем в aэробно хранившихся продуктах. Авторы
заключили, что СО2 не имел никакого существенного влияния на увеличение
срока годности греческой колбасы.
В целом низкотемпературное хранение свежего мяса под вакуумом или в
условиях МАР вполне приемлемо. Это в значительной степени является результатом присутствия молочнокислых и некоторых других бактерий на свежем
мясе, и при хранении в условиях низкой концентрации О2 и высокого уровня содержания СО2 при низких температурах нормальная биота предотвращает рост
патогенных микроорганизмов за счет понижения pH, конкуренции за О2, возможного синтеза антибактериальных веществ, и других факторов.

Птица
Эффективность системы МАР для хранения свежего мяса домашней птицы
была продемонстрирована в 1950-х гг. [73], и с этого времени было проделано
множество исследований. Ноtсhkiss [48] использовал от 60 до 80% СО2 для хранения сырой домашней птицы в стеклянных флягах и обнаружил увеличение
срока годности до 35 дней при 2 °С. В другом исследовании, в котором использовалась низкопроницаемая пленка (скорость трансмиссии кислорода [ORT]
~18 мл) для упаковки разрезанного или целого цыпленка, хранившегося при
5 °C, цыпленок имел более низкое содержание бактерий и сохранился дольше,
чем тот, который был обернут пленкой с OTR 6,500 мл, что и проиллюстрировано на рис. 14.2 [58]. В случае домашней птицы, хранимой на воздухе, содержа-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

412

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Рис. 14.2. Численность аэробных мезофильных бактерий из упакованных целых тушек кур при
аэробном и вакуумным хранением. Источник: с разрешения J. Kraft и др. [58]. Microbiological
Quality of Vacuum Packaged Poultry with or without Chlorine Treatment. Journal of Food Science,
Vol. 47, p. 381. Copyright © 1982, Institute of Food Technologists.

ние микроорганизмов (АПК) в капле смыва составляло после 16 дней при 10°C
9,40 lоg10, тогда как при 20%-м содержании СО 2 АПК составил 6,14 lоg10 [92].
Более высокое начальное значение pH в случае свежего мяса домашней птицы обусловливает ее более низкий срок годности по сравнению со свежей говядиной.

Морепродукты
МАР-вакуумная упаковка продемонстрировала увеличение срока годности
филе трески, форели, сельди, макрели, сардины, зубатки, и других. В 1933 г.
в Англии E. P. Coyne был первым, кто показал предохраняющее влияние СО2 на
рыбу (см. [73]).
Для рыбы использовался состав 80% СО2 + воздух, содержание микроорганизмов на 1 см2 составляло после 14 дней при 35 °С примерно 6,00 log10/см2 по сравнению с контрольными образцами, где их содержание было более 10,5 log10/см2.
Значения рH продуктов, хранимых в среде СО2, после 14 дней уменьшились с 6,75
до 6,30, тогда как в контрольных образцах рH увеличился до 7,45 [74]. Срок хранения морского окуня и семги в атмосфере СО2 при 4,5 °С был увеличен на
20–80% [8]. Было получено различие в количестве бактерий по крайней мере на
1 порядок по сравнению с контролем, когда форель и горбуша хранились в среде
СО2 при 4 °С [39]. Когда свежие креветки были упакованы в лед с 100%-м содержанием СО2, они были съедобны в течение 2 недель, и количество бактерий после
14 дней в них было ниже, чем в упакованных на воздухе контрольных образцах

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 14. Защита продуктов питания модифицированной атмосферой

413

после 7 дней [64]. Когда филе трески хранилось при 2 °С, хранившиеся на воздухе
образцы испортились через 6 дней, их АПК составил 7,7 lоg10, тогда как образцы,
хранившиеся в смеси 50% СО2 + 50% О2 или 50% СО2 + 50% N2 или в 100%-м
СО2, не показывали признаков порчи до 26, 34, и 34 дня, с АПК 7,2, 6,6, и
5,5 lоg10/г соответственно [88]. Ипользование смеси 50% СО2 + 50% О2 технически легче осуществимо, чем использование 100% СО2. Принимая во внимание, что
практический верхний предел содержания СО2 для красного мяса — приблизительно 20%, для рыбы могут использоваться более высокие концентрации, так как
она имеет более низкий уровень содержания миоглобина.
Когда филе лосося было упаковано в среде 60% СО2 : 40% N2 и хранилось
при –2 и 4 °С в течение 24 дней, продукт, хранившийся при –2 °С, был годен в течение 24 дней, что основывается на органолептических и микробиологических
показателях, в то время как хранившийся на воздухе продукт имел 21-дневный
срок годности [83]. Филе МАР, хранившееся при 4 °С, испортилось после
10 дней, в то время как хранившееся на воздухе испортились через 7 дней. Органолептические свойства филе не были изменены хранением под МААР [83].
Беспокойство по поводу использования МАР для морепродуктов вызвано
тем фактом, что в воде обнаружен непротеолитический штамм C. botulinum, который может расти при температуре <4 °С, вместе с фактом, что pH морепродуктов в целом выше и более благоприятен для роста патогенных микроорганизмов. Для получения дополнительной информации о морепродуктах, упакованных в режиме МАР, и их относительной безопасности см. ниже.

Безопасность пищи, упакованной в режиме МАР
Сlоstridium botulinum
Как правило, пищевые продукты, которые должны быть подвергнуты упаковыванию в режиме МАР, должны обладать одним или более из следующих антиботулинических свойств:
1) иметь активность воды (a w ) <0,93;
2) иметь pH 4,6 или менее;
З) быть обработанными NaCl или NO2;
4) содержать высокие уровни неболезнетворных микроорганизмов (для сырого
мяса, домашней птицы, и т. п.);
5) сохраняться в замороженном состоянии;
6) сохраняться при 40 °F (4,4 °С) или ниже;
7) иметь определенный срок хранения (например, не превышающий 10 дней).
Поскольку этот организм вызывает огромное беспокойство в продуктах, проводилось множество исследований относительно его поведения в условиях МАР.
К вопросу органолептического состояния рыбных продуктов, упакованных
в режиме МАР, обращалось множество исследователей, среди которых был
Garsia с соавт. [27]. При инокулировании 13 непротеолитическими видами спор
В, Е и F в концентрации 101–104, 50-граммовые образцы филе лосося хранились
при различных температурах, после чего были проверены на токсины в режимах
вакуума, 100%-го содержания СО2 и 70%-го содержания CO2 + 30% воздуха.
В целом обнаружение токсина совпало с началом порчи при 30 °С, но предшествовало порче при 8 °С и 12 °С, и следовало за порчей при 4 °С [27]. Относитель-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

414

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

но начала обнаружения токсинов, филе было токсично после 1 дня при 30 °С,
после 2 дней при 16 °С, 6 дней при 12 °С, 6–12 дней при 8 °С и нетоксично при
4 °С через 60 дней. Был обнаружен только токсин типа В. В другом исследовании зубатка была инокулирована смесью четырех штаммов типа Е в концентрации трех или четырех спор на грамм и хранилась при соотношении CO2 : N2, равном 80 : 20 в непроницаемой для кислорода упаковке при 4 и 10 °С [9]. Вся хранившаяся при 10 °C рыба содержала токсин к 6-му дню. Та, которая хранилась
при 4 °С в упаковках, проницаемых для О2, содержала токсин к 9-му дню, и
только к 18-му дню в упаковках МАР. Эти исследователи показали, что обнаружение токсинов и появление порчи совпадали при 10 °C, в то время как при 4 °С
возникновение порчи предшествовало обнаружению токсина [9]. Когда сырая говядина была инокулирована спорами типа A и В и хранилась в течение 15 дней
при температуре 25 °С, токсин был обнаружен после 6 дней, при этом процесс
всегда сопровождался существенными изменениями в органолептических свойствах, указывая на то, что упакованные под вакуумом токсичные образцы будут
отбракованы перед употреблением [45]. В более позднем исследовании нарезанный сырой картофель хранился в кислородонепроницаемой упаковке с 30%-м
содержанием N2 и 70%-м содержанием CO2 и выдерживался при 22 °С [85]. Необработанный картофель стал токсичным через 4–5 дней, в то время как обработанный NaHSО3 был токсичен после 4 дней и, по-видимому, был приемлемым через
7 дней. Токсин типа А проявлялся раньше типа В. Картофельный салат был источником патогенов для двух случаев ботулизма в Колорадо [7]. Этот продукт был
использован с неправильной температурной обработкой, в остатках был найден
токсин типа A.
Пять овощей (салат, капуста, брокколи, морковь и зеленые бобы) использовались в исследовании по оценке опасности ботулизма в режиме упаковывания
МАР. Они инокулировались смесью спор десяти видов A, В и Е (7 протеолитических, 3 непротеолитических) и хранились в упаковке с OTR от 3000 до
16 544 мл при 4 °С, 12 °С, или 21 °С [59]. В капусте, моркови и бобах не было
найдено ни одного токсина при 40 °С в течение 50 дней. Токсин был обнаружен
во всем объеме брокколи при 21 °С, в половине объема брокколи, выдержанной
при 12 °С, и в одной трети части салата, хранившегося при 21 °С [59]. Оба токсичных овоща были испорчены. Исследователи заключили, что производство
токсина не превышает допустимого до явной порчи. В исследовании капусты,
упакованной в режиме МАР, инокуляция 7 штаммами типа A и 7 штаммами протеолитического типа B была произведена на измельченной капусте, которая
хранилась в низкопроницаемой упаковке, содержащей 70% CO2 + 30% N2, и инкубировалась при 22–25 °С [86]. Размер инокуляции составил 100–200 спор на
грамм. Только штаммы типа A выросли и произвели токсин уже к 4-му дню, в то
время как капуста была все еще приемлема с органолептической точки зрения.
Не было обнаружено токсинов на 3-й день, и продукт был неприемлем с точки
зрения органолептики на 7-й день [86]. Штаммы типа B не производили токсин
даже при инокуляции 14 000 спор на грамм. При осмотре 1118 однофунтовых
пакетов овощей из розничной сети, предварительно упакованных в режиме
МАР, в США, только 4 содержали споры типа A — в измельченной капусте, резаном зеленом перце, итальянской смеси салата; другая смесь салата содержала
виды A и В [62].
Свежая итальянская паста была инокулирована спорами типами A, B и F
в концентрации 1,2 ´ 102 спор/г и хранилась при 12 °С и 20 °С в течение 50 дней

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 14. Защита продуктов питания модифицированной атмосферой

415

в атмосфере состава 15% CO2 + 83% N2 + 2% О2 [18]. Токсины не обнаружены
при хранении при 12 °С, но при 20 °С токсин был обнаружен в образце из лосося
на 30-й день (pH = 6,1, a w = 0,95), в образце из мяса и сырно-шпинатном образце
на 50-й день, но в образце из артишока на 50-й день токсинов не было [18].
При оценке производства токсина C. botulinum в приготовленном необработанном мясе индейки, инокулированном непротеолитическим видом B, упакованном
в О2-непроницаемую упаковку и хранившемся в режиме МАР, токсин был обнаружен через 7 дней при 15 °C, через 14 дней при 10 °С и через 28 дней при 4 °С [60].
При последней температуре токсин появился через 14 дней при 100%-м содержании N2, предшествуя или совпадая с возникновением явной порчи.
В приготовленной грудке индейки, которая была инокулирована непротеолитическим штаммом C. botulinum типа В и впоследствии хранилась в О2-непроницаемых упаковках или со 100%-м содержанием N2, или в смеси 70% N2 + 30%
СО2 наблюдалось производство токсинов. Мясо индейки было положительно по
токсинам при всех температурах и комбинациях режима упаковки МАР после
достаточных сроков инкубации. При 15 °C токсин появился после 7 дней, при
10 °C — после 4 дней, при 4 °С — после 14 дней при 100%-м содержании N2
и после 28 дней при комбинации СО 2 + N2 [60].

Listeria monocytogenes
Факт, что эти бактерии могут расти в диапазоне температур холодильника, поставил вопрос об их присутствии и возможности роста в пищевых продуктах,
упакованных в режиме МАР. В исследовании, где использовалась свежая говядина с pH 5,47, которая была упакована под вакуумом и инкубирована при 4 °С
в течение 56 дней, содержание одного штамма увеличилось на 2,3 логарифмических порядка (от 4,25 до 6,53) после 35 дней, содержание другого увеличилось на 1,8 логарифмических порядка после 35 дней, и содержание третьего
было неизменным после 56 дней [3]. В говядине с высоким pH (6,14) значительно увеличилось содержание трех штаммов L. monocytogenes через 28 дней, но
содержание штамма Scott А увеличено не было.
При исследовании роста и выживания L. monocytogenes в упакованном под
вакуумом говяжьем фарше (начальное значение pH 5,4), инокулированном
Lactobacillus alimentarius (штамм FloraCarn L-2, являющийся гомоферментативным психротрофом и способный расти при 2 °C), количество L. monocytogenes
уменьшилось за счет антилистерийного действия лактобацилл благодаря производству молочной кислоты, что и проиллюстрировано на рис. 14.3 [54].
Относительно поведения этого организма в упакованной под вакуумом говядине, показано, что критическими параметрами являются температура хранения, pH и вид ткани, постность или жирность [35]. Организм рос более экстенсивно на жирной, чем на постной, говядине, и фоновая биота не имела никакого
влияния на его рост. При 5,3 °С он рос от 103 до 107 КОЕ/см2 через 16 дней на
жирной, и через 20 дней — 106 КОЕ/см2 на постной ткани [35]. Организм рос
быстрее на филе с pH 6,0–6,1, чем на филе с pH 5,5–5,7. После 76 дней при 0 °C,
количество достигло 102/см2 на жирной и 104 КОЕ/см2 на постной ткани [32].
В широко распространенном исследовании по Listeria spp. на упакованном под
вакуумом обработанном мясе, бывшем в розничной продаже в Австралии, листерии были найдены в 93 из 175 образцов, при этом L. monocytogenes была най-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

416

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Рис. 14.3. Выживание L. monocytogenes (смесь 5 штаммов) в упакованной под вакуумом
говядине во время заморозки без или с добавлением L. alimentarius FloraCarn L-2 или устойчивого к антибиотикам SRL-2. Стрелка указывает на изменение образцов говядины от 4 °С до
7 °С. Эксперимент проводился дважды; результаты были усреднены и представлены в log10
КОЕ/г. Источник: с разрешения B.J. Juven (Virginia Polytechnic Institute and State University,
Blackburg, Virginia) и др. [54]. Growth and Survival of L. monocytogenes in Vacuum-packaged
Ground Beef Inoculated with L. alimentarius FloraCarn L-2, Journal of Food Protection, Vol. 61, p. 553.
Copyright © 1998 held by International Association of Milk, Food and Environmental Sanitarians, Inc.

дена в 78 из этих 93 образцов [34]. Бактерии были обнаружены в основном на говяжьей солонине и ветчине, на двух образцах говяжьей солонины их содержание было >104 КОЕ/г. Штамм Scott А, будучи инокулирован на мясо индейки
в концентрации приблизительно 103/г и упакован в низкопроницаемую упаковку 70% СО2 + 30% N2, не рос после 30 дней при 4 °С или 10 °С [25]. Смесь
СО2 : N2 в соотношении 50 : 50 была менее ингибирующей.
При исследовании роста L. monocytogenes и Yersinia enterocolitica на приготовленной домашней птице, упакованной в режиме МАР, продукт хранился в
смеси СО2 : N2, равной 44 : 56 при 3,5 °C, 6,5 °C или 10 °C в течение 5 недель [2].
Оба микроорганизма росли при всех условиях испытания, и естественная биота
также не влияла на рост. В исследовании влияния режима упаковывания МАР и
низина на этот микроорганизм на приготовленной свиной вырезке, 100% СО2
или 80% СО2 + 20% воздуха с 103 или 104 МЕ низина уменьшали рост не только
L. monocytogenes, но также и Pseudomonas fragi [23].
При исследовании изменений популяции L. monocytogenes на семи образцах
свежих рубленых овощей, инокулированных смесью из пяти штаммов в концентрации 103/г и хранившихся в упаковке с OTR 2 100 см3, микроорганизм оставался
неизменным на всех овощах, которые хранились при 4 °С в течение 9 дней, однако его число уменьшилось на моркови и увеличилось на калифорнийских орехах
[24]. При 10 °C рост произошел на всех овощах, кроме измельченной моркови.
Хорошо установлены антилистерийные свойства моркови (см. гл. 6). Когда пред-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 14. Защита продуктов питания модифицированной атмосферой

417

варительно очищенный картофель был инокулирован L. monocytogenes и упакован под вакуумом в низкопроницаемую упаковку при 4 °С, не произошло роста
организма за 21 день, но при 15 °C его количество выросло на 7 log10/г в течение
12 дней [53]. В этом исследовании использовались два ингибитора, но они не оказали воздействия на рост микроорганизмов при 15 °C.

Другие патогенные микроорганизмы
Когда приготовленная болонская колбаса была упакована под вакуумом, рост
Yersinia enterocolitica и сальмонелл был ограничен, но рост Staphylococcus aureus — нет [70]. Clostridium perfringens был также ингибирован, ингибирование
роста было результатом деятельности нормальной биоты.
При исследовании относительного выживания Campylobacter jejuni на говяжьем фарше под давлением в 4 атм, не было отмечено никаких различий
в численности, за исключением того случая, когда был использован 100% N2 для
варианта с самым высоким содержанием живых организмов [89]. Мясо было
инокулировано приблизительно 105 КОЕ/г и хранилось в среде 5% О2 + 10% СО2 +
+ 85% N2, 80% СО2 + 20% N2, под вакуумом и в чистом азоте при 4 °С в течение
2 недель. В другом исследовании C. jejuni в говядине содержание двух из трех
штаммов уменьшилось незначительно, когда мясо хранилось при 20 и 4 °С в течение 48 ч, но увеличилось, когда температура хранения составляла 37 °С для
всех использованных газовых смесей [44]. Условия хранения состояли из вакуумной упаковки, 20% СО2 + 80% N2, 5% О2 + 10% СО2 + 85% N2, и фоновая биота, очевидно, не имела никакого влияния на C. jejuni. Когда поврежденные высокой температурой и неповрежденные клетки Aeromonas hydrophila хранились
при 5 °C в течение 22 дней в условиях 100% N2 или 100% СО2, содержание обоих
типов уменьшились, но их рост усилился, когда они инкубировались под N2 [33].
При исследовании сырого речного рака, хранившегося при 4–10 °С в течение
30 дней, Aeromonas hydrophila, S. aureus, С. perfringens и C. botulinum типа Е не
были обнаружены [63]. Когда приготовленный речной рак был инокулирован
103 КОЕ C. botulinum типа Е, упакован под вакуумом в низкопроницаемую упаковку, хранился при 4 и 10 °С в течение 30 дней, токсин, продуцируемый видом
Е, не был обнаружен ни в одном из пакетов [63].

Порча мяса, упакованного под вакуумом и МАР
Из исследований многих групп ученых ясно, что, когда упакованное под вакуумом мясо подвергается долговременной порче в холодильнике, как правило,
преобладающими микроорганизмами являются лактобациллы, другие молочнокислые бактерии, B. thermosphacta, или все они одновременно. Могут быть найдены и другие организмы, и они могут преобладать. Определяющими факторами являются следующие:
1) является ли продукт сырым или обработанным;
2) концентрация присутствующих нитритов;
3) относительное содержание психротрофных бактерий;
4) степень кислородонепроницаемости упаковочной пленки;
5) pH продукта.
Приготовленное или частично приготовленное мясо, наряду с темным, твердым и сухим (DFD) обработанным мясом, имеет более высокое значение pH,
чем сырое и частично переработанное мясо, и микроорганизмы, которые доми-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

418

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

нируют на этих продуктах в течение хранения под вакуумом, обычно отличаются от найденных в упакованном под вакуумом обычном мясе. В упакованном
под вакуумом мясе DFD, выдержанном при 2 °С в течение 6 недель, доминирующей биотой являются Yersinia enterocolitica, Serratia liquefaciens, Shewanella putrefaciens, и Lactobacillus sр. [32]. S. putrefaciens вызывал позеленение продукта,
однако pH < 6,0 являлось ингибирующим для его роста. В случае, когда глубоко
обработанная говядина со значением pH, равным 6,6, была упакована под вакуумом и хранилась при 0–2 °С, после 6 недель доминировали лактобациллы, но
после 8 недель доминирующими стали психротрофные Enterobacteriaceae [75].
Большинство Enterobacteriaceae напоминало S. liquefaciens, и небольшая часть —
Hafnia alvei. В упакованной под вакуумом говядине с pH 6,0 Y. enterocolitica-подобные микроорганизмы были найдены в количестве 107/г после 6 недель при
0–2 °С, но на мясе с pH < 6,0 их численность не превышала 105/г даже после
10 недель [80]. Мясо с высоким значением pH также привело к росту S. putrefaciens с численностью порядка log 6,58/г после 10 недель.
Когда обычная сырая говядина с максимальным значением pH 5,6 была упакована под вакуумом, преобладали лактобациллы и другие молочнокислые бактерии. В случае аэробной порчи говядины был отмечен кислый запах при АПК
около 107–108/см2 при приблизительно 15% биоты, состоящей из Pseudomonas
spp.; когда упакованные под вакуумом образцы были испорчены, значение pH
продукта несколько увеличилось при общем увеличении объема содержания
экстракта (ERV) [42]. После 9-недельного хранения при 0–1 °C Hitchener с соавт.
[46] обнаружили, что 75% биоты упакованной под вакуумом сырой говядины
состояло из каталазонегативных бактерий. После дальнейшей характеризации
177 изолятов оказалось, что 18 из них содержали Leuconostoc mesenteroides,
115 были гетероферментативными и 44 — гомоферментативными лактобациллами. При использовании низкопроницаемой для кислорода пленки доминирующая биота упакованных под вакуумом филейных стейков говядины после
12 и 24 дней состояла из гетероферментативных лактобацилл, с Lactobacillus
cellobiosus, выделенной из 92% стейков [90]. В 59% образцов L. cellobiosus составил более 50% биоты. Недавно исследователи обнаружили, что при использовании средней по кислородопроницаемости пленки, как правило, был более
высокий процент содержания следующих микроорганизмов: Aeromonas, Enterobacter, Hafnia, B. thermosphacta, псевдомонад и Morganella morganii.
При высоком содержании нитритов, ингибирующих B. thermosphacta и психротрофные Enterobacteriaceae, молочнокислые бактерии становятся доминирующими, так как они относительно нечувствительны к нитритам [69]. Однако
низкая концентрация нитритов не затрагивает рост B. thermosphacta, особенно
в уже приготовленных и упакованных под вакуумом продуктах. Когда Egan с
соавт. [19] прививали этот микроорганизм и гомо-, и гетероферментативные
лактобациллы в говяжью солонину и нарезку ветчины, содержащую 240 ppm
нитратов и 20 ppm нитритов, B. thermosphacta рос без определяемой лаг-фазы.
Время генерации составило 12–16 ч при 5 °C, тогда как время генерации для гетероферментативных лактобацилл — 13–16 ч и 18–22 ч для гомоферментативных лактобацилл. Время достижения 108 клеток/г — 9, 9–12 и 12–20 дней соответственно. Хотя время безароматного развития составило 2–3 дня после того,
как концентрация B. thermosphacta достигла 108/г, то же самое время для гомо- и
гетероферментативных лактобацилл составило до 11 и 21 дней соответственно.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 14. Защита продуктов питания модифицированной атмосферой

419

Молочнокислые бактерии менее показательны, чем B. thermosphacta при порче
упакованного под вакуумом мяса [20]. С другой стороны, этот микроорганизм
имеет более длительную лаг фазу и более медленный темп роста, чем лактобациллы [31]. Когда эти две группы присутствуют в равном количестве, доминируют лактобациллы. В исследовании испорченной герметично упакованной
копченой венской колбасы было проанализировано 540 изолятов, 58% из которых содержали гомоферментативные молочнокислые бактерии и 36,3% — бактерии рода лейконосток, их количество в испорченном продукте достигло 107–
108/г [91]. В этих продуктах не было обнаружено патологического разрастания.
Доказано, что по крайней мере два Leuconostoc spp. уникально приспособлены к мясу, упакованному под вакуумом и в режиме МАР; это L. carnosum и
L. gelidum. Не идентифицированные микроорганизмы рода Leuconostoc spp., как
было обнаружено в одном из исследований филейной части, упакованной при
высоком содержании О2 и СО2, составили от 88% до 100% биоты [78] и доминировали в биоте в другом подобном исследовании [40]. После обширного исследования молочнокислых бактерий, изолированных из упакованного под вакуумом мяса, были идентифицированы L. carnosum и L. geldium [81]. Оба вида растут при 1°C, но не при 37 °С, и оба производят газ из глюкозы. В испорченной
упакованной под вакуумом нарезке ветчины Leuconostoc carnosum, как было
выявлено, являлся основным организмом порчи [5].
Род Carnobacterium важен при порче мяса, упакованного в режиме МАР и
под вакуумом. Эти каталазонегативные бактерии, являющиеся гетероферментативными, производят только L(+)-молочную кислоту и газ из глюкозы (типичные гетероферментативные бактерии производят и D-, и L-лактат). До 1987 г.
карнобактерии рассматривались как лактобациллы. Из 159 изолятов лактобацилл из упакованной под вакуумом говядины, для 115 не могли установить вид
[46]. Подобные штаммы были изолированы из упакованной под вакуумом говядины, свинины, баранины и бекона [81]. Другая группа исследователей выделила подобные микроорганизмы из упакованной под вакуумом говядины и после
дальнейшего исследования назвала эти организмы Lactobacillus divergens [47].
В последнем исследовании этот организм составлял 6,7% из 120 психротрофных изолятов, ни один из которых не рос ни при значении pH 3,9, ни при при
4 °С в MRS бульоне. По результатам ДНК–ДНК-гибридизации и в ряде других
исследований, род Carnobacterium был пересмотрен, и L. divergens, и два других
вида были помещены в новый род [12]. C. divergens ассоциируется с упакованным под вакуумом мясом, C. piscicola и С. mobile — с рыбой и мясом птицы соответственно. Так как C. divergens не производит H2S или другие вещества
с плохим запахом, он не может рассматриваться как бактерии порчи. Действительно, он, наряду с двумя другими микроорганизмами рода лейконосток, может быть полезным в газонепроницаемой упаковке, где способен производить достаточное количество CO2 для ингибирования развития нежелательных
организмов. В испорченной упакованной говядине в наиболее благоприятных
условиях при 100% N2 и при –1 °C находятся Carnobacterium, тогда как под
вакуумом и 100% СО2 — микроорганизмы рода лейконосток [71].
B. thermosphacta растет на говядине при pH 5,4, будучи инкубированным
аэробно, но не растет анаэробно при pH < 5,8 [10]. При последних условиях наблюдается минимальный рост при pH 6,0. S. putrefaciens также pH-чувствителен
и не растет на говядине с нормальным значением pH, но растет на DFD мясе.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

420

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Влияние режима упаковывания МАР на рост грибов на хлебобулочных изделиях было оценено при помощи аналога бисквита. Грибковый рост не происходил вплоть до 28 дней при 25 °С при 100%-м содержании углекислого газа независимо от a w [37]. При значении a w = 0,80–0,90 не было существенного изменения грибкового роста. Лаг-фаза удвоилась при a w = 0,85, и содержание СО2
увеличилось до 70% в свободном пространстве.
Порча свежего и размороженного лосося, хранимого в режиме МАР, была
изучена при 2 °С, доминирующим микроорганизмом при этом был Photobacterium phosphoreum, который уменьшал срок хранения до 14 дней для свежих и
21 дня для размороженных продуктов [21]. Этот микроорганизм был устранен
при замораживании и хранении при 2 °С, и таким образом срок хранения продукта был увеличен на 1–2 недели. Биота порчи размороженного лосося, хранимого в режиме МАР, была представлена в основном Carnobacterium piscicola,
которые, очевидно, ответственны за тирамин, найденный в конце периода хранения. Содержание P. phosphoreum превысило 106 КОЕ/г, и его рассматривали
как специфический микроорганизм порчи [21].

Летучие компоненты упакованного под вакуумом мяса
и домашней птицы
Вакуумно упакованные мясные продукты без запаха и вкуса, образованные в результате воздействия микроорганизмов порчи, представлены в табл. 14.6. Вообще, жирные кислоты с короткой длиной цепи продуцируются лактобациллами и
B. thermosphacta; испорченные продукты могут содержать эти вещества. В упакованном под вакуумом мясе ацетон и диацетил были самыми значимыми в образовании запаха испорченного мяса [87]. Используя культуральную среду (для
всех целей Tween–APT), содержащую глюкозу и другие простые углеводы, образование под действием B. thermosphacta изомасляной и изовалериановой кислот было обусловлено низким содержанием глюкозы и почти нейтральным pH,
тогда как образование ацетона, уксусной кислоты, 2,3-бутадиола, 3-метилбутанола и 3-метилпропанола обусловлено высокой концентрацией глюкозы и низким значением рН [13, 14]. Согласно этим исследователям, ацетон — основное
летучее вещество, продуцируемое на сыром и приготовленном мясе в кислородосодержащих средах. Это предполагает, что летучие вещества, продуцируемые B. thermosphacta, могут изменяться в зависимости от содержания глюкозы.
Показано, что добавление 2% глюкозы к сырому говяжьему фаршу уменьшает
pH и задерживает развитие запахов и слизи, не влияя на общую микрофлору порчи [82]. И хотя отмеченные исследования не проводились с упакованным под
вакуумом мясом, по-видимому, есть способ осуществить сдвиг от получения
жирных кислот с короткими цепями к ацетону и другим составам, которые могут быть образованы из глюкозы. Поскольку упакованное под вакуумом мясо с
высоким значением pH характеризуется более короткими сроками хранения, добавление глюкозы могло бы быть выгодно в этом отношении.
При исследовании испорченных стейков, упакованных под вакуумом, был
очевиден запах сульфида при 107–108/см2 [41]. Преобладающими микроорганизмами при этом были H. alvei, лактобациллы и Pseudomonas. H. alvei был, очевидно, причиной возникновения запаха сульфида. В течение 1 недели после обработки упакованная в вакууме охлажденная сырая говядина подверглась порче,
которая была охарактеризована большими количествами Н2 наряду с обширным

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 14. Защита продуктов питания модифицированной атмосферой

421

Таблица 14.6. Летучие вещества, производимые биотой порчи микроорганизмов
в мясе, птице, морепродуктах или культуральной среде
Организм/прививочный материал
Shewanella
putrefaciens

«Achromobacter»
sp.
P. fluorescens
P. perolens

Moraxella sp.

P. fluorescens

P. putida

B. thermosphacta

B. thermosphacta
(15 штаммов)
S. putrefacines
P. fagi
B. thermosphacta
Микрофлора

Субстрат/Условия
Стерильные мышцы
рыбы, 1–2 °C,
15 дней

Основные летучие вещества

Диэтилсульфид, диэтилтрисульфид,
метилмеркаптан, триметиламин,
пропиональдегид, 1-пентен-3-ол,
H2S и т. д.
Те же, что выше, исключая диэтилСм. выше
трисульфид или H2S
См. выше
Метилсульфид, диэтилдисульфид
См. выше
Диэтилтрисульфид, диэтилдисульфид,
метилмеркаптан, 2-метокси-3-изопропилпиразин
Агар TSY, 2–4 °C,
16 компонентов включая диэтил14 дней
дисульфид, диэтилтрисульфид,
метилизобутират, метил-2-метилбутират
См. выше
15 компонентов включая все вышеупомянутые, исключая метилизобутират
См. выше
14 компонентов, такие же как для
Moraxella sp., исключая метилизобутират и метил-2метилбутират
Привитая вакуумно
7 компонентов включая диацетил,
упакованная
ацетон, нонан, 3-метил-бутаналь
говядина, 5 °C
и 2-метил-бутанол
Аэробно хранившиеся Уксусная кислота, изомасляная/изопривитые говяжьи
валериановая кислота, содержание
ломтики, 1 °C,
уксусной кислоты увеличивается
14 дней, pH 5,5–5,8
четырехкратно после 28 дней
См. выше,
Уксусная кислота, изомасляная,
pH 6,2–6,6
изовалериановая и n-масляная кислоты
Бульон ATP, pH 6,5, Уксусная кислота, изомасляная и
0,2% глюкозы
изовалериановая кислота
Бульон ATP, pH 6,5, Те же, что и выше, но без ацетона
без глюкозы
Бульон ATP, pH 6,5, Ацетон, уксусная кислота, изомасляная
0,2% глюкозы
и изовалериановая кислота, остатки
3-метилбутанола
Курица, 5 дней,
H2S, метилмеркаптан, диэтилдисульфид,
метанол, этанол
10°C
Метанол, этанол, метил- и этилацетат,
См. выше
диметилсульфид, метанол, этанол
Метанол, этанол
См. выше
Испорченная курица Водородсодержащие вещества, включая
H2S, метанол, этанол, метилмеркаптан,
диметил сульфид, диметилдисульфид

Ссылка
66

66
66
67

61

61

61

87

13

13
13
13
14

26
26
26
26

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

422

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

протеолизом [56]. Каузативным агентом является Clostridium laramie — психротрофный вид [55]. Другим психротрофным Clostridium, выделенным из упакованной в вакууме охлажденной свинины, является C. algidicarnis. Из испорченного охлажденного упакованного в вакууме мяса была выделена бактерия,
которая производит большое количество Н2, СО2, бутанола и масляную кислоту,
наряду с эфирами и летучими сульфосодержащими веществами [15]. Изолят
был психрофильным, рос при температуре между 1 и 15 °C, но не при 22 °С,
и был идентифицирован как Clostridium estertheticum [11].
Из сводной таблицы 14.6 летучих веществ очевидно, что все микроорганизмы продуцируют либо диметил-, ди- или трисульфид, или метимеркаптан, кроме B. thermosphacta. Диметилдисульфид был произведен в цыпленке 8 из 11
культур, идентифицированных Freeman с соавт. [26], 7 из них продуцировали
этанол и по 6 — метанол и этилацетат. S. putrefaciens производит Н2 в упакованном в вакууме мясе, на котором он растет. Куриную грудку инокулировали
штаммами Pseudomonas и выдерживали при 2 °С в течение 14 дней. Запахи, обнаруженные по хроматографическим пикам, были описаны МсМееkin [65] как
«сульфидоподобные», «сгущенного молока» и «фруктовые».

Литература
1. Adams, M.R., and M.O. Moss. 1995. Food Microbiology, Chap. 4. Cambridge, England: Royal Society of
Chemistry.
2. Barakat, R.K., and L.J. Harris. 1999. Growth of Listeria monocytogenes and Yersinia enterocolitica on
cooked modified-atmosphere-packaged poultry in the presence and absence of a naturally occurring
microbiota. Appl. Environ. Microbiol. 65:342–345.
3. Barbosa, W.B., J.N. Sofos, G.R. Schmidt, and G.C. Smith. 1995. Growth potential of individual strains of Listeria
monocytogenes in fresh vacuum-packaged refrigerated ground top round of beef. J. Food Protect. 58:398–403.
4. Bartkowski, L., F.D. Dryden, and J.A. Marchello. 1982. Quality changes of beef steaks stored in controlled
gas atmospheres containing high or low levels of oxygen. J. Food Protect. 45:42–45.
5. Bjцrkroth, K.J., P. Vandamme, and H.J. Korkeala. 1998. Identification and characterization of Leuconostoc
carnosum, associated with production and spoilage of vacuum-packaged sliced, cooked ham. Appl. Environ.
Microbiol. 64:3313–3319.
6. Blickstad, E., and G. Molin. 1983. The microbial flora of smoked pork loin and frankfurter sausage stored
in different gas atmospheres at 4°C. J. Appl. Bacteriol. 54:45–56.
7. Brent, J., H. Gomez, F. Judson, K. Miller, A. Rossi-Davis, P. Shillam, C. Hatheway, L. McCroskey,
E. Mintz, K. Kallander, C. McKee, J. Romer, E. Singleton, J. Yager, and J. Sofos. 1995. Botulism from
potato salad. Dairy Food Environ. Sanit. 15:420–422.
8. Brown, W.D., M. Albright, D.A. Watts, B. Heyer, B. Spruce, and R.J. Price. 1980. Modified atmosphere
storage of rockfish (Sebastes miniatus) and silver salmon (Oncorhynchus kisutch). J. Food Sci. 45:93–96.
9. Cai, P., M.A. Harrison, Y.-W. Huang, and J.L. Silva. 1997. Toxin production by Clostridium botulinum type
E in packaged channel catfish. J. Food Protect. 60:1358–1363.
10. Campbell, R.J., A.F. Egan, F.H. Grau, and B.J. Shay. 1979. The growth of Microbacterium thermosphactum
on beef. J. Appl. Bacteriol. 47:505–509.
11. Collins, M.D., U.M. Rodrigues, R.H. Dainty, R.A. Edwards, and Т.А. Roberts. 1992. Taxonomic studies on
a psychrophilic Clostridium from vacuum-packed beef: Description of Clostridium estertheticum sp. nov.
FEMS Microbiol. Lett. 96:235–240.
12. Collins, M.D., J.A.E. Farrow, B.A. Phillips, S. Ferusu, and D. Jones. 1987. Classification of Lactobacillus
divergens, Lactobacillus piscicola, and some catalase-negative, asporogenous, rod-shaped bacteria from
poultry in a new genus, Carnobacterium. Int. J. System. Bacteriol. 37:310–316.
13. Dainty, R.H., and C.M. Hibbard. 1980. Aerobic metabolism of Brochothrix thermosphacta growing on meat
surfaces and in laboratory media. J. Appl. Bacteriol. 48:387–396.
14. Dainty, R.H., and F.J.K. Hofman. 1983. The influence of glucose concentration and culture incubation time
on end-product formation during aerobic growth of Brochothrix thermosphacta. J. Appl. Bacteriol. 55:233–239.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 14. Защита продуктов питания модифицированной атмосферой

423

15. Dainty, R.H., R.A. Edwards, and C.M. Hibbard. 1989. Spoilage of vacuum-packed beef by a Clostridium sp.
J. Sci. Food Agric. 49:473–486.
16. Dalgaard, P., L.G. Munoz, and O. Mejlholm. 1998. Specific inhibition of Photobacterium phosphoreum
extends the self-life of modified-atmosphere-packaged cod fillets. J. Food Protect. 61:1191–1194.
17. Daniels, J.A., R. Krishnamurthi, and S.S.H. Rizvi. 1985. A review of effects of carbon dioxide on microbial
growth and food quality. J. Food Protect. 48:532–537.
18. Del Torre, M., M.L. Stecchini, and M.W. Peck. 1998. Investigation of the ability of proteolytic Clostridium
botulinum to multiply and produce toxin in fresh Italian pasta. J. Food Protect. 61:988–993.
19. Egan, A.F., A.L. Ford, and B.J. Shay. 1980. A comparison of Microbacterium thermosphactum and
lactobacilli as spoilage organisms of vacuum-packaged sliced luncheon meats. J. Food Sci. 45:1745–1748.
20. Egan, A.F., and B.J. Shay. 1982. Significance of lactobacilli and film permeability in the spoilage of vacuum-packaged beef. J. Food Sci. 47:1119–1122, 1126.
21. Emborg, J., B.G. Laursen, T. Rathjen, and P. Dalgaard. 2002. Microbial spoilage and formation of biogenic
amines in fresh and thawed modified atmosphere-packaged salmon (Salmo solar) at 2°C. J. Appl. Microbiol.
92:790–799.
22. Enfors, S.-O., and G. Molin. 1978. The influence of high concentrations of carbon dioxide on the germination of bacterial spores. J. Appl. Bacteriol. 45:279–285.
23. Fang, T.J., and L.-W. Lin. 1994. Growth of Listeria monocytogenes and Pseudomonas fragi on cooked pork
in a modified atmosphere packaging/nisin combination system. J. Food Protect. 57:479–485.
24. Farber, J.M., S.L. Wang, Y. Cai, and S. Zhang. 1998. Changes in populations of Listeria monocytogenes
inoculated on packaged fresh-cut vegetables. J. Food Protect. 61:192–195.
25. Farber, J.M., and E. Daley. 1994. Fate of Listeria monocytogenes on modified-atmosphere packaged turkey
roll slices. J. Food Protect. 57:1098–1100.
26. Freeman, L.R., G.J. Silverman, R. Angelini, С. Merritt, Jr., and W.B. Esselen. 1976. Volatiles produced
by microorganisms isolated from refrigerated chicken at spoilage. Appl. Environ. Microbiol. 32:222–231.
27. Garcia, G.W., C. Genigeorgis, and S. Lindroth. 1987. Risk of growth and toxin production by Clostridium
botulinum nonproteolytic types B, E, and F in salmon fillets stored under modified atmospheres at low and
abused temperatures. J. Food Protect. 50:330–336.
28. Gardner, G.A., A.W. Carson, and J. Patton. 1967. Bacteriology of prepacked pork with reference to the gas
composition within the pack. J. Appl. Bacteriol. 30:321–333.
29. Gill, C.O., and G. Molin. 1998. Modified atmospheres and vacuum packaging. In Food Preservatives,
ed. N.J. Russell, and G.W. Gould, 172–199. New York: Kluwer Academic Publishers.
30. Gill, C.O., and K.H. Tan. 1980. Effect of carbon dioxide on growth of meat spoilage bacteria. Appl. Environ.
Microbiol. 39:317–319.
31. Gill, C.O., 1983. Meat spoilage and evaluation of the potential storage life of fresh meat. J. Food Protect. 46:
444–452.
32. Gill, C.O., and K.G. Newton. 1979. Spoilage of vacuum-packaged dark, firm, dry meat at chill temperatures.
Appl. Environ. Microbiol. 37:362–364.
33. Golden, D.A., M.J. Eyles, and L.R. Beuchat. 1989. Influence of modified-atmosphere storage on the growth
of uninjured and heat-injured Aeromonas hydrophilia. Appl. Environ. Microbiol. 55:3012–3015.
34. Grau, F.H., and P.B. Vanderlinde. 1992. Occurrence, numbers, and growth of Listeria monocytogenes
on some vacuum-packaged processed meats. J. Food Protect. 55:4–7.
35. Grau, F.H., and P.B. Vanderlinde. 1990. Growth of Listeria monocytogenes on vacuum-packaged beef.
J. Food Protect. 53:739–741.
36. Greer, G.G., B.D. Stilts, and L.E. Jeremiah. 1993. Bacteriology and retail case life of pork after storage
in carbon dioxide. J. Food Protect. 56:689–693.
37. Guynot, M.E., S. Marin, Y. Sanchis, and A.J. Ramos. 2003. Modified atmosphere packaging for prevention
of mold spoilage of bakery products with different pH and water activity levels. J. Food Protect. 66:1864–1872.
38. Halleck, F.E., C.O. Ball, and E.F. Stier. 1958. Factors affecting the quality of prepackaged meat. IV.
Microbiological studies. B. Effect of package characteristics and of atmospheric pressure in package upon
bacterial flora of meat. Food Technol. 12:301–306.
39. Hanks, H., R. Nickelson, II, and G. Finne. 1980. Shelf-life studies on carbon dioxide packaged finfish from
the Gulf of Mexico. J. Food Sci. 45:157–162.
40. Hanna, M.O., С. Vanderzant, G.C. Smith, and J.W. Savell. 1981. Packaging of beef loin steaks in 75% O2 +
25% CO2. II. Microbiological properties. J. Food Protect. 44:928–933.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

424

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

41. Hanna, M.O., G.C. Smith, L.C. Hall, and С. Vanderzant. 1979. Role of Hafnia alvei and a Lactobacillus
species in the spoilage of vacuum-packaged strip loin steaks. J. Food Protect. 42:569–571.
42. Hanna, M.O., С. Vanderzant, Z.L. Carpenter, and G.C. Smith. 1977. Microbial flora of vacuum-packaged
lamb with special reference to psychrotrophic, Gram-positive, catalase-positive pleomorphic rods. J. Food
Protect. 40:98–100.
43. Hanna, M.O., G.C. Smith, J.W. Savell, F.K. McKeith, and С. Vanderzant. 1982. Effects of packaging
methods on the microbial flora of livers and kidneys from beef or pork. J. Food Protect. 45:74–81.
44. Hanninen, M.-L., H. Korkeala, and P. Pakkala. 1984. Effect of various gas atmospheres on the growth and
survival of Campylobacter jejuni on beef. J. Appl. Bacteriol. 57:89–94.
45. Hauschild, A.H.W., L.M. Poste, and R. Hilsheimer. 1985. Toxin production by Clostridium botulinum and
organoleptic changes in vacuum-packaged raw beef. J. Food Protect. 48:712–716.
46. Hitchener, B.J., A.F. Egan, and P.J. Rogers. 1982. Characteristics of lactic acid bacteria isolated from
vacuum-packaged beef. J. Appl. Bacteriol. 52:31–37.
47. Holzapfel, W.H., and E.S. Gerber. 1983. Lactobacillus divergens sp. nov., a new heterofermentative
Lactobacillus species producing L(+)-lactate. Syst. Appl. Bacteriol. 4:522–534.
48. Hotchkiss, J.H., R.C. Baker, and R.A. Qureshi. 1985. Elevated carbon dioxide atmospheres for packaging
poultry. II. Effects of chicken quarters and bulk packages. Poultry Sci. 64:333–340.
49. Jamieson, W. 1980. Use of hypobaric conditions for refrigerated storage of meats, fruits, and vegetables.
Food Technol. (3):64–71.
50. Jay, J.M. 1966. Response of the extract-release volume and water-holding capacity phenomena to microbiologically spoiled beef and aged beef. Appl. Microbiol. 14:492–496.
51. Jay, J.M. 1983. Antimicrobial properties of б-dicarbonyl and related compounds. J. Food Protect. 46:325–329.
52. Jaye, M., R.S. Kittaka, and Z.J. Ordal. 1962. The effect of temperature and packaging material on the storage
life and bacterial flora of ground beef. Food Technol. 16(4):95–98.
53. Juneja, V.K., S.T. Martin, and G.M. Sapers. 1998. Control of Listeria monocytogenes in vacuum-packaged
pre-peeled potatoes. J. Food Sci. 63:911–914.
54. Juven, B.J., S.F. Barefoot, M.D. Pierson, L.H. McCaskill, and B. Smith 1998. Growth and survival of Listeria monocytogenes in vacuum-packaged ground beef inoculated with Lactobacillus alimentarius FloraCarn
L-2. J. Food Protect. 61:551–556.
55. Kalchayanand, N., B. Ray, and R.A. Field. 1993. Characteristics of psychrotrophic Clostridium laramie
causing spoilage of vacuum-packaged refrigerated fresh and roasted beef. J. Food Protect. 56:13–17.
56. Kalchayanand, N., B. Ray, R.A. Field, and M.C. Johnson. 1989. Spoilage of vacuum-packaged refrigerated
beef by Clostridium. J. Food Protect. 52:424–426.
57. King, A.D., Jr., and C.W. Nagel. 1975. Influence of carbon dioxide upon the metabolism of Pseudomonas
aeruginosa. J. Food Sci. 40:362–366.
58. Kraft, A.A., K.V. Reddy, R.J. Hasiak, K.D. Lind, and D.E. Galloway. 1982. Microbiological quality of vacuum packaged poultry with or without chlorine treatment. J. Food Sci. 47:380–385.
59. Larson, A.E., E.A. Johnson, C.R. Barmore, and M.D. Hughes. 1997. Evaluation of the botulism hazard from
vegetables in modified atmosphere packaging. J. Food Protect. 60:1208–1214.
60. Lawlor, K.A., M.D. Pierson, C.R. Hackney, J.R. Claus, and J.E. Marcy. 2000. Nonproteolytic Clostridium botulinum toxigenesis in cooked turkey stored under modified atmospheres. J. Food Protect.
63:1511–1516.
61. Lee, M.L., D.L. Smith, and L.R. Freeman. 1979. High-resolution gas chromatographic profiles of volatile organic
compounds produced by microorganisms at refrigerated temperatures. Appl. Environ. Microbiol. 37:85–90.
62. Lilly, Т., Jr., H.M. Solomon, and E.J. Rhodehamel. 1996. Incidence of Clostridium botulinum in vegetables
packaged under vacuum or modified atmosphere. J. Food Protect. 59:59–61.
63. Lyon, W.J., and C.S. Reddmann. 2000. Bacteria associated with processed crawfish and potential toxin
production by Clostridium botulinum type E in vacuum-packaged and aerobically packaged crawfish tails.
J. Food Protect. 63:1687–1696.
64. Matches, J.R., and M.E. Lavrisse. 1985. Controlled atmosphere storage of spotted shrimp (Pandalus
platyceros). J. Food Protect. 48:709–711.
65. McMeekin, T.A. 1975. Spoilage association of chicken breast muscle. Appl. Microbiol. 29:44–47.
66. Miller, A., Ill, R.A. Scanlan, J.S. Lee, and L.M. Libbey. 1973. Volatile compounds produced in sterile fish
muscle (Sebastes melanops) by Pseudomonas putrefaciens, Pseudomonas fluorescens, and an Achromobacter species. Appl. Microbiol. 26:18–21.
67. Miller, A., Ill, R.A. Scanlan, J.S. Lee, L.M. Libbey, and M.E. Morgan. 1973. Volatile compounds produced
in sterile fish muscle (Sebastes melanops) by Pseudomonas perolens. Appl. Microbiol. 25:257–261.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 14. Защита продуктов питания модифицированной атмосферой

425

68. Molin, G. 1983. The resistance to carbon dioxide of some food related bacteria. Eur. J. Appl. Microbiol.
Biotechnol. 18:214–217.
69. Nielsen, H.-J.S. 1983. Influence of nitrite addition and gas permeability of packaging film on the microflora
in a sliced vacuum-packed whole meat product under refrigerated storage. J. Food Technol. 18:573–585.
70. Nielsen, H.-J.S., and P. Zeuthen. 1985. Influence of lactic acid bacteria and the overall flora on development
of pathogenic bacteria in vacuum-packed, cooked, emulsion-style sausage. J. Food Protect. 48:28–34.
71. Nissen, H., O. Serheim, and R. Dainty. 1996. Effects of vacuum, modified atmospheres and storage temperature on the microbial flora of packaged beef. Food Microbiol. 13:183–191.
72. Nychas, G.J., and J.S. Arkoudelos. 1990. Microbiological and physicochemical changes in minced meats
under carbon dioxide, nitrogen or air at 3°C. Int. J. Food Sci. Technol. 25:389–398.
73. Ogilvy, W.S., and J.C. Ayres. 1951. Post-mortem changes in stored meats. II. The effect of atmospheres
containing carbon dioxide in prolonging the storage life of cut-up chicken. Food Technol. 5:97–102.
74. Parkin, K.L., M.J. Wells, and W.D. Brown. 1981. Modified atmosphere storage of rockfish fillets. J. Food
Sci. 47:181–184.
75. Patterson, J.T., and P.A. Gibbs. 1977. Incidence and spoilage potential of isolates from vacuum-packaged
meat of high pH value. J. Appl. Bacteriol. 43:25–38.
76. Phillips, C.A. 1996. Review: Modified atmosphere packaging and its effects on the microbiological quality
and safety of produce. Int. J. Food Sci. Technol. 31: 463–479.
77. Samelis, J., and K.G. Georgiadou. 2000. The microbial association of Greek taverna sausage stored at 4 and
10°C in air, vacuum or 100% carbon dioxide, and its spoilage potential. J. Appl. Microbiol. 88:58–86.
78. Savell, J.W., M.O. Hanna, C. Vanderzant, and G.C. Smith. 1981. An incident of predominance of Leuconostoc sp. in vacuum-packaged beef strip loins — Sensory and microbial profile of steaks stored in
O2–O2–N2 atmospheres. J. Food Protect. 44:742–745.
79. Sears, D.F., and R.M. Eisenberg. 1961. A model representing a physiological role of СO2 at the cell
membrane. J. Gen. Physiol. 44:869–887.
80. Seelye, R.J., and B.J. Yearbury. 1979. Isolation of Yersinia enterocolitica-resembling organisms and
Alteromonas putrefaciens from vacuum-packaged chilled beef cuts. J. Appl. Bacteriol. 46:493–499.
81. Shaw, B.G., and C.D. Harding. 1984. A numerical taxonomic study of lactic acid bacteria from vacuumpacked beef, pork, lamb and bacon. J. Appl. Bacteriol. 56:25–40.
82. Shelef, L.A. 1977. Effect of glucose on the bacterial spoilage of beef. J. Food Sci. 42:1172–1175.
83. Silvertsvik, M., J.T. Rosnes, and G.H. Kleiber. 2003. Effect of modified atmosphere packaging and
superchilled storage on the microbial and sensory quality of Atlantic salmon (Salmo solar) fillets. J. Food
Sci. 68:1467–1472.
84. Smith, W.H. 1964. The use of carbon dioxide in the transport and storage of fruits and vegetables. Adv. Food
Res. 12:95–146.
85. Solomon, H.M., E.J. Rhodehamel, and D.A. Kautter. 1998. Growth and toxin production by Clostridium
botulinum on sliced raw potatoes in a modified atmosphere with and without sulfite. J. Food Protect.
61:126–128.
86. Solomon, H.M., D.A. Kautter, T. Lilly, and E.J. Rhodehamel. 1990. Outgrowth of Clostridium botulinum in
shredded cabbage at room temperature under a modified atmosphere. J. Food Protect. 53:831–833.
87. Stanley, G., K.J. Shaw, and A.F. Egan. 1981. Volatile compounds associated with spoilage of vacuumpackaged sliced luncheon meat by Brochothrix thermosphacta. Appl. Environ. Microbiol. 41:816–818.
88. Stenstrom, I.-M. 1985. Microbial flora of cod fillets (Gadus morhua) stored at 2°C in different mixtures
of carbon dioxide and nitrogen/oxygen. J. Food Protect. 48:585–589.
89. Stern, N.J., M.D. Greenberg, and D.M. Kinsman. 1986. Survival of Campylobacter jejuni in selected gaseous environments. J. Food Sci. 51:652–654.
90. Vanderzant, C., M.O. Hanna, J.G. Ehlers, J.W. Savell, G.C. Smith, B. Griffin, R.N. Terrell, K.D. Lind, and
D.E. Galloway. 1982. Centralized packaging of beef loin steaks with different oxygen-barrier films:
Microbiological characteristics. J. Food Sci. 47:1070–1079.
91. von Holy, A., Т.Е. Cloete, and W.H. Holzapfel. 1991. Quantification and characterization of microbial
populations associated with spoiled, vacuum-packed Vienna sausages. Food Microbiol. 8:95–104.
92. Wabeck, C.J., C.E. Parmalee, and W.J. Stadelman. 1968. Carbon dioxide preservation of fresh poultry.
Poultry Sci. 47:468–474.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

15
Радиационная защита
продуктов и природа микробной
резистентности к радиации
Несмотря на то что в 1929 г. был выдан патент по использованию радиации как
средства сохранения или защиты продуктов, только вскоре после II Мировой
войны этот метод защиты пищи получил серьезное рассмотрение. В то же время
применение радиации ограничено и применение этого метода в полном объеме
вызывает некоторые сомнения микробиологов и других ученых, занимающихся
продуктами питания.
Радиация может быть определена как эмиссия и распространение энергии через вакуум или через среду. Основной тип радиации, вызывающий интерес при
сохранении пищи, — электромагнитный. Электромагнитный спектр представлен на рис. 15.1. Различные излучения разделяют на основании длины их волн,
излучения с наиболее короткими длинами волн являются самыми разрушительными для микроорганизмов. Электромагнитный спектр может быть далее
разделен относительно значимости излучения в сохранении пищи следующим
образом: микроволновые, ультрафиолетовые лучи, Х-лучи (рентгеновские) и
гамма-лучи. Наиболее интересные излучения, используемые для сохранения
пищи, — ионизирующая радиация, излучения с длиной волны 2000 Е или мень-

Рис. 15.1. Диаграмма спектров. Источник: из Westinghoitse Sterilamp and the Rentschler-James
Process of Sterilization, с разрешения Westinghouse Electric and Manufacturing Co., Inc..

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 15. Радиационная защита продуктов и природа микробной резистентности к радиации

427

ше, например альфа-частицы, бета-лучи, гамма- и Х-лучи. Их кванты содержат
достаточно энергии, чтобы ионизировать молекулы на своем пути. Поскольку
они разрушают микроорганизмы, не повышая температуру, процесс называют
холодной стерилизацией.
Рассматривая применение радиации к продуктам питания, необходимо пояснить несколько используемых понятий. Рентген — единица измерения, используемая для того, чтобы выразить дозу облучения Х-лучей или гамма-излучения.
Миллирентген равен 1/1000 рентген. Кюри — количество радиоактивного вещества, в котором происходит 3,7 ´ 1010 радиоактивных распадов за секунду.
Один грамм чистого радия обладает радиоактивностью 1 Кюри. Беккерель
(Бк) — один распад в секунду. Рад — единица, эквивалентная поглощению
100 эргов/г вещества. Килорад (крад) равен 1000 рад и мегарад (Мрад) равен
1 миллиону рад. Более новая единица поглощенной дозы — Грей (1 Гр = 100 рад =
= 11 джоулей/кг; 1 кГр = 105 рад). Один электрон-вольт равен энергии, которая
необходима для переноса электрона в электрическом поле между точками с разницей потенциалов 1 В. МэВ равен 1 млн электрон-вольт. Рад и эВ — единицы
измерения интенсивности излучения.

Особенности излучений, используемых в сохранении пищи
Ультрафиолетовый свет
Ультрафиолетовый свет (УФ) — сильный бактерицидный агент с наиболее эффективной длиной волны, равной приблизительно 2600 Е. Он неионизирующий
и поглощается белками и нуклеиновыми кислотами, фотохимические изменения которых могут привести к гибели клетки. Механизм гибели бактериальной
клетки в результате воздействия УФ — возникновение летальных мутаций в результате действия на нуклеиновые кислоты клетки. Плохие проникающие способности УФ-света позволяют применять его только для обработки поверхности продукта, где он может катализировать окислительные изменения, которые
приводят к прогорклости, обесцвечиванию и другим реакциям. При использовании УФ-света могут также быть произведены небольшие количества озона на
поверхности определенных продуктов. УФ свет иногда используется для обработки поверхности выпеченных кексов с цукатами и орехами и подобных продуктов перед упаковыванием.

Бета-лучи
Бета-лучи могут быть определены как потоки электронов, испускаемых радиоактивными веществами. Катодные лучи — то же самое, за исключением того,
что они испускаются катодом вакуумной трубки. Эти лучи обладают плохой
проникающей способностью. Среди промышленных источников катодных лучей — генераторы Ван де Граафа и линейные акселераторы. Для защиты продуктов питания больше подходят последние. Есть некоторое беспокойство относительно верхнего предела уровня энергии катодных лучей, которые могут
использоваться без риска индукции радиоактивности в некоторых компонентах
продуктов питания.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

428

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Гамма-лучи
Это — электромагнитные излучения, испускаемые возбужденными ядрами таких
элементов, как 60Co и 137Cs. Это самая дешевая форма радиации для сохранения
пищи, потому что исходные элементы — побочные продукты атомного распада
или продукты радиоактивных отходов. У гамма-лучей превосходная проникающая
способность в отличие от бета-лучей. 60Co имеет период полураспада приблизительно 5 лет; период полураспада 137Cs составляет приблизительно 30 лет.

Х-лучи
Эти лучи возникают при бомбардировке ядер тяжелых металлов ускоренными
электронами (катодными лучами) в вакуумной трубке. В остальном они по существу представляют собой то же самое, что и гамма-лучи.

Микроволны
Микроволновая энергия может быть иллюстрирована следующим способом
[24]. При помещении электрически нейтральных продуктов в электромагнитное
поле заряженные асимметричные молекулы сначала двигаются в одном направлении, а затем в другом. Во время этого процесса каждая асимметричная молекула пытается приспособиться к быстро изменяющемуся полю переменного
тока. Поскольку молекулы колеблются около своих осей, пытаясь двигаться
к положительному и отрицательному полюсам, создается межмолекулярное трение, приводящее к нагреву. Это — микроволновая энергия. Большинство исследований о влиянии микроволн на продукты питания было выполнено при двух
частотах: 915 и 2450 МГц. При микроволновой частоте 915 МГц молекулы колеблются 915 млн раз в секунду [24]. Микроволны лежат между инфракрасными
и радиочастотными участками электромагнитного спектра (см. рис. 15.1). Проблема, связанная с микроволновым разрушением личинок трихины (Trichinella
spiralis) в продуктах из свинины, обсуждается в гл. 29.

Причины, вызывающие гибель микроорганизмов
при облучении
В следующих разделах рассмотрены и обсуждены некоторые факторы воздействия радиации на микроорганизмы.

Типы организмов
Грамположительные бактерии являются более устойчивыми к облучению, чем
грамотрицательные. В большинстве своем спорообразующие виды более устойчивы, чем неспорообразующие (за исключением видов, рассмотренных позже в
этой главе). Среди спорообразующих Paenibacillus larvae обладает более высокой степенью резистентности, чем большинство других аэробных спорообразующих видов. Споры Clostridium botulinum типа A являются наиболее устойчивыми из всех клостридиальных спор. Кроме чрезвычайно устойчивых видов,
Enterococcus faecium R53, микрококки и гомоферментативные лактобациллы
самые устойчивые среди неспорообразующих бактерий. Самыми чувствитель-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 15. Радиационная защита продуктов и природа микробной резистентности к радиации

429

Рис. 15.2. Диапазон дозы облучения для различных применений. Источник: по Grьnewald [28].

ными к излучениям являются псевдомонады и флавобактерии (включая новые
рода, созданные разграничением этих родов, как отмечено в гл. 2). По своей чувствительности к радиации грамотрицательные бактерии занимают промежуточные позиции. Общий спектр радиационной чувствительности от ферментов
до высших животных проиллюстрирован на рис. 15.2. Возможные механизмы
радиорезистентности обсуждены ниже.
За исключением эндоспор и уже отмеченных чрезвычайно устойчивых видов, радиорезистентность подобна устойчивости к высокой температуре среди
бактерий.
Относительно радиочувствительности плесеней и дрожжей известно, что последние более устойчивы, чем первые, в целом те и другие являются менее чувствительными, чем грамположительные бактерии. Некоторые штаммы Candida,
как сообщалось, обладали устойчивостью, сопоставимой с таковой у некоторых
бактериальных эндоспор.

Концентрация организмов
Концентрация организмов имеет то же самое действие на эффективность излучений, как и в случае с термообработкой, химической дезинфекцией и некоторых других процессов: чем больше число клеток, тем менее эффективна примененная доза.

Состав суспендирующего растворителя продуктов питания
Микроорганизмы в большинстве своем более чувствительны к радиации, когда
суспендированы в буферных растворах, чем в белоксодержащей питательной
среде. Например, Midura и др. [52] нашли, что значение дозы радиации D для
штамма Clostridium perfringens было равно 0,23 кГр в фосфатном буфере, тогда

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

430

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

как в мясном бульоне — 3 кГр. Белки проявляют защитный эффект против излучений, так же как против определенных антибактериальных химических веществ
и высокой температуры. Несколько исследователей сообщили, что присутствие
нитритов повышает чувствительность бактериальных эндоспор к радиации.

Наличие или отсутствие кислорода
Устойчивость микроорганизмов к радиации выше в отсутствие кислорода, чем
в его присутствии. Полное удаление кислорода из клеточной суспензии Escherichia coli, как сообщалось, увеличило ее устойчивость к радиации втрое [58]. Добавление восстанавливающих веществ, таких как сульфгидрильные соединения,
увеличивает устойчивость к радиации, как и анаэробная окружающая среда.

Физическое состояние пищевых продуктов
Радиационная устойчивость высушенных клеток значительно выше, чем нативных невысушенных клеток. Вероятно, это прямое следствие радиолиза воды
ионизирующими излучениями, который обсужден далее в этой главе. Радиационная резистентность замороженных клеток выше, чем незамороженных.
Grecz и др. [26] нашли, что летальное действие гамма-излучения снизилось
на 47% при облучении говядины при 196 °C по сравнению с 0 °C.

Возраст организмов
Бактерии имеют тенденцию к увеличению устойчивости к радиации в лаг-фазе,
предшествующей активному делению клетки. Большое количество клеток становится чувствительным к радиации в начале и в середине логарифмической
фазы, в конце этой фазы достигается минимальная чувствительность.

Обработка продуктов перед облучением
Для обработки ионизирующими излучениями должно быть выполнено несколько шагов обработки, подобных таковым для замораживания или консервирования продуктов.

Выбор продуктов
Продукты, которые будут облучены, должны быть свежими и в целом хорошего
качества. Особенно следует избегать продуктов с уже начавшейся порчей.

Обработка продуктов
Должны быть удалены видимые мусор и грязь. Это сократит количество микроорганизмов, которые должны быть разрушены радиационной обработкой.

Упаковка
Продукты, которые будут облучены, должны быть упакованы в контейнеры, которые защитят их от контаминации после облучения. Простые стеклянные контейнеры подвергаются цветовым изменениям при дозах радиации, равных приблизительно 10 кГр, изменение цвета может быть нежелательным.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 15. Радиационная защита продуктов и природа микробной резистентности к радиации

431

Бланширование или термообработка
Стерилизующие дозы радиации недостаточны, чтобы разрушить естественные
ферменты продуктов (см. рис. 15.2). Чтобы избежать нежелательных изменений
после облучения, необходимо разрушить эти ферменты. Лучший метод — термообработка — бланширование овощей и умеренная термообработка мяса перед облучением.

Применение радиации
Два наиболее широко используемых метода облучения продуктов: гамма-излучение от 60Co или 137Cs и использование электронных лучей линейных акселераторов.

Гамма-излучение
Преимущество гамма-излучения состоит в том, что 60Co и 137Cs являются относительно недорогими побочными продуктами атомного распада. В общей экспериментальной радиационной камере, использующей эти элементы, радиоактивный материал помещают наверх элеватора, который поднимается вверх при
эксплуатации и вниз под воду, если не используется. Материалы, которые будут
облучены, помещают вокруг радиоактивного источника на определенном расстоянии для получения желательной дозы. Как только камеру покидает весь
персонал, источник устанавливается на место, и гамма-лучи облучают продукты. Облучение при желательных температурах достигается помещением образцов в изотермические контейнеры с регулируемой температурой или камеру со
стенами из бетона и свинца. Среди недостатков в использовании радиоактивных
материалов то, что изотопный источник испускает лучи во всех направлениях и
не может быть «включен» или «выключен» по желанию (см. рис. 15.3). Кроме
того, период полураспада 60Co (5,27 лет) требует, чтобы источник периодически

Рис. 15.3. Три основных метода радиационной обработки — интерференция электронов,
Х-лучей и гамма-лучей в среде. Источник: Koch и Eisenhower [39], 1965, Radiation Preservation
of Foods, Publication 1273, Advisory Board on Military Personnel Supplies, National Academy
of Sciences, National Research Council.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

432

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

заменяли для того, чтобы поддерживать данный уровень радиоактивного потенциала. Этот недостаток преодолен использованием 137Cs, период полураспада
которого составляет приблизительно 30 лет.

Электронные лучи/Ускоренные электроны
Использование электронных акселераторов предполагает определенные преимущества перед радиоактивными элементами, которые делают эту форму радиации несколько более привлекательной для потенциального промышленного
применения. Koch и Eisenhower [39] перечисляли следующие ее достоинства:
1) высокая эффективность в направленном осаждении энергии первичных электронов означает высокую производительность;
2) эффективное преобразование энергии электронов в энергию рентгеновских
лучей позволяет обрабатывать очень крупные продукты, которые не могут
быть обработаны электронными или гамма-лучами;
3) легкость изменения тока электронного луча и энергии означает гибкость
в выборе поверхности и глубины обработки множества пищевых изделий,
условий и времени;
4) особенность мононаправленности первичных и вторичных электронов и
Х-лучей при более высоких энергиях позволяет использовать большое разнообразие дизайна упаковки пищевых продуктов;
5) поэтапное программирование и автоматическое регулирование с простыми
электронными датчиками и схемами и различными параметрами луча означает способность эффективной обработки маленьких, сложных или неоднородных форм продуктов;
6) легкость, с которой электронный акселератор может быть выключен или отключен, означает вывод из эксплуатации после смены или в непроизводственный сезон без проблем в техническом обслуживании и способность
транспортировать источник радиации без мощной радиационной защиты.
Следует объяснить два различия между гамма-лучами и ускоренными электронами. Во-первых, проникающая способность гамма-лучей выше, чем у ускоренных электронов, но проникающая способность последних увеличивается с
увеличением их энергии. Например, электроны при энергии 10 МэВ проникают
глубже, чем при 4 МэВ. Второе различие — интенсивность дозы облучения.
Интенсивность гамма-излучения от 60Co составляет 1–100 Гр/мин, тогда как интенсивность электронных лучей электронного акселератора — 10 3–106 Гр/с.

Радаппертизация, радисидация и радуризация продуктов
Определения
Первоначально разрушение микроорганизмов в продуктах ионизирующим излучением было описано терминологией, относящейся к разрушению микроорганизмов
высокой температурой и химическими веществами. Хотя микроорганизмы могут
действительно быть разрушены химикатами, высокой температурой и радиацией,
использование этой терминологии для продуктов, обработанных радиацией, не
вполне корректно. Поэтому в 1964 г. международная группа микробиологов предложила следующую терминологию для радиационной обработки продуктов [25].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 15. Радиационная защита продуктов и природа микробной резистентности к радиации

433

Радаппертизация — эквивалент радиационной стерилизации или «промышленной стерильности» в консервной промышленности. Типичные уровни облучения — 30–40 кГр. Термин происходит от фамилии изобретателя метода тепловой стерилизации пищевых продуктов в герметичной таре (консервов) француза
Николя Франсуа Аппера. Во французской транскрипции в собственном имени
Appert имеется в конце немое «t», которое в слове «аппертизация» проявляется
и начинает звучать.
Радисидация — эквивалент пастеризации, например, молока. Приводит к выборочному подавлению жизнеспособных неспорообразующих патогенов большинства типов, кроме вирусов, так, чтобы ни один не был обнаружен любыми
стандартными методами. Типичными дозами радиации этого процесса являются 2,5–10 кГр.
Радуризацию можно считать эквивалентом пастеризации. Она способствует
повышенному сохранению качества пищи за счет существенного сокращения
числа жизнеспособных определенных не образующих спор патогенов радиацией. Обычные дозы радиации для свежего мяса, домашней птицы, морепродуктов, фруктов, овощей и зерна хлебных злаков — 0,75–2,5 кГр.

Радаппертизация
Радаппертизация любых продуктов может быть достигнута применением надлежащей дозы радиации при соответствующих условиях. Очевидный интерес
представляет влияние этой обработки на эндоспоры и экзотоксины C. botulinum.
Для спор типа E, как сообщалось, требуются дозы радиации D порядка 1,2–
1,7 кГр [71]. Для спор типа A и B, как установил Kempe [37], значения D были
2,79 и 2,38 кГр соответственно. Споры типа E наиболее чувствительны к радиации среди этих трех типов.
Влияние температуры облучения на значения D для спор C. botulinum представлено в табл. 15.1: резистентность увеличивается при низких температурах и
уменьшается при высоких температурах. Различные уровни инокуляции не имеТаблица 15.1. Влияние температуры облучения на значения D двух доз облучения
C. botulinum 33A в предварительно приготовленной говядине
D (кГр)
Температура (°С)

~5 ´ 10 спор/
консервную банку

~2 ´ 108 спор/
консервную банку

–196
–150
–100
–50
0
25
65

5,77
5,32
4,83
4,34
3,85
3,60
3,21

5,95
5,43
4,86
4,30
3,73
3,45
2,99

6

Примечание: Данные основаны на линейной зависимости разрушения спор.
Источник: Grecz и др. [27] из Canadian Journal of Microbiology 17:135–142, 1971,
с разрешения National Research Council of Canada.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

434

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Таблица 15.2. Изменения значений дозы радиации D для штаммов C. botulinum
при 30 °C в трех мясных продуктах
D (кГр)
Номер штамма

Пирог с треской

Говяжья солонина

Свиная колбаса

33A
77A
41B
53B

2,03
2,38
2,45
3,31

1,29
2,62
1,92
1,83

1,09
0,98
1,84
0,76

Примечание: Вычислено по уравнению Шмидта.
Источник: Anellis и др. [3], copyright © 1972, American Society for Microbiology.

ли никакого существенного влияния на значения D, вычисления основывались
на линейной зависимости гибели спор. Значения D для четырех штаммов C. botulinum в трех пищевых продуктах представлены в табл. 15.2, по которым можно
заметить, что для каждого штамма характерны различные степени устойчивости
к радиации в каждом продукте. Кроме того, облучение соленых мясных продуктов требовало самых низких значений D (возможные причины обсуждены
в гл. 13 после нитратов и нитритов). Минимальные радиационные дозы (МРД)
в кГр для радаппертизации девяти мясных и рыбных продуктов приведены ниже
[3, 13, 35]. За исключением бекона (облученного при комнатной температуре),
каждый продукт был обработан при –30 °C:
Бекон
Говядина
Курица
Ветчина
Свинина
Креветки
Пироги с треской
Говяжья солонина
Свиная колбаса

23
47
45
37
51
37
32
25
24–27

Чтобы достичь 12D обработки мясных продуктов при ~30 °C, необходимы
следующие значения кГр [74]: для говядины и курицы — 41,2–42,7; ветчины
и пирога с треской — 31,4–31,7; свинины — 43,7; говяжьей солонины и свиной
колбасы — 25,5–26,9. Обработка облучением данного типа не делает продукты
радиоактивными [74].
Резистентность к радиации спор C. botulinum в жидких питательных средах
была изучена Roberts и Ingram [72], значения дозы радиации оказались значительно ниже, чем для мясных продуктов. Для трех штаммов типа А значение D колебалось от 1,0 до 1,4; для двух штаммов типа B — 1,0–1,1; для двух штаммов типа
E — 0,8–1,6 и для одного штамма типа F, исследованного этими авторами, значение D было равно 2,5 кГр. Все штаммы были облучены при 18–23 °C, и для расчета значений D был принят экспоненциальный показатель смертности. Относительно влияния радиации на каждый из пяти различных штаммов (типы A, B, C,

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 15. Радиационная защита продуктов и природа микробной резистентности к радиации

435

Таблица 15.3. Значения D для вируса Коксаки B-2
Суспендирующий
растворитель
Минимальная среда Игла
с добавлением 2%-й сыворотки
Дистиллированная вода
Приготовленная говядина
Сырая говядина

D (кГр)
–30 °С

–90 °С

6,9

6,4

—
6,8
7,5

5,3
8,1
6,8

Примечание: Для расчетов D использована линейная модель.
Источник: Sullivan и др. [78], copyright © 1973, American Society for Microbiology.

E и F) C. perfringens оказалось, что значения D в жидкой среде были от 1,5 до
2,5 кГр [72]. Значения 12D для 8 штаммов этого организма располагались между
30,4 и 41,4 кГр в зависимости от штамма и метода вычисления доз 12D [8].
Значения дозы радиации D10 для штамма Scott A Listeria monocytogenes в сыре
Моцарелла и мороженом, облученных при 78 °C, были 1,4 и 2,0 кГр соответственно [29]. Соответствующие расчетные значения 12D были равны 16,8 и 24,4 кГр.
Чтобы осуществить радаппертизацию мороженого и замороженного йогурта,
было достаточно 40 кГр, но не в случае сыров Моцарелла или Чеддер [30]. Доза
радаппертизации для Bacillus cereus в сыре и мороженом была 40–50 кГр.
Как видно из рис. 15.2, вирусы являются значительно более устойчивыми
к радиации, чем бактерии. Sullivan и др. нашли, что значения дозы радиации D
30 вирусов [78] располагаются между 3,9 и 5,3 кГр в минимальной среде Игла
с добавлением 2%-й сыворотки. Эти 30 вирусов включали вирус Коксаки,
ECHO-вирус и полиовирус. Для пяти отобранных вирусов, подвергнутых действию лучей радиоактивногно изотопа кобальта 60Co в дистиллированной воде,
значения D колебались от 1,0 до 1,4 кГр. Значения D для вируса Коксаки B-2
в различных растворителях при –30 и –90 °C представлены в табл. 15.3. Использование радиационной 12D обработки C. botulinum в мясных продуктах привело
бы к выживанию вирусных частиц, если ранее они не были разрушены другими
методами, такими как нагревание.
Ферменты также являются очень устойчивыми к радиации, и доза 20–60 кГр,
как нашли, инактивировала только 75% протеолитической активности говядины [48]. Бланширование при 64 или 70 °C было комбинировано с радиационными дозами 45–52 кГр, однако и в этом случае было инактивировано только 95%
протеолитической активности говядины. Значения дозы радиации D для различных организмов представлены в табл. 15.4.
Главные недостатки применения радиации для обработки некоторых продуктов — изменения цвета и/или образование привкусов. Следовательно, те
продовольственные продукты, которые подвергаются относительно незначительным изменениям цвета и аромата, получили самое большое внимание для
промышленной радаппертизации. Бекон — единственный продукт, который
подвергается небольшим изменениям цвета и аромата после радаппертизации.
Средние баллы органолептической оценки бекона после радаппертизации и
контрольного бекона были близкими, но у контрольного бекона значение было
немного выше [95]. Подходящие для облучения продукты представлены большим разнообразием [35].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

436

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Таблица 15.4. Некоторые значения дозы радиации D
Организм/Вещество

D (кГр)

Ссылка

Бактерии
Acinetobacter calcoaceticus
Aeromonas hydrophila
Споры Bacillus pumilus ATCC 27142
Arcobacter butzleri
Bacillus cereus
Campylobacter jejuni (5 штаммов)
C. jejuni
Споры Clostridium botulinum типа E
Споры C. botulinum типа E Beluga
Споры C. botulinum 62A
Споры C. botulinum типа A
Споры C. botulinum типа B
Споры C. botulinum типа F
Токсин A C. botulinum в мясной суспензии
Споры C. bifermentans
Споры C. butyricum
Споры C. perfringens типа A
Споры C. sporogenes (PA 3679/S2)
Споры C. sordellii
Enterobacter cloacae
Escherichia coli
E. coli 0157:H7 (говядина, –20 °C)
E. coli 0157:H7 (говядина, 4 °C)
E. coli 0157:H7 (5 штаммов)
Klebsiella pneumoniae
Listeria monocytogenes
L. monocytogenes (в среднем 7 штаммов)
L. monocytogenes
в говядине при 5 °C
в говядине при 0 °C
в говядине при –20 °C
Moraxella phenylpyruvica
M. osloensis
Pseudomonas putida
P. aeruginosa
Salmonella Typhimurium
S. Enteritidis в мясе птицы при 22 °C
в белке яиц при 15 °C
Salmonella sp.
Salmonellae spp.*
S. Mbandaka (семена люцерны, 20 °C)
Staphylococcus aureus (говядина, 0 °C)
S. aureus (говядина, –20 °C)
Staphylococcus aureus
Энтеротоксин A S. aureus в мясной суспензии
Yersinia enterocolitica, говядина, 25 °C
Y. enterocolitica, говядина при 30 °C

0,26
0,14
1,40
0,27
1,485
0,175–0,235
0,19
1,1–1,7
0,8
1,0
2,79
2,38
2,5
36,08
1,4
1,5
1,2
2,2
1,5
0,18
0,20
0,98
0,39
0,241–0,307
0,183
0,42–0,55
0,35
0,42–0,43
~0,44
0,45
1,21
0,86
0,191
0,08
0,13
0,50
0,37
0,33
0,13
0,621–0,800
0,98
0,51
0,88
0,16
61,18; 208,49
0,195
0,388

87
60
87
10
42
7
10
19, 46
48
48
27
27
48
73
48
48
48
48
48
87
87
80
80
7
42
61
32
1
83
83
83
62
42
62
87
61
54
54
87
7
81
80
80
87
73
16
16

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 15. Радиационная защита продуктов и природа микробной резистентности к радиации

437

Таблица 15.4. (Окончание)
Организм/Вещество
Грибы
Споры Aspergillus flavus (среднее значение)
A. flavus
A. niger
Penicillium citrinum NRRL 5452 (среднее значение)
Penicillum sp.
Вирусы
Аденовирус (4 штамма)
Вирус Коксаки (7 штаммов)
ECHO-вирус (8 штаммов)
Вирус простого герпеса
Полиовирус (6 штаммов)

D (кГр)
0,66
0,055–0,06
0,042
0,88
0,42
4,1–4,9
4,1–5,0
4,4–5,1
4,3
4,1–5,4

Ссылка
70
75
75
70
87
50
50
50
50
50

* Пять штаммов, включая серотипы Dublin, Enteritidis и Typhimurium.

Радаппертизация бекона — один из способов снижения содержания нитрозаминов. В результате облучения бекона, содержащего 20 ppm NaNO2 + 550 ppm
аскорбата натрия, дозой 30 кГр количество нитрозаминов было равно их количеству в беконе без нитритов [18].
При обзоре 539 значений D, взятых из 39 опубликованных работ, самыми
устойчивыми из спорообразующих были Geobacillus stearothermophilus и Clostridium sporogenes, в то время как самыми устойчивыми неспорообразующими
были Enterococcus faecium, Alcaligenes spp. и группа Moraxella-Acinetobacter
[91]. В целом из опубликованных данных следует, что грамотрицательные бактерии были более чувствительными, чем грамположительные.

Радисидация
Облучение дозой 2–5 кГр, как сообщали многие, эффективно для разрушения
неспорообразующих и невирусных патогенов и не представляет опасности для
здоровья. Kampelmacher [36] отмечает, что сырому мясу домашней птицы
нужно уделить первостепенное значение, потому что оно часто загрязняется
сальмонеллами и потому, что радисидация эффективна только для продуктов с
предварительным упаковыванием, исключающим возможность перекрестной
контаминации. Обработка охлажденных и замороженных куриных тушек дозой 2,5 кГр была очень эффективна при разрушении сальмонелл [53, 54]. Радиационная доза до 7 кГр (0,7 Мрад) была одобрена Всемирной организацией
здравоохранения (ВОЗ) как «безоговорочно безопасная для потребления человеком» [19]. При обработке целых какао-бобов дозой 5 кГр было уничтожено
99,9% бактериальной биоты, число спор Penicillium citrinum было уменьшено
примерно до 5 log/г, доза 4 кГр снизила количество спор Aspergillus flavus примерно до 7 log/г [70]. Радисидация была одобрена для обработки свежей домашней птицы, трески и красной рыбы, специй и приправ в некоторых странах
(см. табл. 15.5).

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

438

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Таблица 15.5. Некоторые пищевые продукты, одобренные для облучения
различными странами и ВОЗ
Продукты
Картофель
Лук
Чеснок
Грибы
Пшеница, пшеничная мука
Сухофрукты
Какао-бобы
Сухие пищеконцентраты
Свежая птица
Треска и морской окунь
Специи/приправы
Мясные пресервы
Свежие фрукты ‡
Спаржа
Свежее мясо
Треска и филе пикши
Птица (потрошенная)
Креветки
Готовые кулинарные мясные продукты
Продукты глубокой заморозки
Папайя
Яйца
Свежие, консервированные/
жидкие продукты питания

Объект
Ингибирование побегов
Ингибирование побегов
Ингибирование побегов
Ингибирование роста
Дезинсекция
Дезинсекция
Дезинсекция
Дезинсекция
Радисидация †
Радисидация
Радисидация
Радуризация
Радуризация
Радуризация
Радуризация
Радуризация
Радуризация
Радуризация
Радуризация
Радаппертизация
Радуризация
Радуризация
Радаппертизация

Диапазон Число
дозы (кГр) стран*
0,1–0,15
0,1–0,15
0,1–0,15
max 2,5
0,2–0,75
1,0
0,7
0,7–1,0
max 7,0
2,0–2,2
8,0–10,0
6,0–8,0
2,5
2,0
6,0–8,0
max 1,5
3,0–6,0
0,5–1,0
8,0
min 25,0
250 Гр
3,0
min 25,0

17
10
2
4
2
1
1
2
1
1
1
6
1
1
1
2
1
1
2
1

* Включая рекомендации ВОЗ.
†
‡

Для сальмонелл.
Включая томаты, персики, абрикосы, клубнику, вишню, виноград и т. д.
Источник: Urbain [89] и литература.

Облучение дозой 1,5 кГр стейков, инокулированных ~105/г Escherichia coli
0157:H7, привело к полной элиминации клеток [21]. Количество клеток Yersinia
enterocolitica было снижено до необнаружимых уровней при тех же самых условиях. Облучение куриного мяса механической обвалки, инокулированного ~400
спорами 20 штаммов C. botulinum типов A и B, дозой 1,5 или 3,0 кГр не привело
к ухудшению образцов, испортившихся после хранения в условиях охлаждения
в течение четырех недель; образцы, которые хранили при температуре выше
28 °C, стали испорченными спустя 18 ч [79]. В подобном продукте начальные
уровни Salmonella Enteritidis 3,86 log10/г были снижены до <10 КОЕ/г после 4 недель при 5 °C. Живые устрицы были помещены в резервуар с водой, в которую
добавили культуры S. Enteritidis, S. Infantis и Vibrio parahaemolyticus, после 13 ч
они содержали приблизительно 4–6 log КОЕ/г [33]. Облучение дозой 3 кГр снизило число сальмонелл на 5–6 log, а доза 1,0 кГр уменьшила V. parahaemolyticus
на 6 log. Устрицы остались живы при дозе более 3 кГр.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 15. Радиационная защита продуктов и природа микробной резистентности к радиации

439

Ростки семян и другие овощи
Значения D для мясных и овощных изолятов E. coli 0157:H7 на люцерне и брокколи были 0,34 и 0,30 кГр соответственно, в то время как для коктейля мясных и
овощных изолятов сальмонелл — 0,54 и 0,46 кГр соответственно [68]. На брюссельской капусте, обработанной 0,5 кГр или более высокой дозой, сальмонелл
обнаружено не было. Значение D для S. Mbandaka в семянах люцерны было
0,81±0,02 кГр [81]. В этом исследовании поглощенная доза 4 кГр элиминировала S. Mbandaka в естественно загрязненных семенах, что не произошло при
3 кГр. В другом исследовании доза облучения 2 кГр уменьшила АПК с 105–8 до
103–5 КОЕ/г, в то время как количество колиформ снизилось значительнее [67].
Эта обработка продлила срок годности на 10 дней по сравнению с контролем
с небольшим отрицательным действием на прорастание семян и качество ростков. Хотя Управление контроля качества пищевых продуктов и медикаментов
США (FDA) одобрило использование 8 кГр для семян люцерны при получении
ростков, дозы облучения выше 3 кГр приводят к снижению всхожести. В более
позднем исследовании E. coli 0157:H7 и Salmonella в семенах люцерны доза
2 кГр снизила на 3,3 log E. coli и Salmonella без существенной потери прорастания [82]. Эти авторы обнаружили, что эти организмы более устойчивы к радиации в семенах люцерны, чем в мясе или домашней птице. В другом исследовании у выделенной из неовощных источников E. coli 0157:H7 значение D было
1,43 кГр, в то время как у выделенной из овощей — 1,11 [69]. Сопутствующая
биота ростков брокколи была снижена с 106–107 до 104–105 КОЕ/г, срок годности увеличился на 10 дней.
В двух исследованиях сохранения свежесобранного салата была оценена комбинация облучения и упаковки в модифицированной атмосфере (MAP). В одном
исследовании начальное АПК 105–106 КОЕ/г было снижено приблизительно на
1,5 log10 КОЕ/г после 14 дней при 4 °C с дозой облучения 0,35 кГр [54]. Во время
этой обработки листья салата стали менее хрустящими на 10%. Салат ромэн был
упакован в многослойные полиэтиленовые пакеты с начальной концентрацией
приблизительно 1,5% О2, 4% СО2, остальной салат — с N2 [64]. В другом исследовании качество кочанного салата, обработанного дозами 1–2 кГр, было лучшим
из-за меньшего количества потерь, чем в образцах, обработанных дозам >2 кГр
[17]. Содержание О2 в образцах, хранившихся при 3 °C, составило от 1,5 до 3,7 %
после 5 дней, содержание CO2 было выше, чем в необлученных контрольных образцах. В исследовании влияния облучения на разрушение коктейля из 5 штаммов
L. monocytogenes в шести различных мясных продуктах, готовых к употреблению,
дозами 2,0 и 4,0 кГр с последующим хранением при 4 и 10 °C при 4,0 кГр никаких
клеток обнаружено не было [20]. При обработке 2,0 кГр при 10 °C оставшиеся
жизнеспособными клетки были выделены из продуктов после второй недели хранения, обработанных 2,0 кГр и хранившихся при 4 °C продуктов, оставшиеся жизнеспособными клетки были выделены после 5 недель.

Радуризация
Во многих исследованиях была проверена обработка облучением для продления
сроков годности морепродуктов, овощей и фруктов. Срок годности креветок,
крабов, пикши, морских гребешков и моллюсков может быть увеличен в два–
шесть раз радуризацией дозами от 1 до 4 кГр. Подобные результаты могут быть
достигнуты для рыбы и моллюсков при различных условиях упаковки [59].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

440

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

В одном исследовании для морских гребешков, хранившихся при 0 °C, срок годности составлял 13 дней, но после облучения дозами 0,5, 1,5 и 3,0 кГр срок годности составил 18, 23 и 42 дней соответственно [63]. Грамотрицательные неспорообразующие палочки наиболее радиочувствительны среди всех бактерий, и
они — основные микроорганизмы порчи этих продуктов. После облучения упакованной под вакуумом свинины дозой 1,0 кГр и хранения при 5 °C в течение 9
дней, 97% облученной биоты составляли грамположительные бактерии, большинство из которых были коринеформами [15]. Грамотрицательные коккобациллярные палочки, принадлежащие родам Moraxella и Acinetobacter, обладали
более высокой степенью резистентности к радиации, чем другие грамотрицательные бактерии. В исследованиях говядины, обработанной дозой 272 крад,
Tiwari и Maxcy [86] нашли, что 73–75% жизнеспособной биоты состояло из микроорганизмов, относящихся к этим родам. В необлученном мясе они составили
только около 8% биоты. Из этих двух родов Moraxella spp. были более устойчивыми видами, чем Acinetobacter spp. со значениями D10 0,539 и 0,583 кГр, тогда
как для штаммов M. osloensis значения D10 были 477 до 1000 крад (0,477–
1,0 кГр). Сравнивая некоторые радиочувствительные неспорообразующие бактерии в фосфатном буфере при –80 °C, Anellis и др. [2] нашли, что Deinococcus
radiodurans выдержал дозу облучения 18 кГр, штаммы Enterococcus faecium —
9–15 кГр, E. faecalis — 6–9 кГр, Lactococcus lactis не выдержал дозы в 6 кГр.
Staphylococcus aureus, Lactobacillus casei и Lactobacillus arabinosus не выдержали обработки дозой 3 кГр. Было показано, что радиационная чувствительность
эндоспор уменьшается с понижением температуры облучения.
Основная порча после радуризации хранившихся при низкой температуре продуктов неизменно вызвана одним или более типами микроорганизмов из группы
Acinetobacter-Moraxella или молочнокислых бактерий, упомянутых выше. Облучение дозой 2,5 кГр говядины уничтожило все псевдомонады, Enterobacteriaceae и
Brochothrix thermosphacta и снизило число АПК с 6,18/г до 1,78 log10/г, число молочнокислых бактерий при этом снизилось только на 3,4 log/г [57].
Радуризация фруктов дозами 2–3 кГр продлевает их срок годности, по крайней мере, на 14 дней. Радуризация свежих фруктов разрешена, по крайней мере,
в шести странах; радуризация некоторых мясных продуктов, продуктов из домашней птицы и морепродуктов разрешена также в нескольких странах (см.
табл. 15.5). Вообще продление срока годности не столь важно для фруктов, подвергнутых радуризации, сколько для мясо- и морепродуктов, поскольку плесени
в большинстве своем являются более устойчивыми к облучению, чем грамотрицательные бактерии, вызывающие порчу последних. При облучении котлет из
говяжьего фарша дозой 2,0 кГр под вакуумом они оставались неиспорченными
после 60 дней в холодильнике [55]. В другом исследовании необлученные котлеты из говяжьего фарша, которые первоначально содержали 106 АПК/г, после
8 дней при 4 °C содержали 108/г, образцы, которые были облучены дозой 2 кГр
(диапазон 1,9–2,4) содержали 106/г только после 55 дней при 4 °C [56]. В отношении патогенов в говядине, пришли к заключению, что применение дозы
2,5 кГр будет достаточно, чтобы разрушить 108,1 E. coli. 0157:H7, 103,1 сальмонелл и 1010,6 Campylobacter jejuni [7].
Яйца насекомых и личинки могут быть разрушены дозой 1 кГр, цистицерки
свиного солитера (Taenia solium) и бычьего цепня (T. saginata) могут быть разрушены более низкими дозами, зараженное цистицеркозом мясо можно очистить
от паразитов облучением дозами 0,2–0,5 кГр [92].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 15. Радиационная защита продуктов и природа микробной резистентности к радиации

441

Правовой статус облучения продуктов питания
С середины 1989 г. по крайней мере 40 стран одобрили облучение некоторых
продуктов [47]. Американским Управлением контроля качества пищевых продуктов и медикаментов (FDA) были разрешены 20 различных упаковочных пищевых материалов, обработанных дозами 10 или 60 кГр. В 1983 г. FDA разрешило облучать специи и овощные приправы дозами до 10 кГр (американский Федеральный регистр, 15 июля 1983 г. (U.S. Federal Register). В 1985 г. FDA дало
разрешение на облучение свинины дозой 1 кГр, контролируя тем самым Trichinella spiralis (американский Федеральный регистр, 22 июля 1985 г.). В 1986 г.
в Таиланде ферментированная свиная колбаса (Nham) была облучена минимальной дозой 2,0 кГр, продукт был реализован в Бангкоке [47]. Пуэрториканские
манго в 1986 г. были облучены дозой не более 1,0 кГр, доставлены и проданы
в Майами, Флорида. Гавайскую папайю в 1987 г. обработали дозами 0,41–0,51 кГр
для контроля над вредителями и позже продали населению. Департамент сельского хозяйства США (USDA) в 1989 г. санкционировал облучение Гавайской
папайи для контроля над насекомыми. В мае 1990 г. USDA одобрил облучение
мяса домашней птицы дозами до 3,0 кГр, 2 сентября 1993 г. облученная домашняя птица впервые была продана в розничном продуктовом магазине в Иллинойсе [65]. В 1987 г. была облучена земляника дозой 2,0 кГр и реализована в Лионе (Франция), 25 января 1992 г. — в штате Флорида (США). В 1995 г. штаты
Мэн и Нью-Йорк аннулировали свои запреты на продажу облученных продуктов. Ингибирование прорастания и дезинсекция — наиболее широко используемые и по сей день прямые методы облучения продуктов питания.
В 1981 г. Организация Объединенных Наций по вопросам продовольствия и
сельского хозяйства (ФАО), Международное агентство по атомной энергии
(МАГАТЭ) и Экспертный комитет по облучению пищи ВОЗ нашли, что продукты, облученные дозами в среднем до 10,0 кГр, были абсолютно безопасны. По
крайней мере 40 стран одобрили облучение одного или более продуктов питания, и 29 стран используют облучение пищи в промышленных масштабах. Для
контроля сальмонелл в кормах животных в 1995 г. в США было одобрено облучение дозами 2–25 кГр; в 1997 г. облучение дозой 4,5 кГр было одобрено для
охлажденного сырья и дозой 7,5 кГр — для замороженной сырой говядины.
В начале 1970-х гг. Канада одобрила в качестве маркетингового теста максимальную дозу 1,5 кГр для свежей трески и филе пикши. В 1983 г. Комиссия Кодекс Алиментариус предложила облучать костистую рыбу и рыбные продукты
дозами 1,5 или 2,2 кГр соответственно [19]. Одним из препятствий применения
широко одобренного в США облучения пищи является определение его как способа. Облучение считают дополнением, а не собственно процессом стерилизации. Это означает, что облученные продукты должны быть соответственно маркированы. Другая область беспокойства — судьба спор C. botulinum (см. ниже),
и еще одно беспокойство, что непатогенные микроорганизмы могут стать патогенными микроорганизмами или что вирулентность патогенов может быть увеличена после обработки субрадаппертизационными дозами. Нет никаких доказательств того, что последнее возможно [74].
Согласно американскому Совету по науке и здоровью (American Council on
Science and Health) в первый квартал 2003 г. более чем 7000 супермаркетов и других розничных магазинов в США продавали облученную говядину. Облучение
пищи было одобрено Американской медицинской ассоциацией (American Medical

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

442

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Association), Американской диетической ассоциацией (American Dietetic Association), Институтом технологов пищевой промышленности (Institute of Food Technologists) и Организацией Объединенных Наций. Центры контроля и профилактики
заболеваний США (U.S. Centers for Disease Control and Prevention) оценили, что
если облучить только половину говядины, свинины, домашней птицы и обработать
таким образом «мясо для завтрака», количество заболеваний в США, вызванных
пищевыми инфекциями, сократится более чем на 880 000 (журнал «Food Protection
Trends», июль 2003 г.). Агентство правительства США (agency of the U.S. government) одобрило использование облученной говядины для школьного питания, и
этот продукт должен стать доступным осенью 2004 г.
При облучении продуктов с низкой кислотностью дозами, которые не способствуют разрушению спор C. botulinum, встает вопрос о безопасности таких
продуктов, особенно когда они хранятся в условиях, которые способствуют росту и образованию токсина. Поскольку эти организмы могут быть разрушены радаппертизацией, продукты, подвергнутые только радисидации и радуризации,
вызывают опасение. В отношении радуризации рыбы Giddings [22] указал, что
пригодные постные виды «белой» рыбы — лучшие объекты для облучения, в отличие от рыбы с высоким содержанием жиров, такой как сельдь, потому что она
чаще является резервуаром ботулизма. Он также отметил, что при обнаружении
ботулинических спор в съедобной постной «белой» рыбе они встречаются в количестве меньшем, чем 1/г.

Влияние облучения на качество пищи
Нежелательные изменения, которые происходят в некоторых облученных продуктах, могут быть вызваны непосредственно облучением или косвенно в результате пострадиационных реакций. Вода подвергается радиолизу при облучении следующим образом:
¾¾
¾® H + OH + H 2O 2 + H 2
3H 2O ¾радиолиз
Кроме того, свободные радикалы, образованные на всем протяжении пути
первичного электрона, реагируют друг с другом, как в случае диффузии [13].
Некоторые из продуктов, образованные вдоль линии прохождения электрона,
могут реагировать со свободными молекулами. Облучение в анаэробных условиях несколько снижает образование неприятных запахов и привкусов из-за нехватки кислорода, участвующего в образовании пероксидов. Один из лучших
способов минимизировать образование нежелательных ароматов — облучение
при температурах подмораживания [88]. Действие температур подмораживания
должно уменьшить или остановить радиолиз и образование сопутствующих ему
реагентов. Другие способы снижения побочных эффектов в продуктах представлены в табл. 15.6.
Кроме воды белки и другие азотсодержащие компоненты — самые чувствительные к действию облучения в продуктах. Продукты облучения аминокислот,
пептидов и белков зависят от дозы радиации, температуры, количества кислорода, количества влаги и других факторов. Известны следующее их продукты:
NH3, водород, CO2, F2S, амиды и карбонилы. Ароматические аминокислоты более чувствительны, чем другие, и подвергаются изменениям в кольцевой структуре. Среди самых чувствительных аминокислот к облучению — метионин,
цистеин, гистидин, аргинин и тирозин. Самой восприимчивой аминокислотой

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 15. Радиационная защита продуктов и природа микробной резистентности к радиации

443

Таблица 15.6. Методы, снижающие побочные эффекты в продуктах, обработанных
ионизирующим излучением
Метод

Аргументация

Снижение температуры
Снижение давления кислорода

Связывание свободных радикалов
Сокращение числа окислительных свободных
радикалов, активизирующих молекулы
Конкуренция поглотителей за свободные
радикалы
Удаление летучих предшественников
неприятных аромата и вкуса
Очевидно

Добавление поглотителей
свободных радикалов
Дистилляция
Сокращение дозы
Источник: Goldblith [23].

к облучению катодными лучами является цисетин. Johnson и Moser [34] сообщили, что приблизительно 50% этой аминокислоты теряется при облучении говядины. Происходит 10%-я потеря триптофана, тогда как с другими аминокислотами происходит небольшое разрушение или такового не происходит вообще.
Аминокислоты, как сообщалось, были более устойчивыми к гамма-излучению,
чем к облучению катодными лучами.
Несколько исследователей сообщили, что облучение липидов и жиров приводит к образованию карбонилов и других продуктов окисления, таких как пероксиды, особенно если облучение и/или последующее хранение происходит
в присутствии кислорода. Самое значительное изменение в органолептических
показателях липидов при их облучении в присутствии кислорода — развитие
прогорклости.
Было замечено, что высокие дозы облучения приводят к образованию «запаха
облучения» в некоторых продуктах, особенно в мясе. Wick и др. [94] исследовали
летучие компоненты сырой говядины, облученной дозами 20–60 кГр при комнатной температуре, и обнаружили большое количество пахучих компонентов. Из 45
или более элементов, идентифицированных этими исследователями, 17 были серосодержащие, 14 — углеводороды, 9 — карбонилы и 5 или более были основной
и спиртовой природы. Чем выше доза облучения, тем большее количество летучих элементов образуется. Многие из этих компонентов были идентифицированы
в различных экстрактах необлученной приготовленной говядины.
Относительно витаминов группы B Liuzzo и др. [46] нашли, что дозы облучения от 2 до 6 кГр 60Co частично разрушают следующие витамины группы B
в устрицах: тиамин, ниацин, пиридоксин, биотин и В12. Содержание рибофлавина, пантотеновой кислоты и фолиевой кислоты, как сообщалось, увеличивается
при облучении, вероятно, вследствие высвобождения связанных витаминов.
В целом влияние облучения на водорастворимые витамины незначительно [84].
В дополнение к изменениям вкуса и аромата, вызванным в определенных продуктах облучением, о бесспорно вредных эффектах сообщили для облученных
фруктов и овощей. Один из самых серьезных — размягчение этих продуктов в
результате разрушения пектина и целлюлозы — структурных полисахаридов растений. Этот эффект, как показали Massey и Bourke [49], был вызван радаппертизационными дозами облучения. Синтез этилена в яблоках, вызванный облучением,
привел к тому, что эти фрукты не созревали так же быстро, как необлученные кон-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

444

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

трольные [49]. В зеленых лимонах, однако, синтез этилена, стимулируемый облучением, приводит к более быстрому созреванию, чем контрольных [50].
Среди радиолитических продуктов, образующихся при облучении, некоторые проявляют антибактериальные свойства в питательной среде. Однако применение дозы 15 кГр к мясу не показало никакой антибактериальной активности
в мясе [12]. В целом показано благоприятное состояние в отношении санитарии
и токсикологии облученных продуктов [76, 85].

Стабильность хранения облученных продуктов
Продукты, подвергнутые радаппертизационным дозам ионизирующего излучения, как может ожидаться, будут так же устойчивы при хранении, как продукты,
подвергнутые стерилизации высокой температурой в промышленных условиях.
Между продуктами, обработанными этими двумя методами, есть, однако, два
различия, которые затрагивают стабильность хранения: радапертизация не разрушает собственные ферменты продукта, которые могут продолжить действовать, можно ожидать, что произойдут некоторые пострадиационные изменения.
При использовании облучения дозой 45 кГр и инактивации ферментов в курином мясе, беконе, свинине, барбекю из свинины, Heiligman [31] нашел, что эти
продукты были приемлемы для употребления после хранения в течение 24 месяцев. Хранившиеся при 21,1 °С продукты были более приемлемы к употреблению,
чем хранившиеся при 37 °С. Licciardello и др. сообщили о действии облучения на
бифштекс, говядину и свиную колбасу, хранившихся при температурах холодильника в течение 12 лет [45]. Эти продукты были упакованы с различными консервантами и обработаны дозой 10,8 кГр. Исследователи охарактеризовали вид
мяса после 12 лет хранения как превосходный. Был ощутим незначительный
«запах облучения», который не являлся нежелательным. У мяса был острый,
горький вкус, который, как предположили, был вызван кристаллизацией аминокислоты тирозина. Содержание свободного аминного азота в бифштексе было
равно 75 и 175 мг% до и после хранения при облучении соответственно; 67 и
160 мг% до и после хранения, соответственно, для гамбургера.
Продукты, подвергнутые радуризации, в конечном счете, портятся в результате жизнедеятельности выжившей биоты, если хранятся при температурах,
подходящих для роста рассматриваемых организмов. Обычная биота порчи морепродуктов настолько чувствительна к ионизирующим излучениям, что 99%
общей биоты этих продуктов было разрушено дозами порядка 2,5 кГр. Порчу
продуктов после радуризации вызывают те немногие микроорганизмы, которые
способны пережить радиационную обработку. Для дополнительной информации относительно всех аспектов облучения пищи см. [66] и [89].

Природа радиационной устойчивости микроорганизмов
Самые чувствительные бактерии к ионизирующему излучению — грамотрицательные палочки, такие как псевдомонады; грамотрицательные коккобациллярные клетки моракселл и ацинобактеров — самые устойчивые среди грамотрицательных. Грамположительные кокки являются самыми устойчивыми из неспорообразующих бактерий, включая микрококков, стафилококков и энтерококков.
Что делает один организм более чувствительным или устойчивым, чем другой, не
только вопрос, интересующий фундаментальную биологию, но также актуальный вопрос в применении облучения для сохранения/защиты продуктов. Лучшее

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 15. Радиационная защита продуктов и природа микробной резистентности к радиации

445

Таблица 15.7. Влияние окислительно-восстановительных условий на резистентность
к радиации Deinococcus radiodurans (таблица средних значений)
Условие

Log выжившей части*

Буфер, неизмененный
Промывка кислородом
Промывка азотом
H2О2 (100 ppm)
Тиогликолат (0,01 M)
Цистеин (0,1 M)
Аскорбат (0,1 M)

–3,11542
–3,89762
–2,29335
–3,47710
–1,98455
–0,81880
–5,36050

Примечание: Определено подсчетом количества колоний после обработки гамма-излучением дозой
10 кГр в фосфатном буфере 0,05 М. ЛСД: P = 0,05 (1,98116); P = 0,01 (2,61533).
* Среднее число четырех экспериментов.
Источник: Giddings [22].

понимание механизмов устойчивости поможет направленно увеличивать радиационную чувствительность и, следовательно, использовать более низкие дозы,
применяемые для продуктов.
Было исследовано действие окислительных и восстановительных условий на
устойчивость Deinococcus radiodurans в фосфатном буфере, результаты представлены в табл. 15.7. Промывка буферными суспензиями, содержащими азот
или О2, или присутствие 100 ppm H2O2 никакого существенного влияния на радиационную чувствительность по сравнению с контролем не имели. Обработка
цистеином сделала клетки менее чувствительными, а аскорбат увеличил их чувствительность. Исследование действия N-этилмалеимида (NEM) и индолуксусной кислоты (IAA) на устойчивость показало, что IAA уменьшила резистентность, а NEM не оказал никакого влияния на нетоксичных уровнях [41]. Присутствие или отсутствие O2 не имело никакого эффекта на два этих компонента.

Биология высокоустойчивых видов
Самые устойчивые из всех известных неспорообразующих бактерий относятся
к четырем видам рода Deinococcus и к одному из видов родов Deinobacter,
Rubrobacter и Acinetobacter. Некоторые характеристики этих видов представлены
в табл. 15.8. Дейнококки были первоначально отнесены к роду Micrococcus, но
они, наряду с Deinobacter и архебактериальным родом Thermus, составляют один
из десяти главных типов, базирующихся на анализе 16S рибосомной РНК (рРНК)
[90, 93, 96]. Дейнококки встречаются в парах или тетрадах, содержат красные водонерастворимые пигменты, имеют оптимум роста при 30 °C, содержат L-орнитин как основную аминокислоту в муреине (в отличие от микрококков, которые
содержат лизин), и характеризуются мол% содержанием Г+Ц от 62 до 70. Они
не содержат тейхоевых кислот. Одна из самых необычных особенностей этого
рода — наличие внешней мембраны, в отличие от других грамположительных
бактерий. Они были описаны как грамотрицательные клоны древнего рода [11].
Среди других необычных особенностей дейнококков — наличие пальмитолеата (16 : 1), который составляет приблизительно 60% жирных кислот в их
оболочке и приблизительно 25% всех клеточных жирных кислот. Высокое со-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

446

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Таблица 15.8. Некоторые высокоустойчивые к радиации неспорообразующие бактерии
Организмы
Deinococcus radiodurans
D. radiophilus
D. proteolyticus
D. radiopugnans
D. murrayi
Deinobacter grandis
D. geothermalis
Hymenobacter actinosclerus
Kineococcus radiotolerans
Kocuria erythromyxa
Methylobacterium radiotolerans
Rubrobacter xylanophilus

Грам Rx

Морфология

+
+
+
+
+
–
+
–
+
+
–
+

К
К
К
К
К
П
К
П
К
К
П
П

Пигмент
Красный
Красный
Красный
Красный
Оранжевый
Красный/розовый
Оранжевый
Красный
Оранжевый
Красный
Оранжевый
Розовый

Внешняя
мембрана
+
+
+
+
+
+
+
+
–
+
+
+

Морфология: К = кокки; П = палочки; + = положительный; – = отрицательный.

держание жирных кислот — другая особенность грамотрицательных бактерий.
Преобладающий изопреноидный хинон в их плазматической мембране — менахинон (витамин К2). Менахиноны представляют одну из двух групп нафтахинонов, которые вовлечены в электронный транспорт, окислительное фосфорилирование и возможно активный транспорт [9]. Длина изопреноидного фрагмента
C-3 боковых цепей составляет от 1 до 14 изопреновых единиц (МК), дейнококки
характеризуются наличием МК-8 как и некоторые микрококки, планококки,
стафилококки и энтерококки [9]. Дейнококки не содержат фосфадитилглицерин
или дифосфадитилглицерин в своих фосфолипидах, но содержат вместо них
фосфогликолипиды как главный компонент.
Род Deinobacter обладает многими характеристиками дейнококков, за исключением того, что он представлен грамотрицательными палочками. Rubrobacter radiotolerans является грамположительной палочкой, которая очень схожа с дейнококками, но основная аминокислота в ее муреине — L-лизин, а не
L-орнитин. Acinetobacter radioresistens является грамотрицательной коккобациллярной палочкой, которая отличается по нескольким признакам от дейнококков. Содержание мол% Г+Ц в ДНК этой палочки находится в диапазоне
44,1–44,8, и в ней преобладает изопреноидный хинон — Q-9, а не МК-8. Дейнококки были выделены из говядины, свиной колбасы, пикши, шкур животных
и воды из природных источников [40]. Они, как сообщали, встречаются в фекалиях, в опилках и в воздухе. Deinobacter был выделен из фекалий животных
и пресноводной рыбы, Rubrobacter — из радиоактивного горячего источника
в Японии, A. radioresistens — из хлопка и почвы.
Виды, отмеченные в табл. 15.8, являются аэробными, каталазоположительными и вообще неактивными на субстратах для биохимических тестов. Дейнококки содержат множество каротиноидов, выделенная из них плазматическая
мембрана ярко-красного цвета.
Значения дозы радиации D недейнококковых видов равны 1,0–2,2 кГр, тогда
как большинство штаммов дейнококков могут выжить при дозе 15 кГр. D. radiophilus является наиболее радиоустойчивым видом.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 15. Радиационная защита продуктов и природа микробной резистентности к радиации

447

Очевидные механизмы устойчивости
То, почему эти организмы являются настолько устойчивыми к радиации, — неясно. Наблюдалась чрезвычайная устойчивость дейнококков к высушиванию, как и
предполагали, это было связано в некотором роде с радиорезистентностью. Возможно, устойчивость к радиации зависит от сложного строения оболочки клеток
этих организмов, однако точных данных нет. Также на радиорезистентность может
влиять их сильная пигментация, т.к. они содержат различные каротиноиды. Однако
эти пигменты, как находили, не играли роли в радиоустойчивости D. radiophilus
[38, 44]. Некоторые из химических явлений, которые происходят в органических
веществах после облучения, проиллюстрированы в общих чертах на рис. 15.4.

Рис. 15.4. Резюме радиационных и пострадиационных эффектов в органической материи.
Источник: по Bacq и Alexander [5], с разрешения авторов, Fundamentals of Radiobiology,
copyright © 1961, Pergamon Press.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

448

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Радиолиз воды приводит к формированию свободных радикалов и пероксидов,
чувствительные к радиации организмы не способны преодолевать их вредное действие. Химические вещества, которые содержат SH-группы, зачастую обладают радиопротекторными свойствами [14], но какую роль они играют, если таковая вообще имеется в чрезвычайно устойчивых бактериях, все еще неясно.
Одна из необычных особенностей D. radiodurans — то, что каждая клетка
в стационарной фазе несет четыре генома (т. е. приблизительно четыре копии
его хромосомы). Активно делящиеся клетки могут содержать четыре–десять
копий. Хотя это изобилие ДНК, возможно, не является обходимым для сверхрезистентности к радиации, предполагают, что после обработки радиацией дополнительная ДНК позволяет поврежденной клетке синтезировать новый геном. Данный факт был обнаружен после обработки радиацией этого организма,
подверженного непосредственному и обширному разрушению хромосомной
ДНК, и это, кажется, первая часть процесса восстановления ДНК. Для большей
информации о резистентности к облучению в D. radiodurans см. [6].
Среди других необычных особенностей вида D. radiodurans — наличие внешней мембраны, которая является особенностью грамотрицательных бактерий.
Можно отметить из табл. 15.8, что многие другие грамположительные радиорезистентные бактерии обладают внешней мембраной. Хотя он и имеет внешнюю мембрану, но у него нет липополисахаридов или липида A, как у типичных грамотрицательных бактерий. Его внешняя оболочка состоит из пяти слоев, не считая плазматической мембраны [51]. Геном D. radiodurans необычен, у него есть плотная и
упорядоченная упаковка ДНК, что также может облегчить восстановление [43].

Литература
1. Andrews, L.S., D.L. Marshall, and R.M. Grodner. 1995. Radiosensitivity of Listeria monocytogenes
at various temperatures and cell concentrations. J. Food Protect. 58:748?751.
2. Anellis, A., D. Berkowitz, and D. Kemper. 1973. Comparative resistance of nonsporogenic bacteria to lowtemperature gamma irradiation. Appl. Microbiol. 25:517–523.
3. Anellis, A., D. Berkowitz, W. Swantak, and C. Strojan. 1972. Radiation sterilization of prototype military
foods: Low-temperature irradiation of codfish cake, corned beef, and pork sausage. Appl. Microbiol.
24:453–462.
4. Anellis, A., E. Shattuck, D.B. Rowley, E.W. Ross, Jr., D.N. Whaley, and V.R. Dowell, Jr. 1975. Lowtemperature irradiation of beef and methods for evaluation of a radappertization process. Appl. Microbiol.
30:811–820.
5. Bacq, Z.M., and P. Alexander. 1961. Fundamentals of Radiobiology, 2nd ed. Oxford: Pergamon.
6. Battista, J.R. 1997. Against all odds: The survival strategies of Deinococcus radiodurans. Ann. Rev.
Microbiol. 51:203–224.
7. Clavero, M.R.S., J.D. Monk, L.R. Beuchat, M.P. Doyle, and R.E. Brackett. 1994. Inactivation of Escherichia coli 0157:H7, salmonellae, and Campylobacter jejuni in raw ground beef by gamma irradiation. Appl.
Environ. Microbiol. 60:2069–2075.
8. Clifford, W.J., and A. Anellis. 1975. Radiation resistance of spores of some Clostridium perfringens strains.
Appl. Microbiol. 29:861–863.
9. Collins, M.D., and D. Jones. 1981. Distribution of isoprenoid quinone structural types in bacteria and their
taxonomic implications. Microbiol. Rev. 45:316–354.
10. Collins, C.I., E.A. Murano, and I.V. Wesley. 1996. Survival of Arcobacter butzleri and Campylobacter
jejuni after irradiation treatment in vacuum-packaged ground pork. J. Food Protect. 59:1164–1166.
11. Counsell, T.J., and R.G.E. Murray. 1986. Polar lipid profiles of the genus Deinococcus. Int. J. Syst.
Bacterial. 36:202–206.
12. Dickson, J.S., and R.B. Maxcy. 1984. Effect of radiolytic products on bacteria in a food system. J. Food Sci.
49:577–580.
13. Doty, D.M. 1965. Chemical changes in irradiated meats. In Radiation Preservation of Foods, 121–125.
Washington, DC: National Research Council, National Academy of Sciences.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 15. Радиационная защита продуктов и природа микробной резистентности к радиации

449

14. Duggan, D.E., A.W. Anderson, and P.R. Elliker. 1963. Inactivation of the radiation-resistant spoilage
bacterium Micrococcus radiodurans. II. Radiation inactivation rates as influenced by menstruum temperature, preirradiation heat treatment, and certain reducing agents. Appl. Microbiol. 11:413?417.
15. Ehioba, R.M., A.A. Kraft, R.A. Molins, H.W. Walker, D.G. Olson, G. Subbaraman, and R.P. Skowronski.
1988. Identification of microbial isolates from vacuum-packaged ground pork irradiated at 1 kGy. J. Food
Sci. 53:278?279, 281.
16. El-Zawahry, Y.A., and D.B. Rowley. 1979. Radiation resistance and injury of Yersinia enterocolitica. Appl.
Environ. Microbiol. 37:50?54.
17. Fan, X., and K.J.B. Sokorai. 2002. Sensorial and chemical quality of gamma-irradiated fresh-cut Iceberg
lettuce in modified atmosphere packages. J. Food Protect. 65:1760–1765.
18. Fiddler, W., R.A. Gates, J.W. Pensabene, J.G. Phillips, and E. Wierbicki. 1981. Investigations on nitrosamines in irradiation-sterilized bacon. J. Agric. Food Chem. 29:551–554.
19. Food and Agriculture Organization/IAEA/World Health Organization. 1977. Wholesomeness of Irradiated
Food. Report of joint FAO/IAEA/WHO Expert Committee, WHO Technical Report Series 604.
20. Foong, S.C.C., G.L. Gonzalez, and J.S. Dickson. 2004. Reduction and survival of Listeria monocytogenes in
ready-to-eat meats after irradiation. J. Food Protect. 67:77–82.
21. Fu, A.H., J.G. Sebranek, and E.A. Murano. 1995. Survival of Listeria monocytogenes, Yersinia enterocolitica, and Escherichia coli 0157:H7 and quality changes after irradiation of beef steaks and ground beef.
J. Food Sci. 60:972–977.
22. Giddings, G.G. 1984. Radiation processing of fishery products. Food Technol. 38(4):61–65, 94–97.
23. Goldblith, S. A. 1963. Radiation preservation of foods — Two decades of research and development. In Radiation Research, 155–167. Washington, DC: U.S. Department of Commerce, Office of Technical Services.
24. Goldblith, S.A. 1966. Basic principles of microwaves and recent developments. Adv. Food Res. 15:277–301.
25. Goresline, H.E., M. Ingram, P. Macuch, G. Mocquot, D.A.A. Mossell, C.F. Niven, and F.S. Thatcher. 1964.
Tentative classification of food irradiation processes with microbiological objectives. Nature 204:237–238.
26. Grecz, N., O.P. Snyder, A.A. Walker, and A. Anellis. 1965. Effect of temperature of liquid nitrogen on radiation resistance of spores of Clostridium botulinum. Appl. Microbiol. 13:527–536.
27. Grecz, N., A.A. Walker, A. Anellis, and D. Berkowitz. 1971. Effects of irradiation temperature in the range
–196 to 95°C on the resistance of spores of Clostridium botulinum 33A in cooked beef. Can. J. Microbiol.
17:135–142.
28. Grьnewald, T. 1961. Behandlung von Lebensmitteln mit energiereichen Strahlen. Ernдhrungs-Umschau
8:239–244.
29. Hashisaka, A.E., S.D. Weagant, and F.M. Dong. 1989. Survival of Listeria monocytogenes in mozzarella
cheese and ice cream exposed to gamma irradiation. J. Food Protect. 52:490–492.
30. Hashisaka, A.E., J.R. Matches, Y. Batters, F.P. Hungate, and F.M. Dong. 1990. Effects of gamma irradiation
at –78°C on microbial populations in dairy products. J. Food Sci. 55:1284–1289.
31. Heiligman, F. 1965. Storage stability of irradiated meats. Food Technol. 19:114–116.
32. Huhtanen, C.N., R.K. Jenkins, and D.W. Thayer. 1989. Gamma radiation sensitivity of Listeria monocytogenes. J. Food Protect. 52:610–613.
33. Jakabi, M., D.S. Gelli, J.C.M.D. Torre, M.A.B. Rodas, B.D.G.M. Franco, M.T. Destro, and M. Landgraf.
2003. Inactivation by ionizing radiation of Salmonella Enteritidis, Salmonella Infantis, and Vibrio parahaemolyticus in oysters (Crassostrea brasiliana). J. Food Protect. 66:1025–1029.
34. Johnson, В., and K. Moser. 1967. Amino acid destruction in beef by high energy electron beam irradiation.
In Radiation Preservation of Foods, 171–179. Washington, DC: American Chemical Society.
35. Josephson, E.S., A. Brynjolfsson, and E. Wierbicki. 1975. The use of ionizing radiation for preservation
of food and feed products. In Radiation Research — Biomedical, Chemical, and Physical Perspectives,
ed. O.F. Nygaard, H.I. Adler, and W.K. Sinclair, 96–117. New York: Academic Press.
36. Kampelmacher, E.H. 1983. Irradiation for control of Salmonella and other pathogens in poultry and fresh
meats. Food Technol. 37(4): 117–119, 169.
37. Kempe, L.L. 1965. The potential problems of type E botulism in radiation-preserved seafoods. In Radiation
Preservation of Foods, 211–215. Washington, DC: National Research Council, National Academy of Science.
38. Kilbum, R.E., W.D. Bellamy, and S.A. Terni. 1958. Studies on a radiation-resistant pigmented Sarcina sp.
Radiat. Res. 9:207–215.
39. Koch, H.W., and E.H. Eisenhower. 1965. Electron accelerators for food processing. In Radiation Preservation of Foods, 149–180. Washington, DC: National Research Council, National Academy of Science.
40. Krabbenhoft, K.L., A.W. Anderson, and P.R. Elliker. 1965. Ecology of Micrococcus radiodurans. Appl.
Microbiol. 13:1030–1037.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

450

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

41. Lee, J.S., A.W. Anderson, and PR. Elliker. 1963. The radiation-sensitizing effects of N-ethylmaleimide
and iodoacetic acid on a radiation-resistant Micrococcus. Radiat. Res. 19:593–598.
42. Lefebvre, N., С. Thibault, and R. Charbonneau. 1992. Improvement of shelf-life and wholesomeness
of ground beef by irradiation. 1. Microbial aspects. Meat Sci. 32:203–213.
43. Levin-Zaidman, S., J. Englander, E. Shimoni, A.K. Sharma, K.W. Minton, and A. Minsky. 2003. Ringlike
structure of the Deinococcus radiodurans genome: A key to radioresistance? Science 299:254–256.
44. Lewis, N.F., D.A. Madhavesh, and U.S. Kumta. 1974. Role of carotenoid pigments in radio-resistant
micrococci. Can. J. Microbiol. 20:455–459.
45. Licciardello, J.J., J.T.R. Nickerson, and S.A. Goldblith. 1966. Observations on radio-pasteurized meats after
12 years of storage at refrigerator temperatures above freezing. Food Technol. 20:1232.
46. Liuzzo, J.S., W.B. Barone, and A.F. Novak. 1966. Stability of B-vitamins in Gulf oysters preserved by gamma radiation. Fed. Proc. 25:722.
47. Loaharanu, P. 1989. International trade in irradiated foods: Regional status and outlook. Food Technol.
43(7):77–80.
48. Losty, Т., J.S. Roth, and G. Shults. 1973. Effect of irradiation and heating on proteolytic activity of meat
samples. J. Agric. Food Сhem. 21:275–271.
49. Massey, L.M., Jr., and J.B. Bourke. 1967. Some radiation-induced changes in fresh fruits and vegetables.
In Radiation Preservation of Foods, 1–11. Washington, DC: American Chemical Society.
50. Maxie, E., and N. Sommer. 1965. Irradiation of fruits and vegetables. In Radiation Preservation of Foods,
39–52. Washington, DC: National Research Council, National Academy of Science.
51. Makarova, K.S., L. Aravind, Y.I. Wolf, R.L. Tatusov, K.W. Minton, E.V. Koonin, and M.J. Daly. 2001.
Genome of the extremely radiation-resistant bacterium Deinococcus radiodurans viewed from the perspective
of comparative genomics. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 65:44–79.
52. Midura, T.F., L.L. Kempe, J.T. Graikoski, and N.A. Milone. 1965. Resistance of Clostridium perfringens type
A spores to gamma-radiation. Appl. Microbiol. 13:244–247.
53. Mulder, R.W. 1984. Ionizing energy treatment of poultry. Food Technol. Aust. 36:418–420.
54. Mulder, R.W, S. Notermans, and E.H. Kampelmacher. 1977. Inactivation of salmonellae on chilled and deep
frozen broiler carcasses by irradiation. J. Appl. Bacteriol. 42:179–185.
55. Murano, E.A. 1995. Irradiation of fresh meats. Food Technol. 49(12):52–54.
56. Murano, P.S., E.A. Murano, and D.G. Olson. 1998. Irradiated ground beef: Sensory and quality changes
during storage under various packaging conditions. J. Food Sci. 63:548–551.
57. Niemand, J.G., H.J. van derLinde, and W.H. Holzapfel. 1983. Shelf-life extension of minced beef through
combined treatments involving radurization. J. Food Protect. 46:791–796.
58. Niven, C.E, Jr. 1958. Microbiological aspects of radiation preservation of food. Annu. Rev. Microbiol.
12:507–524.
59. Novak, A.F., R.M. Grodner, and M.R.R. Rao. 1967. Radiation pasteurization of fish and shellfish. In Radiation Preservation of Foods, 142–151. Washington, DC: American Chemical Society.
60. Palumbo, S.A., R.K. Jenkins, R.L. Buchanan, and D.W. Thayer. 1986. Determination of irradiation D-values
for Aeromonas hydrophila. J. Food Protect. 49:189–191.
61. Patterson, M. 1989. Sensitivity of Listeria monocytogenes to irradiation on poultry meat and in phosphate
buffered saline. Lett. Appl. Microbiol. 8:181–184.
62. Patterson, M.F. 1988. Sensitivity of bacteria to irradiation on poultry meat under various atmospheres. Lett.
Appl. Microbiol. 7:55–58.
63. Poole, S.E., P. Wilson, G.E. Mitchell, and P.A. Wills. 1990. Storage life of chilled scallops treated with low
dose irradiation. J. Food Protect. 53:763–766.
64. Prakash, A., A.R. Guner, E. Caporado, and D.M. Foley. 2000. Effects of low-dose gamma irradiation on the
shelf life and quality characteristics of cut Romaine lettuce packaged under modified atmosphere. J. Food Sci.
65:549–553.
65. Pszczola, D. 1993. Irradiated poultry makes U.S. debut in midwest and Florida markets. Food Technol.
47(11):89–96.
66. Radomyski, Т., E.A. Murano, D.G. Olson, and P.S. Murano. 1994. Elimination of pathogens of significance
in food by low-dose irradiation: A review. J. Food Protect. 57:73–86.
67. Rajkowski, K.T., and D.W. Thayer. 2001. Alfalfa seed germination and yield ratio and alfalfa sprout
microbial keeping quality following irradiation of seeds and sprouts. J. Food Protect. 64:1988–1995.
68. Rajkowski, K.T., and D.W. Thayer. 2000. Reduction of Salmonella spp. and strains of Escherichia coli
0157:H7 by gamma radiation of inoculated sprouts. J. Food Protect. 63:871–875.
69. Rajkowski, K.T., G. Boyd, and D.W. Thayer. 2003. Irradiation D-values for Escherichia coli 0157:H7 and
Salmonella sp. on inoculated broccoli seeds and effects of irradiation on broccoli sprout keeping quality and seed
viability. J. Food Protect. 66:760–766.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 15. Радиационная защита продуктов и природа микробной резистентности к радиации

451

70. Restaino, L., J.J.J. Myron, L.M. Lenovich, S. Bills, and K. Tschernoff. 1984. Antimicrobial effects of ionizing radiation on artificially and naturally contaminated cacao beans. Appl. Environ. Microbiol. 47:886–887.
71. Roberts, T.A., and M. Ingram. 1965. The resistance of spores of Clostridium botulinum Type E to heat and
radiation. J. Appl. Bacteriol. 28:125–141.
72. Roberts, T.A., and M. Ingram. 1965. Radiation resistance of spores of Clostridium species in aqueous
suspension. J. Food Sci. 30:879–885.
73. Rose, S.A., N.K. Modi, H.S. Tranter, N.E. Bailey, M.F. Stringer, and P. Hambleton. 1988. Studies on the
irradiation of toxins of Clostridium botulinum and Staphylococcus aureus. J. Appl. Bacteriol. 65:223–229.
74. Rowley, D.B., and A. Brynjolfsson. 1980. Potential uses of irradiation in the processing of food. Food
Technol. 34(10):75-77.
75. Saleh, Y.G., M.S. Mayo, and D.G. Ahearn. 1988. Resistance of some common fungi to gamma irradiation.
Appl. Environ. Microbiol. 54:2134–2135.
76. Skala, J.H., E.L. McGown, and P.P. Waring. 1987. Wholesomeness of irradiated foods. J. Food Protect.
50:150–160.
77. Sullivan, R., A.C. Fassolitis, E.P. Larkin, R.B. Read, Jr., and J.T. Peeler. 1971. Inactivation of thirty viruses
by gamma radiation. Appl. Microbiol. 22:61–65.
78. Sullivan, R., P.V. Scarpino, A.C. Fassolitis, E.P. Larkin, and J.T. Peeler. 1973. Gamma radiation inactivation of coxsackievirus B-2. Appl. Microbiol. 26:14–17.
79. Thayer, D.W., G. Boyd, and C.N. Huhtanen. 1995. Effects of ionizing radiation and anaerobic refrigerated
storage on indigenous microflora, Salmonella, and Clostridium botulinum types A and В in vacuum canned,
mechanically deboned chicken meat. J. Food Protect. 58:752–757.
80. Thayer, D.W., and G. Boyd. 2001. Effect of irradiation temperature on inactivation of Escherichia coli
0157:H7 and Staphylococcus aureus. J. Food Protect. 64:1624–1626.
81. Thayer, D.W., G. Boyd, and W.F. Fett. 2003. Gamma-radiation decontamination of alfalfa seeds naturally
contaminated with Salmonella Mbandaka. J. Food Sci. 68:1777–1781.
82. Thayer, D.W., K.T. Rajkowski, G. Boyd, P.H. Cooke, and D.S. Soroka. 2003b. Inactivation of Escherichia
coli 0157: H7 and Salmonella by gamma irradiation of alfalfa seed intended for production of food sprouts.
J. Food Protect. 66:175–181.
83. Thayer, D.W., and G. Boyd. 1995. Radiation sensitivity of Listeria monocytogenes on beef as affected by temperature. Food Sci. 60:237–240.
84. Thayer, D.W., J.B. Fox, Jr., and L. Lakritz. 1991. Effects of ionizing radiation on vitamins. In Food
Irradiation, ed. S. Thorne, 285–325. New York: Elsevier Applied Science.
85. Thayer, D.W., J.P. Christopher, L.A. Campbell, D.C. Ronning, R.R. Dahlgren, G.M. Thomson, and
E. Wierbicki. 1987. Toxicology studies of irradiation-sterilized chicken. J. Food Protect. 50:278–288.
86. Tiwari, N.P., and R.B. Maxcy. 1972. Moraxella-Acinetobacter as contaminants of beef and occurrence
in radurized product. J. Food Sci. 37:901–903.
87. Tsuji, K. 1983. Low-dose cobalt 60 irradiation for reduction of microbial contamination in raw materials
for animal health products. Food Technol. 37(2):48–54.
88. Urbain, W.M. 1965. Radiation preservation of fresh meat and poultry. In Radiation Preservation of Foods,
87–98. Washington, DC: National Research Council, National Academy of Science.
89. Urbain, W.M. 1978. Food irradiation. Adv. Food Res. 24:155–227.
90. Van den Eynde, H., Y. Van de Peer, H. Vandenabeele, M. van Bogaert, and R. de Wachter. 1990. 5S rRNA
sequences of myxobacteria and radioresistant bacteria and implications for eubacterial evolution. Int. J. Syst.
Bacteriol. 40:399–404.
91. VanGerwen, S.J.C., F.M. Rombouts, K. van’t Riet, and M.H. Zwietering. 1999. A data analysis of the
irradiation parameter D10 for bacteria and spores under various conditions. J. Food Protect. 62:1024–1032.
92. Verster, A., T.A. du Plessis, and L.W. van den Heever. 1977. The eradication of tapeworms in pork and beef
carcasses by irradiation. Radiat. Phys. Chem. 9:769–771.
93. Weisburg, W.G., S.J. Giovannoni, and C.R. Woese. 1989. The Deinococcus-Thermus phylum and the effect
of rRNA composition on phylogenetic tree construction. Syst. Appl. Microbiol. 11:128–134.
94. Wick, E., E. Murray, J. Mizutani, and M. Koshika. 1967. Irradiation flavor and the volatile components
of beef. In Radiation Preservation of Foods, 12–25. Washington, DC: American Chemical Society.
95. Wierbicki, E., M. Simon, and E.S. Josephson. 1965. Preservation of meats by sterilizing doses of ionizing
radiation. In Radiation Preservation of Foods, 383–409. Washington, DC: National Research Council, National
Academy of Science.
96. Woese, C.R. 1987. Bacterial evolution. Microbiol. Rev. 51:221–271.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

16
Предохранение продуктов питания
с помощью низких температур и
характеристика психрофильных
микроорганизмов
Использование низких температур для предохранения продуктов питания основано на том факте, что интенсивность жизнедеятельности микроорганизмов существенно снижается при температурах немного выше точки замерзания и
практически прекращается при температурах ниже точки замерзания. Это обусловлено фактом, что все метаболические реакции микроорганизмов катализируются ферментами и что скорость ферментативных реакций зависит от температуры. При повышении температуры скорость реакций повышается. Температурный коэффициент (Q10), как правило, определяется следующим образом:
Q10 =

Скорость реакций при данной температуре +10 o С
Скорость реакций при температуре, равной T

Температурный коэффициент Q10 для большинства биологических систем
имеет значения порядка 1,5–2,5 и, таким образом, при повышении температуры
на каждые 10 °С в пределах подходящей области наблюдается повышение скорости биологических реакций в два раза. Понижение температуры на каждые
10 °С оказывает обратное воздействие на скорость биологических реакций. Поскольку основной целью использования низких температур для предохранения
продуктов питания является воздействие на всевозможные патогены и микроорганизмы, вызывающие порчу продуктов питания, большая часть последующих
обсуждений будет посвящена воздействию низких температур на эти микроорганизмы. Необходимо, однако, помнить, что температура тесным образом связана с относительной влажностью (RH) и что температуры ниже точки замерзания
влияют на относительную влажность, а также и на значения рН, а возможно,
и другие параметры микробного роста.

Определения
Термин «психрофильные организмы» был введен в употребление Schmidt–Nielsen в 1902 г. для микроорганизмов, которые способны расти при 0°С [31]. В настоящее время этот термин применяется к микроорганизмам, которые растут в
области температур от значений ниже точки замерзания до 20 °С при оптимальных значениях температур от 10 до 15 °С [47]. Приблизительно в 1960 г. для микроорганизмов, способных расти при 5°С и ниже, был предложен термин «психротрофы» (от латинского psychros — холод и trephein — питаться, развиваться)

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 16. Предохранение продуктов питания с помощью низких температур и характеристика...

453

[13, 50]. В настоящее время общепринятым среди пищевых микробиологов является положение, что психротрофами следует считать микроорганизмы, которые могут расти при значениях температур от 0 до 7°С и образовывать видимые
простым глазом колонии или повышать оптическую плотность (мутность) в суспензиях в течение семи — десяти дней в пределах этих значений температур.
Тот факт, что некоторые психротрофные микроорганизмы могут расти при значениях температур не ниже 43 °С, указывает на то, что они на самом деле являются мезофилами. В соответствии с этими определениями можно ожидать, что
психротрофные микроорганизмы можно обнаруживать только на продуктах из
океанических вод или происходящих из областей с чрезвычайно холодным климатом. Микроорганизмы, которые вызывают порчу мясных продуктов, мяса домашней птицы и дичи и овощей при температурах от 0 до 5°С, являются психротрофными.
Поскольку все психротрофные микроорганизмы растут с различающимися
скоростями при температурах от 0 до 7°С, было предложено их деление на две
группы, одна из которых обозначается термином эврипсихротрофы (eurypsychrotroph — от eurys — широкий, пространный, размашистый) и стенопсихротрофы (stenopsychrotroph — от stenos — узкий, маленький или тесный). Эврипсихротрофы, как правило, не образуют видимых колоний в течение иногда от шести
до десяти дней, в то время как стенопсихротрофы обычно образуют видимые колонии в течение пяти дней [34]. Было выдвинуто предположение о том, что
психротрофные микроорганизмы можно отличать от непсихротрофов по признаку их неспособности расти на неселективных средах при температуре, равной 43 °С в течение 24 ч. Непсихротрофы хорошо растут в этих условиях [50].
Было показано, что некоторые бактерии, которые хорошо растут при температуре, равной 7°С, в течение 10 суток способны также к хорошему росту и при
43 °С. Среди этих бактерий можно назвать такие, как Enterobacter cloacae,
Hafnia alvei и Yersinia enterocolitica (ATCC 27739) [34]. Такие бактерии как раз
попадают в группу эврипсихротрофов, но вместе с тем есть и другие бактерии,
которые способны к хорошему росту при 43 °С и очень плохо растут при 7 °С
в течение 10 суток. Типичными представителями стенопсихротрофов являются
такие бактерии, как Pseudomonas fragi (ATCC 4973) и Aeromonas hydrophila
(ATCC 7965), которые хорошо растут при температуре, равной 7 °С, в течение
от 3 до 5 суток, но не растут при 40 °С [34].
Существует три четко различающихся области температур для низкотемпературного хранения продуктов питания. Охлаждающими температурами являются те, которые находятся в области между обычной температурой холодильника (от 5 до 7°С) и температурой внешней среды, как правило, от 10 до 15 °С.
Такие температуры подходят для хранения некоторых видов овощей и фруктов,
таких как огурцы, картофель и лимоны. Обычными для холодильника являются
температуры в области от 0 до 7°С (в идеале не выше, чем 40 °F или 4,4 °С). Температурами замораживания являются те, которые находятся на уровне около
–18 °С. В нормальных обстоятельствах рост всех микроорганизмов предотвращается при температурах замораживания. Тем не менее некоторые микроорганизмы могут расти в области температур замораживания, но с очень низкой скоростью.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

454

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Минимальная температура роста
Виды и штаммы бактерий, которые могут расти при температурах от 7 °С и
ниже, достаточно широко распространены среди грамотрицательных и в меньшей степени среди грамположительных родов бактерий (см. табл. 16.1 и 16.2).
Самой низкой из зарегистрированных температур, при которой росли микроорганизмы в продуктах питания, является температура в –34 °С. В данном случае
это были образующие колонии розового цвета дрожжи. Рост при температурах
ниже 0°С более характерен для дрожжей и мицелиальных грибов, чем для бактерий. Это согласуется с ростом мицелиальных грибов в условиях низких значений активности воды (аw). Были сообщения о росте бактерий при температуре,
Таблица 16.1. Некоторые роды бактерий, содержащие в своем составе виды
или штаммы, способные расти при температуре 7 °C и ниже
Грамотрицательные
бактерии
Acinetobacter
Aeromonas
Alcaligenes
Alteromonas
Cedecea
Chromobacterium
Citrobacter
Enterobacter
Erwinia
Escherichia
Flavobacterium
Halobacterium
Hafnia
Klebsiella
Moraxella
Morganella
Photobacterium
Pantoea
Proteus
Providencia
Pseudomonas
Psychrobacter
Salmonella
Serratia
Shewanella
Vibrio
Burkholderia
Chryseobacterium
Frigoribacterium
Janthinobacterium
Acetobacterium
Yersinia

Относительное
количество
XX
XX
X
XX
X
X
X
XX
XX
X
XX
X
XX
X
XX
X
X
XX
X
X
XXX
XX
X
XX
XXX
XXX
X
X
XX
XX
XX
XX

Грамположительные
бактерии
Bacillus
Brevibacterium
Brochothrix
Carnobacterium
Clostridium
Corynebacterium
Deinococcus
Enterococcus
Kurthia
Lactobacillus
Lactococcus
Leuconostoc
Listeria
Micrococcus
Pediococcus
Propionibacterium
Vagococcus
Macrococcus
Paenibacillus
Staphylococcus

Относительное
количество
XX
X
XXX
XXX
XX
X
X
XXX
X
XX
XX
X
XX
XX
X
X
XX
X
X
X

Примечание: относительное количество психротрофов: Х — минимальное; ХХ — среднее;
XXX — значительное.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 16. Предохранение продуктов питания с помощью низких температур и характеристика...

455

Таблица 16.2. Минимальные зарегистрированные значения температур роста
для некоторых видов и штаммов микроорганизмов, обладающих
способностью к росту при температурах ниже 7 °C
Виды/штаммы бактерий
Розовые дрожжи
Розовые дрожжи (2)
Неидентифицированные
мицелиальные грибы
Vibrio spp.
Cladosporium cladosporiodes
Yersinia enterocolitica
Bacillus psychrotolerans
Acetobacterium bakii
Carnobacterium viridans
Clostridium algidixylanolyticum
Janthinobacterium agaricidamnosum 2,0
Frigoribacterium faeni
Lactobacillus algidus
Bacillus psychrodurans
Unspecified coliforms
Brochothrix thermosphacta
Aeromonas hydrophyla
Enterococcus spp.
Leuconostoc carnosum
Leuconostoc gelidum
Listeria monocytogenes
Thamnidium elegans
Leuconostoc sp.
Leuconostoc sakei/curvatus
Lactobacillus alimentarius
Clostridium botulinum B, E, F
Pantoea agglomerans
Salmonella Panama
Bacillus weihenstephanensis
Serratia liquefaciens
Vibrio parahaemolyticus
Vagococcus salmonirarum
Salmonella Heidelberg
Pediococcus sp.
Lactobacillus brevis
Weissella viridescens
Salmonella Typhimurium
Staphylococcus aureus
Klebsiella pneumonia
Bacillus spp.
Salmonella spp.

Температура (°C)

Замечания

–34
–18
–12
–5
–5
–2
–2 до 1
1,0
2,0
2,5
2,0
2,0
0
–2 до 0
–2
–0,8
–0,5
0
1,0
1,0
1,0
~1
2,0
2,0
2,0
3,3
4,0
4,0
4,0
4,0
5,0
5,0
5,3
6,0
6,0
6,0
6,2
6,7
7,0
7,0
7,0

Истинные психрофилы

В течение 7 суток;
4 °С в течение 10 суток
Различные виды и штаммы

В течение 12 суток
В течение 12 суток;
4 °С в течение 10 суток
В течение 4 недель

Слабый рост в течение 8 суток
В течение 8 суток
В течение 8 суток

165 из 520 видов/штаммов
65 из 109 видов/штаммов,
в течение 4 недель

Источник: данные Bonde [9], Mossel с соавт. [49], Reuter [57] и других литературных источников.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

456

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

равной –20 °С, а также около –12 °С [45]. Продукты питания, которые способны
поддерживать рост микроорганизмов при температурах ниже точки замерзания,
включают концентраты фруктовых соков, бекон, мороженое, а также некоторые
из видов фруктов. Эти продукты содержат криопротекторы, которые понижают
точку замерзания воды.

Подготовка продуктов питания к замораживанию
Подготовка овощей к замораживанию включает отбор, сортировку, промывку,
бланширование и упаковку перед собственно замораживанием. При малейших
признаках порчи пищевых продуктов они становятся непригодны для замораживания и должны отбраковываться. Мясо, птица, морепродукты, яйца и другие
продукты питания должны быть максимально свежими.
Бланширование производится либо посредством быстрого погружения продуктов питания в горячую воду, либо при использовании пара. Основными
функциями бланширования являются:
1) инактивация ферментов, которые могут вызвать нежелательные изменения
при замораживании и хранении;
2) усиление или сохранение цвета некоторых овощей;
3) снижение количества микроорганизмов в продуктах питания;
4) упрощение процесса упаковки листовых овощей при индуцировании завядания;
5) вытеснение связанного воздуха из растительных тканей.
Применяемый метод бланширования зависит от вида пищевых продуктов,
размера упаковок и других факторов. При использовании воды важно предотвратить массовое образование бактериальных спор, чтобы избежать заражения
ими продуктов питания. В процессе бланширования отмечается снижение первоначального микробного заражения на 99%. Следует также помнить, что большая часть вегетативных бактериальных клеток разрушается при температуре
пастеризации молока (62,3 °С в течение 30 мин). Этот температурный режим
можно также с успехом применять для уничтожения бактерий, принимающих
участие в порче овощей. Несмотря на то что разрушение бактерий не является
основной функцией бланширования овощей (кратковременная тепловая обработка необходима, как известно, для инактивирования большинства пищевых
ферментов), такая обработка является достаточной для значительного подавления вегетативных микробных клеток.

Замораживание продуктов питания
и эффекты замораживания
Существует два основных подхода для получения замороженных продуктов питания: быстрое замораживание и медленное замораживание. Быстрым замораживанием является процесс, при котором температура продуктов питания снижается до –20 °С в течение 30 мин. Такая обработка может достигаться либо
путем непосредственного погружения, либо при опосредованном контакте продуктов питания с охлаждающими агентами, а также воздействием потоков

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 16. Предохранение продуктов питания с помощью низких температур и характеристика...

457

охлажденного воздуха вокруг замороженных продуктов питания. Медленным
замораживанием является процесс, при котором необходимые температуры
устанавливаются в течение промежутка времени от 3 до 72 ч. Этот тип замораживания чаще всего применяется в бытовых холодильниках. Процесс быстрого
замораживания обладает преимуществами перед медленным замораживанием,
прежде всего, с точки зрения получаемого качества продуктов питания. Сравнение двух описанных выше методов получения замороженных продуктов представлено в Приложении 16.1.
Приложение 16.1. Cравнение методов замораживания
Быстрое замораживание
l
l

l

l

l

l
l

l

Образование мелких кристаллов льда
Блокирование или подавление
метаболизма
Быстрая экспозиция в окружение
концентрированных вредных факторов
Отсутствие возможности адаптации
к низким температурам
Температурный шок (слишком резкий
переход)
Отсутствие защитного эффекта
Микроорганизмы замораживаются
с образованием кристаллов
Позволяет избежать внутренней
метаболической неустойчивости

Медленное замораживание
l

l
l

l
l
l

Образование крупных кристаллов
льда
Разрыв метаболических взаимосвязей
Более длительная экспозиция
в окружение вредных и
повреждающих факторов
Постепенная адаптация
Отсутствие шокового эффекта
Накопление концентрированных
растворов, обладающих
благоприятным эффектом

Что касается образования кристаллов льда при замораживании, то при медленном замораживании образуются преимущественно крупные внеклеточные
кристаллы, в то время как при быстром замораживании образуются преимущественно мелкие внутриклеточные кристаллы. Рост кристаллов является одним из
факторов, которые ограничивают продолжительность хранения определенных
продуктов питания. Это происходит вследствие того, что при росте кристаллов
льда в размерах наблюдается повреждение клеток путем разрушения клеточных
мембран, клеточных стенок и внутриклеточных структур и в результате после
оттаивания продуктов последние отличаются от исходных продуктов питания
как по текстуре, так и по запаху. При оттаивании продуктов питания, замороженных по методу медленного замораживания, проявляется тенденция к большей потере капель жидкости (капельная потеря для мяса и утечка для овощей),
чем в случае применения метода быстрого замораживания, проводимых в соответствующие периоды времени. Конечное преимущество образования мелких
кристаллов в отношении качества замороженных продуктов можно также рассматривать с точки зрения того, что именно происходит с продуктами в процессе замораживания. В ходе процесса замораживания продуктов питания вода переходит из жидкой фазы в твердую с образованием кристаллов разной, но достаточно высокой степени чистоты [17]. Кроме того, замораживание продуктов

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

458

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

питания сопровождается изменениями некоторых свойств, таких, например, как
рН, титруемая кислотность, ионная сила, вязкость, осмотическое давление, давление паров жидкости, точка замораживания, поверхностное и межфазовое
натяжение и окислительно-восстановительный потенциал (О/В) [см. ссылки
в конце главы].

Стабильность хранения замороженных продуктов питания
Многими исследователями сообщалось о способности большого числа микроорганизмов к росту при температурах ниже 0°С. Наряду с генетическими особенностями, их рост при температурах, равных 0°С, и ниже температуры замораживания зависит от ряда других факторов, таких как состав питательных сред,
рН и наличие воды в жидком состоянии. Можно ожидать снижения значения активности воды (aw) в продуктах питания при снижении температур ниже точки
замораживания. Взаимосвязь между температурой и значениями активности
воды (aw) у воды в жидкой фазе и в состоянии льда представлена в табл. 16.3.
Таблица 16.3. Давление испаряющейся воды в жидком состоянии и льда
при различных температурах
Температура (°С)
0
–5
–10
–15
–20
–25
–30
–40
–50

Вода в жидком
состоянии (мм рт. ст.)
4,579
3,163
2,149
1,436
0,943
0,607
0,383
0,142
0,048

Лед (мм рт. ст.)
4,579
3,013
1,950
1,241
0,776
0,476
0,286
0,097
0,030

aw =

Pльда
Pводы

1,00
0,953
0,907
0,864
0,823
0,784
0,75
0,68
0,62

Источник: Scott [60].

В случае воды в жидком состоянии значение активности воды (aw) при температуре 0°С равно 1,0 и падает до 0,8 при температуре, равной –20 °С, а при
температуре около –50 °С значение aw снижается до 0,62. Микроорганизмы, которые способны расти при температурах ниже точки замерзания, должны также
быть способными к росту и при пониженных значениях активности воды до тех
пор, пока не проявится положительное воздействие составляющих продуктов
питания на микробный рост. Эти вещества поддерживают значения aw выше,
чем можно было бы ожидать, основываясь на показаниях в отношении чистой
воды, например в концентратах фруктовых соков, которые содержат относительно высокие уровни сахара. Это обстоятельство делает возможным рост микроорганизмов даже при температурах ниже точки замерзания. Эффект такого же
характера может быть достигнут при добавлении глицерина к культуральной
среде. Не все продукты питания замораживаются при одних и тех же исходных

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 16. Предохранение продуктов питания с помощью низких температур и характеристика...

459

Таблица 16.4. Приблизительные значения температур замерзания
для отдельных продуктов питания (источник: по Desrosier [11])
Продукты питания
Земляные орехи (арахис)
Грецкие орехи
Кокосовые орехи
Бананы
Чеснок
Баранина, телятина
Картофель
Говядина, рыба
Морковь
Малина, ежевика
Спаржа
Горох
Цветная капуста
Салат-латук, капуста
Вода

°F
17
20
24,5
25
25,5
27
28
28,5
29
29,5
30
30,5
31
31,5
32

°C
–8,3
–6,7
–4,4
–3,9
–3,6
–2,8
–2,2
–2,0
–1,7
–1,4
–1,1
–0,9
–0,6
–0,3
0,0

температурах (см. табл. 16.4). Начальная точка замерзания для конкретного продукта питания в большой мере является функцией, зависящей от природы солевых составляющих и их относительной концентрации. При этом общее свойство
содержащихся солей состоит в понижении точки замерзания.
Несмотря на то что метаболические активности всех микроорганизмов могут
быть заблокированы при температурах замораживания, при очень долгом хранении и последующем оттаивании продукты питания не могут сохранять свой
первоначальный запах и текстуру. Для большинства замораживаемых продуктов устанавливаются сроки хранения в замороженном состоянии. Предполагаемый максимум времени хранения замороженных продуктов основывается не на
микробиологических показаниях, а на таких параметрах продуктов, как текстура, запах, мягкость, цвет и, в конечном счете, питательные свойства после оттаивания и последующего приготовления.
При ненадлежащей упаковке некоторых продуктов питания в процессе замораживания последние претерпевают так называемый «загар», который характеризуется появлением коричневой окраски у светлоокрашенных продуктов питания, таких, например, как кожа на курином мясе. Этот эффект является результатом потери влаги с поверхности продуктов, в результате чего продукт становится
более пористым в открытых местах, чем в исходном состоянии. Эти изменения
являются необратимыми, и хорошо изучено такое влияние замораживания на
некоторые виды фруктов, домашнюю птицу и дичь, мясо и рыбу, замораживаемые как в сыром, так и в приготовленном виде.

Воздействие замораживания на микроорганизмы
Если учитывать эффект замораживания только на те микроорганизмы, которые не
способны расти при температурах ниже точки замерзания, то хорошо известно,
что замораживание является одним из способов сохранения микробных культур и
лиофилизация относится, возможно, к наилучшим из известных методов. Однако,

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

460

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

как было показано, температуры ниже точки замерзания также оказывают губительный эффект на некоторые микроорганизмы, имеющие важное значение для
продуктов питания. Ingram [32] в своей работе суммировал наиболее характерные
последствия воздействия замораживания на некоторые микроорганизмы:
1. Происходит внезапная смерть немедленно после замораживания с некоторыми вариациями в зависимости от конкретного вида микроорганизмов.
2. Та часть клеток, которой удалось пережить момент замораживания, постепенно отмирает при дальнейшем хранении в условиях замораживания.
3. Снижение числа микроорганизмов при температурах ниже точки замерзания
происходит относительно быстро. Особенно это выражено при температуре,
равной приблизительно –2 °С, в то время как при более низких температурах
отмирание микроорганизмов происходит с меньшей скоростью. При температурах ниже –20 °С снижение числа микроорганизмов, как правило, еще более замедляется.
Бактерии значительно различаются по их способности переживать процесс
замораживания. При этом коккоидные грамположительные бактерии обычно
более устойчивы к замораживанию, чем грамотрицательные палочковидные
бактерии. Что касается возбудителей пищевых отравлений, то среди них сальмонеллы гораздо менее устойчивы, чем Staphylococcus aureus или вегетативные
клетки клостридий. В то же время эндоспоры или токсины, по-видимому, не
подвержены воздействию низких температур [21]. Результаты эксперимента по
изучению эффекта воздействия замораживания некоторых видов бактерий Salmonella до –25,5 °С и выдерживания при этой температуре в течение до 270 суток представлены в табл. 16.5. Несмотря на то что происходит значительное
снижение числа жизнеспособных клеток этих бактерий в течение 270 суток хранения после замораживания, не наблюдается гибели всех клеток популяции
микроорганизмов для большинства видов.
Существует точка зрения, что, строго говоря, замораживание не должно рассматриваться как способ разрушения пищевых микроорганизмов. Типы микроорганизмов, которые теряют свою жизнеспособность в этом состоянии, различаются от штамма к штамму и зависят от применяемого способа замораживания, а также природы и состава рассматриваемых продуктов питания, времени
хранения продуктов в замороженном состоянии и других факторов, таких, наТаблица 16.5. Выживание чистых культур кишечных микроорганизмов
в курином рагу по-китайски при –25,5 °С
Количество бактерий (´105 /г) после хранения в течение (сутки)
Микроорганизм
Salmonella Newington
Salmonella Typhimurium
Salmonella Typhi
Salmonella Gallinarum
Salmonella Anatum
Salmonella Paratyphi B

0

2

5

9

14

28

7,5
167,0
128,5
68,5
100,0
23,0

56,0
245,0
45,5
87,0
79,0
205,0

27,0
134,0
21,8
45,0
55,0
118,0

21,7
118,0
17,3
36,5
52,5
93,0

11,1
11,0
10,6
29,0
33,5
92,0

11,1
95,5
4,5
17,9
29,4
42,8

50

92

270

3,2 5,0
2,2
31,0 90,0 34,0
2,6 2,3 0,86
14,9 8,3 4,8
22,6 16,2 4,2
24,3 38,8 19,0

Источник: Gunderson и Rose [25], copyright © 1948 by Institute of Food Technologists.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 16. Предохранение продуктов питания с помощью низких температур и характеристика...

461

пример, как температура замораживания. Низкие температуры замораживания,
находящиеся в области приблизительно –20 °С, обладают меньшим повреждающим воздействием на клетки микроорганизмов, чем более высокие температуры, такие как –10 °С. Например, гораздо больше клеток микроорганизмов погибает при температуре замораживания, равной –4 °С, чем при –15 °С и ниже.
Температуры ниже –24 °С, по-видимому, не имеют никакого эффекта. Было
установлено, что такие продукты питания, как белок яйца, сахар, кукурузный
сироп, рыба, глицерин и неденатурированные мясные экстракты, повышают
жизнеспособность клеток микроорганизмов при замораживании. Особенно это
относится к отравляющим продукты питания бактериям. В то же время было
показано, что кислые условия среды снижают жизнеспособность клеток микроорганизмов [21]. Следует иметь в виду некоторые из событий, происходящих
при замораживании клеток:
1. Замораживаемая вода является так называемой свободной водой. При замораживании свободная вода образует кристаллы льда. Рост кристаллов льда осуществляется путем аккреций, т. е. локальных образований, когда свободная вода в
клетке может быть представлена относительно небольшим числом кристаллов
льда. При медленном замораживании кристаллы льда образуются во внеклеточном пространстве, в то время как при быстром замораживании образуются
внутриклеточные кристаллы. Связанная вода остается в незамороженном состоянии. При замораживании клеток исчезает источник используемой воды
в жидком состоянии и, таким образом, происходит их обезвоживание.
2. Замораживание приводит также к повышению вязкости клеточного вещества. Это является прямым следствием концентрирования воды в форме кристаллов льда.
3. При замораживании клеток происходит также высвобождение цитоплазматических газов, таких, например, как кислород и углекислый газ. В результате потери кислорода клетками аэробных организмов происходит репрессия дыхательных реакций. Кроме того, переход кислорода в более диффузное состояние может приводить к повышению окислительных активностей в клетках.
4. Замораживание, кроме того, приводит также к изменениям значений рН клеточного вещества. По сообщениям разных авторов изменения лежат в пределах от 0,3 до 2,0 единиц рН. В литературе были сообщения как о повышении,
так и о понижении значений рН клеток при замораживании и оттаивании.
5. При замораживании наблюдается также эффект концентрирования клеточных электролитов. Этот эффект является также следствием концентрирования воды при образовании кристаллов льда.
6. Замораживание вызывает общее изменение коллоидного состояния клеточной протоплазмы. Многие компоненты клеточной протоплазмы, такие, например, как белки существуют в живых клетках в динамическом коллоидном
состоянии. Наличие определенного количества воды в жидком виде совершенно необходимо для поддержания клетки в жизнеспособном состоянии.
7. Замораживание вызывает денатурацию большинства клеточных белков. Чем
именно вызывается этот эффект, неясно, но известно, что при замораживании
исчезают некоторые сульфгидрильные группы, а также такие составляющие,
как липопротеины, отделяются от других. Низкое содержание воды наряду
с концентрированием электролитов несомненно воздействуют на эти изменения состояния клеточных белков.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

462

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

8. Замораживание индуцирует температурный шок некоторых микроорганизмов. Это справедливо в большей степени для термофилов и мезофиллов, чем для психрофилов. Большее количество клеток погибает в том
случае, когда снижение температуры до значений чуть выше точки замораживания происходит внезапно, чем когда это снижение осуществляется
медленно.
9. Замораживание вызывает нарушения метаболизма у некоторых микроорганизмов, таких, например, как Pseudomonas spp. Некоторые виды бактерий
имеют повышенные требования к составу питательных веществ при оттаивании из замороженного состояния, и не менее 40% клеток культуры подвергаются воздействию именно таким образом.
Совершенно очевидно, что воздействие процесса замораживания на живые
клетки, такие как бактерии и другие микроорганизмы, так же как и на продукты
питания, является очень сложным. Согласно выводам, представленным в работе
Mazur [41], ответная реакция микроорганизмов на воздействие температур в области нуля определяется, по-видимому, главным образом концентрацией солей
и внутриклеточным замораживанием. Однако существует лишь несколько случаев, когда эти заключения были четко проиллюстрированы.
Почему некоторые бактерии погибают при замораживании, но погибают при
этом не все клетки? Некоторые мелкие и микроскопические организмы не способны переживать замораживание, как это свойственно для большинства бактерий. В качестве примеров этого можно привести некоторые вирусы, а также возбудителей трихинеллеза (Trichinella spiralis). Клетки протистов, как правило,
погибают при замораживании ниже –5 °С в том случае, когда в среде отсутствуют соответствующие криопротекторы [41].

Эффект оттаивания
Очень важным моментом для выживания микроорганизмов после замораживания является процесс оттаивания. Повторяющиеся замораживания и оттаивания
разрушают бактерии, воздействуя на клеточные мембраны. Следует учитывать,
однако, что чем быстрее оттаивание, тем больше число выживающих бактерий.
Почему так происходит, полностью пока неясно. Из представленного выше перечня изменений, происходящих при замораживании, можно видеть, что процесс оттаивания клеток является чрезвычайно сложным в силу того, что он приводит к восстановлению жизненной активности. Было отмечено, что процессу
оттаивания неотъемлемо присуще более медленное течение, чем замораживанию, и этот процесс потенциально сильнее воздействует на клетки. Среди проблем, сопровождающих процесс оттаивания образцов и продуктов, в результате
которого происходит проникновение тепловой энергии прежде всего за счет
свойств проводимости, следует особо отметить следующие:
1. Оттаивание протекает значительно медленнее, чем замораживание, при условии сравнимой разницы температур.
2. На практике максимальная разница температур, допустимая при оттаивании,
должна быть значительно меньше разницы, которая возможна при замораживании.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 16. Предохранение продуктов питания с помощью низких температур и характеристика...

463

3. Характерный для оттаивания профиль временной и температурной зависимости отражает значительно большие повреждения для клеток, чем это свойственно замораживанию. В процессе оттаивания температура вначале быстро повышается приблизительно до точки плавления льда и сохраняется на
этом уровне на протяжении достаточно длительного времени оттаивания, что
и представляет возможность протекания химических реакций, рекристаллизации и даже роста микроорганизмов при условии предельно медленного
протекания оттаивания.
Было установлено, что микроорганизмы погибают не в результате замораживания, а в процессе оттаивания. Что касается вопроса о том, почему некоторые
организмы способны переживать замораживание, а другие нет. Luyet в своей работе [39] предположил, что это зависит от способности организма переживать
обезвоживание, в том числе в случае, когда обезвоживание происходит в замораживаемой среде. В отношении выживания организмов после лиофилизации
Luyet постулировал, что это является результатом того, что бактерии, например,
вообще не замораживаются, но почти полностью высушиваются. (Дальнейшее
обсуждение влияния лиофилизации на микроорганизмы представлено в гл. 18.)
Достаточно хорошо установлено, что цикл замораживания — оттаивания
приводит к таким последствиям, как: (1) нуклеация льда, (2) обезвоживание и
(3) окислительная деструкция. Было показано, что в процессе оттаивания происходит резкое повышение содержания окислителей. При этом активность супероксиддисмутазы (СОД) придает устойчивость к вредным окислительным воздействиям. В результате исследования Campylobacter coli было установлено,
что при замораживании — оттаивании синтезируется не каталаза, а супероксиддисмутаза [62]. СОД является также очень важным ферментом для устойчивости клеток Campylobacter к оксидативному стрессу, воздействующему на бактерии при их нахождении в пищевых продуктах, при их колонизации поверхности
кишечника, а также при их выживании внутри клеток макрофагов (см. [62]).
В инструкциях по замораживанию продуктов питания обычно предупреждается о недопустимости их повторного замораживания после оттаивания. Как
правило, эти рекомендации связаны с изменениями текстуры, запаха и другими
пищевыми свойствами замороженных продуктов, однако микробиологические
характеристики замороженных продуктов после их оттаивания также чрезвычайно важны. Некоторые из исследователей указывали, что продукты питания
из замороженного состояния портятся гораздо быстрее, чем аналогичные продукты в свежем виде. Целый ряд изменений текстуры продуктов, связанный
с замораживанием, очевидно, способствует инвазии микроорганизмов с поверхности в более глубокие части продуктов и, таким образом, способствует процессу порчи продуктов питания. Известно, что при оттаивании происходит конденсация воды на поверхности продуктов. Кроме того, на поверхности повышается общая концентрация водорастворимых веществ, таких как аминокислоты,
минеральные вещества, витамины группы B и, возможно, другие питательные
вещества. Замораживание оказывает разрушающее воздействие на многие термофильные и некоторые мезофильные микроорганизмы. Это снижает интенсивность конкурентной борьбы среди выживающих микроорганизмов после оттаивания. Очевидно, что чем больше относительное количество психротрофов на
оттаиваемых продуктах питания, тем больше может быть степень порчи продук-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

464

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

тов. Были сообщения, что некоторые психротрофные бактерии обладают значениями Q10, превышающими 4,0 при температурах, характерных для холодильников.
Например, есть данные о том, что для бактерий Pseudomonas fragi характерно значение Q10, равное 4,3 при температуре 0°С. Микроорганизмы такого типа
способны удваивать их скорость роста только при температурах, равных 4–5 °С.
Ответ на вопрос о том, действительно ли замороженные и затем прошедшие оттаивание продукты питания портятся быстрее, чем свежие продукты, зависит от
очень большого числа факторов, таких как тип замораживания, относительное
количество и тип микроорганизмов, содержащихся в продуктах питания до замораживания, а также температура, при которой проводится оттаивание. Несмотря на то что не существует каких-либо свидетельств о токсических эффектах, связанных с повторным замораживанием или замораживанием и оттаиванием продуктов, это воздействие должно быть сведено к минимуму в интересах
сохранения качества продуктов питания. Одним из последствий замораживания
и оттаивания тканей животных является высвобождение ферментов, содержащихся в лизосомах, таких как катепсины, нуклеазы, фосфатазы, гликозидазы
и другие. После выхода из лизосом ферменты катализируют процессы деградации макромолекул и, таким образом, делают доступными более простые вещества, которые с большей легкостью утилизируются микробиотой, участвующей
в порче продуктов питания.

Некоторые характеристики
психротрофов и психрофилов
У этих типов микроорганизмов существует повышенное содержание остатков ненасыщенных жирных кислот. Как правило, содержание липидов большинства бактерий составляет от 2% до 5%, большинство из которых локализовано
в клеточных мембранах. Бактериальные жиры являются эфирами глицерина
двух типов: нейтральные липиды, у которых все три, две или даже одна из гидроксильных групп глицерина этерифицирована длинноцепочечной жирной кислотой. Кроме того, в состав этих жиров входят также фосфолипиды, у которых
одна из гидроксильных групп связана фосфодиэфирной связью с холином, этаноламином, глицерином, инозитолом или серином. Другие же две гидроксильные группы этерифицированы длинноцепочечными жирными кислотами [58].
Многие психротрофы синтезируют нейтральные липиды и фосфолипиды,
содержащие в повышенных пропорциях ненасыщенные жирные кислоты при
росте в условиях низких температур, по сравнению с ростом в условиях более
высоких температур. Содержание ненасыщенных связей жирных кислот у мезофильных и психрофильных дрожжей Candida spp. повышалось не менее чем на
50% при температуре роста, равной 10 °С, по сравнению с их содержанием при
25 °С [36]. Качественный состав фосфолипидов при этом не изменялся. Повышение содержания ненасыщенных жирных кислот у дрожжей Candida utilis наблюдалось при снижении температуры роста с 30 °С до 5°С. Эта закономерность продемонстрирована в табл. 16.6. Содержание линоленовой кислоты повышалось по мере исчерпания олеиновой кислоты при низких температурах
роста.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 16. Предохранение продуктов питания с помощью низких температур и характеристика...

465

Таблица 16.6. Влияние температуры инкубации на состав жирных кислот клеток
культуры Candida utilis в стационарной фазе роста
Температура
инкубации (°С)

30
20
10
5

Состав жирных кислот*

Концентрация
клеток (мг/мл)
2,0
2,0
2,0
1,7

16:0

16:1

18:1

18:2

18:3

18,9
20,3
27,4
19,2

4,6
11,4
20,6
15,9

39,1
31,6
20,7
18,2

34,3
27,7
17,6
16,3

2,1
6,1
10,7
27,3

* Приведенные значения выражены в виде процентов общего содержания жирных кислот.

Жирные кислоты обозначены как отношение x : y, где x — число атомов углерода, y — число
двойных связей в молекулах жирных кислот.
Источник: по McMurrough, Rose [43], copyright © 1973 г. American Society for Microbiology.

При проведении сравнительных исследований четырех видов бактерий Vibrio spp., которые росли при температурах в области от –5 до 15 °С, а также четырех видов бактерий Pseudomonas spp., которые росли при температурах в области от 0 до 25°С или 27 °С, наблюдали значительные изменения в общем содержании фосфолипидов в клетках вибрионов при понижении температуры с 15 °С до
–5 °С. В то же время среди исследованных бактерий Pseudomonas spp. в пределах температур их роста такого снижения не отмечалось [6, 27]. При снижении
температуры роста у псевдомонад нельзя ожидать изменений в составе ненасыщенных и насыщенных липидов, поскольку психротрофные штаммы содержат
от 59% до 72% ненасыщенных липидов, что делает их гораздо более гибкими и
хорошо приспособляемыми к разным условиям, чем многие другие микроорганизмы. По сравнению с большинством других психротрофов, у бактерий Micrococcus cryophilus происходит укорачивание углеродной цепи жирных кислот
в ответ на пониженные температуры. Это явление, очевидно, снижает точку
плавления мембранных липидов у этих микроорганизмов [59].
Столь широко распространенное проявление изменений в составе жирных
кислот, индуцируемое снижением температуры, связано с физиологическими
механизмами клетки. Известно, что повышение степени ненасыщенности жирных кислот в липидах приводит к понижению точки плавления жиров. Было
сделано предположение, что функцией увеличения синтеза ненасыщенных жирных кислот при низких температурах является поддержание мембранных липидов в жидком и мобильном состоянии, что позволяет поддерживать клеточные
мембраны в активном и функционирующем состоянии. Эта концепция, впервые
предложенная Gaughran [20] и Allen [3], была названа теорией затвердевания.
Byrne и Chapman [10] показали, что точка плавления боковых цепей жирных
кислот в липидах является гораздо более важным параметром, чем общая структура липидов.
При культивировании бактерий Listeria monocytogenes в области температур
роста в пределах от 12 до 13 °С наблюдались существенные отклонения в процентном соотношении таких показателей у жирных кислот, как цис-15:O и
транс-15:O, наряду с предполагаемым отклонением цис-17:O, которые приводят к значительным изменениям в общей структуре разветвленных цепей жир-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

466

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

ных кислот [54]. Цитоплазматические мембраны бактерий Listeria monocytogenes, культивируемых при низких температурах, в большой пропорции содержат короткоцепочечные жирные кислоты, у которых изомерия переключается
с транс- на цис- (см. [38]).
Психротрофы синтезируют полисахариды в больших количествах. Хорошо
известными примерами этого феномена являются: молоко слизистой консистенции и хлебное тесто, пораженное картофельной болезнью, которые получаются
преимущественно при низких температурах. У таких бактерий, как Leuconostoc
и Pediococcus, продукция внеклеточных декстранов значительно усиливается
при температурах ниже оптимальных для роста этих микроорганизмов. Значительное увеличение продукции декстранов при низких температурах, очевидно,
объясняется тем фактом, что ферменты декстраназы очень быстро инактивируются при температурах, превышающих 30 °С [53]. Чувствительная к температуре синтезирующая система декстраназ была также показана для бактерий Lactobacillus spp. [12].
Что касается практических аспектов этих явлений, то повышенный синтез
полисахаридов при низких температурах представляет собой характерное проявление низкотемпературной порчи мясных продуктов. Образование слизи на
сосисках, сардельках, сыром мясе птицы и говяжьем фарше является характерным признаком бактериальной порчи продуктов. Слипание поверхностных колоний микроорганизмов приводит к слизистым образованиям на поверхности
таких мясных продуктов и, без сомнения, приводит к повышению гидратирующей способности, которая сопровождает низкотемпературную порчу мясных
продуктов. Обильное образование внеклеточных полимерных материалов, несомненно, играет существенную роль в формировании биопленок (см. гл. 22).
Усиливается образование пигментов. Проявление этого эффекта ограничивается кругом микроорганизмов, которые синтезируют феназиновые и каротиноидные пигменты. Наиболее хорошо документированным подтверждением этого феномена является случай с продукцией пигментов у бактерий Serratia marcescens.
Эти микроорганизмы продуцируют чрезвычайно термочувствительный фермент,
катализирующий связывание монопиррольного и дипиррольного предшественников с конечным образованием продигиозина (красного пигмента) [72]. О повышении продукции пигментов микроорганизмами при субоптимальных температурах сообщалось также и другими авторами [65, 72]. Интересно отметить, что
большое число морских психротрофов (а возможно, и психрофилов) являются
пигментированными. Это в равной степени справедливо как для бактерий, так и
для дрожжей. С другой стороны, ни один из представителей наиболее известных
термофильных микроорганизмов не является пигментированным.
Некоторые штаммы проявляют избирательную утилизацию субстратов.
Сообщалось, что при температурах ниже 30 °С ферментация сахара приводит
к повышению выделения кислот и газов, в то время как при температурах выше
30 °С наблюдается только продукция кислот [23]. Аналогичным образом, другие
авторы обнаружили, что психротрофы, способные ферментировать глюкозу и
другие сахара с образованием кислот и газов при температурах, равных 20 °С и
ниже, выделяют только кислоты при более высоких температурах [67]. Последнее характерно, например, для термочувствительной формиатгидрогеназной
системы. Целый ряд исследователей изучали похожий эффект и объясняли его

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 16. Предохранение продуктов питания с помощью низких температур и характеристика...

467

различиями в термочувствительных гидрогеназо-синтезирующих системах клеток. Показано, что бактерии, участвующие в процессе порчи говядины, превращают в жидкое состояние желатин и используют водорастворимые говяжьи
белки в гораздо большей степени при 5°С, чем при 30 °С [33]. Однако остается
неясным, происходит ли этот эффект за счет термочувствительной ферментной
системы.

Воздействие низких температур
на физиологические системы микроорганизмов
Из всех воздействий, которые низкие температуры инкубации оказывают на
рост и физиологическую активность микроорганизмов, вызывающих пищевые
заболевания, пять пользуются наибольшим вниманием и будут описаны ниже.
Психротрофы обладают пониженной скоростью метаболизма. Не существует абсолютно точных разумных объяснений того, почему снижается скорость
метаболизма при понижении температуры, и это остается до конца непонятным.
При этом скорость роста психротрофов снижается значительно медленнее, чем
у мезофильных микроорганизмов при понижении температуры. Как было показано несколькими исследователями, температурные коэффициенты (Q10) для
различных субстратов, таких, например, как ацетат или глюкоза, гораздо ниже
для растущих психротрофов, чем для мезофильных микроорганизмов. Конечные продукты метаболизма глюкозы как для психротрофов, так и для мезофильных микроорганизмов одинаковы с небольшими различиями, исчезающими
в случае разрушения клеток [29]. Другими словами, температурные коэффициенты практически одинаковы для психротрофов и мезофильных микроорганизмов при использовании бесклеточных экстрактов.
Известно, что при понижении температуры скорость синтеза белка понижается. Это положение является справедливым в случае отсутствия каких-либо изменений в количестве клеточной ДНК. Одно из разумных объяснений этого феномена может состоять в том, что количество внутримолекулярных водородных
связей увеличивается при понижении температуры, что приводит к увеличению
фолдинга белковых ферментов с понижением каталитической активности [37].
С другой стороны, снижение скорости синтеза белка, очевидно, связано со снижением синтеза индивидуальных ферментов при низких температурах роста.
Несмотря на то что точный механизм сокращения синтеза белка не совсем понятен, было сделано предположение, что низкие температуры воздействуют на
синтез белка-репрессора [40] и что белок-репрессор сам по себе является термолабильным [64]. Несколько исследователей сделали предположение, что низкие
температуры могут влиять на правильность процесса трансляции матричных
РНК (мРНК) в процессе синтеза белка. Например, в исследованиях, где объектом были бактерии Escherichia coli, было установлено, что голодающие по лейцину ауксотрофные штаммы этих мезофильных микроорганизмов включали
в белковую цепь радиоактивный лейцин при 0°С [22]. Было сделано предположение, что при этой температуре осуществляются все основные стадии синтеза
белка, в которых задействовано большое количество различных белков. Установлено, что скорость синтеза белка этих микроорганизмов при 0°С приблизительно в 350 раз медленнее, чем при температуре 37 °С. Предполагается, что
приостановка синтеза РНК является основным фактором, определяющим осо-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

468

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

бенности роста при низких температурах [26], и было показано блокирование
формирования полисом при снижении температуры ниже минимальной температуры роста для бактерий Escherichia coli. Таким образом, формирование полисом является процессом, чувствительным к низким температурам (по крайней
мере у некоторых организмов) и, соответственно, неблагоприятно воздействует
на синтез белка.
Несмотря на то что, как было установлено, существует специфический механизм снижения метаболической активности в клетках микроорганизмов при понижении температуры роста, показано, что психротрофные организмы, растущие
при низких температурах, обладают достаточной метаболической активностью.
Это положение подтверждается тем, что такие свойства, как их подвижность,
формирование эндоспор и созревание эндоспор, осуществляются при 0°С [63].
Среди прочих микроорганизмов бактерии Pseudomonas fragi, например, способны продуцировать ферменты липазы в течение двух — четырех дней при температуре, равной –7°С, в течение семи дней при температуре, равной –18°С и в течение трех недель при температуре, равной –29°С [2]. Минимальную температуру роста можно определить по структуре белковых ферментов и клеточных
мембран, а также по биосинтезу ферментов [63]. С другой стороны, прекращение
продуцирования ферментов психротрофными микроорганизмами при высоких
температурах происходит либо вследствие приостановки реакций синтеза ферментов, либо в результате инактивирования ферментов [63]. Последнее было
определенно установлено (данные будут представлены ниже по тексту). Что касается отдельных групп ферментов, то можно отметить, что содержание внутриклеточных протеолитических ферментов у бактерий Pseudomonas fluorescens,
культивируемых при температуре, равной 10°С, гораздо больше, чем при температурах 20°С и 35°С [56]. Другие же исследователи показали, что бактерии Pseudomonas fragi, например, продуцируют липазы при низких температурах и совсем
не продуцируют эти ферменты при температуре, равной 30°С и выше [51, 52].
Было показано также, что бактерии Pseudomonas fluorescens продуцируют липазы
в том же количестве при 5°С, что и при 20°С, и только лишь небольшое количество этих ферментов продуцируется при температуре, равной 30°С [1]. С другой
стороны, было показано, что протеолитическая ферментная система бактерий
Pseudomonas fluorescens демонстрировала более высокую активность по отношению к яичному белку и гемоглобину при 25°С, чем при 15°С и 5°С [28].
Было выдвинуто предположение, что в клетках микроорганизмов, растущих
при разных температурах, заранее существуют и предобразованы элементы, которые способны проявлять избирательную чувствительность к температуре [35].
Микроорганизмы могут прекращать рост при определенных низких температурах вследствие повышенной чувствительности одного или нескольких контролирующих механизмов, эффекторы которых при этом не поступают в среду роста
[30]. Согласно заключению, сделанному последними исследователями, можно
ожидать, что взаимодействие между эффекторными молекулами и соответствующими им аллостерическими белками строго является функцией температуры.
У психротрофных организмов функционирует более эффективный мембранный транспорт солей. В нескольких исследованиях было показано, что при
понижении температуры роста мезофильных микроорганизмов до оптимальной
области температур психрофилов поглощение солей снижалось. В работах Baxter и Gibbons [4] было установлено, что минимальной температурой роста мезо-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 16. Предохранение продуктов питания с помощью низких температур и характеристика...

469

фильных микроорганизмов является такая температура, при которой инактивируется пермеазный транспорт. Farell и Rose [16] предложили три основных механизма, с помощью которых низкая температура может воздействовать на поглощение клетками солей: (1) инактивация при низкой температуре индивидуальных белковых протеаз в результате индуцируемых низкой температурой
конформационных изменений, которые, как было показано, происходят у некоторых белков; (2) изменения в молекулярной архитектуре цитоплазматических
мембран, которые препятствуют действию ферментов пермеаз, и (3) недостаток
энергии, необходимой для активного транспорта солей. Несмотря на то что точные механизмы снижения потребления солей при низких температурах в настоящее время не совсем ясны, второй из представленных механизмов представляется наиболее вероятным [16].
При исследовании четырех психрофильных видов бактерий Vibrio было показано, что максимальное потребление глюкозы и лактозы происходило при
температуре, равной 0°С, а при повышении температуры до 15 °С потребление
этих сахаров снижалось. В то же время у психротрофных псевдомонад максимальное потребление этих субстратов отмечалось при температурах в пределах
15–20 °С и снижалось при понижении температуры до 0°С [27]. В случае бактерий Vibrio было показано, что происходят значительные изменения общего содержания фосфолипидов при 0°С, однако никаких значительных изменений
свойств псевдомонад при понижении температуры не происходило. Метаболизм бактерий при низких температурах, как полагают, определяется состоянием устойчивой к холоду транспортной системой сахаров, которая позволяет накапливать в высоких концентрациях внутриклеточные субстраты, и именно это
положение было положено в основу исследования бактерий Listeria monocytogenes, проводимых при температуре 10 °С [71]. Эти исследователи отмечали,
что устойчивая к холоду транспортная система клеток является свойством, довольно редко определяемым в качестве характерного для психротрофов, и что
это применимо не только к бактериям Listeria monocytogenes, но и к таким бактериям, как Erysipelothrix rhusiopathiae и Brochothrix thermosphacta [70]. Было сделано предположение, что минимальная температура роста микроорганизмов
определяется ингибированием поглощения субстратов.
Как уже было отмечено выше, у психротрофов имеется тенденция к увеличению содержания липидов в клеточной мембране, что позволяет им находиться в
более жидком состоянии. Таким образом, есть все основания полагать, что большая подвижность мембран психротрофов облегчает транспорт субстратов при
низких температурах. Кроме того, транспортные пермеазы психротрофов, очевидно, являются более работоспособными в этих условиях, чем пермеазы других мезофильных микроорганизмов. Однако каким бы ни был специфический
механизм увеличения транспорта субстратов через мембраны, во всех случаях
было установлено, что психротрофные организмы гораздо более эффективно
поглощают солевые растворы при низких температурах, чем любые мезофильные организмы. Baxter и Gibbons [4] показали, что психротрофные дрожжи рода
Candida поглощают глюкозамин с большей скоростью, чем мезофильные дрожжи того же рода. Психротрофные микроорганизмы способны транспортировать
глюкозамин при температуре, равной 0°С, в то время как мезофильные микроорганизмы, при такой температуре или даже при 10 °С, транспортируют субстраты очень медленно и в незначительных количествах.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

470

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Было продемонстрировано, что белки холодового шока (CsP) появляются
у микроорганизмов, культивируемых при 35–37 °С, после помещения в условия, когда температура становится равной минимальной для их роста. Белки холодового шока являются РНК-связывающими белками, которые опосредуют
элонгацию транскрипции и стабильность мРНК. Поэтому они были названы
РНК-шаперонами. Эти белки, как правило, обладают молекулярной массой,
равной 7 кДа, и их обнаруживают у большинства бактерий. У бактерий Listeria
monocytogenes при смене температуры культивирования с 37 °С до 5°С обнаруживали 12 белков холодового шока [5]. Молекулярные массы этих двенадцати
белков составляют от 14 400 до 48 000. В другом исследовании 32 белка холодового шока образовывались при аналогичных условиях, и четыре из них были
обозначены как холодовые адаптационные белки (CaР — см. [38]). Эти белки
образуются в результате усиления процессов биосинтеза при балансном росте
в условиях низких температур.
Адаптация бактерий Listeria monocytogenes к низким температурам также
приводила к синтезу холодовых адаптационных белков, что также наблюдалось
и при обработке сверхвысоким давлением в течение 10 мин при условиях
200 МПа и 30 °С. Снижение температуры с 37 °С до 10 °С приводило к десятикратному увеличению содержания CsP1, а также повышению в 3,5 раза содержания CsP3 [68]. Следует, однако, заметить, что в этих случаях повышение содержания CsP вслед за обработкой сверхвысоким давлением было не столь значительным, как при холодовом шоке. Тем не менее степень выживания клеток
при холодовом шоке после обработки сверхвысоким давлением была в 100 раз
выше, чем сразу после культивирования клеток при 37 °С. В исследовании,
где в качестве объектов были использованы девять штаммов бактерий Listeria
monocytogenes, было показано, что холодовой шок вызывает повышение температурной чувствительности [46]. У клеток микроорганизмов, находящихся
в стационарной фазе роста, значение D60 снижалось на 13–37% по сравнению
с контролем. При этом наиболее значительный эффект при холодовом шоке регистрировали у клеток стационарной фазы роста по сравнению с клетками, находящимися в лаг фазе или экспоненциальной фазе роста [46 ].
Из исследований по экспрессии генов у бактерий Listeria monocytogenes, растущих при температуре, равной 10 °С, было сделано заключение о том, что адаптация к росту при этой температуре включает такие феномены, как голодание по
аминокислотам, оксидативный стресс, нарушения синтеза белка, реорганизация
клеточной поверхности, нарушения катаболизма и индуцирование глобальных
регуляторных реакций [38]. При понижении температуры роста бактерий Escherichia coli с 37 °С до 5°С наблюдали образование 12 белков холодового шока.
Было установлено увеличение продукции CsP и CaР, как следствие снижения
температуры роста, у следующих микроорганизмов: Vibrio sp., Pseudomonas
fluorescens, Lactobacillus lactis, Bacillus subtilis, Vibrio vulnificus (см. [5]).
При изучении реакций в ответ на холодовой шок у двух патогенных штаммов
бактерий Escherichia coli 0157:Н7 в сравнении с двумя непатогенными штаммами было установлено, что при снижении температуры роста микроорганизмов
с 20 °С до 10 °С и последующем замораживании при –18 °С в течение 24 ч в присутствии четырех различных субстратов способность к выживанию при замораживании в сердечно-мозговом агаре и яблочном соке у патогенных штаммов со-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 16. Предохранение продуктов питания с помощью низких температур и характеристика...

471

Таблица 16.7. Воздействие температуры роста, источника углерода и аэрации
на время генерации (в часах) бактерий Pseudomonas fluorescens
Компоненты
среды роста*
Глюкоза
Цитрат
Казаминовые
кислоты

Культура

Стационарная
Аэрируемая
Стационарная
Аэрируемая
Стационарная
Аэрируемая

Температура роста
4 °С

10 °С

15 °С

20 °С

25 °С

32 °С

8,20
5,54
8,20
6,68
7,55
4,17

3,52
2,61
3,46
2,95
3,06
2,57

2,02
2,00
2,00
2,02
1,78
1,56

1,47
1,46
1,43
1,26
1,36
1,12

0,97
0,93
1,01
0,98
1,12
0,87

1,19
1,51
1,24
1,45
0,95
1,10

* Основные соли: + 0,02% дрожжевого экстракта + обозначенный в таблице источник углерода.

Источник: из работы Olsen и Jezeski [55].

ставляла 25–35%, и только 5% у непатогенных штаммов [24]. Интересно отметить, что при замораживании этих микроорганизмов в йогурте или говяжьем
фарше такого эффекта не наблюдали. Является ли криотолерантность характерной особенностью патогенных штаммов бактерий E. coli, пока неясно. При исследовании последствий холодового шока у бактерий E. coli О157:Н7 в различных субстратах не было выявлено повышения их выживаемости в говядине и
свинине, однако выживаемость бактерий повышалась в молоке, яичном белке и
колбасе [8]. При росте микроорганизмов в триптиказном соевом бульоне при
рН, равном 5,0, протективный эффект против холодового шока не был выявлен.
Защитный эффект против холодового шока связан, по-видимому, с появлением
нового белка.
Некоторые психротрофные микроорганизмы образуют клетки увеличенного размера. Было замечено, что дрожжи, мицелиальные грибы и бактерии в
психротрофных условиях образуют клетки большего размера, чем в мезофильных условиях роста. Увеличение размера клеток в случае дрожжей Candida utilis
относили на счет повышения содержания РНК и белка в клетках [58]. Некоторые из исследователей действительно сообщали о дополнительном биосинтезе
РНК в условиях пониженной температуры, однако одна из групп ученых не обнаружила увеличения количества РНК при температуре 2°С у клеток бактерий
Pseudomonas штамма 92 при температурах, равных 2°С или 30 °С в одинаковых
прочих условиях [19]. Эти авторы не обнаружили увеличения размера клеток,
содержания белка и активности каталазы. С другой стороны, считается общепринятым, что психротрофные микроорганизмы обладают повышенным содержанием РНК и белков [27].
Биосинтез жгутиков осуществляется более интенсивно. Примеры более
интенсивного биосинтеза жгутиков при низких температурах относятся к таким
видам бактерий, как Escherichia coli, Bacillus inconstans, Salmonella Paratyphi B
и многие другие микроорганизмы, включая и некоторых психрофилов.
Аэрация благотворно влияет на психротрофные микроорганизмы. Влияние
аэрации на время генерации бактерий Pseudomonas fluorescens, растущих при
температурах от 4°С до 32 °С, при использовании четырех различных источников углерода представлено в табл. 16.7.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

472

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Наибольший эффект аэрации (выращивание на качалке) отмечается при температурах культивирования, равных 4°С и 10 °С, в то время, как при 32 °С аэрируемые культуры требуют более длительного времени генерации [55]. Значение
этого эффекта в настоящее время неясно. При исследовании факультативно анаэробных психротрофных микроорганизмов, выращиваемых в анаэробных условиях, было показано, что микроорганизмы растут более медленно, выживают
более длительное время и отмирают быстрее при более высоких температурах, а
также имеют более низкий максимальный уровень продукции клеточных компонентов при анаэробных условиях, нежели при аэробных условиях [66]. Отмечается, как правило, что при чашечном подсчете на многих видах продуктов питания количество колоний микроорганизмов выше при инкубации в условиях
низких температур, чем при температуре, равной 30 °С и выше. Более высокие
показатели чашечного подсчета отчасти связаны с повышенной растворимостью и, следовательно, большей доступностью кислорода [61]. Эти последние исследователи обнаружили, что равно высокие показатели продукции клеточных
компонентов могут быть получены и при низких, и при высоких температурах
инкубации при условии отсутствия лимита по кислороду. Повышенный доступ
кислорода к клеткам в охлажденных продуктах питания, несомненно, оказывает
влияние на специфичность состава микробиоты в такой пище. Подавляющее
большинство уже изученных психротрофных бактерий является аэробами или
факультативными анаэробами, и все эти микроорганизмы участвуют в порче
продуктов, хранящихся при температурах холодильных камер. Выделено и изучено относительно немного психротрофных строго анаэробных микроорганизмов. Одними из первых были бактерии Clostridium putrefaciens [42].
Некоторые психротрофы проявляют повышенные требования к органическим компонентам питания. В одном из исследований было показано, что время
генерации для изолятов неидентифицированной морской бактерии в среде с пониженным содержанием органических компонентов питания было в два или три
раза больше, чем в богатой органическими компонентами питательной среде [69].

Природа пониженной устойчивости к нагреванию
у психротрофов/психрофилов
В течение многих лет уже известно, что психротрофные микроорганизмы не
способны хорошо расти при температурах выше 30–35 °С. Среди первых исследователей, предложивших разумное объяснение этим ограничениям роста,
были Edwards и Rettger [14], которые пришли к заключению, что максимальные
температуры роста бактерий имеют, по-видимому, определенную взаимосвязь
с минимальными температурами деструкции дыхательных ферментов. Заключение, высказанное этими авторами, родилось как результат исследований многих ученых. Было показано, что многие дыхательные ферменты инактивируются при максимальных температурах роста различных типов психротрофных
микроорганизмов (см. табл. 16.8). Таким образом, температурная чувствительность определенных ферментов психротрофных микроорганизмов является, по
крайней мере, одним из факторов, ограничивающих рост этих микроорганизмов
при высоких температурах.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 16. Предохранение продуктов питания с помощью низких температур и характеристика...

473

Таблица 16.8. Некоторые термолабильные ферменты психротрофных микроорганизмов
Фермент

Внеклеточная липаза*
a-Оксоглутарат-синтезирующие
ферменты и другие
Алкогольдегидрогеназа
Формиатлиаза
Гидрогеназа
Малеиндегидрогеназа
Пируватдегидрогеназа
Изоцитратдегидрогеназа
Сбраживающие ферменты
НАД-оксидоредуктаза
Цитохром-С-редуктаза
Лактат- и глицерин-дегидрогеназа
Кластерный фермент виноградной
кислоты
Ферменты синтеза белка и РНК

Микроорганизм

Температура
максимума
роста (°С)

Температура
инактивации
фермента (°С)

Pseudomonas fragi
Cryptococcus

~28

30
30

Candida sp.
Psychrophile 82
Psychrophile 82
Морские Vibrio
Candida sp.
Arthrobacter sp.
Candida sp. Р16
Psychrophile 82
Psychrophile 82
Psychrophile 82
Psychrophile 82

<30
35
35
30
~20
~35
~25
35
35
35
35

45
>20
30
25
37
35
46
46
46
46

35

30

Micrococcus cryophylus

* Инактивируется образование фермента.

Когда некоторые из психротрофных микроорганизмов подвергаются воздействию температур выше их максимума роста, отмирание клеток сопровождается высвобождением различных внутриклеточных компонентов. Было показано, что эти компоненты состоят из белков, ДНК, РНК, свободных аминокислот и фосфолипидов. Считается, что последний из перечисленных компонентов
представляет собой фосфолипиды цитоплазматической мембраны. Несмотря на
то что специфические особенности выхода клеточных составляющих пока не
совсем понятны, они, по всей видимости, связаны с разрывом клеточной мембраны. Эти события, по-видимому, следуют за инактивацией ферментов.
Существует или нет на самом деле механизм смерти психротрофных микроорганизмов при температурах, превышающих на несколько градусов температуру максимума их роста, тем не менее их разрушение при таких относительно
низких температурах является особенностью этой группы микроорганизмов.
Это особенно характерно для тех микроорганизмов, которые имеют оптимальные температуры роста около или ниже 20 °С. Из сообщений о психротрофах,
выделенных и изученных в последние четыре десятилетия, выявляются такие
особенности этих микроорганизмов, как способность расти при температуре,
равной 0°С, с оптимальным значением для роста в 15 °С или между 20 и 25 °С
и максимумом роста при температурах между 20 и 35 °С. В эту группу микроорганизмов входят грамотрицательные палочки, грамположительные аэробные и
анаэробные палочки, спорообразующие и неспорообразующие формы, грамположительные кокки, вибрионы и дрожжи. Morita и Albright [48] показали, что
один из этих микроорганизмов, Vibrio fisheri (marinus), имеет оптимальную температуру роста, равную 15 °С, и время генерации при этой температуре —
80,7 мин. Почти во всех случаях температуры максимумов роста были только
на 5–10 °С выше их температурных оптимумов роста.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

474

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Довольно неожиданно, что протеазы многих психротрофных бактерий, обнаруживаемые в сыром молоке, являются термоустойчивыми. Это справедливо
для псевдомонад и спорообразующих микроорганизмов. Типичные обитатели
сырого молока — психротрофные псевдомонады синтезируют термостабильные металлопротеазы с молекулярным весом в области 40–50 кДа, которые
имеют значения D при 70 °С, равное 118 мин и выше [15]. Споры некоторых
психротрофных бацилл имеют значения D при 90 °С, равное пяти–шести минутам [44].

Литература
1. Alford, J.A., and L.E. Elliott. 1960. Lipolytic activity of microorganisms at low and intermediate temperatures. I. Action of Pseudomonas fluorescens on lard. Food Res. 25: 296–303.
2. Alford, J.A., and D.A. Pierce. 1961. Lipolytic activity of microorganisms at low and intermediate temperatures. III. Activity of microbial lipases at temperatures below 0°C. J. Food Sci. 26: 518–524.
3. Allen, M.B. 1953. The thermophilic aerobic sporeforming bacteria. Bacteriol. Rev. 17: 125–173.
4. Baxter, R.M., and N.E. Gibbons. 1962. Observations on the physiology of psychrophilism in a yeast. Can.
J. Microbiol. 8: 511–517.
5. Bayles, D.O., B.A. Annous, and B.J. Wilkinson. 1996. Cold stress proteins induced in Listeria monocytogenes in response to temperature downshock and growth at low temperatures. Appl. Environ. Microbiol. 62:
1116–1119.
6. Bhakoo, M., and R.A. Herbert. 1979. The effect of temperature on psychrophilic Vibrio spp. Arch. Microbiol. 121: 121–127.
7. Bhakoo, M., and R.A. Herbert. 1980. Fatty acid and phospholipid composition of five psychrotrophic Pseudomonas spp. grown at different temperatures. Arch. Microbiol. 126: 51–55.
8. Bollman, J., A. Ismond, and G. Blank. 2001. Survival of Escherichia coli 0157:H7 in frozen foods: impact
of the cold shock response. Int. J. Food Microbiol. 64: 127–138.
9. Bonde, G.J. 1981. Phenetic affiliation of psychrotrophic Bacillus. In Psychrotrophic Microorganisms in
Spoilage and Pathogenicity, ed. T.A. Roberts. G. Hobbs, J.H.B. Christian, and N. Skovgaard, 39–54. New
York: Academic Press.
10. Byrne, P., and D. Chapman. 1964. Liquid crystalline nature of phospholipids. Nature 202: 987–988.
11. Desrosier, N.W. 1963. The Technology of Food Preparation. Westport, CT: AVI.
12. Dunican, L.K., and H.W. Seeley. 1963. Temperature-sensitive dextransucrase synthesis by a lactobacillus.
J. Bacteriol. 86: 1079–1083.
13. Eddy, B.P. 1960. The use and meaning of the term “psychrophilic”. J. Appl. Bacteriol. 23: 189–190.
14. Edwards, O.F., and L.F. Rettger. 1937. The relation of certain respiratory enzymes to the maximum growth
temperatures of bacteria. J. Bacteriol. 34: 489–515.
15. Fairbaim, D.J., and B.A. Law. 1986. Proteinases of psychrotrophic bacteria: Their production, properties,
effects, and control. J. Dairy Res. 53: 139–177.
16. Farrell, J., and A. Rose. 1967. Temperature effects on micro-organisms. Annu. Rev. Microbiol. 21: 101–120.
17. Fennema, O., and W. Powrie. 1964. Fundamentals of low-temperature food preservation. Adv. Food Res.
13: 219–347.
18. Fennema, O.R., W.D. Powrie, and E.H. Marth. 1973. Low-Temperature Preservation of Foods and Living
Matter. New York: Marcel Dekker.
19. Frank, H.A., A. Reid, L.M. Santo, N.A. Lum, and S.T. Sandler. 1972. Similarity in several properties of psychrophilic bacteria grown at low and moderate temperatures. Appl. Microbiol. 24: 571–574.
20. Gaughran, E.R.I., 1947. The thermophilic microorganisms. Bacteriol. Rev. 11: 189–225.
21. Geogala, D.L., and A. Hurst. 1963. The survival of food poisoning bacteria in frozen foods. J. Appl.
Bacteriol. 26: 346–358.
22. Goldstein, A., D.B. Goldstein, and L.I. Lowney. 1964. Protein synthesis at 0oC in Escherichia coli. J. Mol.
Biol. 9: 213–235.
23. Greene, V.W., and J.J. Jezeski. 1954. The influence of temperature on the development of several psychrophilic bacteria of dairy origin. Appl. Microbiol. 2: 110–117.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 16. Предохранение продуктов питания с помощью низких температур и характеристика...

475

24. Grzadkowska, D., and M.W. Griffiths. 2001. Cryotolerance of Escherichia coli 0157:H7 in laboratory media
and food. J. Food Sci. 66: 1169–1173.
25. Gunderson, M.F., and K.D. Rose. 1948. Survival of bacteria in a precooked fresh-frozen food. Food Res. 13:
254–263.
26. Harder, W., and H. Veldkamp. 1968. Physiology of an obligately psychrophilic marine Pseudomonas
species. J. Appl. Bacteriol. 31 : 12–23.
27. Herbert, R.A. 1981. A comparative study of the physiology of psychrotrophic and psychrophilic bacteria.
In Psychrotrophic Microorganisms in Spoilage and Pathogeniicity, ed. T.A. Roberts, G. Hobbs,
J.H.B. Christian, and N. Skovgaard, 3–16. New York: Academic Press.
28. Hurley, W.C., F.A. Gardner, and C. Vanderzant. 1963. Some characteristics of a proteolytic enzyme system
of Pseudomonas fluorescens. J. Food Sci. 28: 47–54.
29. Ingraham, J.L., and G.F. Bailey. 1959. Comparative study of effect of temperature on metabolism of
psychrophilic and mesophilic bacteria. J. Bacteriol. 77: 609–613.
30. Ingraham, J.L., and O. MaalШe. 1967. Cold-sensitive mutants and the minimum temperature of growth of
bacteria. In Molecular Mechanisms of Temperature Adaptation, ed. C. L. Prosser, 297–309. Pub. No. 84.
Washington, DC: American Association for the Advancement of Science.
31. Ingraham, J.L., and J.L. Stokes. 1959. Psychrophilic bacteria. Bacteriol. Rev. 23: 97–108.
32. Ingram, M. 1951. The effect of cold on microorganisms in relation to food. Proc. Soc. Appl. Bacteriol. 14:
243.
33. Jay, J.M. 1967. Nature, characteristics, and proteolytic properties of beef spoilage bacteria at low and high
temperatures. Appl. Microbiol. 15: 943–944.
34. Jay, J. M. 1987. The tentative recognition of psychrotrophic Gram-negative bacteria in 48 h by their surface
growth at 10oC. Int. J. Food Microbiol. 4: 25–32.
35. Jezeski, J.J., and R.H. Olsen. 1962. The activity of enzymes at low temperatures. In Proceedings, Low
Temperature Microbiology Symposium — 1961, 139–155. Camden, NJ: Campbell Soup Co.
36. Kates, M., and R.M. Baxter. 1962. Lipid comparison of mesophilic and psychrotrophic yeasts (Candida
species) as influenced by environmental temperature. Can. J. Biochem. Physiol. 40: 1213–1227.
37. Kavanau, J.L. 1950. Enzyme kinetics and the rate of biological processes. J. Gen. Physiol. 34: 193–209.
38. Liu, S., J.E. Graham, L. Bigelow, P.D. Morse, II, and B. J. Wilkinson. 2002. Identification of Listeria
monocytogenes genes expressed in response to growth at low temperatures. Appl. Environ. Microbiol. 68:
1697–1705.
39. Luyet, B. 1962. Recent developments in cryobiology and their significance in the study of freezing and
freeze-drying of bacteria. In Proceedings, Low Temperature Microbiology Symposium — 1961, 63–87,
Camden, NJ: Campbell Soup Co.
40. Marr, A.G., J.L. Ingraham, and C.L. Squires. 1964. Effect of the temperature of growth of Escherichia coli
on the formation of в-galactosidase. J. Bacteriol. 87: 356–362.
41. Mazur, P. 1966. Physical and chemical basis of injury in single-celled microorganisms subjected to freezing
and thawing. In Cryobiology, ed. H. T. Merryman, Chap. 6. New York: Academic Press.
42. McBryde, C.N. 1911. A Bacteriological Study of Ham Souring. Bulletin No. 132. Beltsville, MD: U.S.
Bureau of Animal Industry.
43. McMurrough, I., and A.H. Rose. 1973. Effects of temperature variation on the fatty acid composition
of a psychrophilic Candida species. J. Bacteriol. 114: 451–452.
44. Meer, R.R., J. Baker, F.W. Bodyfelt, and M.W. Griffiths. 1991. Psychrotrophic Bacillus spp. in fluid milk
products: A review. J. Food Protect. 54: 969–979.
45. Michener, H., and R. Elliott. 1964. Minimum growth temperatures for food-poisoning, fecal-indicator, and
psychrophilic microorganisms. Adv. Food Res. 13: 349–396.
46. Miller, A.J., D.O. Bayles, and S. Eblen. 2000. Cold shock induction of thermal sensitivity in Listeria
monocytogenes. Appl. Environ. Microbiol. 66: 4345–4350.
47. Morita, R. Y. 1975. Psychrophilic bacteria. Bacteriol. Rev. 39: 144–167.
48. Morita, R.Y., and L.J. Albright. 1965. Cell yields of Vibrio marinus, an obligate psychrophile, at low
temperatures. Can. J. Microbiol. 11: 221–227.
49. Mossel, D.A.A., M. Jansma, and J. De Waart. 1981. Growth potential of 114 strains of epidemiologically
most common salmonellae and arizonae between 3 and 17°C. In Psychrotrophic Microorganisms in
Spoilage and Pathogenicity, ed. T.A. Roberts, G. Hobbs, J.H.B. Christian, and N. Skovgaard, 29–37. New
York: Academic Press.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

476

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

50. Mossel, D.A.A., and H. Zwart. 1960. The rapid tentative recognition of psychrotrophic types among
Enterobacteriaceae isolated from foods. J. Appl. Bacteriol. 23: 183–188.
51. Nashif, S.A., and F.E. Nelson. 1953. The lipase of Pseudomonas fragi. I. Characterization of the enzyme.
J. Dairy Sci. 36: 459–470.
52. Nashif, S.A., and F.E. Nelson. 1953. The lipase of Pseudomonas fragi. II. Factors affecting lipase
production. J. Dairy Sci. 36: 471–480.
53. Neely, W.B. 1960. Dextran: Structure and synthesis. Adv. Carbohydr. Chem. 15: 341–369.
54. Nichols, D.S., K.A. Presser, J. Olley, T. Ross, and T.A. McMeekin. 2002. Variation of branched-chain fatty
acids marks the normal physiological range for growth in Listeria monocytogenes. Appl. Environ. Microbiol.
68: 2809–2813.
55. Olsen, R.H., and J.J. Jezeski. 1963. Some effects of carbon source, aeration, and temperature on growth
of a psychrophilic strain of Pseudomonas fluorescens. J. Bacteriol. 86: 429–433.
56. Peterson, A.C., and M.F. Gunderson. 1960. Some characteristics of proteolytic enzymes from Pseudomonas
fluorescens. Appl. Microbiol. 8: 98–104.
57. Reuter, G. 1981. Psychrotrophic lactobacilli in meat products. In Psychrotrophic Microorganisms in
Spoilage and Pathogenicity, ed. T.A. Roberts. G. Hobbs, J.H.B. Christian, and N. Skovgaard, 253–258. New
York: Academic Press.
58. Rose, A.H. 1968. Physiology of microorganisms at low temperature. J. Appl. Bacteriol. 31: 1–11.
59. Russell, N.J. 1971. Alteration in fatty acid chain length in Micrococcus cryophilus grown at different
temperatures. Biochim. Biophys. Acta 231: 254–256.
60. Scott, W. J. 1962. Available water and microbial growth. In Proceedings, Low Temperature Microbiology
Symposium — 1962, 89–105. Camden, NJ: Campbell Soup Co.
61. Sinclair, N.A., and J.L. Stokes. 1963. Role of oxygen in the high cell yields of psychrophiles and mesophiles
at low temperatures. J. Bacteriol. 85: 164–167.
62. Stead, D., and S. F. Park. 2000. Roles of Fe superoxide dismutase and catalase in resistance of Campylobacter coli to freeze-thaw stress. Appl. Environ. Microbiol. 66: 3110–3112.
63. Stokes, J.L. 1967. Heat-sensitive enzymes and enzyme synthesis in psychrophilic microorganisms. In
Molecular Mechanisms of Temperature Adaptation, ed. C.L. Prosser, 311–323. Pub. No. 84. Washington,
DC: American Association for the Advancement of Science.
64. Udaka, S., and T. Horiuchi. 1965. Mutants of Escherichia coli having temperature sensitive regulatory mechanism in the formation of arginine biosynthetic enzymes. Biochem. Biophys. Res. Commun. 19: 156–160.
65. Uffen, R.L., and E. Canale-Parola. 1966. Temperature-dependent pigment production by Bacillus cereus
var. alesi. Can. J. Microbiol. 12: 590–593.
66. Upadhyay, J., and J.L. Stokes. 1962. Anaerobic growth of psychrophilic bacteria. J. Bacteriol. 83: 270–275.
67. Upadhyay, J., and J.L. Stokes. 1963. Temperature-sensitive formic hydrogenlyase in a psychrophilic
bacterium. J. Bacteriol. 85: 177–185.
68. Wemekamp-Kamphuis, H.H., A.K. Karatzas, J. A. Wouters, and T. Abee. 2002. Enhanced levels of cold
shock proteins in Listeria monocytogenes LO28 upon exposure to low temperature and high hydrostatic
pressure. Appl. Environ. Microbiol. 68: 456–463.
69. Wiebe, W.J., W.M. Sheldon, Jr., and L.R. Pomeroy. 1992. Bacterial growth in the cold: Evidence for an enhanced substrate requirement. Appl. Environ. Microbiol. 58: 359–364.
70. Wilkins, P.O. 1973. Psychrotrophic Gram-positive bacteria: Temperature effects on growth and solute
uptake. Can. J. Microbiol. 19: 909–915.
71. Wilkins, P.O., R. Bourgeois, and R.G. Murray. 1972. Psychrotrophic properties of Listeria monocytogenes.
Can. J. Microbiol. 18: 543–551.
72. Williams, R.P., M.E. Goldschmidt, and C.L. Gott. 1965. Inhibition by temperature of the terminal step
in biosynthesis of prodigiosin. Biochem. Biophys. Res. Commun. 19: 177–181.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

17
Сохранение продуктов питания
при высоких температурах и
характеристика термофильных
микроорганизмов
Использование высоких температур для предохранения продуктов питания основано на их разрушительном воздействии на микроорганизмы. Под высокими
обычно подразумевают любые температуры выше температур окружающей среды. В отношении предохранения продуктов питания наиболее часто используют
две категории: пастеризации и стерилизации. При пастеризации использование
нагревания предполагает или разрушение всех болезнетворных микроорганизмов
(например, при пастеризации молока) или разрушение/снижение количества микроорганизмов, вызывающих порчу определенных продуктов питания (например,
при пастеризации уксуса). Пастеризация молока достигается нагреванием при одной из следующих комбинаций сочетания времени и температуры:
63 °C в течение 30 мин (низкая температура, длительное время обработки
[НТДВ]);
72 °C в течение 15 с (высокая температура, короткое время обработки [ВТКВ]) ;
89 °C в течение 0,1 с;
90 °C в течение 0,5 с;
94 °C в течение 0,1 с;
100 °C в течение 0,01 с.
Все эти виды обработки являются эквивалентными и вполне достаточными
для разрушения большинства термоустойчивых неспорообразующих патогенных
микроорганизмов — Mycobacterium tuberculosis и Coxiella burnetti. Было показано, что при внесении шести различных штаммов бактерий Mycobacterium avium
subsp. paratuberculosis в молоко в количествах от 40 до 100 000 КОЕ/мл и последующей пастеризации методами и НТДВ, и ВТКВ никаких колоний на соответствующих питательных средах не было обнаружено в течение 4 месяцев [26].
Температуры пастеризации молока являются достаточными для разрушения
всех видов дрожжей, мицелиальных грибов, грамотрицательных, а также многих грамположительных бактерий. Существуют две категории микроорганизмов, способных выдерживать температуры пастеризации молока: терморезистентные (Thermodurics) и термофильные. Терморезистентные микроорганизмы
способны к выживанию в условиях относительно высоких температур, но могут
не обладать способностью к росту при этих температурах. Неспорообразующие
микроорганизмы, способные выдерживать температуры пастеризации молока,
как правило, принадлежат к родам Streptococcus и Lactobacillus, а иногда и
к другим родам. Микроорганизмы из группы термофилов не только выживают
в условиях высоких температур, но даже требуют высоких температур для свое-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

478

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

го роста и метаболической активности. Такие роды, как Bacillus, Clostridium,
Alicyclobacillus, Geobacillus и Thermoanaerobacter, содержат термофильные микроорганизмы, имеющие важнейшее значение в области сохранения продуктов
питания (см. следующий раздел настоящей главы). Пастеризация пива в пивоваренной промышленности (для разрушения микробиоты, вызывающей порчу
пива) осуществляется, как правило, в течение 8–15 мин при 60 °C.
Стерилизация означает разрушение всех живых микроорганизмов, что может быть зарегистрировано с помощью соответствующего метода чашечного
подсчета. Запечатанные в банках продукты питания называют иногда «коммерчески стерильными». Это подразумевает то, что никаких живых микроорганизмов в них не может быть обнаружено обычно применяемыми культуральными
методами или что количество выживших микроорганизмов настолько мало, что
их присутствию можно не придавать значения в условиях баночного консервирования и хранения. Кроме того, присутствующие в консервированных продуктах микроорганизмы могут не расти в неблагоприятных условиях, например нежелательного значения рН, окислительно-восстановительного потенциала (Eh)
или температуры хранения.
Обработка молока или молочных продуктов может производиться с использованием ультравысоких температур (УВТ). Произведенное таким способом
молоко относится к особого рода продуктам и отличается от пастеризованного
молока. Характеристики УВТ-обработки включают применение очень высоких
температур (в области 140–150 °С) и, соответственно, короткого времени (нескольких секунд) для достижения коммерческой стерильности. Для обработанного таким способом молока характерна длительность последующего хранения
в упаковках, однако хранение такого продукта вне упаковки требует асептических условий [24].
Молоко, обрабатываемое с использованием УВТ, имеет более приемлемые
потребительские характеристики, нежели прогреваемое традиционным способом пастеризованное молоко. Поскольку УВТ-продукты являются коммерчески
стерильными, они могут храниться при комнатной температуре в течение восьми недель без изменения вкусовых характеристик.

Факторы, влияющие на термоустойчивость
микроорганизмов
Бактерии, помещенные в равных количествах в физиологический солевой раствор и питательный бульон, при одинаковых значениях рН подвергаются разрушению нагреванием не в равной степени. Было изучено 12 различных факторов
окружающей среды, которые оказывают влияние на эффект разрушения микроорганизмов действием повышенной температуры [22]. Все они рассмотрены
ниже.

Вода
Устойчивость к температуре у клеток микроорганизмов повышается при снижении влажности, содержания воды или активности воды (aw). Это положение
проиллюстрировано в табл. 17.1 для спор Bacillus cereus. Например, при значении aw равном единице и рН 6,5, значение D95 было равно 13,842 мин [18].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 17. Сохранение продуктов питания при высоких температурах и характеристика...

479

Таблица 17.1. Влияние температуры, aw и рН на значения D у спор Bacillus cereus
°С

aw

D (минуты)
6,5

95
95
95
85
85

1,00
0,95
086
1,00
0,86

2,386
5,010
13,842
63,398
68,909

5,5

1,040
2,848
14,513
13,085
91,540

4,5

0,511
1,409
7,776
5,042
33,910

Источник: с разрешения S. Gaillard c соавт. [18]. Модель комбинированных эффектов температуры,
aw и рН на температурную инактивацию спор Bacillus cereus. J. Food Sci. 63: 887–889, 1998, Institute
of Food Technologists.

Высушенные микробные клетки, помещаемые в пробирки и нагреваемые затем на водяной бане, значительно более устойчивы к повышению температуры,
чем увлажненные клетки микроорганизмов того же типа. Поскольку хорошо
установлено, что денатурация белка происходит с большей скоростью при нагревании образцов в воде, чем на воздухе, предполагается, что денатурация белка или является собственно механизмом, обусловливающим смерть клеток в результате нагревания, или тесно связана с этим механизмом (см. последующие
разделы настоящей главы). Точного и детального описания того, каким образом
вода способствует денатурации белка в результате нагревания, пока не существует, однако отмечалось, что нагревание белков во влажном состоянии вызывает образование свободных –SH групп и последующее увеличение способности
белков связывать воду. Присутствие воды позволяет осуществлять термическое
разрушение пептидных связей. В отсутствие же воды этот процесс требует затраты гораздо большего количества энергии и, следовательно, придает большую рефрактивность нагреванию.

Жиры
В присутствии жиров наблюдается общее повышение термической устойчивости некоторых микроорганизмов (табл. 17.2). Иногда это явление называют жировой защитой и считают, что повышение термоустойчивости непосредственно
Таблица 17.2. Воздействие культуральной среды на термическую точку смерти
бактерий Escherichia coli
Среда
Сливки
Цельное молоко
Снятое молоко
Сыворотка
Бульон (отвар)

Термическая точка смерти (°С)
73
69
65
63
61

Примечание: время нагревания — 10 мин.
Источник: Carpenter [12]. C разрешения W. B. Saunders Co., Philadelphia.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

480

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

связано с влиянием на содержание влаги в клетках микроорганизмов. Sugiyama
[56] продемонстрировал, что эффект защиты от нагревания основан на действии
длинноцепочечных жирных кислот у Clostridium botulinum. Очевидно, что длинноцепочечные жирные кислоты обладают большей термопротективной способностью, чем короткоцепочечные жирные кислоты.

Соли
Эффект воздействия солей на термоустойчивость микроорганизмов варьирует в
зависимости от типа солей, применяемой концентрации и других факторов. Некоторые соли оказывают защитное воздействие на микроорганизмы, в то время,
как другие делают клетки микроорганизмов более чувствительными к повышению температуры. Было сделано предположение, что некоторые соли могут
снижать aw и, таким образом, повышать термоустойчивость микроорганизмов
по механизму, аналогичному механизму высушивания. В то же время другие
соли могут повышать aw (к ним относятся соли Ca2+ и Mg2+) и, следовательно,
повышать термочувствительность микроорганизмов. Было показано, что добавление в среду роста спор Bacillus megaterium с CaCl2 повышает относительное
содержание бактериоспор с повышенной термоустойчивостью, в то время как
добавление L-глутамата, L-пролина или повышенное содержание фосфатов
снижает термоустойчивость микроорганизмов [31].
Воздействие NaCl и ПФН на значения D60o C голодающих бактерий Listeria
monocytogenes представлено в табл. 17.3. Как видно из этой таблицы, значения
D60o C при добавлении 6% NaCl были значительно выше (3,50), чем в отсутствие
NaCl (1,18; ссылка [32]). В другом исследовании значение D60o C голодающих
бактерий Listeria monocytogenes, переведенных в среду с грибами, было равно
1,6, тогда как для микроорганизмов, не подверженных голоданию, значение
D60o C было равно 0,7 [35].

Таблица 17.3. Значения D (60 °С) голодающих бактерий Listeria monocytogenes,
помещенных в свиной бульон с добавлением NaCl и пирофосфата
натрия (ПФН) по отдельности и в сочетании друг с другом
(суммировано по [32])
% ПФН

% NaCl

0
0
0
0,5
0,5
0,5

0
3
6
0
3
6

Значения D
(стандартное
отклонение)
1,18 (0,15)
1,56 (0,32)
3,50 (0,46)
1,46 (0,09)
1,80 (0,23)
3,07 (0,35)

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 17. Сохранение продуктов питания при высоких температурах и характеристика...

481

Углеводы
Присутствие сахаров в суспендирующей среде приводит к повышению термоустойчивости микроорганизмов, суспендируемых в данной среде. Этот эффект
вызван отчасти снижением активности воды вследствие повышения концентрации сахаров. Однако степень этого воздействия на термоустойчивость микроорганизмов существенно варьирует в зависимости от типа сахаров и спиртов, как
это следует из данных табл. 17.4 для значений D для бактерий Salmonella
Senftenberg 775W. При идентичных значениях aw, полученных в случае использования глицерина и сахарозы, тем не менее наблюдали существенные различия
в чувствительности клеток к термообработке [3, 21]. Corry [13] обнаружил, что
сахароза повышает устойчивость бактерий Salmonella Senftenberg к термообработке гораздо больше, чем четыре других типа углеводов, взятых для исследования. Эти вещества расположены в порядке убывания своего воздействия на термоустойчивость бактерий следующим образом: сахароза > глюкоза > сорбитол >
> фруктоза > глицерин.
Таблица 17.4. Представленные значения D для бактерий Salmonella Senftenberg 775W
Температура (°С)
61
61
60
60
60
60
65,6
71,7
70
55
55
55
55
57,2
57,2
57,2
57,2
60
60
60
65
65
65
65
65
65
65
55

Значения D
1,1 мин
1,19 мин
9,5 мин*
9,0 мин*
4,6 мин*
0,36 мин*
34–35,3 с
1,2 с
360–480 мин
4,8 мин
12,5 мин
14,6 мин
42,0 мин
13,5 мин*
31,5 мин*
14,5 мин*
62,0 мин*
0,2–6,5 мин ‡
2,5 мин
75,2 мин
0,29 мин
0,8 мин
43,0 мин
2,0 мин
17,0 мин
0,95 мин
0,70 мин
35 мин

Внешние условия
Сырые куриные яйца
Триптозный бульон
Сырые куриные яйца, рН ~ 5,5
Сырые куриные яйца, рН ~ 6,6
Сырые куриные яйца, рН ~ 7,4
Сырые куриные яйца, рН ~ 8,5
Молоко
Молоко
Молочный шоколад
ТСБ †, логарифмическая фаза, рост при 35 °С
ТСБ †, логфаза, рост при 44 °С
ТСБ †, стационарная фаза, рост при 35 °С
ТСБ †, стационарная фаза, рост при 44 °С
aw 0,99 (4,9% глицерина), рН 6,9
aw 0,90 (33,9% глицерина), рН 6,9
aw 0,99 (15,4% сахарозы), рН 6,9
aw 0,90 (58,6% сахарозы), рН 6,9
СИБ §, рН 7,4
aw 0,90, СИБ, глицерин
aw 0,90, СИБ, сахароза
0,1 М фосфатный буфер, рН 6,5
30% сахароза
70% сахароза
30% глюкоза
70% глюкоза
30% глицерин
70% глицерин
aw 0,997, ТСБ-агар, рН 7,2

* Средние арифметические значения. † ТСБ, триптозно-соевый бульон. ‡ Суммарные значения для
76 культур. § СИБ, cердечный инфузионный бульон.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

482

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

рН
Микроорганизмы проявляют наибольшую устойчивость к термообработке при
оптимальных для них значениях рН роста, которые, как правило, находятся в области 7,0. При снижении или росте рН относительно оптимального значения наблюдали последующее увеличение чувствительности микроорганизмов к термообработке (рис. 17.1; табл. 17.1). Практические преимущества, следующие из
этого факта, заключаются в том, что термообработка продуктов питания в кислой среде может проводиться при более низких температурах для достижения
стерилизации по сравнению с продуктами с нейтральным рН. Тепловая пастеризация яичного белка является примером продуктов со щелочной реакцией, которые перед обработкой подвергаются нейтрализации. Для других продуктов питания такая практика не применяется. рН яичного белка имеет значение около
9,0. В условиях пастеризации (т. е. температуры 60–62 °С и времени обработки
в течение 3,5–4 мин) происходит коагуляция белка и значительное увеличение
вязкости. Эти изменения влияют на объем и текстуру тортов, изготавливаемых
из пастеризованного таким способом яичного белка. Cunningham и Lineweaver
[14] сообщали, что яичный белок можно пастеризовать таким же способом, как
и целые яйца при условии снижения рН до 7,0. Снижение рН повышает устойчивость микроорганизмов и яичного белка к термообработке. Добавление солей
железа или алюминия существенно повышает стабильность являющегося чрезвычайно термолабильным яичного белка — кональбумина, что позволяет проводить пастеризацию этих продуктов при 60–62 °С. Находясь в целом курином
яйце, бактерии более устойчивы к нагреванию при рН 5,4–5,6, чем при щелоч-

Рис. 17.1. Влияние рН на десятую долю снижения времени обработки (Decimal reduction time)
Enterococcus faecalis при 60 °С в растворах цитратно-фосфатного буфера (помечено крестиками) и фосфатного буфера (помечено кружочками) при различных значениях рН.
Источник: с разрешения White [61].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 17. Сохранение продуктов питания при высоких температурах и характеристика...

483

ных значениях, равных 8,0–8,5 (см. табл. 17.4). Это остается также справедливым и в случае, когда рН снижается при добавлении кислоты, например HCl.
В случае использования для снижения рН органических кислот, таких как уксусная или молочная кислота, наблюдается снижение термоустойчивости.

Белки и другие вещества
Присутствие белков в нагреваемом растворе оказывает защитный эффект на
микроорганизмы. Это определяет необходимость проводить термообработку
продуктов питания с высоким содержанием белка при более высокой температуре и длительности, чем продуктов с низким содержанием белка для достижения того же конечного результата. При одинаковом количестве микроорганизмов в пробах присутствие в термически обрабатываемом растворе частиц коллоидного размера также оказывает защитное воздействие против нагревания.
Например, при идентичных условиях рН, количествах взятых для исследования
микроорганизмов и прочих равных условиях время, затрачиваемое на стерилизацию горохового пюре, значительно больше, чем на стерилизацию питательного бульона.

Количество микроорганизмов
Чем больше количество микроорганизмов в образце, тем выше их устойчивость
к термообработке (табл. 17.5). Было сделано предположение, что механизм защиты от нагревания в больших микробных популяциях связан с продуцированием особых протективных веществ, выделяемых микроорганизмами, и некоторые из исследователей утверждали, что им удалось продемонстрировать существование таких веществ. Поскольку хорошо известен тот факт, что белки в
определенной степени защищают клетки от нагревания и многие внеклеточные
вещества, выделяемые микроорганизмами, по природе своей являются белками,
можно ожидать, что некоторые из них могут представлять те самые протективные вещества. Пожалуй, равным по значению фактором преимущества защиты
от нагревания в больших популяциях микроорганизмов по сравнению с малыми
является то, что в больших популяциях больше шансов присутствия микроорганизмов с различной степенью естественной устойчивости к нагреванию.

Таблица 17.5. Влияние количества бактериоспор Clostridium botulinum
на время термической смерти при 100 °С
Количество бактериоспор
72 000 000 000
1 640 000 000
32 000 000
650 000
16 400
328

Время термической смерти (мин)
240
125
110
85
50
40

Источник: Carpenter [12]. С разрешения W. B. Saunders Co., Philadelphia.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

484

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Возраст микроорганизмов
Бактериальные клетки имеют тенденцию к большей устойчивости к нагреванию, находясь в стационарной фазе роста (старые клетки), и являются менее
устойчивыми, будучи в лог-фазе. Это положение справедливо, например, для
бактерий Salmonella Senftenberg 775W (см. табл. 17.4), клетки которых, находясь в стационарной фазе, могут быть в несколько раз более устойчивыми, чем
клетки в лог-фазе роста [42]. Сообщалось также о высокой устойчивости к нагреванию у клеток микроорганизмов в начале лаг-фазы и снижении этой устойчивости до минимума при вхождении клеток в лог-фазу. Были сообщения о том,
что старые споры бактерий являются более термоустойчивыми, чем молодые.
Механизм повышения термоустойчивости менее активных микробных клеток
является сложным и в настоящее время невыясненным.

Температура роста
Устойчивость микроорганизмов к нагреванию повышается при увеличении температуры инкубации, и это особенно характерно для спорообразующих микроорганизмов. Несмотря на то что детальный механизм этого феномена неизвестен,
считается общепринятым, что генетический отбор способствует росту более термоустойчивых штаммов при последующем повышении температуры. Было показано, что бактерии Salmonella Senftenberg, культивируемые при 44°С, в три раза
более устойчивы, чем культуры, выращиваемые при 35 °С (см. табл. 17.4).

Ингибирующие вещества
Снижение термоустойчивости большинства микроорганизмов происходит при
нагревании в присутствии термоустойчивых антибиотиков. К ним относятся
SO2 и некоторые другие ингибиторы микроорганизмов. Было установлено, что
использование комбинации, нагревание плюс антибиотики, а также нагревание
плюс нитриты более эффективны при предохранении определенных продуктов
питания от порчи, чем использование каждого из этих факторов по отдельности.
Практический эффект добавления ингибиторов к продуктам перед их термообработкой определяется снижением доли необходимого тепла по сравнению с использованием нагревания без ингибиторов (см. гл. 13).

Время и температура
Вполне ожидаемо, что чем продолжительнее нагревание, тем сильнее проявляется воздействие тепла. Тем не менее бывают и исключения из этого правила.
Одно из основных правил включает также зависимость от температуры нагрева.
Чем выше температура, тем сильнее проявляется убивающий эффект воздействия тепла. Это положение иллюстрируется данными, представленными в
табл. 17.6 для бактериальных спор. При более высокой температуре нагрева время, необходимое для достижения того же эффекта, уменьшается.
Эти правила утверждают, что воздействие нагревания на микроорганизмы
является прямым и немедленным и его нельзя механически предотвратить или
отменить. Важным фактором также являются размеры контейнера, в котором
осуществляется нагрев, а также материал этого контейнера (стекло, металл,

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 17. Сохранение продуктов питания при высоких температурах и характеристика...

485

Таблица 17.6. Влияние температуры на время термической смерти спор
Температура

Clostridium botulinum
(60 млрд спор,
суспендированных
в буфере при рН 7)

100 °С
105 °С
110 °С
115 °С
120 °С

Термофильные бактерии
(150 000 спор на 1 мл
кукурузного сока
при рН 6,1

260 мин
120 мин
36 мин
12 мин
5 мин

1 140 мин
180 мин
60 мин
17 мин

Источник: Carpenter [12]. С разрешения W. B. Saunders Co., Philadelphia.

пластик). В больших по размеру контейнерах эффект пастеризации или стерилизации проявляется за более длительное время, чем в меньших по размеру контейнерах. Это также справедливо и по отношению к контейнерам, стенки которых хуже проводят тепло, чем другие.

Действие ультразвука
Когда бактериальные эндоспоры подвергаются воздействию ультразвука непосредственно перед нагреванием или в процессе нагревания, терморезистентность таких спор снижается (см. раздел «Манотермоультразвуковая обработка» в гл. 19).

Относительная термоустойчивость микроорганизмов
Как правило, термоустойчивость микроорганизмов связана с оптимальной температурой их роста. Психрофильные микроорганизмы наиболее чувствительны
к нагреванию, за ними следуют мезофиллы и затем термофилы. Спорообразующие бактерии являются гораздо более терморезистентными по сравнению с неспорообразующими. Термофильные спорообразующие бактерии, как правило,
являются более термоустойчивыми, чем мезофильные спорообразующие бактерии. В отношении реакции бактерий по Граму, тенденция такова, что грамположительные бактерии обладают большей термоустойчивостью, чем грамотрицательные. При этом кокки, как правило, более терморезистентны по сравнению с
неспорообразующими палочковидными бактериями. Дрожжи и мицелиальные
грибы довольно чувствительны к нагреванию. При этом аскоспоры дрожжей
лишь немного более устойчивы к нагреванию по сравнению с вегетативными
клетками дрожжей. Неполовые споры микроскопических грибов также имеют
тенденцию к большей термоустойчивости, чем мицелий. Склероции микроорганизмов этого типа обладают наибольшей термоустойчивостью. Они способны
выдерживать некоторые режимы стерилизации и часто являются проблемой при
консервировании фруктов. Данные по относительной термоустойчивости некоторых бактерий и грибов, вызывающих порчу продуктов питания с высокой
кислотностью, представлены в табл. 17.7. Представитель рода Alicyclobacillus — A. acidoterrestris является одним из наиболее терморезистентных видов
микроорганизмов, обнаруживаемых в некоторых из фруктовых соков.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

486

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Таблица 17.7. Значения D для некоторых микроорганизмов, которые вызывают
порчу продуктов питания, имеющих кислую и сильно кислую реакцию
Микроорганизм
Neosartorya fischery
Neosartorya fischery
Neosartorya fischery
Neosartorya fischery
Neosartorya fischery
Talaromyces flavus
Talaromyces flavus
Alicyclobacillus
Alicyclobacillus
Alicyclobacillus
Alicyclobacillus
Alicyclobacillus
Alicyclobacillus

Субстрат
PO4 буфер, рН 7,0
PO4 буфер, рН 7,0
PO4 буфер, рН 7,0
Яблочный сок
Черничная фруктовая заправка
Черничная фруктовая заправка
Яблочный сок
Ягодный сок
Ягодный сок
Ягодный сок
Сок винограда сорта
«Конкорд» 30
Сок винограда сорта
«Конкорд» 30
Сок винограда сорта
«Конкорд» 30

°С

D (мин)

z

Ссыка

85
87
89
87,8
91
91
90,6
91,1
95
87,8
85,0

35,25
11,1
3,90
1,4
< 2,0
2,5–5,4
2,2
3,8
1,0
11,0
76,0

4,0
4,0
4,0
5,6
5,4–11*
9,7–16,6*
5,2
–
–
–
6,6

45
45
45
48
10
10
48
37
37
37
52

90

18,0

6,6

52

95

2,3

6,6

52

* Интервал значений для трех различных штаммов.

Резистентность спор
Предельная терморезистентность бактериальных эндоспор имеет огромное значение при сохранении пищевых продуктов в результате термической обработки.
Несмотря на интенсивные исследования, проводившиеся в течение нескольких
десятилетий, детальных и разумных объяснений того, почему бактериальные эндоспоры являются столь устойчивыми к нагреванию, так и не было представлено.
Термоустойчивость спор связывают с обезвоживанием протопласта, минерализацией и способностью к термической адаптации. Соединения дипиколиновой кислоты являются уникальными для бактериальных эндоспор, и был
момент, когда они были признаны ответственными за терморезистентность,
в особенности это относится к комплексу кальций — дипиколиновая кислота.
Однако впоследствии было показано, что терморезистентность спор не зависит
от этого комплекса и, таким образом, остается неясным, какую же роль он играет в терморезистентности. В эндоспорах бактерий были найдены небольшие по
размеру, растворимые в кислой среде белки (SASP), относящиеся к a / b-типу,
которые препятствуют рафинированию ДНК спор и, таким образом, вносят свой
вклад в термоустойчивость. Термоустойчивость, по-видимому, связана со способностью к сократительной функции кортекса, который либо понижает содержание воды в протопласте, либо поддерживает состояние обезвоженности.
Были приведены веские доказательства того, что именно снижение содержания
воды в протопласте и его переход в состояние обезвоженности являются главными факторами при терморезистентности спор [8]. Тем не менее известны и
другие факторы, оказывающие дополнительное воздействие [41].
Эндоспоры бактерий определенного вида, культивируемые в условиях максимальной температуры, обладают большей термоустойчивостью, чем эндоспо-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 17. Сохранение продуктов питания при высоких температурах и характеристика...

487

Таблица 17.8. Названия установленных родов гетеротрофных спорообразующих
бактерий, обнаруживаемых в продуктах питания, наряду с некоторыми
другими, чья причастность к пищевой микробиологии неизвестна
Род бактерий
Аэробы
Alicyclobacillus
Amphibacillus
Aneurinibacillus
Bacillus
Brevibacillus
Desulfotomaculum
Geobacillus
Gracilibacillus
Halobacillus
Paenibacillus
Salibacillus
Serratia marcescen subsp. Sakuensis
Sporolactobacillus
Sporosarcina
Virgibacillus
Thermoactinomycetes
Ureibacillus
Анаэробы
Anaerobacter
Caloramater
Clostridium
Filifactor
Moorella
Oxobacter
Oxolophagus
Sporohalobacter
Syntrophospora
Thermoanaerobacter
Tthermoanaerobacterium
а

Окраска
по Граму

Морфология

В продуктах
питания ?

+ положительная
+
+
+
+
+а
+
+
+
+
+
–
+
+
+
+
+

R палочки
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
Кокки
R
R
R

+ да
+
? неизвестно
+
+
+
+
?
+
+
?
?
+
?
?
?
?

+
+
+
+
+
+
+
–
–
+
+

R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R

?
?
+
?
+
?
?
?
?
+
+

Часто сообщалось, что бактерии проявляют свойства грамотрицательных.

ры, растущие при более низких температурах [62]. По-видимому, содержание
воды в протопласте в результате такой термоадаптации снижается, в результате
чего термоустойчивость спор повышается [7]. Дополнительно на терморезистентность бактериоспор воздействует изменение содержания минеральных солей во внешней среде. Несмотря на то что все три упомянутых выше фактора
вносят свой вклад в терморезистентность спор, обезвоживание протопласта является наиболее важным среди них [7]. Более подробная информация по бактериальным спорам относительно пищевой микробиологии представлена в работе
Setlow и Johnson [49].
Названия родов гетеротрофных спорообразующих бактерий, обнаруживаемых в продуктах питания, перечислены в табл. 17.8. Некоторые из этих родов не
входят в перечень имеющих важное значение в пищевой области, но попали

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

488

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

в этот список, поскольку были обнаружены в образцах. Возможно также, что
они были неправильно идентифицированы. Одним из наиболее интересных
в этом отношении является Anaerobacter polyendosporus, который продуцирует
до 5–7 бактериоспор на клетку [51]. Данные по воздействию некоторых химических веществ на бактериальные эндоспоры представлены в гл. 13.

Термическая деструкция микроорганизмов
Для лучшего понимания процесса термической деструкции микроорганизмов в
связи с предохранением продуктов питания и консервированием необходимо
рассмотреть основные концепции, связанные с этой технологией. Далее будут
перечислены некоторые из наиболее важных концепций. Однако для более глубокой проработки этого вопроса следует обратиться к монографии Stumbo [54].

Время термической смерти
Время термической смерти (ВТС) — это время, необходимое для того, чтобы
убить данное количество микроорганизмов при определенной температуре.
В соответствии с этим методом определяется время, необходимое для уничтожения всех клеток микроорганизмов. При этом температура сохраняется постоянной в течение всего этого времени. Меньшее значение имеет точка термической смерти, которая определяется как значение температуры, необходимой для
уничтожения определенного количества клеток при фиксированном времени
(как правило, это время равно 10 мин). Для определения были предложены различные средства, включая такие, как: пробирки, консервные банки, «танки»,
колбы, терморезистометры, незапаянные пробирки и капиллярные трубки.
Основная методика для определения в соответствии с этим методом заключается в том, чтобы поместить известное количество клеток или спор микроорганизмов в несколько соответствующих герметично закрытых контейнеров, чтобы
определять количество выживших микроорганизмов в каждый период времени
тестирования. Затем контейнеры, содержащие микроорганизмы, помещаются
в масляную баню и нагреваются в течение определенного времени. По окончании нагревания контейнеры извлекаются и быстро охлаждаются в холодной
воде. Содержащиеся в контейнере микроорганизмы переносятся затем на соответствующую среду роста или, в случае когда микроорганизмы суспендированы
в среде с подходящим субстратом, инкубируют непосредственно содержимое
контейнеров. Суспензии микроорганизмов или целые контейнеры инкубируют
при температуре, оптимальной для роста соответствующих микроорганизмов.
Смерть микроорганизмов определяется как их неспособность формировать видимые колонии после достаточно продолжительного времени инкубации.

Значение D
Значение D определяется как десятая доля времени, необходимого для деструкции 90% микроорганизмов. Это значение численно равно количеству минут,
необходимых для того, чтобы кривая выживаемости прошла один логарифмический цикл (см. рис. 17.2). Математически это значение обратно величине угла
наклона кривой выживаемости и является мерой скорости отмирания микро-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 17. Сохранение продуктов питания при высоких температурах и характеристика...

489

Рис. 17.2. Кривая скорости деструкции. Бактериальные эндоспоры штамма F. S.7 нагревали
в консервных банках, содержащих горошек в солевом растворе при рН 6,2.
Источник: Gillespy [20]. C разрешения Batterworths Publishers, Лондон.

организмов. Когда значение D определяется при температуре, равной 107 °С,
оно часто выражается как Dr. Влияние рН на значение D у бактерий C. botulinum
в различных продуктах питания представлено в табл. 17.9. Значения D для бактерий S. Senftenberg 775 W при различных условиях представлены в табл. 17.4.
Было установлено, что для штаммов S. aureus значение D при температуре
65,5 °С равно 0,20–2,20 мин, для бактерий Coxiella burnetii это значение при темТаблица 17.9. Влияние рН на значение D у эндоспор бактерий C. botulinum 62А,
суспендированных в трех различных видах продуктов питания
при температуре 115 °С
pH

Спагетти, томатный
соус и сыр

Значение D (мин)
Макароны по-креольски

Испанский
рис

4,0
4,2
4,4
4,6
4,8
5,0
6,0
7,0

0,128
0,143
0,163
0,223
0,226
0,260
0,491
0,515

0,127
0,148
0,170
0,223
0,261
0,306
0,535
0,568

0,117
0,124
0,149
0,210
0,256
0,266
0,469
0,550

Источник: Xezones и Hutchings [65]. Copyright © 1965, Institute of Food Technologists.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

490

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Таблица 17.10. Значения D для семи видов мицелиальных грибов, вызывающих
порчу фруктов. Анализ проводился в условиях 0,1-молярного
цитратного буфера, при температуре 60 °С и рН 4,0
(данные из работы Shearer с соавт. [50])
Penicillium citrinum
Torulaspora delbrueckii
Rhodotorula mucilaginosa
Zygosaccharomyces rouxii
Penicillium roquefortii
Aspergillus niger
Saccharomyces cerevisiae

0,009
0,018
0,158
0,008
0,290
0,449
0,280

пературе 65,5 °С равно 0,50–0,60 мин, и для бактерий Mycobacterium tuberculosis
это значение при температуре 65,5 °С равно 0,20–0,30 мин [54]. Сообщалось, что
у штаммов с повышенным рН, Bacillus licheniformis, для эндоспор внутри плодов томатов значение D95o C при температуре 65,5 °С равно 13,7 мин [39].
Значения D для некоторых дрожжей и мицелиальных грибов, вызывающих
порчу фруктов, представлены в табл. 17.10. Там же приведены значения D60o C
[50]. Из этой таблицы следует, что дрожжи Saccharomyces cerevisiae были наиболее термоустойчивыми из семи перечисленных видов микроорганизмов.
Значения D70o C для бактерий Listeria innocua, а также смеси из шести разных
серотипов Salmonella, которые были определены в шести различных мясных и
куриных продуктах, приведены в табл. 17.11. Если говорить о картине в целом,
то термоустойчивость сальмонелл была несколько выше, чем у бактерий L. innocua. Термальные значения D для сальмонелл в различных продуктах были рассмотрены в работе [16]. Наибольшее значение D для сальмонелл было выявлено
в белке и желтке сырых куриных яиц.
При использовании пастеризации в масштабе пилотных установок для пяти
штаммов бактерий Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis было установлено, что среднее значение D72o C < 2,03 [46]. Исходя из этих данных, 15-секундное
выдерживание этих микроорганизмов при 72 °С оказывается достаточным для
получения эффекта полного разрушения 10 7 клеток.
Таблица 17.11. Значения D70o C для смеси из шести разных серотипов * Salmonella,
а также бактерий Listeria innocua, которые были определены в пяти
различных продуктах питания (данные из [40])
Образец продукта питания
Куриные пирожки
Куриное филе
Свиные колбаски
Пирожки с говядиной
Пирожки с говядиной и индейкой

Salmonella

Listeria innocua

0,32
0,32
0,39
0,25
0,37

0,21
0,29
0,36
0,29
0,18

* S. California, Heidelberg, Mission, Montevideo, Senftenberg и Typhimurium.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 17. Сохранение продуктов питания при высоких температурах и характеристика...

491

Значение z
Значение z определяется температурой (в °F), необходимой для того, чтобы кривая выживаемости прошла один логарифмический цикл. Математически это
значение обратно величине угла наклона кривой выживаемости (рис. 17.3). В то
время, как значение D отражает устойчивость микроорганизмов к определенной
температуре, значение z дает информацию об относительной устойчивости микроорганизмов к разным вызывающим разрушение микробных клеток температурам. Величина z позволяет рассчитывать эквивалентные процессы термического воздействия при различных температурах. Например, если 3,5 мин при
60 °С является адекватным режимом термической обработки и значение z, при
этом, равно 8,0, то эквивалентными режимами термообработки могут быть:
0,35 мин при 64,4 °С, или 35 мин при 55,5 °С.

Рис. 17.3. Кривая термической смерти. Бактериальные эндоспоры штамма F. S. 7 нагревали
в консервных банках, содержащих горошек в собственном соку при рН 6,2.
Источник: Gillespy [20]. C разрешения Batterworths Publishers, Лондон.

Значения D и z для бактерий Pectinatus spp., вызывающих порчу пива, приведены в табл. 17.12. Из данных этой таблицы следует, что бактерии P. frisingensis
имеют наивысшие значения D60o C и z из трех исследованных культур микроорганизмов [59]. В этой работе исследователи анализировали термические свойства протестированных микроорганизмов разных штаммов, а также разных нагреваемых растворов. Было показано, что среднее значение D60o C для смеси из
восьми штаммов сальмонелл равно 1,30 и 5,48 для говядины, содержащей 12,5%
жира и 5,70 для кур, содержащих 7% жира. Все измерения были сделаны по методу линейной регрессии [25].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

492

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Таблица 17.12. Значения D и z для бактерий трех видов Pectinatus spp., определяемые
при 60°С и рН 5,2 в свежем растворе солода (данные из работы Watier
с соавторами [59])
Микроорганизмы

Pectinatus cerevisiiphilus
Pectinatus frisingensis
Pectinatus sp.

Значения D60 o C

Значения z (°С)

0,12
1,69
1,17

3,53
8,49
6,13

Значение F
Это значение эквивалентно времени в минутах, при 121,1 °С, для всех подходящих способов нагрева, при которых происходит разрушение эндоспор и вегетативных клеток определенного микроорганизма. Интегрированное летальное
значение прилагаемого тепла, передаваемого контейнеру с микроорганизмами в
процессе нагрева, обозначается как Fs или Fo. Эти значения представляют величину способности процесса тепловой обработки снижать количество спор или
вегетативных клеток у данного микроорганизма в данном контейнере. Если допускается, что происходит мгновенное нагревание и затем охлаждение по всему
объему контейнера со спорами, вегетативными клетками или продуктами питания, то величина Fo может быть представлена как:
F0 = Dr (log a - log b),
где a — количество клеток в исходной популяции, b — количество клеток в конечной популяции.

Кривая времени термической смерти
Для того чтобы проиллюстрировать кривую термической деструкции и значение D, были использованы данные из работы Gillespy [20] по деструкции эндоспор бактерий, вызывающие плоское закисание консервов, при 115 °С, в консервных банках, содержащих горошек в собственном соку при рН 6,2. Подсчет
производили с интервалами в 5 мин. При этом среднее значение количества жизнеспособных клеток представлено ниже:
Время
(мин)

Среднее значение количества
жизнеспособных клеток

5
10
15
20
25

340,0
65,0
19,0
4,5
1,3

Время нагревания в минутах, а также количество жизнеспособных клеток
было переведено в полулогарифмическую шкалу с линейными осями, и в результате была получена кривая времени термической смерти, представленная на
рис. 17.2. Кривая представлена в основном прямой линией, что указывает на то,

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 17. Сохранение продуктов питания при высоких температурах и характеристика...

493

что термическая деструкция бактерий укладывается в рамки логарифмической
закономерности и является реакцией первого порядка. Несмотря на то что в области конечной фазы встречаются сложности и неоднозначность в подсчетах,
тем не менее, в консервной промышленности расчеты основаны именно на логарифмической закономерности смерти популяции. Из данных, представленных
на рис. 17.2, видно, что значение D равно восьми минутам, или D 240 = 8,0.
Значения D могут быть использованы для отражения относительной устойчивости бактериальных эндоспор и вегетативных клеток к нагреванию. Эндоспоры штаммов бактерий C. botulinum типов А и В, являющихся наиболее
устойчивыми к тепловой обработке, имеют значение Dr, равное 0,21. В то же
время большинство термоустойчивых эндоспор термофильных бактерий имеют
значения Dr в области 4,0–5,0. Stumbo с соавт. [55] обнаружили, что вызывающий гниение анаэробный штамм (РА) 3679 имел значение Dr, равное 2,47 в кукурузной пасте, в то время, как было показано, что эндоспоры бактерий штамма
617, вызывающие плоское закисание, имели значение Dr равное 0,84 в цельном
молоке.
Приблизительные показатели термоустойчивости эндоспор вызывающих
порчу термофильных и мезофильных микроорганизмов можно сравнивать, используя значения Dr .
Geobacillus stearothermophilus:
Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum:
Clostridium nigrificans:
Clostridium botulinum (типы А и В):
Clostridium sporogenes (включая штамм РА 3679):
Bacillus coagulans:

4,0–5,0
3,0–4,0
2,0–3,0
0,10–0,20
0,10–1,5
0,01–0,07

Влияние значения рН и суспендирующего раствора на значения D у эндоспор бактерий C. botulinum представлено в табл. 17.9. Как уже отмечалось выше,
микроорганизмы более устойчивы к нагреванию при значениях рН в нейтральной области и демонстрируют разные уровни термоустойчивости в различных
продуктах питания.
Для определения значения z помещают на график значения D в формате логарифмической шкалы, а температуру, выраженную в градусах по Фаренгейту,
помещают в формате линейных осей. Из представленных на рис. 17.3 данных
следует, что значение z равно 17,5. Были сообщения о том, что значения z для
бактерий C. botulinum определяются в области от 14,7 до 16,3, в то время как для
штамма РА 3679 эти значения находятся в области от 6,6–20,5. Сообщалось также, что для некоторых спор значения z могут достигать 22. Были также сообщения о том, что значение z для пероксидазы равно 47; для рибофлавина — 50,
а для тиамина — 56.

Концепция 12-D
Концепция 12-D относится к процессам летальности длительного периода, требуемым в консервной промышленности, и означает, что минимальная процедура тепловой обработки должна снижать вероятность выживаемости наиболее
термоустойчивых эндоспор бактерий C. botulinum до величины, равной 10 -12 .

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

494

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Поскольку известно, что эндоспоры бактерий C. botulinum не прорастают и не
секретируют токсин в условиях рН ниже 4,6, эта концепция действует, только
если рН соответствующих продуктов питания превышает это значение. Конкретный пример из работы Stumbo с соавт. [54] иллюстрирует эту концепцию
с точки зрения технологии консервной промышленности. Если принять, что
каждый контейнер с пищевыми продуктами содержит только одну бактериальную эндоспору C. botulinum, то значение F может быть подсчитано при использовании общего уравнения для кривой жизнеспособности при учете других допущений, которые были отмечены выше:
F0 = Dr (log a - log b),
F0 = 0,21(log 1 - log 10 -12 ),
F0 = 0,21 ´ 12 = 2,52.
При выполнении режима термообработки, когда значение Fo равно 2,52,
а температура равна 107 °С, количество бактериальных спор C. botulinum должно снижаться до одной споры в контейнере, который первоначально содержал
один миллиард (1012) спор. В случае, когда эндоспоры бактерий, вызывающие
плоское закисание консервов, имеют значение Dr в области 4,0, а консервированные в банках продукты питания получают термообработку при значениях Fo
в области 6,0–8,0, потенциальное количество спор C. botulinum должно снижаться до уровня, когда они не определяются общепринятыми методами.

Некоторые характеристики
термофильных микроорганизмов
На основании температур роста термофилы могут быть охарактеризованы как
микроорганизмы, минимальная температура роста для которых равна приблизительно 45 °С, оптимальные температуры находятся в области от 50 до 60 °С,
а максимальные температуры равны 70 °С и выше. Исходя из этого определения
термофильные виды и штаммы микроорганизмов были найдены среди таких
таксонов, как цианобактерии, архебактерии, актиномицеты [58], анаэробные
фотосинтезирующие бактерии, серобактерии, микроскопические водоросли,
грибы, бациллы, клостридии, молочнокислые бактерии и других групп. Среди
микроорганизмов, имеющих наиболее важное значение для пищевой микробиологии, можно выделить бактерии. принадлежащие к следующим родам: Bacillus, Clostridium, Alicyclobacillus, Geobacillus и Thermoanaerobacterium.
В процессе роста термофильных микроорганизмов лаг-фаза короткая, и ее
иногда сложно зарегистрировать и измерить. Эндоспоры созревают и растут
очень быстро. Логарифмическая фаза роста длится очень короткий промежуток
времени. Были сообщения, что у некоторых термофилов время генерации равно
всего лишь десяти минутам при росте в условиях высоких температур. Скорость
отмирания в этих случаях очень высока. Потеря жизнеспособности, или «автостерилизация» в области ниже термофильного роста, характерна для микроорганизмов этого типа. Сравнение кривых роста бактерий при 55 °С, 37 °С и 20 °С
представлено на рис. 17.4.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 17. Сохранение продуктов питания при высоких температурах и характеристика...

495

Рис. 17.4. Кривые роста штаммов бактерий, культивируемых при 55 оС, 37 оС и 20 оС.
Источник: с разрешения Tanner и Wallace [57].

Почему некоторые микроорганизмы требуют для роста температур, которые
являются разрушительными для других, — это фундаментальный вопрос не
только с точки зрения сохранения продуктов питания, но и с точки зрения биологии термофильности вообще. Некоторые из известных характеристик термофильных микроорганизмов суммированы ниже.

Ферменты
Ферменты термофильных микроорганизмов могут быть разделены на три группы:
1. Некоторые ферменты стабильны при температуре их выработки, но для инактивации этих ферментов требуются температуры немного большие — например, малеиндегидрогеназа, аденозинтрифосфатаза (АТФаза), пирофосфатаза, альдолаза и некоторые пептидазы.
2. Некоторые ферменты инактивируются даже при температуре их выработки в
случае отсутствия специфических субстратов — например, аспарагиндезаминаза, каталаза, пируватоксидаза, изоцитратлиаза и некоторые мембранные
ферменты.
3. Некоторые ферменты и белки являются чрезвычайно термоустойчивыми —
например, a-амилаза, некоторые протеазы, глицеральдегидтрифосфатдегидрогеназа, некоторые ферменты, активирующие аминокислоты, белки бактериальных жгутиков, эстеразы и термолизин.
Как правило, ферменты термофилов, которые продуцируются в условиях
термофильного роста, проявляют большую терморезистентность, чем ферменты мезофилов (табл. 17.13). Отдельно следует упомянуть об a-амилазе, продуцируемой штаммом бактерий G. stearothermophilus, которая оставалась в активном состоянии даже после нагревания до 70 °С в течение 24 ч. В одном из исследований было показано, что оптимум температуры для активности a-амилазы
бактерий G. stearothermophilus был равен 82 °С, а оптимальное значение рН
было равно 6,9 [53]. Для сохранения стабильности фермент требует присутствия
ионов кальция. Термостабильность цитоплазматических белков, выделенных из
четырех различных термофильных микроорганизмов, была выше, чем у аналогичных белков, изолированных из четырех разных мезофилов [28].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

496

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Таблица 17.13. Сравнение термостабильности и других свойств ферментов, выделяемых
из термофильных и мезофильных бактерий
Фермент

(%)

Термостабильность*

45
50

(50 °C, 30 мин)
(60 °C, 15 мин)

0
0

28 000
44 700

Да
Да

80

(60 °C, 10 мин)

0

48 400

Да

P. aeruginosa

Субтилизин BNP’
Нейтральная
протеаза
Щелочная
протеаза
Эластаза

39 500

Да

Стрептококковая
протеаза
Коллагеназа
Проназа
Термолизин

(70 °C, 10 мин)
(75 °C, 10 мин)
(70 °C, 30 мин)

4,6

Стрептококки
группы А
C. histolyticum
S. griseus
B. thermoproteolyticus

86
10
0

1

32 000
90 000

0

42 700

a-Амилаза
a-Амилаза

(50 °C, 20 мин)
(60 °C, 10 мин)
(60 °C, 120 мин)
(80 °C, 60 мин)
(65 °C, 20 мин)
(70 °C, 24 ч)

0

B. subtilis
G. stearothermophilus

1,5
60
95
50
55
100

0
4

50 000
15 500

Вид

B. subtilis
B. subtilis
P. aeruginosa

Полу- Молеку- Необхоцистин лярный димость
(моль/
вес
металмоль
лов для
белка)
стабильности

Да
Да
Да

* Активность, остающаяся после термообработки, условия которой указаны в круглых скобках.

Источник: Matsubara [34]. Copyright © 1967, The American Association for the Advancement of Science.

Существует несколько объяснений тому, что ферменты термофилов являются термостабильными. Среди прочих следует отметить такую особенность этих
ферментов, как более высокое содержание гидрофобных аминокислот, чем у
аналогичных ферментов мезофилов. Белки, обладающие большей гидрофобностью, проявляют большую степень термоустойчивости. При рассмотрении
роли различных аминокислот было установлено, что при замещении глутамина
лизином термостабильность фермента снижается, тогда как при замещении этих
позиций другими аминокислотами термостабильность повышается [30]. Другим фактором является связывание ионов металлов, например магния. Было показано, что на структурную целостность мембран протопластов G. stearothermophilus воздействуют двухвалентные катионы [63].
В целом белки термофилов совпадают по молекулярной массе, аминокислотному составу, аллостерическим эффекторам, составу субъединиц и первичным
последовательностям аминокислотных остатков с аналогичными белками мезофилов. Экстремально термофильные микроорганизмы, а также облигатные термофилы синтезируют макромолекулы, имеющие дополнительную, внутренне
присущую им, молекулярную стабильность для противостояния термическому
стрессу [1].

Рибосомы
Термостабильность рибосом, как правило, соответствует максимальной температуре роста микроорганизмов (см. табл. 17.14). О терморезистентности рибосом, в отличие от ДНК, сообщалось в литературе. При исследовании рибосом

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 17. Сохранение продуктов питания при высоких температурах и характеристика...

497

Таблица 17.14. Максимальные температуры роста и плавления рибосом
Микроорганизмы и
номера штаммов

Максимальные
температуры роста (°С)

Рибосомальные
Тm (°С)

18
20
28
30
35
40
40
45
45
45
45
50
60
60
73
73
73
73
73

69
69
74
71
70
73
73
72
72
73
75
74
74
75
78
78
79
79
79

1. V. marinus (15381)
2. 7E – 3
3. 1–1
4. V. marinus (15382)
5. 2–1
6. D. desulfuricans (cholinicus)*
7. D. vulgaris (8303)*
8. E. coli (B)
9. E. coli (Q13)
10. S. itersonii (Sl–1)†
11. B. Megaterium (Paris)
12. B. subtilis (SB–19)
13. B. coagulans (43P)
14. D. nigrificans (8351) ‡
15. Термофил 194
16. G. stearothermophilus (Т–107)
17. G. stearothermophilus (Т–1503R)
18. Термофил (Tecce)
19. G. stearothermophilus
* Desulfovibrio. †Spirillum. ‡Desulfotomaculum.
Источник: Pace и Campbell [43].

бактерий G. stearothermophilus не было обнаружено никаких необычных химических характеристик составляющих их белков, которые бы могли объяснить их
термостабильность [2]. В другом исследовании не было обнаружено никаких существенных различий в размерах и расположении поверхностных филаментов
рибосом у бактерий G. stearothermophilus и E. coli [4]. Было показано, что базовая композиция рибосомальных РНК (рРНК) существенно влияет на термостабильность. При исследовании 19 различных микроорганизмов было установлено, что при повышении максимальных температур роста содержание G–C в молекулах РНК повышалось, а содержание A–U в молекулах рРНК, наоборот,
понижалось [43]. При повышении содержания G–C в молекулах РНК повышается стабильность их структуры посредством увеличения количества водородных
связей. С другой стороны, термостабильность растворимых РНК как у термофилов, так и у мезофилов, по-видимому, одинакова.

Жгутики
Жгутики термофилов обладают большей термостабильностью, чем у мезофилов. При этом у термофильных микроорганизмов жгутики остаются интактными при температурах, превышающих 70 °С, в то время как у мезофилов они
разрушаются уже при температурах около 50 °С [27–29]. Жгутики термофилов
обладают большей устойчивостью к воздействию мочевины и ацетамида, чем
у мезофилов. Предполагается, что у жгутиков термофилов повышена эффективность связывания водородными связями.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

498

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Другие характеристики термофильных микроорганизмов
Требования к питательным веществам
Термофилы, как правило, более требовательны к питательным веществам, чем
мезофилы при росте в условиях термофильных температур. Несмотря на то что
по этому аспекту термофильности было проведено не столь много исследований, тем не менее, считается, что при повышении температуры инкубации изменение требований к питательным веществам может иметь место вследствие
общей неэффективности части метаболического комплекса. Повышенные температуры инкубации могут воздействовать на определенные ферментные системы, а также и на весь процесс синтеза ферментов в целом.

Концентрация кислорода в среде
Давление кислорода воздействует на рост термофильных микроорганизмов. При
возрастании температуры инкубации скорость роста увеличивается, вследствие
чего повышается требование к содержанию кислорода в культуральной среде при
снижении растворимости кислорода. Некоторые из исследователей полагают, что
это является одним из самых важных лимитирующих факторов термофильного
роста в культуральной среде. Downey [15] показал, что термофильный рост оптимален в области таких концентраций кислорода, которые обычно характерны для
роста мезофилов, а именно — от 143 до 240 мM. Несмотря на общепринятое мнение, что термофильные микроорганизмы способны к росту при высоких температурах именно благодаря их способности потреблять и запасать кислород при высоких температурах, чего лишены мезофилы и психрофилы, для подтверждения
этого утверждения необходимы дополнительные данные.

Клеточные липиды
Состояние клеточных липидов также влияет на термофильный рост. Поскольку
повышение степени ненасыщенности клеточных липидов связано с психротрофным ростом, то можно будет ожидать, что в случае роста термофильных
микроорганизмов будет наблюдаться обратный эффект. Эта идея нашла свое
подтверждение в исследованиях многих авторов. Gaughran [19] обнаружил, что
мезофилы, растущие при температурах выше их максимальной области, демонстрировали снижение содержания липидов и повышение насыщенности жирных кислот. По мнению этого автора, клетки не могут расти при температурах
ниже точки затвердевания входящих в их состав липидов. Marr и Ingraham [33]
показали прогрессивное повышение содержания насыщенных жирных кислот и
соответственно снижение содержания ненасыщенных жирных кислот у бактерий E. coli при повышении температуры роста. Было установлено, что общее
снижение пропорционального содержания ненасыщенных жирных кислот при
повышении температуры роста наблюдается у большого числа различных видов
животных и растений. Насыщенные жирные кислоты образуют более прочные
гидрофобные связи, чем ненасыщенные жирные кислоты. Среди группы насыщенных жирных кислот встречаются кислоты с разветвленными цепями. У термофилов Bacillus spp. было продемонстрировано преобладание биосинтеза разветвленных гептадеканоидных жирных кислот и полное отсутствие синтеза ненасыщенных жирных кислот [60].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 17. Сохранение продуктов питания при высоких температурах и характеристика...

499

У мезофильных бактерий происходят изменения в составе мембранных липидов в условиях роста при температурах выше или ниже области температур
нормального роста. При определении значений D57o C у четырех адаптированных к повышенным температурам штаммов бактерий E. coli (включая E. coli
0157:Н7 и rpoS мутант) было установлено, что эти значения были до 3,9 мин
больше, чем значения в контрольных культурах для всех исследованных штаммов [64]. Обнаружено, что в мембранах двух штаммов повышалось содержание
пальмитиновой кислоты (16 : 0) и цис-вакценовой кислоты (18 : v 7с). У термоадаптированных штаммов снижалось содержание внутриклеточного веротоксина, но при этом содержание внеклеточного веротоксина у этих микроорганизмов повышалось. Этот эффект, очевидно, является результатом повышенной текучести мембран [64].

Клеточные мембраны
Природа клеточных мембран воздействует на рост термофильных микроорганизмов. В своей работе Brock [11] писал, что молекулярный механизм термофилии более вероятно связан с функцией и стабильностью клеточных мембран,
чем со свойствами специфических макромолекул. Этот исследователь отмечал,
что не существует доказательств того, что микроорганизмы погибают при нагревании вследствие инактивации белков и других макромолекул, каковое представление является широко распространенным. Согласно представлениям этого
автора, анализ кривых термической смерти у различных микроорганизмов показывает, что это процесс первого порядка и что эти закономерности согласуются
с тем, что происходит в результате нагревания некоторых больших структур, таких как клеточные мембраны. Образование даже одного отверстия в мембране
клетки может привести к вытеканию всего ее внутреннего содержимого и последующей смерти. Brock также указывал, что закономерность термической
смерти вследствие инактивирования термочувствительных ферментов или термочувствительных рибосом, у которых существует много копий в клетке, не может подчиняться кинетике первого порядка. Вытекание веществ, адсорбирующих ультрафиолет, и других материалов из клеток, подверженных «холодовому
шоку», очевидно происходит и с мембранами в результате термической смерти.
Поскольку большинство животных умирают при повышении температуры их
тела до 40–45 °С, так же как и большинство психрофильных микроорганизмов,
предположение о том, что летальные повреждения происходят в результате
плавления липидных составляющих клетки или клеточных мембран, является
не просто вероятным, а получило подтверждения результатами экспериментов
многих исследователей. Клеточная мембрана состоит из липидных слоев, окруженных белками, имеющих разнообразные биологические функции. Следует
ожидать, что при разрушении этой структуры наступает повреждение клетки и
возможен смертельный исход. В свете изменений степени насыщенности клеточных липидов, о которых упоминалось выше, целостность клеточной мембраны представляется критическим фактором для роста и выживания организмов
в условиях термофильных температур.

Влияние температуры
Brock [11] привлек внимание к тому факту, что термофильные микроорганизмы,
как правило, не растут настолько быстро при оптимальных для них температурах, как это можно было бы теоретически предсказать или как это обычно при-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

500

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

нято считать. При сравнении кривых Аррениуса в ходе роста термофильных
микроорганизмов и бактерий E. coli в одинаковых пределах температур было
показано, что в общем и целом мезофильные типы более эффективны. Brock отмечал, что ферментам термофилов присуща меньшая функциональная эффективность, чем у мезофилов именно вследствие их свойств, обусловливающих
термостабильность. Термофильные микроорганизмы, таким образом, в качестве
приоритета имеют не эффективность роста, а выживание как таковое.

Генетика
Наиболее значительные открытия в понимании генетических основ явления
термофильности были сделаны McDonald и Matney [36]. Эти исследователи осуществили трансформацию термофилии у бактерий B. subtilis, выращивая клетки
штамма, который не мог расти при температуре, превышающей 50 °С, в присутствии ДНК, изолированной из штамма, способного расти при температуре, равной 55 °С. Штамм бактерий, обладающих большей термочувствительностью,
был трансформирован с частотой, равной 10 -4 . Эти авторы отмечали, что только
10–20% трансформантов сохраняли высокий уровень устойчивости к стрептомицину, что прямо указывает на то, что генетические локусы устойчивости
к стрептомицину и локусы, ответственные за рост при 55 °С, были тесно связаны друг с другом.
Несмотря на то что многие основные механизмы термофильности у микроорганизмов были уже изучены, точный механизм, определяющий этот феномен
роста и выживания при высоких температурах, остается загадкой. Факультативные термофильные микроорганизмы, такие как некоторые из штаммов B. coagulans, представляют собой столь же головоломную проблему, как и облигатные
термофилы. Факультативные термофильные микроорганизмы обладают как мезофильным, так и термофильным типами метаболизма. При исследовании этих
типов микроорганизмов из рода Bacillus, которые проявляли способность к хорошему росту как при 37 °С, так и при 55 °С, Bausum и Matney [6] сообщали, что
эти микроорганизмы переключаются с мезофилии на термофилию в области
температур между 44 и 52 °С.

Порча консервированных продуктов
Несмотря на то что целью термического консервирования продуктов является разрушение микроорганизмов, все-таки при определенных условиях эти пищевые
продукты подвергаются порче микроорганизмами. Основными причинами этого
являются недостаточно строгое соблюдение температурных режимов консервирования, неадекватное охлаждение, заражение банок, происходящее через отверстия
в швах, а также заражение, происходящее до начала процесса консервирования.
Поскольку некоторые из консервированных продуктов обрабатывают при относительно низких температурах, можно ожидать, что при исследовании такой пищи
можно обнаружить достаточно много разных типов микроорганизмов.
В качестве руководства по разным типам порчи консервированных продуктов будет полезно представить классификацию баночных продуктов, основанную на значении pH.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 17. Сохранение продуктов питания при высоких температурах и характеристика...

501

Слабокислые продукты (рН > 4,6)
Эта категория включает мясо и морские продукты, молоко, некоторые овощи
(кукуруза, бобы), смеси мяса и овощей и тому подобное. Такие пищевые продукты подвергаются порче под воздействием группы термофильных бактерий,
вызывающих плоскокислую порчу (Geobacillus stearothermophilus, B. coagulans), сульфидных микроорганизмов, вызывающих порчу продуктов (Clostridium nigrificans, C. bifermentans), а также газовых микроорганизмов, вызывающих порчу продуктов питания (Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum).
Мезофилы, вызывающие порчу продуктов питания, включают гнилостные анаэробы (особенно типы РА 3679). Порча продуктов и выделение токсинов могут
происходить также и в случае присутствия протеолитических штаммов C. botulinum. Средне-закисленными продуктами питания являются те, которые имеют
область значений рН от 5,3 до 4,6, тогда как слабокислыми продуктами питания
являются те, которые имеют рН ³ 5,4.

Кислые продукты (рН от 3,7–4,0 до 4,6)
К этой категории относятся фрукты, такие как томаты, груши и инжир. В группу
термофильных микроорганизмов, вызывающих порчу продуктов питания,
включены бактерии типа B. coagulans. В группу мезофильных микроорганизмов, вызывающих порчу продуктов питания, включены бактерии типа P. polymyxa, P. marcerans (B. betanigrificans), C. pasteurianum, C. butyricum, Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum, лактобациллы и другие.

Сильнокислые продукты питания (рН < 4,0–3,7)
Эта категория продуктов питания включает фрукты и фруктово-овощные продукты, такие как грейпфрут, ревень, квашеная капуста, соленые и маринованные огурцы и тому подобное. Эти продукты, как правило, подвергаются порче
под воздействием неспорообразующих мезофилов — дрожжей, микроскопических грибов, бактерий Alicyclobacillus spp., а также молочнокислых бактерий.
Бактерии Alicyclobacillus spp. могут расти и вызывать порчу яблочного и томатного соков, а также осветленного виноградного сока [52]. Так, например, грибы
Byssochlamys могут расти при значениях рН, не превышающих 2,0, а грибы
Neosartorya fisсheri могут расти при значениях рН, не превышающих 3,0 [9].
Микроорганизмы, вызывающие порчу консервированных продуктов, могут
быть также охарактеризованы следующим образом:
l Мезофильные микроорганизмы
– гнилостные анаэробы;
– анаэробы, выделяющие бутират;
– ацидофильные бактерии, вызывающие плоскокислую порчу;
– молочнокислые бактерии;
– дрожжи;
– микроскопические грибы.
l Термофильные микроорганизмы
– термофильные анаэробы, выделяющие сульфиды;
– споры бактерии, вызывающие плоскокислую порчу;
– термофильные анаэробы, не выделяющие сульфиды.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

502

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Различные проявления процессов порчи консервированных продуктов питания, вызываемые этими микроорганизмами, представлены в табл. 17.15.
Что касается порчи сильнокислых продуктов питания и других консервированных продуктов дрожжами, микроскопическими грибами и бактериями, некоторые из них жестко связаны с определенными видами пищи. Так, например,
дрожжи Torula lactis-condensi и T. aglobosa вызывают порчу с выделением газов
у подслащенного сгущенного молока, которое не подвергалось тепловой обработке. При заражении микроскопическим грибом Aspergillus repens на поверхности подслащенного сгущенного молока образуются выступы в виде «кнопок». Бактерии Lactobacillus brevis (L. lycopersici) вызывают сильную ферментацию томатного кетчупа, вустерширского соуса и тому подобных продуктов.
Было показано, что Leuconostoc mesenteroides вызывает порчу с выделением газов в консервированных ананасах, а также вязкость в консервированных персиках. Микроскопические грибы Byssochlamys fulva вызывают порчу консервированных фруктов в бутылках и банках, и это воздействие приводит к распаду
фруктов в результате разрушения пектина [5]. Было обнаружено также, что
дрожжи Torula stellata вызывают порчу консервированного горького лимона и
способны расти при значении рН, равного 2,5 [44].
Замороженный концентрированный апельсиновый сок иногда подвергается
порче дрожжами и бактериями. Hays и Reister [23] исследовали образцы этих
продуктов, подверженных порче бактериями. Такой апельсиновый сок характеризовался тем, что он имел запах уксуса и пахты, а также соответствующий
привкус. Из испорченных продуктов питания были выделены следующие виды
бактерий: L. plantarum var. mobilis, L. brevis, Leuconostoc mesenteroides и Leuconostoc dextranicum. Характеристики испорченного продукта могут быть воспроизведены при инокулировании перечисленными выше культурами бактерий
свежего апельсинового сока.
Минимальные температуры роста термофилов, вызывающих порчу, представляют собой достаточно важный диагностический признак для определения
испорченных консервированных продуктов питания. Было показано, что бактерии B. coagulans (B. thermoacidurans) при 25 °С растут очень медленно, а при
температурах в диапазоне от 30 до 55 °С растут очень хорошо. Бактерии G. stearothermophilus не способны расти при температуре 37 °С, а их температурный
оптимум находится в области 65 °С. У некоторых вариантов с гладкими колониями при этой температуре время генерации короче, чем у вариантов с шероховатыми колониями [17]. Бактерии T. thermosaccharolyticum не способны расти при
температуре 30 °С, однако прекрасно растут при температуре 37 °С. Более подробную информацию о порче кислых и слабокислых продуктов питания можно
найти в работах [9, 38 и 52].
Кроме того, важными диагностическими признаками для определения испорченных консервированных продуктов питания являются также проявления
повреждений и вид невскрытых консервных упаковок, таких как банки или контейнеры. Плоские поверхности консервных банок с продуктами являются, как
правило, ровными или чуть вогнутыми. В случае роста микроорганизмов и выделении ими газов внешний вид консервных банок претерпевает серию изменений, видных невооруженным глазом. У жестяных консервных банок с легко открывающейся крышкой часто наблюдаются явления флиппера и спрингера
(вздутия и вогнутости). Флиппером называется явление, когда консервные бан-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 17. Сохранение продуктов питания при высоких температурах и характеристика...

503

Таблица 17.15. Порча консервированных продуктов в случаях сильнокислых
и слабокислых продуктов питания
Типы микроорганизмов

1. B. thermoacidurans
(плоскокислая порча:
томатный сок)
2. Анаэробы, выделяющие
бутират
3. Неспорообразующие
бактерии (в основном
молочнокислые бактерии)
1. Бактерии, вызывающие
плоскокислую порчу

2. Термофильные анаэробы
3. Бактерии, вызывающие
порчу продуктов и
выделяющие сульфиды
4. Анаэробные гнилостные
бактерии

Проявления повреждений
и вид консервных упаковок
Кислые продукты питания
Прокол упаковки; небольшие
изменения вакуума

Условия среды продуктов
питания в консервах
Небольшие изменения рН;
появление запаха

Брожение содержимого
Вздутие упаковки; возможен
консервов; запах бутирата
взрыв упаковки
Вздутие упаковки; как правило, Кислотный запах
взрыв упаковки, но вздутие
может быть приостановлено
Слабокислые продукты
Прокол упаковки; возможная
потеря вакуума при хранении

Вздутие упаковки; возможен
взрыв упаковки
Прокол упаковки; продукты
пропитываются сероводородным газом
Вздутие упаковки; возможен
взрыв упаковки

5. Аэробные, спорообразую- Прокол упаковки; вздутие
щие бактерии (необычного упаковки, как правило, не
типа)
происходит, за исключением
вяленого и соленого мяса, когда
присутствуют NO3 и сахар

Изменений внешнего вида,
как правило, не происходит;
рН существенно понижается —
появляется кислотность;
может появиться несколько
необычный запах; иногда
помутнение жидкости
Брожение; кислотность;
запах сыра или бутирата
Как правило, сильное
потемнение; запах
«тухлых яиц»
Возможно частичное разложение; рН немного выше
нормы; характерный
гнилостный запах
Вид свернувшегося
и выпаренного молока
цвета черной свеклы

Источник: Schmitt [47].

ки являются выпуклыми с одного конца в результате удара или нагревания.
Спрингером называется явление, когда консервные банки являются вспученными (бомбажными) с обоих концов, а после надавливания либо оба конца банки
становятся вогнутыми, либо один из концов вдавливается, а другой, наоборот,
резко вспучивается. Слабое вспучивание относится к жестяным консервным
банкам, выпуклым с обоих плоских концов, которые можно вдавливать просто
нажатием пальца. Сильное вспучивание относится к жестяным консервным банкам, выпуклым с обоих концов, которые не поддаются вдавливанию нажатием
рук. Подобные внешние проявления изменений жестяных консервных банок
имеют тенденцию к развитию и имеют большое значение в плане предотвращения окончательной порчи продуктов. С целью способствования дальнейшему

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

504

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Таблица 17.16. Некоторые признаки порчи консервированных продуктов в случаях
недостаточной стерилизации и потери герметичности в местах стыков
Признаки
Консервные банки
Внешний вид
продукта
Запах
pН
Микроскопические
и культуральные

История

Недостаточная
стерилизация

Потеря герметичности
упаковки

Прокол или вздутие; банки
выглядят в основном нормально
Типа жидкой грязи или продукта
брожения
Нормальный, прокисшего продукта
или гнилостный и, как правило,
стойкий
Обычно довольно постоянный
Как правило, чистые культуры
микроорганизмов; спорообразующие микроорганизмы;
рост при 98 °F и/или при 113 °F;
могут быть охарактеризованы при
выращивании на специфически
средах, т. е., например, кислый
агар для томатного сока
Порча консервированных
продуктов происходит обычно
среди определенной части или
в отдельной упаковке.
В кислых продуктах диагностика,
как правило, гораздо менее
определенна. Одни и те же микроорганизмы могут участвовать
в заражении и порче как при
недостаточности стерилизации,
так и при потере герметичности
упаковки

Раздувание банок; могут
проявляться дефекты
Пенистое брожение;
вязкость, тягучесть
Прокисший запах,
запах фекалий; как правило,
варьирует от банки к банке
Значительно варьирует
Смешанные культуры, как
правило палочковидные
бактерии и кокковидные
формы; растут только при
обычных температурах

Порча консервированных
продуктов происходит
неравномерно, в отдельных
местах

Источник: Schmitt [47].

росту микроорганизмов, присутствующих в консервированных продуктах, помещенных в жестяные консервные банки, с признаками явлений флиппера
и спрингера, можно инкубировать их завернутыми в теплые ткани, при температурах, соответствующих значениям рН и типу содержащихся продуктов. Подобные эффекты, наблюдаемые в жестяных консервных банках, содержащих
консервированные пищевые продукты, далеко не всегда отражают порчу при заражении микроорганизмами. Слабое вспучивание часто действительно оказывается результатом микробного заражения, которое приводит к сильному вспучиванию. Однако в случае сильнокислых пищевых продуктов сильное вспучивание часто бывает результатом водородного вздутия, которое возникает при
высвобождении газообразного водорода после воздействия содержащихся в
пище кислот на железо жестяных консервных банок. Среди других, наиболее
часто присутствующих в испорченных консервах, газов можно назвать такие,
как CO2 и H2S, выделение которых является результатом метаболической активности микроорганизмов. Присутствие сероводорода можно без труда опреде-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 17. Сохранение продуктов питания при высоких температурах и характеристика...

505

лить по его характерному запаху, в то время как водород и углекислый газ необходимо определять с помощью специальных тестов. Конструкция аппарата для
определения этих газов состоит из стеклянной или пластиковой трубки, прикрепленной к полому стержню, плотно закрытому резиновой пробкой. Свободный конец этого аппарата вводится в пробирку, заполненную разбавленным
раствором KOH, после чего ее опускают в стакан, заполненный этим же раствором. После того как в один из концов консервной банки вставляется полый стержень, выделяемый газ будет вытеснять разбавленный раствор KOH, помещенный в пробирку. Перед изъятием открытого конца пробирки из стакана с КОН
необходимо заткнуть его большим пальцем руки. Для тестирования CO2 нужно
потрясти пробирку, и образование вакуума будет ощущаться пальцем по «отсасыванию». Для определения водорода необходимо повторить эту же процедуру,
поднести спичку к концу пробирки и быстро отнять большой палец. Хлопок будет указывать на присутствие водорода. В некоторых банках с испорченными
консервированными продуктами можно обнаружить оба этих газа.
Порча консервированных продуктов в случаях потери герметичности на стыках упаковки характеризуется появлением микробиоты, состоящей из неспорообразующих микроорганизмов, которые, как правило, не способны к выживанию при обычно используемой тепловой обработке. Эти микроорганизмы проникают в упаковки в начале процесса охлаждения через поврежденные места
стыков, возникающие обычно в результате небрежного обращения с изделиями.
Микроорганизмы, вызывающие порчу подобного типа, проникают внутрь упаковок или с их поверхности, или из воды, используемой для охлаждения. Заражение можно минимизировать при условии снижения количества микроорганизмов в охлаждающей воде до <100 бактерий на миллилитр. Порчу консервированных продуктов при потере герметичности можно отличать от той, которая
вызывается недостаточностью стерилизации (см. табл. 17.16).

Литература
1. Amelunxen, R.E., and A.L. Murdock. 1978. Microbial life at high temperatures: Mechanisms and molecular
aspects. In Microbial Life in Extreme Environments, ed. D. J. Kushner, 217–278. New York: Academic Press.
2. Ansley, S.D., L.L. Campbell, and P.S. Sypherd. 1969. Isolation and amino acid composition of ribosomal
proteins from Bacillus stearothermophilus. J. Bacteriol. 98: 568–572.
3. Baird-Parker, A.C., M. Boothroyd, and E. Jones. 1970. The effect of water activity on the heat resistance
of heat sensitive and heat resistant strains of salmonellae. J. Appl. Bacteriol. 33: 515–522.
4. Bassel, A., and L.L. Campbell. 1969. Surface structure of Bacillus stearothermophilus ribosomes. J. Bacleriol. 98: 811–815.
5. Baumgartner, J.G., and A.C. Hersom. 1957. Canned Foods. Princeton. NJ: D. Van Nostrand.
6. Bausum, H.T., and T.S. Matney, 1965. Boundary between bacterial mesophilism and thermophilism. J. Bacteriol. 90: 50–53.
7. Beaman, T.C., and P. Gerhardt. 1986. Heat resistance of bacterial spores correlated with protoplast
dehydration, mineralization, and thermal adaptation. Appl. Environ. Microbiol. 52: 1242–1246.
8. Beaman, T.C., J.T. Greenamyre, T.R. Corner, H.S. Pankratz, and P. Gerhardt. 1982. Bacterial spore heat
resistance correlated with water content, wet density, and protoplast/sporoplast volume ratio. J. Bacteriol.
150: 870–877.
9. Beuchat, L.R. 1998. Spoilage of acid products by heat-resistant molds. Dairy Food Environ. Sanit. 18:
588–593.
10. Beuchat, L.R. 1986. Extraordinary heat resistance of Talaromyces flavus and Neosartorya fischeri ascospores in fruit products. J. Food Sci. 52: 1506–1510.
11. Brock, T.D. 1967. Life at high temperatures. Science 158: 1012–1019.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

506

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

12. Carpenter, P.L. 1967. Microbiology, 2nd ed. Philadelphia: W.B. Saunders.
13. Corry, J.E.L. 1974. The effect of sugars and polyols on the heat resistance of salmonellae. J. Appl. Bacteriol.
37: 31–43.
14. Cunningham, F.E., and H. Lineweaver, 1965. Stabilization of egg-white proteins to pasteurizing temperatures above 60°C. Food Technol. 19: 1442–1447.
15. Downey. R.J. 1966. Nitrate reductase and respiratory adaptation in Bacillus stearothermophilus. J. Bacteriol. 91: 634–641.
16. Doyle, M.E., and A.S. Mazzotta. 2000. Review of studies on the thermal resistance of salmonellae. J. Food
Protect. 63: 779–795.
17. Fields, M.L. 1970. The flat sour bacteria. Adv. Food Res. 18: 163–217.
18. Gaillard, S., I. Leguerinel, and P. Mafart. 1998. Model for combined effects of temperature, pH and water
activity on thermal inactivation of Bacillus cereus spores. J. Food Sci. 63: 887–889.
19. Gaughran, E.R.L. 1947. The saturation of bacterial lipids as a function of temperature. J. Bacteriol. 53: 506.
20. Gillespy, T.G. 1962. The principles of heat sterilization. Recent Adv. Food Sci. 2: 93–105.
21. Goepfert, J.M., I.K. Iskander, and C.H. Amundson. 1970. Relation of the heat resistance of salmonellae
to the water activity of the environment. Appl. Microbiol. 19: 429–433.
22. Hansen, N.H., and H. Riemann. 1963. Factors affecting the heat resistance of nonsporing organisms. J. Appl.
Bacteriol. 26: 314–333.
23. Hays, G.L., and D.W. Riester. 1952. The control of “off-odor” spoilage in frozen concentrated orange juice.
Food Technol. 6: 386–389.
24. Jelen, P. 1982. Experience with direct and indirect UHT processing of milk — A Canadian viewpoint.
J. Food Protect. 45: 878–883.
25. Juneja, V.K., B.S. Eblen, and G.M. Ransom. 2001. Thermal inactivation of Salmonella spp. in chicken broth,
beef, pork, turkey, and chicken: Determination of D- and z-values. J. Food Sci. 66: 146–152.
26. Keswani, J., and J.F. Frank. 1998. Thermal inactivation of Mycobacterium paratuberculosis in milk. J. Food
Protect. 61: 974–978.
27. Koffler, H. 1957. Protoplasmic differences between mesophiles and thermophiles. Bacteriol. Rev. 21:
227–240.
28. Koffler, H., and G.O. Gale. 1957. The relative thermostability of cytoplasmic proteins from thermophilic
bacteria. Arch. Biochem. Biophys. 67: 249–251.
29. Koffler, H., G.E. Mallett, and J. Adye. 1957. Molecular basis of biological stability to high temperatures.
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 43: 464–477.
30. Koizumi, J.I., M. Zhang, T. Imanaka, and S. Aiba. 1990. Does single-amino-acid replacement work in favor
of or against improvement of the thermostability of immobilized enzyme? Appl. Environ. Microbiol. 56:
3612–3614.
31. Levinson, H.S., and M.T. Hyatt. 1964. Effect of sporulation medium on heat resistance, chemical composition, and germination of Bacillus megaterium spores. J. Bacteriol. 87: 876–886.
32. Lihono, M.A., A.F. Mendonca, J.S. Dickson, and P.M. Dixon. 2003. A predictive model to determine the
effects of temperature, sodium pyrophosphate, and sodium chloride on thermal inactivation of starved
Listeria monocytogenes in pork slurry. J. Food Protect. 66: 1216–1221.
33. Marr, A.G., and J.L. Ingraham. 1962. Effect of temperature on the composition of fatty acids in Escherichia
coli. J. Bacteriol. 84: 1260–1267.
34. Matsubara, H. 1967. Some properties of thermolysin. In Molecular Mechanisms of Temperature Adaptation,
ed. C.L. Prosser, Pub. No. 84, 283-294. Washington, DC: American Association for the Advancement
of Science.
35. Mazzotta, A.S. 2001. Heat resistance of Listeria monocytogenes in vegetables: Evaluation of blanching
processes. J. Food Protect. 64: 385–387.
36. McDonald, W.C., and T. S. Matney. 1963. Genetic transfer of the ability to grow at 55 °C in Bacillus subtilis.
J. Bacteriol. 85: 218–220.
37. McIntyre, S., J.Y. Ikawa, N. Parkinson, J. Hagland. and J. Lee. 1995. Characteristics of an acidophilic
Bacillus strain isolated from shelf-stable juices. J. Food Protect. 58: 319–321.
38. Morton, R.D. 1998. Spoilage of acid products by butyric acid anaerobes — A review. Dairy Food Environ.
Sanit. 18: 580–584.
39. Montville, T.J., and G.M. Sapers. 1981. Thermal resistance of spores from pH elevating strains of Bacillus
licheniformis. J. Food Sci. 46: 1710–1712.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 17. Сохранение продуктов питания при высоких температурах и характеристика...

507

40. Murphy, R.Y., L.K. Duncan, E.R. Johnson, M.D. Davis, and J.N. Smith. 2002. Thermal inactivation D- and
z-values of Salmonella serotypes and Listeria innocua in chicken patties, chicken tenders, franks, beef
patties, and blended beef and turkey patties. J. Food Protect. 65: 53–60.
41. Nakashio, S., and P. Gerhardt. 1985. Protoplast dehydration correlated with heat resistance of bacterial
spores. J. Bacteriol. 162: 571–578.
42. Ng, H., H.G. Bayne, and J.A. Garibaldi. 1969. Heat resistance of Salmonella: The uniqueness of Salmonella
Senftenberg 775W Appl. Microbiol. 17: 78–82.
43. Pace, B., and L.L. Campbell. 1967. Correlation of maximal growth temperature and ribosome heat stability.
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 57: 1110–1116.
44. Perigo, J.A., B.L. Gimbert, and T.E. Bashford. 1964. The effect of carbonation, benzoic acid, and pH on the
growth rate of a soft drink spoilage yeast as determined by a turbidostatic continuous culture apparatus.
J. Appl. Bacteriol. 27: 315–332.
45. Rajashekhara, E., E.R. Suresh, and S. Ethiraj. 1996. Influence of different heating media on thermal
resistance of Neosartorya fischeri isolated from papaya fruit. J. Appl. Bacteriol. 81: 337–340.
46. Pearce, L.E., H.T. Truong, R.A. Crawford, G.F. Yates, S. Cavaignac, and G.W. de Lisle. 2001. Effect of turbulent-flow pasteurization on survival of Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis added to raw milk.
Appl. Environ. Microbiol. 67: 3964–3969.
47. Schmitt, H.P. 1966. Commercial sterility in canned foods, its meaning and determination. Assoc. Food Drug
Off. U.S., Q. Bull. 30: 141–151.
48. Scott, Y.N., and D.T. Bernard. 1987. Heat resistance of Talaromyces flavus and Neosartorya fischeri
isolated from commercial fruit juices. J. Food Protect. 50: 18–20.
49. Setlow, P., and E.A. Johnson. 2001. Spores and their significance. In Food Microbiology — Fundamentals and
Frontiers, 2nd ed., ed. M.P. Doyle, L.R. Beuchat, and T.J. Montville, 33–70. Washington, DC: ASM Press.
50. Shearer, A.E.H., A.S. Mazzotta, R. Chuyate, and D.E. Gombas. 2002. Heat resistance of juice spoilage
microorganisms. J. Food Protect. 65: 1271–1275.
51. Siunov, A.V., D.V. Nikitin, N.E. Suzina, V.V. Dmitriev, N.P. Kuzmin, and V.I. Duda. 1999. Phylogenetic status
of Anaerobacter polyendosporus, an anaerobic, polysporogenic bacterium. Int. J. Syst. Bacteriol. 49: 1119–1124.
52. Splittstoesser, D.F., C.Y. Lee, and J.J. Churey. 1998. Control of Alicyclobacillus in the juice industry. Dairy
Food Environ. Sanit. 18: 585–587.
53. Srivastava, R.A.K., and J.N. Baruah. 1986. Culture conditions for production of thermostable amylase by
Bacillus stearothermophilus. Appl. Environ. Microbiol. 52: 179–184.
54. Stumbo, C.R. 1973. Thermobacteriology in Food Processing, 2nd ed. New York: Academic Press.
55. Stumbo, C.R., J.R. Murphy, and J. Cochran. 1950. Nature of thermal death time curve for P. A. 3679 and
Clostridium botulinum. Food Technol. 4: 321–326.
56. Sugiyama, H. 1951. Studies on factors affecting the heat resistance of spores of Clostridium botulinum.
J. Bacteriol. 62: 81–96.
57. Tanner, F.W., and G.I. Wallace. 1925. Relation of temperature to the growth of thermophilic bacteria. J. Bacteriol. 10: 421–437.
58. Tendler, M.D., and P.R. Burkholder. 1961. Studies on the thermophilic Actinomycetes. I. Methods of cultivation. Appl. Microbiol. 9: 394–399.
59. Watier, D., I. Leguerinel, J.P. Hornez, I. Chowdhury, and H.C. Dubourguier. 1995. Heat resistance of Pectinatus sp., a beer spoilage anaerobic bacterium. J. Appl. Bacteriol. 78: 164–168.
60. Weerkamp, A., and W. Heinen. 1972. Effect of temperature on the fatty acid composition of the extreme
thermophiles, Bacillus caldolyticus and Bacillus caldotenax. J. Bacteriol. 109: 443–446.
61. White, H.R. 1963. The effect of variation in pH on the heat resistance of cultures of Streptococcus faecalis.
J. Appl. Bacteriol. 26: 91–99.
62. Williams, O.B., and W.J. Robertson. 1954. Studies on heat resistance. VI. Effect of temperature of incubation at which formed on heat resistance of aerobic thermophilic spores. J. Bacteriol. 67: 377–378.
63. Wisdom, C., and N.E. Welker. 1973. Membranes of Bacillus stearothermophilus. Factors affecting protoplast stability and thermostability of alkaline phosphatase and reduced nicotinamide adenine dinucleotide
oxidase. J. Bacteriol. 114: 1336–1345.
64. Yuk, H.G., and D.L. Marshall. 2003. Heat adaptation alters Escherichia coli 0157:H7 membrane lipid
composition and verotoxin production. Appl. Environ. Microbiol. 69: 5115–5119.
65. Xezones, H., and I.J. Hutchings. 1965. Thermal resistance of Clostridium botulinum (62A) spores as affected
by fundamental food constituents. Food Technol. 19: 1003–1005.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

18
Сохранение продуктов питания
с помощью высушивания

Сохранение продуктов питания с помощью высушивания основано на том факте, что для поддержания функциональной активности микроорганизмам и ферментам необходимо наличие воды. При сохранении продуктов питания с помощью этого метода необходимо стремиться к снижению содержания влаги до
той точки, при которой ингибируется активность микроорганизмов, вызывающих порчу и пищевые отравления. Пищевые продукты, которые содержат не более 25% влаги и имеют значения активности воды (aw) в пределах от 0,0 до 0,60,
относятся к обезвоженным, высушенным или с низким содержанием влаги
(НСВ). Это традиционные высушенные продукты питания. Продукты, полученные методом замораживания-высушивания, также относятся к этой категории
пищи. К другой категории продуктов, пригодных для длительного хранения, относятся те, у которых содержание влаги в пределах от 15 до 50% и имеют значения активности воды (aw) в пределах от 0,60 до 0,85. Такие пищевые продукты
называются продуктами со средним содержанием влаги (ПСВ). В настоящей
главе описываются некоторые микробиологические аспекты, связанные с пищевыми продуктами, имеющими низкое содержание влаги (НСВ) и пищевыми
продуктами со средним содержанием влаги (ПСВ).

Приготовление и высушивание пищевых продуктов,
имеющих низкое содержание влаги
Наиболее ранним способом обезвоживания свежих продуктов питания было их
выдерживание на солнечном свету до высушивания. При использовании этого
метода обезвоживания, называемого высушиванием на солнце, некоторые виды
продуктов питания можно успешно хранить, в случае если позволяет температура и относительная влажность (ОВ). С помощью этого метода могут быть высушены такие фрукты, как виноград, чернослив, инжир, абрикосы. Такой способ
требует наличия большого пространства для большого количества продуктов.
Среди наиболее важных для коммерческого использования способов высушивания можно назвать такие, как распределение продуктов в один слой, применение специального барабана, испарителей и замораживания–высушивания.
Подготовка продуктов питания к процессу высушивания осуществляется
в основном так же, как и для замораживания пищевых продуктов, однако с некоторыми исключениями. Для высушивания чернослива, например, применяют
обработку фруктов в щелочной соли путем их погружения в горячий щелочной
раствор, имеющий концентрацию в пределах от 0,1 до 1,5%. Этот метод особенно эффективен в случае высушивания на солнце. Светлоокрашенные фрукты

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 18. Сохранение продуктов питания с помощью высушивания

509

и некоторые овощи обрабатывают с помощью сернистого газа (SO2) таким образом, чтобы поглощалось от 1000 до 3000 промилле. Такая обработка позволяет
поддерживать цвет, сохраняет некоторые витамины, препятствует изменениям
продуктов при хранении и снижает содержание микроорганизмов. После высушивания фрукты, как правило, подвергаются термической пастеризации при
65,5–85 °C в течение 30–70 мин.
Так же как и при замораживании овощных продуктов питания, при высушивании пищевые продукты бланшируют и отваривают, что является очень важной стадией обработки. Такая обработка проводится погружением продуктов в горячую
воду в течение от 1 до 8 мин, в зависимости от конкретного продукта. Основной
функцией такой предварительной обработки является разрушение ферментов, которые, при условии сохранения ими активности, могут вызвать нежелательные изменения конечного продукта. Овощи, имеющие листья в своем составе, требуют
меньшего времени бланширования, чем горошек, бобы или морковь. Было установлено, что для высушивания большинства видов овощей температуры, равные
60–62,8 °C, вполне достаточны и сохраняют основные свойства продуктов. Содержание влаги в овощах должно быть снижено до уровня ниже 4% для того, чтобы
продукты хранились долгое время и сохраняли качество. Стабильность при хранении многих овощей может быть значительно повышена в результате применения
обработки с помощью сернистого газа или сульфитов. Высушивание овощей производят, как правило, при использовании сушильных аппаратов туннельного типа,
ленточных сушилок или камерных сушилок.
Мясо перед обезвоживанием обычно варится. Для говядины и свинины конечное содержание влаги после высушивания должно быть приблизительно 4%.
Молоко высушивается либо в виде цельного молока, либо в виде обезжиренного снятого молока. Процесс высушивания может осуществляться либо в сушилках
барабанного типа, либо при распылении. Удаление из цельного молока около 60%
воды имеет результатом получение выпаренного молока, в котором содержится
11,5% лактозы в растворе. Подслащенное сгущенное молоко производится при добавлении сахарозы или глюкозы перед процессом выпаривания таким образом, что
общее среднее содержание всех сахаров составляет около 54% или свыше 64%
в растворе. Устойчивость и хорошая сохраняемость подслащенного сгущенного
молока обеспечиваются отчасти тем, что сахара связывают часть воды и она, таким
образом, становится недоступной для роста микроорганизмов.
Яйца могут высушиваться в виде цельного яичного порошка, в виде желтка
или яичного белка. Снижение содержания глюкозы перед высушиванием повышает стабильность обезвоженных продуктов. Как правило, для получения яичного порошка наиболее часто используют метод распыления.
В случае использования метода замораживания–высушивания (лиофилизация, криофилизация) собственно замораживанию предшествует бланширование овощей и отваривание мяса. На скорость замораживания или оттаивания пищевых продуктов влияют следующие факторы:
1) разница температур между пищевыми продуктами и средой охлаждения или
нагревания;
2) средние значения по передаче тепловой энергии к пищевому продукту, от
продукта и внутри продукта (теплопроводность, конвекция, излучение);
3) тип, размеры и форма упаковки;
4) размеры, форма и термические свойства пищевого продукта.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

510

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Показано, что получаемые при быстром замораживании пищевые продукты
демонстрируют лучшее качество и более приемлемы, чем при медленном замораживании. Образование очень мелких кристаллов льда при быстром замораживании вызывает меньшие механические повреждения структуры пищевых продуктов, чем при медленном замораживании. После оттаивания у тех пищевых
продуктов, которые были заморожены методом быстрого замораживания, остается больше воды и они демонстрируют характеристики, более близкие к показателям свежих продуктов, чем у медленно замороженных пищевых продуктов.
После замораживания вода, принимающая форму кристаллов льда, удаляется
в результате сублимации. Этот процесс осуществляется при нагревании, проводимом различными способами в условиях вакуума. Вода в белковых пищевых
продуктах может быть разделена на две группы: замораживаемая и незамораживаемая. Было определено, что незамораживаемой (связанной) водой является та
вода, которая остается незамороженной при температуре ниже –30 °С. Удаление
замораживаемой воды осуществляется в процессе первой фазы высушивания.
Во время этой фазы высушивания происходит удаление от 40 до 95% общего содержания влаги. В последнюю очередь удаляется, как правило, связанная вода,
часть которой может быть удалена в ходе всего процесса высушивания. Обработанные методом замораживания–высушивания пищевые продукты сохраняют
все ферменты, за исключением тех случаев, когда тепловая обработка проводится еще до замораживания–высушивания. При исследовании мясных продуктов,
обработанных методом замораживания–высушивания, было показано, что от
40 до 80% ферментативной активности не нарушается и может сохраняться в течение 16 месяцев хранения при температуре –20 °С [24]. Уровень влажности в
конечных пищевых продуктах, у продуктов, обработанных методом замораживания–высушивания, составляет, как правило, около 2–8% и имеет показатель
активности воды (aw) в пределах от 0,1 до 0,25 [36].
Метод замораживания–высушивания является, как правило, более предпочтительным, чем метод высокотемпературного высушивания в вакууме. Среди
недостатков последнего из названных методов по сравнению с первым можно
выделить следующие [17]:
1) значительное сжатие (сморщивание) твердых субстанций;
2) миграция растворимых составляющих компонентов к поверхности при высушивании твердых субстанций;
3) интенсивная денатурация белков;
4) преимущественное затвердевание внешнего слоя: образование относительно
жесткого, непроницаемого слоя на поверхности твердой субстанции, вызываемое одной или несколькими из трех первых причин, что значительно снижает скорость и обезвоживания, и последующего восстановления пищевых
продуктов;
5) образование жестких, непроницаемых твердых субстанций при высушивании жидких растворов;
6) нежелательные химические реакции в термочувствительных материалах;
7) большая потеря необходимых летучих компонентов;
8) сложности регидратации в результате одного или нескольких вышеназванных изменений пищевых продуктов.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 18. Сохранение продуктов питания с помощью высушивания

511

Воздействие высушивания на микроорганизмы
Несмотря на то что некоторые микроорганизмы подвергаются разрушению
в процессе высушивания, этот процесс не является летальным для микроорганизмов сам по себе, и, несомненно, многие микробные клетки могут восстанавливаться после высушивания пищевых продуктов. Это происходит особенно
часто, если высушиваемые продукты низкого качества, а также если в используемом режиме высушивания не выдерживаются надлежащие стадии.
Для роста бактерий требуются относительно высокие уровни влажности; для
дрожжей эти требования ниже, а для микроскопических грибов — еще ниже.
Поскольку для роста бактерий требуются значения aw выше 0,90, то эти виды
микроорганизмов не играют роли в порче высушенных продуктов питания. Что
касается стабильности и сохранности высушенных пищевых продуктов, Scott
[29] связывал уровни значений aw с вероятностью порчи продуктов питания
следующим образом. При aw = 0,80–0,85 порча продуктов питания с легкостью
осуществляется разнообразными микроскопическими грибами в течение одной–двух недель. При aw = 0,75 порча продуктов питания замедляется. При этом
гораздо меньшее количество разнообразных видов микроорганизмов вызывает
порчу высушенных продуктов питания. При aw = 0,70 порча продуктов питания
значительно замедляется и может вовсе не происходить в течение очень длительного периода хранения. При aw = 0,65 способными к росту оказываются
лишь весьма редкие виды микроорганизмов, и, вероятнее всего, порча продуктов питания в таких условиях не будет происходить как минимум в течение двух
лет. Некоторые из исследователей полагают, что для хранения высушенных
продуктов питания в течение нескольких лет необходимо проводить процесс
высушивания таким образом, чтобы конечные значения активности воды были
в пределах между 0,65 и 0,75, при этом оптимальным значением является 0,70.
При уровне значений aw около 0,90 наиболее вероятными видами микроорганизмов, которые будут расти в пищевых продуктах, являются дрожжи и микроскопические грибы. Эти значения находятся в области минимальных для большинства нормальных видов дрожжей. Несмотря на то что считается общепринятым, что порча пищевых продуктов предотвращается при aw < 0,65, тем не менее
известно, что некоторые виды микроскопических грибов способны к медленному росту даже при значениях активности воды в области от 0,60 до 0,62. Так,
например, были сообщения, что некоторые штаммы осмофильных дрожжей
Zygosaccharomyces rouxii при определенных условиях способны к росту при
aw = 0,65. Таким образом, наибольшие проблемы в отношении хранения высушенных продуктов питания представляет группа микроорганизмов, в которую
входят, главным образом, микроскопические грибы. При этом, наибольшими
способностями выживать и расти в области низких значений активности воды
является группа штаммов гриба Aspergillus glaucus. Минимальные значения активности воды, при которых происходило прорастание спор и рост микроскопических грибов и дрожжей, представлены в табл. 18.1. Pitt и Christian [26] обнаружили, что доминирующими в процессе порчи как высушенного, так и содержащего много влаги чернослива, являются виды грибов Aspergillus glaucus и
Xeromyces bisporus. Алейроспоры гриба Xeromyces bisporus, например, были
способны прорастать из спор в течение 120 дней даже при aw = 0,605. Однако,

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

512

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Таблица 18.1. Минимальные значения активности воды (aw), при которых
происходило прорастание спор и рост микроскопических грибов
и дрожжей, вызывающих порчу пищевых продуктов
Микроорганизм
Candida utilis
Botrytis cinerea
Rhysopus stolonifer (nigricans)
Mucor spinosus
Candida scottii
Trichosporon pullulans
Candida zeylanoides
Saccharomycopsis vernalis
Alternaria citri
Aspergillus glaucus
Aspergillus echinulatus
Zygosaccharomyces rouxii

Минимальные значения
активности воды (aw)
0,94
0,93
0,93
0,93
0,92
0,91
0,90
0,89
0,84
0,70
0,64
0,62

Примечание: cведения о других микроорганизмах можно найти в табл. 3.5.

как правило, для половой и бесполой споруляции требуется более высокий уровень влажности.
Было сделано предположение, что хорошим показателем стабильности
хранения высушенных продуктов питания является «критическое содержание
воды». Этот показатель отражает содержание воды, которое не должно быть
превышено для предотвращения роста микроскопических грибов. Несмотря на
то что, как может показаться на первый взгляд, приведенные значения «критического содержания воды» могли бы использоваться в качестве регламента в
процессе высушивания, им необходимо следовать с осторожностью, поскольку
для риса, например, это правило может работать, в некоторых отношениях,
только на 1% [29]. Показатели «критического содержания воды» для различных
продуктов питания представлены в табл. 18.2. В случае использования метода
замораживания–высушивания, по правилу большого пальца, уровень влажности снижается до 2%. Burke и Decareau [7] отмечали, что столь низкий уровень
влажности является, по всей видимости, излишне жестким для некоторых продуктов питания, которые вполне успешно могут храниться и при большем содержании влаги без излишних расходов на достижение более низких значений
«критического содержания воды» для пищевых продуктов.
Несмотря на то что в процессе высушивания продуктов питания некоторые
микроорганизмы подвергаются разрушению, эндоспоры бактерий, тем не менее, при этом выживают. Кроме того, в таких условиях способны выживать
дрожжи, микроскопические грибы, а также и многие грамположительные и грамотрицательные бактерии. В своих исследованиях бактерий из куриного мяса,
подвергаемого процедуре замораживания–высушивания и последующей регидратации при комнатной температуре, May и Kelly [23] удалось установить, что
в этих условиях около 32% от исходной микрофлоры восстанавливается и спо-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 18. Сохранение продуктов питания с помощью высушивания

513

Таблица 18.2. Показатель «критического содержания воды»
для различных продуктов питания
Пищевые продукты
Порошковое цельное молоко
Обезвоженный яичный порошок
Пшеничные хлопья
Рис
Порошковое молоко (обезжиренное)
Нежирное гидратированное мясо
Бобы
Высушенные овощи
Крахмал
Высушенные фрукты

% содержания воды
~8
10–11
13–15
13–15
15
15
15
14–20
18
18–25

Примечание: RH = 70%; температура = 20 °С.
Источник: Mossel и Ingram [25].

собно к росту. Эти исследователи показали, что бактерии Staphylococcus aureus,
которые добавлялись до проведения процедуры замораживания–высушивания,
могут выживать в таких условиях. Кроме того, было установлено, что некоторые из паразитов, которые могут содержаться в продуктах питания, такие, например, как Trichinella spiralis, способны к выживанию в условиях процесса высушивания [11]. Целью процесса высушивания продуктов питания является
снижение содержания жизнеспособной микробиоты до значений при общем чашечном подсчете не более чем 100 000 на грамм. Общепринятым считается, что
при подсчете колиформных бактерий в высушенных пищевых продуктах результат должен быть равен нулю или близким к нулю. Кроме того, недопустимо
присутствие других организмов, вызывающих порчу продуктов, за возможным
исключением, касающимся небольшого количества бактерий Clostridium perfringens. За исключением тех микроорганизмов, которые могут уничтожаться в
предварительном процессе бланширования или отваривания, лишь относительно небольшая часть микроорганизмов разрушается при проведении процедуры
замораживания–высушивания. Значительно большая часть микроорганизмов
разрушается в процессе замораживания и дегидратации. При замораживании
от 5 до 10% воды остается в «связанном» состоянии с другими составляющими
среды. Эта вода как раз и удаляется при высушивании. Смерть или повреждение
в результате высушивания может быть следствием денатурации той части компонентов, которые остаются замороженными и невысушенными при концентрировании в процессе замораживания, как результат испарения «связанной»
воды и/или рекристаллизации солей или гидратов из эвтектических растворов
[24]. В процессе отмирания микроорганизмов при дегидратации пищевых продуктов наибольшая скорость этого процесса отмечается на ранней стадии высушивания. Сообщалось, что молодые культуры микроорганизмов более чувствительны к высушиванию, чем старые культуры [13].
Метод замораживания–высушивания является одним из наилучших из всех
известных способов для сохранения микроорганизмов в жизнеспособном состоянии. После завершения этого процесса клетки могут оставаться жизнеспособ-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

514

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

ными неопределенно долго. При исследовании жизнеспособности 277 культур
бактерий, дрожжей и микроскопических грибов, которые были лиофилизированы и хранились в этом состоянии в течение 21 года, Davis [10] обнаружил, что
только три культуры не смогли восстановиться после регидратации.

Стабильность хранения высушенных продуктов питания
Несмотря даже на отсутствие роста микроскопических грибов, высушенные обезвоженные пищевые продукты в процессе хранения являются предметом определенных химических изменений, весьма нежелательных. В высушенных пищевых
продуктах, содержащих жиры, при наличии кислорода появление окислительной
прогорклости является обычной химической формой порчи продуктов питания.
Пищевые продукты, содержащие восстанавливающие сахара, претерпевают изменение цвета, которое известно как реакция Мэйлларда или неферментативное
приобретение коричневатого оттенка. Этот процесс происходит, когда карбонильные группы восстанавливающих сахаров реагируют с аминогруппами белковых веществ и аминокислотами, после чего, как правило, следует серия других
более сложных реакций. Приобретение коричневатого оттенка при реакции
Мэйлларда является весьма нежелательным явлением у фруктов и овощей не
только из-за появления ненатурального цветового оттенка, но также и вследствие
появления горьковатого вкуса, придаваемого определенным пищевым продуктам, подверженным этому явлению. Продукты питания, обработанные методом
замораживания–высушивания, также подвержены приобретению коричневатого
цвета в случае, если содержание влаги составляет около 2%. Для предотвращения
этого явления содержание влаги должно быть снижено до значений ниже, чем 2%.
В отношении значений активности воды (aw), максимальная скорость реакции изменения цвета у фруктов и овощей осуществляется в области aw =
0,65–0,75. Что касается этих реакций в случае нежирного порошкового молока,
то, по всей видимости, это происходит наиболее активно при значении aw 0,70
[36]. Другие химические изменения, происходящие при высушивании продуктов питания, включают: снижение содержания витамина С в овощах; как правило, обесцвечивание; структурные изменения, приводящие к невозможности полной регидратации высушенных продуктов; жесткость и вязкость продуктов после регидратации и приготовления.
Условия, способствующие одному или нескольким изменениям высушенных пищевых продуктов, как правило, способствуют и всем остальным. Таким
образом, превентивные меры, принятые в отношении одного из условий, также
оказываются эффективными и в отношении других в той или иной степени.
Было предложено по крайней мере четыре метода, применение которых минимизирует химические изменения высушенных продуктов питания:
1. Поддерживать содержание влаги на как можно более низком уровне. Gooding
[14] отмечал, что снижение содержания влаги в капусте с 5 до 3% удваивает
продолжительность времени хранения при 37 °С.
2. Как можно большее снижение уровня содержания восстанавливающих сахаров.
Эти вещества прямо и непосредственно вовлечены в неферментативное приобретение коричневатого оттенка. Было показано, что снижение содержания этих
веществ повышает стабильность и длительность хранения пищевых продуктов.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 18. Сохранение продуктов питания с помощью высушивания

515

3. При бланшировании пищевых продуктов необходимо использовать воду,
в которой низок уровень выщелоченных (лишенных карбонатов) растворимых солей. Gooding [14] показал, что при серийном бланшировании овощей
в одной и той же воде значительно повышается вероятность неферментативного приобретения у них коричневатого оттенка. Данное в работе объяснение
таково, что различные экстрагируемые в раствор вещества (предположительно редуцирующие сахара и аминокислоты) импрегнируют поверхность обрабатываемых продуктов при относительно более высокой концентрации.
4. Использование сернистого газа. Обработка овощей этим газом перед дегидрированием способствует сохранению витамина С и замедляет неферментативное приобретение коричневатого оттенка. Точный механизм действия
сернистого газа по приостановлению реакции изменения цвета пищевых продуктов на коричневатый не совсем понятен, но, по крайней мере, точно известно, что этот газ не блокирует редуцирующие группы гексоз. Предполагается, что он может действовать в качестве акцептора свободных радикалов.
Одним из наиболее важных соображений по предотвращению порчи высушенных продуктов питания микроскопическими грибами является значение RH
окружающей среды хранящихся продуктов. При ненадлежащей упаковке и хранении в условиях высоких значений RH окружающей среды высушенные продукты будут набирать влагу из атмосферы до установления некоторого уровня
равновесия. В силу того что поверхностная часть высушенных продуктов питания набирает влагу в первую очередь, порча, вероятнее всего, будет поражать
именно эту часть продуктов. Поверхностный рост микроорганизмов является
характерным для микроскопических грибов, поскольку эти организмы требовательны к кислороду.

Пищевые продукты средней влажности
Пищевые продукты средней влажности (ПСВ) характеризуются значениями
влажности в области 15–20% и значениями активности воды (aw) в пределах от
0,60 до 0,85. Такие продукты пригодны к длительному хранению при температуре окружающей среды в течение разных периодов времени. Несмотря на то что
мощный импульс производству продуктов средней влажности был дан еще в начале 1960-х годов с развитием рынка собачьих консервов, производство подобного класса продуктов для потребления людей началось гораздо позже и развивается уже в течение многих лет. Сказанное относится к традиционным продуктам средней влажности (ПСВ), которые следует отличать от новых ПСВ.
В табл. 18.3 приведены некоторые из традиционных продуктов средней влажности с указанием значений активности воды (aw). Все эти пищевые продукты
имеют пониженные значения активности воды, что достигается извлечением
воды путем десорбции, адсорбции, добавления допускаемых добавок, таких как
соли или сахара. Усовершенствованные продукты средней влажности (ПСВ)
характеризуются значениями aw в пределах от 0,60 до 0,85, но также и использованием таких добавок, как глицерин, двухатомные спирты, сорбит и сахароза, а также влагоудерживающие вещества и фунгистатики, такие как сорбаты
и эфиры бензойной кислоты.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

516

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Таблица 18.3. Традиционные пищевые продукты средней влажности
Пищевые продукты

Область значений
активности воды (aw)

Сушеные фрукты
Торты и кондитерские изделия
Замороженные пищевые продукты
Сахара, сиропы
Некоторые конфеты
Коммерческие наполнители пирожных
Некоторые из зерновых продуктов
Фруктовые торты и пирожные
Мед
Концентраты фруктовых соков
Джемы из плодов или ягод одного вида
Подслащенное сгущенное молоко
Колбаса, сосиски, сардельки (некоторые)
Кленовый сироп
Некоторые зрелые сыры
Ливерная колбаса

0,60–0,75
0,60–0,90
0,60–0,90
0,60–0,75
0,60–0,65
0,65–0,71
0,65–0,75
0,73–0,83
0,75
0,79–0,84
0,80–0,91
0,83
0,83–0,87
0,90
0,96
0,96

Приготовление пищевых продуктов средней влажности (ПСВ)
В силу того что бактерии Staphylococcus aureus являются микроорганизмами,
имеющими особую важность для здравоохранения и способны расти при aw
в области 0,86, формула для приготовления пищевых продуктов средней влажности должна быть составлена таким образом, чтобы содержание влаги было в
пределах от 15 до 50%, при этом aw должно быть доведено ниже 0,86 с помощью
применения влагоудерживающих веществ. Кроме того, должны быть добавлены антигрибковые агенты, необходимые для ингибирования роста довольно
большого числа различных дрожжей и микроскопических грибков, о которых
известно, что они способны расти при aw выше 0,70. Стабильность при хранении
таких пищевых продуктов дополнительно можно повысить посредством снижения рН. Несмотря на то что сказанное выше в основном охватывает все, что необходимо для приготовления пищевых продуктов средней влажности, в действительности сам процесс, а также достижение стабильности при хранении продуктов являются значительно более сложными.
Определение aw в пищевых системах описано и обсуждается в гл. 3 настоящего издания. Кроме того, можно также использовать закон Рауля относительно
использования мольных долей фракций, где количество молей воды в растворе
делится на общее число молей в растворе [3].
aw =

Моли H 2O
Моли H 2O + моли веществ в растворе

Например, один литр воды содержит 55,5 молей. Если предположить, что
вода является совершенно чистой, то
aw =

55,5
=100
,
55,2 + 0

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 18. Сохранение продуктов питания с помощью высушивания

517

Однако при добавлении одного моля сахарозы будем иметь:
aw =

55,5
= 0,98
55,5 +1

Это уравнение можно реорганизовать для подсчета количества молей в растворе, необходимых для получения определенного значения aw. Хотя вышеизложенное и является вполне корректным, все-таки эта логика слишком упрощена, тогда как пищевые системы очень сложны в силу разнородности состава
входящих в них ингредиентов, которые взаимодействуют как с водой, так и друг
с другом таким образом, что предсказать результат невозможно. Так, например,
сахароза понижает aw больше ожидаемого и, таким образом, расчеты, в основу
которых положен закон Рауля, оказываются лишенными смысла [4].
В процессе приготовления пищевых продуктов средней влажности (ПСВ)
вода может быть удалена либо с помощью адсорбции, либо десорбцией. В соответствии с первым из этих способов пищевые продукты вначале высушиваются
(как правило, путем замораживания–высушивания), после чего они подвергаются контролируемому вторичному увлажнению до тех пор, пока не будет достигнут желаемый состав компонентов. В соответствии со способом десорбции
пищевые продукты помещаются в раствор с более высоким осмотическим давлением и, таким образом, при достижении равновесного состояния, достигается
желаемое значение активности воды [28]. Несмотря на то что при использовании этих двух методов приготовления пищевых продуктов средней влажности
могут быть достигнуты идентичные значения aw, в ПСВ, получаемых способом
адсорбции, ингибирование микроорганизмов происходит более эффективно,
чем в ПСВ, получаемых методом десорбции (более подробно представлено
ниже по тексту). При изучении изотерм сорбции пищевых материалов и сравнении изотерм адсорбции и десорбции выясняется, что иногда в случае адсорбции
удерживается меньше воды, чем в случае десорбции при одних и тех же значениях aw. Изотерма сорбции пищевых материалов представляет собой графическое отображение данных по количеству адсорбированной воды, как функции относительной влажности или энергии испарения в пространстве, окружающем
пищевые материалы. Это такое количество воды, которое удерживается после
достижения состояния равновесия при постоянной температуре [21]. Изотермы
сорбции могут быть либо изотермами адсорбции, либо десорбции и, в случае
если в первой из этих процедур удерживается больше воды, чем в случае второй,
то разница между ними относится к эффекту гистерезиса. Эти и другие физические свойства, связанные с приготовлением пищевых продуктов средней
влажности, обсуждались в работах Labuza [21], Sloan с соавторами [33] и других
работах и в дальнейшем не будут описываться в этом издании. Сорбционные
свойства продуктов средней влажности определяются рецептом их приготовления, взаимодействием каждого из ингредиентов с водой и с другими ингредиентами, а также порядком смешивания ингредиентов — все это вместе взятое повышает общую сложность процедур приготовления пищевых продуктов средней
влажности (ПСВ). Помимо всего прочего, способы приготовления пищевых
продуктов средней влажности влияют на микробиологическую составляющую
этих продуктов.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

518

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Применяются следующие общие технологии для изменения aw при приготовлении пищевых продуктов средней влажности [20] :
1. Инфузия влаги. Кусочки твердых пищевых продуктов замачиваются и/или
готовятся в соответствующем растворе для получения конечного продукта
с необходимым уровнем содержания воды (десорбция).
2. Сухая инфузия. Кусочки твердых пищевых продуктов вначале обезвоживаются и затем подвергаются инфузии погружением в раствор, содержащий необходимые осмотические агенты (адсорбция).
3. Смешивание компонентов. Все компоненты пищевых продуктов средней
влажности вначале взвешиваются, смешиваются в определенном порядке,
готовятся и спрессовываются или другим образом объединяются для получения конечного продукта с желаемым значением активности воды (aw).
4. Осмотическое высушивание. Пищевые продукты обезвоживаются погружением в жидкости, имеющие значения активности воды ниже, чем у самих пищевых продуктов. При использовании солей или сахаров имеется два встречных потока: соли диффундируют из раствора в продукты питания, а вода
диффундирует из продуктов питания в раствор.
В табл. 18.4 представлены продукты питания, приготовленные способом инфузии влаги при использовании для нужд армии. Нарезаются кусочки пищевых
продуктов толщиной в один сантиметр, затем замачиваются в растворе до достижения состояния равновесия, затем варятся при 95–100 °С в воде, после чего
выдерживаются при температуре холодильника в течение ночи. Достижение состояния равновесия также возможно и без процедуры готовки при 95–100 °С
в воде, при длительном выдерживании в холодильнике [6]. Жаренная в кипящем
масле зубатка, как продукт средней влажности с кусочками, весящими два грамма в сыром виде, приготавливалась по методу инфузии влаги [9]. Питание для
домашних животных чаще всего приготавливается при измельчении компонентов. Типичный состав одного из таких продуктов представлен в табл. 18.5.
Обычным путем приготовления таких продуктов является следующий способ.
Мясо и мясные продукты измельчаются и смешиваются с жидкими ингредиентами. Полученная кашица готовится при нагревании или просто обрабатывается
при повышенной температуре и затем смешивается со смесью сухих ингредиентов (соль, сахар, сухие добавки и тому подобное).
После смешивания сухих ингредиентов с кашицей может быть проведена дополнительная температурная обработка смеси или приготовление при нагревании продуктов перед экструзией и упаковкой. После экструзии материал может
быть сформирован в форме лепешек и упакован в свободой форме. Состав модели пищевого продукта средней влажности, называемого «Hennican», представлен в табл. 18.6. По свидетельству Acott и Labuza [1], этот продукт является
адаптацией pemmican (блюдо североамериканских индейцев, состоящее из перетертого вяленого мяса бизона, жира и диких ягод), приготавливаемого для
зимнего хранения. «Hennican» — это название, которое дано пищевому продукту средней влажности, приготовленному на основе куриного мяса. Оба показателя — содержание влаги и значение активности воды (aw) — у этой системы
можно изменять вариацией состава смеси ингредиентов.
Увлажнителями, обычно используемыми в рецептах пищи для животных, являются такие вещества, как пропиленгликоль, многоатомные спирты (напри-

0,83

0,86

39,6

—

Холодное вымачивание

Приготовление при 95–98 °С,
хранение в холодильнике

70,8

0,81

42,5

94,7

0,83

46,1

0,85

73,0

70,0

63,0

43,0

0,81

51,5

Приготовление при 95–98 °С,
хранение в холодильнике
Приготовление при 95–98 °С,
хранение в холодильнике
Приготовление при 95–98 °С,
хранение в холодильнике
Холодное вымачивание

0,81

38,8

88,0

aw

% Н2О

Холодное вымачивание

Способ
приготовления

60,0

%
Н2О

Источник: Brockmann [6], Copyright ã Institute of Food Technologists, 1970.

Тунец, консервы в банках,
обводнены, кусочки
толщиной 1 см
Морковь, нарезанная
толщиной в 0,9 см, вареная
Макароны (рожки),
приготовленные и осушенные
Свинина, филе, сырая, нарезанная
кусками толщиной в 1,0 см
Ананас консервированный
в банках, нарезанный
толстыми кусками
Сельдерей, нарезанный
поперечно по 0,6 см,
бланшированный
Говядина, нарезанная кусками
толщиной в 1,0 см

Исходный материал

Уравновешенный
продукт

2,35

0,52

0,46

0,73

0,43

0,48

0,59

87,9

68,4

55,0

45,6

42,7

59,2

53,6

—

25,2

21,5

43,2

48,8

34,7

38,6

Вес
ГлицеВода
расрин
твора

10,1

5,9

—

10,5

8,0

5,5

7,1

NaCl

—

—

23,0

—

—

—

—

—

0,5

0,5

0,7

0,5

0,6

0,7

2,0

—

—

—

—

—

—

Саха- Сорбат Бензоат
натрия
роза калия

% компонентов в растворе

Таблица 18.4. Приготовление репрезентативных пищевых продуктов средней влажности путем достижения состояния равновесия

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

520

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Таблица 18.5. Типичный состав собачьего корма категории пищевых продуктов
средней влажности или невысокой влажности
Ингредиенты

%

Мясные субпродукты
Соевые хлопья
Сахар
Сухое снятое молоко
Кальций и фосфор
Пропиленгликоль
Сорбит
Животный жир
Эмульгаторы
Соль
Сорбат калия
Соли, витамины и красители

32,0
33,0
22,0
2,5
3,3
2,0
2,0
1,0
1,0
0,6
0,3
0,3

Источник: Kaplow [19], Copyright ã Institute of Food Technologists, 1970.

Таблица 18.6. Состав пищевого продукта средней влажности, называемого Hennican
Компоненты

Количество
(основной вес, %)

Изюм
Вода
Орехи арахис
Куриное мясо
(замораживание–высушивание)
Нежирное сухое молоко
Арахисовое масло
Мед

30
23
15
15
11
4
2

Источник: Acott и Labuza [1]. Copyright ã Institute of Food Technologists, 1975.

мер, сорбит), полиэтиленгликоль, глицерин, сахара (сахароза, фруктоза, глюкоза и кукурузный сироп), а также соли (NaCl, HCl и т. д.). Обычно используемыми
микостатическими препаратами являются пропиленгликоль, сорбат калия, бензоат натрия и другие. Значение pН таких продуктов может быть от 5,4 на нижнем пределе до 7,0 на верхней границе.

Микробиологические аспекты
пищевых продуктов средней влажности
Как правило, область значений активности воды в пищевых продуктах средней
влажности делает вероятность размножения в них грамотрицательных бактерий
весьма низкой. Это является также справедливым для большинства грамположительных бактерий, за исключением кокков, некоторых спорообразующих
микроорганизмов и молочнокислых бактерий. Помимо ингибирующего воздей-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 18. Сохранение продуктов питания с помощью высушивания

521

Рис. 18.1. Показатели жизнеспособности культуры бактерий Staphylococcus aureus S-6 в высушенных свиных кубиках с глицерином при 25 °С.
Источник: Plitman с соавт. [27]. Copyright © 1973, Institute of Food Technologists.

ствия низких значений в пищевых продуктах средней влажности, антимикробной активностью обладают также сочетание таких факторов, как рН, окислительно-восстановительный потенциал (Eh), консерванты (включая некоторые
из увлажнителей), конкурирующие представители микрофлоры, как правило,
низкие температуры хранения, а также различные способы высокотемпературной обработки, включая пастеризацию, применяемые в процессе приготовления
пищевых продуктов средней влажности.
Картина изменения показателей жизнеспособности культуры бактерий Staphylococcus aureus S-6 в высушенных свиных кубиках с глицерином при 25 °С
проиллюстрирована на рис. 18.1. Как видно из рисунка, в случае приготовления
продукта методом десорбции и, соответственно, aw 0,88, количество жизнеспособных бактерий остается постоянным в течение приблизительно 15 суток и затем немного повышается. В то же время, в случае приготовления продукта методом адсорбции, при том же значении aw количество жизнеспособных бактерий
медленно снижается (бактерии погибают) в течение первых трех недель, а затем
темпы отмирания бактерий значительно повышаются. При всех значениях aw
ниже 0,88 микроорганизмы погибают. При этом скорость отмирания микроорганизмов значительно выше при aw 0,73, чем при более высоких значениях [27].
Данные, сходные с только что приведенными, были опубликованы также Haas с
соавт. [15], которые показали, что при количестве стафилококков, инокулируемых в пищевую систему мясо—сахар, равном 105 клеток, при aw 0,80 количество
жизнеспособных микроорганизмов понижалось до 3 ´ 10 3 клеток через шесть

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

522

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

дней и затем через месяц — до 3 ´ 10 2 клеток. Несмотря на то что были сообщения о росте бактерий Staphylococcus aureus при aw = 0,83, при aw <0,86 энтеротоксин не производится и не выделяется этими бактериями [34]. Исходя из имеющихся данных, энтеротоксин А продуцируется при меньших aw, чем энтеротоксин В [35].
При использовании модели такого продукта, как Hennican средней влажности
(СВ) при рН 5,6 и aw = 0,91, Boylan с соавторами [5] показали, что эффективность
СВ-систем против бактерий Staphylococcus aureus F265 является функцией двух
параметров: рН и aw. Подготовка продуктов методом адсорбции является более
разрушительной для микроорганизмов, чем при использовании метода десорбции. Labuza с соавторами [22] обнаружили, что установленный для системы
продуктов средней влажности (ПСВ) минимум aw, действительно применим
к продуктам, приготавливаемым при использовании метода десорбции, но при
этом минимум роста для микроорганизмов гораздо выше в случае продуктов,
приготавливаемых при использовании метода адсорбции. Бактерии Staphylococcus aureus ингибируются при aw = 0,9 в случае применения метода адсорбции, в то время как при использовании системы десорбции требуется, чтобы aw
было в области от 0,75 до 0,84. Аналогичный эффект наблюдали также и в случае дрожжей, микроскопических грибов и псевдомонад.
Что касается эффекта термического разрушения бактерий в системе продуктов
средней влажности (ПСВ), то было показано, что терморезистентность микроорганизмов повышается в случае понижения значений aw и степень устойчивости
зависит от компонентов, применяемых при контроле активности воды (см. табл.
17.3). При исследовании скорости отмирания сальмонелл и стафилококков в продуктах средней влажности (ПСВ), имеющих aw приблизительно 0,8 и температуру пастеризации 50–65 °С, было обнаружено, что отмирание клеток микроорганизмов происходит в соответствии с кинетикой первого порядка [18]. Эти исследования подтвердили данные многих других авторов о том, что разрушение
вегетативных клеток микроорганизмов при термической обработке происходит в
минимальной степени в диапазоне условий системы продуктов средней влажности, в особенности в твердой фазе. Некоторые значения D для термической деструкции Salmonella Senftenberg 775W при различных значениях aw приведены
в табл. 17.3.
В отношении микроскопических грибов продукты средней влажности (ПСВ)
можно сделать вполне стабильными при условии, что активность воды (aw) будет снижена до значений в области 0,7, но в этом случае будет получен высушенный тип продуктов. Большое количество различных видов микроскопических грибов способно к росту в области значений aw приблизительно 0,8, в то время как в условиях корма для животных средней влажности время жизни для этих
микроорганизмов, как правило, ограничено. Влияние различных параметров,
характеризующих продукты средней влажности (ПСВ), на ингибирование роста
микроскопических грибов было показано Acott с соавт. [2]. По оценке этих авторов, из семи различных химических ингибиторов, используемых поодиночке
или в комбинации друг с другом для ингибирования роста таких микроскопических грибов, как Aspergillus niger и Aspergillus glaucus, предварительно инокулируемых в продукты, пропиленгликоль оказался единственным достаточно эффективным при его добавлении без других дополнительных агентов. Ни один

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 18. Сохранение продуктов питания с помощью высушивания

523

Таблица 18.7. Время роста микроорганизмов, инокулированных в корм для собак,
в присутствии ингибиторов при рН 5,4
Условия хранения
Ингибитор

aw = 0,85;
девять месяцев хранения

Ингибитор
не добавлен

Aspergillus niger — 2 недели
Aspergillus glaucus — 1 неделя
Staphylococcus epidermidis — 2 недели

Сорбат калия
(0,3%)

Нет грибов
Staphylococcus epidermidis — 25 недель

Пропионат
кальция (0,3%)

Aspergillus niger — 25 недель
Aspergillus glaucus — 25 недель
Staphylococcus epidermidis — 3,5 недели

aw = 0,88;
шесть месяцев хранения
Aspergillus niger — 1 неделя
Aspergillus glaucus — 1 неделя
Staphylococcus epidermidis —
0,5 недели
Aspergillus niger — 5 недель
Staphylococcus epidermidis —
3,5 недели
Aspergillus glaucus — 2 недели
Staphylococcus epidermidis —
1,5 недели

Примечание: Рост микроскопических грибов фиксируется при появлении первого видимого признака. Рост бактерий фиксируется после двух логарифмических циклов.
Источник: Acott с соавт. [2]. Copyright © 1976, Institute of Food Technologists.

из других протестированных агентов не был способен ингибировать рост этих
микроскопических грибов при добавлении без других дополнительных агентов
в области значений aw приблизительно 0,88, однако при введении этих агентов
в комбинации с другими агентами продукты оставались стабильными в течение
всего времени хранения. Было также показано, что все испытанные ингибиторы
проявляют более высокую эффективность при рН 5,4 и aw = 0,85, чем при рН 6,3.
В случае, когда ингибиторы не добавлялись, рост двух видов микроскопических
грибов проходил в течение двух недель при aw = 0,85, тогда как при добавлении
сорбата калия и пропионата кальция рост этих грибов не наблюдали в течение
25 недель (табл. 18.7). Рост бактерий Staphylococcus epidermidis также ингибировался этими двумя фунгистатиками. При этом ингибирование роста было более эффективным при aw = 0,85, чем при aw = 0,88. По-видимому, это является
примером совместного действия различных параметров, таких как рН, aw и других, на ингибирование микроорганизмов в системе продуктов средней влажности (ПСВ).

Стабильность хранения продуктов средней влажности (ПСВ)
Нежелательные химические изменения, которые происходят в высушенных пищевых продуктах, имеют место и в продуктах средней влажности (ПСВ). Окисление липидов и приобретение продуктами коричневатого оттенка (окраска
Мэйлларда) происходят при значениях aw в области 0,4–0,5, особенно в тех случаях, когда в качестве увлажнителя использовался глицерин [36].
Хранение продуктов средней влажности (ПСВ) в правильно подобранных
условиях влажности является основным фактором в предотвращении роста микроскопических грибов и в общем для стабильности хранения. В этом отношении
очень важным является измерение равновесной относительной влажности

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

524

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

(ERH). ERH отражает количество десорбируемой воды, присутствующей в пищевых продуктах, и определяется следующим уравнением:
EHR = (Pequ / Psat ),

T , P = 1 атм

где Pequ представляет парциальное давление испаряемой воды в равновесии с образцом в воздухе при одной атмосфере общего давления и температуре, равной
Т, Psat представляет парциальное давление испаряемой воды при насыщении
в воздухе при одной атмосфере общего давления и температуре, равной Т [16].
Взаимообмен водой пищевых продуктов с влажным воздухом происходит до
уравновешивания парциального давления при данной температуре с парциальным давлением воды во влажном воздухе. Таким образом, значение равновесной относительной влажности (ERH) является прямым измерением того, будет
ли влага сорбироваться или десорбироваться на пищевых продуктах. В случае,
когда пищевые продукты заворачиваются в водонепроницаемые материалы, относительная влажность атмосферы вокруг таких запакованных продуктов определяется по равновесной относительной влажности (ERH) продуктов, на которую, в свою очередь, влияет природа присутствующих растворенных твердых
веществ и прочие факторы [30]. Оба типа продуктов — как традиционные, так и
современные продукты средней влажности (ПСВ) — имеют более длительные
сроки хранения и стабильность при пониженной равновесной относительной
влажности (ERH).
Помимо прямого влияния упаковки на равновесную относительную влажность (ERH) продуктов, газонепроницаемая упаковка воздействует также и на
показатель Eh упакованных продуктов и оказывает эффект на рост аэробных
микроорганизмов.

Продукты средней влажности (ПСВ)
и переход из стекловидного состояния
Широкое использование значений активности воды (aw) при изготовлении и
контроле продуктов средней влажности (ПСВ) вызвало ряд вопросов у некоторых исследователей, которые полагали, что «динамика воды» может быть лучше использована для прогнозирования активности микроорганизмов в системах
подобного рода. «Динамика воды» относится к аморфному матриксу тех компонентов пищевых продуктов, которые чувствительны к изменениям содержания
влаги и температуры. Матрикс может существовать в двух состояниях: либо в
виде очень вязкой «стекловидной», либо в виде более похожей на жидкость, высокоэластичной, каучукообразной, аморфной структуры. Таким образом, стекловидное состояние характеризуется повышенной вязкостью водосодержащих
аморфной и высокоэластичной систем, в которых заингибированы или значительно снижены жидкостные потоки. В стекловидном состоянии кристаллизация составляющих компонентов ограничена. Переход из стекловидного состояния в каучукообразное, аморфное происходит при характерной температуре, Tg,
и она понижается при снижении влажности. Tg была предложена в качестве параметра, с помощью которого лучше прогнозировать продолжительность и стабильность хранения систем пищевых продуктов средней влажности, чем при
помощи значения активности воды (aw) [31, 32].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 18. Сохранение продуктов питания с помощью высушивания

525

Правомерность и практичность вышеизложенной концепции для систем пищевых продуктов средней влажности остается справедливой также и в более
широком понимании. Однако при тщательной проверке в одной из групп не
было показано, что она является лучшей альтернативой, чем значения aw для
прогнозирования активности микроорганизмов в пищевых продуктах [8].

Литература
1. Acott, K. M., and T. P. Labuza. 1975. Inhibition of Aspergillus niger in an intermediate moisture food system.
J. Food Sci. 40: 137–139.
2. Acott, K. M., A. E. Sloan, and T. P. Labuza. 1976. Evaluation of antimicrobial agents in a microbial challenge
study for an intermediate moisture dog food. J. Food Sci.. 41: 541–546.
3. Bone, D. 1973. Water activity in intermediate moisture foods. Food Technol. 27 (4): 71–76.
4. Bone, D. P. 1969. Water activity — Its chemistry and applications. Food Prod. Dev. 3 (5): 81–94.
5. Boylan, S. L., K. A. Acott, and T. P. Labuza. 1976. Staphylococcus aureus challenge study in an intermediate
moisture food. J. Food Sci. 41: 918–921.
6. Brockmann, M. E. 1970. Development of intermediate moisture foods for military use. Food Technol. 24:
896–900.
7. Burke, R. F., and R. Y. Decareau. 1964. Recent advances in the freeze-drying of food products. Adv. Food
Res. 13: 1–88.
8. Chirife, J., and M. D. P. Buera. 1994. Water activity, glass transition and microbial stability in concentrated/semimoist food systems. J. Food Sci. 59: 921–927.
9. Collins, J. L., and A. K. Yu. 1975. Stability and acceptance of intermediate moisture, deep-fried catfish.
J. Food Sci. 40: 858–863.
10. Davis, R. J. 1963. Viability and behavior of lyophilized cultures after storage for twenty-one years. J. Bacteriol. 85: 486–487.
11. Desrosier, N. W. 1963. The Technology of Food Preservation. New York: Van Nostrand Reinhold.
12. Fennema, O., and W. D. Powrie. 1964. Fundamentals of low-temperature food preservation. Adv. Food Res.
13: 219–347.
13. Fry, R. M., and R. I. N. Greaves. 1951. The survival of bacteria during and after drying. J. Hyg. 49: 220–246.
14. Gooding, E.G. B. 1962. The storage behaviour of dehydrated foods. In Recent Advances in Food Science,
ed. J. Hawthorn and J. M. Leitch, Vol. 2, 22–38. London: Butterworths.
15. Haas, G. J., D. Bennett, E. B. Herman, and D. Collette. 1975. Microbial stability of intermediate moisture
foods. Food Prod. Dev. 9 (4): 86–94.
16. Hardman, T. M. 1976. Measurement of water activity. Critical appraisal of methods. In Intermediate Moisture
Foods, ed. R. Davies, G. G. Birch, and K. J. Parker, 75–88. London: Applied Science.
17. Harper, J. C., and A. L. Tappel. 1957. Freeze-drying of food products. Adv. Food Res. 7: 171–234.
18. Hsieh, F.-H., K. Acott, and T. P. Labuza. 1976. Death kinetics of pathogens in a pasta product. J. Food Sci. 41:
516–519.
19. Kaplow, M. 1970. Commercial development of intermediate moisture foods. Food Technol. 24: 889–893.
20. Karel, M. 1976. Technology and application of new intermediate moisture foods. In Intermediate Moisture
Foods, ed. R. Davies, G. G. Birch, and K. J. Parker, 4-31. London: Applied Science.
21. Labuza, T. P. 1968. Sorption phenomena in foods. Food Technol. 22: 263–272.
22. Labuza, T. P., S. Cassil, and A. J. Sinskey. 1972. Stability of intermediate moisture foods 2. Microbiology.
J. Food Sci. 37: 160–162.
23. May, K. N., and L. E. Kelly. 1965. Fate of bacteria in chicken meat during freeze-dehydration, rehydration,
and storage. Appl. Microbiol. 13: 340–344.
24. Meryman, H. T. 1966. Freeze-drying. In Cryobiology, ed. H. T. Meryman, Chap. 13. New York: Academic
Press.
25. Mossel, D. A. A., and M. Ingram. 1955. The physiology of the microbial spoilage of foods. J. Appl. Bacteriol.
18: 232–268.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

526

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

26. Pitt, J. I., and J. H. B. Christian. 1968. Water relations of xerophilic fungi isolated from prunes. Appl.
Microbiol. 16: 1853–1858.
27. Plitman, M., Y. Park, R. Gomez, and A. J. Sinskey. 1973. Viability of Staphylococcus aureus in intermediate
moisture meats. J. Food Sci. 38: 1004–1008.
28. Robson, J. N. 1976. Some introductory thoughts on intermediate moisture foods. In Intermediate Moisture
Foods, ed. R. Davies, G. G. Birch, and K. J. Parker, 32–42. London: Applied Science.
29. Scott, W. J. 1957. Water relations of food spoilage microorganisms. Adv. Food Res. 1: 83–127.
30. Seiler, D. A. L. 1976. The stability of intermediate moisture foods with respect to mould growth. In Intermediate Moisture Foods, ed. R. Davies, G. G. Birch, and K. J. Parker, 166–181. London: Applied Science.
31. Slade, L., and H. Levine. 1991. Beyond water activity: Recent advances based on an alternative approach
to the assessment of food quality and safety. CRC Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 30: 115–360.
32. Slade. L., and H. Levine. 1987. Structural stability of intermediate moisture foods — A new understanding.
In Food Structure — lts Creation and Evaluation, ed. J. R. Mitchell and J. M. V. Blanshard, 115–147. London:
Butterworths.
33. Sloan, A. E., P. T. Waletzko, and T. P. Labuza. 1976. Effect of order-of-mixing on aw -lowering ability of food
humectants. J. Food Sci. 41: 536–540.
34. Tatini, S. R. 1973. Influence of food environments on growth of Staphylococcus aureus and production
of various enterotoxins. J. Milk Food Technol. 36: 559–563.
35. Troller, J. A. 1972. Effect of water activity on enterotoxin A production and growth of Staphylococcus aureus.
Appl. Microbiol. 24: 440–443.
36. Troller, J. A. and J. H. B. Christian. 1978. Water Activity and Food. New York: Academic Press.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

19
Другие методы сохранения
продуктов питания

Методы, представленные в предыдущих шести главах, являются традиционными, устоявшимися и широко применяются по всему миру. В настоящей главе
представлены некоторые методы, которые в настоящее время используются гораздо менее широко, но, тем не менее, они являются весьма перспективными и
в будущем будут иметь гораздо большее значение.

Метод высокого гидростатического давления (ВГД)
Использование высокого гидростатического давления (ВГД), или паскализации,
при обработке пищевых продуктов для снижения содержания микроорганизмов
или их полного разрушения было предложено еще в 1884 г. [11]. В 1899 г. Hite
успешно использовал гидростатическое давление для улучшения качества молока
[18], а в 1914 г. он продемонстрировал чувствительность к гидростатическому давлению микроорганизмов, размножающихся во фруктах [19]. Таким образом, использование этого метода для контроля содержания микроорганизмов и сохранения продуктов питания имеет давнюю историю, однако только лишь относительно
недавно было начато детальное исследование его применения. Интерес к этому
методу, очевидно, возник вследствие того, что потребители требуют минимальной обработки пищевых продуктов, сниженных цен и большей доступности оборудования для обработки продуктов. Обработка пищевых продуктов с помощью
гидростатического давления может проводиться при комнатной температуре, и за
исключением некоторых овощей, такая обработка не влияет на форму, цвет и содержание питательных веществ большинства пищевых продуктов. Начиная с
ранних 1990-х гг. в Японии появились в продаже по крайней мере десять обработанных с помощью гидростатического давления пищевых продуктов, включая
фруктовые пюре, джемы, фруктовые соки и дорогие торты и пирожные [8].
Для проведения обработки пищевых продуктов с помощью гидростатического давления необходима соответствующая механически прочная камера
(стальной цилиндр), а также насос для создания давления в несколько сот мегапаскалей (МПа) (1 МПа = 10 атм; 100 МПа = 1 кбар). Весьма важными параметрами являются такие, как время подъема давления и время снижения давления.
Обычными скоростями подъема и снижения давления являются скорости, равные 2–3 МПа/с. После того как пищевые продукты помещаются в соответствующие контейнеры и герметично закрываются, упаковки для этих пищевых
продуктов помещаются в цилиндр с низкокомпрессионной жидкостью, такой,
например, как вода. Затем с помощью компрессионного насоса создается давле-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

528

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Рис. 19.1. Подсчет выживших клеток дрожжей Zygosaccharomyces bailii после обработки
методом гидростатического давления в осцилляторном режиме при длительности циклов по
пять минут каждый и при значениях гидростатического давления, равных соответственно
207 МПа (c), 241 МПа (à) или 276 МПа (O), а также при следующих значениях статического гидростатического давления: 207 МПа (g), 241 МПа (¨) или 276 МПа (=). Источник: с разрешения
E. Palou и соавт. (University of Washington, Pullman, Washington) [39], Oscillatory high hydrostatic
pressure inactivation of Zygosaccharomyces bailii., J. Food Protect. 61: 1214. Copyright © 1998,
International Association of Milk, Food and Environment Sanitarians, Inc.

ние. Создаваемое давление может быть постоянным (статическим) или подаваться в колебательном (осцилляторном) режиме. В последнем случае может
применяться режим из двух–трех циклов с варьирующим временем поддержания давления для каждого из циклов. При исследовании процесса инактивации
дрожжей Zygosaccharomyces bailii сравнивали обработку этих патогенов с помощью гидростатического давления при создании статического и осцилляторного режимов, и последний из них был признан более эффективным [38].
В этом эксперименте первоначальный инокулум дрожжей Zygosaccharomyces
bailii содержал приблизительно 16
, ´ 10 6 КОЕ/мл. В осцилляторном режиме создаваемого гидростатического давления время поддержания давления равнялось в общей сложности 20 мин, а давление было равно 276 МПа. После такой обработки количество патогенов Zygosaccharomyces bailii снижалось до
значений <10 КОЕ/мл (см. табл. 19.1). Клетки суспендировали в 2%-м глюкозном бульоне Сабуро с сахарозой, добавляемой для доведения значения активности воды (aw) до 0,98. В другом, более раннем исследовании, в котором изучали режимы обработки эндоспор бактерий Geobacillus stearothermophilus, было
установлено, что 106 спор/мл полностью разрушались при использовании
осцилляторного режима создаваемого гидростатического давления, в котором
было шесть пятиминутных циклов (общей продолжительностью в 60 мин), давлением, равным 600 МПа, и температурой, равной 70 °С. В то же время, при использовании статического режима общей продолжительностью также в 60 мин,

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 19. Другие методы сохранения продуктов питания

529

гидростатического давления, равного 800 Мпа, и температуры, равной 60 °С, количество спор снижалось лишь до значения 102 спор/мл [15]. При любой модификации метода гидростатического давления воздействие на микроорганизмы
является мгновенным и равномерным по всему контейнеру, независимо от размеров. Метод гидростатического давления одинаково эффективен для обработки как жидких, так и твердых пищевых продуктов.
Обычно для антимикробного действия необходимо применять значения высокого гидростатического давления в области от 200 до 1000 МПа в зависимости
от других параметров. Для более подробной информации по применению метода высокого гидростатического давления для сохранения пищевых продуктов
можно обратиться к работе Cheftel [8].

Некоторые принципы и эффекты воздействия
метода высокого гидростатического давления
на пищевые продукты и микроорганизмы
Среди известных эффектов воздействия метода высокого гидростатического
давления ниже приведены некоторые из тех, которые представляют интерес для
сохранения пищевых продуктов.
1. Для метода высокого гидростатического давления не применяется повышение температуры, и следовательно, ковалентные связи не разрываются и, таким образом, вкус пищевых продуктов не подвергается воздействию. Обработка методом высокого гидростатического давления эффективна как при
комнатной температуре, так и при температурах холодильника. При этом водородные связи, очевидно, упрочняются.
2. При значениях высокого гидростатического давления в области от 400 до
600 МПа белковые компоненты легко подвергаются денатурации.
3. При значениях высокого гидростатического давления до 450 МПа инактивируются вегетативные клетки микроорганизмов с чувствительностью, понижающейся в следующем порядке: эукариотические клетки, грамотрицательные
бактерии, микроскопические грибы, грамположительные бактерии и бактериальные эндоспоры. Клетки микроорганизмов, находящиеся в стационарной
фазе роста, имеют тенденцию к большей устойчивости по сравнению с клетками микроорганизмов, находящихся в логарифмической фазе роста [16].
4. Микроорганизмы, обитающие в обезвоженных продуктах питания, таких, например, как специи, крайне устойчивы к высокому гидростатическому давлению (барорезистентность). Как правило, барорезистентность повышается
при снижении активности воды.
5. Как правило, существует тенденция к корреляции барорезистентности и термической устойчивости микробных клеток, но она соблюдается не абсолютно для всех видов микроорганизмов.
6. Для разрушения спорообразующих микроорганизмов методом создания высокого гидростатического давления требуются значения в области от 450 до
800 МПа при наиболее оптимальных прочих условиях. Для разрушения некоторых спор требуется создание высокого гидростатического давления при
значениях в области >450 МПа.
7. Морфология клеток сильно изменяется, а рибосомы разрушаются.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

530

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

8. Одним из последствий воздействия высокого гидростатического давления
являются изменения в липид-белковом комплексе клеточных мембран, а также повышение текучести мембран. Показано также, что при выдерживании
клеток в области значений высокого гидростатического давления от 200 до
400 МПа происходит выход нуклеиновых кислот из клеток.
9. Инактивируется аденозинтрифосфатаза (АТФаза). что приводит к снижению
содержания клеточной АТФ, однако окислительные ферменты, содержащиеся во фруктах, являются барорезистентными.
10. Несмотря на то что высокое гидростатическое давление является, как правило, неэффективным против клеточных стенок бактерий, существует синергизм между обработкой клеток с помощью высокого гидростатического давления и бактериоцинами как грамположительных, так и грамотрицательных
бактерий, а также с такими типами воздействий, как повышение температуры, понижение значения рН, обработка углекислым газом и лизоцимом. Таким образом, высокое гидростатическое давление может быть использовано
как барьер для функционирования мультиплексных систем.
11. Известно, что клетки микроорганизмов, получая повреждения под воздействием высокого гидростатического давления, могут затем восстанавливаться в пищевых продуктах и продолжать размножаться. Этот феномен должен
быть ожидаем, и должны быть приняты соответствующие меры [31].
12. Эндоспоры бактерий проявляют высокую устойчивость и сопротивляемость.
Инактивация эндоспор является, по всей очевидности, результатом индуцированного созревания и прорастания с последующей деструкцией вегетативных клеток.
13. Содержание эндоспор бактерий Geobacillus stearothermophilus может быть
значительно снижено при использовании метода быстрой декомпрессии при
условиях высокого гидростатического давления при 200 МПа и температуре
75 °С в течение 60 мин [15].
14. Исследование воздействия высокого гидростатического давления на прорастание спор бактерий Bacillus subtilis показало, что при значении ВГД, равном
100 МПа, индуцируется прорастание этих эндоспор путем активации рецепторов, ответственных за прорастание, в то время как при создании высокого
гидростатического давления, равного 550 МПа, открываются каналы, по которым высвобождается дипиколиновая кислота, что позднее и приводит
к прорастанию эндоспор [36].

Воздействия высокого гидростатического давления
на отдельные микроорганизмы, обитающие в продуктах питания
Определить количественные значения DМПа при обработке пищевых продуктов
методом высокого гидростатического давления часто довольно сложно вследствие эффекта задержек и разброса («хвостовой эффект») на кривых выживаемости, продемонстрированного многими исследователями. Из данных кривой
инактивации бактерий Listeria monocytogenes, представленной на рис. 19.2,
«хвостовой эффект» можно наблюдать в области значений времени между 20 и
30 мин после воздействия высокого гидростатического давления при значениях
ВГД, равных 375 и 400 МПа [31].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 19. Другие методы сохранения продуктов питания

531

Рис. 19.2. Инактивация с помощью высокого гидростатического давления бактерий Listeria
monocytogenes 2433 в условиях 10 мМ фосфатного буфера с хлористым натрием (рН 7,0), температурой, равной 20 °С, и значениями ВГД, равными: 300 МПа (g), 350 МПа (=), 375 МПа ()
и 400 МПа (‚). Обозначения: No = исходное число микроорганизмов; N = число выживших
микроорганизмов. Каждая точка на кривой является средним из трех значений.
Источник: Перепечатывается с разрешения M. F. Patterson [42] (Queen’s University of Belfast,
N. Ireland). Sensitivity of vegetative pathogens to high hydrostatic pressure treatment in phosphate-buffered saline and foods. J. Food Protect. 58: 525. Copyright ã 1995, International Association
of Milk, Food and Environment Sanitarians, Inc.

Количественные значения DМПа для двух видов сальмонелл были представлены Metrick с соавт. в работе [31], в которой использовались следующие условия
обработки высоким гидростатическим давлением: ВГД, равное 340 МПа, температура, равная 23 °С, в среде фосфатного буфера с хлористым натрием и курином мясе. Для бактерий Salmonella серотипа Typhimurium в буферном растворе
и курином мясе значения DМПа были равны соответственно 7,40 и 7,63 мин, в то
время как для бактерий Salmonella серотипа Senftenberg соответствующие значения были равны 4,20 и 7,13 мин. Эти исследователи смогли подсчитать значения DМПа, несмотря на «хвостовой эффект» на кривых выживаемости микроорганизмов. В более поздних исследованиях значения DМПа для бактерий Salmonella серотипа Typhimurium в образцах свежего филе свинины при температуре,
равной 25 °С, и высоком гидростатическом давлении, равном 414 МПа, было
равно 1,48 мин [3]. В аналогичном исследовании для бактерий Listeria monocytogenes значение DМПа = 414 было равно 2,17 мин. В другом исследовании для бактерий Listeria monocytogenes штамма Scott в свиных отбивных котлетах значение
DМПа = 350 было равно 8,52 мин [33]. Авторы последней работы обнаружили, что
эти микроорганизмы являются более устойчивыми, чем собственная микробиота в свиных отбивных котлетах.
При исследовании дрожжей Saccharomyces cerevisiae в апельсиновом соке
Zook с соавт. [64] определили следующие значения DМПа в соответствии с разными условиями: 10,81 мин при ВГД, равном 300 МПа; 0,97 мин при ВГД, равном
400 МПа, и 0,18 мин при ВГД, равном 500 МПа. Значение z было около 117 МПа,
и результаты были похожи на те, что были получены для яблочного сока [64].
В одной из работ [38] исследовалось влияние активности воды, а также сорбата калия на инактивацию дрожжей Zygosaccharomyces bailii при температу-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

532

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

ре, равной 21 °С, и значении рН, равном 3,5. Ниже представлены данные по количеству времени, необходимому для инактивации (лимит определения микроорганизмов < 10 КОЕ/мл при разных условиях проведения тестов):
aw
aw
aw
aw

= 0,98 + сорбат калия
= 0,98 (без сорбата калия)
= 0,95 + сорбат калия
= 0,95 (без сорбата калия)

³ 345 МПа = < 2 мин
517 МПа = ³ 4 мин
³ 517 МПа = 4 мин
³ 517 МПа = 10 мин

Эти данные демонстрируют антагонистический эффект низких значений активности воды (a w ) на значения высокого гидростатического давления (ВГД)
и усиливающее действие сорбата калия. На основании результатов этих экспериментов исследователи сделали заключение о том, что при значении высокого
гидростатического давления (ВГД), равного 689 МПа, могут быть инактивированы приблизительно 105 клеток дрожжей Zygosaccharomyces bailii независимо
от значений активности воды (a w ), времени обработки или 1000 ppm сорбата
калия [38]. В другом исследовании была зарегистрированы инактивация
108 КОЕ/мл дрожжей Zygosaccharomyces bailii при ВГД, равном 304 МПа, в течение 10 мин обработки, при 25 °С и значении рН, равном 3,5, в цитратном буфере [40]. В случае обработки клеток этих же дрожжей в том же растворе и тех
же условиях, но при воздействии ВГД, равного 152 МПа, в течение 30 мин никакого влияния на микроорганизмы не наблюдали.
Воздействие значений рН на инактивацию бактерий Escherichia coli 0157 :
Н7 высоким гидростатическим давлением (ВГД) оценивали при использовании
апельсинового сока после введения в него 108 КОЕ/мл. При этом значение рН
в образцах было в пределах от 3,4 до 5,0 [26]. Условия, которые позволяли снижать содержание микроорганизмов в образцах на порядок 6 log, были следующими: 550 МПа в течение 5 мин обработки в апельсиновом соке при значениях
рН, равных 3,4, 3,6, 3,9 или 4,5, но не 5,0 при комбинировании обработки высоким гидростатическим давлением (ВГД) со слабым нагреванием при 30 °С [26].
Было исследовано комбинированное воздействие низина и высокого гидростатического давления на бактерии Listeria innocua и Escherichia coli в свежих целых куриных яйцах при значении рН, равном 8,0, и установлено, что при введении низина в концентрации 5 мг/мл и создании высокого гидростатического
давления, равного 450 МПа, при температуре, равной 20 °С, обработка в течение
10 мин снижает содержание бактерий Escherichia coli до порядка 5 log, а бактерий Listeria innocua до порядка 6 log [44]. В более раннем исследовании было
показано, что низин и бактериоцин Педиоцин АсН повышали процент летальности микроорганизмов при обработке высоким гидростатическим давлением
[23]. Эти и многие другие добавки повышают эффективность обработки высоким гидростатическим давлением путем снижения барорезистентности бактерий [45]. При механическом восстановлении мяса домашней птицы и дичи, содержащего 100 ррm низина и 1% дельта-глюконолактона, выдерживанием в
условиях высокого гидростатического давления в 350 МПа, время хранения при
температурах холодильных установок повышалось до 36 дней [63].
Относительная чувствительность шести пищевых патогенов в буферном растворе, молоке, и мясе домашней птицы и дичи была исследована Patterson с соавторами [42], которые обнаружили, что бактерии Yersinia enterocolitica явля-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 19. Другие методы сохранения продуктов питания

533

ются наиболее чувствительными, со снижением количества более чем в 105,
происходящего в буферном растворе при рН, равном 7,0, в течение 15 мин и значениями высокого гидростатического давления, указанными ниже. Для такого
же снижения содержания микроорганизмов у других пяти видов бактерий в аналогичных условиях требуется создание следующих значений высокого гидростатического давления:
275 МПа для бактерий Yersinia enterocolitica
350 МПа для бактерий Salmonella серотипа Typhimurium
375 МПа для бактерий Listeria monocytogenes
450 МПа для бактерий Salmonella серотипа Enteritidis
700 МПа для бактерий Staphylococcus aureus
700 МПа для бактерий Escherichia coli 0157 : Н7

Эффективность действия высокого гидростатического давления против бактерий Vibrio parahaemolyticus была продемонстрирована Styles с соавт. [58], которые обнаружили, что при ВГД, равном 170 МПа, и температуре 23 °С обработка в течение 10 мин инактивирует около 106 клеток/мл в соке моллюска. С другой стороны, для инактивации 106 клеток/мл бактерий Listeria monocytogenes
в молоке, обработанном при сверхвысоких температурах, необходимо создание
высокого гидростатического давления, равного 340 МПа, и обработка при 23 °С
в течение 80 мин.
При обработке цельного молока (3,5% жирности) и снятого молока (0,3%
жирности) высоким гидростатическим давлением, равным 400 МПа, и температуре 25 °С в течение 30 мин время хранения повышалось до 45 суток в холодильнике, в то время как необработанное молоко имело время хранения всего 15 суток [13]. Однако вследствие того, что не осуществлялось инактивирования плазмина, происходил гидролиз казеина, что приводило к изменению вкуса при
длительном хранении. В другом исследовании было показано, что комбинированная обработка высоким гидростатическим давлением и мягким нагреванием
является весьма эффективной при разрушении бактерий Escherichia coli 0157 :
Н7 и Staphylococcus aureus [41]. При обработке цельного молока, обработанного
при сверхвысоких температурах, или мяса домашней птицы и дичи высоким
гидростатическим давлением, равным 400 МПа, и температуре 50 °С в течение
15 мин было показано снижение содержания бактерий E. coli 0157 : Н7 на порядок 6 log в мясе домашней птицы и дичи, а в молоке — на порядок 5 log. Для
сравнения, при обработке этих же продуктов питания в условиях высокого гидростатического давления, равного 400 МПа, и температуре 20 °С было показано
снижение содержания бактерий E. coli 0157 : Н7 на порядок <1 log. Интересно
отметить, что S. aureus инактивировались более эффективно в молоке, чем в
мясе домашней птицы и дичи.
На микробиоту, обитающую в овощах, не производила существенного воздействия обработка при высоком гидростатическом давлении, равном 100 и
200 МПа, при температуре 20 °С в течение 10 мин или при температуре 10 °С
в течение 20 мин, однако создание высокого гидростатического давления, равного 300 МПа, приводило к существенному снижению содержания микроорганизмов [4]. Содержание дрожжевых клеток Saccharomyces cerevisiae эффективно снижалось при воздействии высокого гидростатического давления, равного

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

534

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

300 МПа, и температуре, равной 10 °С, в течение 20 мин. В то же время для существенного понижения содержания грамотрицательных бактерий и микроскопических грибов требовалось воздействие высокого гидростатического давления, равного 350 МПа. Абсолютного уничтожения грамположительных бактерий не наблюдали даже при создании давления, равного 400 МПа. Эти
исследователи отмечали, однако, что при воздействии на овощи высокого гидростатического давления, значение которого превышало 300 МПа, происходили
некоторые нежелательные изменения в этих пищевых продуктах. Так, например, при таких воздействиях кожура томатов ослабевает, разрыхляется и отделяется, листья салата, хотя и остаются плотными, приобретают коричневатую
окраску. В другом исследовании было показано, что листья шпината после обработки высоким гидростатическим давлением, равным 400 МПа, при температуре, равной 5 °С, в течение 30 мин теряют питательные вещества. В то же время
цветная капуста при обработке в таких же условиях оставалась во вполне приемлемом состоянии [47]. Таким образом оказалось, что для некоторых из свежих
овощей обработка при высоком гидростатическом давлении является непригодной для предохранения с целью последующего длительного хранения.
Было установлено, что воздействие углекислого газа при высоком гидростатическом давлении оказывает существенно большее антимикробное действие,
чем в условиях обычного атмосферного давления. В одном из исследований
было показано, что под действием углекислого газа при высоком гидростатическом давлении, равном 6,18 МПа, в течение двух часов содержание бактерий
Listeria monocytogenes в дистиллированной воде или в бульоне снижалось с
109 КОЕ/мл до неопределяемых уровней. В то же время воздействие молекулярного азота в равных прочих условиях не приводило к существенному снижению
содержания этих микроорганизмов [60]. Показано, что при высоком гидростатическом давлении, равном 13,7 МПа, воздействие углекислым газом эффективно против бактерий Listeria monocytogenes и бактерий Salmonella серотипа Typhimurium, обитающих в мясе домашней птицы и дичи, яичном желтке, креветках и апельсиновом соке. В другом исследовании проводили повышение
концентрации растворенного углекислого газа, используя пропускание под давлением микропузырьков. В условиях высокого гидростатического давления,
равного 6 МПа, при температуре 35 °С и обработке в течение 15 мин были получены следующие результаты [54]: бактерии Lactobacillus brevis полностью ингибировались при концентрации растворенного углекислого газа ³ 11 г (г = газовый коэффициент абсорбции Куенена); бактерии E. coli и дрожжи S. cerevisiae
полностью ингибировались при концентрации растворенного углекислого газа
³ 17 г; для дрожжей Torulopsis versatilis для полной инактивации требовалось
³ 21 г; дрожжи Zygosaccharomyces rouxii можно стерилизовать в условиях высокого гидростатического давления, равного 10 МПа, и концентрации растворенного углекислого газа, равной 26 г. На рис. 19.3 показано, что дрожжи Zygosaccharomyces rouxii обладают более высокой устойчивостью по сравнению
с дрожжами Torulopsis versatilis и Saccharomyces cerevisiae.
Показано, что такие типы вирусов, как цитомегаловирус и вирус простого
герпеса типа 1, можно инактивировать при высоком гидростатическом давлении, равном 300 МПа, и температуре 25 °С в течение 10 мин. Под давлением
происходит, очевидно, разрушение капсулы вируса и предотвращается связыва-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 19. Другие методы сохранения продуктов питания

535

Рис. 19.3. Воздействие высокого гидростатического давления на инактивирование клеток дрожжей Saccharomyces cerevisiae (О), Torulopsis versatilis (c) и Zygosaccharomyces rouxii (D). Обработку проводили при скорости потока углекислого газа под давлением 2,0 кг/час и температуре, равной 35 °С. Источник: с разрешения авторов — Shimoda M. и др. [54]. Antimicrobial effects
of pressured carbon dioxide in a continuous flow system. J. Food Sci. 63: 712. Copyright © 1998,
Institute of Food Technologists.

ние вирусных частиц с клетками хозяев. С другой стороны, есть такие типы вирусов, как, например, вирус синдбис, которые остаются устойчивыми даже при
гидростатическом давлении, равном 700 МПа [8].
При воздействии комбинированной обработки раствором £ 1,0% лаурата сахарозы и высокого гидростатического давления, равного 392 МПа, в течение
10 мин при температуре 45 °С регистрировалось снижение содержания спор таких бактерий, как Bacillus subtilis в молоке, Bacillus сoagulans в томатном соке
и Alicyclobacillus sp. в томатном соке и яблочном соке с первоначального
106с пор/мл до log10 3,5–5,0 КОЕ/мл [53]. Было показано, что значения D500 МПа
для спор штамма бактерий Bacillus anthracis, дефицитного по продукции компонентов токсина, было равно 4 мин при температуре 75 °С и 160 мин при температуре 20 °С [9]. В условиях нормального атмосферного давления (0,1 МПа) и температур, равных 20 и 75 °С, значение D было равно 348 мин (5,8 ч).
Для аскоспор дрожжей Saccharomyces cerevisiae в буферном растворе на
фруктовом соке, имеющем значения рН в области от 3,5 до 5,0 и содержащем аскоспоры в концентрации приблизительно 106 аскоспор/мл, были определены
значения D и z. Значение D 500 МПа было определено в 8 с, а значения z были в области между 115 и 121 МПа, в то же время значение D 300 МПа составляло 10,8 мин
[64]. Содержание аскоспор дрожжей Talaromyces macrosporus снижалось до
значений <2 logs при обработке в условиях высокого гидростатического давления, равного 700 МПа, и температуре 20 °С в течение 60 мин [52]. При обработке
в условиях высокого гидростатического давления, равного 827 МПа, в течение
15 мин содержание спор типа А двух штаммов бактерий Clostridium botulinum
снижалось на значения приблизительно 2,7 log и 3,2 log [51].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

536

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Было установлено, что ротавирусы являются предельно чувствительными к
высокому гидростатическому давлению, и при значении ВГД, равном 200 МПа,
и температуре 25 °С в течение 2 мин содержание этих вирусов снижалось до значений log10 8, после проведения тестов на культуре ткани [24]. Однако небольшая фракция этих вирусов оставалась устойчивой к воздействию высокого гидростатического давления даже при значении ВГД, равном 800 МПа, в течение
10 мин. Вирусы оказались также устойчивыми к действию переменного электрического поля (ПЭП) при значениях, равных 20–29 кВ/кв. см.
Содержание бактерий Vibrio parahaemolyticus в бульоне и живых устрицах снижалось до неопределяемого уровня при обработке в условиях высокого гидростатического давления, равного 345 МПа, в течение 30 с в бульоне и в течение 90 с
в живых устрицах [7]. При обработке в условиях высокого гидростатического давления, равного 345 МПа, и температуре 50 °С в течение 5 мин происходило снижение на порядок > 8–log следующих видов микроорганизмов: бактерий L. monocytogenes (двух штаммов); бактерий E. coli 0157 : Н7 (двух штаммов) и по одному штамму каждого из таких микроорганизмов, как бактерии Salmonella enteritidis,
бактерий Salmonella серотипа Typhimurium и бактерий S. aureus. При добавлении
молочной кислоты или лимонной кислоты и снижении значения рН до 4,5 наблюдали дополнительное снижение содержания микроорганизмов до значений приблизительно 1,3–3,9 log за цикл [1]. При тестировании на содержание микроорганизмов устриц в раковинах методом аэробного подсчета колоний после обработки этих моллюсков в условиях высокого гидростатического давления, равного
400 МПа, и температуры 7 °С в течение двух пятиминутных периодов отмечалось
снижение на значения до 5 logs. При этом устрицы оставались стабильными и хорошего качества при хранении в течение 41 суток при температуре 2 °С [28].
Тестирование методом аэробного чашечного подсчета колбасы в вакуумной
упаковке, хранившейся при температуре 2 или 8 °С, после обработки этих пищевых продуктов в условиях высокого гидростатического давления, равного
500 МПа, и температуры 65 °С в течение 5 или 15 мин показало снижение содержания микроорганизмов на значения до приблизительно 4 logs [62]. Психротрофные микроорганизмы и кишечные бактерии разрушались после тепловой
обработки. При этом в обработанных образцах не было обнаружено L. monocytogenes или S. aureus.
Рыбные продукты, упакованные в пластиковые пакеты (приблизительно
100 г/пакет) и содержащие 113–118 личинок паразитических нематод Anisakis
simplex, были обработаны с помощью высокого гидростатического давления
(при использовании разного уровня давлений). Условиями обработки, при которых убивалось 100% личинок паразитических нематод, были следующие:
30–60 с при высоком гидростатическом давлении, равном 414 МПа; 90–180 с
при высоком гидростатическом давлении, равном 276 МПа, и 180 с при высоком
гидростатическом давлении, равном 207 МПа [10]. При каждой из таких обработок происходило значительное повышение белизны мясной части продуктов.
В другом исследовании было показано, что личинки паразитических нематод
Anisakis simplex убивались в течение 10 мин при высоком гидростатическом давлении, равном 200 МПа, и температуре 0–15 °С, однако при высоком гидростатическом давлении, равном 140 МПа, для уничтожения всех личинок нематод
Anisakis simplex требовалось около одного часа [32].
Что касается семян брюссельской капусты, семян садового кресс салата, кунжута, редиса и семян горчицы, то эксперименты проводили при введении сус-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 19. Другие методы сохранения продуктов питания

537

Рис. 19.4. Инактивация бактерий, внесенных в семена садового кресс салата, с помощью высокого гидростатического давления (ВГД = 300 МПа, 20 °С, 15 мин). Прерывистой линией обозначен
предел возможности определения [62]. Copyright © 2003, International Association of Food Protection.

пензии микроорганизмов в семена этих овощных культур с последующей обработкой с помощью высокого гидростатического давления при различных условиях. На
модели семян садового кресс салата проводили введение культур семи различных
видов бактерий и подвергали воздействию высокого гидростатического давления,
равного 300 МПа, в течение 15 мин и температуре 30 °С. При этом регистрировали
снижение содержания таких микроорганизмов, как Salmonella Typhimurium, E. coli
MG 1655 и Listeria innocua на порядок > 6 log за цикл. Для таких бактерий, как
E. coli LMM 1010 и Shigella flexneri, снижение содержания составляло > 4 log за
цикл, а для бактерий S. aureus снижение содержания составляло 2 log за цикл [61].
В то же время бактерии Enterococcus faecalis при таких условиях обработки оставались в основном неповрежденными (см. рис. 19.4).
В целом эффективность обработки с помощью высокого гидростатического
давления некоторых видов пищевых продуктов для контроля содержания микроорганизмов хорошо документирована к настоящему времени. Наиболее логичным применение этой методики является, очевидно, для продления сроков
хранения пищевых продуктов с высоким содержанием кислот, а также полуконсервированных продуктов питания. Для уничтожения вегетативных клеток патогенных микроорганизмов метод обработки с помощью высокого гидростатического давления весьма эффективен в комбинации с мягким нагреванием, а
также с ионофорами, такими как низин. Однако необходимо проводить значительно больше исследований, прежде чем приравнивать метод обработки с помощью высокого гидростатического давления к методу термической обработки
относительно сохранности продуктов питания и сроков их хранения. Для получения обзорной информации по эффективности обработки пищевых продуктов
с помощью высокого гидростатического давления для уничтожения вегетативных клеток микроорганизмов следует обратиться к работе Smelt с соавт. [56].
Воздействие высокого гидростатического давления на споры микроорганизмов
описано в работе Heinz и Knorr [17].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

538

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Поля переменного электрического тока
Данный физический метод воздействия на продукты питания состоит в применении коротких импульсов полей высокого напряжения, длящихся в течение
микросекунд. При этом пищевые продукты помещаются между двумя электродами. В этом процессе не применяется термическая обработка, и в этом отношении он сходен с методом обработки с помощью высокого гидростатического
давления, описанного выше. Летальный эффект является в основном функцией
интенсивности импульсов, продолжительности импульсов, а также частоты повторения импульсов. Для генерирования поля переменного тока (ППТ) необходим электрогенератор и соответствующая камера для обработки продуктов.
Исследования по использованию электрического тока для уничтожения микроорганизмов были начаты в 1920-х гг. Эти первые исследования заключались
в приложении постоянного тока к жидким пищевым продуктам, в результате
чего происходило выделение тепла с повышением температуры, и образование
свободных радикалов. Использование поля переменного тока (ППТ) началось
значительно позже и датируется серединой 1960-х гг. Используемые импульсы
могут быть либо частотно-контрастными, либо экспоненциально-затухающего
типа. При этом частотно-контрастные импульсы электрического тока оказывают больший летальный эффект, чем экспоненциально-затухающие. В одном из
исследований было показано, что при воздействии частотно-контрастных импульсов электрического тока содержание клеток бактерий Escherichia coli снижалось на 99% в течение 100 мкс при 7 °С, по сравнению с методом экспоненциально-затухающих импульсов, при воздействии которых отмечалось снижение
популяции бактерий Escherichia coli при прочих равных условиях на 93% [46].
Среди основных свойств и характеристик поля переменного тока (ППТ),
применяемого для обработки продуктов питания, необходимо отметить следующие:
1. Грамотрицательные бактериальные клетки более чувствительны к воздействию поля переменного тока (ППТ), чем грамположительные бактерии или
дрожжи.
2. Вегетативные клетки более чувствительны к воздействию поля переменного
тока (ППТ), чем споры.
3. Более чувствительны к воздействию поля переменного тока (ППТ) микробные клетки, находящиеся в логарифмической фазе роста, чем клетки в стационарной фазе.
4. Клеточная смерть при воздействии поля переменного тока (ППТ) наступает, по-видимому, в результате нарушения функций клеточной мембраны, а
также вследствие электропорации (образования пор в мембранах при воздействии электрического тока). Было сделано предположение, что инактивирование бактерий при воздействии поля переменного тока происходит
по принципу «все или ничего», поскольку никаких признаков сублетальных поражений клеток не было зарегистрировано [55].
5. В целом антимикробный эффект является функцией напряженности электрического поля, времени и температуры обработки. При этом микроорганизмы
более чувствительны к воздействию поля переменного тока при более высоких температурах.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 19. Другие методы сохранения продуктов питания

539

Рис. 19.5. Инактивирование клеток бактерий Listeria monocytogenes в молоке под действием
поля переменного тока (ППТ) при различных температурах: 10 °С (=), 25 °С (g), 30 °С (¿),
43 °С (p) и 50 °С (´). Условия обработки: напряженность электрического поля = 30 кВ/см; скорость протока = 7 мл/с; длительность импульса = 1,5 мкс; частота = 1,700 Гц. Источник: с разрешения L. D. Reina с соавторами (North Carolina State University, Raleigh, North Carolina) [50].
Inactivation of Listeria monocytogenes in milk by pulsed electric field. J. Food Protect. 1998, 61:
1205. Copyright © 1998, International Association of Milk, Food and Environment Sanitarians, Inc.

Влияние температуры при воздействии на клетки бактерий Listeria monocytogenes показано на рис. 19.5.
Как правило, наиболее часто используемыми параметрами для применения
поля переменного тока (ППТ), применяемого для обработки продуктов питания
являются следующие:
l интенсивность импульсов (от 10 до 90 кВ/см);
l число импульсов (число импульсов широко варьирует от 10 до по крайней
мере 70);
l продолжительность импульсов (в микросекундах, обычно 2 m);
l скорость протока (время в минутах/часах для пропускания данного объема);
l параметры обработки (основными из них являются температура и рН; другими могут быть также активность воды, присутствие добавок и некоторые
другие).
Конфигурация системы поля переменного тока (ППТ) представлена на
рис. 19.6. Некоторые конкретные примеры применения поля переменного тока
(ППТ) будут суммированы ниже. Ознакомиться с обзором технологических
процессов обработки продуктов питания с помощью техники поля переменного
тока можно в работе [22].
При использовании в качестве модельных клеток бактерий Listeria monocytogenes было показано, что эти микроорганизмы более чувствительны к полю

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

540

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

Рис. 19.6. Конфигурация применяемой системы поля переменного тока (ППТ) [50]. Copyright ã
1998, International Association for Food Protection. Используется с разрешения.

переменного тока в процессе роста при 4 °С, чем при 37 °С; более устойчивы
при пониженных значениях активности воды (a w ); более чувствительны при повышении кислотности среды; и более устойчивы, находясь в стационарной фазе
роста, чем в логарифмической фазе роста [2]. При обработке апельсинового сока
с помощью поля переменного тока (ППТ) при условиях 30 кВ/см и 50 кВ/см при
температуре 50 °С, отмечалось снижение содержания бактерий Leuconostoc
mesenterioides, E. coli и L. innocua на порядок до 5-log за цикл [30]. В результате
обработки аскоспор дрожжей S. cerevisiae при условиях 50 кВ/см и температуре
50 °С отмечалось снижение содержания количества спор на порядок максимум
2,5–log за цикл. В другом исследовании с использованием апельсинового сока
происходило снижение содержания микроорганизмов, определяемое методом
аэробного подсчета колоний, до > 6 log за цикл в свежем апельсиновом соке при
следующих условиях обработки с помощью поля переменного тока (ППТ):
80 кВ/см, 20 импульсов, значении рН, равном 3,5, и температуре 44 °С, а также
при добавлении низина в концентрации 100 МЕ/мл [20]. Обработанный таким
образом сок имел срок хранения 28 суток.
Было показано, что при обработке апельсинового сока с помощью поля переменного тока (ППТ) при условиях: 90 кВ/см, 50 импульсов, и температуре 55 °С,
происходило снижение содержания бактерий Salmonella Typhimurium до log10
5,9 [25]. Низин и лизоцим совместно обладают синергическим действием, и
в комбинации с действием поля переменного тока отмечалось дополнительно
снижение содержания патогенных бактерий на 1,37 log за цикл. Синергическое
действие между низином и лизоцимом подкрепляет предположение о том, что
точкой приложения поля переменного тока является клеточная плазматическая
мембрана. При обработке яблочного сидра с помощью поля переменного тока
(ППТ) при условиях 80 кВ/см, 30 импульсов и температуре 42 °С отмечалось
снижение содержания бактерий E. coli 0157: Н7 до значения log10 5,35 КОЕ/мл
[21]. В условиях обработки 90 кВ/см, 10 импульсов, и температуре 42 °С проис-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 19. Другие методы сохранения продуктов питания

541

ходило снижение содержания бактерий Salmonella Typhimurium до log10 5,91,
однако при добавлении порошка корицы (2%) или низина (2,5%) происходило
снижение содержания бактерий до 6–8 log за цикл [21].
При исследовании сырого снятого молока, в условиях обработки 80 кВ/см,
50 импульсов, и температуре 52 °С, а также при добавлении низина (38 Межд.
ед./мл) и лизоцима (1,638 Межд. ед./мл) происходило снижение содержания
микроорганизмов, подсчитываемых методом аэробного подсчета колоний, до
значения 7 log [57]. Против вегетативных клеток бактерий Bacillus cereus применялась обработка с помощью поля переменного тока (ППТ) при условиях
16,7 кВ/см, 50 импульсов в каждые две микросекунды в присутствии 0,06 ppm
низина. При этом отмечалось значительное снижение содержания этих бактерий до значения 1,8 log единиц только при действии поля переменного тока и
низина [43]. Снижение содержания бактерий E. coli 0157: Н7 в среде с искусственным молоком до значения 5 log единиц происходило при воздействии
поля переменного тока (ППТ) при условиях 5 кВ/см, плюс 1,2 Межд. ед./мл низина и значении активности воды (a w ), равном 0,95 [59]. Было обнаружено, что
хлористый натрий в комбинации с низином снижают эффективность воздействия поля переменного тока (ППТ).
Было проведено исследование по сравнению воздействий поля переменного
тока (ППТ), высокого гидростатического давления (ВГД) и нагревания с целью
контролирования содержания аскоспор дрожжей Zygosaccharomyces bailii во фруктовых соках. Показано, что при значениях поля переменного тока (ППТ) в области
от 32 кВ/см до 36,5 кВ/см и двух импульсах в микросекунду содержание вегетативных клеток дрожжей снижалось до 4,5–5 log за цикл, а аскоспор — до 3,5–4 log за
цикл. В то же время при действии высокого гидростатического давления (ВГД) при
значениях в 300 МПа и обработке в течение 5 мин происходило снижение содержания вегетативных клеток дрожжей Zygosaccharomyces bailii до значения 5 log за
цикл, а аскоспор этих дрожжей — всего лишь до 0,5–1 log за цикл [49]. В общем
итоге это исследование показало, что при действии поля переменного тока (ППТ) в
области от 32 кВ/см до 36,5 кВ/см и двух импульсах в микросекунду и обработке в
течение 5 мин происходило снижение содержания вегетативных клеток и аскоспор
дрожжей Zygosaccharomyces bailii до значений 3,5–5 log за цикл в каждом из пяти
исследованных фруктовых соков. Аскоспоры дрожжей были в 5–8 раз более устойчивыми к нагреванию, чем вегетативные клетки.
В отношении бактерий E. coli, при внесении в гороховый суп инокулята, содержащего 106 КОЕ/мл, и последующей обработке с помощью высокого гидростатического давления, равного 35 кВ/см, в течение в общей сложности двух секунд, в результате чашечного подсчета не было обнаружено колоний бактерий
[48]. В более раннем исследовании было установлено, что бактериофаги бактерий Lactococcus cremoris более чувствительны к электрическому шоку, чем четыре разных вида бактерий, включая споры Bacillus subtilis [14]. Более подробная информация по обработке продуктов питания с помощью поля переменного
тока (ППТ) представлена в работе [48].

Асептическая упаковка
В случае традиционных методов консервирования в банках нестерильные продукты питания помещаются в нестерильные контейнеры с последующим герметичным запечатыванием этого контейнера и стерилизацией. В случае асептичес-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

542

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

кой упаковки стерильные продукты питания помещаются в стерильные контейнеры в асептических условиях и, затем, производится запаивание контейнеров
также в асептических условиях. Несмотря на то что методология асептической
упаковки пищевых продуктов была запатентована еще в начале 1960-х гг., эта
технология очень мало использовалась вплоть до 1981 г., когда Управление
контроля качества пищевых продуктов и медикаментов США одобрило использование перекиси водорода для стерилизации с использованием мягких, пластичных и многослойных материалов для упаковки пищевых продуктов в асептических процессах.
В целом любые продукты питания, которые могут быть обработаны с помощью откачивания в теплообменном агрегате, подлежат процессу асептической упаковки. Наиболее широкое применение асептическая упаковка продуктов
питания нашла для жидкостей, таких например, как фруктовые соки, а также
большого набора продуктов одноразового употребления такого типа. Технология
асептической упаковки для пищевых продуктов, содержащих твердые компоненты, была значительно более сложной для разработки, и микробиологические проблемы были лишь одним из многих аспектов, которые надо было преодолеть. При
организации процесса стерилизации пищевых продуктов обработкой с помощью
откачивания в теплообменном агрегате компоненты продуктов, которые проходят наиболее быстро, проводят в агрегате минимальное время. В случаях, когда
смешиваются жидкие компоненты и ингредиенты, состоящие из твердых частиц, последние проходят через агрегат значительно медленнее. Скорость теплообмена со средой также далеко не одинакова для жидкостей и твердых веществ.
Это обстоятельство усложняет задачу установления минимальных требований к
процессу обработки пищевых продуктов, при которых эффективно уничтожаются микроорганизмы и разрушаются ферменты в продуктах питания.
Ниже представлены преимущества асептической упаковки пищевых продуктов:
1. Такие продукты питания, как фруктовые соки, более других сохраняют
свои вкусовые качества в результате асептической упаковки, и, кроме того,
при упаковке в металлические банки у них не появляется металлического
привкуса.
2. Вместо стеклянных или металлических сосудов могут использоваться мягкие, пластичные и многослойные картонные материалы для упаковки пищевых продуктов в асептических процессах.
3. При использовании для стерилизации сверхвысоких температур время обработки пищевых продуктов минимизируется.
4. Технология позволяет использовать фильтрацию через мембранные фильтры
некоторых жидких пищевых продуктов.
5. Для заполнения свободного пространства над продуктом питания в консервных
банках могут быть использованы различные газы, такие, например, как азот.
Среди недостатков мягких картонных материалов для асептической упаковки пищевых продуктов необходимо отметить, например, такие, как неравноценность этих материалов для упаковки пищевых продуктов стеклянным или металлическим контейнерам, которые предотвращают проникновение кислорода,
и, кроме того, выработка продуктов снижается по сравнению с упаковкой в твердые контейнеры.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 19. Другие методы сохранения продуктов питания

543

В настоящее время существует большое разнообразие технологий для асептической упаковки пищевых продуктов и еще большее количество методов
находится в стадии разработки. Стерилизация упаковок достигается самыми
различными способами, одним из которых является следующий: рулоны упаковочного материала непрерывно пропускают через машину, в которой осуществляется его пропитывание перекисью водорода, чем и достигается стерилизация. Вслед за этим происходит формовка упаковок, заполнение их стерильными
пищевыми продуктами и запаивание контейнеров. Стерильность операции заполнения контейнеров пищевыми продуктами может поддерживаться при создании положительного давления воздуха или другого газа, такого, например,
как азот. Асептически упакованные фруктовые соки являются стабильными во
время хранения при обычной температуре внешней среды в течение 6–12 месяцев и более.
Характерные проявления порчи пищевых продуктов, упакованных в асептических условиях, отличаются от таковых при упаковке продуктов в металлические контейнеры. В то время, как при упаковке продуктов в металлические контейнеры происходит вспучивание при выделении водорода в высоко-кислотных
пищевых продуктах, в случае асептической упаковки используются неметаллические материалы. Несмотря на то что утечки из асептически упакованных пищевых продуктов, по-видимому, не происходит, тем не менее, кислород проникает сквозь неметаллические и нестеклянные контейнеры, что позволяет производить порчу низко-кислотных пищевых продуктов по совершенно другому
типу.

Манотермозвуковое воздействие
(термоультразвуковое воздействие)
Когда бактериальные эндоспоры подвергаются одновременно двум разным воздействиям: ультразвуковому и термической обработке, то наблюдается снижение резистентности этих спор, при этом наиболее сильный эффект отмечается,
когда два этих фактора действуют одновременно. Однако некоторое снижение
резистентности этих спор наблюдается и в том случае, когда производится воздействие только ультразвуком, а затем термическая обработка. Этот феномен
был открыт исследователями в Испании и назван манотермозвуковым воздействием (МТЗ) или термоультразвуковым воздействием [34]. Было установлено, что, помимо спор, термоультразвуковое воздействие эффективно снижает
терморезистентность таких ферментов, как пероксидаза, липоксигеназа и полифенолоксидаза [27]. В случае термоультразвукового воздействия применяются
температуры, приводящие к летальному эффекту микроорганизмов, в то время
как при ультразвуковом воздействии используют сублетальные температуры.
В этом методе ультразвуковое воздействие применяют в сочетании также с повышенным давлением.
Применение метода манотермозвукового воздействия (МТЗ) было опробовано для контроля таких патогенных бактерий, как Salmonella серотип Senftenberg. При условиях 117 mм и 200 КПа и температуре, равной 60 °С, отмечалось
снижение содержания этих бактерий до 3 log за цикл, в то время как при только
термическом воздействии при 60 °С отмечалось снижение содержания этих бактерий лишь до 0,5 log за цикл [29].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

544

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

В более раннем исследовании было показано, что в результате манотермозвукового воздействия (МТЗ) на термическую резистентность штамма клеток бактерий Bacillus cereus в разбавленном на четверть растворе Рингера отмечали снижение значения D при температуре 110 °С с 11,5 мин до 1,5 мин [6]. В аналогичном
исследовании с использованием в качестве объекта штамма клеток бактерий Bacillus licheniformis отмечали снижение значения D при температуре 99 °С с 5,5 мин
до 3 мин [6]. В другом исследовании было показано, что при манотермозвуковом
воздействии (МТЗ) на термическую резистентность двух штаммов клеток бактерий Bacillus subtilis в цельном молоке происходило снижение значения D при температуре 100 °С с 2,59 мин до 1,60 мин для одного из штаммов, а для другого
штамма снижение значения D в этих же условиях отмечали с 11,30 мин до
1,82 мин [12, 35]. При сравнении изменений значений z у этих двух штаммов
клеток бактерий Bacillus subtilis при манотермозвуковом воздействии отмечали
следующие изменения: 9,12–9,37 для одного из штаммов, а для другого штамма,
соответственно, 6,72–6,31. Ультразвуковую обработку проводили при 20 кГц
и 150 В. Результаты по тестированию z показывают, что манотермозвуковое воздействие оказывает минимальный эффект на изменения значений z [34].
Что касается возможного механизма, вследствие которого терморезистентность эндоспор бактерий снижается при ультразвуковой обработке, то проведенные исследования с использованием Geobacillus stearothermophilus показали, что такая обработка приводит к высвобождению кальция, дипиколиновой
кислоты, жирных кислот и других компонентов низкого молекулярного веса
[37]. Было сделано заключение, что при воздействии ультразвуковой обработки
на споры происходит модификация состояния гидратирования, и таким образом, снижается терморезистентность. Однако такое представление о механизме
действия ультразвуковой обработки не объясняет эффекта манотермозвукового
воздействия (МТЗ) на ферменты.

Литература
1. Alpas, H., N. Kalchayanaand, F. Bozoglu, and B. Ray. 2000. Interactions of high hydrostatic pressure,
pressurization temperature and pH on death and injury of pressure-resistant and pressure-sensitive strains
of foodborne pathogens. Int. J. Food Microbiol. 60: 33–42.
2. Alvarez, I., R. Pagan, J. Raso, and S. Condon. 2002. Environmental factors influencing the inactivation
of Listeria monocytogenes by pulsed electric fields. Lett. Appl. Microbiol. 35: 489–493.
3. Ananth, V., J.S. Dickson, D.G. Olson, and E.A. Murano. 1998. Shelf life extension, safety, and quality
of fresh pork loin treated with high hydrostatic pressure. J. Food Protect. 61: 1649–1656.
4. Arroyo, G., P.D. Sanz, and G. Prestamo. 1997. Effect of high pressure on the reduction of microbial
populations in vegetables. J. Appl. Microbiol. 82: 735–742.
5. Berlin, D.L., D.S. Herson, D.T. Hicks, and D. G. Hoover. 1999. Response of pathogenic Vibrio species
to high hydrostatic pressure. Appl. Environ. Microbiol. 65: 2776–2780.
6. Burgos, J., J.A. Ordonez, and F. Sala. 1972. Effect of ultrasonic waves on the heat resistance of Bacillus cereus and Bacillus licheniformis spores. Appl. Microbiol. 24: 497–498.
7. Calik, H., M.T. Morrisey, P.W. Reno, and H. An. 2002. Effect of high-pressure processing on Vibrio
parahaemolyticus strains in pure culture and Pacific oysters. J. Food Sci. 67: 1506–1510.
8. Cheftel, J. C. 1995. Review: high-pressure, microbial inactivation and food preservation. Food Sci. Technol.
Int. 1: 75–90.
9. Clery-Barraud, C., A. Gaubert, P. Masson, and D. Vidal. 2004. Combined effects of high hydrostatic pressure and temperature for inactivation of Bacillus anthracis spores. Appl. Environ. Microbiol. 70: 635–637.
10. Dong, F.M., A.R. Cook, and R.P. Herwig. 2003. High hydrostatic pressure treatment of finfish to inactivate
Anisakis simplex. J. Food Protect. 66: 1924–1926.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 19. Другие методы сохранения продуктов питания

545

11. Earnshaw, R.G., J. Appleyard, and R.M. Hurst. 1995. Understanding physical inactivation processes: Combined preservation opportunities using heat, ultrasound and pressure. Int. J. Food Microbiol. 28: 197–219.
12. Garcia, M.L., J. Burgos, B. Sanz, and J.A. Ordonez. 1989. Effect of heat and ultrasonic waves on the survival
of two strains of Bacillus subtilis. J. Appl. Bacteriol. 67: 619–628.
13. Garcia-Risco, M.R., E. Cortes, A.Y. Carrascosa, and R. Lopez-Fandino. 1998. Microbiological and chemical changes in high-pressure-treated milk during refrigerated storage. J. Food Protect. 61: 735–737.
14. Gilliland, S.E., and M.L. Speck. 1967. Inactivation of microorganisms by electrohydraulic shock. Appl. Microbiol. 15: 1031–1037.
15. Hayakawa, I., T. Kanno, K. Yoshiyama, and Y. Fujio. 1994. Oscillatory compared with continuous high
pressure sterilization on Bacillus stearothermophilus spores. J. Food Sci. 59: 164–167.
16. Hayakawa, I., S. Furukawa, A. Midzunaga, H. Horiuchi, T. Nakashima, Y. Fujio, Y. Yano, T. Ishikura, and
K. Sasaki. 1998. Mechanism of inactivation of heat-tolerant spores of Bacillus stearothermophilus IFO
12550 by rapid decompression. J. Food Sci. 63: 371–374.
17. Heinz, V., and D. Knorr. 2001. Effect of high pressure on spores. In Ultra High Pressure Treatments
of Foods, ed. M. E. G. Hendrickx and D. Knorr, 77–113. New York: Kluwer Academic Publishers.
18. Hite, B. H. 1899. The effect of pressure in the preservation of milk. W. V. Agric. Exp. Sta. Bull. 58: 15–35.
19. Hite, B.H., N.J. Giddings, and C.E. Weakley. 1914. The effect of pressure on certain microorganisms encountered in the preservation of fruits and vegetables. W. V. Agric. Exp. Sta. Bull. l46: 3–67.
20. Hodgins, A.M., G.S. Mittal, and M.W. Griffiths. 2002. Pasteurization of fresh orange juice using low-energy
pulsed electrical field. J. Food Sci. 67: 2294–2299.
21. Iu, J., G.S. Mittal, and M.W. Griffiths. 2001. Reduction in levels of Escherichia coli 0157:H7 in apple cider
by pulsed electric fields. J. Food Protect. 64: 964–969.
22. Jeyamkondan, S., D.S. Jayas, and R. A. Holley. 1999. Pulsed electric field processing of foods: A review.
J. Food Protect. 62: 1088–1096.
23. Kalchayanand, N., A. Sikes, C.P. Dunne, and B. Ray. 1994. Hydrostatic pressure and electroporation have
increased bactericidal efficiency in combination with bacteriocins. Appl. Environ. Microbiol. 60: 4174– 4177.
24. Khadre, M.A., and A.E. Yousef. 2002. Susceptibility of human rotavirus to ozone, high pressure, and pulsed
electric field. J. Food Protect. 65: 1441–1446.
25. Liang, Z., G.S. Mittal, and M.W. Griffiths. 2002. Inactivation of Salmonella Typhimurium in orange juice
containing antimicrobial agents by pulsed electric field. J. Food Protect. 65: 1081–1087.
26. Linton, M., J.M.J. McClements, and M.F. Patterson. 1999. Inactivation of Escherichia coli 0157:H7
in orange juice using a combination of high pressure and mild heat. J. Food Protect. 62: 277–279.
27. Lopez, P., F.J. Sala, J.L. de la Fuente, S. Condon, J. Raso, and J. Borgos. 1994. Inactivation of peroxidase,
lipoxygenase, and polyphenol oxidase by manothermosonication. J. Agric. Food Chem. 42: 252–256.
28. Lopez-Caballero, M.E., M. Perez-Mateos, P. Montero, and A.J. Borderias. 2000. Oyster preservation
by high pressure treatment. J. Food Protect. 63: 196–201.
29. Manas, P., R. Pagan, J. Raso, F.J. Sala, and S. Condon. 2000. Inactivation of Salmonella Enteritidis, Salmonella
Typhimurium, and Salmonella Senftenberg by ultrasonic waves under pressure. J. Food Protect. 63: 451–456.
30. McDonald, C.J., S.W. Lloyd, M.A. Vitale, K. Petersson, and F. Innings. 2000. Effects of pulsed electric fields
on microorganisms in orange juice using electric field strengths of 30 and 50 kV/cm. J. Food Sci. 65: 984–989.
31. Metrick, C., D.G. Hoover, and D.F. Farkas. 1989. Effects of high hydrostatic pressure on heat-resistant
and heat-sensitive strains of Salmonella. J. Food Sci. 54: 1547–1549, 1564.
32. Molina-Garcia, A.D., and P.D. Sanz. 2002. Anisakis simplex larva killed by high-hydrostatic-pressure processing. J. Food Protect. 65: 383–388.
33. Mussa, D.M., H.S. Ramaswamy, and J.P. Smith. 1999. High-pressure destruction kinetics of Listeria monocytogenes on pork. J. Food Protect. 62: 40–45.
34. Ordonez, J.A., M.A. Aguilera, M.L. Garcia, and B. Sanz. 1987. Effect of combined ultrasonic and heat treatment (thermoultrasonication) on the survival of a strain of Staphylococcus aureus. J. Dairy Res. 54: 61–67.
35. Ordonez, J.A, and J. Burgos. 1976. Effect of ultrasonic waves on the heat resistance of Bacillus spores. Appl.
Environ. Microbiol. 32: 183–184.
36. Paidhungat, M., B. Setlow, W.B. Daniels, D. Hoover, E. Papafragkou, and P. Setlow. 2002. Mechanisms of induction of germination of Bacillus subtilis spores by high pressure. Appl. Environ. Microbiol. 68: 3172–3175.
37. Palacios, P, J. Burgos, L. Hoz, B. Sanz, and J. A. Ordonez. 1991. Study of substances released by ultrasonic
treatment from Bacillus stearothermophilus spores. J. Appl. Bacteriol. 71 : 445–451.
38. Palou, E., A. Lopez-Malo, G.Y. Barbosa-Canovas, J. Welti-Chanes, and B.G. Swanson. 1997. High hydrostatic pressure as a hurdle for Zygosaccharomyces bailii inactivation. J. Food Sci. 62: 855–857.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

546

Часть V. Безопасность пищи и некоторые особенности психротрофов, термофилов ...

39. Palou, E., A. Lopez-Malo, G.Y. Barbosa-Canovas, J. Welti-Chanes, and B.G. Swanson. 1998. Oscillatory
high hydrostatic pressure inactivation of Zygosaccharomyces bailii. J. Food Protect. 61: 1213–1215.
40. Pandya, Y., F.F. Jewett, Jr., and D.G. Hoover. 1995. Concurrent effects of high hydrostatic pressure, acidity
and heat on the destruction and injury of yeasts. J. Food Protect. 58: 301–304.
41. Patterson, J.F, and D.J. Kilpatrick. 1998. The combined effect of high hydrostatic pressure and mild heat
on inactivation of pathogens in milk and poultry. J. Food Protect. 61: 432–436.
42. Patterson, M.F., M. Quinn, R. Simpson, and A. Gilmour. 1995. Sensitivity of vegetative pathogens to high
hydrostatic pressure treatment in phosphate-buffered saline and foods. J. Food Protect. 58: 524–529.
43. Pol, I.E., H.C. Mastwijk, P.V. Bartels, and E.J. Smid. 2000. Pulsed-electric field treatment enhances the bactericidal action of nisin against Bacillus cereus. Appl. Environ. Microbiol. 66: 428–430.
44. Ponce, E., R. Pla, E. Sendra, B. Guamis, M. Mor-Mur. 1998. Combined effect of nisin and high hydrostatic pressure
on destruction of Listeria innocua and Escherichia coli in liquid whole egg. Int. J. Food Microbiol. 43: 15–19.
45. Popper, L., and D. Knorr. 1990. Applications of high-pressure homogenization for food preservation. Food
Technol. 44 (4): 84–89.
46. Pothakamury, U.R., U. Vega, Q. Zhang, G.Y. Barbosa-Canovas, and B.G. Swanson. 1996. Effect of growth stage
and processing temperature on the inactivation of E. coli by pulsed electric fields. J. Food Protect. 59: 1167–1171.
47. Prestamo, G., and G. Arroyo. 1998. High hydrostatic pressure effects on vegetable structure. J. Food Sci.
63: 878–881.
48. Qin, B.-L., U.R. Pothakamury, H. Vega, O. Martin, G.Y. Barbosa-Canovas, and B.G. Swanson. 1995. Food
pasteurization using high-intensity pulsed electric fields. Food Technol. 49 (12) : 55–60.
49. Raso, J., M.L. Calderon, M. Gongora, G.Y. Barbosa-Canovas, and B.G. Swanson. 1998. Inactivation of
Zygosaccharomyces bailii in fruit juices by heat, high hydrostatic pressure and pulsed electric fields. J. Food
Sci. 63: 1042–1044.
50. Reina, L.D., Z.T. Jin, Q.H. Zhang, and A. E. Yousef. 1998. Inactivation of Listeria monocytogenes in milk
by pulsed electric field. J. Food Protect. 61: 1203–1206.
51. Reddy, N.R., H.M. Solomon, R.C. Tetzloff, and E. J. Rhodehamel. 2003. Inactivation of Clostridium botulinum type A spores by high-pressure processing at elevated temperatures. J. Food Protect. 66: 1402–1407.
52. Reyns, K.M.F.A., E.A. Veraverbeke, and C.W. Michiels. 2003. Activation and inactivation of Talaromyces
macrosporus ascospores by high hydrostatic pressure. J. Food Protect. 66: 1035–1042.
53. Shearer, A.E.H., C.P. Dunne, A. Sikes, and D.G. Hoover. 2000. Bacterial spore inhibition and inactivation
in foods by pressure, chemical preservatives, and mild heat. J. Food Protect. 63: 1503–1510.
54. Shimoda, M., Y. Yamamoto, J. Cocunubo-Castellanos, H. Tonoike, T. Kawano, H. Ishikawa, and Y. Osajima.
1998. Antimicrobial effects of pressured carbon dioxide in a continuous flow system. J. Food Sci. 63: 709–712.
55. Simpson, R.K., R. Whittington, R.G. Earnshaw, and N.J. Russell. 1999. Pulsed high electric field causes all
“all or nothing” membrane damage in Listeria monocytogenes and Salmonella Typhimurium, but membrane
H+ -ATPase is not a primary target. Int. J. Food Microbiol. 48: 1–10.
56. Smelt, J.P., J.C. Hellemons, and M. Patterson. 2001. Effects of high pressure on vegetative microorganisms.
In Ultra High Pressure Treatments of Foods, ed. M. E. G. Hendrickx and D. Knorr, 55–76. New York:
Kluwer Academic Publishers.
57. Smith, K., G.S. Mittal, and M.W. Griffiths. 2002. Pasteurization of milk using pulsed electrical field and
antimicrobials. J. Food Sci. 67: 2304–2308.
58. Styles, M.F., D.G. Hoover, and D.F. Farkas. 1991. Response of Listeria monocytogenes and Vibrio parahaemolyticus to high hydrostatic pressure. J. Food Sci. 56: 1404–1407.
59. Terebiznik, M., R. Jagus, P. Cerrutti, M.S. de Huergo, and A.M.R. Pilosof. 2002. Inactivation of Escherichia
coli by a combination of nisin, pulsed electric fields, and water activity reduction by sodium chloride. J. Food
Protect. 65: 1253–1258.
60. Wei, C.I., M.O. Balaban, S.Y. Fernando, and A.J. Peplow. 1991. Bacterial effect of high pressure CO2
treatment on foods spiked with Listeria or Salmonella. J. Food Protect. 54: 189–193.
61. Wuytack, E.Y., A.M.J. Diels, K. Meersseman, and C.W. Michiels, 2003. Decontamination of seeds for seed
sprout production by high hydrostatic pressure. J. Food Protect. 66: 918–923.
62. Yuste, J., R. Pla, M. Capellas, E. Ponce, and M. Mor-Mur. 2000. High-pressure processing applied to cooked
sausages: Bacterial populations during chilled storage. J. Food Protect. 63: 1093–1099.
63. Yuste, J., M. Mor-Mur, M. Capellas, B. Guamis, and R. Pla. 1998. Microbiological quality of mechanically
recovered poultry meat treated with high hydrostatic pressure and nisin. Food Microbiol. 15: 407–414.
64. Zook, C.D., M.E. Parish, R.J. Braddock, and M.O. Balaban. 1999. High pressure inactivation kinetics
of Saccharomyces cerevisiae ascospores in orange and apple juices. J. Food Sci. 64: 533–535.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Часть VI
Индикаторы безопасности
и качества продуктов,
принципы контроля качества
и микробиологические критерии
Использование микроорганизмов и/или продуктов их деятельности в качестве индикаторов качества продуктов описано в гл. 20; также в этой главе
описываются методики использования колиформных бактерий и энтерококков в качестве индикаторов безопасности продукта. Основы системы анализа угроз и критических контрольных точек (hazard analysis and critical control
points, HACCP) и требований к безопасности продуктов (Food safety objectives, FSO) даны в гл. 21 в форме методов контроля наличия патогенов в продуктах питания. Эта глава также содержит основы планирования взятия
проб и примеры микробиологических критериев качества. Тема микробиологического контроля качества продуктов питания получила достаточно широкое развитие и освещение; некоторые из различных подходов и точек зрения описаны в следующих работах:

Blackburn, C., and P. McClure, eds. 2002. Foodborne Pathogens — Hazards, Risk
Analysis and Control. Boca Raton, FL: CRC Press. Содержит описание способов
контроля микроорганизмов в пищевой промышленности.
ICMSF. 2002. Microorganisms in Foods — Microbiological Testing in Food Safety
Management. Наиболее авторитетный источник информации относительно
методик отбора образцов, их исследования и контроля различных стадий
производства.
Novak, J.S., G.M. Sapers, and V.K. Juneja, eds. 2003. Microbial Safety of Minimally
Processed Foods. Boca Raton, FL: CRC Press. Описание патогенных организмов, связанных с продуктами питания неглубокой переработки, а также стратегий их контроля, в том числе и с использованием системы HACCP.
Stevenson, K.E., and D.T. Bernard, eds. 1995. HACCP — Establishing Hazard Analysis Critical Control Point Programs. A Workshop Manual. Washington, DC: Food
Processors Institute. Шаг за шагом рассматривает организацию и работу систем
HACCP на производстве.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

20
Индикаторы микробиологического
качества и безопасности
продуктов
Индикаторные организмы могут быть использованы для отображения микробиологического качества продуктов в отношении сроков их хранения или их
безопасности по пищевым патогенным организмам. В основном индикаторные
организмы используются для оценки безопасности и санитарного состояния
продуктов, и большая часть этой главы посвящена именно такому их использованию. Тем не менее во многих случаях допустимо использование индикаторов
и для определения качества продукта; основные положения такого применения
кратко описаны в нижеследующем разделе.

Некоторые индикаторы качества продуктов
Микробиологическое качество продукта или срок его годности определяются
в основном организмами, присутствие которых (или их метаболитов) в определенных количествах позволяет дать оценку текущего качества продукта или, что
более желательно, оценить срок его годности. Для того чтобы организм подходил для использования в качестве подобного индикатора, он должен в возможно
большей степени соответствовать следующим требованиям:
1) он должен присутствовать в определяемых количествах во всех продуктах,
качество которых проверяется с его помощью;
2) его рост и количество должны напрямую негативно коррелировать с качеством продукта;
3) он должен быть легко отличим от остальных организмов и должен легко
определяться и подсчитываться при помощи возможно более простых методик;
4) подсчет его количества должен занимать как можно меньше времени; наилучший вариант — не более одного рабочего дня;
5) его рост не должен быть подвержен влиянию прочих видов микробиоты продукта.
Чаще всего индикаторы качества специфичны для того или иного продукта;
эта специфичность тем выше, чем выше качество результатов, получаемых при
помощи этого индикатора. Некоторые примеры продуктов питания и индикаторов их качества приведены в табл. 20.1. Эти продукты имеют устойчивую и
ограниченную биоту, и их порча, как правило, вызывается присутствием и ростом единственного организма. В случае, когда причиной порчи оказывается
единственный организм, его количество можно определить при помощи селективного культивирования или при помощи других методик, таких как измере-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 20. Индикаторы микробиологического качества и безопасности продуктов

549

Таблица 20.1. Некоторые организмы, негативно коррелирующие с качеством продукта
Организмы

Продукты

Виды рода Acetobacter
Виды рода Bacillus
Виды рода Byssochalmys
Виды рода Clostridium
Споры гнилостного анаэроба 617
Виды рода Geotrichum
Молочнокислые бактерии
Lactococcus lactis
Leuconostoc mesenteroides
Pectinatus cerevisiphilus
«Pseudomonas putrifaciens»
Дрожжи
Zygosaccharomyces bailii

Свежий сидр
Хлебное тесто
Консервированные фрукты
Твердые сыры
Консервированные овощи
Санитарные условия на линии консервирования фруктов
Пиво, вина
Необработанное молоко (охлажденное)
Сахар (в процессе рафинирования)
Пиво
Сливочное масло
Концентрированные фруктовые соки
Майонез, заправка для салатов

ние сопротивления; во всех случаях используются селективные среды. Общее
качество продуктов, приведенных в табл. 20.1, является функцией количества
соответствующих организмов; сроки хранения этих продуктов можно продлить
при помощи подавления их роста. Таким образом, индикаторами качества являются организмы, вызывающие порчу продуктов; увеличение их количества снижает общее качество продукта.
Продукты метаболизма тех или иных организмов также можно использовать
для установления микробиологического качества некоторых продуктов; некоторые примеры подобного использования метаболитов приведены в табл. 20.2.
Диамины (кадаверин и путресцин), гистамин и полиамины пригодны для оценки качества некоторых продуктов. Диацетил был признан одним из лучших отрицательных индикаторов качества замороженного концентрата апельсинового
сока, которому при концентрациях выше 0,8 промилле он придает запах пахты
[62]. Murdock разработал 30-минутный метод определения его присутствия [61].
Этанол используется для определения качества консервированного лосося; содержание этанола более 75 промилле однозначно указывает на испорченность
продукта [35]. Этанол показал себя наиболее удобным спиртом для определения
качества лосося: в одной из работ 227 из 241 изолята загрязненного продукта
Таблица 20.2. Некоторые продукты метаболизма микроорганизмов,
отрицательно коррелирующие с качеством продукта
Метаболиты

Продукт питания

Путресцин и кадаверин
Диацетил
Этиловый спирт
Гистамин
Молочная кислота
Триметиламин (ТМА)
Летучие основания,
«общий летучий азот»
Летучие жирные кислоты

Говядина в вакуумной упаковке
Замороженный концентрат фруктового сока
Яблочный сок, продукция из рыбы
Консервированный тунец
Консервированные овощи
Рыба
Морепродукты
Сливки, сливочное масло

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

550

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

производили именно этот спирт [3]. Молочная кислота — наиболее часто встречающаяся органическая кислота в испорченных консервированных овощах; для
определения ее присутстия был разработан быстрый и точный метод [1]. Продукция триметиламина из триметиламин-N-оксида микроорганизмами, вызывающими порчу рыбы, использовалась многими исследователями для определения качества этого продукта. Также для определения качества многих продуктов использовали измерение количества летучих соединений, таких как летучие
основания (аммиак, диметиламин) и «общий летучий азот», включающий в себя
и летучие основания, и прочие летучие азотсодержащие соединения, выделяющиеся при обработке рыбы паром (см. гл. 5).
Для установления качества продуктов также широко используются методы,
основанные на определении количества жизнеспособных клеток. Их ценность,
однако, выше для определения текущего состояния продукта, нежели для предсказания сроков его хранения, поскольку количество организма в пробе необязательно
прямо коррелирует с количеством организма в продукте. Таким образом, микробиологические индикаторы качества можно использовать для установления качества продуктов, имеющих микробиоту; качество устанавливается на основе количеств микроорганизма, при которых продукт перестает быть пригоден к употреблению. Если количество того или иного метаболита прямо и заметно коррелирует
с качеством продукта, то его также можно использовать для определения качества.
Подсчет жизнеспособных клеток чаще всего непригоден для определения качества,
однако он все же лучше, чем прямой микроскопический подсчет.

Индикаторы безопасности продуктов
Микробные индикаторы чаще используются для определения безопасности
и санитарного состояния продукта, чем его качества. В идеальном случае индикатор микробиологической безопасности продукта должен удовлетворять
следующим требованиям:
1) быстрое и удобное определение;
2) четкое отличие от остальных компонентов биоты продукта;
3) жесткая ассоциация с патогеном, присутствие которого определяют с его помощью;
4) присутствие во всех продуктах, несущих определяемый патоген;
5) количество организма должно коррелировать с количеством патогена (см.
рис. 20.1);
6) требования к среде и скорость роста индикатора должны быть такими же, как
и у патогена, или выше;
7) исчезновение индикатора из среды должно происходить не ранее исчезновения патогена; в идеальном случае индикатор должен присутствовать в продукте заметное время после исчезновения патогена (см. рис. 20.1);
8) индикатор должен полностью отсутствовать в продуктах, свободных от патогена.
Эти требования применимы к большинству, если не ко всем продуктам питания, которые могут нести тот или иной патоген вне зависимости от его источника. Ранее подобные патогены рассматривались как имеющие кишечное происхождение, поскольку в большинстве случаев обнаруживались в фекалиях при

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 20. Индикаторы микробиологического качества и безопасности продуктов

551

Рис. 20.1. Идеализированное соотношение между индикаторным организмом и соответствующими патогенами. Количество индикатора должно превышать количество патогена.

помощи тех или иных методов. Из-за этого долгое время санитарные индикаторы использовались для установления наличия фекального загрязнения питьевых вод и возможного присутствия кишечных патогенов. Первым фекальным
индикатором была Escherichia coli. При использовании концепции фекальных
загрязнений для анализа состояния продуктов питания для индикаторных организмов вводятся дополнительные критерии, сформулированные в 1961 г. Buttiaux и Mossel все еще действующие:
1) в идеальном случае организм должен демонстрировать абсолютную специфичность и нигде, кроме кишечника, не встречаться;
2) организм должен присутствовать в фекалиях в очень большом количестве
и определяться даже при очень больших разбавлениях;
3) организм должен иметь высокую устойчивость в тех средах, загрязненность
которых предполагается определять с его помощью;
4) организм должен относительно просто и возможно более однозначно определяться в очень небольших количествах.
После удачного опыта использования E. coli в качестве индикатора фекального загрязнения вод для этих же целей были использованы и другие организмы, большинство из которых описано ниже.

Колиформные бактерии
Во время попыток выделить возбудителя холеры Escherich [24] в 1885 г. выделил и описал организм, ныне известный как Escherichia coli. Изначально бактерия была названа Bacterium coli commune, поскольку присутствовала в стуле
всех обследованных пациентов. Schardinger [77] был первым, кто предложил
использовать этот организм в качестве индикатора фекального загрязнения,
поскольку он может быть выделен и идентифицирован гораздо быстрее, чем
большинство сопутствующих патогенов. Тест пригодности к употреблению
питьевой воды, основанный на использовании E. coli, был впервые предложен
в 1895 г. T. Smith [82]. Это событие положило начало использованию колиформных бактерий в качестве индикаторов наличия патогенов сначала в воде, а затем
и в продуктах питания.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

552

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

Виды
В практическом отношении колиформные бактерии представляют собой грамотрицательные неспорообразующие бактерии, ферментирующие лактозу в течение 48 ч; колонии, образуемые колиформными бактериями на агаре, имеют
металлический оттенок. В целом колиформные бактерии представлены четырьмя или пятью родами, объединяемыми в семейство Enterobacteriaceae: Citrobacter, Enterobacter, Escherichia и Klebsiella. Пятым родом семейства, недавно выделенным из рода Klebsiella, является род Raoultella. Некоторые штаммы Arizona hinshawii и Hafnia alvei также ферментируют лактозу, но почти всегда не за
48 ч; некоторые штаммы Pantoea agglomerans могут ферментировать глюкозу
и в течение 48 ч.
Поскольку E. coli является более точным индикатором фекального загрязнения, нежели остальные виды и роды, всегда желательно определить ее количество в популяции. Классическим методом подобного определения является
«Формула IMViC», где I — продукция индола, M — реакция на метиловый красный, V — реакция Вогса–Проскера на продукцию ацетона, а С — использование
цитрата. Для двух колиформных бактерий результаты по этой формуле выглядят следующим образом:
E. coli
E. aerogenes

I

M

V

C

+
–

+
–

–
+

–
+

Результаты этой реакции для E. coli типа I выглядят как «++––»; штаммы
E. coli типа II дают результат «–+– –». Реакция на метиловый красный характерна для всех типов E. coli. Виды рода Citrobacter часто определяют как колиформные, однако лактозу они утилизируют с некоторой задержкой. Все известные
штаммы дают положительную реакцию на метиловый красный и отрицательную реакцию Вогса–Проскера. Большинство из них утилизирует цитрат, тогда
как индол производят лишь некоторые из них. Изоляты Klebsiella могут давать
большое количество разнообразных результатов по «Формуле IMViC»; K. pneumoniae дают положительную реакцию Вогса–Проскера и утилизируют цитрат,
однако дают отрицательную реакцию на метиловый красный. Вариации внутри
рода чаще всего встречаются относительно продукции индола и реакции на метиловый красный. Для более точного отделения E. coli от остальных колиформных организмов используются хромогенные субтраты, рассмотренные в гл. 11.
Присутствие фекальных колиформов в пробе можно установить по продукции
кислоты и газа на бульоне ЕС (разработан в 1942 г. Perry и Hajna [68] специально
для E. coli) при температуре 44–46°С (чаще всего используется температура
44,5–45,5°С). Этот тест на фекальные колиформные бактерии устанавливает в
основном присутствие в пробе E. coli типа I, хотя некоторые штаммы Citrobacter
и Klebsiella также могут давать положительную реакцию. Исключение составляют штаммы ЕНЕС, которые не растут на бульоне ЕС при температуре 44,5 °С;
рост наблюдается только после понижения содержания солей желчных кислот
с 0,15% до 0,112% [86]. Схема, используемая для определения и различия между
колиформами, фекальными колиформами и E. coli приведена на рис. 20.2.
Пять видов рода Escherichia, помимо E. coli, представлены в табл. 20.3. Единственной бактерией рода, производящей желтый пигмент, является E. herman-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 20. Индикаторы микробиологического качества и безопасности продуктов

553

Рис. 20.2. Схема определения колиформов, фекальных колиформов и E. coli при помощи наиболее распространенных методов. По [39] с разрешения Marcel Dekker.

nii; этим свойством обладает также Enterobacter sakazakii, подробно описанная
в гл. 31. Поскольку эти пять видов не производят газа на среде с лактозой, в состав колиформов их не включают. Тем не менее E. albertii, E. vulneris и E. hermannii были выделены именно из выделений человека. E. albertii была выделена
как причина диареи у детей в Бангладеш [37]. E. Vulneris выделили из ран человека [7], а E. hermannii — из анализов больных [6]. Как уже отмечалось выше,
род Klebsiella несколько уменьшился после выделения нескольких видов, ранее
относившихся к нему, в отдельный род Raoutiella [21]. Поскольку организмы
нового рода производят газ на среде с лактозой, их также относят к колиформам.
Отличием бактерий выделенного рода от организмов, оставшихся в составе
рода Klebsiella, является способность расти уже при 10°С [21].

Индол

Реакция на
метиловый
красный

Реакция
Вогса—
Проскера

Желтый
пигмент

–
–
–
–/+a
–/+
+

–
–
–
–
–
+

–
+
–
–
+
+

+
+
+
+
+
+

–
–
–
–
–
–

–
–
–
–/+
+

а Большая часть результатов — отрицательные.

–

Декарбоксилазная
активность

Сорбитол

E. albertii
E. blattae
E. fergusonii
E. vulneris
E. hermanii
E. coli

Лактоза

Вид

Таблица 20.3. Некоторые биохимические особенности шести видов рода Escherichia.
По [6, 7] и [37].

+
+
+
+
–
+

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

554

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

Edwardsiella tarda живет в желудочно-кишечном тракте человека и является
условно-патогенным микроорганизмом. Чаще, однако, этот организм встречается в кишечнике угрей и других рыб, для которых он является патогеном; в каловых массах здоровых людей он обнаруживается крайне редко.

Рост
Как и большая часть других непатогенных грамотрицательных бактерий, колиформные организмы хорошо растут на большом количестве разных сред, в том
числе и на продуктах питания. Существуют данные о том, что они способны расти при температурах от –2 до +50 °С. На продуктах питания при температурах
ниже 5°С рост крайне незначителен, хотя некоторые исследователи сообщают
об уверенном росте при температурах 3–6 °С. Значения рН среды, при которых
отмечался рост, варьируют в пределах от 4,4 до 9,0. E. coli способна расти на минимальной среде, включающей только глюкозу в качестве источника углерода,
минеральные соли и сульфат аммония в качестве источника органического азота. На полной агаровой среде колиформные организмы растут хорошо и при
37 °С образуют видимые колонии спустя 12–16 ч после посева. Приведенные
данные позволяют ожидать, что колиформные организмы будут интенсивно
расти на большом числе самых различных продуктов питания.
Колиформные бактерии способны расти в присутствии солей желчных кислот, которые ингибируют рост грамположительных бактерий. Это позволяет
производить предварительную селекцию в пробе. В отличие от большинства
остальных бактерий колиформы способны усваивать лактозу с выделением газа,
и уже один этот признак позволяет определять их наличие в пробе с достаточно
большой степенью точности. Относительная простота, с которой колиформные
организмы можно отличать от остальных бактерий и культивировать, делает их
практически идеальным индикатором; исключение составляют лишь особо нетипичные штаммы. Подобные штаммы, однако, имеют весьма спорное санитарное значение [29].
Одной из особенностей E. coli, делающей ее столь удобным индикатором фекального загрязнения, является период, в течение которого она сохраняет жизнеспособность. Она исчезает из пробы примерно с той же скоростью, что и
основные кишечные патогены, хотя в некоторых работах указывается, что некоторые из них в водной среде проявляют более высокую устойчивость. Однако
даже в таких условиях их устойчивость несравнима с устойчивостью кишечных
вирусов. Buttiaux и Mossel [11] в своей работе показали, что вирусные патогены
сохраняются в продуктах питания даже после того, как E. coli была уничтожена
замораживанием. В обработанной дезинфицирующими агентами воде также
могут присутствовать инфекционные агенты, хотя E. coli в ней же полностью отсутствует. В качестве индикаторного организма E. coli применима только для
кислых продуктов питания, поскольку она обладает высокой устойчивостью
к низким значениям рН [11].
Обнаружение и подсчет
Для установления наличия и подсчета E. coli и колиформных бактерий было разработано большое количество разнообразных методов, некоторые из которых
уже обсуждались в гл. 10 и 11. Прежде чем использовать тот или иной метод для
исследования образца на E. coli, следует проконсультироваться с табл. 10.1.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 20. Индикаторы микробиологического качества и безопасности продуктов

555

Распространение
Основным местообитанием E. coli является желудочно-кишечный тракт большинства теплокровных животных, хотя в кишечнике свиней она может отсутствовать. Основным местообитанием E. aerogenes является растительность,
хотя время от времени ее находят и в кишечниках животных. Достаточно просто
продемонстрировать наличие колиформов в воздухе и домашней пыли, на руках
и в большом количестве разнообразных продуктов питания. По этой причине
основным показателем, важным для определения качества продуктов, является
не просто присутствие колиформов, а их количество. К примеру, большинство
имеющихся в продаже овощей несут то или иное количество грамотрицательных колиформных палочек, ферментирующих лактозу, однако если эти овощи
собирались и хранились надлежащим образом, никакой опасности они не несут.
Критерии и стандарты на основе колиформных бактерий
Хотя присутствие в продукте большого количества колиформов крайне нежелательно, полностью избавить от них продукт также практически невозможно.
Основными вопросами относительно численности колиформов в продукте являются следующие.
1. Каков достижимый минимум содержания колиформов в продукте при использовании должных условий производства, хранения и транспортировки,
а также системы анализа угроз и критических контрольных точек?
2. При каком содержании колиформов или E. coli продукт можно считать небезопасным?
В случае питьевых вод и молочных продуктов определению таких количеств
колиформов предшествовали длительные исследования. Некоторые требования
по содержанию E. coli и колиформных бактерий, предъявляемые большинством
контролирующих органов, приведены ниже.
1. Не более 10 клеток на миллилитр для пастеризованного молока и молочных
продуктов класса А, включая продукты, получаемые при помощи бактерий.
2. Не более 10 клеток на миллилитр для сертифицированного сырого молока и
не более одной клетки на миллилитр для сертифицированного пастеризованного молока.
3. Не более 10 клеток на миллилитр для готовых и частично готовых к употреблению замороженных продуктов питания.
4. Не более 100 клеток на миллилитр для крабового мяса.
5. Не более 100 клеток на миллилитр для продуктов с кондитерскими кремами.
Для более чувствительных к присутствию колиформов продуктов установлены критерии в районе от 1 до 100 клеток на 100 мл или 1 г. Эти требования
обеспечивают как безопасность, так и выполнимость. Некоторые продукты,
для которых международная комиссия по микробиологической спецификации
продуктов питания (ICMSF) [38] разработала критерии безопасности по колиморфным бактериям, представлены в табл. 20.4. Разумеется, эти критерии должны применяться одновременно с остальными требованиями к этим продуктам.
Здесь же они приведены только для демонстрации пределов содержания эшерихии и колиформных бактерий в некоторых продуктах питания.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

556

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

Таблица 20.4. Некоторые критерии по колиформным организмам и E. coli
Индикатор/Продукт
1. Колиформные
организмы
2. Колиформные
организмы
3. Колиформные
организмы
4. Колиформные
организмы
5. Колиформные
организмы
6. Колиформные
организмы
7. Колиформные
организмы
8. E. coli
9. E. coli
10. E. coli
11. E. coli
12. E. coli
13. E. coli

Класс

n

c m

M

Сухое молоко

3

5

1

10

102

Пастеризованные жидкие, замороженные
и сухие яичные продукты
Детское и некоторые виды диетического
питания; сухие хлебобулочные изделия
с начинкой или глазурью, обладающие
длительным сроком хранения
Сухие продукты и продукты быстрого
приготовления, требующие восстановления
Сухие продукты, требующие варки или
разогрева перед употреблением
Готовое к употреблению крабовое мясо

3

5

2

10

103

3

5

2

10

102

3

5

1

10

102

3

5

3

10

102

3

5

2 500 5000

Готовые к употреблению креветки

3

5

2 100

103

Свежая и замороженная рыба; рыба
холодного копчения, замороженные
сырые ракообразные
Рыбные полуфабрикаты, полуфабрикаты
из ракообразных
Замороженные или охлажденные
полуфабрикаты из крабового мяса
Замороженные фрукты и овощи с рН > 4,5;
сушеные овощи
Свежие и замороженные двустворчатые
моллюски
Бутилированная вода

3

5

3

11

500

3

5

2

11

500

3

5

1

11

500

3

5

2 102

103

2

5

0

16

–

2

5

0

0

–

Примечание: Пункты 6 и 7 являются рекомендациями USDA/FDA от января 1990 г.; все остальные
пункты являются требованиями ICMSF.

Некоторые ограничения по применению
для установления безопасности продуктов питания
Хотя коли-индекс используется в пищевой микробиологии уже достаточно
долго, существуют определенные ограничения его применения. Как средство
оценки качества пастеризации, метод определения колиформов был предложен
в 1920-х гг. прошлого столетия [53], и к 1930-м получил широкое распространение, но не как индикатор фекального загрязнения продукта, но скорее как индикатор общего санитарного состояния молочных ферм [67]. Для замороженных
очищенных овощей количество колиформных бактерий не может являться показателем санитарного качества, поскольку некоторые из них обильно размножаются на растениях именно в период вегетации [83]. Тем не менее наличие
E. coli может указывать на проблемы при переработке. Для продуктов из домашней птицы тест на колиформов также не является показателем санитарного состояния, поскольку до забоя в перьях птиц присутствует большое количество
сальмонелл; по этой причине положительные результаты теста на колиформные
бактерии могут не соотноситься с загрязнением после забоя [88]. Для мясных
продуктов использование теста затруднено из-за широкого распространения

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 20. Индикаторы микробиологического качества и безопасности продуктов

557

в мясе видов Aeromonas, однако как показатель фекального загрязнения колитест вполне применим [63]. Коли-тесты достаточно широко используются для
определения общего санитарного состояния продуктов из моллюсков, однако
качество продукта они отображают достаточно слабо. Программа по контролю
санитарного состояния продуктов из моллюсков стартовала в США в 1925 г.,
и наличие колиформов в пробах используется для определения санитарного состояния воды, в которой растут моллюски. Обычно моллюски, росшие в водах
без колиформов, безопасны для человека; тем не менее известны случаи, когда и
на таких моллюсках обнаруживались опасные патогены. Для устриц, к примеру,
отсутствует корреляция между наличием колиформов и Vibrio cholerae [16, 41],
или между наличием E. coli и Vibrio parahaemoliticus или Yersinia enterocolitica
[52]. Колиформы неприменимы для определения опасности продуктов из скумбриевых и наличия в продукте энтеровирусов (см. подраздел «Колифаги»,
ниже). Для определения санитарного состояния линий по упаковке мясных продуктов следует употреблять пробы на наличие K. pneumoniae (и возможно,
видов рода Raoutiella), а не колиформов [85].
Несмотря на все перечисленные выше исключения, колиформы являются хорошими индикаторами санитарного состояния по крайней мере для некоторых
продуктов питания. Лучше всего использовать тесты на колиформных бактерий
в составе той или иной программы контроля безопасности (такой, как HAACP),
которые описаны в гл. 21.

Энтерококки
Род Enterococcus на настоящий момент насчитывает порядка 30 видов, 22 из которых представлены и кратко описаны в табл. 20.5. Начиная с 1984 г., группа «фекальных стрептококков» включает в себя два вида и три подвида, которые, наряду
с S. bovis и S. equinus, выделены в отдельную группу по наличию у них антигенов
Лэнсфилда группы D. Два оставшихся вида относятся к роду Streptococcus.

Краткие исторические сведения
Первым, кто в 1886 г. описал организм, ныне известный как E. faecalis, был
Escherich, который первоначально назвал его Micrococcus ovalis. E. faecium был
впервые обнаружен в 1899 г. Orla-Jensen [64] и в 1919 г. более детально описан
им же. Поскольку эти два вида практически всегда присутствуют в экскрементах, в начале прошлого века именно они использовались в качестве индикаторов
качества вод. Ostrolenk с соавт. [65] и Burton [9] были первыми, кто сравнил
энтерококков и колиформов как индикаторы качества воды. Основными свойствами энтерококков, позволявшими использовать их в качестве индикаторов
загрязнения, были следующие:
1. Они практически никогда не размножаются в воде, особенно при низком содержании органики.
2. Чаще всего они менее многочисленны в человеческих испражнениях, нежели
колиформы; число колиформов превышает число энтерококков, как правило,
в 4 и более раз. По этой причине классический энтерококковый тест лучше
отражает количество патогенов в пробе.
3. Энтерококки исчезают из пробы значительно медленнее как колиформов, так
и большинства кишечных патогенов.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

558

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

В 1950-х гг. Buttiaux [10] активно отстаивал совместное применение тестов
на колиформные бактерии и на энтерококки в качестве метода определения санитарного качества воды, поскольку и те, и другие будут присутствовать в среде
при фекальном загрязнении. При этом он ссылался на данные, свидетельствующие о том, что энтерококки были обнаружены в 100% проб свиного и человеческого кала, тогда как колиформы присутствовали только в 86–89% проб [10].

Классификация и требования к условиям
Хотя энтерококки никогда не являлись столь популярным индикатором загрязнения, как колиформы, нынешняя классификация этого рода заставляет в той
или иной степени пересмотреть такое к ним отношение (см. табл. 20.5). E. faecalis обнаруживают в экскрементах разнообразных млекопитающих, а E. faecium — чаще всего в экскрементах домашних и диких свиней [56, 81]; распространение в естественных условиях других видов рода изучено гораздо менее
подробно. Начиная с 1984 г., термины «энтерококки» и «фекальные стрептококки» считаются синонимами и обозначают преимущественно бактерий видов
E. faecalis, E. faecium и E. durans. В настоящее время тест на присутствие энтерококков для определения фекальных загрязнений и общего санитарного состояния считается менее удобным и представительным, нежели тесты на классические виды. Данные табл. 20.5 говорят, что E. cecorum не способен расти при 10 °С
или 6,5%-м растворе NaCl [15]. В отличие от E. cecorum практически все остальные энтерококки растут при столь низкой температуре; некоторые авторы приводят данные о том, что для E. faecalis и E. faecium наблюдался рост в температурном окне между 0 и 6 °С. Большая часть энтерококков растет при 45°С, и некоторые, по крайней мере E. faecalis и E. faecium — при 50 °С.
Филогенетические связи энтерококков с другими молочнокислыми бактериями родов Listeria и Brochothrix рассмотрены в гл. 25 (см. рис. 25.1). Как минимум 13 видов рода растут при рН среды 9,6 и 40%-й концентрации солей желчных кислот, хотя три вида не способны расти даже в 6,5%-м растворе NaCl.
E. cecorum, E. columbae, E. dispar и E. saccharolyticus не реагируют с антисывороткой группы D; с антисывороткой Q реагирует только E. Avium [13]. Муреин
E. faecalis имеет строение Lys-Ala 2-3, тогда как другие бактерии рода имеют
муреин строения Lys-D-Asp. Процент содержания G-C-пар в ДНК бактерий
рода варьирует от 37 до 45. Биохимия всех бактерий рода позволяет им гидролизовать эскулин. Четыре вида способны производить желтый пигмент (E. casseliflavus, E. flavescens, E. mundtii и E. sulfureus); два вида производят сероводород
(E. casseliflavus и E. malodoratus); все известные штаммы E. Gallinarum [14]
и E. flavescens подвижны. Как и большинство грамположительных бактерий,
энтерококки более требовательны к субстратам для роста, нежели грамотрицательные бактерии; помимо этого, они также требуют для роста некоторых
дополнительных соединений, особенно витаминов группы В и некоторых аминокислот. Это свойство энтерококков может использоваться для определения
некоторых их видов. Практически все энтерококки растут при значительно более широком спектре значений рН, нежели остальные бактерии, встречающиеся
в продуктах питания (см. гл. 3). Хотя все они являются аэробами, каталазы они,
тем не менее не синтезируют (за исключением штаммов, синтезирующих при
высоких концентрациях кислорода псевдокаталазу); в силу этой своей особенности они являются микроаэрофилами, хорошо растущими в условиях низкого
окислительно-восстановительного потенциала среды.

E. faecalis

E. faecium
–
+
+
–
–
+
+
+
–

+
+
v
+
+
+
+/–

+
+

+
–/+
–
+/–
+/–
+
–

+
+
+
+
+
–
–

+
+

+

+

+
+
+
+
+

E. casseliflavus

+
+
+
+/–
+
+
–
–
–/+
–
+
–
–

+
+
–

+
–
–
+
v
+
–

–
+/–

–

+

+
+
+/–
+/–
+

E. durans

–
+
+

+*
+
–
–/+
– желт.
+
+
v
+/–
–
+
+
–

+

–

–

+

+
+
+
+
+
–

+
+
+
+
+

E. avium

+

+
+
+
+
+

E. malodoratus

+

–

v
+
+

+
–
–
+
v
–
+

–

–

+
–
+
+
+

E. gallinarum
E. hirae

+
+
+

v
+
+
+
+
–
+

+
+
+
+
+
+
+

v
–
+
+
+
–
+

–/+
+
+

+

+

–
+
+
+
–
–

–

+
–
–
+

+
+

E. solitarius

(+)
+

+
+
–
–
желт.
+
+
+
–
–
–
+
+
–
–
–

+
+
+
+
+

+
–

–

+
+
+
+
+

E. raffinosus

+
+
–
+
+
+
–

+
–

–

+
+
+
+
+

E. pseudoavium
+
–

–
–

–

+
+

–

–

+
+

E. cecorum
–
–
+
+
+
–
+

–

–
–
+
+

–

–

–
+
(+)
–
+

E. saccharolyticus
–
+
+
+
+
–
+

–

–
–
–
+
–

–

+
+
(+)
+

–
+
+
+
v
+
+

–
–
–
+
–
–
–

–

–
+

E. columbae

Примечание: «+» — положительная реакция, «–» — реакции нет (отрицательная), «+/–» или «v» — различные варианты.
* Также группа Q.

Рост при:
10°C
45°C
pH 9,6
6,5% NaCl
40%-й концентрации солей
желчных кислот
1%-й концентрации
метиленового синего
0,04%-й концентрации
К-теллурита
0,01%-й концентрации тетразола
Сопротивляемость нагреванию
до 60°С в течение 30 мин
Серологическая группа D
Подвижность
Пигментация
Гидролиз эскулина
Гидролиз гиппурата
Аргинингидролазная активность
Продукция сероводорода
Продукция кислоты на среде с:
глицерином
маннитом
сахарозой
салицином
лактозой
арабинозой
рафинозой

Организмы

E. mundtii

Таблица 20.5. Краткая характеристика некоторых видов рода Enterococcus

E. dispar
+
–
+
+
+
–
+

–
+
–
+
v
+
–

–

+

+
–

E. flavescens
–
+
+
+
+
+
+

желт.
+
–
+

–

(+)
(+)

E. seriolicida
–
+
–
+
–
–
–

–
+
–

+
–
–

+
+
+
+
+
+

E. sulfureus
+
–
+

–
–
+

–
–

желт.

–

+

+

+
–

E. fallox
E. asini
–
–
–
+
+
–
–

–
–
–
+
+
–

–
+

±
±

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

560

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

Распространение
Хотя два первых, классических вида энтерококков — E. faecalis и E. faecium —
в естественных условиях встречаются преимущественно в кишечниках животных, естественные местообитания остальных видов группы требуют детального
дальнейшего изучения. E. hirae и E. durans чаще всего обнаруживаются в организмах крупного рогатого скота и домашней птицы; E. gallinarum обнаруживается только в организмах птицы [20]. E. durans и E. faecium более обычны для кишечников свиней, нежели E. faecalis. Этот вид более специфичен для кишечника
человека, нежели остальных млекопитающих. E. cecorum был выделен из слепой кишки кур, E. columbae — из кишечника голубей, а E. saccharolyticum — из
организмов коров. E. avium обнаруживали в испражнениях млекопитающих и
птиц; E. casseliflavus был обнаружен в силосе, почве и на растениях; E. mundtii
найден в организме коров, на растениях и в почве; E. hirae встречается в кишечниках птиц и свиней; E. dispar обнаруживался в организмах некоторых людей;
E. gallinarum присутствовал в организме диких птиц.
На настоящий момент практически не вызывает сомнений тот факт, что классические энтерококки присутствуют в почве, на растениях и в организмах насекомых. Виды энтерококков, производящие желтый пигмент, чаще других встречаются на растениях, а E. cecorum встречается почти исключительно в слепой
кишке птиц. Энтерококки на растениях и насекомых, по-видимому, могут иметь
фекальное происхождение. Эти энтерококки предположительно распространяются по растениям посредством насекомых и ветра, а почвы достигают под
действием дождя и сил тяжести [58]. Хотя E. faecalis имеет практически исключительно фекальное происхождение, некоторые его штаммы систематически
обнаруживали на растениях; эти штаммы, таким образом, не могут применяться
для определения санитарного состояния продуктов питания. Mundt [59] произвел исследования E. faecalis человеческого, растительного и иного происхождения; результаты, полученные им, позволяют сказать, что индикаторные виды
нефекального происхождения можно отличить от фекальных по реакции с лакмусовым молоком и мелизитозным и мелибиозным бульонами. В другой работе
было рассмотрено 2334 изолята E. faecalis из сушеных и замороженных продуктов питания; результаты показали, что в большом числе случаев бактерии имели
растительное происхождение, а следовательно, не отражали санитарное состояние продукта [57]. При использовании E. faecalis в качестве индикатора санитарного состояния важно четко отличать штаммы растительного происхождения от фекальных штаммов. Энтерококки также могут обнаруживаться в пыли.
В целом эта группа микроорганизмов имеет достаточно широкое распространение, особенно в таких местах, как скотобойни или консервные цеха, в которых
работают со свининой.
Относительно использования энтерококков в качестве индикаторов фекального загрязнения воды разными авторами был проведен ряд исследований, результаты некоторых из них свидетельствовали о том, что энтерококковые организмы исчезают из воды раньше колиформов, тогда как остальные результаты
свидетельствовали об обратном. Leininger и MacCleske [48] отмечают, что энтерококки никогда не размножаются в воде, тогда как колиформы в некоторых
случаях могут это делать. В данном случае большую роль играет их повышенная
требовательность к средам. В сточных водах в больших количествах обнаружи-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 20. Индикаторы микробиологического качества и безопасности продуктов

561

вают как колиформные бактерии, так и энтерококки, однако число последних
примерно в 13 раз меньше, чем первых [50].
В исследовании, проведенном в период, когда род Enterococcus насчитывал
всего восемь видов, Devriese с соавт. [20] провел исследование 264 изолятов энтерококков, полученных из кишечников домашних животных. Штаммы отбирались исключительно по способности расти на средах с 40%-й концентрацией
солей желчных кислот и 6,5%-й концентрацией NaCl. Из 24 изолятов 255 содержали хотя бы один из восьми видов рода; E. faecalis, E. faecium и E. hirae присутствовали в большинстве проб (в 37,6%, 29,8% и 23% соответственно). Другими
обнаруженными видами были E. durans (5,1%), E. gallinarum (1,6%), E. avium
(1,2%), E. mundtii (1,2%) и E. casseliflavus (<1%). Эти 255 изолятов были получены из организмов животных восьми видов, включая домашнюю птицу, свиней
и крупный рогатый скот.
В последующем исследовании энтерококков пищевого и животного происхождения, проведенном в Бельгии, был выделен 161 штамм из следующих источников: мясо различных животных [84], сыры [54], рыба и моллюски [42].
E. faecium присутствовал в 58,4% проб (94 изолята из 161), E. faecalis — в 26,1%
(42 изолята из 161), и E. hirae/E. durans — в 9,3% (15 изолятов из 161). Ни один
из неупомянутых видов не был обнаружен в последних двух работах в сколь-нибудь заметном количестве.

Применение для оценки санитарного качества продуктов питания
В этом разделе термин «энтерококки» употребляется строго в значении, установленном с 1984 г. Многие авторы считают, что классические энтерококки являются более точными индикаторами санитарного состояния продуктов питания, нежели колиформы; в особенности это касается замороженных продуктов.
В одном из исследований было показано, что количество энтерококков лучше
коррелирует с результатами аэробного подсчета колоний (АПК), чем количество колиформов, тогда как количество колиформов лучше коррелировало как
раз с количеством энтерококков [30]. В замороженных продуктах питания энтерококки обнаруживаются в значительно больших количествах. чем колиформы
(см. табл. 20.6). При исследовании 376 образцов замороженных овощей из розничной торговой сети Burton [9] установил, что колиформы являются более эффективными индикаторами санитарного состояния продукта до замораживания,
тогда как энтерококки замечательно показали себя как индикаторы после замораживания и в процессе хранения. В образцах, хранившихся при –20°С в течение трех месяцев, выжило 75% колиформов и 81% энтерококков. После года
хранения в тех же условиях выжило 89% энтерококков и только 60% колиформов. В другой работе было показано, что энтерококки сохраняют более или менее постоянное количество после 400 дней хранения при температурах, близких
к нулю. Энтерококки были выделены из 57% образцов сухих продуктов питания; из всех образцов энтерококки содержались в 87%; часто энтерококки в образцах были растительного происхождения [57]. Относительная длительность
сохранения энтерококков и колиформов в замороженных рыбных полуфабрикатах приведена в табл. 20.7.
Возведение группы «фекальных стрептококков» в ранг рода и добавление
к этому роду организмов, имеющих нефекальное происхождение, поставило

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Таблица 20.6. Наиболее вероятное количество (НВЧ) энтерококков
и колиформов в замороженных рыбных полуфабрикатах
Номер пробы

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
В среднем

НВЧ для
энтерококков
на 100 г

НВЧ для
колиформов
на 100 г

86 000
18 600
86 000
46 000
48 000
46 000
46 000
18 600
8 600
4 600
4 600
48 000
8 600
4 600
48 000
10 750
10 750
60 000
10 750
32 339

6
19
0
300
150
28
150
7
0
186
186
1280
46
480
240
1075
17000
23250
2275
2457

Источник: по Raj с соавт. [71].

Таблица 20.7. Влияние хранения при –6 °F на сохранность колиформов
и энтерококков в рыбных полуфабрикатах
Продолжительность
хранения в днях
0
7
14
20
35
49
63
77
91
119
133
179
207
242
273
289
347
410
446
481
* Среднее из четырех определений.

Источник: по Kereluk и Gunderson [46].

Наиболее вероятное число (НВЧ)*
колиформы
5 600 000
6 000 000
1 400 000
760 000
440 000
600 000
88 000
396 000
125 000
50 000
136 000
130 000
55 000
14 000
21 000
42 000
20 000
8000
260
66

энтерококки
15 000 000
20 000 000
13 000 000
11 300 000
11 200 000
20 000 000
11 000 000
15 000 000
41 000 000
5 400 000
7 400 000
5 600 000
3 500 000
4 000 000
4 000 000
3 200 000
2 300 000
1 600 000
2 300 000
5 000 000

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 20. Индикаторы микробиологического качества и безопасности продуктов

563

Таблица 20.8. Сравнение энтерококков и колиформов как индикаторов
санитарного состояния продуктов
Параметр

Колиформы

Энтерококки

Морфология клеток
Окрашивание по Граму
Встречаемость в желудочнокишечном тракте
Встречаемость в фекалиях
животных различных видов
Специфичность для кишечника

Палочки
Не окрашиваются
До 100 млн клеток/г

Кокки
Окрашиваются
До 10 млн клеток/г

В некоторых отсутствуют

Встречаемость вне кишечника

Чаще всего в небольших
количествах
Относительно просто

Присутствуют
в большинстве
В основном менее
специфичны
Чаще всего в больших количествах
Сложнее

Менее устойчивы

Более устойчивы

Менее устойчивы
В основном невысокая

Более устойчивы
Высокая

Низкая

Высокая

Низкая
В основном низкая
Низкая или отсутствует
Чаще всего высокая

Чаще всего высокая
Чаще всего низкая
Чаще всего высокая
Менее выражена

Низкая

Низкая

Легкость выделения и
идентификации
Чувствительность к неблагоприятным внешним условиям
Чувствительность к замораживанию
Относительная выживаемость
в замороженных продуктах
Относительная выживаемост
в сушеных продуктах
Встречаемость в свежих овощах
Встречаемость в свежем мясе
Встречаемость в обработанном мясе
Соотношение с кишечными патогенами,
встречающимися в продуктах питания
Соотношение с некишечными патогенами,
встречающимися в продуктах питания

В основном специфичны

вопрос о целесообразности использования этой группы в качестве индикаторов
санитарного состояния продуктов. На протяжении 60-х—70-х годов прошлого
века энтерококки использовались в качестве индикаторов для большого количества продуктов, однако в последние годы их применение резко сократилось.
Интерес к энтерококкам как индикаторам санитарного состояния продуктов
практически полностью исчез; это произошло, возможно, из-за возросшего интереса к колиформам и E. coli. Сравнение энтерококков и колиформов как индикаторов санитарного состояния приведено в табл. 20.8.

Бифидобактерии
В начале прошлого века Tissieur [89] при исследовании стула детей выделил организм, встречавшийся практически во всех пробах, и назвал его Bacillus bifidus;
впоследствии организм переименовали в Lactobacillus bifidus, ныне он известен
как Bifidobacterium bifidum. Частота встречаемости бифидобактерий в стуле человека натолкнула Mossel [55] на мысль об использовании этих грамположительных анаэробных организмов в качестве индикаторов фекального загрязнения
продуктов и особенно вод. Интересен также тот факт, что некоторые бифидобактерии используются при производстве кисломолочных продуктов; также существует мнение об их положительном воздействии на здоровье человека.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

564

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

Род Bifidobacteria состоит как минимум из 25 видов неподвижных палочковидных бактерий, не проявляющих каталазной активности, температурный оптимум роста которых лежит между 25–28 и 43–45 °С. Лучше всего они растут
при рН среды от 5 до 8 и производят уксусную и молочную кислоты, являющиеся для них основными конечными продуктами метаболизма углеводов.

Распространение
Бифидобактерии в человеческих испражнениях обнаруживаются в на порядок
большем количестве, нежели E. coli, что делает их привлекательным объектом
для применения в качестве индикатора загрязнения человеческими фекалиями.
При использовании бифидобактерий в качестве индикатора существует возможность установить их источник: человеческие испражнения, испражнения
животных или внешняя среда. Метод, позволяющий отличать штаммы из кишечника человека от штаммов кишечников животных, был разработан Gavini
с соавт. [26]; согласно этому методу бифидобактерии делятся на семь групп,
из которых в кишечнике человека обитают организмы групп I, III и VII. При изучении 50 образцов мясного фарша было показано, что 39 из них содержат и бифидобактерии, и E. coli [5]. Впоследствии выяснилось, что только два образца
содержали бифидобактерии человеческого происхождения. B. adolescentis и
B. longum часто обнаруживаются в высоких количествах — до миллиона клеток
на 100 мл — в необработанных сточных водах [74]. Они были предложены в качестве индикаторов загрязнения пресных вод в условиях тропиков, поскольку
они исчезают из пробы быстрее, чем колиформы и энтерококки [60]. Таким
образом, частая встречаемость бифидобактерий в фекальных материалах, их
практически полное отсутствие в средах, не контактировавших с фекалиями, неспособность расти в воде и специфичность некоторых видов и штаммов только
для человека делает их привлекательным индикатором фекальных загрязнений.
К сожалению, из-за их анаэробности они растут медленно, и методы, их использующие, требуют нескольких дней для получения результатов. Поскольку бифидобактерии лучше растут на мясе и морепродуктах, чем на овощах, они, скорее всего, могут служить индикаторами загрязнения для первых.

Колифаги/Энтеровирусы
Исследования, проводимые с начала 1920-х гг., показали, что в воде могут присутствовать бактериофаги, хозяевами которых являются бактерии, также встречающиеся в тех же водах; этот факт позволил Parsicha и DeMonte [66] предложить
использовать фаги в качестве непрямого индикатора загрязнения кишечными
патогенами. Метод, позволяющий установить присутствие колифагов в пробе,
содержащей вирусные частицы в количестве более пяти на 100 мл, требует для
проведения не более 4–6 ч [4]. Подобный метод для фагов E. coli штамма С был
разработан и широко ныне применяется. При этом на газоне штамма-хозяина
бляшки способна образовывать любая фаговая частица. Несмотря на то что в нем
чаще всего используется E. coli штамма С, можно использовать и другие организмы для увеличения числа бляшек. Тем не менее точную оценку количества для
всех фагов E. coli, как и любой другой бактерии, дать невозможно [70].
Поскольку при использовании в качестве организма-хозяина E. coli метод
подсчета колифагов может отражать численность гетерогенных фагов, часто ис-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 20. Индикаторы микробиологического качества и безопасности продуктов

565

пользуется подсчет только F+-специфичных фагов; популяция фагов при этом
получается более однородной [33]. Хотя в естественных условиях хозяевами таких фагов являются только F+- или HFR-штаммы E. coli K-12, после введения соответствующих плазмид в качестве хозяина может выступить и Salmonella
typhimurium. Такие сальмонеллы несут F-пили, узнаваемые фагами, и используются примерно по тем же методикам, что и E. coli.

Применение для оценки качества вод
Определение количества фекальных колиформов по количеству соответствующих фагов некоторые авторы признают осуществимым [34, 42, 47, 92], другие — нет. При исследовании колифагов и фекальных колифоромов в естественных водах десяти городов была выявлена линейная зависимость между их количеством [91].
Поскольку бактерии и вирусы обладают различной выживаемостью в естественных условиях, колифаги выглядят более привлекательно как индикаторы
присутствия в пробе энтеровирусов [80]. Невозможность определения количества энтеровирусов в пробе по фекальным колиформам уже не раз отмечалась
многими исследователями. В то же время выживаемость колифагов примерно
сопоставима с выживаемостью человеческих энтеровирусов. При исследовании
вод с устричных ферм северной части побережья Мексиканского залива была
показана невозможность определения количества энтеровирусов в пробе ни по
E. coli, ни по фекальным колиформам [25]. В водах, признанных пригодными
для сбора устриц по колиформам, в 43% случаев были обнаружены человеческие энтеровирусы [27]. В исследовании открытых вод вдоль побережья Северной Каролины энтеровирусы были обнаружены в 3 из 13 проб воды из открытых
русел, и в 6 из 15 — из закрытых [91]. Одна из хорошо задокументированных
вспышек гепатита А была, по-видимому, вызвана употреблением устриц из этой
области [69]. При сравнении колифагов с пробами на фекальных колиформов,
общих колиформов, энтерококков и стандартного метода негативных колоний
для анализа различных вод результаты теста на колифагов значительно лучше
коррелировали с количеством энтеровирусов, чем результаты двух последних
методов [84]. При исследовании вторичных сточных вод на наличие F+-специфичных колифагов было установлено наличие в пробе до 8200 бляшкообразующих единиц [33], однако то, каким образом подобные результаты коррелируют с
результатами более традиционных тестов, неясно. Поскольку естественным
местообитанием некоторых колифагов являются естественные воды, при их
анализе количество колифагов может не являться индикатором фекального загрязнения [78]. F+-специфичные колифаги в этом ключе представляются более
надежными индикаторами, поскольку они не формируют F-пилей при температуре ниже 30 градусов по Цельсию, и из-за этого не инфицируют своих хозяев
[79]. В одной из последних работ, посвященных данной тематике, производился
анализ 1081 образца человеческих фекалий наряду с фекалиями еще 11 видов
животных и бытовых сточных вод; результаты этой работы позволяют утверждать, что колифаги являются наиболее удобными и точными индикаторами наличия в пробе морских или эстуарных вод человеческих энтеровирусов [12].
Хотя экскременты 11 видов животных и содержали F+-специфичные фаги, их
число там было крайне незначительным.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

566

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

В водах, подвергшихся значительному фекальному загрязнению, наряду с колифагами обнаруживают также фаги Bacteroides fragilis. И хотя их количество
чаще всего ниже, чем количество колифагов, они — более точные индикаторы загрязнения человеческими фекалиями. В одном из исследований было показано
отсутствие этих фагов в сточных водах скотобоен и пробах, содержавших только
фекальный материал диких животных [87]. Теми же авторами было показано, что
фаги B. fragilis способны размножаться только в анаэробных условиях. Фаги
Vibrio vulnificus с двухцепочечным ДНК-геномом наряду с их хозяевами обнаруживались в различных тканях устриц; фаги в этом материале были более многочисленны и разнообразны, чем в других местообитаниях, что позволяет рассматривать возможность их использования в качестве индикаторов присутствия
V. vulnificus [17]. В одной из работ было показано, что наименьшее количество
этой бактерии наблюдается в устрицах с января по март, на лето и осень же приходится пик численности; соответствующим образом варьирует и число фагов [18].
Человеческие энтеровирусы обладают не только повышенной выживаемостью в естественных средах по сравнению с колиформами, но также опережают
их и по устойчивости к хлору. Так, в одном из исследований было показано, что
обработка хлором, уничтожающая 99,999% фекальных колиформов, общих колиформов и фекальных стрептококков, уничтожала только от 99 до 85% энтеровирусов [53].
При сравнении устойчивости четырех вирусов к нагреванию, высушиванию,
и воздействию хлора было обнаружено, что вирус гепатита А превосходит по
устойчивости к данным воздействиям полиовирус I и фаги MS2 и ФХ174 [51].
Коровьи энтеровирусы вызывают бессимптомные инфекции крупного рогатого
скота; в одной из работ было доказано их присутствие в 76% из 139 проб фекалий коров, 38% из 50 проб фекалий белохвостого оленя и только в одной из трех
проб фекалий канадского гуся [49]. В этом исследовании все животные паслись
на одном и том же лугу и пользовались для водопоя одной и той же рекой; энтеровирусы крупного рогатого скота были обнаружены в моллюсках ниже по течению. Тешовирусы инфицируют только свиней и могут быть достаточно легко
обнаружены с применением ПЦР [40]. Эти вирусы можно использовать для
установления наличия загрязнения вод, вызванного свиньями.

Применение для оценки качества продуктов питания
Первым о возможности применения колифагов для оценки качества продуктов
питания сообщил Kennedy с соавт. [43] в 1984 г. Его группа применяла 16и 18-часовую инкубацию при температуре 35°C и установила, что колифаги
присутствовали во всех 18 образцах продуктов. Наибольшая концентрация колифагов была отмечена в одной из проб свежего куриного мяса и достигала
10 000 бляшкообразующих единиц на 100 г продукта. Высокие уровни колифагов чаще всего наблюдались для продуктов, содержавших знаительное количество фекальных колиформов [45]. В одной из последующих работ исследовалось
120 образцов 12 различных продуктов питания; колифаги в количестве более
10 бляшкообразующих единиц на 100 г наблюдались в 56% проб и 11 видах продуктов [44]. Наиболее высокий уровень отмечался в свежем мясе после 16- или
18-часовой инкубации. Чаще всего уровень колифагов лучше коррелировал
с количеством E. coli и фекальных колиформов, чем с количеством общих коли-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 20. Индикаторы микробиологического качества и безопасности продуктов

567

формов. Изменение рН в пределах от 6 до 9 не влияло на количество получаемых из продукта колифагов [45]. Результаты могут быть получены в течение
4–6 ч, но в данной работе применялось 16–18-часовое предварительное инкубирование. С другой стороны, при исследовании 472 образцов моллюсков из Чесапикского залива с использованием в качестве хозяина генно-инженерной S. typhimurium, количество колифагов практически не коррелировало с количеством
фекальных колиформов и общих колиформов [15]. Это может объясняться фактом практически полного отсутствия загрязнения мест сбора моллюсков фекальными сточными водами.
В одной из работ проверялась возможность использования F+-специфичных
колифагов в качестве индикаторов санитарного состояния моркови; из 25 исследованных корнеплодов 25% несли колифаги, 8% — E. coli, и только 4% — бактерии рода Salmonella [22]. При исследовании эффективности извлечения фагов
трех различных групп из мясного фарша и мяса птицы F+-колифаги были извлечены из 100% образцов, соматические колифаги — из 69%, а фаги сальмонелл — из 65% [36]. В другой работе производилось исследование восьми различных продуктов питания из розничной сети; F+-колифаги были обнаружены
в 63% образцов, а соматические колифаги — в 88%. Чувствительность метода
составляла 38 бляшкообразующих единиц на 100 г продукта. Таким образом,
опираясь на исследования вод и продуктов питания, можно сказать, что колифаги могут выступать в качестве индикатора загрязнений; они успешно заменяют
в этом качестве как E. coli, так и колиформные бактерии и могут использоваться
как прямой индикатор наличия в пробе энтеровирусов. Поскольку количество
колифагов хорошо коррелирует с количеством энтеровирусов, а также поскольку результаты по методу с применением колифагов могут быть получены за
4–6 ч, использование их в качестве индикаторов представляется весьма перспективным. Для повышения качества и скорости определения количества фагов
в пробе требуется разработка новых организмов-хозяев методами генетической
инженерии.

Возможное чрезмерное использование индикаторов
Успешное применение индекса колиформов и фекальных колиформов для оценки качества питьевых вод привело к широкому распространению этого метода
в пищевой микробиологии. Однако доказано, что колиформы могут в норме существовать в некоторых продуктах питания и водах; при этом их количество
практически никак не коррелирует с безопасностью продукта. В исследовании
образцов салата и фенхеля, проводившемся в Италии в течение двух лет, было
установлено, что эти готовые к употреблению овощи могли содержать до 10 000
колиформов, фекальных колиформов или энтерококков на 100 г продукта (см.
табл. 20.9). Примерно 10% видов общих колиформов в обоих продуктах относились к фекальным колиформам; общие колиформы включали в себя все известные для них роды.
При исследовании птичьего помета в бостонской гавани анализировалось содержание в нем следующих групп микроорганизмов: фекальных колиформов,
энтерококков и F+-специфичных колифагов. Содержание колиформов в помете
различных видов птиц было следующим (КОЕ/г): 10–105 для гуся, 105–109 для

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

568

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

Таблица 20.9. Среднее значение десятичного логарифма от количества организмов
на 100 г для колиформов, фекальных колиформов и энтерококков
на салате и фенхеле
Продукт

Метод подсчета
аэробных колоний

Колиформы

Фекальные
колиформы

Энтерококки

Салат
Фенхель

7,82
6,37

4,77
4,89

3,79
3,89

3,34
3,49

Источник: по Bacteriological Quality Assessment of Fresh Marketed Lettuce and Fennel, Applied
Environmental Microbiology, Vol. 31, pp. 847–852, copyright © 1976, с разрешения G. L. Ercolani [23].

голубя и 103–108 для серебристой чайки. Содержание соматических колифагов
доходило до миллиона бляшкообразующих единиц на грамм, энтерококков —
до 108, а F+-специфичных колифагов — до 100. Тот факт, что птицы носят в своем кишечнике такие количества индикаторных организмов без какого-либо заметного вреда для своего здоровья, позволяет поднимать вопрос о необоснованности отбраковки морепродуктов из их местообитаний.
Относительное количество колифагов, фекальных колиформов и энтерококков в фекалиях семи различных животных и человека приведено в табл. 20.10;
как видно из данных этой таблицы, все перечисленные животные несут в своих
кишечниках одинаково высокие количества указанных индикаторных организмов за определенными исключениями [32]. Так, в фекалиях человека не было
найдено в значительных количествах ни F-специфичных, ни соматических колифагов. Количество фекальных колиформов в фекалиях человека и свиней оказалось примерно одинаковым.
Таблица 20.10. Среднее арифметическое от количества бактериофагов
(бляшкообразующих единиц на грамм) и индикаторных бактерий
(КОЕ/г) в фекалиях человека и животных*
Источник
фекалий

Свинья
Бройлерные куры
Собака
Корова
Лошадь
Овца
Теленок
Человек

F-специфичные Соматические
РНК-фаги
колифаги

2,8 ´ 103
> 1,2 ´ 106
<10
<10
<10
1,9 ´ 103
5,8 ´ 104
<101

3,4 ´ 106
, ´ 107
11
4 ,1´ 104
4 ,0 ´ 105
2,2 ´ 104
3,1´ 106
2,2 ´ 107
6,1´ 104

Термостабильные
колиформы

Фекальные
стрептококки

Споры
сульфитвосстанавливающих
клостридий

3,0 ´ 106
1,9 ´ 108
9,0 ´ 107
5,6 ´ 105
1,8 ´ 105
1,2 ´ 107
3,2 ´ 107
1,9 ´ 108

7,3 ´ 105
5,6 ´ 106
8,2 ´ 106
, ´ 105
11
1,3 ´ 104
1,3 ´ 105
, ´ 106
11
3,7 ´ 105

6,4 ´ 102
< 102
1,6 ´ 106
9,8 ´ 102
< 102
< 102
8,0 ´ 103
> 1,8 ´ 103

* Результаты являются средним для десяти смешанных образцов от трех различных животных.

Источник: по A. Havelaar с соавторами [32], Bacteriophages and Indicator Bacteria in Human and
Animal Feces, Journal of Applied Microbiology, Vol. 60, p. 259, copyright © 1986, Blackwell Science Ltd.,
с разрешения.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 20. Индикаторы микробиологического качества и безопасности продуктов

569

При исследовании фекального материала 39 бугорчатых террапинов, пойманных в солоноватых водах восточного побережья США, фекальные колиформы были обнаружены в 80% проб и 51% клоакальных смывов [32].
Все эти исследования наряду со многими другими им подобными ясно показывают, что индикаторные организмы могут наличествовать в большом количестве различных естественных сред и сырых продуктов; при этом их наличие
или отсутствие практически никак не коррелирует с безопасностью. Слишком
интенсивное и неоправданное использование индикаторных организмов может,
с одной стороны, привести к отбраковке пригодных и безопасных для употребления продуктов, а с другой стороны — к прохождению санитарного контроля
непригодными к употреблению продуктами вследствие использования непригодного индикаторного организма.

Предсказательная микробиология
и микробиологическое моделирование
Как уже неоднократно говорилось выше, наличие или отсутствие индикаторного организма в продукте питания может быть использовано для оценки его безопасности. В случае отсутствия индикатора продукт признается безопасным
относительно того патогена, которому соответствует использованный индикатор. Однако продукт может нести небольшие количества индикаторных
организмов и при этом оставаться безопасным. Сказанное справедливо для
многих патогенов, в частности для энтеротоксигенных стафилококков. При
наличии в продукте небольших количеств индикатора или самого патогена
важно понимать, какова будет в дальнейшем динамика их численности. Такое понимание требует знания большого количества разнообразных параметров, влияющих на рост и активность микроорганизмов.
Микробиологическое моделирование, иначе называемое предсказательной
микробиологией, представляет собой быстро развивающуюся область микробиологии, использующую математические модели и уравнения для предсказания
роста и активности микроорганизма в продукте с течением времени. Предсказательный подход уже не нов и ранее использовался для определения состояния
консервированных слабокислых продуктов после термообработки, как указано
в гл. 17. При микробиологическом моделировании же исследователи пользуются гораздо более сложными математическими и компьютерными моделями,
учитывающими гораздо большее количество разнообразных параметров (см.
[2, 28, 54, 90, 93, 94]).
Как уже показывалось в гл. 2 на примере влияния температуры на рост микроорганизмов, предсказать поведение популяции, основываясь только на одном
меняющемся параметре, довольно несложно. Сложности возникают в том случае, когда меняющихся параметров несколько; было произведено не так много
исследований, в которых это было успешно реализовано. Одним из таких исследований является работа Buchanan и Phillips [8], исследовавших влияние пяти
различных параметров на рост Listeria monocytogenes; этими параметрами были
рН среды, температура, нитриты, NaCl и газовый состав атмосферы. После сравнения данных 709 (!) кривых роста при помощи нелинейной регрессии в сопряжении с функцией Гомпертса исследователи разработали модель, достаточно
точно предсказывающую поведение L. monocytogenes.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

570

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

Эффективное применение предсказательной микробиологии требует тщательного подбора моделей, отображающих изменяющиеся параметры. Из всех
использовавшихся для этих целей моделей можно выделить две наиболее удачные — нелинейные модели Аррениуса и Белерадека. В первой изменяющиеся
параметры представляются в форме натуральных логарифмов от значений, во
второй — в форме квадратных корней. Дальнейшее совершенствование этих
моделей и некоторые вопросы их практического применения описаны Ratkowsky с соавт. [71]. На настоящий момент также имеется большое количество
компьютерных программных пакетов для предсказательной микробиологии.
Одним из простейших вариантов подобных программных пакетов является пакет, использующий метод Монте-Карло. Этот метод использует возможные распределения, основанные на известной информации относительно изменения
различных параметров, например рН, для предсказания сроков хранения и безопасности продуктов. Так, при использовании метода Монте-Карло для определения сроков хранения пастеризованного молока применяются данные относительно начального количества вредных микроорганизмов, время, необходимое
им для деления, и температура, при которой хранится продукт. На основании
этих данных с использованием метода Монте-Карло было установлено, что снижение температуры хранения на два градуса значительно увеличивает сроки
хранения продукта; еще больше этот срок увеличивает сокращение на 1,5 log10
от изначального количества организмов. В случае если известно достаточное
количество параметров, метод Монте-Карло может использоваться для предсказания скорости роста патогенного организма в продукте.

Литература
1. Ackland, M.R., E.R. Trewhella, J. Reeder, and F.G. Bean. 1981. The detection of microbial spoilage in
canned foods using thin-layer chromatography. J. Appl. Bacteriol. 51:277–281.
2. Adams, M.R., and M.O. Moss. 2000. Food Microbiology, 2nd ed. New York: Springer.
3. Ahmed, A., and J.R. Matches. 1983. Alcohol production by fish spoilage bacteria. J. Food Protect.
46:1055–1069.
4. American Public Health Association. 1985. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 16th ed. Washington, DC: APHA.
5. Beerens, H. 1998. Bifidobacteria as indicators of faecal contamination in meat and meat products: Detection,
determination of origin and comparison with Escherichia coli. Int. J. Food Microbiol. 40:203–207.
6. Brenner, D.J., B.R. Davis, A.G. Steigerwalt, G.R. Fanning, C.F. Riddle, A.C. McWhorter, S.D. Allen,
J.J. Farmer, III, and Y. Saitoh. 1982a. Atypical biogroups of Escherichia coli found in clinical specimens and
description of Escherichia hermannii sp. nov. J. Clin. Microbiol. 15:703–713.
7. Brenner, D.J., A.C. McWhorter, J.K.L. Knutson, and A.G. Steigerwalt. 1982b. Escherichia vulneris: A new
species of Enterobacteriaceae associated with human wounds. J. Clin. Microbiol. 15:1133–1140.
8. Buchanan, R.L., and J.G. Phillips. 1990. Response surface model for predicting the effects of temperature,
pH, sodium chloride, sodium nitrite concentrations and atmosphere on the growth of Listeria monocytogenes. J. Food Protect. 53:370–376, 381.
9. Burton, M.C. 1949. Comparison of coliform and enterococcus organisms as indices of pollution in frozen
foods. Food Res. 14:434–448.
10. Buttiaux, R. 1959. The value of the association Escherichiae-Group D streptococci in the diagnosis of contamination in foods. J. Appl. Bacteriol. 22:153–158.
11. Buttiaux, R., and D.A.A. Mossel. 1961. The significance of various organisms of faecal origin in foods and
drinking water. J. Appl. Bacteriol. 24:353–364.
12. Calci, K.R., W. Burkhardt, III, W.D. Watkins, and S.R. Rippey. 1998. Occurrence of male-specific
bacteriophage in feral and domestic animal wastes, human feces, and human-associated wastewaters. Appl.
Environ. Microbiol. 64:5027–5029.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 20. Индикаторы микробиологического качества и безопасности продуктов

571

13. Chai, T.-J., T.-J. Han, R.R. Cockey, and P.C. Henry. 1990. Microbiological studies of Chesapeake Bay
soft-shell clams (Myarenaria). J. Food Protect. 53:1052–1057.
14. Collins, M.D., D. Jones, J.A.E. Farrow, R. Kilpper-Balz, and K.H. Schleifer. 1984. Enterococcus avium
nom. rev., comb, nov.; E. casseliflavus nom. ref., comb, nov.; E. durans nom. rev., comb, nov.; E. gallinarum
comb, nov.; and E. malodoratus sp. nov. Int. J. System. Bacteriol. 34:220–223.
15. Collins, M.D., R.R. Facklam, J.A.E. Farrow, and R. Williamson. 1989. Enterococcus raffinosus sp. nov.;
Enterococcus solitarus sp. nov. and Enterococcus pseudoavium sp. nov. FEMS Microbiol. Lett. 57:283–288.
16. Colwell, R.R., R.J. Seidler, J. Kaper, S.W. Joseph, S. Garves, H. Lockman, D. Maneval, H. Bradford,
N. Roberts, E. Remmers, I. Huq, and A. Hug. 1981. Occurrence of Vibrio cholerae serotype 01 in Maryland
and Louisiana estuaries. Appl. Environ. Microbiol. 41:555–558.
17. DePaola, A., S. McLeroy, and G. McManus. 1997. Distribution of Vibrio vulnificus phage in oyster tissues
and other estuarine habitats. Appl. Environ. Microbiol. 63:2464–2467.
18. DePaola, A., M.L. Motes, A.M. Chan, and C.A. Suttle. 1998. Phages infecting Vibrio vulnificus are abundant
and diverse in oysters (Crassostrea virginica) collected from the Gulf of Mexico. Appl. Environ. Microbiol.
64:346–351.
19. Devriese, L.A., B. Pot, L. Van Damme, K. Kersters, and F. Haesebrouck. 1995. Identification of Enterococcus species isolated from foods of animal origin. Int. J. Food Microbiol. 26:187–197.
20. Devriese, L.A., A. van de Kerckhove, R. Kilpper-Balz, and K.H. Schleifer. 1987. Characterization and
identification of Enterococcus species isolated from the intestines of animals. Int. J. System. Bacteriol.
37:257–259.
21. Drancourt, M., С. Bollet, A. Carta, and P. Rousselier. 2001. Phylogenetic analyses of Klebsiella species
delineate Klebsiella and Raoultella gen nov., with description of Raoultella ornithinolytica comb, nov.,
Raoultella terrigena comb. nov., and Raoultella planticola comb. nov. Int. J. Syst. Evol. Microbiol.
51:925–932.
22. Endley, S., L. Lu, E. Vega, M.E. Hume, and S.D. Pillai. 2003. Male-specific coliphages as an additional fecal
contamination indicator for screening fresh carrots. J. Food Protect. 66:88–93.
23. Ercolani, G.L. 1976. Bacteriological quality assessment of fresh marketed lettuce and fennel. Appl. Environ.
Microbiol. 31:847–852.
24. Escherich, T. 1885. Die Darmbacterien des Neugeborenen und Sauglings. Fortschr. Med. 3:515–522,
547–554.
25. Fugate, K.J., D.O. Cliver, and M.T. Hatch. 1975. Enteroviruses and potential bacterial indicators in Gulf
coast oysters. J. Milk Food Technol. 38:100–104.
26. Gavini, F., A.M. Pourcher, С. Neut, D. Monget, С. Romand, С. Oger, and D. Izard. 1991. Phenotypic
differentiation of bifidobacteria of human and animal origins. Int. J. Syst. Bacteriol. 41:548–557.
27. Gerba, С.Р., S.M. Goyal, R.L. LaBelle, I. Cech, and G.F. Bodgan. 1979. Failure of indicator bacteria to reflect the occurrence of enteroviruses in marine waters. Am. J. Public Health 69:1116–1119.
28. Gibson, A.M., N. Bratchell, and T.A. Roberts. 1988. Predicting microbial growth: Growth responses of salmonellae in a laboratory medium as affected by pH, sodium chloride, and storage temperature. Int. J. Food
Microbiol. 6:155–178.
29. Griffin, A.M., and C.A. Stuart. 1940. An ecological study of the coliform bacteria. J. Bacteriol. 40:83–100.
30. Hartman, P.A. 1960. Enterococcus: Coliform ratios in frozen chicken pies. Appl. Microbiol. 8:114–116.
31. Harwood, V.J., J. Butler, D. Parrish, and V. Wagner. 1999. Isolation of fecal coliform bacteria from the
diamond-back terrapin (Malaclemys terrapin centrata). Appl. Environ. Microbiol. 65:865–867.
32. Havelaar, A.H., K. Furuse, and W.M. Hogeboom. 1986. Bacteriophages and indicator bacteria in human
and animal faeces. J. Appl. Bacteriol. 60:255–262.
33. Havelaar, A.H., and W.M. Hogeboom. 1984. A method for the enumeration of male-specific bacteriophages
in sewage. J. Appl. Bacteriol. 56:439–447.
34. Hilton, M.C., and G. Stotzky. 1973. Use of coliphages as indicators of water pollution. Can. J. Microbiol.
19:747–751.
35. Hollingworth, T.A., Jr., and H.R. Throm. 1982. Correlation of ethanol concentration with sensory classification of decomposition in canned salmon. J. Food Sci. 47:1315–1317.
36. Hsu, F.-C, Y.-S.C. Shieh, and M.D. Sobsey. 2002. Enteric bacteriophages as potential fecal indicators
in ground beef and poultry meat. J. Food Protect. 65:93–99.
37. Huys, G., M. Cnockaert, J.M. Janda, and J. Swings. 2003. Escherichia albertii sp. nov., a diarrhoeagenic
species isolated from stool specimens of Bangladeshi children. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 53:807–810.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

572

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

38. International Commission on the Microbiological Specifications for Foods. 1986. Microorganisms in Foods.
2. Sampling for Microbiological Analysis: Principles and Specific Application, 2nd ed. Toronto: University
of Toronto Press.
39. Jay, J.M. 2001. Indicator organisms in foods. In Foodborne Disease Handbook, 2nd ed. ed. Y.H. Hui,
M.D. Pierson, and J.R. Gorham, Vol. 1, 645–653. New York: Marcel Dekker.
40. Jimйnez-Clavero, M.A., С Fernбndez, J.A. Ortiz, J. Pro, G. Carbonell, J.V. Tarazona, N. Roblas, and V. Ley.
2003. Teschoviruses as indicators of porcine fecal contamination of surface water. Appl. Environ. Microbiol.
69:6311–6315.
41. Kaper, J., H. Lockman, R.R. Colwell, and S.W. Joseph. 1979. Ecology, serology, and enterotoxin production
by Vibrio cholerae in Chesapeake Bay. Appl. Environ. Microbiol. 37:91–103.
42. Kenard, R.P., and R.S. Valentine. 1974. Rapid determination of the presence of enteric bacteria in water.
Appl. Microbiol. 27:484–487.
43. Kennedy, J.E., Jr., J.L. Oblinger, and G. Bitton. 1984. Recovery of coliphages from chicken, pork sausage
and delicatessen meats. J. Food Protect. 47:623–626.
44. Kennedy, J.E., Jr., C.I. Wei, and J.L. Oblinger. 1986. Methodology for enumeration of coliphages in foods.
Appl. Environ. Microbiol. 51:956–962.
45. Kennedy, J.E., Jr., C.I. Wei, and J.L. Oblinger. 1986. Distribution of coliphages in various foods. J. Food
Protect. 49:944–951.
46. Kereluk, K., and M.F. Gunderson. 1959. Studies on the bacteriological quality of frozen meats. IV.
Longevity studies on the coliform bacteria and enterococci at low temperatures. Appl. Microbiol. 7:327–328.
47. Kott, Y., N. Roze, S. Sperber, and N. Betzer. 1974. Bacteriophages as viral pollution indicators. Water Res.
8:165–171.
48. Leininger, H.V., and C.S. McCleskey. 1953. Bacterial indicators of pollution in surface waters. Appl.
Microbiol. 1:119–124.
49. Ley, V, J. Higgins, and R. Fayer. 2002. Bovine enteroviruses as indicators of fecal contamination. Appl.
Environ. Microbiol. 68:3455–3461.
50. Litsky, W., M.J. Rosenbaum, and R.L. France. 1953. A comparison of the most probable numbers of coliform bacteria and enterococci in raw sewage. Appl. Microbiol. 1:247–250.
51. Mariam, T.W., and D.O. Cliver. 2000. Small round coliphages as surrogates for human viruses in process
assessment. Dairy Food Environ. Sanit. 20:684–689.
52. Matches, J.R., and С. Abeyta. 1983. Indicator organisms in fish and shellfish. Food Technol. 37(6): 114–117.
53. McCrady, M.H., and E.M. Langevin. 1932. The coliaerogenes determination in pasteurization control.
J. Dairy Sci. 15:321–329.
54. McMeekin, T.A., J.N. Olley, T. Ross, and D.A. Ratkowsky. 1993. Predictive Microbiology: Theory and
Application. New York: John Wiley & Sons.
55. Mossel, D.A.A. 1958. The suitability of bifidobacteria as part of a more extended bacterial association,
indicating faecal contamination of foods. In Proceedings of the 7th International Congress on Microbiology,
Abstracts of Papers, 440–441. Uppsala: Almquist & Wikesells.
56. Mundt, J.O. 1982. The ecology of the streptococci. Microbiol. Ecol. 8:355–369.
57. Mundt, J.O. 1976. Streptococci in dried and frozen foods. J. Milk Food Technol. 39:413–416.
58. Mundt, J.O. 1961. Occurrence of enterococci: Bud, blossom, and soil studies. Appl. Microbiol. 9:541–544.
59. Mundt, J.O. 1973. Litmus milk reaction as a distinguishing feature between Streptococcus faecalis of human
and nonhuman origins. J. Milk Food Technol. 36:364–367.
60. Munoa, F.J., and R. Pares. 1988. Selective medium for isolation and enumeration of Bifidobacterium spp.
Appl. Environ. Microbiol. 54:1715–1718.
61. Murdock, D.I. 1968. Diacetyl test as a quality control tool in processing frozen concentrated orange juice.
Food Technol. 22:90–94.
62. Murdock, D.I. 1967. Methods employed by the citrus concentrate industry for detecting diacetyl and
acetyl-methylcarbinol. Food Technol. 21:643–672.
63. Newton, K.G. 1979. Value of coliform tests for assessing meat quality. J. Appl. Bacteriol. 47:303–307.
64. Orla-Jensen, S.H. 1919. The lactic acid bacteria. Mem. Acad. Royal Soc. Denmark Ser. 8. 5:81–197.
65. Ostrolenk, M., N. Kramer, and R.C. Cleverdon. 1947. Comparative studies of enterococci and Escherichia
coli as indices of pollution. J. Bacteriol. 53:197–203.
66. Pasricha, C.L., and A.J.H. DeMonte. 1941. Bacteriophages as an index of water contamination. Indian Med.
Gaz. 76:492–493.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 20. Индикаторы микробиологического качества и безопасности продуктов

573

67. Peabody, F.R. 1963. Microbial indexes of food quality: The coliform group. In Microbiological Quality
of Foods, ed. L.W. Slanetz, C.O. Chichester, A.R. Gaufin, and Z.J. Ordal. 113–118. New York: Academic
Press.
68. Perry, C.A., and A.A. Hajna. 1944. Further evaluation of EC medium for the isolation of coliform bacteria
and Escherichia coli. Am. J. Public Health 34:735–738.
69. Portnoy, B.L., P.A. Mackowiak, C.T. Caraway, J.A. Walker, T.W. McKinley, and C.A. Klein, Jr. 1975.
Oyster-associated hepatitis: Failure of shellfish certification programs to prevent outbreaks. JAMA. 233:
1065–1068.
70. Primrose, S.B., N.D. Seeley, K.B. Logan, and J.W. Nicolson. 1982. Methods for studying aquatic bacteriophage ecology. Appl. Environ. Microbiol. 43:694–701.
71. Raj, H., W.J. Wiebe, and J. Liston. 1961. Detection and enumeration of fecal indicator organisms in frozen
sea foods. Appl. Microbiol. 9:433–438.
72. Ratkowsky, D.A., T. Ross, Т.А. McMeekin, and J. Olley. 1991. Comparison of Arrhenius-type and Belehradek-type models for prediction of bacterial growth in foods. J. Appl. Bacteriol. 71:452–459.
73. Reinbold, G.W. 1983. Indicator organisms in dairy products. Food Technol. 37(6): 111–113.
74. Resnick, I.G., and M.A. Levin. 1981. Assessment of bifidobacteria as indicators of human fecal pollution.
Appl. Environ. Microbiol. 42:433–438.
75. Ricca, D.M., and J.J. Cooney. 1998. Coliphages and indicator bacteria in birds around Boston Harbor. J. Ind.
Microbiol. Biotechnol. 21:28–30.
76. Schaffner, D.W., J. McEntire, S. Duffy, R. Montville, and S. Smith. 2003. Monte Carlo Simulation of the
shelf life of pasteurized milk as affected by temperature and initial concentration of spoilage organisms.
Food Protect. Trends 23:1014–1021.
77. Schardinger, F. 1892. Uber das Vorkommen Gahrung erregender Spaltpilze im Trinkwasser und ihre
Bedeutung fur die hygienische Beurtheilung desselben. Wien, Klin. Wachr. 5:403–405, 421–423.
78. Seeley, N.D., and S.B. Primrose. 1982. The isolation of bacteriophages from the environment. J. Appl.
Bacteriol. 53:1–17.
79. Seeley, N.D., and S.B. Primrose. 1980. The effect of temperature on the ecology of aquatic bacteriophages.
J. Gen. Virol. 46:87–95.
80. Simkova, A., and J. Cervenka. 1981. Coliphages as ecological indicators of enteroviruses in various water
systems. Bull. WHO 59:611–618.
81. Slanetz, L.W., and C.H. Bartley. 1964. Detection and sanitary significance of fecal streptococci in water. Am.
J. Public Health 54:609–614.
82. Smith, T. 1895. Notes on Bacillus coli commune and related forms, together with some suggestions
concerning the bacteriological examination of drinking water. Am. J. Med. Sci. 110:283–302.
83. Splittstoesser, D.F. 1983. Indicator organisms on frozen vegetables. Food Technol. 37(6): 105–106.
84. Stetler, R.E. 1984. Coliphages as indicators of enteroviruses. Appl. Environ. Microbiol. 48:668–670.
85. Stiles, M.E. and L.-K. Ng. 1981. Enterobacteriaceae associated with meats and meat handling. Appl.
Environ. Microbiol. 41:867–872.
86. Szabo, R.A., E.C.D. Todd, and A. Jean. 1986. Method to isolate Escherichia coli 0157:H7 from food.
J. Food Protect. 49:768–772.
87. Tartera, C., F. Lucena, and J. Jofre. 1989. Human origin of Bacteroides fragilis bacteriophages present in the
environment. Appl. Environ. Microbiol. 55:2696–2701.
88. Tompkin, R.B. 1983. Indicator organisms in meat and poultry products. Food Technol. 37(6): 107–110.
89. Tissier, H. 1908. Recherches sur la flore intestinale normale des enfants ages d’un an а cinq ans. Ann. Inst.
Pasteur 22:189–208.
90. Van Impe, J.F., B.M. Nicolai, M. Schellekens, T. Martens, and J.D. Baerdemaeker. 1995. Predictive
microbiology in a dynamic environment: A system theory approach. Int. J. Food Microbiol. 25:227–249.
91. Wait, D.A., C.R. Hackney, R.J. Carrick, G. Lovelace, and M.D. Sobsey. 1983. Enteric bacterial and viral
pathogens and indicator bacteria in hard shell clams. J. Food Protect. 46:493–496.
92. Wentsel, R.S., P.E. O’Neill, and J.F. Kitchens. 1982. Evaluation of coliphage detection as a rapid indicator
of water quality. Appl. Environ. Microbiol. 43:430–434.
93. Whiting, R.C., and R.L. Buchanan. 1994. Microbial modeling. Food Technol. 48(6): 113–120.
94. Zwietering, M.H., T. Wijtzes, J.C. De Wit, and K. Van’t Riet. 1992. A decision support system for prediction
of the microbial spoilage in foods. J. Food Protect. 55:973–979.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

21
Системы анализа угроз
и критических контрольных
точек (НАССР) требований
к безопасности продуктов питания
(FSO) для предохранения пищевых
продуктов
Среди предъявляемых к качеству продуктов питания требований одним из
основных является их незараженность инфекционными микроорганизмами. Разумеется, достигнуть нулевого уровня по этому показателю не представляется
возможным даже при использовании самых совершенных методов подготовки
продуктов (СМПП). Поэтому желаемой целью является получение продуктов
питания с наиболее низким уровнем количества содержащихся в них инфекционных микроорганизмов. Для того чтобы снизить время и количество стадий
обработки пищевых продуктов, а также добиться более длительных периодов
хранения и транспортировки продуктов питания на более дальние расстояния,
прежде чем они достигнут своего потребителя, необходима разработка совершенно новых подходов для контроля надежности сохраняемых продуктов. Классические подходы к микробиологическому контролю качества пищевых продуктов основываются исключительно на рутинных определениях микроорганизмов
как в исходном сыром материале, так и в конечных продуктах. Однако для получения результатов классического микробиологического анализа многих пищевых
продуктов требуется слишком много времени. Развитие и использование некоторых быстрых методов современного анализа безусловно имеет большое значение.
Тем не менее только лишь это обстоятельство не умаляет необходимости в разработке новых подходов анализа для контроля длительной сохранности пищевых
продуктов. В настоящей главе описывается система анализа угроз и критических
контрольных точек как метод отбора продуктов для гарантии сохранности продуктов при их доставке от ферм к столу. Для характеристики новых появляющихся концепций были введены так называемые требования к безопасности продуктов. В случаях, когда это представляется необходимым, могут быть установлены
микробиологические критерии для некоторых ингредиентов и продуктов питания, и это, наряду с графиком отбора образцов, является одним из компонентов
системы анализа угроз и критических контрольных точек.

Система анализа угроз и критических
контрольных точек (НАССР)
Более ранняя концепция системы анализа угроз и критических контрольных точек (HACCP) была представлена в прежнем издании этой книги. Представленные в настоящем издании данные, касающиеся этой системы анализа, не пред-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 21. Система анализа угроз и критических контрольных точек (НАССР) требований ...

575

полагают использование без дополнений из других справочных изданий непосредственно для установления программы системы анализа угроз и критических
контрольных точек на заводах и предприятиях по изготовлению продуктов питания или предприятиях по контролю продуктов и обслуживанию пищевых
предприятий. С этой целью необходимо консультироваться с изданиями, в которых данные по системе анализа угроз и критических контрольных точек представлены более детально [4, 7, 9, 13, 14, 24]. Обобщающую информацию и фундаментальные данные по этой системе можно найти в работах [5, 18, 22, 23].
Целью настоящей главы является общий обзор принципов системы анализа
угроз и критических контрольных точек и описание примеров того, как можно
практически поставить такую систему.
HACCP является системой, применение которой должно приводить к производству микробиологически безопасных пищевых продуктов путем анализа
степени опасности исходных сырых материалов — той, которая может возникнуть и на этапе производства пищевых продуктов, и при их потреблении. Применение данной системы предполагает активный систематический контроль
угроз, связанных с пищевой продукцией. Несмотря на то что некоторые классические подходы к контролю безопасности пищевых продуктов основываются
исключительно на тестировании конечной продукции, HACCP опирается на
принцип контроля качества и безопасности всех ингредиентов и всех стадий
процесса производства пищевых продуктов и исходит из той предпосылки, что
безопасная и качественная продукция может быть получена только при тщательном контроле всех исходных материалов и всех стадий производства. Таким образом, данная система построена на контролировании и определении
микроорганизмов на этапе подготовки и производства продуктов питания. Были
определены пять основных факторов, каждый из которых вносил свой вклад в
пищевые заболевания, зарегистрированные в США в период с 1961 по 1982 гг. и
которые представлены в табл. 21.1. При рассмотрении данных этой таблицы
можно отметить, что события, связанные с этапами подготовки и производства
пищевых продуктов, действительно имеют очень большое значение [2]. Ненадлежащее обращение с пищевыми продуктами в учреждениях и на предприятиях
пищевой промышленности и пищевого обслуживания в Канаде в 1984 г. в 39%
случаев стало причиной всех пищевых заболеваний [26]. Правильное применеТаблица 21.1. Основные факторы, вносящие вклад в случаи массовых пищевых
заболеваний, зарегистрированных в США
Факторы
Ненадлежащее охлаждение
Промежуток времени в 12 и более часов между приготовлением
и потреблением пищевых продуктов
Заражение пищевых продуктов через людей, участвующих
в их изготовлении и обслуживании
Добавление составляющих ингредиентов без их последующей
температурной обработки, варки или жарения
Ненадлежащая температурная обработка, варка, жарение или
консервирование
Примечание: N = 1918. Источник: Bryan [1, 2].

Период с 1961 по 1982 г.
44%
23%
18%
16%
16%

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

576

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

ние системы анализа угроз и критических контрольных точек на предприятиях
пищевой промышленности и пищевого обслуживания, а также в домашнем хозяйстве несомненно ведет к снижению пищевых заболеваний.
Подкомитет Национального исследовательского совета от Национальной
академии наук США в 1985 г. дал следующие рекомендации [16]. В силу того,
что HACCP представляет собой наиболее специфический и критический подход
к контролю микробиологической опасности продуктов питания, использование
именно этой системы необходимо в пищевой промышленности. Соответственно, Подкомитет Национального исследовательского совета США полагает, что
правительственные агентства, ответственные за контроль микробиологической
опасности продуктов питания, должны издавать и внедрять надлежащие нормативные акты, по которым промышленные предприятия обязываются использовать систему HACCP в своих программах по предохранению продуктов питания. До разработки программы HACCP существовали программы-предшественники, которые должны были быть введены в действие.

Программы-предшественники
Программы-предшественники, хотя и не являются частью системы анализа
угроз и критических контрольных точек сами по себе, тем не менее включают
достаточно широкий набор рекомендаций и действий, которые и послужили импульсом к разработке и развитию системы HACCP для конкретных специфических пищевых продуктов. Некоторые примеры программ- предшественников
приводятся в работе [14], и более детально разбираются в работе [21].
Если коротко сформулировать, программы-предшественники включали
многие различные аспекты и проблемы, связанные с экологией продуктов питания, еще до появления и разработки HACC. Они включают соответствие средств
и условий, контроль за компаниями — поставщиками продукции, сохранность и
надлежащий уход за оборудованием производства, своевременную чистку и санитарную обработку оборудования и приспособлений, личную гигиену обслуживающего персонала, контроль за пригодностью химических веществ, контроль за паразитами-вредителями и тому подобное. Необходимые предпосылки
и условия включают хорошие и надежные процессы производства и обслуживания [12]; также необходимо строгое соблюдение приемлемых стандартов до
того, как система HACCP будет инициирована.

Определения
Для развития и осуществления мер, предусмотренных системой анализа угроз и
критических контрольных точек, рекомендуется применять термины и концепции, разработанные Международной комиссией по микробиологической спецификации продуктов питания (ICMSF) и/или Национальным комитетом по микробиологическим критериям продуктов питания (NACMCF) [14]:
l
l

Контрольная точка: любая точка в определенной пищевой системе, в которой
утрата контроля не приводит к неприемлемому риску для здоровья.
Критическая контрольная точка (ККТ): любая точка или процедура в пищевой
системе, в которой может быть осуществлен контроль и опасность может быть
сведена к минимуму или предотвращена.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 21. Система анализа угроз и критических контрольных точек (НАССР) требований ...

l

l

l
l
l

l

l

l
l

l

577

Критический предел: одно или более из предписанных допустимых отклонений,
которые должны приниматься во внимание при определении эффективности
контроля микробиологической опасности для здоровья по критической контрольной точке (ККТ).
Дерево решения по критической контрольной точке (ККТ): последовательность
вопросов, которые помогают определить является ли контрольная точка именно
критической контрольной точкой (ККТ).
Корректирующие меры: действия, следующие после обнаружения отклонений.
Отклонения: невозможность установления требуемого критического предела
по критической контрольной точке.
План cистемы aнализа cтепени опасности по критической контрольной точке:
письменный документ, предписывающий формальные меры, выполняемые
в соответствии с этими основными принципами.
Источник биологической опасности: любые биологические, химические или
физические свойства продуктов, которые могут вызвать неприемлемый риск
здоровья потребителей (недопустимые заражения, уровень токсинов, рост или
выживание нежелательных микроорганизмов).
Мониторинг: запланированная последовательность наблюдений или измерений
критических лимитов, установленных для того, чтобы производить соответствующую регистрацию, и имеющие целью подтверждение того, что установленные критические лимиты позволяют сохранять пищевые продукты в удовлетворительном состоянии.
Категория риска: одна из шести категорий, устанавливающих степень риска
при пищевой опасности.
Ратификация: один из элементов освидетельствования, направленный на сбор
и оценку научной и технической информации для определения того, действительно ли план системы анализа угроз и критических контрольных точек (в том
случае, если он правильно разработан) является эффективным средством контроля биологической опасности.
Верификация: методы, процедуры и тесты, используемые для определения того,
находится ли система анализа угроз и критических контрольных точек в соответствии с ее планом.

Принципы системы анализа угроз
и критических контрольных точек
Несмотря на некоторый разброс в интерпретациях, и Международная комиссия по микробиологической спецификации продуктов питания (ICMSF), и Национальный комитет по микробиологическим критериям продуктов питания
(NACMCF) рассматривают HACCP в качестве естественного и систематического подхода к сохранению продуктов питания. Эта система основана на следующих семи принципах:
1. Подвергать сомнению качество пищевых продуктов и оценивать биологическую опасность и риски, связанные с выращиванием и сбором сырого материала пищевых продуктов, их ингредиентов, а также всех процессов подготовки, производства, распределения, маркетинга, приготовления пищи и ее потребления.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

578

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

2. Определение критической контрольной точки необходимо для контроля
определенной биологической опасности.
3. Устанавливать критические лимиты, которые могут иметь место при каждой
определенной критической контрольной точке.
4. Устанавливать определенные методические подходы и процедуры для мониторинга критической контрольной точки.
5. Устанавливать корректирующие меры, которые должны быть приняты в случае обнаружения отклонений при мониторинге данной критической контрольной точки.
6. Устанавливать методические подходы и процедуры для освидетельствования того, что HACCP работает корректно.
7. Устанавливать эффективную систему регистрации, документирующей план
системы анализа угроз и критических контрольных точек.
Ниже каждый из представленных принципов обсуждается более подробно.

Принцип 1: Оценка биологической опасности и рисков
Биологическая опасность и риски могут быть оценены по каждому индивидуальному ингредиенту пищевых продуктов по плавающей диаграмме или по
классификации конечного пищевого продукта после присвоения ему степени
биологической опасности со шкалой рейтинга от A до F. Степень биологической опасности, обозначаемая буквой A со знаком (+), присваивается пищевым
продуктам тогда, когда существует биологическая опасность. Было установлено
шесть категорий биологической опасности, представляющих собой расширение
рейтинга из трех степеней, предложенных ранее Национальным комитетом по
исследованиям США (NRC) для контроля сальмонеллеза. Однако эта система
рейтинга и ранжирования категорий биологической опасности была непопулярной в конце 1990-х гг., и ее можно в принципе игнорировать. Для исторической
справки эта система представлена ниже. В качестве альтернативной системы
была предложена схема, описанная в работе [14].
A. Это особый класс пищевых продуктов, который составлен из нестерилизованной продукции и предназначенный для потребления в плане индивидуумов, входящих в группу риска, включающую несовершеннолетних детей, пожилых, ослабленных и иммунонекомпетентных.
B. Пищевые продукты, содержащие ингредиенты «чувствительные» по отношению к микробиологической опасности (такие как молоко, свежее мясо).
C. В процессе подготовки пищевых продуктов отсутствует контролируемая стадия (такая как, например, тепловая пастеризация), на которой происходит эффективное разрушение болезнетворных микроорганизмов.
D. Пищевые продукты, подвергающиеся вторичному заражению после завершения процесса обработки, но еще до упаковки (например, после пастеризации
продуктов в общей массе осуществляется раздельная упаковка порциями).
E. Существует весьма значительная вероятность ненадлежащего обращения с пищевыми продуктами при их распределении и доставке, а также со стороны их
потребителей, которые могут сделать продукты опасными для употребления
(например, пищевые продукты, которые необходимо хранить в холодильнике,
держатся при температурах, превышающих температуру холодильника).
F. Не производится конечная тепловая обработка пищевых продуктов после их
упаковки или при приготовлении в домашних условиях.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 21. Система анализа угроз и критических контрольных точек (НАССР) требований ...

579

Далее, каждый сертифицированный пищевой продукт должен быть отнесен
к одной из шести категорий биологической опасности, представляющих собой
расширение рейтинга из четырех степеней, предложенных ранее Национальным комитетом по исследованиям США (NRC) [16].
VI. Специальная категория пищевых продуктов, которая составлена из нестерилизованной продукции и предназначенная для потребления индивидуумов,
входящих в группу по категории биологической опасности A.
V. Пищевые продукты, обладающие характеристиками, подходящими для всех
пяти общих категорий биологической опасности (B, C, D, E и F).
IV. Пищевые продукты, обладающие характеристиками, подходящими для любых четырех общих категорий биологической опасности.
III. Пищевые продукты, обладающие характеристиками, подходящими для любых трех общих категорий биологической опасности.
II. Пищевые продукты, обладающие характеристиками, подходящими для любых двух общих категорий биологической опасности.
I. Пищевые продукты, обладающие характеристиками, подходящими для любой одной общей категории биологической опасности.
0. Пищевые продукты, не обладающие биологической опасностью.

Принцип 2: Определение критической контрольной точки (ККТ)
Международная комиссия по микробиологической спецификации продуктов
питания (ICMSF) постановила различать два различных типа критических контрольных точек (ККТ): ККТ-1 является критической контрольной точкой для
проверки контроля биологической опасности пищевых продуктов, в то время
как ККТ-2 является критической контрольной точкой для минимизации биологической опасности продуктов питания. Типичными критическими контрольными точками (ККТ) являются следующие:
1. Стадии термической обработки, на которых для разрушения данных патогенов должна поддерживаться взаимозависимость температуры и времени.
2. При замораживании и периоде до замораживания — время перед тем, как патогены обретают способность к размножению.
3. Поддержание рН пищевых продуктов на уровне, предотвращающем рост патогенов.
4. Гигиена обслуживающего персонала.
Дерево решения такое, как представлено на рис. 21.1, часто используют для
определения критической контрольной точки (ККТ).

Принцип 3: Установление критических лимитов
Критический лимит — это одно или более из предписанных допустимых отклонений, которые должны приниматься во внимание при определении эффективности контроля микробиологической опасности для здоровья. Это может означать, например, поддержание температуры в холодильных установках на определенном особом уровне, в пределах очень узкой области или гарантирование
того, что достигнута определенная температура, которая минимально необходима для разрушения микроорганизмов и поддерживается достаточно долго для

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

580

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

Рис. 21.1. Дерево решения для контроля по критической контрольной точке (ККТ) исходных сырых пищевых материалов. По Mortimore и Wallace [13]. Copyright © 1994, Kluwer Academic
Publishers.

достижения эффекта разрушения. Примеры последнего положения,
включающие строгое соблюдение температур для контроля соответствующих
микроорганизмов, приведены в табл. 21.2.

Принцип 4: Установление процедур для мониторинга
критической контрольной точки (ККТ)
Мониторинг критической контрольной точки (ККТ) включает определенный
порядок тестирования или наблюдения за критической контрольной точкой
(ККТ) и критическим лимитом. Результаты этого мониторинга должны быть документированы. Если, например, температура для определенной стадии процесса не должна превышать 40 °С, должен быть установлен самописец, фиксирующий температуру. Микробиологические анализы при этом не используются,
в силу тог, что их проведение требует слишком много времени для получения
результатов. В то же время, физические и химические параметры, такие как
время, рН, температура и активность воды, могут быть быстро определены и результаты получены немедленно.
Принцип 5: Установление корректирующих мер
Установление корректирующих действий производится при обнаружении отклонений в ходе мониторинга критической контрольной точки (ККТ). Принимаемые меры должны устранить биологическую опасность, которая была создана
в результате отклонений от плана cистемы aнализа cтепени опасности по критической контрольной точке. Если для данного пищевого продукта обнаружена

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Таблица 21.2. Параметры режимов термической обработки и охлаждения
скоропортящихся, неконсервированных пищевых продуктов из мяса
и птицы, разработанные Департаментом сельского хозяйства США
Департаментом сельского хозяйства США (USDA) и Службой инспекции по сохранности
пищевых продуктов США (USDA/FSIS) были установлены минимальные температуры,
необходимые для термической обработки скоропортящихся, не консервированных пищевых
продуктов из мяса и птицы. Эти требования по части температуры обозначены в параграфе 9
Свода федеральных правил (CFRs) (CFR 301–390) или в установках, содержащихся в разных
разделах Книги рекомендаций FSIS, а также в примечаниях к этому изданию.
Требования к термической обработке*

Приготовление говяжьего мяса и ростбифа
(9 CFR 318.17) (от 121 мин при 54,4 °С до
моментального приготовления при 62 °С)
Запекание мяса куском (9 CFR 317.8)
Запекание свиной вырезки (9 CFR 317.8)
Приготовление свинины (для уничтожения Trichinae)
(9 CFR 318.10) (от 21 ч при 48,9 °С
до моментального приготовления при 62 °С)
Приготовление тефтелей из мяса птицы и других
пищевых продуктов из мяса птицы (9 CFR 381.150)
Приготовление утки посоленной
(Книга рекомендаций FSIS)
Куриное желе (Книга рекомендаций FSIS)
Частично приготовленные, измельченные пищевые
продукты (Примечания в книге рекомендаций
FSIS 92–85)

Параметры режимов
термической обработки

54,4 °С–62,7 °С
71,1 °С
76,7 °С
48,9 °С–62,2 °С
71,1 °С
68,3 °С
71,1 °С
³ 66 °С, в течение 1 мин
³ 65 °С, в течение 2 мин
³ 63 °С, в течение 3 мин
³ 62 °С, в течение 4 мин
³ 62 °С, в течение 5 мин

Параметры режимов охлаждения пищевых продуктов
Аналогично режимам термической обработки параметры охлаждения и хранения пищевых
продуктов в охлажденном состоянии, включая температуры и время, приведены в установках
(9 CFR), содержащихся в разделах Книги рекомендаций FSIS, а также в примечаниях.
Требования к режимам охлаждения
Рекомендации по контрольным точкам для
4,4 °С
температур хранения охлажденных пищевых продуктов
и собственно температурам самих продуктов
Рекомендованная температура хранения охлажденных
1,7 °С
пищевых продуктов в течение периодов превышающих
одну неделю (Директива FSIS 7110.3).
Для процедур охлаждения требуется, чтобы собственно температуры самих продуктов не оставались бы в пределах между 54,4 °С и 26,7 °С в течение более 1,5 ч или в пределах между
26,7 °С и 4,4 °С в течение более чем 5 ч (Директива FSIS 7110.3).
Для процедур охлаждения пищевых продуктов, состоящих из неповрежденной мышечной
ткани (таких, например как ростбиф) требуется чтобы охлаждение было начато не позднее
90 мин после приготовления, включая температурную обработку. Приготовленные пищевые продукты должны охлаждаться начиная от температуры, равной 48 °С до 12,7 °С
в течение времени, не превышающего 6 ч. После этого охлаждение следует продолжать и
упаковка пищевого продукта для его транспортировки не должна производиться до тех пор,
пока его температура не достигнет значения, равного 4,4 °С.
Для экспорта в Великобританию ростбиф должен быть охлажден до температуры 20 °С или
менее в течение 5 ч после приготовления (температурной обработки) и далее до 7,0 °С или
менее в течение последующих 3 ч.
* Некоторые из требований по соблюдению температурного режима основаны на проявлениях

внешнего вида пищевых продуктов, а также на результатах мечения и проявлениях степени
сохранности продуктов.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

582

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

невозможность дальнейшего хранения и употребления в результате тех или
иных отклонений, он должен быть немедленно удален. Несмотря на то что принимаемые меры могут варьировать в широких пределах, в общем и целом они
должны приводить к одному результату, а именно сохранению критической
контрольной точки (ККТ) под строгим контролем.

Принцип 6: Установление процедур для верификации
Этот принцип предусматривает установление процедур для верификации того,
что Система aнализа cтепени опасности по критической контрольной точке
функционирует корректно. Верификация включает методы, процедуры и тесты,
используемые для того, чтобы определить, что система анализа угроз и критических контрольных точек работает в строгом соответствии с планом. В результате верификации получают подтверждение того, что все виды биологической
опасности определены планом системы анализа угроз и критических контрольных точек на стадии его разработки. Показатели верификации при их установлении могут включать соответствие с набором установленных микробиологических критериев. В систему верификации включается установление порядка и расписания верификационных проверок, куда включаются также отчет по Плану
cистемы aнализа cтепени опасности по критической контрольной точке, данные, полученные по критической контрольной точке, отклонения, случайный
отбор образцов и их анализ, а также письменные показания по верификационным проверкам. Отчеты по верификационным проверкам должны включать
конкретных ответственных лиц, отвечающих за обновление Плана cистемы,
прямой мониторинг данных по критической контрольной точке в процессе
приготовления, хранения и транспортировки пищевых продуктов, сертификацию и мониторинг правильности калибровки оборудования, а также за применение методов и процедур определения отклонений.
Принцип 7: Установление эффективных систем
ведения учета и регистрации
Этот принцип предусматривает установление эффективных систем ведения
учета и регистрации для документирования Плана cистемы aнализа cтепени
биологической опасности по критической контрольной точке. План cистемы
aнализа cтепени биологической опасности по критической контрольной точке
должен быть представлен отдельным файлом в соответствующем пищевом
предприятии или учреждении, и он должен быть доступен официальным инспекторам по их требованию. Формы регистрации показаний и документирования можно усовершенствовать, но можно использовать и стандартные формы
с необходимыми модификациями. Как правило, это могут быть формы, которые
официально заполняются и подшиваются к делу. Эти формы должны содержать
документацию по всем ингредиентам, всем стадиям процесса, упаковке, хранении и распределении готовых продуктов.

Схема последовательности технологических операций
Разработка плана анализа угроз критических контрольных точек для пищевых
учреждений и производств находится в общей конструкции со схемой последовательности технологических операций по всему процессу. В этой схеме начальным этапом должно быть получение исходного сырья пищевых продуктов,

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 21. Система анализа угроз и критических контрольных точек (НАССР) требований ...

583

Рис. 21.2. Пример схемы последовательности технологических операций по всему процессу для
производства замороженных готовых говяжьих котлет. С разрешения International Committee on
Microbiological Specifications for Foods, входящего в состав International Union of Microbiological Societies (ICMSF), Journal of Food Protection, том 61, стр. 1255, Ó 1998. Права на издание
принадлежат International Association of Milk, Food and Environment Sanitarians.

и далее в нее должны быть включены все стадии процесса, оканчивающиеся
упаковкой продуктов и их распределением и доставкой. Схема последовательности технологических операций для производства говяжьих котлет проиллюстрирована на рис. 21.2. Чтобы начать процесс анализа рисков по критическим
контрольным точкам, необходимо поставить три вопроса, относящихся к схеме,
изображенной на рис. 21.2. Ответы на все три вопроса должны быть — да, как
показано ниже:
Q1. Представляют ли эти продукты биологическую опасность? Известно, что
в сырых котлетах из говяжьего фарша встречаются такие бактерии, как
Escherichia coli 0157: H7, Toxoplasma gondii и Salmonellae.
Q2. Будет ли эта биологическая опасность устранена в процессе подготовки пищевых продуктов? Этот результат будет достигнут на стадии пять (термическая обработка).
Q3. Существует ли риск перекрестного заражения? Это произойдет на стадиях 7,
8 и 10.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

584

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

Применение принципов системы aнализа угроз
и критических контрольных точек
В данном разделе описывается применение семи принципов HAACP для производства замороженных готовых говяжьих котлет, как представлено на рис. 21.2.
Стадии этой системы анализа согласованы со схемой последовательности технологических операций по всему процессу.

Принцип 1: Оценка биологической опасности и рисков
Сырое мясо является чувствительным ингредиентом, и готовые мясные продукты могут быть заражены вновь после окончания подготовки, а также в процессе
распределения и доставки этих продуктов.
Принцип 2: Критические контрольные точки (ККТ)
Чрезвычайно важным моментом для стадии 1 является общее состояние говяжьих туш и вырезки. Комментарии, следующие ниже, основаны на допущении, что
говядина была произведена как ГМП. Стадия 5 является безусловно критической контрольной точкой 1, поскольку именно на этой стадии можно устранить
биологическую опасность. Критическая контрольная точка 2 может быть установлена для стадий 6 и 8, а также возможно для стадии 7.
Принцип 3: Критические лимиты
Температура является критическим параметром от первой до девятой стадий,
включая температуры холодильных установок на стадиях от 1 до 4; надлежащие
температуры термической обработки на стадии 5, температуры замораживания
на стадиях от 6 до 8 и разогревания на стадии 9. Коротко говоря, общей целью
является поддержание свежей говядины все время, постоянно, при температуре
в области 4,4 °С, изготовление котлет при температуре в области 71,1 °С, замораживание при температуре в области 0 °С и хранение при постоянной температуре.
Принцип 4: Мониторинг степени биологической опасности
по критической контрольной точке
Использование самописцев, отражающих температуру для стадий от 2 до 4; использование термометров для стадий 5 и 6, а также датчиков для стадии 8.
Принцип 5: Корректирующие меры
Корректирующие меры принимаются в случае отклонений от критических лимитов, выявляемых в ходе мониторинга критических контрольных точек. Предпринятые специальные корректирующие меры должны быть четко зафиксированы в журнале. Например, в случае если не достигается надлежащая температура на стадии 5, то какие действия будут предприняты? Будет ли вся партия
продуктов удалена, или подвергнута новому процессу обработки, или будет
назначена для другого использования?
Принцип 6: Верификация
В целом верификация — это подтверждение соответствия конечного продукта
предопределенным эталонным требованиям и, в частности, — это оценка того,
насколько эффективно была осуществлена cистема aнализа cтепени биологи-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 21. Система анализа угроз и критических контрольных точек (НАССР) требований ...

585

ческой опасности по критической контрольной точке. Как правило, выполняется целый ряд микробиологических анализов с целью, например, выяснить, все
ли интересующие патогены были уничтожены в ходе стадии 5. Или, например,
выяснить, были ли пищевые продукты вновь заражены на предприятиях розничной торговли уже после их приготовления.

Принцип 7: Ведение учета и регистрация
Ведение учета и регистрация должны производиться по каждой конкретной партии пищевых продуктов таким образом, чтобы регистрационные записи были
доступны для верификации проходящих процессов на стадиях 2–4. В случае
если комнатные температуры имеют значение, то должны храниться соответствующие данные регистрирующего записывающего устройства.
Схема последовательности технологических операций по ростбифу представлена на рис. 21.3. Наиболее важной критической контрольной точкой для
этого пищевого продукта является термическая обработка (жарение, тушение) — ККТ-1. Следующей по важности критической контрольной точкой
является стадия охлаждения и затем возможность нового заражения после
термической обработки. Температура термической обработки должна достигать 62,3 °С. Другим критерием критической контрольной точки является
такая температура термической обработки, при которой снижение количества бактерий Listeria monocytogenes составляло бы четыре логарифмических
цикла. Термическая обработка при такой температуре не приводит к разрушению и гибели эндоспор бактерий Clostridium perfringens, и прорастание

Рис. 21.3. Схема последовательности технологических операций при производстве ростбифов.
Источник: Международное объединение микробиологических обществ (ICMSF) [9]. Copyright
Ó 1988 Blackwell Scientific Publications. Используется с разрешения.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

586

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

спор и дальнейшее размножение бактерий должно быть предотвращено путем
надлежащего охлаждения и хранения. Параметры термической обработки и
охлаждения для скоропортящихся, неконсервированных мясных продуктов
представлены в табл. 21.2.

Некоторые ограничения системы aнализа
cтепени биологической опасности
по критической контрольной точке
Несмотря на то что данная система является на сегодняшний день лучшей для
контроля степени микробиологической опасности пищевых продуктов, начиная
от сельскохозяйственных ферм и непосредственно до стола, повсеместное, обязательное и единообразное применение системы aнализа cтепени биологической опасности по критической контрольной точке при производстве пищевых
продуктов и в сервисной индустрии вызывает ряд вопросов и требует обсуждения. Среди опасений и наиболее давних вопросов, поднятых Tompkin [27],
можно отметить следующие:
1. Система aнализа cтепени биологической опасности по критической контрольной точке требует обучения неквалифицированных работников сферы
питания, особенно в области сервисной индустрии, а также в обслуживании
на дому. Достижение этой цели — дело будущего. Несостоятельность таких
сотрудников достичь надлежащего понимания системы aнализа угроз и критических контрольных точек может привести к весьма неблагоприятным последствиям.
2. Для того чтобы быть эффективной, эта концепция должна быть принята не
только изготовителями пищевой продукции, но и работниками инспекции, а
также всем населением. Неэффективное применение этой системы на любом
уровне может принести значительный ущерб всей пищевой промышленности, сервисной индустрии и населению.
3. Вполне ожидаемым является то, что позиции экспертов по таким вопросам,
как связана ли данная критическая контрольная точка с той или иной стадией
процесса или как лучше организовать мониторинг таких стадий, будут различаться. Такая ситуация потенциально подрывает доверие других к HACCP.
4. Принятие HACCP пищевой промышленностью потенциально будет давать
потребителям обманчивую уверенность о безопасности пищевых продуктов
и, таким образом, они будут уверены в том, что как бы отпадает необходимость соблюдать обычную предосторожность в период между приобретением продуктов и их потреблением. Поэтому необходимо информировать потребителей, что большинство массовых заражений испорченными пищевыми продуктами и инфекционных кишечных заболеваний возникает по
причине ненадлежащего обращения с продуктами питания в домашних условиях и на предприятиях пищевого обслуживания независимо от стадии их
технологической обработки или распределения. После приобретения пищевых продуктов для употребления необходимо ознакомиться с принципами
Системы aнализа cтепени биологической опасности по критической контрольной точке.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 21. Система анализа угроз и критических контрольных точек (НАССР) требований ...

587

Требования к безопасности продуктов питания
Требования к безопасности продуктов питания (Food Safety Objectives — FSO)
являются отображением максимально возможного количества или максимальной концентрации микробиологически опасных агентов в продуктах питания,
которые рассматриваются как приемлемые и безопасные для потребителя [28].
Эти показатели были утверждены Международной комиссией по микробиологической спецификации продуктов питания (ICMSF). Стадии, для которых
необходимо разрабатывать показатели сохранности продуктов питания, отображены на рис. 21.4. Среди примеров некоторых специфических показателей
сохранности продуктов питания можно назвать следующие [28]: (1) Концентрация стафилококкового энтеротоксина в сыре не должна превышать 1 мкг/100 г;
(2) Содержание афлатоксина в арахисе не должно превышать 15 мкг/кг;
(3) Содержание бактерий Listeria monocytogenes в готовых к употреблению пищевых продуктах не должно превышать 100 клеток/г во время употребления;
и (4) Содержание бактерий Salmonella в сыром мясе птицы должно быть менее
10%. С более подробной информацией о FSO можно ознакомиться в работе [28].

Рис. 21.4. Стадии разработки требований к безопасности продуктов питания (FSO) и связанных
с ними контрольных измерений [28]. Cpyright Ó1998, Elsevier Publishing. Используется с разрешения.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

588

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

В отношении FSO для бактерий Staphylococcus aureus в печеных булочках
с кремом в недавнем обзорном исследовании было выявлено, что 37,7% из
1438 работников, участвующих в изготовлении этих хлебобулочных изделий
в четырех разных странах, являются носителями этих микроорганизмов [25].
В одиннадцати случаях вспышек массовых стафилококковых отравлений, зарегистрированных в восьми странах, уровень содержания бактерий Staphylococcus
aureus в машинах, перевозящих продукцию пекарен, был зарегистрирован в
пределах от 106 до 109 КОЕ/г. Показано, что большинство этих бактерий, выявленных в девяти из одиннадцати случаев массовых стафилококковых отравлений, продуцировали стафилококковый энтеротоксин А (SEA), в тех случаях,
в которых определяли этот тип токсина. В одном из случаев вспышек массовых
стафилококковых отравлений заболевания были вызваны стафилококковым энтеротоксином D (SED). Приблизительно 40% из 536 работников, участвующих в
изготовлении пищевых продуктов, являются носителями энтеротоксигенных
штаммов бактерий Staphylococcus aureus [25].

Микробиологические критерии
Концепция о том, что следует установить лимиты по содержанию микроорганизмов, по крайней мере, для некоторых видов пищевых продуктов для определения степени их безопасности и качества, была выдвинута еще в 1903 г. Marxer,
который предложил установить лимит по содержанию микроорганизмов в мясе
для гамбургеров, определяемый методом аэробного подсчета колоний и равный
106 КОЕ/г. Аналогичным образом, подобные лимиты, определяемые методом
аэробного подсчета колоний, были предложены для многих других продуктов
питания на протяжении 1920-х и 1930-х гг. Среди всех пищевых продуктов следует
выделить пастеризованное молоко, для которого использование данного показателя было особенно широко распространено. Подробный обзор по ранней истории
лимитов по содержанию микроорганизмов в пищевых продуктах представлен в работе [6]. Для того чтобы устранить путаницу понятий и ввести согласованный международный язык для контроля качества пищевых продуктов, были предприняты
усилия для установления четких и единых определений, которые представлены
в Кодексе Комиссии по проблемам питания [3]. Международная комиссия по микробиологической спецификации продуктов питания (ICMSF) одобрила и утвердила
определения пищевого кодекса. Эти определения, вошедшие в Кодекс Комиссии
по проблемам питания суммированы ниже в настоящем издании, а также отмечены
те модификации, которые были внесены Международной комиссией по микробиологической спецификации продуктов питания (ICMSF).

Определения
Микробиологические критерии разделяют на две основные категории: обязательные и консультативные. Обязательные критерии являются микробиологическими стандартами, которые, как правило, должны содержать лимиты только
для патогенных микроорганизмов и агентов, имеющих значение для общественного здравоохранения. В то же время лимиты для непатогенных микроорганизмов могут устанавливаться по-разному. Международная комиссия по микробиологической спецификации продуктов питания (ICMSF) рассматривает микробиологические стандарты как своего рода часть законов или правил, которые

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 21. Система анализа угроз и критических контрольных точек (НАССР) требований ...

589

жестко применяются соответствующими регулирующими агенствами, имеющими юридические полномочия. Консультативные критерии являются либо
микробиологическими спецификациями конечных пищевых продуктов (они
могут включать также и микроорганизмы, вызывающие порчу пищевых продуктов), имеющих гигиеническое значение и необходимых для повышения
уверенности в качестве этих продуктов, либо эти критерии являются микробиологическими директивами, которые применяются в пищевых регламентах во
время приготовления или по окончании подготовки пищевых продуктов для
гигиенического мониторинга (могут включать также непатогенные микроорганизмы). Прежде чем рекомендовать какой-либо из этих критериев, ICMSF отмечает, что каждый продукт должен быть предметом международной торговли,
кроме того, должен иметь хорошие эпидемиологические показания относительно пищевых заболеваний, а также должны быть свидетельства того, что данные
критерии будут способствовать снижению потенциальной биологической опасности соответственно Принципу 2.
Определение микробиологического критерия Кодекса Комиссии по проблемам питания состоит из пяти компонентов: (1) статус микроорганизма и/или его
токсинов; (2) аналитические методы для их выявления и подсчета; (3) план контроля качества производства по образцам продукции, включая такие сведения,
как где и когда были взяты образцы; (4) микробиологические лимиты, определяющие допустимость содержания микроорганизмов для продуктов питания и
(5) количество единиц образцов, которое должно соответствовать этим лимитам. Эти пять компонентов объединяются в плане контроля качества производства по образцам продукции.

План контроля качества производства по образцам продукции
План контроля качества производства по образцам продукции является одним
из положений критериев приемлемости продуктов определенной партии, основанных на надлежащем обследовании требуемого количества единиц образцов
с помощью специальных методов. Этот план состоит из процедуры отбора образцов и критериев принятия решений. План контроля качества производства по
образцам продукции может быть двухклассным и трехклассным.
Двухклассный план контроля качества производства по образцам продукции
включает следующие спецификации: n, c, m, в то время как трехклассный план
требует такие спецификации, как: n, c, m, а также M, где
n = количество единиц образцов (упаковок, говяжьих котлет и т. п.) из партии,
по которой необходимо провести проверку для осуществления плана контроля качества производства по образцам продукции;
с = максимальное приемлемое количество или максимальное количество единиц образцов, которое может превышать микробиологический критерий m.
В случае превышения этого максимально приемлемого количества вся партия товара отбраковывается;
m = максимальное количество или уровень соответствующих бактерий на
грамм веса продукта. Значения, превышающие этот уровень, являются или
условно приемлемыми, или абсолютно неприемлемыми. Этот показатель
используется для разделения пригодных и непригодных продуктов питания
в двухклассном плане контроля качества производства по образцам продук-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

590

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

ции. В трехклассном плане контроля качества по образцам продукции этот
показатель используется для разделения образцов пищевых продуктов хорошего качества от пищевых продуктов условно приемлемого качества. Таким образом, показатель m является тем уровнем содержания микроорганизмов в пищевых продуктах, при котором эти продукты являются приемлемыми, а их употребление — допустимым. Для двухклассных планов
в случае наличия или отсутствия микроорганизмов этот показатель, как
правило, обозначается m = 0. Для трехклассных планов контроля качества
производства по образцам продукции этот показатель обычно имеет значение, не равное нулю;
M = значению такого количества содержащихся микроорганизмов, которое используется для разделения условно приемлемого качества от абсолютно неприемлемого качества пищевых продуктов. Этот показатель используется
только в трехклассных планах контроля качества производства по образцам
продукции. Значения, равные М или превышающие его, являются неприемлемыми относительно опасности для здоровья, санитарным показателям
или потенциалу порчи продуктов.
Двухклассный план контроля качества производства по образцам продукции
является наиболее простым из двух описанных выше вариантов планов. В своей
наиболее простой форме он может быть использован для того, чтобы принять
или отклонить большую партию пищевых продуктов при принятии решения
типа наличие/отсутствие (микроорганизмов) по плану контроля качества производства по образцам продукции, где, например, n = 5, с = 0, где n = 5 означает,
что 5 индивидуальных единиц большой партии будут исследованы на наличие,
например, сальмонелл, а с = 0 означает, что все эти 5 единиц образца не должны
содержать микроорганизмов при использовании данного метода их определения для того, чтобы партия пищевых продуктов была признана годной к употреблению. В случае если хотя бы одна из единиц образца окажется положительной на сальмонеллы, вся партия пищевых продуктов будет забракована. В случае если, например, будет принято, что 2 из 5 единиц образца могут содержать
колиформные микроорганизмы при тестировании по типу наличие/отсутствие
(микроорганизмов), то план контроля качества производства по образцам продукции будет выражаться формулой: n = 5, с = 2. В соответствии с таким типом
плана, если 3 или более единиц образца будут содержать колиформные микроорганизмы, то вся партия пищевых продуктов будет забракована. Тестирование
партии продуктов по типу наличие/отсутствие (микроорганизмов), как правило,
применяется для обследования на наличие сальмонелл, хотя определение допустимого верхнего порога для индикаторных микроорганизмов, таких как колиформные бактерии, таким методом определяется гораздо чаще. В случае если,
например, будет принято, что до 100 колиформных бактерий на грамм веса может содержаться в 2 из 5 единиц образца, то план контроля качества производства по образцам продукции будет выражаться формулой: n = 5, с = 2, m = 102.
После обследования 5 единиц образца на колиформные бактерии вся партия будет считаться годной к употреблению, если не более чем 2 из 5 единиц образца
содержат не более 102 колиформных бактерий на грамм веса. Этот частный вариант плана контроля качества производства по образцам продукции может
быть задан в более строгих рамках при условии увеличения n (например, n = 10,

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 21. Система анализа угроз и критических контрольных точек (НАССР) требований ...

591

с = 2, m = 102) или путем снижения с (например, n = 5, с = 1, m = 102). С другой
стороны, он может быть задан более мягким для данного значения n путем увеличения значения с.
В то время как двухклассный план контроля качества производства по образцам продукции может использоваться для выявления годных/негодных продуктов питания, трехклассный план контроля качества производства по образцам
продукции необходим для выявления приемлемых/условно годных/неприемлемых пищевых продуктов. Для типичного трехклассного плана контроля качества производства по образцам продукции принимается, что для данного конкретного вида пищевых продуктов результат стандартного подсчета колоний
не должен превышать 106 микроорганизмов/грамм (М) или быть выше, чем
105 микроорганизмов/грамм в 3 или более из 5 исследуемых единиц образца.
При этом специфическая формула будет выглядеть так: n = 5, с = 2, m = 105,
М = 106. В случае если в какой-либо из 5 исследуемых единиц образца лимит по
содержанию микроорганизмов будет превышать 106 микроорганизмов/грамм,
то вся партия таких пищевых продуктов будет считаться негодной к употреблению (неприемлемой). В случае когда не более, чем с единиц образца показывают результат обследования более m, то вся партия продуктов считается годной
к употреблению (приемлемой). В отличие от двухклассных планов контроля
качества производства по образцам продукции, в трехклассном плане контроля
качества различаются значения между m и М (условно годная продукция).
При использовании двухклассного или трехклассного типов планов контроля качества производства по образцам продукции значения количества n и с может быть использовано для определения вероятности приемлемости (годности)
партии продуктов питания, выражаемой в виде (Ра), путем сравнения данных со
специальными таблицами [8]. Принятие решения о том, какой из типов планов
контроля качества производства по образцам продукции следует использовать,
определяется тем, какие из типов тестов на наличие/отсутствие (микроорганизмов) желательно применить в данном конкретном случае, в каком случае требуется применение двухклассного типа плана контроля качества производства по
образцам продукции, желательно ли производить подсчет количества микроорганизмов или тест на концентрацию, в каком случае трехклассный тип плана
контроля качества производства по образцам продукции является более предпочтительным. Последний, трехклассный тип плана контроля качества продукции имеет преимущество в том, что на него меньшее влияние оказывают неслучайные вариации между единицами образца и способностью измерения частоты
повторов значений в пределах от m до М. Для более детального знакомства с историей этого вопроса, основными положениями, использованием и интерпретациями относительно Планов контроля качества производства по образцам продукции необходимо обратиться к докладам и рекомендациям Международной
комиссии по микробиологической спецификации продуктов питания (ICMSF)
[8]. Кроме того, дополнительную информацию можно также получить из работы Kilsby [10].

Микробиологические критерии сохранности пищевых продуктов
Применение микробиологических критериев сохранности пищевых продуктов
при отсутствии программы HACCP значительно менее успешно, чем в том случае, когда используются обе системы одновременно. Таким образом, микробиологические критерии гораздо лучше использовать в качестве составной части

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

592

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

общей и всеобъемлющей программы. Как было установлено Miskimin с соавт.
[11], а также Solberg и др. [20], в случае применения критериев сохранности и
качества пищевых продуктов не как составных компонентов системного подхода к контролю сохранности и качества результаты получаются менее чем удовлетворительные. Эти исследователи изучили свыше 1000 видов различных продуктов питания, в состав которых входили 853 готовых к употреблению вида
продукции, а также 180 видов сырых пищевых продуктов. Они применяли произвольно выбранные критерии с использованием таких микробиологических
методов, как аэробный подсчет колоний, подсчет колиформных микроорганизмов, а также бактерий Escherichia coli и проверяли эффективность этих критериев для оценки сохранности и качества пищевых продуктов в отношении таких
патогенных микроорганизмов, как Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens и сальмонеллы. В случае применения метода микробиологического аэробного подсчет колоний показатели менее 106 микроорганизмов/грамм для разных
видов сырых пищевых продуктов были получены в 47% образцов. Эти продукты были признаны годными к употреблению, даже несмотря на то, что в них
присутствовали один или более из трех видов рассматриваемых патогенных
бактерий. В то же время было забраковано 5% образцов, из которых вообще не
было выделено патогенов. Общий процент неверных решений составлял 52%.
При обследовании готовых к употреблению видов пищевых продуктов методом
микробиологического подсчет колоний было установлено, что содержание бактерий менее чем 105 микроорганизмов/грамм было менее чем в 5% признанных
годными к употреблению образцов пищевых продуктов, которые содержали патогены. В то же время, было забраковано 10% образцов, которые вообще не содержали патогенных микроорганизмов. Аналогичным образом были проанализированы случаи, в которых использовали метод определения колиформных
микроорганизмов. Показано, что было принято 34% неправильных решений для
разных видов сырых пищевых продуктов при результатах анализа, показывавших, что в образцах содержалось менее 102 микроорганизмов/грамм. Для готовых к употреблению видов пищевых продуктов процент неправильных решений при использовании этого вида анализа составил 15%. Наиболее низкий
процент неправильных решений для готовых к употреблению видов пищевых
продуктов (13%) был установлен в случае применения критерия анализа бактерий Escherichia coli, установленного на значении 3/грамм. В то же время при
применении этого же критерия для сырых продуктов доля неправильных решений возрастала до 30%. Несмотря на то что все эти три вида патогенных
микроорганизмов были обнаружены в обоих типах пищевых продуктов, на
протяжении четырехлетнего периода изучения не было зарегистрировано ни
одной вспышки массовых пищевых отравлений. В течение этого периода более
16 млн единиц продуктов питания было употреблено в пищу [19].
Представленные выше результаты исследований были исходными данными
для Программы обслуживания в сфере питания Ратгеровского университета
в США. Семнадцатилетний опыт проведения модификаций в тестах обследования, проверок и ревизий в области питания, оценок перечней более чем 30 млн
единиц пищевой продукции показал, что эта система анализа угроз и критических контрольных точек является чрезвычайно эффективной [19]. Микробиологические нормы по содержанию микроорганизмов в продуктах питания представлены в табл. 21.3. Среди обследованных в течение периода с 1983 по 1989 г.

0
103
102
0
5 ´105
11
103

0
2
1
0
2
2
0

20
5
5
5
5
5
5

2
3
3
2
3
3
2

12
7
8
10
2
5
8

Содержание бактерий Salmonella *
Содержание бактерий S. aureus
Содержание бактерий
V. parahaemolyticus
Содержание бактерий Salmonella *
АПК †
Содержание бактерий E. coli †
Содержание бактерий S. aureus†

Не для использования в детском
питании, а также для высокочувствительных людей

Значение m подсчитывалось
приблизительно

Примечание: За исключением внутризаводского использования, где это отмечается, эти данные предполагается использовать в случаях международной торговли. Они приводятся в настоящем издании прежде всего для иллюстрации того, что для различных пищевых продуктов и различных случаев микробиологические лимиты установлены для многих различных микроорганизмов. По поводу методов анализа и более детальной общей информации необходимо консультироваться с соответствующим руководством Международной комиссии по микробиологической спецификации продуктов питания (ICMSF) [8].
* Нормальные планы и лимиты. † Применялись также и дополнительные тесты.

–
107
500
–

–
104
103

–

0

0

5

2

5

Определение колиформных
микроорганизмов

105
104

102–104
103

2
1

5
5

3
3

5
8

Микроскопические грибы
Содержание бактерий S. aureus

107

106

3

5

3

1

АПК

Значение m подсчитывалось
приблизительно
Внутризаводской контроль

103

102

2

5

3

5

Содержание бактерий E. coli

Сырые куры (свежие
или замороженные)
Замороженные овощи
и фрукты , рН 4,5
Замороженный сырой мясной
фарш и охлажденные туши
Крупяные изделия
Замороженные блюда,
содержащие рис или
пшеничные хлопья
Не содержащая карбонатов
натуральная минеральная
и бутилированная вода
Ростбиф
Замороженные сырые
ракообразные

Очевидно, продукты ненадлежащим образом приготавливали
Внутризаводское производство

107
500
104
107

5 ´105
11
103
5 ´105

2
2
1
3

5
5
5
5

3
3
3
3

2
5
8
1

АПК
Содержание бактерий E. coli
Содержание бактерий S. aureus
АПК

Приготовленная
панированная рыба

Комментарии

M

m

c

Число Класс N
случаев планов

Методы обследования

Пищевые продукты

Таблица 21.3. Планы контроля качества производства по образцам продукции и рекомендованные микробиологические лимиты,
установленные Международной комиссией по микробиологической спецификации продуктов питания (ICMSF)

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

594

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

свыше 1600 образцов пищевых продуктов всего лишь 1,24% содержали патогенные микроорганизмы. При этом белковые салаты были заражены более
прочих видов пищевой продукции (4,3%). Среди видов продуктов питания, для
которых не удалось провести надлежащего обследования с помощью системы
анализа угроз и критических контрольных точек, были сырые овощи, у которых отмечалось избыточное содержание колиформных микроорганизмов [19].
Программа обслуживания в сфере питания Ратгеровского университета в США,
основанная на HACCP, является примером того, как микробиологические критерии могут быть использованы для обеспечения населения безопасной пищевой продукцией. В результате семнадцатилетнего периода осуществления этой
программы не было зарегистрировано ни одного заболевания, вызванного пищевыми отравлениями [19].

Микробиологические критерии,
разработанные для различных пищевых продуктов
Еще до разработки и внедрения системы HACCP и концепции Планов контроля
качества производства по образцам продукции применялись микробиологические критерии, разработанные для различных пищевых продуктов, к которым
в то время относились как к стандартам.
Представленные ниже продукты питания и ингредиенты пищевых продуктов были включены в микробиологические стандарты различных официальных
организаций (в США), а также в соответствующие федеральные стандарты,
стандарты отдельных штатов и городские стандарты (из монографии W. C. Frazier, Пищевая микробиология (Food Microbiology), 1968. C разрешения McGrawHill Publishing Company).
1. Микробиологические стандарты для крахмала и сахара (National Canners Association)
А. Общий подсчет (определение общего микробного числа — ОМЧ) спор термофильных микроорганизмов. Из 5 образцов, взятых из больших партий сахара
или крахмала, ни один не может содержать более чем 150 спор на 10 г,
а в среднем содержание спор во всех образцах не должно превышать 125 спор
на 10 г.
Б. Общий подсчет (определение общего микробного числа) спор термофильных
бактерий (ОМЧ) плоско-кислой порчи. Из 5 образцов ни один не может содержать более чем 75 спор на 10 г, а в среднем содержание спор во всех образцах не должно превышать 50 спор на 10 г.
В. Определение общего микробного числа (ОМЧ) спор термофильных анаэробных микроорганизмов: Не более чем 3 (60%) из 5 образцов могут содержать
споры этого типа, и в любом из этих образцов не более чем 4 (65%) из 6 пробирок могут быть положительными.
Г. Определение общего микробного числа (ОМЧ) спор сульфидных бактерий,
вызывающих порчу продуктов: Не более чем 2 (40%) из 5 образцов могут содержать споры этого типа, и в любом из этих образцов не более чем 5 колоний
на 10 г (эквивалентно 2 колониям на 6 пробирок).

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 21. Система анализа угроз и критических контрольных точек (НАССР) требований ...

595

2. Микробиологические стандарты компании «Bottlers» для гранулированного сахара, действовавшие по июль 1953 г. (American Bottlers of Carbonated Beverages)
А. Определение общего микробного числа (ОМЧ) мезофильных бактерий. Не
более чем 200 клеток на 10 г пищевых продуктов.
Б. Определение общего микробного числа (ОМЧ) дрожжей: Не более чем
10 клеток на 10 г пищевых продуктов.
В. Определение общего микробного числа (ОМЧ) микроскопических грибов.
Не более чем 10 клеток на 10 г пищевых продуктов.
3. Микробиологические стандарты кампании «Bottlers» для жидкого сахара, действовавшие по 1959 г. (American Bottlers of Carbonated Beverages). Все иллюстрации основаны на эквиваленте кристаллизованного сахара (D. S. E.).
А. Определение общего микробного числа (ОМЧ) мезофильных бактерий.
(а) В последних 20 образцах в среднем не более 100 микроорганизмов или менее на 10 г пищевых продуктов D. S. E.; (б) 95% последних 20 подсчитанных
образцов должны содержать 200 или менее микроорганизмов на 10 г; (в) в одном из 20 образцов количество клеток микроорганизмов не должно превышать 200 при использовании метода подсчета, альтернативного используемым в пунктах (а) и (б).
Б. Определение общего микробного числа (ОМЧ) дрожжей. (а) В последних
20 образцах в среднем не более чем 10 микроорганизмов или менее на 10 г
D. S. E.; (б) 95% последних 20 подсчитанных образцов должны показывать 18
или менее микроорганизмов на 10 г; (в) в одном из 20 образцов количество клеток микроорганизмов не должно превышать 200 при использовании метода
подсчета, альтернативного используемым в пунктах (а) и (б).
В. Определение общего микробного числа (ОМЧ) микроскопических грибов:
Стандарты аналогичны тем, которые используются для дрожжей.
4. Стандарты для молочных продуктов
А. Рекомендации Службы здравоохранения США с 1965 г.
а. Сырое молоко для пастеризации категории А. Содержание микроорганизмов
не может превышать 100 000 клеток на 1 мл перед смешиванием с молоком
других производителей и не может превышать 300 000 клеток на 1 мл в смешанном молоке от разных производителей перед пастеризацией.
б. Пастеризованное молоко категории А и молочные продукты (за исключением ферментированных продуктов). Не более чем 20 000 бактерий на 1 мл и
не более 10 колиформных микроорганизмов на 1 мл.
в. Пастеризованные искусственные продукты категории А. Не более 10 колиформных микроорганизмов на 1 мл. Замечание: Требуется неукоснительный
строгий контроль для пунктов (а), (б), а для (в) необходимо соответствие стандартам в 3 из 5 проб образцов. В случае если 2 из 4 последовательно анализируемых образцов не соответствуют стандартам, то тестированию подвергается
пятый образец. При условии, если после всех проверок какой-либо из микробиологических стандартов оказывается превышенным, то официальные органы здравоохранения могут отозвать разрешение. Это разрешение может быть
возобновлено в случае, если будет показано, что 4 последовательно анализируемых образца соответствуют стандартам.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

596

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

Б. Сертифицированное молоко (American Association of Medical Milk Commissions, Inc.)
а. Сертифицированное молоко (сырое). При стандартном подсчете колоний количество выросших колоний не должно превышать 10 000 колоний на 1 мл;
в случае чашечного подсчета колиформных микроорганизмов количество
выросших колоний не должно превышать 10 колоний на 1 мл.
б. Сертифицированное молоко (пастеризованное). При стандартном подсчете
колоний количество выросших колоний не должно превышать 10 000 колоний на 1 мл перед пастеризацией и не должно быть более 500 колоний на 1 мл
перед отправкой партий товара потребителю. В случае подсчета колиформных микроорганизмов количество выросших колоний не должно превышать
10 колоний на 1 мл для молока перед пастеризацией и 1 колиформной бактерии на 1 мл в образцах перед отправкой партий товара потребителю.
В. Молоко, предназначенное для производственных процессов (Департамент
сельского хозяйства США, 1955 г.)
а. Класс 1. При прямом микроскопическом подсчете скоплений клеток они не
должны присутствовать в количестве более 200 000 клеток на 1 мл.
б. Класс 2. При прямом микроскопическом подсчете скоплений клеток они не
должны присутствовать в количестве более 3 млн клеток на 1 мл.
в. Молоко для производства сухого молока категории А должно соответствовать требованиям для сырого молока категории А перед пастеризацией (смотри выше).
Г. Сухое молоко
а. Продукты из сухого молока категории А: никогда при стандартном подсчете
колоний содержание микроорганизмов не должно превышать 30 000 на 1 г
или при подсчете колиформных бактерий их содержание не должно превышать 90 на 1 г (Служба здравоохранения США).
б. Стандарты службы маркетинга сельского хозяйства (Департамент сельского
хозяйства США).
(1) Быстрорастворимое сухое молоко с низким содержанием жира: высшей
категории, США, при стандартном чашечном подсчете содержание микроорганизмов не должно превышать 35 000 на 1 г или при подсчете колиформных бактерий их содержание не должно превышать 90 на 1 г.
(2) Сухое молоко с низким содержанием жира (произведенное с помощью
вакуум-вальцовой сушки или пенно-распылительной сушки): высшей категории, США, при стандартном подсчете колоний содержание микроорганизмов не должно превышать 50 000 на 1 г; стандартной категории,
США, при стандартном подсчете колоний содержание микроорганизмов
не должно превышать 100 000 на 1 г.
(3) Сухое молоко с низким содержанием жира (произведенное с помощью
вакуум-вальцовой сушки или пенно-распылительной сушки): при прямом
микроскопическом подсчете скоплений клеток они не должны присутствовать в количестве более 200 млн клеток на 1 г; а также должны соответствовать требованиям руководства по стандартам, США для высшей
категории, США, таким, которые применяются для школьных завтраков
и имеют верхний лимит, равный 75 млн микроорганизмов на 1 г.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 21. Система анализа угроз и критических контрольных точек (НАССР) требований ...

597

в. Сухое молоко (предполагаемые микробиологические спецификации Международной федерации молочных продуктов, 1982).
Подсчет мезофильных микроорганизмов: n = 5, с = 2, m = 104, М = 2 ´ 105.
Подсчет колиформных микроорганизмов: n = 5, с = 1, m = 10, М = 100.
Подсчет сальмонелл: n = 15, с = 0, m = 0.
Д. Замороженные десерты
В отдельных штатах США и городах, в которых имеются бактериологические стандарты, обычно спецификации составляют максимум для от 50 000 до
100 000 колоний на 1 мл или на 1 г. В Постановлениях и Кодексе здравоохранения США установлен микробиологический лимит в 50 000 колоний на на
1 мл или на 1 г, а также даны рекомендации по бактериологическим стандартам для сметаны, кремов и молока, используемых в качестве ингредиентов.
В нескольких районах установлены стандарты по колиформным микроорганизмам.
5. Стандарты для томатного сока и томатных продуктов — допустимые отклонения для значений подсчета микроскопических грибов (Управление контроля качества пищевых продуктов и медикаментов, США)
Процент допустимых отклонений для томатного сока был установлен равным 2%, а для других, приготавливаемых из измельченных томатов продуктов,
таких как кетчуп, пюре, паста и тому подобное — 40%. Микроскопическое поле
зрения считается положительным в случае, когда длина агрегированных грибных нитей, состоящих не более чем из трех филаментов, превышает одну шестую диаметра поля зрения микроскопа (метод подсчета микроскопических грибов Ховарда). Этот же метод использовали и для контроля качества сырых
и замороженных фруктов разного сорта, в особенности для разных ягод.

Другие критерии/рекомендации
1. Планы контроля качества производства по образцам продукции и микробиологические лимиты для девяти продуктов питания в соответствии с рекомендациями ICMSF [8] представлены в табл. 21.3 (для объяснения строгости выполнения
плана контроля качества производства или отдельных случаев см. табл. 21.4).
Представленные примеры выбраны для отражения различных степеней строгости выполнения плана контроля качества производства (для двухклассных и
трехклассных планов) и микробиологических лимитов для различных видов
микроорганизмов.
2. Предлагаемые директивы для изучаемой в Канаде пищевой продукции, предназначенной для дальнейшей обработки и включающей отделенное от костей
мясо домашней птицы и дичи (табл. 21.5).
3. Канадские критерии для домашнего сыра, творога и мороженого [16]:
Колиформные микроорганизмы: n = 5, с = 1, m = 10, М = 103
(для домашнего сыра, творога и мороженого).
Аэробный подсчет колоний: n = 5, с = 2, m = 105, М = 106
(только для мороженого).

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

598

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

Таблица 21.4. Строгость выполнения Плана контроля качества производства
в зависимости от степени биологической опасности для здоровья
и условий использования пищевых продуктов

Тип биологической опасности

Условия, при которых пищевые продукты
предполагается обрабатывать или потреблять
после отбора образцов для анализа
Пониженная Не вызывает изме- Может повышать степень
нений степени
степень биобиологической биологической
логической
опасности
опасности
опасности

Не существует прямой биологической
опасности
Категория для промышленной
переработки (т.е. общая
зараженность, лежкость, и порча)
Биологическая опасность для здоровья
Низкая, непрямая биологическая
опасность (показание индикаторов)
Средняя, прямая биологическая
опасность, ограниченность
распространения
Средняя, прямая биологическая
опасность, потенциально интенсивное распространение
Серьезная, прямая биологическая
опасность

Случай 1

Случай 2

Случай 3

Случай 4

Случай 5

Случай 6

Случай 7

Случай 8

Случай 9

Случай 10

Случай 11

Случай 12

Случай 13

Случай 14

Случай 15

Источник: ICMSF [8]. Copyright © 1986, University of Toronto Press. Используется с разрешения.

Таблица 21.5. Предлагаемые директивы для предназначенных для дальнейшей
обработки пищевых продуктов, включающих филе домашней
птицы и дичи
Тесты/Условия
Аэробный подсчет колоний
(разогревание перед подачей на стол)
Аэробный подсчет колоний
(термическая обработка перед подачей на стол)
Чашечный подсчет аэробных микроорганизмов
(кипячение перед подачей на стол)
Staphylococcus aureus
Escherichia coli

N

c

m
4

M

5

3

10

105

5

3

106

107

5

3

105

106

5
5

1
2

102
10

104
102

Примечание: Присутствие сальмонелл, иерсиний или кампилобактера не допускается.
Источник: по Warburton с соавт. [29] .

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 21. Система анализа угроз и критических контрольных точек (НАССР) требований ...

599

4. Рекомендуемые критерии для термически обработанных, готовых к употреблению креветок [15]:
Staphylococcus aureus: n = 5, с = 2, m = 50, М = 50.
Колиформные микроорганизмы: n = 5, с = 2, m = 102, М = 103.
5. Рекомендуемые критерии для термически обработанного, готового к употреблению крабового мяса [15]:
Staphylococcus aureus: n = 5, с = 2, m = 102, М = 10.
Колиформные микроорганизмы: n = 5, с = 2, m = 500, М = 5 000.
В обоих последних типах пищевых продуктов (критерии 4 и 5) присутствие
сальмонелл и бактерий Listeria monocytogenes не допускается. Для унификации
процесса контроля пищевой продукции рекомендуется использовать метод чашечного подсчета аэробных микроорганизмов.

Литература
1. Bryan, F. L. 1990. Application of HACCP to ready-to-eat chilled foods. Food Technol. 44 (7): 70–77.
2. Bryan, F. L. 1988. Risks of practices, procedures and processes that lead to outbreaks of foodborne diseases.
J. Food Protect. 51: 663–673.
3. Codex Alimentarius Commission, 14th Session. 1981. Report ofthe 17th Session of the Codex Committee
on Food Hygiene. Alinorm 81/13. Rome: Food and Agriculture Organization.
4. Corlett, D. A., Jr. 1998. HACCP User’s Manual. Gaithersburg, MD: Aspen Publishers, Inc.
5. Dean, K. H. 1990. HACCP and food safety in Canada. Food Technol. 44 (5): 172–178.
6. Elliott, H. P., and H. D. Michener. 1961. Microbiological standards and handling codes for chilled and frozen
foods: A review. Appl. Microbiol. 9: 452–468.
7. Forsythe, S. J., and P. R. Hayes. 1998. Food Hygiene, Microbiology and HACCP. Gaithersburg, MD: Aspen
Publishers, Inc.
8. ICMSF. 1986. Microorganisms in Foods 2. Sampling for Microbiological Analysis: Principles and Specific
Applications, 2nd ed. Toronto: University of Toronto Press.
9. ICMSF. 1988. Microorganisms in Foods 4. Application of the Hazard Analysis Critical Control Point
(HACCP) System to Ensure Microbiological Safety and Quality. London: Blackwell Scientific Publications.
10. Kilsby, D. C. 1982. Sampling schemes and limits. In Meat Microbiology, ed. M. H. Brown, 387–421.
London: Applied Science Publishers.
11. Miskimin, D. K, K. A. Berkowitz, M. Solberg, W. E. Riha, Jr., W. C. Franke, R. L. Buchanan, and V. O’Leary. 1976. Relationships between indicator organisms and specific pathogens in potentially hazardous foods.
J. Food Sci. 41: 1001–1006.
12. Moberg, L. 1989. Good manufacturing practices for refrigerated foods. J. Food Protect. 52: 363–367.
13. Mortimore, S. E., and C. A. Wallace. 1994. HACCP: A Practical Approach. New York: Kluwer Academic
Publishers.
14. NACMCF 1998. Hazard analysis and critical control point principles and application guidelines. J. Food
Protect. 61: 1246–1259.
15. National Advisory Committee on Microbiological Criteria for Foods. 1990. Recommendations of the Seafood Working Group for Cooked Ready-To-Eat Shrimp and Cooked Ready-To-Eat Crabmeat. Washington,
DC: U.S. Department of Agriculture.
16. National Research Council (U.S.A.). 1985. An Evaluation of the Role of Microbiological Criteria for Foods
and Food Ingredients. Washington, DC: National Academy Press.
17. National Research Council (U.S.A.). 1969. An Evaluation of the Salmonella Problem. Washington, DC:
National Academy of Sciences.
18. Simonsen, B., F. L. Bryan, J. H. B. Christian, T. A. Roberts, R. B. Tompkin, and J. H. Silliker. 1987. Prevention and control of food-borne salmonellosis through application of Hazard Analysis Critical Control Point
(HACCP). Int. J. Food Microbiol. 4: 227–247.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

600

Часть VI. Индикаторы безопасности и качества продуктов, принципы контроля качества...

19. Solberg, M., J. J. Buckalew, C. M. Chen, D.W. Schaffner, K. O’Neill, J. McDowell, L. S. Post, and M. Boderck. 1990. Microbiological safety assurance system for foodservice facilities. Food Technol. 44 (12):
68–73.
20. Solberg, M., D. K. Miskimin. B. A. Martin, G. Page, S. Goldner, and M. Libfeld. 1977. Indicator organisms,
foodborne pathogens and food safety. Assoc. Food Drug. Off. Quart. Bull. 41 (1): 9–21.
21. Sperber, W. H., K. E. Stevenson, D. T. Bernard, K. E. Deibel, L. J. Moberg, L. R. Hontz, and V. N. Scott.
1998. The role of prerequisite programs in managing a HACCP system. Dairy Food Environ. Sanit. 18:
418–423.
22. Sperber, W. H. 1991. The modern HACCP system. Food Technol. 45 (6): 116–120.
23. Stevenson, K. E. 1990. Implementing HACCP in the food industry. Food Technol. 44 (5): 179–180.
24. Stevenson, K. E., and D. T. Bernard. eds. 1995. HACCP-Establishing Hazard Analysis Critical Control
Point Programs: A Workshop Manual, 2nd ed. Washington, DC: Food Processors Institute.
25. Stewart, C. M., M. B. Cole, and D. W. Schaffner. 2003. Managing the risk of staphylococcal food poisoning
from cream-filled baked goods to meet a food safety objective. J. Food Protect. 66: 1310–1325.
26. Todd, E. C. D. 1989. Foodborne and waterborne disease in Canada 1984: Annual summary. J. Food Protect.
52: 503–511.
27. Tompkin, R. B. 1990. The use of HACCP in the production of meat and poultry products. J. Food Protect.
53: 795–803.
28. Van Schothorst, M. 1998. Principles for the establishment of microbiological food safety objectives and
related control measures. Food Control. 9: 379–384.
29. Warburton, D. W., K. F. Weiss, G. Lachapelle, and D. Dragon. 1988. The microbiological quality of further
processed deboned poultry products sold in Canada. Can. Inst. Food Sci. Technol. J. 21: 84–89.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Часть VII
Пищевые заболевания

Большинство болезней человека, связанных с питанием, рассмотрено
в гл. 23–31. В гл. 22 представлен обзор патогенов, распространяющихся через продукты питания, и описаны специфические факторы, определяющие
отличие патогенов от непатогенных организмов. Многое из того, что известно о каждом из синдромов, описанных в гл. 23–31, не включено в текст книги.
Более подробную информацию читатель может найти в следующих публикациях:

de Leon, S.Y., S.L. Meacham, and V.S. Claudio. 2003. Global Handbook on Food
and Water Safety (for the education of food industry management, food handlers,
and consumers). Springfield, IL: Chas. C. Thomas. Просто написанное руководство, рассматривающее большое число связанных с продуктами питания патогенов; особое внимание уделено рассмотрению отдельных случаев в разных
странах.
Baker, H.F. 2001. Molecular Pathology of the Prions. Totowa, NJ: Humana Press.
279-страничное пособие по прионам, отличающееся широтой освещения материала.
Cary, J.W., J.E. Linz, and D. Bhatnagar. ed. 2000. Microbial Foodborne Diseases:
Mechanisms of Pathogenesis and Toxin Synthesis. Lancaster, PA: Technomic Publishing. В пособии обсуждаются конкретные молекулярные и клеточные механизмы патогенности некоторых микроорганизмов. Пособие снабжено многочисленными ссылками.
Duffy, G., P. Garvey, and D.A. McDowell, ed. 2001. Verocytoxigenic E. coli. Trumbull, CT: Food & Nutrition Press. Работа, полностью посвященная веротоксигенным штаммам E. coli.
Hui, Y.H., M.D. Pierson, and J.R. Gorham, ed. 2001. Foodborne Disease Handbook.
Diseases Caused by Bacteria, Vol. 1, 2nd ed. New York: Marcel Dekker. Приведено много информации по пищевым отравлениям бактериальной этиологии. Также приведены методы ухода и обследования больных с подобными
заболеваниями.
Kaper, J.B., and A.D. O’Brien, ed. 1998. Escherichia coli 0157:H7 and Other Shiga
Toxin-Producing E. coli Strains. Washington, DC: ASM Press. Подробное описание свойств указанных в названии книги штаммов E. coli.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

602

Часть VII. Пищевые заболевания

Labbe, R.G., and S. Garcia. 2001. Guide to Foodborne Pathogens. New York: Wiley.
Приведена информация относительно большого числа патогенных организмов, связанных с продуктами питания.
Miliotis, M.D., and J.W. Bier, ed. 2003. International Handbook of Foodborne Pathogens. New York: Marcel Dekker. Рассмотрение патогенных пищевых микроорганизмов с глобальной точки зрения.
Orlandi, P.A., D.-M.T. Chu, J.W. Bier, and G.J. Jackson. 2002. Parasites and the food
supply. Food Technol. 56(4):72–81. Отчет института пищевых технологий
(Institute of Food Technologists) по паразитам в продуктах питания.
Ryser, E.T., and E. Marth. 2001. Listeria, Listeriosis, and Food Safety, 2nd ed. New
York: Marcel Dekker. Детальное описание листерий, включающее также несколько лабораторных методик.
Sinha, K.K., and D. Bhatnagar, ed. 1998. Mycotoxins in Agriculture and Food Safety.
New York: Marcel Dekker. Работа, посвященная микотоксинам и затрагивающая вопросы их продукции, механизмов действия и нейтрализации.
Yousef, A.E., and V.K. Juneja, ed. 2003. Microbial Stress Adaptation and Food
Safety. Boca Raton, FL: CRC Press. Обсуждается влияние различных стрессовых воздействий на микрофлору продуктов питания.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

22
Патогены, вызывающие
пищевые токсикоинфекции

Введение
Несмотря на то что многие инфекционные болезни могут быть тем или иным образом связаны с продуктами питания, среди них есть такие, которые вызываются исключительно или преимущественно в результате потребления продуктов
питания. Двумя примерами первых из них являются геморрагические колиты и
листериоз; примерами вторых могут служить ботулизм и стафилококковые пищевые отравления. Сибирская язва и бруцеллез — два заболевания, которые
в прошлые десятилетия связывались с употреблением в пищу мяса больных
животных. Однако по мере того, как распространенность этих заболеваний снижалась, они все реже рассматривались в связи с пищевым путем заражения. К патогенам, вызывающим пищевые токсикоинфекции, относятся многоклеточные
животные паразиты, простейшие, микромицеты, бактерии, вирусы и прионы
(приложение 22.1). Обзор всех этих организмов, их обычная среда обитания, пути
попадания в пищу, механизмы патогенеза и отличия от близкородственных непатогенных видов и штаммов описаны в настоящей главе. Более детальное описание каждого из них можно найти в соответствующих последующих главах.

Случаи пищевых токсикоинфекций в США
Центры по контролю и предотвращению заболеваний (CDCP — ЦКПЗ) являются федеральными агенствами, которые собирают, анализируют, хранят, статистически обрабатывают и выпускают доклады по всем случаям заболеваний
человека в дополнение к другим видам деятельности, связанным со здоровьем
людей. Несмотря на исследования и надзор, проводимые этим агенством, нет
точного подсчета пищевых заболеваний за каждый год, чему существует множество объяснений. Прежде всего, причиной этого является то, что не все случаи пищевых заболеваний сообщаются в органы здравоохранения любого уровня. Другим важным фактором является отсутствие требований сообщения о
всех случаях пищевых заболеваний, вызываемых B. cereus, C. perfringes, S. aureus и некоторыми другими агентами. Все это каждый год приводит к занижению
статистических показателей по этим заболеваниям. Например, в случае B. сereus, по оценке федеральных агенств число заболеваний равнялось 38, что соответствовало количеству сообщенных случаев (см. [72]). Несмотря на то что
все случаи заболеваний ботулизмом должны документироваться, федеральные
агентства предполагают, что в действительности количество этих заболеваний
за определенный год в два раза выше доложенных и что 100% сообщенных случаев являются пищевыми заболеваниями. С другой стороны, случаи заболеваний, вызываемых L. monocytogenes, докладываются и находятся под контролем
дозорных участков. Тем не менее общее количество этих заболеваний оценива-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

604

Часть VII. Пищевые заболевания

Приложение 22.1. Группы пищевых патогенов
Бактерии
Плоские черви
Грамположительные
Трематоды (сосальщики)
Staphylococcus
Fasciola (печеночная двуустка)
Bacillus cereus
Fasciolopsis (фасциолопсис)
B. anthracis (возбудитель сибирской язвы)
Paragonimus (легочный сосальщик)
Clostridium botulinum (возбудитель ботулизма)
Сlonorchis (двуустка китайская)
C. argentinensis
Ленточные черви
C. perfringes (возбудитель газовой гангрены)
Diphyllobothrium (лентец)
Listeria monocytogenes
Taenia (цепень)
Mycobacterium avium subsp. Paratuberculosis
Круглые черви
Грамотрицательные
Trichinella (трихинелла)
Salmonella
Ascaris (аскарида)
Shigella
Anisakis (анизакиаз)
Escherichia
Pseudoterranova (псевдотерранова)
Yersinia Pestis
Toxocara (токсокара)
Vibrio
Простейшие
Campylobacter
Giardia (лямблия жиардия)
Aeromonas (краснуха карпов)
Entamoeba (дизентерийная амеба)
Brucella
Toxoplasma (токсоплазма)
Plesiomonas
Sarcocystis (саркоцисты)
Cryptosporium (криптоспоридиум)
Вирусы
Cyclospora (циклоспора)
Гепатит А
Микромицеты — продуценты
Норовирусы
микотоксинов
Вирус Норуолк и др.
Афлатоксины
Ротавирусы
Фумонизины
Прионы
Токсины альтернарии
Болезнь Крейтцфельдта–Якоба
Охратоксины
Токсигенный фитопланктон
Паралитический яд моллюска
Домоиковая кислота
Pfiesteria piscicida
Цигуатоксин

ется как в два раза больше, чем число задокументированных случаев. По оценке
федеральных агентств, заболевание пищевым шигеллезом происходило в 20 раз
чаще, чем было зарегистрировано, но только 20% из них являлись действительно пищевыми заболеваниями (см. [72]).
В результате надзорной и контролирующей деятельности ЦКПЗ (CDCP) в США
было зарегистрировано 7 6000 000 случаев пищевых токсикоинфекционных заболеваний, из которых 5000 закончились летальным исходом. Динамика численности
этих заболеваний отображена на рис. 22.1. Основной причиной гастроэнтеритов
(67% случаев) является заражение норовирусами (см. гл. 31), при этом летальный
исход зарегистрирован в 7% случаев. Сальмоннелез составляет 26% заболеваний,
а кампилобактериоз — 17%. Около 75% смертных случаев в результате пищевых
токсикоинфекций было вызвано заражением такими патогенными бактериями, как
Listeria monocytogenes и Salmonella, а также простейшими Toxoplasma. Пищевые
заболевания, вызываемые неизвестными агентами, происходили в 81% случаев.
При этом в 64% случаев болезни заканчивались летальным исходом.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 22. Патогены, вызывающие пищевые токсикоинфекции

605

Рис. 22.1. Оценка частоты пищевых заболеваний в США [72].

Надзорная деятельность ЦКПЗ (CDCP)
Система сбора и обработки данных — FoodNet в США собирает данные по девяти
видам пищевых токсикоинфекций из девяти штатов (Калифорния, Колорадо,
Коннектикут, Джорджия, Мэриленд, Миннесота, Нью-Йорк, Орегон и Теннеси).
Система была запущена в 1996 г. и объединяла тогда пять штатов с населением в
14,2 млн человек. После расширения в 2000 г. система стала объединять девять
штатов с численностью населения в 37,4 млн человек (13% населения США).
Число подтвержденных случаев для девяти различных заболеваний в 2002 г.
составляло [19]:
Сальмоннелез (6028)
Кампилобактериоз (5006)
Шигеллез (3875)
Эшерихиоз E. coli 0157 (647)
Криптоспоридиоз (541)

Иерсиниоз (166)
Вибриоз (103)
Листериоз (101)
Циклоспоридиоз (43)

Среди сальмонелл тремя наиболее часто встречающимися серотипами являлись S. Typhimurium (19%), S. Enteritidis (15%) и S. Newport (14%). Для Н7 E. coli
0157 наиболее часто встречавшимися серотипами в 2002 г. были 026 и 0111 [19].
Данные FoodNet системы являются важным компонентом оценки заболеваемости пищевыми токсикоинфекциями в США. Следует отметить, что не всегда
можно с уверенностью доказать, что все лабораторно выделенные и установленные возбудители имели пищевое происхождение, и таким образом, оценка числа случаев именно пищевых токсикоинфекций может быть слишком завышена.
Особенно это относится к инфекциям, вызываемым кампилобактером.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

606

Часть VII. Пищевые заболевания

Фекально-оральные пути распространения возбудителей
пищевых кишечных заболеваний
Совершенно очевидно, что либо возбудители пищевых инфекций, либо выделяемые ими токсические продукты должны быть проглочены, чтобы инициировать пищевое заболевание. Общее направление и пути распространения
этих агентов с пищей описаны в последующих главах. За исключением ботулинических токсинов, микотоксинов и токсинов фитопланктона, практически
все отмеченные выше возбудители, передаваемые с пищей, могут распространяться фекально-оральным путем, как проиллюстрировано на рис. 22.2. Патогены могут передаваться от зараженных экскрементов через загрязненные
пальцы, летающими или ползающими насекомыми или через воду. Хотя такой
путь распространения не является характерным для таких заболеваний, как
стафилококковое пищевое отравление, он признается основным путем инфекционных заражений в случаях передаваемых с пищей вирусов, энтеропатогенных простейших и бактерий.

Рис. 22.2. Фекально-оральные пути распространения возбудителей пищевых кишечных заболеваний. Направление снизу вверх.

Заражение хозяина
«Универсальные» необходимые условия
Существует несколько препятствий, которые возбудитель кишечных инфекций
должен преодолеть, чтобы вызвать заболевание.
1. Он должен пережить прохождение через максимально кислые условия среды
желудка. Некоторые патогенные агенты переживают этот процесс, используя
защитный эффект пищи, другие выживают в кислой среде, используя свои механизмы устойчивости к этой среде (см. раздел «Устойчивость к кислой среде»).

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 22. Патогены, вызывающие пищевые токсикоинфекции

607

2. Он должен прикрепиться к стенке кишечника и колонизировать ее таким образом, чтобы значительно увеличить свою численность. Мукозный слой, покрывающий слизистую оболочку кишечника, рассматривается как первая линия обороны на пути проникающих возбудителей кишечных заболеваний [24]. Однако
в случае листерии (Listeria monocytogenes) предполагается, что возбудитель преодолевает мукозный барьер, удаляя слизь с помощью выделяемого им листериолизина [24]. В случае же такого возбудителя, как клостридии (C. perfringes),
им, по-видимому, даже нет необходимости прикрепляться к тканям кишечника.
3. Он должен обладать способностью противостоять защитным механизмам хозяина, например связанной с пищеварительным трактом лимфоидной ткани.
4. Он должен быть способен выдерживать жесткую конкуренцию с многочисленной и разнообразной микрофлорой кишечника. При этом основным моментом
в конкурентной борьбе с безопасными для хозяина обитателями является возможность прикрепления. Постоянная микрофлора, занимая все свободные места стенок кишечника, не дает поселяться патогенам (см. гл. 26). Кроме того,
в условиях желудочно-кишечного тракта, характеризующихся пониженным содержанием О2, анаэробы имеют преимущество. Были, однако, наблюдения, что
рост Salmonella typhimurium в таких условиях индуцирует способность этих бактерий проникать в клетки млекопитающих [60].
5. После прикрепления организмам необходимо либо обладать способностью вырабатывать токсические продукты (как холерный вибрион), либо пересекать
стенку эпителия и проникать в фагоцитирующие или в соматические клетки
(как Listeria monocytogenes).
Неспособность большинства микроорганизмов соответствовать всем вышеперечисленным требованиям и обладать всеми необходимыми возможностями и является объяснением того, почему они не могут быть отнесены к возбудителям пищевых токсикоинфекций. Способность завоевывать места прикрепления и наличие механизмов проникновения являются важными факторами вирулентности
пищевых патогенов. Все эти аспекты обсуждаются в последующих главах.

Места прикрепления
Диаграмма пищеварительной системы человека представлена на рис. 22.3,
в приложении 22.2 представлен список патогенных возбудителей, способных
к прикреплению и инвазии в определенных участках. Геликобактер включен
в список в силу того, что он является единственной бактерией, способной колонизировать стенки желудка. Известно, что облигатноанаэробные бактерии Sarcina ventriculi способны расти в желудке человека, но они не являются пищевыми патогенами. Является ли H. pylori пищевым патогенном, предстоит еще доказать. Значения рН в желудке в процессе потребления пищи находятся в пределах
3,0–5,0, но могут и опускаться до рН 1,5 во время голодания.

Реакции кворум-сенсинга
Это явление — лишь одно из продемонстрированных проявлений, посредством
которого осуществляется взаимодействие между бактериями. Оно позволяет
осуществлять определенные физиологические и фенотипические функции,
основанные на популяционной плотности. Далее в тексте это явление описано

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

608

Часть VII. Пищевые заболевания

Рис. 22.3. Диаграмма пищеварительной системы человека. С разрешения John W. Kimball,
Ó 1965, Andover, Massachusetts.

и проиллюстрировано более подробно. Оно описывается здесь, поскольку тесно
связано с проявлением вирулентности у некоторых бактерий, а также очевидно
является действующим механизмом других инфекций. Системой-прототипом
кворум-сенсинга является LuxI-LuxR, впервые описанная у Vibrio fischeri в 1970 г.
(lux = ген люминесценции). На рис. 22.4 изображено, как работает кворум-сенсинг [35]. В левой части рисунка показана клетка V. fischeri, секретирующая молекулы аутоиндуктора (АИ), представляющие собой синтазу аутоиндуктора LuxI.
При низкой плотности клеточной популяции АИ продолжает продуцироваться

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 22. Патогены, вызывающие пищевые токсикоинфекции

609

Приложение 22.2. Области патогенеза при пищевых заболеваниях организма человека
Скелетные мышцы
Trichinella spiralis
Желудок
Helicobacter pylori
Печень
Clonorchis — двуустка китайская
Listeria monocytogenes
Вирусы гепатита А и Е
Тонкий кишечник
Астровирусы
Bacillus cereus
Campylobacter jejuni (подвздошная кишка,
являющаяся дистальной частью тонкого
кишечника)
Clostridium perfringes (возбудитель газовой
гангрены)
Cryptosporidium parvum
Cyclospora cayetanensis
Escherichia coli (EPEC- и ETEC-штаммы)
Giardia lamblia
Вирус гепатита А (также в печени)
Listeria monocytogenes

Ротавирусы
Сальмонелла (нетифоидная) —
подвздошня кишка
S. Typhi (тонкая кишка)
Шигеллы — подвздошная кишка
и тонкая кишка при водной диарее
Toxoplasma gondii
Ленточные черви
Vibrio cholerae
V. parahaemoliticus
Иерсинии
Толстая кишка
Campylobacter (тонкая /толстая кишка)
Escherichia coli (энтерогеморрагический
[EHEC] и энтеропатогенный [EPEC]
штаммы, особенно восходящая
ободочная и поперечная ободочная
кишки
Entamoeba histolytica
Plesiomonas schigelloides
Salmonella Enteritidis
Shigella, особенно S. dysenteriae

и диффундирует через мембрану в среду без каких-либо проявлений межклеточных взаимодействий. После достижения определенного высокого уровня (кворум) АИ вновь проникает в продуцирующие его клетки, а также в близко расположенные к ним другие бактерии. Проникнув в клетку, АИ связывается с LuxR
белком, являющимся активатором транскрипции (изображен в правой части
рисунка), активируя, таким образом, экспрессию гена. Некоторые из фенотипических проявлений, которые были показаны у различных организмов, перечислены в табл. 22.1. Предполагается, что в левой части рисунка изображена
не-люминесцирующая V. fischeri, в то время как в правой части показана клетка,
биолюминесцирующая в результате достижения «кворума», при котором АИ
связывается с LuxR, как отмечено выше.
Аутоиндуктор-2 (АИ-2) является еще одним компонентом кворум-сигнала у
V. harveyi, регулирующим биолюминесценцию наряду с АИ-1. Наличие системы АИ-2 было показано для многих грамотрицательных патогенных бактерий.
Минимальное количество клеток, необходимое для включения эффекта кворум-сенсинга, сообщается в публикациях весьма редко, однако в одном из исследований психротрофных энтеробактерий пищевого происхождения было
установлено, что, по крайней мере, 106 КОЕ/г необходимо для положительного
ответа применяемого биосенсора [51]. Наиболее широко известными и наиболее изученными веществами, выступающими в роли АИ у грамотрицательных
бактерий, являются N-ацилированные гомосеринлактоны (AHL). Эти вещества
состоят из гомосерина, лактонного кольца и ацильной боковой цепи, содержащей от трех до десяти углеродных атомов. Две из таких структур представлены
на рис. 22.5. Не у всех грамотрицательных бактерий применяется именно систе-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

610

Часть VII. Пищевые заболевания

Рис. 22.4. Кворум-сенсинг у грамотрицательных организмов включает два регуляторных компонента: белок — активатор транскрипции (R белок) и молекула АИ, продуцируемая с помощью
синтазы автоиндуктора. Накопление АИ зависит от плотности популяции и происходит до достижения бактериальными клетками пороговой численности. В это время АИ связывается и активирует R белок, который, в свою очередь, индуцирует экспрессию гена. R белок состоит из
двух доменов: N-концевого, который взаимодействует с АИ, и С-концевого, участвующего
в связывании с ДНК. Как правило, у грамотрицательных бактерий АИ является N-ацил-HSL,
однако существуют и другие типы сигнальных молекул [35]. С разрешения American Society
for Microbiology. Copyright Ó 2000.

ма LuxI-LuxR. Например, у V. harveyi, Е. coli и S. Typhimurium используется хотя
и взаимосвязанная, но все же отличающаяся система биосинтеза аутоиндуктора
[94]. Помимо ацилгомосеринлактонных аутоиндукторных молекул, некоторые
грамотрицательные бактерии производят циклодипептиды, которые участвуют
в системе кворум-сенсинга либо в одиночку, либо в сочетании с ацилгомосеринлактонами [34, 54]. Структуры двух циклодипептидов, определенных Degrassi
с соавт. [34], представлены на рис. 22.5.
Показано, что у патогенных бактерий, передаваемых пищевым путем, происходит выделение Stx-токсинов. При этом гены Stx индуцируются за счет механизма кворум-сенсинга [93]. Хотя это очень похоже на LuxI-систему (которая продуцирует АИ-1), LuxS продуцирует АИ-2, и она была показана у Е.coli 0157:Н7,
S. Typhimurium и Campylobacter jejuni при их росте на молоке и курином бульоне
[23]. Как отмечалось выше, многие грамотрицательные психротрофные бактерии
производят AHL в естественно зараженной пище, когда плотность популяции
клеток достигает 105–107 КОЕ/г [51]. Кворум-сенсинг является также важным при
формировании биопленок, и это также будет описано. Обзоры по явлению кворум-сенсинга у грамотрицательных бактерий представлены в [35, 47].
Хотя кворум-сенсинг наиболее изучен у грамотрицательных бактерий, этот
феномен встречается также и у грамположительных бактерий [38]. У этих организмов в качестве аутоиндукторов используются олигопептиды и пептидные
феромоны. Среди них низин, по-видимому, наиболее известен. Как показано
Kleerebezem и др. [62], регуляция плотности клеток в этих системах по-видимому подчинена общей основе, где сигнальной молекулой является посттрансля-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 22. Патогены, вызывающие пищевые токсикоинфекции

611

Таблица 22.1. Некоторые из установленных фенотипических проявлений,
демонстрирующих реакции кворум-сенсинга у грамотрицательных
бактерий (по литературным данным)
Организмы

Реакции кворум-сенсинга

Vibrio fisheri
Штаммы Escherichia coli
LuxS-мутант Escherichia coli
Escherichia coli
Escherichia coli
EHEC- и EPEC-штаммы E. coli
Serratia liquefaciens
Serratia marcescens
Pantoea stewartii
Pectobacterium carotovorum

Биолюминесценция
Продукция токсина Stx
Снижение скорости плавания
Образование att/eff
SOS-ответ
Тип III системы секреции
«Феномен роения»
Продукция продигиозина; синтез карбапенема
Повышенный синтез полисахаридов
Продукция ферментов, разлагающих
растительную клеточную стенку
Продукция пектатлиазы
Продукция протеаз и сидерофоров
Продукция экзопротеаз
Нормальная структура биопленки

Pectobacterium chrysanthemi
Burkholderia cepacia
Aeromonas hydrophila
Pseudomonas aeruginosa и другие

ционно модифицированный пептид, экскретируемый наружу клетки АТФ-связывающим кассетным экспортером. Секретируемый пептидный феромон функционирует как сигнал на входе для специфического сенсорного компонента
двухкомпонентной сигнал-трансдуцирующей системы. Интересно, что некоторые грамположительные бактерии, такие как Bacillus spp., продуцируют лактоназы, специфически разлагающие AHL, производимые грамотрицательными
бактериями [36]. Были продемонстрированы и другие виды фенотипических и
физиологических проявлений у грамположительных бактерий. Среди них можно назвать, например, появление вирулентных свойств у Staphylococcus aureus
и продукцию антимикробных пептидов, отличных от низина. Кворум-сенсинг
был продемонстрирован у S. aureus и S. epidermidis. Показано, что при совместном культивировании S. epidermidis значительно преобладает, и это было
использовано в качестве объяснения того факта, что этот вид доминирует на поверхности кожи, где феромоны-аутоиндукторы эффективно действуют в противоположность тому, что наблюдается внутри тела [78]. У S. aureus октапептидный феромон влияет на вирулентность, активируя экспрессию локуса аgr [59].
Зарегистрировать степень проявления кворум-сенсинга в живых системах весьма проблематично, поскольку отсутствует возможность веществ-аутоиндукторов достичь кворума (см. раздел «Биопленки»).

Биопленки
Важность биопленок в сохранении продуктов питания оправдывает исследования, направленные на изучение их биологии, структуры и функции. В настоящей главе биопленки рассматриваются в связи с вирулентными свойствами
определенных патогенов.
Биопленки состоят из растущих бактерий, микромицетов и/или простейших
в виде монокультур или в комбинации разных видов, связанных вместе внекле-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

612

Часть VII. Пищевые заболевания

Рис. 22.5. Структуры четырех аутоиндукторов (АИ) кворум-сенсинга. А — N-бутанол-L-гомосеринлактон; Б — N-гексаноил-L-гомосеринлактоза; В — цикло(L-тирозин-L-пролин); Г —
цикло(L-лейкин-L-пролин). Структуры В и Г взяты из статьи [34].

точным матриксом, прикрепленным к твердым поверхностям. Среди обычных
примеров можно назвать слизистые поверхности на камнях или бревнах в проточной воде, зубной налет, а также слизистые поверхности испорченных в холодильнике мяса, рыбы и птицы. Биопленки формируются по большей части на
поверхностях, поскольку питательные вещества накапливаются здесь в больших концентрациях, чем в открытом пространстве жидкости. В лабораторных
исследованиях показано, что прикрепление к поверхности лучше происходит в
богатых средах [11]. Прикрепление происходит с помощью выделяемого микроорганизмами экзополисахаридного матрикса, который иногда также называют гликокаликсом. Микроколонии формируются в микробные сообщества в
условиях определенного микроокружения таким образом, что вокруг микроколоний и между ними образуются водные каналы. Циркулирующая по этим каналам вода образует конвекционный поток. С помощью такой примитивной циркуляторной системы питательные вещества поступают в микроколонии, а токсические продукты переработки выводятся из них. Живущие в жидкой среде
свободноплавающие микробные клетки, не организованные в биопленки, являются микропланктоном. С точки зрения сохранения и порчи продуктов питания,
изучение микробных биопленок очень важно, поскольку, образуясь на пище,
посуде и других поверхностях, они удаляются с большим трудом. Находясь в естественных условиях, микроорганизмы имеют тенденцию к формированию биопленок, состоящих из смешанных культур. Системы, состоящие из чистых
культур, часто используются при лабораторных исследованиях. Для исследования бактерий, размножающихся в пище, используют такие твердые поверхности, как герметик для пола, пластинки стекла, нейлон, поликарбонат, полипропилен, резину, нержавеющую сталь и тефлон. Наиболее часто используют стекло и
нержавеющую сталь. На основании некоторых из очень многих исследований
по биопленкам, имеющим отношение к пищевым продуктам, можно сделать
следующие заключения:
1. Хотя формирование биопленки монокультурой в богатой питательной среде
(т. е. триптинозный соевый бульон) может быть заметным уже через 24 ч при соответствующей температуре, для максимального развития необходимо 3–4 дня.
На стеклянных пластинках, в культуральной среде, при 24 °С L. monocytogenes
за 3 дня вырастает до 6–7 log10/см [21].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 22. Патогены, вызывающие пищевые токсикоинфекции

613

2. Не все штаммы, принадлежащие к определенным видам, одинаково способны
формировать биопленки [74]. Прикрепление микробных клеток к поверхности и
формирование биопленок являются разными процессами [63].
3. Физиологические реакции, проявляемые микроорганизмами в составе биопленок, могут отличаться от реакций планктонных форм. Биопленки могут содержать живые, но неспособные культивироваться клетки [18, 22].
4. Микроорганизмы в биопленках значительно более устойчивы к удалению с помощью обычных чистящих и дезинфицирующих веществ, однако использование комбинации очистителей и дезинфектантов более эффективно для приостановки роста и удаления биопленок [1, 77].
5. Прикреплению данного конкретного патогена к поверхностям может способствовать формирование биопленки из смешанных культур микроорганизмов
[17, 68, 88]. Примеры этого будут представлены ниже.
В биопленке, состоящей из L. monocytogenes и Flavobacterium sp., растущих
вместе на нержавеющей стали, прикрепление клеток L. monocytogenes проходило лучше и было более продолжительным в смешанной культуре, чем в монокультуре [15]. Кроме того, сублетально поврежденные клетки L. monocytogenes
восстанавливались и росли значительно лучше в смешанной культуре.
Бактерии Shewanella putrefaciens легко образовывали биопленки на поверхности инертных предметов для приготовления пищи и образовывали многослойные
структуры при добавлении питательных веществ [7]. Три штамма L. monocytogenes
из очага заболевания людей образовывали на поверхности образцов из нержавеющей стали структурированные биопленки, напоминающие по форме соты. Наиболее активным при этом был штамм Scott A [71], в то время как лабораторный
штамм не был пленкообразующим. В другом исследовании штаммы L. monocytogenes, которые продуцировали наибольшее количество экстраполимерного вещества, образовывали трехмерную структуру биопленки в отличие от контрольных
штаммов [14]. Образование биопленок не связано с серотипами. При исследовании
штамма Pseudomonas aeruginosa с использованием системы проточной камеры
было показано, что внеклеточная ДНК играет существенную роль в формировании
биопленки [103]. При воздействии ДНКазы I биопленка растворялась, что предполагает участие ДНК в качестве интегральной части биопленок, хотя источник ДНК
в этих исследованиях не был определен.
Как отмечалось выше, в составе биопленок могут быть живые, но не растущие клетки. Показано, что не растущие Enterococcus faecalis обладали способностью прикрепляться в системах Caco-2 и клеток сердца Girardi, но гораздо
слабее по сравнению с контролем [82].
Показано ингибирование формирования биопленок Bacillus subtilis при использовании фуранон([5Z]-4-бром-5-[бромметилен]-3-бутил-2-[5Н]-фуранона.
Этот агент ингибировал одновременно и рост, и способность к роению у Bacillus
subtilis [83]. Вещество было первоначально выделено из морских водорослей. Более подробная информация о биопленках представлена в работах [26, 45 и 109].

Роль феномена кворум-сенсинга
Первая опубликованная демонстрация возможной роли кворум-сенсинга в биопленках была представлена McLean и др. [73], которые выделили N-ацилированные гомосеринлактоны (АГЛ) из биопленок, растущих на погруженных

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

614

Часть VII. Пищевые заболевания

в воду камнях в реке Сан-Маркос в Техасе. Прямое участие гомосеринлактонов
было показано на модели Pseudomonas aeruginosa, где пленки, неспособные
синтезировать гомосеринлактоны, образовывали атипичные биопленки (не содержащие водных каналов) и были чувствительны к додецилсульфату натрия
в отличие от штаммов дикого типа [30].
Формирование биопленок на медицинских приспособлениях постоянного
использования у пациентов с фиброзным циститом, вызываемым такими бактериями, как Pseudomonas aeruginosa и Burkholderia cepacia, и на продуктах питания бактериями Listeria monocytogenes хорошо документировано. Взаимосвязь
между образованием биопленок, феноменом кворум-сенсинга, вирулентностью
или патогенностью возбудителей пищевых заболеваний неясна, но совершенно
очевидно, что эта связь существует.

Сигма-факторы
Сигма-фактор (s-фактор) является одной из четырех субъединиц РНК-полимеразы и его роль определяется узнаванием промотора при связывании РНК-полимеразы с ДНК, что и является началом транскрипции. Сигма-фактор является
составной частью комплекса РНК-полимераза — ДНК только на начальном этапе. Сразу после образования небольшой порции м-РНК s диссоциирует. sА (или
s70, обозначающее молекулярный вес в килодальтонах) узнает большинство генов, кодирующих основные клеточные функции, и его ближайшим гомологом
является s S. Среди известных сигма-факторов можно назвать s28, участвующий
в синтезе жгутиков у Salmonella, а также в системе секреции по типу III. Фактор
s 32 (RpoH) участвует в синтезе белков теплового шока (HSPs), некоторые из которых являются молекулярными шаперонами или протеазами, которые элиминируют то, что уже не подлежит репарации. s54 (RpoN) регулирует сверхчувствительный ответ и патогенность генов, по крайней мере, у некоторых вариантов Pseudomonas syringae. s В обеспечивает L. monocytogenes устойчивость
к летальным условиям кислой среды. Показано, что у E. coli этот фактор накапливается в большем количестве при 25 °С, чем при 42 °С. Он также участвует
в ответной реакции на стресс у Bacillus subtilis. s S был обнаружен у y-подкласса
протеобактерий, включая вибрио-бактерии, и участвует, например, в обеспечении устойчивости V. vulnificus к неблагоприятным условиям внешней среды.
Эти вопросы обсуждаются далее в разделе «Альтернативные сигма-факторы».
Любые изменения условий окружающей среды, являющиеся стрессовыми для
клетки (голодание, низкое значение рН, повышенное осмотическое давление и
т.д.) приводят к индукции альтернативных сигма-факторов, помогающих клетке
адаптироваться к неблагоприятным условиям (см. [5]). Так, основные ответные
реакции бактерий на снижение рН среды следующие [27]: (1) протонные насосы
начинают работать там, где движущие силы могут способствовать выталкиванию протонов из цитоплазмы, что приводит к снижению внутриклеточного рН;
(2) включается механизм репарации макромолекул, таких как ДНК и белки,
в частности RecA; (3) происходят изменения в составе компонентов клеточных
мембран (например, жирных кислот); (4) экспрессия генов регулируется с помощью альтернативных сигма-факторов; (5) повышается плотность клеток и об-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 22. Патогены, вызывающие пищевые токсикоинфекции

615

разуется биопленка (которая предохраняет клетки от воздействия неблагоприятных внешних условий) и (6) изменения метаболических путей. Биопленки уже
обсуждались в предыдущем разделе, а альтернативные сигма-факторы будут
обсуждаться далее.

Альтернативные сигма-факторы
Альтернативный сигма-фактор s 38 (сигма-38, s S) кодируется геном rpoS. Он регулирует по крайней мере 30 белков и наряду с s В обсуждается в этом разделе.
Попадание клеток в условия кислой среды приводит к синтезу белков, защищающих бактерию. На стадии логарифмической фазы роста клеток при рН среды
в области 4,5 индуцируется синтез по крайней мере 43 белков. На стадии стационарной фазы роста при снижении рН среды ниже 4,5 бактерии синтезируют
15 белков, отличающихся от тех, которые синтезировались в логарифмической
фазе роста.

Устойчивость к кислотным условиям среды
Что касается толерантности к кислой среде у L. monocytogenes, установлено, что
минимум рН для роста двух штаммов в химически определенной среде при
использовании HCl составлял 3,5 и 4,0, соответственно [81]. Значения рН ниже
указанных были летальными для бактерий при условии, что штаммы предварительно не выдерживались в средах при рН 4,8 и 3,5 соответственно. Мутанты
L. monocytogenes, проявлявшие повышенную устойчивость к кислой среде, вызывали повышенные значения летальности мышей по сравнению со штаммами
дикого типа [76]. Предполагается, что в условиях селективной среды происходит селективный отбор штаммов с повышенной вирулентностью. Мутанты восстанавливались после выдерживания при рН 3,5 в течение 2 ч при 37 °С [76].
Аналогичным образом, адаптированные к кислотным условиям клетки Yersinia
enterocolitica, растущие при рН 7,5, а затем переводимые в среду с рН 5,0, обладали гораздо большей энтеропатогенностью по сравнению с контрольными.
При тестировании использовалась модель сосущих детенышей мышей [106].
Функции d В, выявленного у L. monocytogenes, B. subtilis и S. aureus, сравнивали с функциями RpoS/d S у грамположительных бактерий. У B. subtilis d В влияет на регуляцию 100 генов при ответе на энергетический стресс и неблагоприятные условия окружающей среды. Мутанты B. subtilis более чувствительны
к нагреванию, этанолу, кислотам, замораживанию, высушиванию и т. д. [27].
Один из d В снижает вирулентность у L. monocytogenes. Интересно, что устойчивый к гидростатическому давлению штамм L. monocytogenes (способный
к выживанию при 400 МПа в течение 20 мин) проявлял также устойчивость и
к нагреванию, кислотам и перекиси водорода [61]. Было показано, что предварительная адаптация L. monocytogenes, приводившая к кислотоустойчивости,
может зависеть от многих других параметров роста [65].
Белок d В необходим для полной устойчивости L. monocytogenes к летальным
последствиям пребывания в кислой среде и, кроме того, наряду с d S он связан
с ответными реакциями на общий стресс как у грамотрицательных, так и у грамположительных бактерий [44]. После адаптации штамма Scott A L. monocytogenes к кислой среде (рН 3,0, HCl) индуцировалась экспрессия 11 белков и, в то
же время, репрессировалось 12 белков [31]. С другой стороны, адаптация к кис-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

616

Часть VII. Пищевые заболевания

лой среде не предохраняет виды, населяющие говядину, от обработки 2% молочной или уксусной кислотами [56]. Чувствительность к кислой среде у L. monocytogenes в свежем мясе может повышаться за счет некоторых грамотрицательных бактерий из микрофлоры свежего мяса [86]. Как отмечалось выше, d В
играет важную роль в реакции кислотоустойчивости бактерий в стационарной
фазе роста клеток, в устойчивости к окислительному и осмотическому стрессам
и при низкотемпературном росте L. monocytogenes. Адаптация к кислой среде
у L. monocytogenes предохраняет бактерии также и от замораживания [102].
Адаптированные к кислоте штаммы (рН 5,0–3,25, бульон BHI) дизентерийных палочек Флекснера и Зонне (Shigella flexneri, S. sonnei) переживали до
14 дней в томатном и яблочном соках при температуре хранения 7 °С [6]. Минимум рН для роста палочки Флекснера в среде BHI был установлен в рН 4,75, а
для палочки Зонне — 4,5. В одном из исследований адаптированная к кислой
среде (рН 2,5, триптический соевый бульон) E. coli 0157:H7 оставалась жизнеспособной в говядине после отмывки 2% уксусной кислотой значительно дольше, чем неадаптированные клетки [9]. В другом же исследовании по кислотоустойчивости у E. coli 0157:H7 этот показатель значительно снижался после выдерживания бактерий в не кислотных отмывочных средах [85].
Кислотоустойчивость (процентное содержание клеток, выживающих после
инкубации при рН 2,5 в течение двух часов) хорошо изучена у дизентерийных
палочек (Shigella). Gorden и Small [50] обнаружили, что среди исследованных
ими культур 9 из 12 шигелл были кислотоустойчивыми; 11 из 15 типовых культур E. coli (включая штамм К-12) демонстрировали тот же уровень кислотоустойчивости; 3 из 8 энтероинвазивных штаммов были устойчивы, но ни один из
двух энтеропатогенных штаммов и 12 сальмонелл не были кислотоустойчивыми. Что касается того, почему так мало клеток шигелл необходимо для заболевания, то эти исследователи выдвинули предположение, что после выхода из прямой кишки, за пределами организма хозяина бактерии вступают в стационарную фазу. В процессе пищеварения в организме другого хозяина они уже
являются кислотоустойчивыми и поэтому, находясь даже в малом количестве,
шигеллы могут переживать условия кислой среды желудка и вызывать заболевание [50]. В другом исследовании Stx-продуцирующие штаммы E. coli, исходно неспособные выживать при рН 2,5, переводились в состояние кислотоустойчивости после введения в клетки плазмиды, несущей ген rpoS [100]. При росте
Stx-продуцирующих штаммов E. coli в бульоне при рН 4,6–4,7 они становились
в 1,1–2,0 раза более устойчивыми к радиации, чем контрольные штаммы [16].
Было сделано предположение, что такие реакции у бактерий могут снижать численность клеток, необходимых для инициации инфекций [97]. Например, отмечалось, что несмотря на то, что доза инфицирования человека сальмонеллой
равняется приблизительно 105 клеток, при определенных условиях болезнь может вызываться дозой всего лишь в 50–100 клеток, если они попадают в организм как часть зараженной пищи [101]. Другие авторы отмечали, что сальмонеллез может быть вызван дозой менее чем 10 клеток. Показано, что вирулентные
для мышей штаммы S. Typhimurium являются гораздо более кислотоустойчивыми, чем авирулентные штаммы [105]. Кислотоадаптированный штамм DT 104
S. Typhimurium был более инвазивным по сравнению с другими штаммами
при использовании в качестве хозяев культур клеток макрофагов и Int407.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 22. Патогены, вызывающие пищевые токсикоинфекции

617

Рис. 22.6. Индуцированная голоданием температурная устойчивость E. coli 0157:H7. Время голодания 3 ч при 37 °С, 24 ч при 10 °С и 2 дня при 5 °С определяли на основании максимума экспрессии uspA и grpE генов (черные столбцы — контроль, бесцветные столбцы — предварительное голодание). Значения существенно отличались при разных температурах обработки
(Р < 0,01) [108]. Copyright © 2003, International Association for Food Protection.

Адаптация бактерий к кислоте приводила к повышенной устойчивости к условиям низкого рН в яблочном сидре, уксусной кислоте и синтетическом желудочном соке (рН 2 и 3) у всех исследованных штаммов [46]. Помимо того, что толерантность к кислой среде (при участии некоторых белков теплового шока)
индуцировалась, как правило, инкубацией клеток при низких значениях рН, выдерживание клеток в условиях голодания имело тот же эффект, по крайней мере,
у E. coli (кишечной палочки). После предварительных стрессовых воздействий
на клетки штамма E. coli 0157:H7 (выдерживание при температурах 37, 10 и
5 °С) наблюдали значительное повышение их температурной устойчивости (для
каждой из приведенных температур) по сравнению с контролями. Этот эффект
показан на рис. 22.6 [108]. В этом последнем исследовании термоустойчивость
коррелировала с появлением белков UspA и GrpE, причем с последним из них
при 5 °С термоустойчивость была связана положительно, а с UspA — негативно.
При инкубации 4 штаммов S. enteritidis (фаговый тип) в бульоне при рН между 3,0 и 6,0 и последующем перенесении в среду, имеющую рН в области
2,5–2,9, отмечали повышение кислотоустойчивости на 5 мин [55]. В другом исследовании при использовании лабораторно приготовленного майонеза клетки
оставались жизнеспособными в течение 4 недель при 4 °С после предварительной инкубации сначала при рН 5,8, при рН 4,5 [69]. рН майонеза оставался в области 4,2–4,5 в течение всего периода хранения. В случае E. coli 0157:H7 адаптированные к нагреванию клетки проявляли повышенную текучесть мембран, что
может повышать секрецию Stx-токсина [107].
В ходе исследования относительной устойчивости клеток Vibrio vulnificus
и их бактериофагов было обнаружено, что те и другие были чувствительны к
рН < 3,0, но бактериофаги были более устойчивы, чем их клетки-хозяева [64].
Холодовой стресс, а также комбинированный холодовой и кислотный стрессы
у E. coli 0157:H7 не оказывали влияния на продукцию клетками факторов вирулентности. Однако рост в кислой среде (рН 5,5) повышал экспрессию генов eaeA
и hlyA [40]. Холодовой стресс достигался путем инкубации клеток при 4 °С.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

618

Часть VII. Пищевые заболевания

Вообще говоря, полное значение сигма-факторов, в том числе для развития реакции кислотоустойчивости, для пищевых бактериальных инфекций далеко не
полностью понятно. Тем не менее было собрано достаточно много информации
для отдельных патогенных возбудителей болезней, чтобы сделать заключение
о безусловной необходимости дальнейших исследований в этой области.

Патогенез
При рассмотрении многих типов организмов-возбудителей различных заболеваний не должно вызывать удивления то, что существуют разные механизмы,
приводящие к возникновению болезней, передающихся пищевым путем. Плоские и круглые черви заглатываются вместе с зараженным мясом или рыбой, и
после поступления в желудочно-кишечный тракт эти организмы продвигаются
в различные места локализации, включающие печень, скелетную мускулатуру,
мозг или остаются в желудочно-кишечном тракте. Передаваемые с пищей простейшие остаются в тонкой кишке, за исключением Toxoplasma gondii, которая
может пересекать плацентарный барьер и причинять серьезные поражения плоду. Токсины фитопланктона и микотоксины попадают с пищей в организм уже
в виде готовых химических веществ, и они имеют специфическое сродство
с определенными тканями или мишенями в клетках (например, афлатоксины,
способные соединяться с пуриновыми основаниями, нарушая связи в молекуле
ДНК). Патогенные механизмы заболеваний, вызываемых передающимися с пищей бактериями, хорошо изучены, и они будут обсуждаться далее в этом издании. Дополнительную информацию по каждой из отмеченных выше групп можно найти в следующих главах. Словарь соответствующих терминов представлен
в приложении 22.3.

Грамположительные бактерии
В основном все грамположительные патогенные бактерии выделяют внеклеточные вещества, большинство из которых, если не все, являются факторами вирулентности, характерными для каждой из этих групп, и, в частности, это является
типичным для стафилококка (Staphylococcus aureus). Известно, что вирулентные штаммы производят и выделяют многие экзотоксические факторы отсутствующие у авирулентных штаммов. В случае синдрома гастроэнтерита, описанного в гл. 23, именно энтеротоксины представляют собой вызывающие
болезнь агенты. Независимо от того, сколько разных типов внеклеточных продуктов может быть произведено, негативные по энтеротоксинам штаммы не могут вызывать синдрома гастроэнтерита. Сведения, известные о механизмах
действия стафилококковых энтеротоксинов, представлены в гл. 23.
Подобно вызывающим гастроэнтерит штаммам стафилококков, причиной
пищевых заболеваний, вызываемых Clostridium botulinum, C. perfringens и Bacillus cereus, также является поступление в организм экзотоксинов. Единственным
токсином, имеющем важное значение при проявлениях ботулизма, является
нейротоксин, вырабатываемый клетками, растущими в соответствующих продуктах питания. Энтеротоксин C. perfringes представляет собой связанный со
спорами белок, продуцируемый в процессе споруляции бактерий в желудочно-кишечном тракте. Эметический (т. е. вызывающий рвоту) токсин Bacillus

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 22. Патогены, вызывающие пищевые токсикоинфекции

619

cereus является экзотоксином, однако вызывающие диарейный синдром токсические компоненты пока недостаточно изучены. Более подробно механизмы
действия этих токсинов представлены в гл. 24.
В течение многих десятилетий было принято считать, что бактерии, вызывающие пищевые гастроэнтериты, «должны» продуцировать энтеротоксин подобно стафилококкам, и этим бактериям придавалось значение, как прототипам
всех пищевых заболеваний организма. Кроме того, за исключением штаммов
ботулинической палочки (Clostridium botulinum), производящих нейротоксины,
Staphylococcus aureus был первым возбудителем пищевых инфекций, чей способ патогенного воздействия был установлен. Стафилококк был впервые исследован Denys в 1894 г. и затем Barber в 1914 г., которые установили, что именно
эти бактерии вызывают синдром пищевой болезни. Позднее это было убедительно подтверждено Dack и др. в 1930 г. [29], показавшими, что симптомы болезни появляются после поедания фильтрата культуральной жидкости S. aureus
(в то время в качестве подопытных выступали добровольцы — студенты!). Результаты этих четких и изящных экспериментов стали прототипом, как тогда
представлялось, для всех пищевых патогенов и, в каком-то смысле, если смотреть ретроспективно, привели к напрасным усилиям непременно найти энтеротоксин у всех возбудителей пищевых заболеваний, включая грамотрицательные
бактерии.

Listeria monocytogenes
Эти бактерии, хотя и являются грамположительными, значительно отличаются
от тех, которые отмечались в предыдущем разделе. Наиболее заметное различие
заключается в том, что листерии являются внутриклеточными патогенами. Они
поселяются в цитозоле клеток, где и растут, очевидно, используя липоевую кислоту клеток хозяина для своего размножения [79]. Для проникновения в клетку
эпителия инвазин интерналин взаимодействует с Е-кадгерином на поверхности
человеческих клеток хозяина (мышиные и крысиные Е-кадхерины не являются
рецепторами для интерналина). Клетки L. monocytogenes, у которых отсутствует
интерналин, не являются инвазивными [67]. Хотя вирулентные штаммы и продуцируют внеклеточное тиолактивируемое порообразующее вещество — листериолизин О, оно не может само по себе вызывать синдром пищевого гастроэнтерита. Листериолизин О является гемолизином, участвующем в инвазии эпителия тонкой кишки, внося вклад в процесс распространения возбудителя по
организму, от клетки к клетке. В отличие от других синдромов, вызываемых
грамположительными патогенными бактериями и отмеченных выше (за исключением Clostridium perfringes), для возникновения инфекции листериоза необходимо проглотить жизнеспособные клетки.
Необходимым условием вирулентности и внутриклеточной локализации
бактерий L. monocytogenes является короткая пептидная последовательность
листериолизина О — PEST (P, пролин; E, глутаминовая кислота; S, серин;
T, треонин). Эта последовательность индуцирует у макрофагов хозяев деградацию листериолизина О сразу после его выхода из лизосом. Мутанты, у которых
последовательность PEST отсутствует, выходят в цитозоль клетки-хозяина и
убивают эти клетки [33]. Листериолизин О, лишенный последовательности
PEST, накапливается в цитозоле, что позволяет предполагать роль PEST как ми-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

620

Часть VII. Пищевые заболевания

шени для деградации листериолизина О [33]. В результате листериолизин О
предотвращает преждевременное разрушение клеток-хозяев.
Вирулентные штаммы L. monocytogenes могут разрушать мукозный барьер,
как уже говорилось выше, проникая в эпителиальные клетки, но пока не совсем
ясно, каким образом. При этом симптомы желудочно-кишечных заболеваний
у людей наблюдаются только в одной трети случаев [49]. Ранней защитой организма против этих возбудителей являются резидентные макрофаги, особенно
купферовские клетки в печени [91]. Они попадают в эти клетки сливаясь сначала с М-клетками, не разрушая их. После этого у хозяина происходит индукция
опосредованного Т-клетками иммунного ответа. Эти процессы описываются далее в гл. 25. Полиморфоядерные нейтрофилы (ПМЯН) лизируют инфицированные листериями паренхимальные клетки и, таким образом, делают бактерии
доступными для сенсибилизированных фагоцитов. ПМЯН содержат супероксидные анионы, протеолитические ферменты и другие факторы. При взаимодействии ПМЯН с L. monocytogenes у них наблюдается повышение содержания
цитокинов, таких как интерлейкин-Ib, интерлейкин-6 (IL-6) и фактор некроза
опухоли (ФНО) [91]. После поглощения листерии фагоцитом бактерия оказыватся в фагосоме, окруженная однослойной мембраной. С помощью листериолизина О вакуолярная мембрана лизируется, освобождая листерию в цитозоль
эукариотической клетки, где происходит деление бактериальных клеток и их
передвижение по цитоплазме с использованием актиновых филаментов. Затем
происходит проникновение в соседнюю клетку путем продавливания мембраны, где процесс повторяется снова. Вирулентные штаммы содержат вещества, необходимые для осуществления вирулентности, что отличает их от непатогенных листерий. Эти отличия включают способность патогенных
штаммов к адгезии и разрушению мукозного эпителиального барьера и распространению от клетки к клетке с помощью листериолизина О. Можно постулировать, что эти факторы вирулентности у листерий были приобретены
ими независимо от других грамположительных бактерий, продуцирующих
тиол-активируемые токсины.

Грамотрицательные бактерии
Патогенез и вирулентные свойства этой группы бактерий значительно отличаются от соответствующих характеристик грамположительных бактерий и являются значительно более сложными. Наиболее значительные усилия были затрачены для выявления энтеротоксинов. Однако, несмотря на то что эти поиски
были вполне успешными в отношении некоторых из них, значение энтеротоксинов в патогенезе пищевых заболеваний кажется весьма сомнительным.

Сальмонеллы
Считается, что Salmonella и Escherichia произошли от общего предка около
120–160 млн лет назад [39]. У всех серотипов, относящихся к S. enterica, имеются включенные в геном «островки патогенности» («pathogenicity islands») 1 и 2
(SPI-1, SPI-2), появляющиеся в результате горизонтального переноса генов, а
также в результате переноса с плазмидами или бактериофагами [8]. Для проявления вирулентности у Salmonella Typhimurium необходимо по крайней мере
60 генов [39], причем SPI-1 и SPI-2 содержат как минимум 42 из этих генов. При

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 22. Патогены, вызывающие пищевые токсикоинфекции

621

сравнении данных о последовательностях 16S- и 23S-рРНК было показано, что
Salmonella тесно связана с E. coli и Shigella, включая монофазные серотипы
сальмонелл, адаптированные к млекопитающим и двухфазные серотипы, адаптированные к рептилиям [21]. Что касается эволюции этих бактерий, то до
35 тпн ДНК, которая включает в себя один из островков патогенности в области
центисомы 63 у Salmonella Typhimurium, могли быть приобретены как фрагмент
от других микроорганизмов в ходе развития патогенных свойств [48]. Это предположение было подкреплено наблюдениями, что среди S. еnteriсa и E. coli распространено большое количество мутантных фенотипов, что определяет высокий уровень мутирования и повышенной рекомбинационной способности среди
различных видов [70].
Показано, что полипептидный энтеротоксин с молекулярной массой 29 кДа
S. Typhimurium обладает следующими свойствами: демонстрирует перекрестную реакцию с холерным токсином, активирует аденилатциклазу, его предпочтительным клеточным рецептором хозяина является ганглиозид GM1, и он дает
положительную реакцию при проведении анализа петель подвздошной кишки
[75]. Все это предполагает, что токсины могут вызывать диарейный синдром
при сальмонеллезе, однако их роль во внутриклеточной инвазии и последующем патогенезе пока остается неясной. Сообщалось также о продукции других
цитотоксических белков нетифоидными штаммами сальмонелл [28].
Вирулентные штаммы S. еnteriсa инициируют инфекцию нефагоцитирующих клеток, прикрепляясь к слизистому слою оболочки кишечника с помощью
адгезинов фимбрий, кодируемых геном SPI-1 [96]. За этим следует проникновение в слизистый слой кишечника, главным образом в лимфоидные фолликулы
пейеровых бляшек. Начальным местом инфекции является подвздошная область тонкого кишечника. Оказавшись внутри, бактерии внедряются в М-клетки
пейеровых бляшек [60]. Из везикул этих клеток они попадают в лизосомы. Вирулентные штаммы S. еnteriсa секретируют в цитоплазму белок SpiC, который
препятствует слиянию везикул с лизосомами. S. Typhimurium имеет фимбрии,
которые избирательно прикрепляются к М-клеткам. Несмотря на то что S. Typhimurium могут проникать в любой тип клеток эпителия, они предпочитают
М-клетки. Проникновению в нефагоцитирующие клетки способствует секреторная система III типа (известная также как контактная). Как отмечал Galan
[48], такой механизм инвазии включает довольно тесное взаимодействие между
бактерией и клеткой-хозяином, что приводит к их «взаимному диалогу». Как
следствие, происходит перестройка цитоскелета, раффлинг мембран и проникновение бактерий в клетку путем макропиноцитоза. Наблюдается также активная миграция нейтрофилов через клетки эпителия и выделение цитокинов (т. е.
интерлейкина-8). Оказавшись внутри клетки, бактерии остаются окруженными
мембраной и находятся в вакуоли в течение всего внутриклеточного цикла [84].
После деления бактерии выходят из клетки, продавливая клеточную мембрану,
и распространяются по организму. Проникновение сальмонелл в макрофаги сопровождается также раффлингом мембран и макропиноцитозом [84]. Проникнув внутрь макрофага, бактерии оказываются заключенными внутри мембраносвязанной фагосомы, которая при этом увеличивается в размерах. S. Typhimurium индуцирует апоптоз у макрофагов. Обзор литературы по энтеритам,
вызываемым сальмонеллами, приведен в работе [99].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

622

Часть VII. Пищевые заболевания

Нетифоидные серотипы сальмонелл различаются по степени патогенности
для человека. Среди них S. Pullorum и S. Gallinarium являются наименее патогенными, в то время как S. Choleraesuis, S. Dublin и S. Enteritidis — наиболее патогенными. Серотип сальмонеллы — Choleraesuis выделяется из крови чаще, чем
из стула заболевших и, наряду с серотипом S. Dublin, этот штамм связан с более
частыми случаями смертельного исхода, чем другие серотипы [87]. В случае
S.Choleraesuis, как правило, наблюдается септицемия, однако участие кишечника и выделение бактерий с экскрементами являются достаточно редкими. Так,
в одном из исследований, в 19 случаях сальмонеллеза, вызванных этим серотипом, у всех заболевших была зарегистрирована септицемия [3]. Что является
причиной распространения этих серотипов, наряду с наиболее часто встречающимся S. Typhimurium, связанным с «Локусом стирания энтероцитов» (LEE) и
определенной системой секреции, пока не определено.

Escherichia coli
Штаммы этого организма, вызывающие болезнь, помещены в 5–6 группы вирулентности или патогенности. Они обсуждаются в гл. 27. Здесь мы будем обсуждать энтеропатогенные (EPEC) и энтерогеморрагические (EHEC) штаммы.
Как уже отмечалось выше, молекулярно-генетические данные позволяют
предполагать, что роды Escherichia и Salmonella произошли от общего предка и,
таким образом, неудивительно, что происходил обмен генов вирулентности
между их представителями в результате горизонтального переноса. Островки
патогенности в хромосомах штаммов EPEC и EHEC включают «Локус стирания
энтероцитов», содержащий ген еае, кодирующий белок интимин, необходимый
для осуществления адгезии/сглаживания микроворсинок (А/E) [12]. «Локус стирания энтероцитов» и ген еае, очевидно, были привнесены в штаммы EHEC путем горизонтального переноса генов [12]. Штаммы EPEC содержат секретируемый белок espB, который делает их похожими на EHEC. По-видимому, штаммы
EHEC эволюционировали из штаммов EPEC посредством фагового переноса генов шига-токсинов [80]. Одно из доказательств было представлено при демонстрации того, как EHEC последовательно появлялись из EPEC 055:Н7 предшественника, приобретая сначала ген Stx2 и затем разделяясь на две ветви [43].
Штаммы одной из ветвей были отрицательными по b-глюкуронидазе и сорбитолу (0157:Н7 клон), а штаммы другой были неподвижными и позитивными по
b-глюкуронидазе и сорбитолу (0157:Н7 клон). Исследователи пришли к такому
заключению, используя для диверсификации EHEC и EPEC, наряду со многими
другими методами, мультилокусный ферментный электрофорез (см. гл. 11).
Они постулировали, что ген Stx2 был приобретен на раннем этапе эволюции и
был в составе генома клона 0157:Н7 в течение более длительного времени, чем
другие факторы эволюции. Устойчивость к кислой среде также появилась на
ранних этапах, но раньше или позже, чем Stx2 ген, пока не определено. Помимо
Stx генов, адгезины также появились у патогенных E. coli в результате горизонтального переноса генов [104].
Для колонизации штаммам EHEC необходим интимин, но присутствие одного только этого фактора недостаточно для адгезии и колонизации. Была предложена возможность использования основанных на интимине вакцин для предохранения скота от EHEC [32]. Патогенность EHEC определяется выделением
токсинов Stx, эндотоксинов и выделяемых организмом хозяина цитокинов,
таких как фактор некроза опухоли альфа (ФНО-a) и интерлейкин-1b. Токсины

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 22. Патогены, вызывающие пищевые токсикоинфекции

623

Приложение 22.3. Словарь терминов по некоторым пищевым патогенам
Плазмида, несущая фактор адгезии (EAF), — участок ДНК в 70 т.п.н. у штаммов EPEC
(E. coli), содержащий гены образующих пучки пилей.
Апоптоз — программируемая смерть клетки.
Прикрепление-сглаживание микроворсинок (А/E) — прочное прикрепление бактерий
к эпителиальным клеткам, приводящее к сглаживанию микроворсинок кишечника и
изменениям цитоскелета в клетках хозяина. Обнаруживается при инфицировании
штаммами EPEC и EHEC. Гены А/E локализованы в области хромосомной ДНК длиной 34 т.п.н. островка патогенности.
Биовар (биотип) — внутривидовая систематическая категория; подвиды, физиологически отличающиеся от прочих вариантов этого вида.
Пили, образующие пучки, — локализованы на поверхности патогенных бактерий, кодируются кластером bfp генов, локализованных в EAF-плазмиде.
Диарея (греч. «diarrheo» — истекаю) — учащенное выделение водянистого содержимого
главным образом тонкого кишечника; понос.
Дизентерия — (греч. «dis» — нездоровый, плохой + «entera» — кишечник) — частый стул
с кровью и/или гноем, но менее обильный, чем при диарее; «расстройство желудка».
Геномовар — фенотипически похожие, но генотипически различающиеся группы штаммов.
Интегрины — рецепторы клеток хозяев; трансмембранные белки на поверхности многих
клеток эукариот, в особенности М-клеток пейеровых бляшек.
Интимин — белок внешней мембраны с массой 94 кДа, адгезин, кодируемый хромосомным eae-геном, необходимый для контакта прикрепленной бактерии с основанием белков цитоскелета хозяев и колонизации бактерий.
Ламина проприа — соединительная ткань, располагающаяся под слизистым эпителием
кишечника.
Локус стирания энтероцитов (LEE) — один из примеров островков патогенности
у EPEC- и EHEC-штаммов E. coli, содержащих гены А/Е и EPEC-секретируемый белок
В. Полная последовательность гена LEE у штамма E. coli 0157:Н7 состоит из 43539 п.о.
и включает профаг [34].
М-клетки (микроскладчатые или мембраноскладчатые) — входят в состав пейеровых
бляшек; имеют на поверхности очень тонкое мукозное покрытие. Они презентируют
антигены иммунокомпетентным клеткам в Ламина проприа.
Патоген — организм или бесклеточный агент, демонстрирующий способность вызывать
заболевание.
Островок патогенности (ОП) — специфическая область бактериальной хромосомной
ДНК, включающая многие гены вирулентности (например SPI-2 у сальмонелл).
Патовар — биовар, имеющий отличающийся спектр хозяев.
Педестал — структура, размером приблизительно около 10 мкм, образующая основание в
месте прикрепления бактерии после разрушения пограничного слоя микроворсинок.
Состоит из плотно упакованных белков цитоскелета, включая актин. Ее образование
инициализируется транслоцированным интиминовым рецептом (ТИР).
Пейеровы бляшки, или лимфатические узлы, — большие субэпителиальные бляшки
овальной формы, состоящие из плотно агрегированных лимфоидных фолликулов или
узелков в стенках кишечника, особенно многочисленные в подвздошной кишке.
М-клетки этих структур используются возбудителями, такими как Yersinia enterocolitica, C. jejuni, Shigella и Salmonella typhimurium в качестве главных ворот при внедрении в организм хозяина (описание М-клеток выше).
Фаговар (фаготип) — вариант того или иного вида (подвида) бактерий, отличающийся
от других вариантов этого же вида по спектру чувствительности к типовым фагам.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

624

Часть VII. Пищевые заболевания

Приложение 22.3. Словарь терминов (окончание)
RpoS (сигма фактор стационарной фазы) — регулирует у некоторых возбудителей
помимо других функций, устойчивость к кислой среде и голоданию.
Вирулентность — относительная степень способности данного инфекционного агента
(штамма микроорганизма или вируса) заражать данный организм.
а
Секреторная система
Тип III — конечным пунктом доставки белков является периплазма. Для их вывода за
пределы клетки необходим специальный аппарат, например Yop. Секретируемые эффекторные белки индуцируют поглощение бактерии клеткой хозяина.
Тип II — белки секретируются в периплазму и далее выходят за пределы клетки сквозь
внешнюю мембрану.
Тип I — белки секретируются непосредственно во внешнюю среду при участии двух
цитоплазматических и одного белка внешней мембраны бактерии.
Серотип, серовар — подтип (подвид) микроорганизма или белка, определяемый с помощью иммунологических методов на основании антигенных различий.
Tir (транслоцированный интиминовый рецептор) белок — белок, который транслоцируется из бактерии в клетку хозяина, где он служит в качестве рецептора для интимина.
Активно участвует в образовании педестала.
Yops (белки внешней мембраны иерсиний) — вирулон Yersinia, кодируемый плазмидой
в 70 т.п.н., pYV. Составными частями вирулона являются четыре элемента: (1) Тип
III — секреторной системы, предназначенной для секреции белков Yop, (2) система,
доставляющая бактериальные белки в клетки хозяина (YopB и YopD), (3) контрольный
элемент (YopN), и (4) набор эффекторных белков Yop.
а

Тип IV — секреторная система, хорошо известная у Agrobacterium tumefaciens;
не показано участие этой системы у патогенных организмов при пищевых заболеваниях.

Stx1 и Stx2 ингибируют синтез белка в клетках эндотелия, где рецептором для
них служит глоботриазил церамида (Gb3). В почках человека содержится большое количество Gb3, и поэтому они очень чувствительны к токсинам Stx [57].
Показано, что Stx2 является более токсичным, чем Stx1 по отношению к клеткам
микрососудистого эндотелия кишечника. Эти свидетельства могут иметь отношение к преимущественному выделению токсина Stx2 бактериями штамма
EHEC при заболеваниях геморрагическими колитами [57].
Для адгезии и аутоагглютинации штаммов EPEC необходимо наличие образующих пучки пилей IV типа (bfp), кодируемых плазмидными ДНК. Мутанты,
у которых отсутствуют пили этого типа, вызывают не столь сильную диарею и,
как исследовано на добровольцах, были в 200 раз менее вирулентными [10].
Повреждения структуры плотноупакованного белка цитоскелета (включая актин) рассматриваются в качестве отличительного признака EPEC — инфекции
[41]. Нарушения клеточной структуры начинаются с непрочного прикрепления
бактерии к клетке и последующей инъекции белков III типа, вызывающих изменения цитоскелета и исчезновение микроворсинок эпителия. Интимин необходим на более поздней стадии [37]. Некоторые штаммы Citrobacter freundii
и Hafnia alvei выделяют факторы адгезии и исчезновения микроворсинок в организмах у некоторых животных, хотя и не доказано, что эти микроорганизмы
являются возбудителями пищевых инфекций [89].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 22. Патогены, вызывающие пищевые токсикоинфекции

625

Yersiniae
Бактерии чумы — Yersinia enterocolitica (и некоторые другие иерсинии) обладают хромосомной детерминантой, участвующей в поглощении железа, которое
опосредовано сидерофором иерсиниабактином. Этот участок хромосомы иерсиний рассматривается как «островок патогенности» (ОП). Такие участки хромосом были найдены у штаммов EAggEC, но довольно редки у EPEC, EIEC и
ETEC. ОП полностью отсутствовали у всех исследованных штаммов EHEC,
а также штаммов сальмонелл и шигелл [90]. По-видимому, участки ОП в хромосомах появились в результате горизонтального переноса генов между Y. pestis
и некоторых штаммов E. coli в процессе эволюции [90].
Наиболее значительным элементом механизма патогенности у Y. еnterocolitica является белок внешней мембраны бактерий — Yop-вирулон (см. приложение 22.3), который также был обнаружен и у таких патогенов, как Y. pestis и
Y. pseudotuberculosis. Вирулон позволяет иерсиниям выживать и размножаться
в лимфоидной ткани хозяина. Он состоит из четырех компонентов, как описано
в приложении 22.3. Yop-вирулон кодируется плазмидой длиной 70 т.п.н. (pYV),
содержащей островок высокой патогенности, необходимый для проявления вирулентности; он также определяет кальциевую зависимость [4, 25].
Yop-вирулоны синтезируются при 37 °С и переносятся в клетки млекопитающих при контакте с бактериями. Грамположительные бактерии могут секретировать белки непосредственно во внешнюю среду, поскольку у них отсутствует
внешняя мембрана. Бактериальные белки, в соответствии с I-типом секреторной
системы у грамотрицательных бактерий, секретируются непосредственно из
цитоплазмы во внешнюю среду при участии двух цитоплазматических белков и
одного белка внешней бактериальной мембраны. Однако при использовании секреторной системы III типа для выхода бактериальных белков за пределы бактериальных клеток необходимо функционирование специализированного аппарата.
У иерсиний секреторный аппарат, как правило, блокирован на уровне внешней мембраны с помощью YopN, который выступает в роли затычки. YopN может быть смещен (разблокирование системы) при удалении Са2+. В это время
Yop-вирулоны секретируются из цитоплазмы во внешнюю среду. Yop-вирулоны ответственны за репрессию выхода ФНО-a у инфицированных макрофагов
[13]. При контакте Yop-вирулонов с эукариотическими клетками формируется
аппарат для микроинъекции, позволяющий белкам Yop переходить из бактериальной клетки непосредственно в эукариотическую, используя III тип секреторной системы [41]. Этот процесс был описан Silhavy [92] как смерть макрофагов
в результате летальной инъекции. Falkow [41] указывал, что «шигеллы являются
причиной самоубийства макрофагов». Система секреции III типа у S. Typhimurium была описана как супрамолекулярная структура, образующая мостик между
внутренней и внешней мембранами [66]. III тип секреторной системы был также
обнаружен у штаммов Erwinia, Xanthomonas, Pseudomonas и Ralstonia, патогенных для растений [2]. Как отмечается в приложении 22.3, IV тип секреторной системы характерен для патогенных для растений Agrobacterium tumefaciens.
Shigellae
М-клетки пейеровых бляшек в подвздошной области тонкого кишечника подвергаются инвазии шигеллами, а также некоторыми сальмонеллами, некоторыми
штаммами EPEC и некоторыми вирусами [41]. Шигеллы инфицируют макрофаги

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

626

Часть VII. Пищевые заболевания

толстой кишки и М-клетки прямой кишки. При этом макрофаги погибают в процессе апоптоза. В результате происходит острая реакция воспаления и дизентерия. Это
особенно характерно для инвазивных штаммов S. flexneri [110]. Этот тип повреждений приводит к потере крови и выделению слизи в просвет кишечника. Результатом ингибировыания адсорбции воды в толстом кишечнике является выход жидкого дизентерийного стула (расстройство кишечника). При прохождении бактерий
через тонкий кишечник у них наблюдается всплеск размножения. При этом шигеллез сопровождается водянистой диареей. Из всех видов шигелл S. sonnei вызывает
диарею наиболее часто. Что касается минимальной инфекционной дозы, менее 10
клеток бактерий вызывали заболевание у 10% добровольцев, при дозе в 500 клеток
— 50% добровольцев были инфицированы [39].
Шига-токсин, выделяемый S. disenteriae типа 1 связывается с галабиозой и
начинает ингибировать синтез белка у млекопитающих. Несмотря на то что гемолитический уремический синдром более всего связан с заражением организма EHEC-штаммами E. coli, он может также быть вызван и S. disenteriae.

Vibrio
В отличие от грамотрицательных бактерий, которые обсуждались выше, вибрионы не являются членами семейства Enterobacteriaceae, а виды и штаммы, связанные с пищевыми заболеваниями, также являются неинвазивными. В случае
V. parahaemolyticus патогенез связан с выделением гомодимерного белка массой 46 кДа — прямого термостабильного гемолизина (ПТГ). Этот экзотоксин,
очевидно, является ответственным за гемолиз, порообразующую способность,
цитотоксические эффекты, летальность у мелких животных и энтеротоксигенность, оцениваемую по активности этого агента в петле подвздошной кишки.
Детальное описание ПТГ представлено в гл. 28.
Штаммы V. cholerae 01 колонизируют эпителий тонкого кишечника, отдавая
предпочтение М-клеткам, и это вызывает интенсивную диарею. Двумя первичными факторами вирулентности этого организма являются: (1) токсин-корегулируемые пили (ТКП), необходимые для колонизации кишечника и (2) холерный токсин (ХТ), являющийся энтеротоксином [98]. ХТ гены (ctxAB) являются
частью большого генетического элемента, CTX, который составляет геном нитчатого бактериофага, обозначаемого CTX ш [42, 98]. Геномы этих бактериофагов могут распространяться в штаммах реципиента V. cholerae, где они либо интегрируются в хромосому, образуя стабильные лизогены, либо сохраняются и
поддерживаются внехромосомно [42]. В этой последней работе было также показано, что CTX ш, выделенные из десяти клинических или природных штаммов
V. cholerae, инфицировали ХТ-негативные штаммы. В этой работе отмечалось
также, что индукция фага может происходить и не в кишечнике человека. Этот
локус патогенности является, по-видимому, примером горизонтального переноса генов, который может приводить к появлению новых патогенных штаммов.
Так, например, элемент CTX ш связан с колифагом М 13 [98]. Одной из необычных характеристик V. cholerae является наличие у этих бактерий двух кольцевых хромосом [95]. Большая из этих двух содержит более 2,96 млн оснований и
в том числе так называемые облигатные гены «домашнего хозяйства», а также
некоторые гены, связанные с вирулентностью. Меньшая по размеру хромосома
содержит более 1,07 млн оснований и многие гены с неизвестными функциями.
Субъединица холерного токсина В (ХТВ) связывается с ганглиозидным рецептором GM1 на поверхрости клетки (он тесно связан с субъединицей В термолабильного токсина E. coli).

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 22. Патогены, вызывающие пищевые токсикоинфекции

627

Роль бактериофагов в передаче генов вирулентности проиллюстрирована на
примере генетического элемента CTX, отмечавшегося выше. Среди патогенов
пищевых заболеваний известны следующие гены токсинов, переносимых с помощью бактериофагов: стафилококковый энтеротоксин А, Stx1 и Stx2 штаммов
EHEC бактерий E. coli и ботулинические токсины. Как уже отмечалось, гены,
связанные с вирулентностью, могут входить в состав плазмид одного организма
и в то же время находиться на хромосоме другого организма. Это предполагает, что вслед за трансмиссией гены могут быть интегрированы в геном [20].
Аналогичные явления вполне возможны и в отношении связанных с бактериофагами генов.

Выводы
В течение двух последних десятилетий получено много новой информации о
специфических механизмах пищевых патогенов, вызывающих заболевания у
человека; особенно это относится к грамотрицательным бактериям. Однако, помимо той роли, которую они играют в накоплении кишечной жидкости (диарея),
не так много новых сведений было получено об энтеротоксинах, выделяемых
грамотрицательными бактериями. Их значение в процессе инвазии клеток-хозяев представляется минимальной.
Концепция островков патогенности у сальмонелл, иерсиний и штаммов
EPEC и EHEC у Escherichia coli получила значительное развитие. Эти «островки» локализованы на экстрахромосомной ДНК, так же как и участки генома бактериофагов, и они не обнаруживаются у непатогенных бактерий (подробный обзор и обсуждение можно найти в работе Hacker и Kaper [53]).
Молекулярно-генетические исследования внесли много новой информации
о важности передачи с помощью плазмид и бактериофагов генов вирулентности
между некоторыми видами Enterobacteriaceae и в пределах рода Vibrio. Обнаруженные факты, показывающие, что нетифоидные сальмонеллы и Stx-продуцирующие штаммы Escherichia coli проявляют высокий уровень мутирования,
предполагают появление новых энтеропатогенных вариантов среди этих групп.
Одним из первых требований к инвазивному кишечному патогену является способность прикрепления к стенкам кишечника. Недавние открытия подтвердили
важность подвижных генетических элементов в распространении этого свойства
Таблица 22.2. Примеры некоторых грамотрицательных бактерий, обладающих
по крайней мере одним фактором вирулентности, часто связанным
с установленными и вызывающими пищевые заболевания патогенами
Организмы

Установленный фактор вирулентности

Aeromonas caviae
A. hydrophila
Bacteroides fragilis

Энтеротоксин
Цитотоксический энтеротоксин
Энтеротоксин, имеющий положительную реакцию
в петле подвздошной кишки
Термостабильный энтеротоксин (А/E повреждения)
Термостабильный энтеротоксин
Производит А/E повреждения
Термостабильный энтеротоксин
Термостабильный энтеротоксин

Citrobacter freundii
Enterobacter cloacae
Hafnia alvei
Klebsiella pneumoniae
Plesiomonas shigelloides

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

628

Часть VII. Пищевые заболевания

Таблица 22.3. Даты наиболее ранних исследований по установлению первичных
патогенов, вызывающих пищевые заболевания
Патоген/синдром
Ботулизм раннего детского возраста
Yersinia enterocolitica
Cyclospora cayetanensis
Вирус Норуолк и другие близкие вирусы
Штаммы Vibrio cholerae, не относящиеся к 01
Listeria monocytogenes
Энтерогеморрагические штаммы E. coli
Новый вариант болезни Крейтцфельдта–Якоба (nvCJD)

Год первого обнаружения
1976
1976
1977
1978
1979
1981
1982
1996

среди авирулентных и вирулентных штаммов. Скорость, с которой авирулентные
штаммы патогенных видов или филогенетически связанных видов могут приобретать, поддерживать и экспрессировать гены прикрепления/сцепления, может быть
критическим фактором в появлении новых энтеропатогенов.
В табл. 22.2 перечислены восемь грамотрицательных бактерий, обладающих
по крайней мере одним свойством или фактором, который часто связан с патогенностью и пищевыми заболеваниями. Можно допустить, что они не имеют
первостепенного значения как патогены, вызывающие пищевые заболевания,
вследствие отсутствия других вирулентных свойств, таких как способность к
адгезии и проникновения в эпителиальные клетки. Aeromonas hydrophila и
Plesiomonas shigelloides были включены в список особого внимания пищевых
микробиологов уже на протяжении, по крайней мере, двух десятилетий, хотя и
ни разу не было показано, что именно они вызывают пищевые гастроэнтериты в
отсутствие других энтеропатогенов.
Исходя из данных табл. 22.3, где перечислены последние восемь патогенов,
признаваемых возбудителями пищевых заболеваний, можно сделать заключение
о медлительности процесса превращения непатогенов в возбудителей заболеваний. Можно предполагать, что большинство из них существовало задолго до того,
как было продемонстрирована их патогенность как возбудителей пищевых болезней. Определенными исключениями являются штаммы E. coli, вызывающие энтерогеморрагические колиты. Эти штаммы были впервые зарегистрированы в
1975 г. и, как отмечалось выше, молекулярно-генетическими исследованиями показано, что они произошли от E. coli 055:Н7, очевидно, в результате переноса бактериофагом генов вирулентности. Новый вариант болезни Крейтцфельдта–Якоба
является, по-видимому, самым новым из пищевых токсикоинфекционных заболеваний. Несмотря на то что временной интервал возникновения пищевых патогенов является достаточно большим и неопределенным, после их установления они,
по-видимому, продолжают существовать и сохраняться неопределенно долго. Ни
одного из когда-либо обнаруженных патогенов, распространяемых пищевым путем, не удалось полностью ликвидировать.

Литература
1. Arizcun, C., C. Vasseur, and J.C. Labadie. 1998. Effect of several decontamination procedures on Listeria
monocytogenes growing in biofilms. J. Food Protect. 61:731–734.
2. Alfano, J.R., and A. Collmer. 1997. The type III (Hrp) secretion pathway of plant pathogenic bacteria:
Trafficking harpins, Avr proteins, and death. J. Bacteriol. 179:5655–5662.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 22. Патогены, вызывающие пищевые токсикоинфекции

629

3. Allison, M.J., H.P. Dalton, M.R. Escobar, and C.J. Martin. 1969. Salmonella holeraesuis infections in man:
A report of 19 cases and a critical literature review. South. Med. J. 62:593–596.
4. Anderson, D.M., and O. Schneewind. 1997. A mRNA signal for the type III secretion of Yop proteins
by Yersinia enterocolitica. Science 278:1140–1143.
5. Archer, D.L. 1996. Preservation microbiology and safety: Evidence that stress enhances virulence and
triggers adaptive mutations. Trends Food Sci. Technol. 7:91–95.
6. Bagamboula, C.F., M. Uyttendaele, and J. Debevere. 2002. Acid tolerance of Shigella sonnei and Shrgella
flexneri. J. Appl. Bacteriol. 93:479–486.
7. Bagge, D., M. Hjelm, C. Johansen, I. Huber, and L. Gram. 2001. Shewanella putrefaciens adhesion and
biofilm formation on food processing surfaces. Appl. Environ. Microbiol. 67:2319–2325.
8. Baumler, A.J., R.M. Tsolis, T.A. Ficht, and L.G. Adams. 1998. Evolution of host adaptation in Salmonella
enterica. Infect. Immun. 66:4579–4587.
9. Berry, E.D. and C.N. Cutter. 2000. Effects of acid adaptation of Escherihia coli 0157:H7 on efficacy
of acetic acid spray washes to decontaminate beef carcass tissue. Appl. Environ. Microbiol. 66: 1493–1498.
10. Bieber, D., S.W. Ramer, and C.-Y. Wu. 1998. IV pili, transient bacterial aggregates, and virulence of enteropathogenic Escherichia coli. Science 280:2114–2118.
11. Blackman, I.C., and J.F. Frank. 1996. Growth of Listeria monocytogenes as a biofilm on various foodprocessing surfaces. J. Food Protect, 59: 827–831.
12. Boerlin, P., S. Chen, and J.K. Colbourne. 1998. Evolution of enterohemorrhagic Escherichia coli hemolysin
plasmids and the locus for enterocyte effacement in Shiga toxin-producing E. coli. Infect. Immun. 66:2553–
2561.
13. Boland, A., and G.R. Cornelis. 1998. Role of YopP in suppression of tumor necrosis factor alpha release
by macrophages I during Yersinia infection. Infect. Immun. 66:1878–1884.
14. Borucki, M.K., J.D. Peppin, D. White. F. Loge, and D.R. Call. 2003. Variation in biofilm formation among
strains of Listeria monocytogenes. Appl. Environ. Microbiol. 69:7336–7342.
15. Bremer, P.J., I. Mond, and C.M. Osborne. 2001. Survival of Listeria monocytogenes attached to stainless
steel surfaces in the presence or absence of Flavobacterium spp. J. Food Protect. 64:1369–1376.
16. Buchanan, R.L., S.G. Edelson, and G. Boyd. 1999. Effects of pH and acid resistance on the radiation
resistance of enterohemorrhagic Escherichia coli. J. Food Protect. 62:219–228.
17. Buswell, C.M., Y.M. Herlihy, L.M. Lawrence, J.T. McGuiggan, P.D. Marsh, C.W. Keevil, and S.A. Leach.
1998. Extended survival and persistence of Campylobacter spp. in water and aquatic biofilms and their
detection by immunofluorescent antibody and -rRNA staining. Appl. Environ. Microbiol. 64:733–741.
18. Carpenter, B., and O. Cerf. 1993. Biofilms and their consequences, with particular reference to hygiene in the
food industry. J. Appl. Bacteriol. 75:499–511.
19. Centers for Disease Control and Prevention. 2003. Preliminary FoodNet data on the incidence of foodborne
illnesses — Selected sites, United States, 2002. Morb. Mortal. Wkly. Rep. 52:340–343.
20. Cheetham, B.F., and M.E. Katz. 1995. A role for bacteriophages in the evolution and transfer of bacterial
virulence determinants. Mol. Microbiol. 18:201–208.
21. Christensen, H., S. Nordentoft, and J.E. Olsen. 1998. Phylogenetic relationships of Salmonella based on
rRNA sequences. Int. J. Syst. Bacteriol. 48:605–610.
22. Chumkhunthod, P., H. Schraft, and M.W. Griffiths. 1998. Rapid monitoring method to assess efficacy of
sanitizers against Pseudomonas putida biofilms. J. Food Protect. 61:1043–1046.
23. Cloak, O.M., B.T. Solow, C.E. Briggs, C.-Y. Chen, and P.M. Fratamico. 2002. Quorum sensing and
production of autoinducer-2 in Campylobacter spp., Escherichia coli 0157:H7, and Salmonella enterica
serovar Typhimurium in foods. Appl. Environ. Microbiol. 8:4666–4671.
24. Coconnier, M.-H., E. Dlissi, and N. Robard. 1998. Listeria monocytogenes stimulates mucus exocytosis
in cultured human polarized mucosecreting intestinal cells through action of listeriolysin O. Infect. Immun.
66:3673–3681.
25. Cornelis, G.R., and H. Wolf-Watz. 1997. The Yersinia Yop virulon: A bacterial system for subverting
eukaryotic cells. Mol. Microbiol. 23:861–867.
26. Costerton, J.W. 1994. Biofilms, the customized microniche. J. Bacteriol. 176:2137–2142.
27. Cotter, P.D., and C. Hill. 2003. Surviving the acid test: Responses of Gram-positive bacteria to low pH.
Microbiol. Mol. Biol. Rev. 67:429–453.
28. D’Aoust, J.Y. 1997. Salmonella species. In Food Microbioiogy — Fundamentals and Frontiers. ed. Doyle.
L.R. Beuchat, and T.J. Montville, 129–158. Washington, DC: ASM Press.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

630

Часть VII. Пищевые заболевания

29. Dack, G.M., W.E. Cary., O. Woolpert, and H. Wiggers. 1930. An outbreak of food poisoning proved to be
due to a yellow hemolytic staphylococcus. J . Prev. Med. 4:167–175.
30. Davies, D.G., M.R. Parsek, J.P. Pearson, B.H. Iglewski, J.W. Costerton, and E.P. Greenberg. 1998. The
involvement of cell-to-cell signals in the development of a bacterial biofilm. Science 280:295–298.
31. Davis, M.J., P.J. Coote, and C.P. O’Byrne. 1996. Acid tolerance in Listeria monocytogenes: The adaptive
acid tolerance response (ATR) and growth-phase-dependent acid resistance. Microbiology 142:2975–2982.
32. Dean-Nystrom, E.A., B.T. Bosworth, H.W. Moon, and A.D. O’Brien. 1998. Escherichia coli 0157:H7
requires intimin for enteropathogenicity in calves. Infect. Immun. 66: 4560–4563.
33. Decatur, A.L., and D.A. Portnoy. 2000. A PEST-like sequence in listeriolysin O essential for Listeria
monocytogenes pathogenicity. Science 290:992–995.
34. Degrassi, G., A. Anguilar, M. Bosco, S. Zahariev, S. Pongor, and V. Venturi. 2002. Plant growth-promoting
Pseudomonas putida WCS358 produces and secretes four cyclic dipeptides: Cross-talk with quorum sensing
bacterial sensors. Curr. Microbiol. 45:250–254.
35. De Kievit, T.R., and B.H. Iglewski. 2000. Bacterial quorum sensing in pathogenic relationships. Infect.
Immun. 68:4839–4849.
36. Dong, Y.-H., A.R. Gusti, Q. Zhang, J.-L. Xu, and L.-H. Zhang. 2002. Identification of quorum-quenching
N-acylhomoserine lactonases from Bacillus species. Appl. Environ. Microbiol. 68:1754–1759.
37. Donnenberg, M.S., J.B. Kaper, and B.B. Finlay. 1997. Interactions between enteropathogenic Escherichia
coli and host epithelial cells. Trends Microbiol. 5:109–114.
38. Dunny, G.M., and B.A.B. Leonard. 1997. Cell-cell communication in Gram-positive bacteria. Ann. Rev.
microbial. 51:527–564.
39. DuPont, H.L., M.M. Levine, and R.B. Homick. 1989. Inoculum size in shigellosis and implications for
expected mode of transmission. J. Infect. Dis. 159: 1126–1128.
40. Elhanafi, D., B. Leenanon, W. Bang, and M.A. Drake. 2004. Impact of cold and cold-acid stress on poststress
tolerance and virulence factor expression of Escherichia coli 0157:H7. J. Food Protect. 67:19–26.
41. Falkow, S. 1996. The evolution of pathogenicity in Escherichia, Shigella, and Salmonella. In Escherichia
coli and Salmonella — Cellular and Molecular Biology. 2nd ed., ed. F.C. Neidhardt, 2723–2729. Washington, DC: ASM Press.
42. Faruque, S.M., Asadulghani, A.R.M. Abdul Alim, M.J. Albert, K.M.N. Islam, and J.J. Mekalanos. 1998.
Induction of the lysogenic phage encoding cholera toxin in naturally occurring strains of toxigenic Vibrio
cholerae 01 and 0139. Infect. Immun. 66:3752–3757.
43. Feng, P.K., A. Lampel, and H. Karch. 1998. Genotypic and phenotypic changes in the emergence of
Escherichia coli 0157:H7. J. Infect. Dis. 177:1750–1753.
44. Ferreira, A., D. Sue, C.P. O’Byrne, and K.J. Boor. 2003. Role of Listeria monocytogenes dB in survival of lethal
acidic conditions and in the acquired acid tolerance response. Appl. Environ. Microbiol. 69:2692–2698.
45. Frank, J.F., and R.A. Koffi. 1990. Surface-adherent growth of Listeria monocytogenes associated with
increased resistance to surfactant sanitizers and heat. J. Food Protect. 53:550–554.
46. Fratamico, P.M. 2003. Tolerance to stress and ability of acid-adapted and non-acid adapted Salmonella
enterica serovar Typhimurium DT104 to invade and survive in mammalian cells in vitro. J. Food Protect.
66:1115–1125.
47. Fuqua, W.C., S.C. Winans, and E.P. Greenberg. 1994. Quorum sensing in bacteria: The Lux-R-LuxI family
of cell density-responsive transcriptional regulators. J. Bacteriol. 176:269–275.
48. Galбn, J.E. 1996. Molecular genetic bases of Salmonella entry into host cells. Mol. Microbiol. 20:263–271.
49. Gellin, B.G., and C.V. Broome. 1989. Listeriosis. JAMA 261:1313–1320.
50. Gorden, J., and P.L.C. Small. 1993. Acid resistance in enteric bacteria. Infect. Immun. 61:364–367.
51. Gram, L., A.B. Christensen, L. Ravn, S. Molin, and M. Givskov. 1999. Production of acylated homoserine
lactones by psychrotrophic members of the Enterobacteriaceae isolated from foods. Appl. Environ. Microbiol. 65:3458–3463.
52. Groisman, E.A., and H. Ochman. 1997. How Salmonella became a pathogen. Trends Microbiol. 9:343–349.
53. Hacker, J.. and J.B. Kaper. 2000. Pathogenicity islands and the evolution of microbes. Ann. Rev. Microbiol.
54:641–479.
54. Holden, M.T.G., S.R. Chhabra, R. de Nys, P. Stead, N.J. Bainton, P.J. Hill, M. Manefield, N. Kumar, M.
Labatte, D. England, S. Rice, M. Givskov, G.P.C. Salmond, G.S.A.B. Stewart, B.W. Bycroft, S. Kjelleberg,
and P. Williams. 1999. Quorum-sensing cross talk: Isolation and chemical characterization of cyclic dipeptides from Pseudomonas aeruginosa and other Gram-negative bacteria. Mol. Microbiol. 33:1254–1266.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 22. Патогены, вызывающие пищевые токсикоинфекции

631

55. Humphrey, T.J., N.P. Richardson, K.M. Statton, and R.J. Rowbury. 1993. Acid habituation in Salmonella
Enteritidis PT4: Impact of inhibition of protein synthesis. Lett. Appl. Microbiol. 16:228–230.
56. Ikeda, J.S., J. Samelis, P.A. Kendall, G.C. Smith, and J.N. Sofos. 2003. Acid adaptation does not promote
survival or growth of Listeria monocytogenes on fresh beef following acid and nonacid decontamination
treatments. J. Food Protect. 66:985–992.
57. Jacewicz, M.S., D.W.K. Acheson, D.G. Binion, G.A. West, L.L. Lincicome, C. Fiocchi, and G.T. Keusch.
1999. Responses of human intestinal microvascular endothelial cells to Shiga toxins 1 and 2 and pathogenesis of hemorrhagic colitis. Infect. lmmun. 67:1439–1444.
58. Jensen, V.B., J.T. Harty, and B.D. Jones. 1998. Interactions of the invasive pathogens. Salmonella Typhimurium, Listeria monocytogenes, and Shigella flexneri with M cells and murine Peyer’s patches. Infect.
lmmun. 66:3758–3766.
59. Ji, G.Y., R.C. Beavis, and R.P. Novick. 1995. Cell density control of staphylococcal virulence mediated by
an octapeptide pheromone. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92:12055–12059.
60. Jones, B.D., and S. Falkow. 1994. Identification and characterization of a Salmonella Typhimurium
oxygen-regulated gene required for bacterial internalization. Infect. Immun. 62:3745–3752.
61. Karatzas, K.A.G., and M.H.J. Bennikk. 2002. Characterization of a Listeria monocytogenes Scott A isolate
with high tolerance towards high hydrostatic pressure. Appl. Environ. Microbiol. 68:3183–3189.
62. Kleerebezem, M., L.E.N. Quadri, O.P. Kulpers, and W.M. de Vos. 1997. Quorum sensing by peptide
pheromones and two-component signal-transduction systems in Gram-positive bacteria. Mol. Microbiol.
24:895–904.
63. Kim, K.Y., and J.F. Frank. 1995. Effect of nutrients on biofilm formation by Listeria monocytogenes
on stainless steel. Food Protect. 58:24–28.
64. Koo, J., A. DePaola, and D.L. Marshall. 2000. Impact of acid on survival of Vibrio vulnificus and Vibrio
vulnificus phage. J. Food Protect. 63:1049–1052.
65. Koutsoumanis, K.P., P.A. Kendall, and J.N. Sofos. 2003. Effect of food processing-related stresses on acid
tolerance Listeria monocytogenes. Appl. Environ. Microbiol. 69:7514–7516.
66. Kubori, T., Y. Matsushima, D. Nakamura, J. Uralil, M. Lara-Tejero, A. Sukhan, J.E. Galan, and S.-I. Aizawa. 1998. Supramolecular structure of the Salmonella Typhimurium type III protein secretion system.
Science 280:602–605.
67. Lecuit, M., S. Vandormael-Pournin, J. Lefort, M. Huerre, P. Gounon, C. Dupuy, C. Babinet, and P. Cossart.
2001. A transgenic model for listeriosis: Role of internalin in crossing the intestinal barrier. Science
292:1722–1725.
68. LeClerc, J.E., B. Li, W.L. Payne, and T.A. Cebula. 1996. High mutation frequencies among Escherichia coli
and Salmonella pathogens. Science 274:1208–1211.
69. Leuschner, R.G.K., and M.P. Boughtflower. 2001. Standardized laboratory-scale preparation of mayonnaise
container low levels of Salmonella enterica serovar Enteritidis. J. Food Protect. 64:623–629.
70. LeClerc, J.E., B. Li, W.L. Payne, and T.A. Cebula. 1996. High mutation frequencies among Escherichia coli
and Salmonella pathogens. Science 274:1208–1211.
71. Marsh, E.J., H. Luo, and H. Wang. 2003. Characteristics of biofilm development by Listeria monocytogenes
strains. FEMS Microbiol. Lett. 228:203–210.
72. Mead, P.S., L. Slutsker, V. Dietz, I.M. McCaig, J.S. Bresee, C. Shapiro, P.M. Griffin, and R.V. Tauxe. 1999.
Food-related illness and death in the United States. Emerg. Infect. Dis. 5:607–625.
73. McLean, R.J.C., M. Whiteley, D.J. Stickler, and W.C. Fuqua. 1997. Evidence of autoinducer activity in naturally occurring biofilms. FEMS Microbiol. Lett. 154:259–263.
74. Michiels, C.W., M. Schellekens, C.C.F. Soontjens, and K.J.A. Hauben. 1997. Molecular and metabolism
typing of resident and transient fluorescent pseudomonad flora from a meat mincer. J. Food Protect.
60:1515–1519.
75. O’Brien, A.D., and R.K. Holmes. 1996. Protein toxins of Escherichia coli and Salmonella. In Escherichia
coli and Salmonella — Cellular and Molecular Biology, 2nd ed., ed. F.C. Neidhardt, 2788–2802. Washington, DC: ASM Press.
76. O’Driscoll, B., C.G.M. Gahan, and C. Hill. 1996. Adaptive acid tolerance response in Listeria monocytogenes: lsolation of an acid-tolerant mutant which demonstrates increased virulence. Appl. Environ.
Microbiol. 62:1693–1698.
77. Oh, D.-H, and D.L. Marshall. 1996. Monolaurin and acetic acid inactivation of Listeria monocytogenes
attached to stainless steel. J. Food Protect. 59:249–252.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

632

Часть VII. Пищевые заболевания

78. Otto, M., H. Echner, W. Voelter, and F. Gotz. 2001. Pheromone cross-inhibition between Staphylococus
aureus an Staphylococcus epidermidis. Infect. Immun. 69:1957–1960.
79. O’Riordan, M., M.A. Moors, and D.A. Ponnoy. 2003. Listeria intracellular growth and virulence require
host-derive lipoic acid. Science 302:462–464.
80. Perna, N.T., G.F. Mayhew, G. Pуsfai, S. Elliott, M.S. Donnenberg, J.B. Kaper, and F.R. Blattner. 1998.
Molecular evolution of a pathogenicity island from enterohemorrhagic Escherichia coli 0157:H7. Infect.
Immun. 66:3810–3817.
81. Phan-Thanh, L., F. Mahouin, and S. Alige. 2000. Acid responses of Listeria monocytogenes. Int. J. Food
Microbiol. 55:121–126.
82. Pruzzo, C., R. Tarsi, M. del Mar Lleт, C. Signoretto, M. Zampini, R.R. Colwell, and P. Canepari. 2002. In vitro
adhesion to human cells by viable but nonculturable Enterococcus faecalis. Curr. Microbiol. 45:105–110.
83. Ren, D., J.J. Sims, and T.K. Wood. 2002. Inhibition of biofilm formation and swarming of Bacillus subtilis
by (5Z)-4-brome-5-(bromomethylene)-3-butyl-2-(5H)-furanone. Lett. Appl. Microbiol. 34:293–299.
84. Richter-Dahlfors, A.A., and B.B. Finlay. 1997. Salmonella interactions with host cells. In Host Response to
Intracellular Pathogens, ed. S.H.E. Kaufmann, 251–270. Austin, TX: R.G. Landes Co.
85. Samelis, J., J.N. Sofos, J.S. Ikedak, P.A. Kendall, and G.C. Smith. 2002. Exposure to non-acid fresh meat decontamination washing fluids sensitizes Escherichia coli 0157:H7 to organic acids. Lett. Appl. Microbiol.
34:7–12.
86. Samelis, J., J.N. Sofos, P.A. Kendall, and G.C. Smith. 2001. Influence of the natural microbial flora on the
acid tolerance response of Listeria monocytogenes in a model system of fresh meat decontamination fluids.
Appl. Environ. Microbiol. 67:2410–2420.
87. Saphra, I., and M. Wassermann. 1954. Salmonella choleraesuis: A clinical and epidemiological evaluation
of 329 infections identified 1940 and 1954 in the New York Salmonella Center. Am. J. Med. Sci.
228:525–533.
88. Sasahara, K.C., and E.A. Zottola. 1993. Biofilm formation by Listeria monocytogenes utilizes a primary
colonizing microorganism in flowing systems. J. Food Protect. 56:1022–1028.
89. Schauer, D.B., and S. Falkow. 1993. Attaching and effacing locus of a Citrobacter freundii biotype that
causes transmissible murine colonic hyperplasia. Infect. Immun. 61:2486–2492.
90. Schubert, S., A. Rakin, H. Karch, E. Caniel, and J. Heesemann. 1998. Prevalence of the “high-pathogenicity
island” of Yersinia species among Escherichia coli strains that are pathogenic to humans. Infect. Immun.
66:480–485.
91. Sibelius, U., E.-C. Schulz, F. Rose, K. Hattar, T. Jacobs, S. Weiss, T. Chakraborty, W. Seeger, and F.
Grimminger. 1999. Role of Listeria monocytogenes exotoxins listeriolysin and phosphatidylinositol-specific
phospholipase C in activation of human neutrophils. Infect. Immun. 67:1125–1130.
92. Silhavy, T.J. 1997. Death by lethal injection. Science 278:1085–1086.
93. Sperandio, V., A.G. Torres, J.A. Giron, and J.B. Kaper. 2001. Quorum sensing is a global regulatory
mechanism in enterohemorrhagic Escherichia coli 0157:H7. J. Bacteriol. 183:5187–5197.
94. Surette, M.G., M.B. Miller, and B.L. Bassler. 1999. Quorum sensing in Escherichia coli, Salmonella
Typhimurium, and Vibrio harveyi: A new family of genes responsible for autoinducer production. Proc.
Natl. Acad. Sci. USA 96:1639–1644.
95. Trucksis, M., J. Michalski, Y.K. Deng, and J.B. Kaper. 1998. The Vibrio cholerae genome contains two
unique circular chromosomes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95:14459–14464.
96. van der Velden, A.W.M., A.J. Baumler, K.M. Tsolis, and F. Heffron. 1998. Multiple fimbrial adhesins are
required for full virulence of Salmonella Typhimurium in mice. Infect. Immun. 66:2803–2808.
97. Venturi, V. 2003. Control of rpoS transcription in Escherichia coli and Pseudomonas: Why so different?
Mol. Microbiol. 49:1–9.
98. Waldor, M.K., and J.J. Mekalanos. 1996. Lysogenic conversion by a filamentous phage encoding cholera
toxin. Science 272:1910–1914.
99. Wallis, T.S., and E.E. Galyov. 2000. Molecular basis of Salmonella induced enteritis. Mol. Microbiol.
36:997–1005.
100. Waterman, S.R., and P.L.C. Small. 1996. Characterization of the acid resistance phenotype and rpoS alleles
of Shiga-like toxin-producing Escherichia coli. Infect. Immun. 64:2808–2811.
101. Waterman, S.R., and P.L.C. Small. 1998. Acid-sensitive enteric pathogens are protected from killing under
extremely acidic conditions of pH 2.5 when they are inoculated onto certain solid food sources. Appl.
Environ. Microbiol. 64:3882–3886.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 22. Патогены, вызывающие пищевые токсикоинфекции

633

102. Wemekamp-Kamphuis, H.H., J.A. Wouters, P.P.L.A. de Leeuw, T. Hain, T. Chakraborty, and T. Abee.
2004. Identification of sigma factor sB-controlled genes and their impact on acid stress, high hydrostatic
pressure, and freeze survival in Listeria monocytogenes EGD-e. Appl. Environ. Microbiol. 70:3457–3466.
103. Whitechurch, C.B., T. Tolker-Nielsen, P.C. Ragas, and J.S. Mattick. 2002. Extracellular DNA required for
bacterial biofilm formation. Science 295:1487.
104. Whittam, T.S. 1996. Genetic variation and evolutionary processes in natural populations of Escherichia coli.
In Escherichia coli and Salmonella — Cellular and Molecular Biology, 2nd ed., ed. F.C. Neidhardt,
2708–2720. Washington, DC: ASM Press.
105. Wilmes-Riesenberg, M.R., B. Bearson, J.W. Foster, and R. Curtiss, III. 1996. Role of the acid tolerance
response in virulence of Salmonella Typhimurium. Infect. Immun. 64:1085–1092.
106. Wong, H.-C., P.-Y. Peng, J.-M. Han, C.-Y. Chang, and S.-L. Lan. 1998. Effect of mild acid treatment on the
survival, enteropathogenicity, and protein production in Vibrio parahaemolyticus. Infect. Immun. 66:3066–3071.
107. Yuk, H.-G., and D.L. Marshall. 2003. Heat adaptation alters Escherichia coli 0157:H7 membrane lipid
composition and verotoxin production. Appl. Environ. Microbiol. 69:5115–5119.
108. Zhang, V., and M.W. Griffiths. 2003. Induced expression of the heat shock protein genes uspA and grpE
during starvation at low temperatures and their influence on thermal resistance of Escherichia coli 0157:H7.
J. Food Protect. 66:2045–2050.
109. Zottola, E.A. 1994. Microbial attachment and biofilm formation: A new problem for the food industry?
Food Technol. 48(7):107–114.
110. Zychlinsky, A., M.C. Prevost, and P.J. Sansonetti. 1992. Shigella flexneri induces apoptosis in infected
macrophages. Nature 358:167–169.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

23
Стафилококковый гастроэнтерит

Синдром стафилококкового пищевого отравления или пищевой интоксикации
был впервые изучен J. Denys и позднее, в 1914 г., M.A. Barber, которые продемонстрировали на себе признаки и симптомы заболевания, потребляя молоко, зараженное культурой Staphylococcus aureus (золотистый стафилококк). Способность некоторых штаммов S. aureus вызывать пищевые отравления была окончательно доказана в 1930 г. Dack и др. [28], которые продемонстрировали, что
симптомы заболевания появлялись при потреблении в пищу культуральных фильтратов золотистого стафилококка. Хотя некоторые авторы относят заболевания этого типа к связанным с питанием интоксикациям в большей степени, чем
к пищевым отравлениям, само название «гастроэнтерит» избавляет от необходимости указывать, является болезнь интоксикационной или инфекционной.
Стафилококковые гастроэнтериты вызываются при приеме внутрь пищи,
содержащей один или несколько энтеротоксинов, выделяемых некоторыми
видами и штаммами стафилококков. Хотя и считается, что выделение энтеротоксинов обычно связано со штаммами S. aureus, продуцирующих коагулазу и
термонуклеазу, многие штаммы, не производящие ни коагулазу, ни термонуклеазу, тем не менее выделяют энтеротоксины.
Существует очень много литературных источников по стафилококкам и синдрому пищевого отравления, большинство из которых находятся за рамками
предмета рассмотрения данной главы.

Виды, имеющие отношение к пище
Род Staphylococcus включает более 30 видов и те, которые вызывают реальный
или потенциальный интерес в связи с пищевыми отравлениями, перечислены
в табл. 23.1. Из 18 видов и подвидов, отмеченных в таблице, только 6 являются положительными по коагулазе, и они же, как правило, продуцируют термостабильную нуклеазу (ТНаза). Показано, что десять из отрицательных по коагулазе продуцируют энтеротоксины и не выделяют нуклеазу или выделяют фермент только
в термолабильной форме. Свойства отрицательных по коагулазе энтеротоксигенных штаммов нечетко согласуются с их способностью продуцировать гемолизины
или ферментировать маннит. Многолетняя практика исследования пищи на стафилококки, положительные по коагулазе, как наиболее важные штаммы, привела к
недооценке преимущественного значения продуцентов энтеротоксинов.
Взаимосвязь между выделением стафилококками ТНазы и коагулазы обсуждается в гл. 11. Как правило, принято считать, что гарантированно будут исследоваться найденные в пище штаммы стафилококков, положительных по коагу-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 23. Стафилококковый гастроэнтерит

635

Таблица 23.1. Виды и подвиды стафилококков, выделяющие коагулазу, нуклеазу
и/или энтеротоксины
Организмы
S. aureus subsp.
anaerobius
aureus
S. intermedius
S. hyicus
S. delphini
S. schleiferi subsp.
coagulans
schleiferi
S. caprae
S. chromogens
S. cohnii
S. epidermidis
S. haemolyticus
S. lentus
S. saprophyticus
S. sciuri
S. simulans
S. warneri
S. xylosus

Коагулаза

Нуклеаза

Энтеротоксин

Гемолиз

Маннит

Содержание
(G+C) в ДНК

+
+
+
(+)
+

TS
TS
TS
TS
–

–
+
+
+

+
+
+
–
+

–
+
(+)
+
+

31,7
32–36
32–36
33–34
39

+
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–

TS
TS
TL
–W
–
–
TL

+
+
+
+
+
+
+
+
+
+

+
+
(+)
–
–
V
+
–
–
–
V
–W
+

(+)
–
–
V
V
–
V
+
+
+
+
+
V

35–37
37
36,1
33–34
36–38
30–37
34–36
30–36
31–36
30–36
34–38
34–35
30–36

–
V
TL
–

+
+

Примечание: + = положительный; – = отрицательный; –W = отрицательный, но иногда положительный; (+) = слабая реакция; V = варьирует; TS = термостабильный; TL = термолабильный.

лазе и ТНазе, однако уже в течение некоторого времени известны штаммы, продуцирующие энтеротоксины, но в то же время отрицательные как по коагулазе,
так и по ТНазе.
Среди положительных по коагулазе видов S. intermedius хорошо известен как
выделяющий энтеротоксин. Эти виды обнаруживаются в носовых пазухах и на
коже хищных млекопитающих и лошадей, но крайне редко у человека. Они хорошо известны как патогены у собак. В Бразилии у собак, заболевших пиродерматитом, было извлечено 73 штамма стафилококков, из которых 52 принадлежали к S. intermedius [47]. Из этих 52 штаммов все были положительны по коагулазе в крови кроликов, но отрицательны в плазме человека, и 13 (25%) были
энтеротоксигенными. Четыре выделяли стафилококковый энтеротоксин D
(SED), пять выделяли SEE и один выделял одновременно SEB, SEC, SED/E и
SEA/C. Все 13 были положительными по термонуклеазе, и три из них выделяли
токсин, вызывающий синдром токсического шока (TSST). Большое число штаммов S. hyicus являются положительными по коагулазе, и, по-видимому, некоторые из них выделяют энтеротоксины. В одном из исследований штаммы
S. hyicus вызывали положительную реакцию на энтеротоксин у обезьян, но это
не был энтеротоксин, входящий в группу известных: SEA — SEE [3, 49]. При исследовании штаммов, выделенных из коз два из шести положительных по коагулазе S. hyicus, выделяли энтеротоксин SEC [111]. О выделении энтеротоксинов
штаммами S. delphini, S. simulans и S. schleiferi subsp. coagulans не сообщалось.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

636

Часть VII. Пищевые заболевания

По крайней мере 10 негативных по коагулазе видов стафилококков, перечисленных в табл. 23.1, выделяют энтеротоксины. Наряду с S. aureus из молока коз
были выделены такие виды стафилококков, как S. cohnii S. epidermidis S. haemolyticus и S. xylosus [9]. Один из выделенных штаммов S. cohnii продуцировал
SEC, 3 изолята S. epidermidis продуцировали SEC и SEB/C/D (2 штамма), в то
время как все из 4 изолятов S. xylosus продуцировали SED [9]. Эти исследователи отмечали, что с помощью теста на сбраживание маннита можно хорошо различать энтеротоксин-положительные и энтеротоксин-отрицательные штаммы.
В другой работе показано, что один из 20 отрицательных по коагулазе пищевых
изолятов является энтеротоксигенным штаммом S. haemolyticus, продуцирующим как SEC, так и SED [35]. При исследовании изолятов стафилококков у здоровых коз 74,3% из 70 положительных по коагулазе продуцировали энтеротоксины, а 22% из 272 отрицательных по коагулазе были положительны по энтеротоксину [111]. Среди выделяемых из организмов коз изолятов стафилококков
наиболее часто обнаруживаемым энтеротоксином является SEC. Семь видов
стафилококков, выделенных из коз, продуцировали более, чем один энтеротоксин (S. caprae, S. epidermidis, S. haemolyticus, S. saprophyticus, S. sciuri, S. warneri
и S. xylosus), а два вида продуцировали только один из энтеротоксинов
(S. chromogens выделял только SEC; S. lentus выделял только SEE) [111]. Среди
100 изолятов стафилококков, выделенных из мяса краба, готового к употреблению, были идентифицированы следующие виды: S. lentus — 31; S. hominis — 21;
S. epidermidis — 10; S. kloosi — 8; S. capitis — 5; S. aureus — 3; S. saprophyticus —
3 и S. sciuri– 3 [32]. При этом из пяти других видов бактерий было выявлено менее трех. Из испанской вяленой ветчины были выделены S. epidermidis, продуцирующие SEC [69].
Из других видов стафилококков, распространяемых пищевым путем, можно
назвать S. condimenti, S. piscifermentans и S. fleurettii, которые являются отрицательными по коагулазе, ТНазе и энтеротоксинам. S. condimenti были выделены
из пульпы соевого соуса [87], S. piscifermentans — из забродившей рыбы в Таиланде [105], а S. fleurettii — из козьих сыров [114]. Стафилококки, ранее известные под названием S. caseoliticus, были перенесены в род Macrococcus под названием M. caseoliticus [64].

Среда обитания и распространение
Виды стафилококков являются адаптированными к определенным хозяевам,
причем около половины всех видов населяют исключительно человеческий
организм (среди них, например, S. cohnii subsp. cohnii) или организмы как человека, так и животных (как, например, S. aureus). Наибольшее число стафилококков имеет тенденцию к расселению возле входных и выходных отверстий на поверхности тела, таких как ноздри, уши, влагалище, паховая зона и промежность,
где численность бактерий во влажной среде обитания может достигать 103–106,
а в сухих условиях — 10–103 на см2 [63]. Двумя наиболее важными источниками заражения пищи при этом являются носители назальных инфекций и индивидуумы с руками, покрытыми нарывами и фурункулами и имеющие доступ
к расфасовке и приготовлению пищи.
Наиболее распространенные домашние животные также являются носителями золотистого стафилококка. Стафилококковые маститы известны среди видов
молочного скота, и если употреблять молоко зараженных коров или использо-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 23. Стафилококковый гастроэнтерит

637

вать это молоко для приготовления сыра, то велика вероятность заражения и пищевой интоксикации. Нет особых сомнений в том, что многие штаммы микроорганизмов, вызывающих маститы у коров, человеческого происхождения.
Однако некоторые из них имеют специальное обозначение — «животные штаммы». В одном из исследований сообщалось, что штаммы стафилококков, выделенные из сырой свинины, в основном относились к типу «животных штаммов».
Однако в процессе производства соленых и маринованных продуктов из свинины эти животные штаммы постепенно замещались человеческими, и, в конечном итоге, в продуктах не обнаруживалось ни одного из исходных животных
штаммов [95].
Что касается видов стафилококков, не относящихся к S. aureus, то на поверхности кожи людей и иногда в мочеполовом тракте и очагах раневых инфекций
обнаруживали S. cohnii. Кожа человека является средой обитания для штаммов
S. epidermidis и S. haemolyticus, причем последний связан с инфекциями человека. S. hyicus обнаружен на коже свиней, где эти бактерии иногда вызывают поражения. Обнаруживаются они также в молоке и домашней птице. Кожа низших
приматов и других млекопитающих является средой обитания S. xylosus, а на
коже человека и других высших приматов обитают S. simulans и S. schleiferi
subsp. schleiferi. На клинических образцах, взятых от людей-пациентов, показана низкая сопротивляемость к этим инфекциям [37]. S. schleiferi subsp. coagulans
выделен из очагов инфекции у собак. S. aureus subsp. anaerobicus вызывают заболевания у овец, а S. delphini выделяли из дельфинов [113]. S. sciuri были обнаружены на коже грызунов, а S. lentus и S. caprae выделяли из коз, особенно из
козьего молока.
Несмотря на то что многие из отмечавшихся выше отрицательных по коагулазе видов адаптированы прежде всего не к человеку, как хозяину, а к другим
животным, это не препятствует им заражать пищу людей. Оказавшись же в продуктах питания, они, вполне вероятно, будут выделять энтеротоксины. Все эти
виды растут в присутствии 10% NaCl.
Поскольку наиболее всего изученным возбудителем стафилококковых пищевых гастроэнтеритов является S. aureus (золотистый стафилококк), то наибольшее количество имеющейся информации касается именно этих видов.

Распространенность в продуктах питания
В подавляющем большинстве случаев можно ожидать, что стафилококки существуют, по крайней мере в малом количестве, в любых или во всех продуктах
животного происхождения или в тех, которых непосредственно касались руки
человека и которые затем не подвергались термической обработке для уничтожения бактерий. Очень многие исследователи обнаруживали большое число
стафилококков в продуктах питания из розничной сети (гл. 4, 5 и 9; табл. 4.3,
4.14, 5.6 и 9.1).

Требования к ростовым питательным средам
Стафилококки являются типичными грамположительными бактериями, требующими для своего питания определенных органических веществ. Аминокислоты необходимы как источники азота, а из витаминов группы B требуются тиа-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

638

Часть VII. Пищевые заболевания

мин и никотиновая кислота. При анаэробном росте им необходим урацил. В случае роста в аэробных условиях на минимальной среде стафилококки требуют
для выделения энтеротоксинов глутамат натрия, который служит источником
углерода, азота и энергии. Минимальная среда содержит, помимо неорганических солей, только три аминокислоты (аргинин, цистин и фенилаланин) и четыре
витамина (пантотеновую кислоту, биотин, ниацин и тиамин) [73]. Аргинин, по
всей очевидности, является весьма существенным компонентом для продукции
энтеротоксина B [116].

Интервал температур, необходимый для роста
Несмотря на то что золотистый стафилококк является мезофиллом, некоторые
штаммы могут расти при температурах ниже 6,7 °С [5]. В одной из работ исследователи обнаружили три токсигенных пищевых штамма, которые росли в заварном креме при 45,6 °С, но рост снижался при 46,7–48,9 °С по мере инкубации. Стафилококки росли на цыплятах, приготовленных по рецепту «а ля кинг»
при 44,4 °С, но не росли в салате с ветчиной при той же температуре. Как правило, рост наблюдали в пределах температур от 7 до 47,8 °С, а энтеротоксины производились в температурном интервале от 10 до 46 °С с оптимумом между 40 °С
и 45 °С [98]. Эти минимумы и максимумы температур роста и продукции токсинов являются оптимальными условиями относительно других параметров.
Каким образом эти параметры взаимодействуют, чтобы поднять минимум и
опустить максимум температур роста, будет отмечено далее.

Эффект воздействия солей и других химических веществ
Хотя S. aureus могут расти в культуральной среде без NaCl, они, тем не менее,
хорошо растут при концентрациях в 7–10%, а некоторые штаммы могут расти и
при 20% концентрации NaCl. Достижение максимальных концентраций, при которых возможен рост, зависит от других параметров, таких как температура, рН,
активность воды (a w ) и окислительно-восстановительный потенциал (Еh) (подробнее ниже).
Бактерии S. aureus обладают высокой степенью толерантности к таким веществам, как теллурит, хлорид ртути, неомицин, полимиксин и азид натрия, которые обычно используются в качестве селективных агентов, добавляемых
в культуральные среды. Бактерии этого вида можно отличать от других видов
стафилококков по их большей устойчивости к акрифлавину. S. aureus чувствительны к солям борной кислоты, в то время как S. epidermidis устойчивы к этим
агентам [59]. S. saprophyticus устойчивы к новобиоцину, а S. aureus и S. epidermidis, напротив — чувствительны. Способность выдерживать высокие концентрации NaCl и некоторых других веществ свойственна также многим видам
Micrococcus и Kocuria, которые широко распространены в природе и выявляются в пище, как правило, в количествах больших, чем стафилококки. Это последнее обстоятельство значительно затрудняет выделение стафилококков. Эффект
воздействия других веществ на S. aureus описан в гл. 13.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 23. Стафилококковый гастроэнтерит

639

Эффект воздействия рН, активности воды
и других параметров
Что касается рН, то S. aureus могут расти в пределах от 4,0 до 9,8, но оптимальные значения находятся в интервале 6–7. Аналогично всем другим параметрам
роста, минимум рН зависит от близости всех других параметров к оптимальным
уровням. В майонезе домашнего приготовления выделение бактериями энтеротоксинов происходило при условии, что исходный рН был не ниже 5,15 и конечный рН роста не превышал 4,7 [44]. Выделение SEB наблюдалось на уровне
158 нг/100 г при внесении инокулума в количестве приблизительно 105 клеток/г.
Выделение SEA, как правило, меньше зависит от рН, чем соответствующее выделение SEB. Применение буферных смесей для регулирования рН культуральной среды в значении 7,0 приводило к выделению SEB в большем количестве,
чем при использовании незабуференных сред или забуференных в кислой
области рН [71]. Аналогичный результат получали при забуферивании сред при
рН 6,5, что было предпочтительнее, чем рН 7,0 [58].
Что касается активности воды, то стафилококки являются уникальными по
своей способности расти при значении этого параметра более низком, чем все
другие негалофильные бактерии. Рост стафилококков был продемонстрирован
даже при значении aw равном 0,83 при всех других идеальных условиях, несмотря на то что значение aw, равное 0,86, обычно считается минимальным.

NaCl и рН
При использовании среды с белковым гидролизатом и инкубации при 37 °С в течение 8 дней, рост и выделение энтеротоксина С регистрировалось в интервале
рН 4,0–9,8 в отсутствие NaCl. При добавлении 4% NaCl область рН сужалась до
значений 4,4–9,3 (см. табл. 23.2). При добавлении NaCl в концентрации 10%
выделение токсина наблюдалось в среде, имеющей рН 5,45 или выше, но при
повышении концентрации NaCl до 12% токсин не выделялся [39].
Показано, что рост S. aureus в бульоне ингибируется при рН 4,8 и 5% NaCl.
Рост и продукцию энтеротоксина В у штамма S-6 отмечали при рН 6,9 и 10%
NaCl, но в условиях рН 5,1 и 4% NaCl и рост, и выделение энтеротоксина ингибировались [41]. Общий эффект повышения концентрации NaCl заключается в
повышении минимума рН роста. При рН 7,0 и 37 °С выделение энтеротоксина В
ингибировалось при концентрации NaCl шесть или более % (см. рис. 23.3).
Таблица 23.2. Эффект воздействия pH и NaCl на продукцию энтеротоксина С
бактериями S. aureus 137 при внесении инокулюма 10 8 клеток/мл и
культивировании на среде с гидролизатом белка при 37 °С в течение 8 дней
Интервал pH
4,00–9,83
Содержание NaCl (%)
Продукция энтеротоксина

0
+

4,4–9,43
4
+

4,50–8,55

5,45–7,30

4,50–8,50

8
+

10*

12
–

+

* Энтеротоксин обнаруживали также при внесении инокулюма 3,6 ´ 106 клеток/мл в интервале

pH 6,38–7,30.
Источник: по Genigeorgis et al. [39]. Copyright © 1971, American Society for Microbiology.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

640

Часть VII. Пищевые заболевания

Рис. 23.1. Продукция стафилококкового энтеротоксина В при различных концентрациях NaCl
в 4%-й среде NZ-Amine NAK при pH 7,0 и 37 °С. Источник: По Pereira et al. [86]. Copyright Ó
1982, International Association for Food Protection.

рН, aw и температура
Не наблюдали роста смеси штаммов S. aureus при использовании в качестве среды сердечно-мозгового экстракта, содержащего NaCl и сахарозу, как влагоудерживающее вещество в условиях минимальных значений одного из параметров,
таких как pH < 5, 5, 12 °С и a w , равной 0,90 или 0,93. Тот же эффект отмечали
при следующем сочетании параметров: pH < 4, 9, 12 °С и a w , равной 0,96 [79].

NaNO2, Eh, pH и температура роста
Рост и продукцию энтеротоксина В бактериями штамма S-6 S. aureus в копченом окороке регистрировали при анаэробных условиях и концентрации рассола
до 9,2%, при pH не ниже 5,30 и температуре 30 °С или при pH ниже 5,58 при
10 °С. В аэробных условиях продукция энтеротоксина происходила быстрее,
чем в анаэробных условиях. При повышении концентрации HNO2 продукция
энтеротоксина снижалась [40].

Стафилококковые энтеротоксины:
типы и распространенность
До 2001 г. было идентифицировано тринадцать стафилококковых энтеротоксинов (SE). Они перечислены в табл. 23.4, где также отмечены некоторые их биологические и химические свойства. Об открытии гена, кодирующего SEG, впер-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 23. Стафилококковый гастроэнтерит

641

Источник
выделения
Человеческие образцы
Сырое молоко
Замороженная пища
Вспышка пищевой
интоксикации
Пища
Домашняя птица и дичь
Человеческие образцы
Домашняя птица и дичь
Испанская вяленая ветчина
Разные источники
из Бельгии и Заира
Сырое молоко из Тринидада

Коли- Энтеротокчество сигенные
культур штаммы, %

D

E

Ссылка

Таблица 23.3. Относительная распространенность стафилококковых энтеротоксинов
в качестве единственного токсина или в комбинации с другими токсинами
Энтеротоксин
A

B

C

582
236
260
80

–
10
30
96,2

54,5
1,8
3,4
77,8

28,1
0,8
3,0
10,0

8,4
1,2
7,4
7,4

41,0
6,8
10,4
37,5

–
–
–
–

21
21
21
21

200
139
293
55
135
285

62,5
25,2
39
62
85,9
16,2

47,5
1,4
7,8
60,0
54,3
6,5

3,5
0
17,7
1,8
2,6
4,5

12,0
0,7
7,2
3,6
10,3
2,7

18,5
23,7
6,8
0
–
0,5

6,5
0
0,7
0
–
–

85
46
83
42
69
56

230

40,4*

7,5

9,7

34,4

8,6

–

1

* Включает комбинации.

вые сообщалось в 1992 г., однако сам токсин не был выделен вплоть до 1998 г.
наряду с SEI [76]. Об открытии и выделении SEH сообщалось в 1995 г. [104],
а SEI — в 1998 г. [76]. SEJ был описан в 1998 г. [117], а SEK — в 2001 г. [81].
Авторы последней работы представили свидетельства существования также энтеротоксина SEL, однако его свойства тогда не были описаны. На самом деле,
имеется очень мало информации о последних шести стафилококковых энтеротоксинах, если вообще существуют какие-либо сведения об их действии на организм и степени распространенности и пораженности ими пищи. В отношении
SEK 14 из 36 клинических изолятов золотистого стафилококка давали положительную реакцию на токсин [81]. Обзоры по стафилококковым токсинам были
представлены Dinges с соавторами [81], а также Balaban и Rasooly [8].
SEC3 по своим химическим и серологическим свойствам связан с SEC1 и
SEC2, но не является идентичным им [90]. Антитела к каждому из стафилококковых энтеротоксинов (SECs) демонстрируют перекрестные реакции друг к
другу, хотя, как антигены, они немного различаются. SEC3 на 98% схож с SEC1
[25], в то время как у SEC1 и SEВ всего лишь 68% аминокислот гомологичны
друг другу. Выявлены перекрестные реакции между SEА и SEЕ, также некоторые антитела против SEВ демонстрируют перекрестные реакции с SEC [15].
Токсин, который, как полагали в начале 1980-х гг., является SEF, позднее
был идентифицирован как токсин, вызывающий синдром токсического шока
(TSST). Некоторые из штаммов, продуцирующих стафилококковые энтеротоксины, выделяют также и TSST, причем частично признаки синдрома токсического шока могут быть вызваны такими стафилококковыми энтеротоксинами,
как SEA, SEВ и SEC1 [15]. Некоторые из авторов сообщали, что гены, кодирующие SEA, SEB, SEC1 и SEЕ, — хромосомного происхождения, а SED — плазмидного [54]. Позднее, однако, сообщалось, что SEВ и SEК обнаруживаются
в «островках патогенности» золотистого стафилококка (см. [81]).

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

642

Часть VII. Пищевые заболевания

Относительная распространенность пяти энтеротоксинов представлена в
табл. 23.3. Как правило, SEА выделяют во время вызванных пищевой интоксикацией вспышек инфекции гораздо чаще, чем все другие стафилококковые энтеротоксины, а SED является вторым по частоте выявления. При этом SEЕ выявляется гораздо реже других токсинов. Относительные интенсивности эффектов
воздействия SEА среди 3109 штаммов и SED среди 1055 штаммов, выделенных
из различных источников большинством исследователей, были равны соответственно 23% и 14% [101]. Аналогичные значения для относительного воздействия SEВ, SEC и SEЕ были соответственно 11, 10 и 3%, выявленных среди
3367, 1581 и 1072 штаммов.
Относительная распространенность специфических энтеротоксинов среди
штаммов, выделенных из разных источников, широко варьирует. В то время как
в США свыше 50% изолятов из человеческих образцов секретировали SEА в качестве единственного токсина или в комбинации с другими токсинами,
в Шри-Ланке продуценты SEА из человеческих образцов составляли всего 7,8%
[83]. В отличие от других сообщений в последнем исследовании было обнаружено продуцентов SEВ больше, чем всех других типов продуцентов. Была показана высокая степень вариабельности среди штаммов золотистого стафилококка, выделенных из продуктов питания. В одном из исследований Harvey с соавт.
[46] обнаружили, что SED связан гораздо больше с изолятами из домашней птицы и дичи, чем со штаммами, выделенными из человека. В другой работе исследователи не нашли продуцентов SED ни в одном из 55 изолятов из домашней
птицы и дичи [42]. Однако в другом исследовании два из трех атипичных штаммов золотистого стафилококка, которые показывали медленную и слабую положительную или отрицательную реакцию на коагулазу и были негативными по
признаку анаэробной ферментации маннита, продуцировали SED [33]. Эти изоляты были выделены из домашней птицы и дичи. В Нигерии в продуктах, готовых к употреблению, около 39% изолятов были энтеротоксигенными. Из них
44% продуцировали SED [2]. Среди 449 коагулазо-положительных штаммов
S. aureus, выделенных из разных типов пищи в Нигерии, 57, 15, 6 и 5% продуцировали соответственно SEА, SEВ, SED и SEC [99]. Среди выделенных из молока
овец продуценты SEА и SED составляли 35% в каждом из 124 штаммов, включая четыре негативных по коагулазе штамма [9]. Из 48 изолятов, выделенных из
молочных продуктов, и 134 из мясных продуктов соответственно 46 и 49% были
энтеротоксигенными [84], а из 80 штаммов, выделенных из очагов пищевой интоксикации, 96% продуцировали SEA [22]. SEC продуцировали 67,9% из 342
изолятов как коагулазо-положительных, так и коагулазо-негативных видов, выделенных из здоровых коз [111]. SEА, SEВ и SEC определяли в молоке 17 из
133 здоровых коз [111].
При исследовании штаммов золотистого стафилококка, которые продуцировали SEH в количествах от 13 до 230 нг/мл, 10 из 20 вызывали тошноту и рвоту
у обезьян, и при этом они давали отрицательную реакцию на SEA [103]. При исследовании другого набора из 20 штаммов на продукцию SEH, о которых было
известно, что они продуцировали, по крайней мере, один из стафилококковых
энтеротоксинов, установлено, что один из SEC-штаммов выделял 142 нг/мл
SEH, а два SED-штамма выделяли соответственно 52 и 164 нг/мл токсина SEH
[103]. Для определения SEH применяли метод ИФА, пороговая чувствительность которого — порядка 2,5 нг/мл.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 23. Стафилококковый гастроэнтерит

643

Что касается относительного процентного соотношения энтеротоксигенных
штаммов, то эта величина значительно варьировала в зависимости от источников выделения. Только 10% из 236 изолятов, выделенных из сырого молока,
было энтеротоксигенными [22], в то время как в другом исследовании показано,
что из 200 изолятов, выделенных из продуктов питания, 62,5% были энтеротоксин-положительными [85]. В одной из работ показано, что 33% из 36 изолятов из
продуктов питания являлись энтеротоксигенными [97].
В 50 случаях стафилококкового пищевого поражения из очага инфекции в
Бразилии пищевым источником заражения был местный сорт сыра [20]. Этиологическим агентом был штамм S. aureus, положительный по термостабильной
нуклеазе (ТНаза) и выделявший SEА, SEВ и SEC. Другой очаг заражения, где
было 328 заболевших, был вызван употреблением сырого молока и этиологическим агентом там был негативный по ТНазе вид стафилококка, но не S. aureus
[20]. Это молоко содержало SEC и SED и более 2 ´ 10 8 КОЕ/мл этиологического
агента. Мастит коров и люди, участвующие в обработке молока, являлись в этом
случае источниками патогенных микроорганизмов.
При исследовании стафилококковых энтеротоксинов у коров, пораженных
маститом в Италии, в 1999 г. из 2343 комбинированных образцов было выделено 160 изолятов, содержащих S. aureus [20]. Из 160 этих изолятов 22 продуцировали стафилококковые энтеротоксины, среди которых было выявлено 7,5%
SED, 4,4% — SEC и 1,9% — SEC и SEА. Был обследован ассортимент 504 кафетериев Испании. В 19 из них (3,8%) были выявлены SE-положительные изоляты.
В десяти из них эти изоляты выделяли SEC, в четырех — SED, в трех — SEB и
в двух — SEA [100].
Попытки ассоциировать энтеротоксигенность стафилококков с другими их
биохимическими свойствами, такими как продуцирование желатиназы, фосфатазы, лизоцима, лектиназы, липазы и ДНКазы, или сбраживание различных
углеводов, не принесли желаемого результата. Энтеротоксигенные штаммы в
этом отношении, по всей очевидности, были такими же, как и другие штаммы.
Попытки связать энтеротоксигенность со специфическими фаготипами также
были безуспешными. Большинство энтеротоксигенных штаммов принадлежит
к фаговой группе III, но известно, что все фаговые группы содержат энтеротоксигенные штаммы. Из 54 продуцирующих SEA штаммов, выделенных из клинических образцов, 5,5% принадлежали к фаговой группе I, 19% — к фаговой
группе II и 27,8% — фаговой группе III, а у 20,4% фаговая группа не определялась [21]. Среди выделенных из домашней птицы и дичи штаммов фаговая группа не определялась у 49% [21]. При исследовании 452 штаммов, выделенных от
рабочих мясокомбината, студентов ветеринарного факультета, помещений мясокомбината, а также изолятов, выделенных из мяса и животных мясной породы, у 29,6% фаговая группа не определялась, а 22,5% принадлежали к фаговой
группе III [57]. Из 230 изолятов, выделенных из сырого молока в Тринидаде,
у 50,2% фаговая группа определялась. Из них 23,6% принадлежали к фаговой
группе I, а 9,8% — к фаговой группе III [1].

Химические и физические свойства
Некоторые из исследованных свойств стафилококковых энтеротоксинов суммированы в табл. 23.4.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

644

Часть VII. Пищевые заболевания

Таблица 23.4. Некоторая информация об известных стафилококковых
энтеротоксинах (СЭ)
СЭ

Доза
эметического
синдрома

Молекулярный
вес (Да)

Изоэлектрическая точка

Год
определения

Локализация
гена токсина

A
B
C1
C2
C3
D
E
G
H
I
J
K
L

5
5
5
5–10
<10a
20
10–20
–
<30
Слабый
–
–
–

27 100
28 366
34 100
34 000
26 900
27 300
29 600
27 043
27 300
34 928
–
26 000
–

6,8
8,6
8,6
7,0
8,15
7,4
7,0
–
5,7
–
–
7,0–7,5
–

1960
1959
1967
1984
1984
1979
1971
1992
1995
1998
1998
2001
2001

Хромосомный
SaPI*
–
–
–
Плазмидный
Хромосомный
–
–
–
–
SaPI
–

* SaPI — островок патогенности S. aureus.
а Per os — перорально, внутрь; 0,05 мкг/кг внутривенно.

Все они являются простыми белками, которые при гидролизе дают 18-членные пептиды с такими наиболее часто встречающимися аминокислотами, как
аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, лизин и тирозин. Первой среди
стафилококковых энтеротоксинов аминокислотная последовательность была
определена у SEB [50]. На N-конце этого энтеротоксина находится глутаминовая кислота, а С-конец представлен лизином. SEA, SEВ и SEЕ состоят каждый из
239–296 аминокислотных остатков. SEC3 содержит 236 аминокислотных остатков, при этом на N-конце этого энтеротоксина находится серин, в то время как
на N-конце энтеротоксина С1 находится глутаминовая кислота [90]. В состоянии
активности энтеротоксины устойчивы к протеолитическим ферментам, таким
как трипсин, химотрипсин, ренин и папаин, но чувствительны к пепсину при рН,
равном примерно 2 [13]. TSST-1 более чувствителен к пепсину, чем стафилококковые энтеротоксины. Несмотря на то что различные энтеротоксины различаются по некоторым физико-химическим свойствам, каждый из них обладает
примерно одинаковой эффективностью действия. Хотя биологическая активность и серологическая реактивность обычно взаимосвязаны, было показано,
что негативные по серологическим свойствам энтеротоксины могут быть биологически активными (описано ниже). На основании их аминокислотного состава SEA, SED, SEE и SEI сгруппированы в одну группу, в то время как SEB, SEC1,
SEC2, SEC3 и SEG составляют другую группу [76]. Все токсины, относящиеся
к классу SEC, отделяются на основании минорных эпитопов.
Энтеротоксины довольно устойчивы к нагреванию. Биологическая активность SEB сохранялась после нагревания в течение 16 ч при 60 °С и рН, равном
7,3 [93]. Нагревание одного из препаратов SEC в течение 30 мин при 60 °С не
приводило к изменениям серологических реакций [17]. Однако нагревание SEA
при 80 °С в течение 3 мин или при 100 °С в течение 1 мин вызывало потерю способности к серологическим реакциям [17]. Показано, что SEC в условиях фос-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 23. Стафилококковый гастроэнтерит

645

Таблица 23.5. Значения D для термической деструкции стафилококкового
энтеротоксина B и стафилококковой термостабильной нуклеазы
(по литературным данным)
Условия

D (С)

Вероналовый буфер
Вероналовый буфер
Вероналовый буфер
Вероналовый буфер
Вероналовый буфер, pH 74
Мясной бульон, рН 7,4
Стафилококковая нуклеаза

D110 = 29,7*
D110 = 23,5†
D121 = 11,4*
D121 = 9,9†
D110 = 18
D110 = 60
D130 = 16,5

* Неочищенный токсин. † 99+% очищенный токсин.

фатного солевого буферного раствора гораздо более устойчив к нагреванию,
чем SEA и SEB. Относительная термическая устойчивость этих трех энтеротоксинов можно представить как последовательность: SEC > SEB > SEA [109]. Термическая инактивация SEA при реакции эметического синдрома у кошек, описанная Denny с соавт. [30], проходила в течение 11 мин при 107 °С (F 48/250 = 11
мин). При использовании в качестве объекта обезьян F 46/250 = 8 мин. Эти препараты энтеротоксина были приготовлены на основе 13,5-кратной концентрации фильтрата культуральной жидкости с казаминовыми кислотами после выращивания штаммов 196-Е. При использовании метода двойной диффузии
в геле Read и Bradshow [89] показали, что термоинактивация препарата SEB, обладающего 99+% чистоты, в вероналовом буфере составляет F 58/250 = 16,4
мин. Конечная точка инактивации энтеротоксина при диффузии в геле была
идентичной внутривенной инъекции кошкам. Наклон кривой термоинактивации SEA в бульоне при рН 6,2 был около 27,8 °С в случае использования
трех разных концентраций токсина (5, 17 и 60 мкг/мл) [29]. Некоторые значения фактора стерилизации (D) для термической деструкции SEB представлены
в табл. 23.5.
Было обнаружено, что препараты неочищенного токсина являются более устойчивыми, чем очищенный токсин [88]. Как видно из табл. 23.5, стафилококковая
нуклеаза проявляет термостабильность на том же уровне, что и SEB (в гл. 11 представлена более подробная информация об этом ферменте). В одном из исследований было показано, что SEB является более чувствительным при температуре
80 °С, чем при 100 °С или даже 110 °С [92]. Термическая деструкция SEB значительно более выражена при 80 °С, чем при 60 °С и 100 °С, при условиях проведения нагревания в присутствии мясных белков. SEA и SED, обнаруживаемые
в консервированных молочных смесях для детского питания, были иммунологически нереактивны после термической обработки, но при этом оставались
биологически активными при инъекции новорожденным котятам [11].
Как можно заметить по значениям D, представленным в табл. 23.6, клетки золотистого стафилококка значительно более чувствительны к нагреванию при использовании различных растворителей, чем энтеротоксины. Сами клетки довольно чувствительны к нагреванию в растворе Рингера при рН 7,2 (D140o F = 0,11), но значительно более устойчивы в молоке при рН 6,9 (D140o F = 10,0). Показано, что

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

646

Часть VII. Пищевые заболевания

Таблица 23.6. Значения D и Z при термической деструкции бактерий S. aureus 196Е
в условиях разных растворов при температуре 140 °F
Продукты
Цыпленок «а ля кинг»
Заварной крем из яиц и молока
Суп с зеленым горошком
Обезжиренное молоко
0,5% NaCl
Мясной бульон
Обезжиренное молоко
Сырое обезжиренное молоко + 10% сахар
Сырое обезжиренное молоко + 25% сахар
Сырое обезжиренное молоко + 45% сахар
Сырое обезжиренное молоко + 6% жира
Сырое обезжиренное молоко + 10% жира
Трис-буфер, рН 7,2
Трис-буфер, рН 7,2;
5,8% NaCl или 5% глутамата натрия
Трис-буфер, рН 7,2;
5,8% NaCl + 5% глутамата натрия

D (F)

Z

Ссылка

5,37
7,82
6,7–6,9
3,1–3,4
2,2–2,5
2,2–2,6
5,34
4,11
6,71
15,08
4,27
4,20
2,0
7,0

10,5
10,5
8,1
9,2
10,3
10,5
–
–
–
–
–
–
–

6
6
107
107
107
107
61
61
61
61
61
61
53
53

15,5

–
53

нагревание сосисок до 71,1 °С деструктивно действует на некоторые штаммы S. aureus [84], а нагревание в микроволновой печи в течение 2 мин разрушает более
2 млн клеток на грамм [115].
Максимальную температуру роста и устойчивость к температуре клетки
штамма MF 31 S. aureus демонстрировали при культивировании на мясном
бульоне, содержащем соевый соус и глутамат натрия. Без этих ингредиентов
в бульоне максимальная температура роста была 44 °С, а в их присутствии —
46 °С [53]. Наиболее интересный эффект глутамата натрия наблюдали при значении D60o C , который регистрировали в трис-буфере при рН 7,2. При температуре роста 37 °С значение D60o C в буферном растворе было равно 2,0 мин, а при добавлении в буферный раствор 5% глутамата натрия и 5% NaCl D60o C увеличивалось до 15,5 мин. Культивирование клеток при 46 °С повышало значения D60o C
до 7,75 мин в буфере без добавок и до 53,0 мин при добавлении NaCl и глутамата
натрия. Хорошо известно, что при повышении температуры роста термоустойчивость повышается, однако изменения этих значений у вегетативных клеток
весьма необычны.

Продукция энтеротоксинов
Как правило, наиболее благоприятными условиями для продукции энтеротоксинов является культивирование бактерий при оптимальных температурах, рН,
Eh и прочих параметрах. Установлено, однако, что стафилококки могут расти
в условиях, которые не способствуют выделению энтеротоксинов.
В отношении активности воды (aw) продукция энтеротоксинов (за исключением SEA) осуществляется при несколько более суженных пределах значений, чем
рост бактерий. При инкубации в готовом к употреблению беконе при 37 °С бактерии S. aureus, штамм А 100 быстро росли при довольно низком значении aw = 0,84

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 23. Стафилококковый гастроэнтерит

647

и продуцировали SEA [66]. При выделении энтеротоксинов бактериями связь
последних с определенными, специфическими штаммами микроорганизмов
является свойством, более присущим токсинам, чем штаммам S. aureus, их продуцирующих [96]. Показано, что SEA может выделяться клетками бактерий,
находящихся в лаг-фазе, однако SEB в лаг-фазе не продуцируется [26]. Для максимальной продукции SEB, SEC и SED необходимо наличие гена agr в функциональном состоянии. Установлено, что в свинине продукция SEA может проходить при значении aw, равном 0,86, но не осуществляется при aw = 0,83. В говядине этот токсин продуцируется при aw = 0,88, но не при aw = 0,86 [106].
Продукция SEA может проходить при таких значениях aw, которые не способствуют выделению SEB [110]. SED продуцировался при значении aw, равном
0,86, в течение 6 дней при 37 °С в бульоне BHI [36]. Как правило, выделение SEB
довольно чувствительно к активности воды, в то время как SEC чувствительны
и к aw, и к температуре. Что касается NaCl и рН, то было зарегистрировано выделение бактериями энтеротоксина при рН 4,0 в отсутствие NaCl (см. табл. 23.2).
Влияние NaCl на синтез SEB бактериями штамма S-6 при рН 7,0 и 37 °С представлено на рис. 23.1.
Данные о влиянии температуры роста на продукцию SEB в ветчине при
10 °С, а также выделение SEA, SEB, SEC и SED в приготовленной говядине, ветчине и мясе болонья представлены в работе [40]. Выделение энтеротоксинов наблюдалось при температуре 46 °С, однако оптимум температуры для SEB и SEC
был при 40 °С при культивировании бактерий в среде с белковым гидролизатом
[112], а для SEE — при 40 °С и рН 6,0 [108]. Был продемонстрирован рост бактерий S. aureus в приготовленной говядине при 45,5 °С в течение 24 ч, однако при
температуре 46,6 °С количество клеток первоначального инокулума снижалось
в течение того же времени за период в два цикла логарифмической фазы роста
[18]. Для продукции SEB оптимальной была температура 39,4 °С в культуральной среде при рН 7,0 [86]. Таким образом оптимальным для продукции энтеротоксинов является интервал температур 40–45 °С.
Было установлено, что стафилококковые энтеротоксины появлялись в культуральной среде по меньшей мере через 4–6 ч (см. рис. 23.2) и их содержание пропорционально повышалось в ходе стационарной фазы [67] и в переходной фазе
(см. рис. 23.3). Показано, что продукция энтеротоксинов осуществляется на протяжении всех фаз роста бактерий [27], хотя в более ранних исследованиях было
выявлено, что при культивировании штамма S-6 95% токсина SEB выделяется в
течение позднего периода логарифмической фазы роста. Хлорамфеникол ингибирует появление энтеротоксинов, что указывает на их происхождение в результате
биосинтеза белка de novo [95]. Показано, что в кремовом торте выделялось 3,9 нг/г
токсина SEA в течение 18 ч при 25 °С и 4,8 нг/г в течение 14 ч при 30 °С [48]. В том
же исследовании показано, что ТНаза выделялась еще до появления SEA и была
выявлена в количестве 72 нг/г через 12 ч роста бактерий при 37 °С. При использовании 3%-го гидролизованного с помощью панкреатического фермента казеина
в качестве субстрата и инкубации при 37 °С продуцирование токсинов SEC1 и SEC2
отмечалось в процессе экспоненциальной фазы роста и начале стационарной фазы
роста [82]. SEC1 обнаруживали в количестве 2 нг/мл через 10 ч роста бактерий при
плотности популяции S. aureus, равной 8,3 ´ 107 КОЕ/мл, в то время как ТНазу
выявляли уже через 5 ч при плотности популяции, равной 1,3 ´ 104 КОЕ/мл.
SEC2 и ТНаза появлялись через 7 ч роста бактерий при плотности, равной

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

648

Часть VII. Пищевые заболевания

Рис. 23.2. Продукция энтеротоксина SEB. Рост и изменения рН в культуре Staphylococcus aureus
при температуре 37 °С. (По McLean с соавт. [70]. Copyright © 1968, American Society for Microbiology.)

Рис. 23.3. Скорости роста бактерий Staphylococcus aureus S-6 и синтеза энтеротоксинов SEA и
SEB. Обозначения: = — КОЕ/мл; D — энтеротоксин A; p — энтеротоксин B. По Czop и Bergdoll [27]. Copyright © 1974, American Society for Microbiology.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 23. Стафилококковый гастроэнтерит

649

107 КОЕ/мл [82]. При выделении обоих энтеротоксинов продукция ТНазы прекращалась еще до начала продуцирования энтеротоксинов.
Что касается количеств производимых энтеротоксинов, то SEB и SEC
были зарегистрированы на уровнях, оцениваемых соответственно в 375мкг/мл и
60 мкг/мл или более [91]. В среде с гидролизатом белка может быть произведено
до 500 мкг/мл токсина SEB [14]. При использовании эффективного метода культивирования бактерии S. haemolyticus производили 289 нг/мл токсина SEA,
S. aureus выделяли 213 нг/мл токсина SEС и 779 нг/мл SED [9]. Показано, что хитин существенно повышает продуцирование токсина SEA. При добавлении
0,5% неочищенного хитина к BHI бульону продукция SEA увеличивалась на
52% [4]. При этом повышалась также термостабильность энтеротоксина, однако
интенсивность роста клеток не изменялась. Продуцированию токсина SEH способствовала аэрация и контролирование рН. В условиях ферментера при рН 7,0
и аэрации на уровне 300 мл/мин, получали 275 нг/мл энтеротоксина [102]. Сообщалось также о получении SEG и SEI на уровне 5 мкг/мл [76].
Было обнаружено, что продуцирование SEB в незабуференной среде репрессировалось избытком глюкозы [74]. Установлено, что стрептомицин, актиномицин D, акрифлавин, Твин 80 и другие вещества ингибируют синтез SEB в жидкой среде [38]. Тот факт, что выделение SEB ингибируется также 2-дезоксиглюкозой и это ингибирование не устраняется добавлением глюкозы, указывает на
то, что этот токсин по крайней мере не находится под воздействием катаболитного контроля [55]. Как уже отмечалось, актиномицин D ингибирует синтез SEB
у бактерий штамма S-6, причем, это ингибирование происходило примерно через один час после полного прекращения клеточного синтеза. Известно, что клеточный синтез ингибируется немедленно и полностью. Возможное объяснение
этого парадокса заключается в том, что информационная РНК (иРНК), ответственная за синтез этого энтеротоксина, является более стабильной, чем иРНК,
отвечающая за клеточный синтез [62].
Предполагается, что наименьшее количество клеток S. aureus, необходимое
для продукции минимального уровня энтеротоксина, таково, чтобы они были
способны вызвать синдром гастроэнтерита у человека (1 нг/г), что, очевидно,
значительно варьирует в зависимости от субстратов и от конкретных энтеротоксинов. В случае энтеротоксина SEA, его минимальное обнаруживаемое количество определялось при плотности клеточной популяции ~104 КОЕ/г [48]. SEA
и SED определяли в молоке при подсчитанной плотности клеточной популяции
в 107, но не ниже этого уровня [77]. При использовании штамма S. aureus, продуцировавшего SEA, SEB и SED, два последних токсина определялись при плотности популяции, достигающей 6 ´ 106/мл, а энтеротоксины были на уровне
1нг/мл. В то же время SEA определяли на уровне 4 нг/мл при плотности популяции, 3 ´ 107 КОЕ/мл [78]. При обследовании сыра (рН 5,56–5,90 и aw = 0,94–0,97)
энтеротоксины обнаруживали при следующих плотностях популяций: SEA —
4 ´ 106/г; SEС — 1 ´ 108/г; SED — 3 ´ 106/г; SEE — 5 ´ 106/г и SEС — 3 ´ 106/г [12].
В готовом для употребления беконе SEA продуцировали бактерии штамма А
100 при минимальной популяции клеток более 106/г [95]. В мясных продуктах и
в ванильном заварном креме продуцирование SEA осуществлялось при значении плотности популяции ³ log10 7,2 клеток/г, однако в некоторых растительных
продуктах выделение SEA было затруднено и энтеротоксин обнаруживали,
только когда число клеток достигало ³ log10 8,9 клеток/г [80]. В этом исследова-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

650

Часть VII. Пищевые заболевания

нии стафилококковые энтеротоксины выявляли в листьях шпината и французских бобах через 72 ч инкубации при 22 °С, только когда число клеток достигало
log10 6,7–8,7 клеток/г. Все стафилококковые энтеротоксины устойчивы к пепсину (см. исключения в предыдущем разделе).

Механизм воздействия
Относительно узнавания антигенов in vivo, все стафилококковые энтеротоксины, так же как и токсин синдрома токсического шока (TSST), являются бактериальными суперантигенами (пирогенные токсины суперантигены — PTSags)
в противоположность обычным антигенам. Именно при участии последних осуществляется контакт между рецептором антигенов у Т-клеток и молекулами
главного комплекса гистосовместимости (MHC) класса II. Стафилококковые суперантигены связываются непосредственно с b-цепями Т-клеточного рецептора
без предварительного процессинга. Как только суперантигены оказываются
прикрепленными к молекулам MHC класса II, они стимулируют секрецию цитокинов Т-хелперными клетками, например интерлейкинов (IL), гамма-интерферона (IFN) и фактора некроза опухолей (TNF). Суперантигены, таким образом,
являются белками, которые активируют многие клоны Т-клеток. Среди цитокинов IL-2 продуцируется в значительном избытке [60], и этот фактор, по-видимому, играет очень важную роль в симптомах стафилококковых гастроэнтеритов
(обсуждается далее). Активность суперантигенов может быть продемонстрирована в лабораторных условиях при воздействии стафилококковых энтеротоксинов на спленоциты мыши. Положительный ответ заключается в пролиферации
Т-клеток с сопутствующим выделением интерлейкина-2 и g-интерферона. Многие симптомы, вызываемые действием энтеротоксинов, определяются именно
действиями продуцентов IL-2. В результате исследований стафилококкового
энтеротоксина С1 было сделано заключение, что SEC1 связывается с a-спиралью
молекул MHC класса II, стабилизируя, таким образом, взаимодействие между
антиген-презентирующими клетками и Т-клетками, что инициирует продукцию
цитокинов и последующую пролиферацию лимфоцитов [51]. Специфическая
область в молекулах стафилококковых энтеротоксинов, ответственная за вызывающую рвоту активность, пока не установлена, хотя показано, что эта активность SE отделена от суперантигенности [81]. Такие энтеротоксины, как SEISEL, обладают, по-видимому, лишь слабой вызывающей рвоту (эметической)
активностью, если вообще ею обладают.
При рассмотрении патогенезов, вызванных у человека энтеротоксинами,
становится очевидным, что многие или большинство симптомов вызывается
IL-2 [60], включая тошноту, рвоту и диарею, и эти симптомы могут быть вызваны внутривенными инъекциями. Область С-конца в молекулах стафилококковых энтеротоксинов является критической для осуществления нескольких
функций. В одном из исследований SEB делеция только девяти аминокислот из
этой области приводила к полной потере активности стимулирования Т-клеток
[72]. Есть также подтверждения тому, что область С-конца SE является определяющей для трехмерной конформации молекулы SEB [72].
Эметическая активность и функция стимулирования пролиферации Т-клеток
могут быть совершенно разобщены. В случае повреждения SEA в результате делеции трех С-концевых аминокислотных остатков пролиферативная активность

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 23. Стафилококковый гастроэнтерит

651

Т-клеток сохранялась, но при этом терялась эметическая активность [52]. При
использовании копий SEA и SEB было показано, что сохранение связывающих
свойств молекул MHC класса II не является достаточным для проявления эметического синдрома у обезьян [45].

Синдром гастроэнтерита
Симптомы стафилококкового пищевого отравления обычно развиваются в течение четырех часов после приема внутрь зараженных пищевых продуктов, хотя
этот интервал, по разным сообщениям, может различаться в пределах от одного
до шести часов. Среди симптомов обычно отмечаются такие, как тошнота, рвота, спазмы живота (которые, как правило, бывают очень сильными), диарея, выпотевание, головная боль, упадок сил, истощение и иногда снижение температуры тела — которые обычно продолжаются от 24 до 48 ч. Смертельные исходы
достаточно редки или полностью отсутствуют. Как правило, для здоровых людей лечение ограничивается постельным режимом и поддержанием баланса
жидкости в организме. После прекращения симптомов у переболевших не сохраняется выраженного иммунитета к повторным заражениям, хотя при неоднократном пероральном введении доз у животных появляется устойчивость к
энтеротоксину [14]. Поскольку симптомы были вызваны приемом внутрь уже
сформированного энтеротоксина, понятно, что культуры из фекальных масс не
содержат стафилококков, хотя это и случается редко. Доказательство стафилококкового пищевого отравления устанавливается как путем культивирования
энтеротоксигенных стафилококков из остатков употреблявшейся пищи, так и из
фекальных масс заболевших граждан. Кроме того, необходимо пытаться экстрагировать энтеротоксин из находящихся под подозрением пищевых продуктов,
особенно когда количество выращиваемых живых клеток невелико.
Минимальное количество энтеротоксина, необходимое, чтобы вызвать отравление у человека, составляет примерно 20 нг (данные по вспышкам массовых отравлений приведены в этом разделе ниже). Это значение было определено по данным, полученным в районах массовых заболеваний гастроэнтеритом,
вызванных употреблением 2% шоколадного молока. Из 12 обследованных
упаковок молока SEA был обнаружен на уровне от 94 до 184 нг на одну упаковку, со средним значением 144 нг [34]. Степень поражения зависела, во-первых,
от количества потребляемого молока и, во-вторых, от возраста заболевших.
Дети в возрасте от 5 до 9 лет были более чувствительны, чем 10–19-летние. В более ранних исследованиях указывалась доза в 20–35 мкг чистого SEB для взрослых [88]. В 16 случаях заболеваний стафилококковыми гастроэнтеритами был
зарегистрирован уровень SE менее, чем 0,01–0,25 мкг/г пищевых продуктов [43].

Случаи отравлений и продукты питания
Случаи преимущественного заражения стафилококками мяса и морепродуктов
описаны в гл. 4 (см. табл. 4.3) и гл. 5 (см. табл. 5.6). Эти микроорганизмы могут
быть выявлены в самых разных пищевых продуктах, не подвергавшихся термической обработке для разрушения бактерий.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

652

Часть VII. Пищевые заболевания

Таблица 23.7. Массовые вспышки и отдельные случаи заболеваний стафилококковыми
пищевыми гастроэнтеритами в США в 1973–1987 гг.
Годы
1973–1987
1983
1984
1985
1986
1987

Массовые
вспышки

Отдельные
случаи

Процентное отношение
от всех случаев

367
14
11
14
7
1

17 248
1257
1153
421
250
100

14,0
15,9
14,1
1,8
4,3
1,0

Источник: данные, полученные Bean и Griffin [10].

Что касается конкретных продуктов питания, употребление которых вызывало заболевание стафилококковыми гастроэнтеритами, то очень много разных
продуктов было зарегистрировано при обследовании в районах вспышек массовых отравлений. Как правило, это были продукты ручного приготовления, хранившиеся ненадлежащим образом после приготовления. За 1973–1987 гг. в центры по контролю заболеваний поступали сведения о 367 массовых вспышках
и 17 248 отдельных случаях заболеваний пищевыми гастроэнтеритами (см.
табл. 23.7). Наибольшее количество случаев заболеваний было зарегистрировано
в 1983 г. (16%), в то время как в 1987 г. — только 1,0%. Однако зарегистрированные случаи заболеваний стафилококковыми пищевыми гастроэнтеритами составляют лишь небольшую часть от имеющих место в действительности, которые для
США оцениваются от одного до двух миллионов заболеваний в год в США. Среди шести лидирующих видов пищевых продуктов, являвшихся источником пищевых отравлений в 1973–1987 гг. и перечисленных в табл. 23.8, свинина и продукты из свинины являлись наиболее частыми источниками заражений.
Одна из наиболее мощных вспышек пищевых гастроэнтеритов, когда-либо
ранее регистрировавшихся, произошла в июне — июле в округе Канзаи, в Японии [7]. Там было 13 420 заболевших, и пищевым продуктом, являвшимся источником заболеваний, была партия сухого обезжиренного молока. Этиологическим
агентом заражения был штамм S. aureus, продуцирующий стафилококковый энтеротоксин. По свидетельству опрошенных заболевших, 83,4% почувствовали
симптомы через шесть часов, после чего 3–4 ч находились на пике острого отравления. Тошноту и рвоту испытывали 73,3% заболевших, а диарею — 75,9%.
В молочном продукте с низким содержанием жира было выявлено £ 0,38 мкг/мл
SEA, а в сухом обезжиренном молоке содержалось 3,7 нг/г этого энтеротоксина
[7]. Среднее количество энтеротоксина SEA, потребленное одним человеком,
оценивалось в 20–100 нг.
За годы с 1981-го по 1995-й в Корее было зарегистрировано 2430 случаев стафилококковых пищевых гастроэнтеритов, составляющих 16,5% случаев всех
пищевых отравлений в течение этого периода [65]. В течение того же периода
в Японии 9,9% отдельных случаев заболеваний и 15,9% эпидемических вспышек имели стафилококковое происхождение [65]. За период 1980–1999 гг.
в Японии было зарегистрировано 2525 эпидемических вспышек стафилококковых пищевых отравлений и 59 964 отдельных случаев заболеваний, из которых

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 23. Стафилококковый гастроэнтерит

653

Таблица 23.8. Лидирующие виды пищевых продуктов, являвшихся источником
массовых вспышек стафилококковых пищевых гастроэнтеритов
в 1973–1987 гг. в США
Пищевые источники заражений
Свинина
Мучные изделия, выпечка
Говядина
Индейка
Куры
Яйца

Число массовых вспышек
заболеваний
96
26
22
20
14
9

Источник: данные, полученные Bean и Griffin [10].

три закончились летальным исходом (см. табл. 23.8) [94]. Основными пищевыми источниками отравлений были рис, блюда из риса и бобовый творог, а среди
энтеротоксинов были выявлены SEA в качестве единственного токсина и в комбинации с SEB. Некоторые из эпидемических вспышек стафилококковых пищевых отравлений отмечались в гл. 20.
Как отмечалось в гл. 22, большая проблема заключается в том, что очень часто небольшие вспышки заболеваний протекают в домашних условиях и о них не
сообщается в официальные здравоохранительные органы. Очень большой процент зарегистрированных случаев пищевых заболеваний всех типов является
результатом банкетов, где обычно бывает много людей. Весьма необычным пищевым источником вспышки пищевых заболеваний, вызванных SEA и SED,
были природные грибы в уксусе [68]. Этот продукт содержал 10 нг SEA и 1 нг
SED на грамм.

Экология роста S. aureus
Как правило, стафилококки не могут выдерживать конкуренции с нормальной
микрофлорой большинства продуктов питания, и это в особенности относится
к тем продуктам, которые содержат большое количество молочнокислых бактерий, где условия благоприятствуют росту последних (см. гл. 13). Многие исследователи показали неспособность стафилококков конкурировать с другими бактериями в замороженных и свежих продуктах питания. При температурах, благоприятствующих росту стафилококков, этому противодействует нормальная
сапрофитная микрофлора посредством различных проявлений антагонизма,
конкуренции за питательные вещества и изменений условий окружающей среды на менее благоприятные для стафилококков. Среди бактерий, противодействующих росту S. aureus, известны Acinetobacter, Aeromonas, Bacillus, Pseudomonas, S. epidermidis, семейство Enterobacteriaceae, Lactobacillaceae, энтерококки и другие [75]. Было показано, что на выделение SEA не влияют многие
стрессовые воздействия окружающей среды, однако рост некоторых молочнокислых бактерий приводит к снижению его продукции стафилококками. Предполагается, что снижение продукции этого энтеротоксина является результатом
действия специфических ферментов и/или других метаболитов молочнокислых
бактерий [24].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

654

Часть VII. Пищевые заболевания

Меры противодействия стафилококковым
и другим пищевым отравлениям
При производстве продуктов, подверженных микробному заражению, с незначительным содержанием стафилококков они остаются свободными от энтеротоксинов и других вызывающих отравления агентов при условии хранения
в холодильниках при температурах примерно 4,4 °С или замороженными при
–60 °С. За годы с 1961 по 1972 Bryan [19] исследовал свыше 700 массовых вспышек пищевых гастроэнтеритов. Были изучены факторы, влиявшие на возникновение отравлений, и из 16 установленных факторов пять наиболее часто являвшихся причиной эпидемических вспышек заболеваний перечислены ниже:
1) неадекватный режим охлаждения;
2) приготовление пищи задолго до планируемого употребления;
3) заражение людьми, пренебрегающими правилами личной гигиены;
4) несоблюдение правильных режимов приготовления и термической обработки пищи;
5) хранение пищи в теплых помещениях при температурах роста бактерий.
Фактор неадекватного режима охлаждения пищи составлял 25,5% из всех
других факторов, вносящих вклад в возникновение пищевых отравлений. Пять
перечисленных факторов были причиной эпидемических вспышек заболеваний в 68% случаев. За период 1973–1987 гг. из пяти факторов, наиболее часто являвшихся причиной эпидемических вспышек заболеваний и перечисленных
в табл. 23.9, лидирующие факторы за 1961–1972 гг. продолжали по-прежнему
оставаться среди основных причин.
Продукты питания, подверженные бактериальному заражению, не должны
храниться при температурах роста стафилококков более, чем 3–4 ч.

Таблица 23.9. Лидирующие факторы, наиболее часто являвшиеся причиной
эпидемических вспышек заболеваний стафилококковыми пищевыми
гастроэнтеритами в США за период 1973–1987 гг.
Пищевые источники заражений
Неадекватные температуры хранения
Пренебрежение правилами личной гигиены
Зараженное оборудование
Неправильные режимы приготовления
Пища из зараженных источников
Другие
Источник: данные, полученные Bean и Griffin [10].

Число массовых вспышек
заболеваний
98
71
43
22
12
24

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 23. Стафилококковый гастроэнтерит

655

Литература
1. Adesiyun, A.A., L. Webb, and S. Rahaman. 1995. Microbiological quality of raw cow’s milk at collection
centers in Trinidad. J. Food Protect. 58:139–146.
2. Adesiyun, A.A. 1984. Enterotoxigenicity of Staphylococcus aureus strains isolated from Nigerian ready-toeat foods. J. Food Protect. 47:438–440.
3. Adesiyun, A.A., S.R. Tatini, and D.G. Hoover. 1984. Production of enterotoxin(s) by Staphylococcus
hyicus. Vet. Microbiol. 9:487–495.
4. Anderson, J.E., R.B. Beelman, and S. Doores. 1997. Enhanced production and thermal stability of staphylococcal enterotoxin A in the presence of chitin. J. Food Protect. 60:1351–1357.
5. Angelotti, R., M.J. Foter, and K.H. Lewis. 1961. Time–temperature effects on salmonellae and staphylococci in foods. Am. J. Public Health 51:76–88.
6. Angelotti, R., M.J. Foter, and K.H. Lewis. 1960. Time–temperature effects on salmonellae and staphylococci in foods. II. Behavior at warm holding temperatures. Thermal-death-time studies. Cincinnati. OH:
Public Health Service, U.S. Department of Health, Education and Welfare.
7. Asao, T., Y. Kumeda, T. Kawai, T. Shibata, H. Oda, K. Haruki, N. Nakazawa, and S. Kozaki. 2003. An
extensive outbreak of staphylococcal food poisoning due to low-fat milk in Japan: Estimation of enterotoxin
A in the incriminated milk and powdered skim milk. Epidemiol. Infect. 130:33–40.
8. Balaban, M., and A. Rasooly. 2000. Staphylococcal enterotoxins. Int. J. Food Microbiol. 61:1–10.
9. Bautista, L., P. Gaya, M. Medina, and M. Nunez. 1988. A quantitative study of enterotoxin production
by sheep milk staphylococci. Appl. Environ. Microbiol. 54:566–569.
10. Bean, N.H., and P.M. Griffin. 1990. Foodborne disease outbreaks in the United States, 1973–1987:
Pathogens, vehicles, and trends. J. Food Protect. 53:804–817.
11. Bennett, R.W., and M.R. Berry, Jr. 1987. Serological reactivity and in vivo toxicity of Staphylococcus
aureus enterotoxins A and D in selected canned foods. J. Food Sci. 52:416–418.
12. Bennett, R.W., and W.T. Amos. 1983. Staphylococcus aureus growth and toxin production in imitation
cheeses. J. Food Sci. 48:1670–1673.
13. Bergdoll, M.S. 1967. The staphylococcal enterotoxins. In Biochemistry of Some Foodborne Microbial
Toxins, ed. Mateles and G.N. Wogan, 1–25. Cambridge, MA; MIT Press.
14. Bergdoll, M.S. 1972. The enterotoxins. In The Staphylococci, ed. J.O. Cohen, 301–331. New York:
Wiley-Interscience.
15. Bergdoll, M.S. 1990. Staphylococcal food poisoning. In Foodborne Diseases, ed. D.O. Cliver, 85–106. New
York: Academic Press.
16. Betley, M.J., D.W. Borst, and L.B. Regassa. 1992. Staphylococcal enterotoxins, toxic shock syndrome toxin
and streptococcal pyrogenic exotoxins: A comparative study of their molecular biology. Chem. Immunol.
55:1–35.
17. Borja, C.R., and M.S. Bergdoll. 1967. Purification and partial characterization of enterotoxin C produced
by Staphylococcus aureus strain 137. J. Biochem. 6:1457–1473.
18. Brown, D.F., and R.M. Twedt. 1972. Assessment of the sanitary effectiveness of holding temperatures on
beef cooked low temperature. Appl. Microbiol. 24:599–603.
19. Bryan, F.L. 1974. Microbiological food hazards today — based on epidemiological information. Food
Technol. 28(9):52–59.
20. Carmo, L.S., R.S. Dias, V.R. Linardi, M.J. de Sena, D.A. Santos, M.E. de Faria, E.C. Pena, M. Jett, and
L.G. Heneine. 2002. Food poisoning due to enterotoxigenic strains of Staphylococcus present in Minas
cheese and raw milk in Brazil. Food Microbiol. 19:9–14.
21. Casman, E.P. 1965. Staphylococcal enterotoxin. In The Staphylococci: Ecologic Perspectives. Ann. N.Y.
Acad. Sci. 28, 128:124–133.
22. Casman, E.P., R.W. Bennett, A.E. Doney, and J.A. Issa. 1967. Identification of a fourth staphylococcal
enterotoxin, enterotoxin D. J. Bacteriol. 94:1875–1882.
23. Cenci-Goga, B.T., M. Karama, P.V. Rossitto, R.A. Morgante, and J.S. Culler. 2003. Enterotoxin production
by Staphylococcus aureus isolated from mastitic cows. J. Food Protect. 66:1693–1696.
24. Chordash, R.A., and N.N. Potter. 1976. Stability of staphylococcal enterotoxin A to selected conditions
encountered in foods. J. Food Sci. 41:906–909.
25. Couch, J.L., and M.J. Betley. 1989. Nucleotide sequence of the type C7 staphylococcal enterotoxin gene
suggests that intergenic recombination causes antigenic variation. J. Bacteriol. 171:4507–4510.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

656

Часть VII. Пищевые заболевания

26. Czop, J.K., and M.S. Bergdoll. 1970. Synthesis of enterotoxins by L-forms of Staphylococcus aureus. Infect.
Immun. 1:169–173.
27. Czop, J.K., and M.S. Bergdoll. 1974. Staphylococcal enterotoxin synthesis during the exponential, transitional, and stationary growth phases. Infect. Immun. 9:229–235.
28. Dack, G.M., W.E. Cary, O. Woolpert, and H. Wiggers. 1930. An outbreak of food poisoning proved to be
due to a yellow hemolytic staphylococcus. J. Prev. Med. 4:167–175.
29. Denny, C.B., J.Y. Humber, and C.W. Bohrer. 1971. Effect of toxin concentration on the heat inactivation of staphylococcal enterotoxin A in beef bouillon and in phosphate buffer. Appl. Microbiol.
21:1064–1066.
30. Denny, C.B., P.L. Tan, and C.W. Bohrer. 1966. Heat inactivation of staphylococcal enterotoxin. J. Food Sci.
31:762–767.
31. Dinges, M.M., P.M. Orwin, and P.M. Schlievert. 2000. Exotoxins of Staphylococcus aureus. Clin. Microbiol. Rev. 13:16–34.
32. Ellender, R.D., L. Huang, S.L. Sharp, and R.P. Tettleton. 1995. Isolation, enumeration, and identification
of Gram-positive cocci from frozen crabmeat. J. Food Protect. 58:853–857.
33. Evans, J.B., G.A. Ananaba, C.A. Pate, and M.S. Bergdoll. 1983. Enterotoxin production by atypical
Staphylococcus aureus from poultry. J. Appl. Bacteriol. 54:257–261.
34. Evenson, M.L., M.W. Hinds, R.S. Bernstein, and M.S. Bergdoll. 1988. Estimation of human dose of staphylococcal enterotoxin A from a large outbreak of staphylococcal food poisoning involving chocolate milk. Int.
J. Food Microbiol. 7:311–316.
35. Ewald, S. 1987. Enterotoxin production by Staphylococcus aureus strains isolated from Danish foods. Int.
J. Food Microbiol. 4:207–214.
36. Ewald, S., and S. Notermans. 1988. Effect of water activity on growth and enterotoxin D production
of Staphylococcus aureus. Int. J. Food Microbiol. 6:25–30.
37. Freney, J., Y. Brun, M. Bes, H. Meugnier, F. Grimont, P.A.D. Grimont, C. Nervi, and J. Fleurette. 1988.
Staphylococcus lugdunensis sp. nov. and Staphylococcus schleiferi sp. nov., two species from human clinical
specimens. Int. J. System. Bacteriol. 38:168–172.
38. Friedman, M.E. 1966. Inhibition of staphylococcal enterotoxin B formation in broth cultures. J. Bacteriol.
92:277–278.
39. Genigeorgis, C., M.S. Foda, A. Mantis, and W.W. Sadler. 1971. Effect of sodium chloride and pH on enterotoxin C production. Appl. Microbiol. 21:862–866.
40. Genigeorgis, C., H. Riemann, and W.W. Sadler. 1969. Production of enterotoxin B in cured meats. J. Food
Sci. 34:62–68.
41. Genigeorgis, C., and W.W. Sadler. 1966. Effect of sodium chloride and pH on enterotoxin B production.
J. Bacteriol. 92:1383–1387.
42. Gibbs, P.A., J.T. Patterson, and J. Harvey. 1978. Biochemical characteristics and enterotoxigenicity of
Staphylococcus aureus strains isolated from poultry. J. Appl. Bacteriol. 44:57–74.
43. Gilbert, R.J., and A.A. Wieneke. 1973. Staphylococcal food poisoning with special reference to the detection
of enterotoxin in food. In The Microbiological Safety of Food, ed. B.C. Hobbs and J.H.B. Christian,
273–285. New York: Academic Press.
44. Gomez-Lucia, E., J. Goyache, J.L. Blanco, J.F.F. Garayzabal, J.A. Orden, and G. Suarez. 1987. Growth
of Staphylococcus aureus and enterotoxin production in homemade mayonnaise prepared with different pH
values. J. Food Protect. 50:872–875.
45. Harris, T.O., D. Grossman, J.W. Kappler, P. Marrack, R.R. Rich, and M.J. Betley. 1993. Lack of complete
correlation between emetic and T-cell stimulatory activities of staphylococcal enterotoxins. Infect. Immun.
61:3175–3183.
46. Harvey, J., J.T. Patterson, and P.A. Gibbs. 1982. Enterotoxigenicity of Staphylococcus aureus strains
isolated from poultry: Raw poultry carcasses as a potential food-poisoning hazard. J. Appl. Bacteriol.
52:251–258.
47. Hirooka, E.Y., E.E. Muller, J.C. Freitas, E. Vicente, Y. Yashimoto, and M.S. Bergdoll. 1988. Enterotoxigenicity of Staphylococcus intermedius of canine origin. Int. J. Food Microbiol. 7:185–191.
48. Hirooka, E.Y., S.P.C. DeSalzberg, and M.S. Bergdoll. 1987. Production of staphylococcal enterotoxin A and
thermonuclease in cream pies. J. Food Protect. 50:952–955.
49. Hoover, D.G., S.R. Tatini, and J.B. Maltais. 1983. Characterization of staphylococci. Appl. Environ.
Microbiol. 46:649–660.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 23. Стафилококковый гастроэнтерит

657

50. Huang, I.-Y., and M.S. Bergdoll. 1970. The primary structure of staphylococcal enterotoxin B. III. The
cyanogen bromide peptides of reduced and aminoethylated enterotoxin B and the complete amino acid
sequence. J. Biol. Chem. 245:3518–3525.
51. Hoffmann, M.L., L.M. Jablonski, K.K. Crum, S.P. Hackett, Y.-I. Chi, C.V. Stauffacher, D.L. Stevens, and
G.A. Bohach. 1994. Predictions of T-cell receptor and major histocompatibility complex-binding sites
on staphylococcal enterotoxin C1. Infect. Immun. 62:3396–3407.
52. Hufnagle, W.O., M.T. Tremaine, and M.J. Betley. 1991. The carboxyl-terminal region of staphylococcal
enterotoxin type A is required for a fully active molecule. Infect. Immun. 59:2126–2134.
53. Hurst, A., and A. Hughes. 1983. The protective effect of some food ingredients on Staphylococcus aureus
MF 31. J. Appl. Bacteriol. 55:81–88.
54. Iandolo, J.J. 1989. Genetic analysis of extracellular toxins of Staphylococcus aureus. Ann. Rev. Microbiol.
43:375–402.
55. Iandolo, J.J., and W.M. Shafer. 1977. Regulation of staphylococcal enterotoxin B. Infect. Immun. 16:610–
616.
56. Isigidi, B.K., A.M. Mathieu, L.A. Devriese, C. Godard, and J. van Hoof. 1992. Enterotoxin production in
different Staphylococcus aureus biotypes isolated from food and meat plants. J. Appl. Bacteriol. 72:16–20.
57. Isigidi, B.K., L.A. Devriese, C. Godard, and J. van Hoof. 1990. Characteristics of Staphylococcus aureus
associated with meat products and meat workers. Lett. Appl. Microbiol. 11:145–147.
58. Jarvis, A.W., R.C. Lawrence, and G.G. Pritchard. 1973. Production of staphylococcal enterotoxins A, B, and
C under conditions of controlled pH and aeration. Infect. Immun. 7:847–854.
59. Jay, J.M. 1970. Effect of borate on the growth of coagulase-positive and coagulase-negative staphylococci.
Infect. Immun. 1:78–79.
60. Johnson, H.W., J.K. Russell, and C.H. Pontzer. 1992. Super-antigens in human disease. Sci. Am. 266(4):
92–101.
61. Kadan, R.S., W.H. Martin, and R. Mickelsen. 1963. Effects of ingredients used in condensed and frozen
dairy products on thermal resistance of potentially pathogenic staphylococci. Appl. Microbiol. 11:45–49.
62. Katsuno, S., and M. Kondo. 1973. Regulation of staphylococcal enterotoxin B synthesis and its relation to
other extracellular proteins. Japan. J. Med. Sci. Biol. 26:26–29.
63. Kloos, W.E., and T.L. Bannerman. 1994. Update on clinical significance of coagulase-negative staphylococci. Clin. Microbiol. Rev. 7:117–140.
64. Kloos, W.E., D.N. Ballard, C.G. George, J.A. Webster, R.J. Hubner, W. Ludwig, K.H. Schleifer, F. Fiedler,
and K. Schuhen. 1998. Delimiting the genus Staphylococcus through description of Macrococcus caseolyticus gen. nov., comb. nov. and Macrococcus equipercicus sp. nov., Macrococcus bovicus, sp. nov., and
Macrococcus carouselicus, sp. nov. Int. J. Syst. Bacteriol. 48:859–877.
65. Lee, W.-C., M.-J. Lee, J.-S. Kim, and S.-Y. Park. 2001. Foodborne illness outbreaks in Korea and Japan
studied retrospectively. J. Food Protect. 64:899–902.
66. Lee, R.Y., G.J. Silverman, and D.T. Munsey. 1981. Growth and enterotoxin A production by Staphylococcus
aureus in precooked bacon in the intermediate moisture range. J. Food Sci. 46:1687–1692.
67. Lilly, H.D., R.A. McLean and J.A. Alford 1967. Effects of curing salts and temperature on production
of staphylococcal enterotoxin. Bacteriol. Proc. 12.
68. Lindroth, S., E. Strandberg, A. Pessa, and M.J. Pellinen. 1983. A study of the growth potential of Staphylococcus aureus in Boletus edulis, a wild edible mushroom, prompted by a food poisoning outbreak. J. Food
Sci. 48:282–283.
69. Marin, M.E., M.C. de la Rosa, and I. Comejo. 1992. Enterotoxigenicity of Staphylococcus strains isolated
from Spanish dry-cured hams. Appl. Environ. Microbiol. 58:1067–1069.
70. McLean, R.A., H.D. Lilly, and J.A. Alford. 1968. Effects of meat-curing salts and temperature on production
of staphylococcal enterotoxin B. J. Bacteriol. 95:1207–1211.
71. Metzger, J.F., A.D. Johnson, W.S. Collins, II, and V. McGann. 1973. Staphylococcus aureus enterotoxin B
release (excretion) under controlled conditions of fermentation. Appl. Microbiol. 25:770–773.
72. Metzroth, B., T. Marx, M. Linnig, and B. Fleischer. 1993. Concomitant loss of conformation and superantigenic activity of staphylococcal enterotoxin B deletion mutant proteins Infect. Immun. 61:2445–2452.
73. Miller, R.D., and D.Y.C. Fung. 1973. Amino acid requirements for the production of enterotoxin B
by Staphylococcus aureus S-6 in a chemically defined medium. Appl. Microbiol. 25:800–806.
74. Morse, S.A., R.A. Mah, and W.J. Dobrogosz. 1969. Regulation of staphylococcal enterotoxin B. J . Bacteriol. 98:4–9.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

658

Часть VII. Пищевые заболевания

75. Mossel, D.A.A. 1975. Occurrence, prevention, and monitoring of microbial quality loss of foods and dairy
products. CRC Crit. Rev. Environ. Control. 5:1–140.
76. Munson, S.H., M.T. Tremaine, M.J. Betley, and B.A. Welch. 1998. Identification and characterization
of staphylococcal enterotoxin types G and I from Staphylococcus aureus. Infect. Immun. 66:3337–3348.
77. Noleto, A.L., and M.S. Bergdoll. 1980. Staphylococcal enterotoxin production in the presence of nonenterotoxigenic staphylococci. Appl. Environ. Microbiol. 39:1167–1171.
78. Noleto, A.L., and M.S. Bergdoll. 1982. Production of enterotoxin by a Staphylococcus aureus strain that
produces three identifiable enterotoxins. J. Food Protect. 45:1096–1097.
79. Notermans, S., and C.J. Heuvelman. 1983. Combined effect of water activity, pH and suboptimal temperature on growth and enterotoxin production of Staphylococcus aureus. J. Food Sci. 48:1832–1835, 1840.
80. Notermans, S., and R.L.M. van Otterdijk. 1985. Production of enterotoxin A by Staphylococcus aureus in
food. Int. J. Food Microbiol. 2:145–149.
81. Orwin, P.M., D.Y.M. Leung, H.L. Donahue, R.P. Novick, and P.M. Schlievert. 2001. Biochemical and
biological properties of staphylococcal enterotoxin K. Infect. Immun. 69:360–366.
82. Otero, A., M.L. Garcia, M.C. Garcia, B. Moreno, and M.S. Bergdoll. 1990. Production of staphylococcal
enterotoxins C1 and C2 and thermonuclease throughout the growth cycle. Appl. Environ. Microbiol.
56:555–559.
83. Palasuntheram, C., and M.S. Beauchamp. 1982. Enterotoxigenic staphylococci in Sri Lanka. J. Appl.
Bacteriol. 52:39–41.
84. Palumbo, S.A., J.L. Smith, and J.C. Kissinger. 1977. Destruction of Staphylococcus aureus during frankfurter processing. Appl. Environ. Microbiol. 34:740–744.
85. Payne, D.N., and J.M. Wood. 1974. The incidence of enterotoxin production in strains of Staphylococcus
aureus isolated from foods. J. Appl. Bacteriol. 37:319–325.
86. Pereira, J.L., S.P. Salzberg, and M.S. Bergdoll. 1982. Effect of temperature, pH and sodium chloride
concentrations on production of staphylococcal enterotoxins A and B. J. Food Protect. 45:1306–1309.
87. Probst, A.J., C. Hertel, L. Richter, L. Wassill, W. Ludwig, and W.P. Hammes. 1998. Staphylococcus
condimenti sp. nov., from soy sauce mash, and Staphylococcus carnosus (Schleifer and Fischer 1982) subsp.
utilis subsp. nov. Int. J. Syst. Bacteriol. 48:651–658.
88. Raj, H.D., and M.S. Bergdoll. 1969. Effect of enterotoxin B on human volunteers. J. Bacteriol. 98:833–834.
89. Read, R.B., and J.G. Bradshaw. 1966. Thermal inactivation of staphylococcal enterotoxin B in veronal
buffer. Appl. Microbiol. 14:130–132.
90. Reiser, R.F., R.N. Robbins, A.L. Noleto, G.P. Khoe, and M.S. Bergdoll. 1984. Identification, purification,
and some physiochemical properties of staphylococcal enterotoxin C3. Infect. Immun. 45:625–630.
91. Reiser, R.F., and K.F. Weiss. 1969. Production of staphylococcal enterotoxins A, B, and C in various media.
Appl. Microbiol. 18:1041–1043.
92. Satterlee, L.D., and A.A. Kraft. 1969. Effect of meat and isolated meat proteins on the thermal inactivation of
staphylococcal enterotoxin B. Appl. Microbiol. 17:906–909.
93. Schantz, E.J., W.G. Roessler, J. Wagman, L. Spero, D.A. Dunnery, and M.S. Bergdoll. 1965. Purification
of staphylococcal enterotoxin B. J. Biochem. 4:1011–1016.
94. Shimizu, A., M. Fugita, H. Igarashi, M. Takagi, N. Nagase, A. Sasaki, and J. Kawano. 2000. Characterization of Staphylococcus aureus coagulase type VII isolates from staphylococcal food poisoning outbreaks (1980–1995) in Tokyo, Japan, by pulsed-field gel electrophoresis. J. Clin. Microbiol. 38:3746–3749.
95. Siems, H., D. Husch, H.-J. Sinell, and F. Untermann. 1971. Vorkommen und Eigenschaften von Staphylokokken in verschiedenen Produktionsstufen bei der Fleischverarbeitung. Fleischwirts. 51:1529–1533.
96. Silverman, G.J., D.T. Munsey, C. Lee, and E. Ebert. 1983. Interrelationship between water activity, temperature and 5.5 percent oxygen on growth and enterotoxin A secretion by Staphylococcus aureus in precooked
bacon. J. Food Sci. 48:1783–1786, 1795.
97. Simkovicova, M., and R.J. Gilbert. 1971. Serological detection of enterotoxin from food-poisoning strains
of Staphylococcus aureus. J. Med. Microbiol. 4:19–30.
98. Smith, J.L., R.L. Buchanan, and S.A. Palumbo. 1983. Effect of food environment on staphylococcal
enterotoxin synthesis: A review. J. Food Protect. 46: 545–555.
99. Sokari, T.G., and S.O. Anozie. 1990. Occurrence of enterotoxin producing strains of Staphylococcus aureus
in meat and related samples from traditional markets in Nigeria. J. Food Protect. 53:1069–1070.
100. Soriano, J.M., G. Font, H. Rico, J.C. Milto, and J. Manes. 2002. Incidence of enterotoxigenic staphylococci
and their toxins in foods. J. Food Protect. 65:857–860.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 23. Стафилококковый гастроэнтерит

659

101. Sperber, W.H. 1977. The identification of staphylococci in clinical and food microbiology laboratories. CRC
Crit. Rev. Clin. Lab. Sci. 7:121–184.
102. Su, Y.-C., and A.C.L. Wong. 1998. Production of staphylococcal enterotoxin H under controlled pH and
aeration. lnt. J. Food Microbiol. 39:87–91.
103. Su, Y.-C., and A.C.L. Wong. 1996. Detection of staphylococcal enterotoxin H by an enzyme-linked
immunosorbent assay. J. Food Protect. 59:327–330.
104. Su, Y. -C., and A.C.L. Wong. 1995. Identification and purification of a new staphylococcal enterotoxin, H.
Appl. Environ. Microbiol. 61:1438–1443.
105. Tanasupawat, S., Y. Hoshimoto, T. Ezaki, M. Kozaki, and K. Komagata. 1992. Staphylococcus piscifermentans sp. nov., from fermented fish in Thailand. lnt. J. Syst. Bacteriol. 42:577–581.
106. Tatini, S.R. 1973. Influence of food environments on growth of Staphylococcus aureus and production
of various enterotoxins. J. Milk Food Technol. 36:559–563.
107. Thomas, C.T., J.C. White, and K. Longree. 1966. Thermal resistance of salmonellae and staphylococci
in foods. Appl. Microbiol. 14:815–820.
108. Thota, F.H., S.R. Tatini, and R.W. Bennett. 1973. Effects of temperature, pH and NaCl on production
of staphylococcal enterotoxins E and F. Bacteriol. Proc. 1.
109. Tibana, A., K. Rayman, M. Akhtar, and R. Szabo. 1987. Thermal stability of staphylococcal enterotoxins A,
B and C in a buffered system. J. Food Protect. 50:239–242.
110. Troller, J.A. 1972. Effect of water activity on enterotoxin A production and growth of Staphylococcus
aureus. Appl. Microbiol. 24:440–443.
111. Valle, J., E. Gomez-Lucia, S. Piriz, J. Goyache, J.A. Orden, and S. Vadillo. 1990. Enterotoxin production
by staphylococci isolated from healthy goats. Appl. Environ. Microbiol. 56:1323–1326.
112. Vandenbosch, L.L., D.Y.C. Fung, and M. Widomski. 1973. Optimum temperature for enterotoxin production by Staphylococcus aureus S-6 and 137 in liquid medium. Appl. Microbiol. 25:498–500.
113. Veraldo, R.E., R. Kilpper-Balz, F. Biavasco, G. Satta, and K.H. Schleifer. 1988. Staphylococcus Delphini
sp. nov., a coagulase-positive species isolated from dolphins. Int. J. System. Bacteriol. 38:436–439.
114. Vemozy-Rozand, C., C. Mazuy, H. Meugnier, M. Bes, Y. Lasne, J. Fiedler, J. Etienne, and J. Freney. 2000.
Staphylococcus flurettii sp. nov., isolated from goat’s milk cheeses. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 50:1521–
1527.
115. Woodburn, M., M. Bennion, and G.E. Vail. 1962. Destruction of salmonellae and staphylococci in precooked poultry products by heat treatment before freezing. Food Technol. 16:98–100.
116. Wu, C.-H., and M.S. Bergdoll. 1971. Stimulation of enterotoxin B production. Infect. Immun. 3:784–792.
117. Zhang, S., J.J. Iandolo, and G.C. Stewart. 1998. The enterotoxin D plasmid of Staphylococcus aureus
encodes a second enterotoxin determinant (sej). FEMS Microbiol. Lett. 168:227–233.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

24
Пищевые отравления,
вызванные грамположительными
спорообразующими бактериями
Известны, по крайней мере, три грамположительные спорообразующие палочковидные бактерии, вызывающие бактериальные пищевые отравления: Clostridium perfringens (welchii), C. botulinum и Bacillus cereus. Случаи пищевых отравлений, вызванные каждым из этих организмов, связаны с определенными
видами продуктов питания.

Пищевые отравления, вызванные бактериями
Clostridium perfringens
Организмами — возбудителями этого синдрома являются грамположительные,
анаэробные спорообразующие палочковидные бактерии, широко распространенные в природе. На основании их способности производить определенные экзотоксины различают пять разных типов штаммов: A, B, C, D и E. Штаммы, вызывающие пищевые отравления, принадлежат к типу A, так же как и штаммы,
которые являются возбудителями классической газовой гангрены. Однако в отличие от этих последних штаммы, вызывающие собственно пищевые отравления, являются термоустойчивыми и производят только лишь следовые количества альфа-токсина. Некоторые штаммы, относящиеся к типу С, продуцируют
энтеротоксин и могут вызвать синдром пищевого отравления. Классические
штаммы, вызывающие пищевые отравления, отличаются от штаммов типа С
тем, что не продуцируют бета-токсин. Последние, которые были выделены из
некротизированных очагов поражения при энтерите, сравниваются с термочувствительными и термоустойчивыми штаммами, принадлежащими к типу A
(в табл. 24.1). Термоустойчивые штаммы типа A продуцируют тета-токсин, который является перфринголизином O (PLO) — тиолактивируемым гемолизином, похожим на листериолизин O (LLO), который продуцируется бактериями
Listeria monocytogenes (обсуждается в гл. 25). Так же как и LLO, перфринголизин O обладает молекулярным весом в 60 кДа. Токсин был секвенирован и клонирован.
Несмотря на то что Clostridium perfringens ассоциировали с заболеваниями
гастроэнтеритом с 1895 г., первая доказательная демонстрация этиологического
статуса этих организмов при пищевых отравлениях была представлена McClung
[79], который исследовал четыре массовые вспышки пищевых отравлений, вызванных мясом кур. Первое детальное описание характеристик этого синдрома
пищевого отравления было представлено в работе Hobbs и др. [50], в Великобритании. Несмотря на то что британские исследователи были к тому времени

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 24. Пищевые отравления, вызванные грамположительными спорообразующими бактериями 661

Таблица 24.1. Токсины, продуцируемые штаммами бактерий Clostridium perfringens
(welchii) типов A и C
Clostridium welchii
Термочувствительные, тип A
Термоустойчивые, тип A
Термоустойчивые, тип С

Токсины
a

b

g

d

e

+++
± или следы
+

–
–
+

–
–
+

–
–
–

–
–
–

f

i

k

l

–
++
++ –
– – + или – –
–
–
– –

m

n

+ или – +
+++ или – –
+
–

Источник: Hobbs, 1962. Bacterial Food Poisoning. London: Royal Society of Health.

(в 1940–1950-х гг.) достаточно хорошо осведомлены об этих бактериях как возбудителях, вызывающих пищевые отравления, в США до 1960 г. практически не
было зарегистрировано случаев таких заболеваний. Сейчас стало очевидным,
что пищевые отравления, вызываемые бактериями Clostridium perfringens, чрезвычайно широко распространены и в США, и во многих других странах.

Распространение бактерий Clostridium perfringens
Штаммы Clostridium perfringens, вызывающие пищевые отравления, обнаруживаются в почве, воде, пыли, продуктах питания, пряностях и в пищеварительных
трактах человека и животных. Многие исследователи сообщали, что распространенность термоустойчивых, негемолитических штаммов в общей популяции
оценивается в пределах от 2 до 6%. В экскрементах от 20 до 30% здорового персонала больниц и членов их семей были обнаружены эти организмы, а среди заболевших процент носителей этих токсигенных клостридий через две недели
равнялся 50%, а иногда достигал и 88% [26]. Термочувствительные штаммы являются обычными представителями микрофлоры желудочно-кишечного тракта
у всех людей. Бактерии C. perfringens попадают в мясо либо непосредственно
после забоя животных, либо в результате последующего заражения мяса животных руками людей или пылью. Поскольку клостридии являются спорообразующими бактериями, они могут противостоять неблагоприятным условиям среды,
высушиванию, нагреванию и воздействию различных токсических веществ.

Характеристика бактерий Clostridium perfringens
Штаммы C. perfringens, вызывающие пищевые отравления, так же как и многие
другие штаммы этого вида, хорошо растут на самых различных средах при их
инкубации в анаэробных условиях или в случае появления у них дополнительной восстанавливающей способности. Выделенные из мышечной ткани лошадей штаммы C. perfringens, при значении окислительно-восстановительного потенциала (Eh), равном –45 или ниже, росли без большого лаг-периода, тогда как
при более положительных значениях Eh длительность лаг-фазы увеличивалась
[12]. Несмотря на то что получить рост этих бактерий несложно на самых различных средах, споруляция происходит с большими затруднениями и поэтому
требует использования специальных сред, как описано в работе Duncan и Strong
[27], или специальной техники, как, например, диализных мешков.
Бактерии C. perfringens являются мезофиллами с оптимальными температурами роста в пределах от 20 до 50 °С. Показано, что оптимальными температу-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

662

Часть VII. Пищевые заболевания

рами роста на тиогликолатной среде для шести штаммов является диапазон от
30 до 40 °С, а для споруляции при росте на среде Эллнера оптимальными температурами были 37–40 °С [98]. Время генерации спорообразования, когда культивирование этих штаммов осуществлялось при температуре 45 °С (при прочих
оптимальных условиях), составляло всего 7 мин. Что касается рН, то многие
штаммы обычно растут в пределах 5,5–8,0 и, как правило, не ниже 5,0 и не выше
8,5. Наиболее низкими из сообщавшихся значений активности воды (aw), допускающих рост и созревание спор, являются 0,97 и 0,95 при добавлении сахарозы
или NaCl либо примерно 0,93 в присутствии глицерина на тиогликолатной среде
[57]. Образование спор требует, по-видимому, более высоких значений aw, чем
минимальные, обозначенные выше. Несмотря на то что Labbe и Duncan [65] продемонстрировали рост бактерий, принадлежащих к штаммам типа A, при рН
равном 5,5, при этом не наблюдалось ни спорообразования, ни продукции токсина. Значение рН, равное 8,5, является, по-видимому, наибольшим для роста.
Бактерии C. perfringens не являются такими строгими анаэробами, как некоторые другие клостридии. Так, например, наблюдали рост этих бактерий при начальном значении Eh, равном +320 мВ [92]. Для роста этих клостридий необходимо присутствие в среде 13 аминокислот, а также биотина, пантотеновой кислоты, пиридоксина, аденина и других соединений. Они являются
гетероферментативными и способны разлагать большое количество самых разнообразных углеводов. Рост ингибируется в присутствии 5% NaCl.
Эндоспоры вызывающих пищевые отравления штаммов бактерий различаются по степени устойчивости к температуре. Некоторые из них являются типичными среди других мезофильных, спорообразующих бактерий, другие же
отличаются повышенной устойчивостью. Сообщалось о том, что для штамма
C. perfringens ATCC 3624 значение D100 равно 0,31, а для штамма NCTC 8238 это
значение равно 17,6 [123]. Для восьми штаммов, которые вызывали реакцию у
кроликов, значения D100 оценивались в пределах от 0,70 до 38,37, в то время как
штаммы, не вызывавшие реакцию у кроликов, были гораздо более термоустойчивыми [115]. Различия в степени устойчивости к температуре среди штаммов
C. perfringens связаны с присутствием гена cpe. Значения D100 для 13 изолятов,
выделенных из зараженных мяса, птицы и рыбы, в которых ген cpe имел хромосомную локализацию, оценивались в пределах от 43 до 170. В то же время штаммы, выделенные не из очагов массового заражения, в которых ген cpe был локализован на плазмиде, имели значение D100, равное трем [124]. Авторы этой работы отмечали, что штаммы, выделенные из очагов массового заражения, имели
значения D100 > 40, а штаммы, не связанные с токсическими заражениями, обычно имели значения D100 < 2.
Несколько исследовательских групп изучали разрушение вегетативных клеток C. perfringens, живущих в приготовленных жареных и вареных продуктах,
при длительном нагревании и невысокой температуре. Значение D56, 8o C для
штамма C. perfringens ATCC 13124 при автоклавировании мясного фарша было
равно 48,3 мин, что в основном совпадает со значениями D56, 8o C или D47, 9o C для
фосфолипазы С [32]. При изучении штамма NCTC 8798 было показано, что значение D для вегетативных клеток, живущих в мясном фарше, повышалось при
повышении температур роста. Для клеток, растущих при 37 °С, значение D59o C
было 3,1 мин. Для клеток, растущих при 45 °С, значение D59o C было 7,2 мин,
а клетки, растущие при 49 °С, имели D59o C , равное 10,6 мин [99]. Несмотря на то
что уже упоминавшиеся достаточно большие различия в термоустойчивости

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 24. Пищевые отравления, вызванные грамположительными спорообразующими бактериями 663

между двумя разными штаммами могут быть отчасти за счет разницы штаммов,
эффект присутствия жира в нагреваемом растворе также может играть определенную роль. При подогревании жареной говядины в пластиковых пакетах на
водяной бане при температурах в пределах 60–61 °С, выдерживание продукта
по крайней мере 12 мин полностью уничтожало сальмонелл и снижало численность популяции C. perfringens примерно на три логарифмических цикла. Для
достижения эффекта снижения численности популяции C. perfringens на 12 логарифмических циклов для жареной говядины весом 1,5 кг необходимо проводить подогревание при 60 °С в течение 2,3 ч или более [104]. Для термической деструкции при 61 °С энтеротоксина C. perfringens в буфере или соке, выделяемом из мяса при жаренье и тушении, необходимо соответственно 25,4 и
23,8 мин [15].
В отличие от бактерий C. perfringens, для которых установлена довольно широкая вариабельность термоустойчивости, для бактерий C. botulinum не зарегистрировано такого большого разброса в этих показателях, особенно для типов A
и B. Эти последние гораздо менее распространены в желудочно-кишечном тракте человека, чем различные штаммы C. perfringens. Условия среды микроокружения в организме настолько разнообразны, что можно ожидать значительной
вариабельности среди штаммов бактерий. Еще одним очень важным фактором,
влияющим на термоустойчивость бактериальных спор, является химический состав окружающей среды. Alderton и Snell [4] установили, что термоустойчивость спор является индуцибельной характеристикой и существует некое обратимое равновесие между устойчивым к температуре и чувствительным состояниями. Эта гипотеза была использована в дальнейшем, как основополагающая и
было показано, что можно повышать термоустойчивость спор при обработке
раствором ацетата кальция, например 0,1–0,5-молярным при рН, равном 8,5, в течение 140 ч при температуре 50 °С. С помощью этого метода термоустойчивость
эндоспор может быть повышена в пять–десять раз [3]. С другой стороны, термоустойчивость может быть и понижена при выдерживании эндоспор в 0,1 N соляной кислоте при 25 °С в течение 16 ч или в результате выдерживания эндоспор
в естественных условиях кислой среды или в каком-либо продукте с повышенной
кислотностью. После получения таких результатов исследований не кажется
столь уж невероятным, что высокая степень вариабельности термоустойчивости
эндоспор бактерий C. perfringens может быть более или менее прямым результатом только что произошедших изменений в окружающей среде.
Strong и Canada [113] изучали процесс выживания бактерий C. perfringens
в условиях замораживания в куриной подливке и установили, что при замораживании и хранении при –17,7 °С в течение 180 дней выживало только около 4%
бактерий. С другой стороны, высушенные споры демонстрировали уровень выживаемости в этих условиях порядка 40% после 90 дней хранения, но только 11%
при хранении в течение 180 дней. Для эпидемиологических исследований делались попытки применения метода серотипирования, однако из-за наличия большого количества различных сероваров не удалось установить согласуемых взаимосвязей между очагами массового заражения и известными сероварами. Было
проведено также типирование штаммов по бактериоцинам среди бактерий
C. perfringens, относящихся к типу A, и было обнаружено 90 штаммов в очагах
массового заражения. Все эти штаммы были типированы с помощью набора из
восьми бактериоцинов, и 85,6% из них содержали бактериоцины типов 1–6 [101].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

664

Часть VII. Пищевые заболевания

Энтеротоксин
Энтеротоксин является фактором, определяющим пищевые отравления при попадании бактерий C. perfringens в организмы человека и животных. Необычным
является то, что этот белок является споро-специфическим; его выделение происходит параллельно с процессом споруляции. Причиной всех известных случаев пищевых отравлений, вызванных этим видом бактерий, были штаммы, относящиеся к типу A. Другое заболевание, некротический энтерит, вызывается
бета-токсином, производимым штаммами типа С. Это заболевание характерно
для Новой Гвинеи, и весьма редки сообщения о таком отравлении за ее пределами. Несмотря на то что некротический энтерит, вызываемый клостридиями
типа С, связан с уровнем смертности в 35–40%, пищевые отравления, вызываемые клостридиями типа A, являются фатальными только для пожилых и ослабленных людей. Показано, что некоторые штаммы клостридий типа С продуцируют энтеротоксин, но его значение и роль в заболеваниях пока не ясны.
Энтеротоксин, выделяемый штаммами типа A, был продемонстрирован Duncan и Strong [28]. Очищенный энтеротоксин обладает молекулярным весом
в 35 000 дальтон, и его изоэлектрическая точка равна 4,3 [47]. Он является термочувствительным (биологическая активность нарушается при 60 °С в течение
10 мин), а также чувствительным к проназе, в то же время он устойчив к трипсину, химотрипсину и папаину [112]. L-формы бактерий C. perfringens также продуцируют энтеротоксин. В одном из исследований показано, что они выделяют
столько же энтеротоксина, сколько и классические формы [77].
Энтеротоксин синтезируется спорулирующими формами бактерий, и этот
синтез ассоциирован с поздними стадиями споруляции. Пик продукции токсина
наступает в момент перед лизисом спорангиев клеток; при этом энтеротоксин
высвобождается во внешнюю среду вместе со спорами. Условия, благоприятствующие споруляции, способствуют также и продукции энтеротоксина. Это
было продемонстрировано на примере добавления таких веществ, как рафиноза,
кофеин и теобромин [66]. Внесение двух последних веществ повышало уровень
энтеротоксина с практически нулевого до 450 мкг/мл белка в клеточном экстракте. Аналогичные эффекты были продемонстрированы также и в случае со
структурными белками спор, ковалентно связанных с оболочкой спор. Клетки
свободно могут спорулировать в желудочно-кишечном тракте и во многих видах разнообразных продуктов питания. В культуральной среде энтеротоксин
обычно начинает продуцироваться только тогда, когда начинается формирование эндоспор (см. рис. 24.1). Известно, однако, что вегетативные клетки продуцируют энтеротоксин на довольно низком уровне [41, 42]. Как уже отмечалось
выше, ген cpe является ответственным за энтеротоксин, и у возбудителей пищевых отравлений типа A он локализован в хромосомах, а у штаммов, не вызывающих пищевые отравления, он плазмидного происхождения [73, 124].
Энтеротоксин может появляться в среде роста и споруляции спустя примерно
3 ч после инокуляции вегетативных клеток [25]. Показано, что три штамма Clostridium perfringens продуцируют от 1 до 100 мкг/мл энтеротоксина в среде Дункана–Стронга через 24–36 ч [33]. Предполагается, что уже сформированный энтеротоксин может находиться в некоторых видах продуктов и иногда является причиной ранних проявлений симптомов отравлений. Было показано, что очищенный
энтеротоксин обладает биологической активностью в 3500 LD/мг (мышь).

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 24. Пищевые отравления, вызванные грамположительными спорообразующими бактериями 665

Рис. 24.1. Кинетика споруляции и формирования энтеротоксина бактериями Clostridium perfringens типа A. Источник: Из работы Labbe [64]. Copyright © 1980, Institute of Food Technologies.

Энтеротоксин может быть обнаружен в фекалиях заболевших. В одном из
случаев в экскрементах было выявлено 13–16 мкг/г, а у другого больного, с не
столь сильным отравлением — 3–4 мкг/г [102].

Механизм действия
Энтеротоксин Clostridium perfringens (CPE) не является суперантигеном [63],
как стафилококковые энтеротоксины (см. подраздел «Механизм действия» в
гл. 23). Белок CPE содержит 319 аминокислот и связывается с клаудином и/или
с 50 кДа — эукариотическим мембранным рецептором, что приводит к формированию CPE-содержащего комплекса с массой 90 кДа в мембранах клеток-хозяев. Комплекс большего размера, массой более 160 кДа, формируется при добавлении мембранных белков клеток-хозяев, что, в конечном счете, приводит к
индукции изменений проницаемости клеточных мембран и гибели клеток-хозяев [60].

Содержащие возбудителей продукты питания и симптомы
Симптомы появляются в период между 6 и 24 ч, в особенности между 8 и 12 ч,
после употребления зараженной пищи. Симптомы характеризуются острыми
болями в области живота, диареей, тошнотой и лихорадкой, при этом рвота случается редко. За исключением пожилых и истощенных пациентов, болезнь имеет короткое течение — один день или менее. Вероятность смертельного исхода
довольно низкая, и, очевидно, иммунитета к этому заболеванию не появляется,
хотя циркулирующие антитела к энтеротоксину обнаруживаются у некоторых
пациентов, неоднократно перенесших отравления этого типа.
Единичные случаи отравлений бактериями C. perfringens неизвестны. Поскольку это заболевание относительно мягкое, то вполне вероятно, что сообщались и регистрировались только те случаи отравлений, которые затрагивали

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

666

Часть VII. Пищевые заболевания

Таблица 24.2. Вспышки массовых отравлений, отдельные случаи и смертельные
исходы от пищевых гастроэнтеритов, вызванных бактериями
C. Perfringens в США за период с 1983 по 1987 гг.
Годы

Массовые вспышки/отдельные случаи/
смертельные исходы

1983
1984
1985
1986
1987

5/353/0
8/882/2
6/1016/0
3/202/0
2/290/0

Источник: N.H. Been, H.V. Griffin, J.S. Goulding и C.B. Ivey. 1990. J. Food. Protect. 53:711–728.

достаточно большие группы людей. Подтвержденные вспышки массовых отравлений и отдельные случаи заболеваний, о которых сообщалось в Центры
по контролю за заболеваниями в США за период с 1983 по 1987 г., отмечены
в табл. 24.2. Среднее число всех случаев заболеваний было менее 100 на каждую
массовую вспышку отравлений.
Чаще всего пищей, ставшей источником массовых отравлений, вызванных
бактериями C. Perfringens, являлись мясные блюда, приготовленные в один день
и съеденные в другой. Термическая обработка таких продуктов была обычно недостаточной для разрушения термоустойчивых эндоспор, поэтому при охлаждении и последующем разогревании эндоспоры созревали и прорастали. Мясные блюда являются наиболее частой причиной, вызывающей этот синдром,
а немясные блюда могут быть заражены мясной подливкой. Такая большая причастность именно мясных блюд к отравлениям может быть отчасти обусловлена
более медленным остыванием этой пищи, а также большей распространенностью штаммов, вызывающих пищевые отравления, в мясных продуктах. Strong
и др. [114] показали, что общее число случаев заражения этими организмами составляет около 6% от 510 различных продуктов, используемых в американской
кухне. Количество случаев отравлений различными видами пищи распределяется следующим образом: 2,7% — коммерчески приготовленными замороженными продуктами и 16,4% — сырыми мясом, птицей и рыбой. Hobbs и др. [50]
обнаружили, что 14–24% из исследованных образцов телятины, свинины и говядины содержали термоустойчивые эндоспоры, в то время, как 17 образцов молодой баранины дали отрицательные результаты по этому показателю. В Японии
энтеротоксигенные штаммы были выделены из различных источников в следующих соотношениях: от людей, занимающихся обработкой и приготовлением
пищи (6% из 80 исследованных); из устриц (12% из 41) и из воды (10% из 20 образцов) [100]. Позднее в США было обнаружено только 1,4% cpe-положительных изолятов в 900 образцах продуктов из розничной сети из областей, где не
было зарегистрировано массовых вспышек отравлений [124].
В очагах массовых вспышек пищевых отравлений, которые поразили в общей сложности 375 человек, было зарегистрировано 140 заболевших, отравившихся сразу двумя видами возбудителя: Clostridium perfringens и Salmonella
Typhimurium [94]. Было показано, что Clostridium perfringens может расти на
большом количестве самых разных видов пищи. Исследование розничных про-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 24. Пищевые отравления, вызванные грамположительными спорообразующими бактериями 667

дуктов, таких как готовые к употреблению замороженные продукты, выявило,
что половина из них давала положительные результаты на наличие вегетативных клеток, а 15% содержали эндоспоры [121]. Эти последние исследователи
инокулировали мясные продукты бактериями C. perfringens и хранили в условиях при температуре 29 °С в течение 42 дней. Несмотря на то что показатель выживания был высоким, вегетативные клетки были практически полностью элиминированы в этот период времени. Goepfert и Kim [39] исследовали выживание
инокулированных клеток бактерий в сыром говяжьем фарше и обнаружили значительное снижение популяции клеток при хранении в температурном режиме
в пределах от 1 до 12,5 °С. Сырая говядина содержала естественную микрофлору, и исследования показали, что в этих условиях бактерии C. perfringens не способны выдерживать конкуренцию.

Предупреждение заболеваний
Синдром гастроэнтерита, вызываемый бактериями C. Perfringens, можно предупредить, уделяя должное внимание главным причинам пищевых отравлений
всех типов, упоминавшихся в предыдущих главах. Поскольку этот синдром часто возникает после употребления пищи в институтских столовых, необходимо
принимать специальные меры в этих заведениях. При исследовании массовых
заражений, вызываемых бактериями C. perfringens в школьных столовых, в которых заболевали 80% школьников и учителей, Bryan с соавт. [16] построили
график зависимости времени и температуры в попытке определить, где, когда и
как индейка становилась источником заражения (см. рис. 24.2). Было сделано
заключение, что источниками, вызывающими заболевания, являлись мясо и
подливка, но не приправы. В качестве мер, предупреждающих повторения по-

Рис. 24.2. Иллюстрация вероятного взаимоотношения времени и температуры в процессе приготовления индейки в школьной столовой. Источник: Bryan с соавторами [16]. Copyright ã 1971
by International Association of Milk, Food, and Environment Sanitarians.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

668

Часть VII. Пищевые заболевания

добных случаев, ученые предложили девять пунктов, регламентирующих приготовление индейки с приправами:
1) готовить индейку до того момента, когда внутренняя температура в грудной
клетке не достигнет 165 °F (74 °C) или желательно выше;
2) тщательно мыть и дезинфицировать все емкости и оборудование, которые
предварительно имели контакт с сырой индейкой;
3) мыть руки и использовать одноразовые пластиковые перчатки при обработке
и приготовлении индейки;
4) разделять перед охлаждением свежее мясо индейки и ранее приготовленные
ингредиенты пищи соусов и подливок;
5) охлаждать пищу, приготовленную из индейки, как можно быстрее сразу после приготовления;
6) использовать пустую посуду для отдельного хранения индейки и ингредиентов соусов и подливок;
7) доводить до бурлящего кипения ингредиенты перед приготовлением соусов
и подливок;
8) нагревать соусы, пока все порции не достигнут 74 °C или желательно выше;
9) непосредственно перед сервировкой нагревать куски индейки, погруженные
в подливку, до тех пор, пока самая большая порция не достигнет температуры
в 74 °C.

Ботулизм
В отличие от отравления пищей, содержащей бактерии C. perfringens, при котором большое количество жизнеспособных клеток должны попасть в желудочно-кишечный тракт, симптомы ботулизма вызываются попаданием в организм
чрезвычайно токсичного, растворимого энтеротоксина, производимого бактериями, растущими в продуктах питания.
Среди наиболее ранних упоминаний о том, что, по-видимому, непосредственно связано с ботулизмом человека, является указ, изданный Леоном VI,
одним из македонских правителей Византии в период с 886 по 912 г. нашей эры,
запрещавший употреблять в пищу кровяную колбасу вследствие ее вредного
воздействия на здоровье. Массовая вспышка «колбасного отравления» произошла в 1793 г. в Вилдбад-Вюрттемберге, в Германии, когда было зарегистрировано 13 случаев отравлений и 6 смертельных исходов. Источником заражения
была кровяная колбаса (свиная кишка, заполненная кровью и другими составляющими). Заполненная кишка перевязывалась, быстро кипятилась, коптилась и
хранилась при комнатной температуре. В период между 1820 и 1822 гг. Юстиниус Кернер исследовал 230 случаев «отравления колбасой» в Вюрттемберге и
отмечал, что продукты не становились токсичными, если оставлять воздушные
прослойки в оболочке колбас, и что токсичная колбаса всегда подвергалась кипячению. В 1986 г. 24 члена музыкального клуба в Эллезеллесе съели соленую
ветчину: 23 из них заболели и трое умерли. Ван Эрменген из Гентского университета исследовал этот случай массового отравления. Он установил, что ветчина
не подвергалась ни термической обработке, ни копчению, и одни и те же бактерии были выделены и из ветчины, и из селезенки заболевших. Ван Эрменген на-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 24. Пищевые отравления, вызванные грамположительными спорообразующими бактериями 669

звал бактерию-возбудителя Bacillus botulinus (botulus, лат. «колбаса»). Позднее
штамм был отнесен к типу B.
Ботулизм вызывается некоторыми штаммами бактерий C. botulinum, которые являются грамположительными анаэробными спорообразующими палочками, имеющими форму от овальной до цилиндрической, со спорами, расположенными на конце или почти на конце палочковидной клетки. На основании серологической спецификации их токсинов определены семь типов: A, B, C, D, E,
F и G. Токсины A, B, E, F и G вызывают заболевания у человека; тип С вызывает
ботулизм у домашней птицы и дичи, рогатого скота, норки и других животных;
тип D связан с отравлением скота фуражом, в особенности в Южной Африке.
Дифференциация типов штаммов осуществляется также на основании их протеолитической активности. Типы A и G являются протеолитическими, так же как и
некоторые из штаммов, принадлежащих к типам B и F. Тип E непротеолитический, так же как и некоторые из штаммов, принадлежащих к типам B и F (см.
табл. 24.3). Протеолитическая активность штаммов типа G слабее, чем у штаммов типа A, и для действия их токсина необходимо участие трипсина. Все штаммы, продуцирующие токсин типа G, объединены внутри вида C. argentinense
[116]. Штаммы этого вида были выделены из почв Аргентины, Швейцарии и
США.
Все токсин-продуцирующие штаммы были помещены в одну их четырех
групп — I, II, III или IV. Штаммы группы I содержат протеолитические ферменты, штаммы группы II не являются протеолитическими, а штаммы группы IV по
серологическим показателям относятся к типу G. Группа III состоит из штаммов, относящихся к типам C и D. Интересно отметить, что два ботулинических
токсина были определены у видов, не относящихся к C. botulinum. Токсин типа F
продуцируется бактериями Clostridium baratii [45], а нейротоксин, который по
антигенным свойствам похож, но не идентичен типу E, вырабатывается бактериями Clostridium butiricum [80]. В последнем случае ген токсина был транспортирован от токсигенного штамма C. butiricum к нетоксигенному реципиенту
C. botulinum, относящегося к типу E, с помощью трансдукции дефектным бактериофагом, который, таким образом, превратился в инфекционный с помощью
хэлперного штамма [129]. Ген токсина типа E является хромосомным в обоих
случаях. Можно только предполагать, что соответствующие штаммы Clostridium baratii приобрели способность вырабатывать токсин с помощью подобного
же механизма. Токсин C. baratii обладает молекулярным весом около 140 кДа
[36]. Было показано, что штаммы C. butiricum, которые вырабатывают токсин
типа E, проявляют эту активность при рН в области 4,8 в течение периода, равного 43–44 дням [9]. Установлено также, что наиболее низкой температурой
роста является 12 °C, и при такой температуре токсин типа E определяли через
15 дней, в то время как при температуре роста 25 °C токсин обнаруживали через
пять дней в сыре и в соусе [9].

Распространение Clostridium botulinum
Этот организм населяет почву и воду. В США штаммы типа A чаще выявляются
в почвах западных штатов, а штаммы типа B обнаруживаются чаще в восточных
штатах и в Европе. Были сообщения, что в почвах и навозе разных стран содержится 18% спор штаммов типа A и 7% спор штаммов типа B. При исследовании

II
вода
3,3
~45
4,7
~0,97

I
земля
~10
~50
4,7
0,94

I
земля
~10

~50

4,7

0,94

B

D110=2,72–2,8 D110=1,34–1,3 нет данных
9
7
нет данных
1,2–1,5
1,1–1,3
5–6
~10
~10
нет данных
высокая
высокая
–
–
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
нет данных
–
–
+
+

1960
–

1896
+

B

1904
+

A

~50
4,8
0,94?

D100=1,45–1,82 D82,2=0,25–0,84 D110=0,45–0,54
1,1; 2,5
8–10
1 вспышка
отравлений
+
+
+
+
–
+

4,8
~0,97
D80=0,80
1,2
5–6
наивысшая для
морепродуктов
–
–
+
+
+
нет данных

1 вспышка
отравлений
–
–
+
+
+
нет данных

5–6

1,5

~0,97

4,8

~45

++
+
–
–
–
нет данных

нет

нет данных

нет данных

нет данных

4,8

нет данных

IV
земля
~12

~45

II
вода
3,3

I
вода
~10

1969
+ (слабо)

G

II
вода
3,3

1965
–

F

1960
+

F

1936
–

E

Серологические типы

Примечания: + = положительная; ++ = строго положительная; – = отрицательная.

Год открытия
Протеолитические (+),
непротеолитические (–)
Группа
Среда обитания
Минимальная температура
роста (°С)
Максимальная температура
роста (°С)
Минимальное значение
рН роста
Максимальное значение aw
для роста
Температурные значения D
для эндоспор (°С)
Радиационные значения D
для эндоспор (kGy)
Максимальное содержание
NaCl для роста (%)
Относительная частота
пищевых отравлений
Выделение H2S
Гидролиз казеином
Продукция липазы
Ферментация глюкозы
Ферментация маннозы
Выделение пропионовой
кислоты

Свойства

Таблица 24.3. Суммарная сравнительная оценка штаммов C. botulinum и выделяемых ими токсинов

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 24. Пищевые отравления, вызванные грамположительными спорообразующими бактериями 671

искусственно культивируемых образцов почв показано, что 7% содержат эндоспоры штаммов типа A и 6% — типа B. Споры штаммов типа E имеют тенденцию локализоваться в воде, особенно в морской. При исследовании образцов
ила из гавани Копенгагена Pederson [93] обнаружил, что 84% содержат споры
типа E, в то время как в образцах почвы, взятых из городского парка, содержалось только 26% спор этого типа. При исследовании 684 природных образцов из
Дании, Исландии, Гренландии, Фаросских островов и Бангладеш установлено,
что 90% образцов из водных источников Дании и 86% образцов морской воды
Гренландии содержали споры типа E [52]. Этот штамм не был обнаружен в почвах Дании, но там выявили штамм B. Основываясь на этих данных, Huss [52]
предположил, что бактерии штамма E являются истинно водными организмами,
которые размножаются в мертвых животных, находящихся в воде и в осадках и
распространяются течениями и мигрирующими рыбами. Известно, что какое-то
время споры бактерий штамма E обнаруживали в морской воде у берегов северной Японии. О существовании этого организма в воде у берегов Великих американских озер и водах Мексиканского залива не было ничего известно до 1960 г.,
однако теперь присутствие этого организма в этих водах, так же как и в воде
Мексиканского залива у побережья штата Мэн и в заливах Венесуэлы, твердо
установлено. Исследование образцов почв в России показало наличие бактерий
C. botulinum при доминировании штаммов типа E. При изучении 333 образцов,
взятых с финских ферм по разведению форели, штаммы типа E были обнаружены в 95% на 21 ферме. Бактерии этого типа выявлены также в 68% проб, взятых
из осадков, а также в 15% образцов кишечника рыб и 5% кожи рыб [48]. В то же
время во всех этих пробах не было выявлено бактерий типов A, B и F. Согласно
данным этих исследователей, Балтийское море имеет наивысший в мире уровень зараженности бактериями штамма E.
Что касается численности бактерий C. botulinum в почвах, сделано предположение, что она не превышает или меньше одной на грамм. При этом непротеолитические типы заселяют преимущественно воду, нежели почвы и, как отмечается в табл. 24.3, открытие этих типов бактерий произошло в период между 1960 и
1969 гг. Более позднее распознавание бактерий некоторых штаммов, возможно,
является следствием низкой устойчивости к температуре непротеолитических
типов, которые могли разрушаться в образцах при обычной температурной обработке для проращивания спор.
Первый тип F штаммов был выделен Moller и Scheibel [86] при вспышке ботулизма, вызванной употреблением печеночного паштета домашнего приготовления, которая была зарегистрированы на датском острове Лангелэнд. Позднее
Craig и Pilcher [20] выделили споры типа F из лосося, выловленного в реке Колумбия; Eklund и Poysky [29] обнаружили споры типа F в морских отложениях,
взятых у берегов Орегона и Калифорнии; Williams-Walls [127] выделил два протеолитических штамма из крабов, собранных в реке Йорк в Вирджинии, и
Midura с коллегами [82] выделили споры этого типа из оленя в Калифорнии.
Впервые штамм типа G был выделен в 1969 г. из почвы в Аргентине [37],
позднее эти бактерии были выделены из человеческих трупов в Швейцарии
[109]. Эти смерти не были связаны с употреблением пищи. До сих пор бактерии
этого штамма не были обнаружены в очагах пищевых отравлений, и объяснение
этому факту может быть в том, что этот штамм продуцирует значительно мень-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

672

Часть VII. Пищевые заболевания

ше нейротоксина, чем бактерии типа A. Было показано, что бактерии типа G
продуцируют 40 LD50/мл токсина в среду, тогда как тип A обычно выделяет от
10 000 до 1 000 000 LD50/мл токсина, однако при определенных условиях бактерии типа G могут быть индуцированы и продуцировать до 90 000 LD50/мл токсина в среду [19].
Обзор преимущественного содержания спор C. botulinum в других образцах
из окружающей среды представлен в работе [10].

Рост бактерий штаммов C. botulinum
Характеристика роста и некоторые другие показатели штаммов бактерий, вызывающих ботулизм, суммированы в табл. 24.3. В следующем за ней обсуждении
отмечается разница между протеолитическими и непротеолитическими штаммами независимо от серологических типов. Протеолитические штаммы в отличие от непротеолитических переваривают казеин и выделяют H2S. Последние,
с другой стороны, способны сбраживать маннозу, а протеолитические нет. С помощью агглютинации было показано, что протеолитические и непротеолитические штаммы образуют отдельные группы относительно определенных соматических антигенов [108]. Абсорбция антисыворотки клетками штамма одной
из этих групп высвобождает антитела от любого другого штамма, принадлежащего трем этим группам.
Пищевые потребности этих организмов очень сложны и включают аминокислоты, витамины группы B и минеральные вещества. Разработаны синтетические среды, которые поддерживают рост и продукцию токсинов большинства
типов. Протеолитические штаммы не имеют тенденции преимущественного
роста на углеводах, в то время как непротеолитические штаммы, напротив, хорошо растут на углеводах. В то же время непротеолитические штаммы имеют
гораздо большую тенденцию к сбраживанию, чем протеолитические.
Протеолитические штаммы, как правило, не растут при температурах ниже
12,5 °C, однако есть несколько отдельных сообщений, постулирующих минимум, равный 10 °C. Верхним пределом температуры роста для штаммов типа A и
протеолитических штаммов типа B, а также предположительно и для других
протеолитических типов является 50 °C. С другой стороны, непротеолитические штаммы могут расти даже при минимальной температуре, равной 3,3 °C при
максимуме на пять градусов ниже, чем протеолитические. Минимумы и максимумы температур роста этих организмов зависят от других параметров роста, и
можно предполагать, что указанные минимумы и максимумы температур роста
справедливы только при полностью оптимальных других условиях, таких как
рН, aw остальных. При исследовании минимальных допустимых температур для
роста и продукции токсинов непротеолитическими штаммами, относящимися к
типам B и F в мясном бульоне и мясе крабов, оба росли и выделяли токсин при
4 °C в мясном бульоне, однако в мясе крабов рост и выделение токсина осуществлялось только при 26 °C, а при 12 °C и ниже рост и продукция токсина были
полностью блокированы [107]. Штамм типа G мог расти и продуцировать токсин при 12 °C, но не при 8 °C [107].
Минимальное значение рН, которое позволяло расти и производить токсины
различным штаммам C. botulinum, было предметом многих исследований. Как
правило, рост не выявляется при значениях рН ниже 4,5, и именно этот факт

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 24. Пищевые отравления, вызванные грамположительными спорообразующими бактериями 673

определяет режим тепловой обработки пищевых продуктов при значениях рН
ниже этого уровня (см. гл. 17). Поскольку ботулинические токсины обнаруживают в некоторых пищевых продуктах домашнего консервирования с высококислотной средой, эта область была предметом недавних исследований. В одной из работ не было выявлено роста бактерий типов A и B в томатном соке,
имевшем рН около 4,8, однако после инокуляции клеток мицелиального гриба
Aspergillus gracilis и образовании мицелиальной пленки, продукцию токсина регистрировали при рН, равном 4,2 [90]. В другом исследовании при начальном
рН томатного сока, равном 5,8, по мере роста грибного мицелия и образования
пленки, значение рН в области непосредственно под пленкой повышалось до 7,0
через 9 дней роста и до 7,9 через 19 дней [51]. При инокуляции томатного сока
ботулиническими спорами типа A одновременно со спорангиоспорами мицелиальных грибов Cladosporium sp. и Penicillium sp. в верхней части (0,5мл) этого
продукта рН повышалось от значения 5,3 до 6,4 или 7,5 соответственно через девять и 19 дней роста. Показано, что один из штаммов типа B выделял газ в томатном соке при значении рН 5,24 после 30 дней роста и при рН, равном 5,37 через
6 дней роста. В пищевых смесях, состоящих из целых креветок, креветочной
пасты, томатной пасты и креветочно-томатной пасты, подкисленной до рН 4,2
с помощью уксусной кислоты или до рН 4,6 с помощью лимонной кислоты, не
было выявлено ни роста, ни продукции токсина ни для одного из штаммов ботулинических бактерий, относящихся к типу E при 26 °C в течение 8 недель [96].
В другой работе показано, что рост бактерий типа E и продукция токсина были
зарегистрированы при рН 4,2 и температуре 26 °C через 8 недель при условии,
что для регулирования рН в культуральной среде использовали лимонную, но не
уксусную кислоту [122]. Как правило, минимум рН практически одинаков как
для протеолитических, так и для непротеолитических штаммов.
При внесении инокулятов бактерий из четырех штаммов типа A и двух штаммов типа B в водные суспензии соевых белков и их инкубации при 30 °C рост наблюдали в условиях рН 4,2; 4,3 и 4,4 [103]. Инокулюм содержал 5 ´ 106 спор/мл.
Токсин обнаруживали в среде через четыре недели роста при значении рН 4,4;
регулирование рН с помощью соляной или лимонной кислоты. При использовании для регулирования рН молочной или уксусной кислот для появления токсина в среде требовалось соответственно 12 и 14 недель роста при значении рН 4,4.
Вносимый в экспериментах инокулюм, содержавший 103–104 ботулинических
спор/г, представлял значительно большее количество этих организмов, чем может быть выявлено в продуктах питания в естественных условиях (подробнее
см. ниже). Тот факт, что рост ботулинических бактерий в условиях эксперимента мог происходить при значении рН ниже 4,5, еще не опровергает широко распространенного мнения, что при содержании в значительно меньшем количестве в естественных условиях в пище эти организмы не могут расти при значениях рН ниже 4,5.
При изучении соотношения различных факторов роста, таких как значение
рН, концентрация NaCl и температура в японском супе с лапшой (тсую) было
выявлено, что при выращивании спор ботулинических бактерий типов A и B не
обнаруживали токсинов в среде в следующих условиях: (1) при рН < 6,5; 4%
NaCl и 20 °C; (2) при рН < 5,0; 1% NaCl и 30 °C; (3) при рН < 5,5; 3% NaCl и 30 °C;
и (4) при рН < 6,0; 4% NaCl и 30 °C [55].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

674

Часть VII. Пищевые заболевания

Определенно установлено, что минимальным значением aw, которое позволяет расти и выделять токсины штаммам ботулинических бактерий типа A и
протеолитическим штаммам типа B является 0,94. Для штаммов ботулинических бактерий типа E это значение составляет около 0,97. Хотя и не все штаммы
изучены достаточно хорошо в равной степени. Предполагается, что другие, непротеолитические штаммы, могут расти при примерно таком же минимальном
значении aw, к у штаммов типа E. Минимальное значение aw в культуральной
среде определяется также тем, каким способом оно достигается. При использовании глицерина в качестве влагоудерживающего вещества значение aw, устанавливается, как правило, немного ниже, чем в случае, когда используют NaCl
или глюкозу [110]. При содержании солей на уровне около 10% или 50% сахарозы ингибируется рост штаммов типов A и B. Кроме того, установлено, что
3–5%-е содержание солей ингибирует выделение токсинов в копченой рыбе семейства карповых [18]. В присутствии нитритов для роста этих организмов необходимо снижение уровня концентрации солей (см. гл. 13).
Что касается устойчивости к температуре, протеолитические штаммы являются гораздо более устойчивыми, чем непротеолитические (см. табл. 24.3). Несмотря на то что значения, представленные в таблице, предполагают, что бактерии штаммов типа A являются наиболее устойчивыми к температуре, а вслед за
ними можно поставить протеолитические штаммы типа F и затем протеолитические штаммы типа B, эти данные можно рассматривать только как репрезентативные. Дело в том, что на эти свойства значительно влияют такие факторы,
как тип нагреваемого раствора, предыдущая история штаммов и многие другие
(см. гл. 17). Все рассматриваемые данные были установлены при использовании
в качестве раствора фосфатного буфера. Среди штаммов типа E, два штамма,
имеющие названия Alaska и Beluga, по всей видимости, более устойчивы к температуре, чем другие, и при анализе рыбного фарша из белого мяса карповых
были определены значения D80o C , которые равнялись соответственно 2,1 и 4,3
[22], а при анализе мяса крабов значения D82, 2o C для штаммов Alaska и Beluga
равнялись соответственно 0,51 и 0,74 [76]. Что касается копченой рыбы пород
карповых, то в одном из исследований было показано, что при нагревании до
180 °С в течение 30 мин получали нетоксигенный продукт [31], тогда как в другой работе было показано, что 10–12% из 858 свежезакопченных карповых рыб,
при такой же температурной обработке, были заражены. Возбудителями были
преимущественно штаммы E бактерий C. botulinum [91]. (Тепловое разрушение
эндоспор бактерий более подробно рассматривается в гл. 17.)
В отношении клостридий, относящихся к типу G, аргентинский и швейцарский штаммы оба образовывали два типа эндоспор: термолабильные и термоустойчивые. Среди последних из этих штаммов бактерии, разрушаемые при 80 °С
в течение 10 мин, составляют 99% спор в культуре швейцарских штаммов. Среди бактерий аргентинского штамма только одна эндоспора из 10 000 является
термоустойчивой [75]. Значения D82, 2o C для двух термоустойчивых штаммов
в фосфатном буфере были равны соответственно 0,45–0,54 мин, в то время как
для двух термолабильных штаммов — D82, 2o C составляло 1,8–5,9 мин [75]. Более термоустойчивые споры штаммов типа G не распространены.
Токсигенные штаммы C. butiricum росли и продуцировали токсин при
рН 5,2, но не росли при рН 5,0 [88]. Термоустойчивые штаммы (нетоксигенные)

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 24. Пищевые отравления, вызванные грамположительными спорообразующими бактериями 675

росли при рН 4,2 и были значительно более устойчивы к температуре, чем нетоксичные.
Были сообщения, которые свидетельствовали, что в отличие от температуры
радиационное излучение, по всей видимости, воздействует на эндоспоры как
протеолитических, так и непротеолитических штаммов в одинаковой степени со
значением D от 1,1 до 2,5 кГр (гл. 15). Однако в одном из исследованных случаев
значение D для непротеолитического штамма типа F, равное 1,5 кГр, было таким
же, как и значение D для штамма типа A, в то время как у протеолитического
штамма типа F значение D было равно 1,16 кГр [7].

Экология роста C. botulinum
Показано, что этот организм не может расти и продуцировать токсин в условиях
жесткой конкуренции с большим количеством других микроорганизмов. В содержащих токсин продуктах питания, как правило, отсутствуют другие типы
организмов вследствие термической обработки. Были, однако, сообщения, что
в присутствии дрожжей бактерии C. botulinum были способны расти и выделять
токсин при довольно низком рН, равном 4,0. Несмотря на то что были сообщения о существовании синергического эффекта между клостридиями и молочнокислыми бактериями, последние, как правило, проявляют антагонизм росту патогенов и выделению ими токсинов. Одним из непрямых доказательств этого
является то, что в молоке нет ботулинических токсинов. Дрожжи, как предполагают, выделяют необходимые ростовые факторы, способствующие росту
клостридий при низком рН, в то время как молочнокислые бактерии, с одной
стороны, могут помогать расти клостридиям снижая Eh, а с другой стороны, ингибируют рост в результате «молочного антагонизма» (гл. 13). В одном из исследований бактерии типа A ингибировались такими изолятами из почвы, как
C. sporogenes, C. perfringens и B. cereus [105]. Некоторые штаммы C. perfringens
продуцируют ингибитор, эффективно воздействующий на 11 штаммов типа A,
на семь протеолитических штаммов и один непротеолитический штамм типа B,
на пять штаммов типа E и семь штаммов типа F [58]. Некоторые из эндоспор
бактерий C. botulinum способны прорастать и расти в банках некоторых консервированных продуктов при значении рН менее 4,5 в присутствии Bacillus coagulans. При исследовании томатного сока, имеющего рН 4,5, было показано,
что после инокуляции B. coagulans и роста в течение шести дней при температуре 35 °С рН поднимался до значения 5,07, а через 21 день — до 5,40, что давало
возможность расти и бактериям C. botulinum [6]. Kautter с соавт. [58] обнаружили, что клостридии, принадлежащие к E-типу, ингибировались другими, нетоксигенными организмами, биохимические свойства и морфологические характеристики которых были схожими с бактериями E-типа. Показано, что эти
организмы осуществляют ингибирование штаммов E-типа, продуцируя бактериоцин-подобное вещество, названное «ботицин E». При проведении более детальных исследований показано, что протеолитические штаммы A, B и F устойчивы к ботицину E, который вырабатывался нетоксигенными организмами типа
E, в то время как токсигенные штаммы типа E были чувствительны к этому агенту [5]. Показано также, что ботицин E обладает споростатическим действием
по отношению к непротеолитическим штаммам типа B, E и F, а также к протеолитическим штаммам типа E.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

676

Часть VII. Пищевые заболевания

Поступающие сообщения относительно экологического состояния окружающей среды показали, что в образцах грязи отсутствуют штаммы клостридий,
относящихся к типу F в определенные периоды в течение года и что это связано
с появлением бактерий Bacillus licheniformis в этих образцах именно в эти периоды. Очевидно, что бациллы ингибируют штаммы ботулинических клостридий
типа F [125].
В поисках антимикробных агентов, подавляющих штаммы C. botulinum,
с помощью тестов диффузии в агаре был проведен скрининг с использованием
200 изолятов Bacillus/Paenibacillus, выделенных из содержащих овощи образцов охлажденной пищи. Антимикробную активность испытывали на штаммах
C. botulinum, относящихся к типу A, протеолитических штаммах типа B и типа
E. Из подвергнутых скринингу культур микроорганизмов антиботулиническая
активность была установлена для 19 (9,5%) культуральных супернатантов. Среди них культуры P. polymixa демонстрировали наивысшую активность [38].
Ингибирующий фактор появлялся в супернатантах культур, начиная с поздней
логарифмической или ранней стацинарной фазы роста, через семь — десять
дней при 10 °С; и через два — три дня при 20 °С в аэробных или анаэробных
условиях. Антиботулинический фактор, выделяемый бактериями P. polymixa,
является термоустойчивым пептидом, который ингибирует также и другие бактерии, что предполагает его связь с полимиксином.

Причастность приготовления пищи способом Sous Vide
при низкой температуре
Отдельной темой исследований процессов роста и продукции токсинов бактериями штаммов C. botulinum является способ приготовления пищи при относительно низкой температуре (около 60 °С). В соответствии с этим методом, разработанным во Франции в 1980 г., сырая пища помещается в герметически закрытые мешки и готовится под вакуумом (sous vide, «под вакуумом»). Если не все,
то большинство вегетативных клеток при этом разрушается, но бактериальные
споры выживают. Таким образом, продукт, приготовленный этим способом, содержит бактериальные споры в условиях сильно пониженного содержания кислорода и полного отсутствия других бактерий-конкурентов. В содержащей мало
кислот пище, такой как мясо, птица и морепродукты, споры C. botulinum могут
прорастать, расти и производить токсин. Температура выдерживания и время
являются двумя особо важными параметрами, которые должны тщательно контролироваться, чтобы избегать получения токсических продуктов.
В то время как протеолитические штаммы не растут при температурах, поддерживаемых в холодильниках, непротеолитические штаммы могут расти при
этих температурах. Все опубликованные данные о распространенности ботулинических спор в мясе и птице свидетельствует о чрезвычайно низком их содержании — менее одной споры на грамм (табл. 24.4). Если в среднем содержание
ботулинических спор определяется как 1 спора/г, то можно предположить, что
при постоянном хранении в условиях 3–5 °С и низком содержании кислот приготовленные по способу sous vide мясные продукты должны быть безопасны по
крайней мере в течение 21 дня. При инокулировании филе морского окуня
смесью разных ботулинических бактерий из 13 штаммов, относящихся к типам
B, E и F в количестве, примерно соответствующем 1 споре на образец, не могли

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 24. Пищевые отравления, вызванные грамположительными спорообразующими бактериями 677

Таблица 24.4. Распространенность спор Clostridium botulinum в продуктах
из мяса и птицы за 14-летний период
Страна

Великобритания
США

США и
Канада
Канада

Пищевой продукт

Количество
положительных
образцов/количество
тестированных

Бекон

36/397

Отварная ветчина
Копченая индейка
Другие мясные продукты
Сосиски и сардельки
Другие мясные продукты
Мясной рулет
Колбасы
Сырая курица
Сырая говядина и свинина
Мясная нарезка

5/100
1/41
0/231
1/10
0/80
1/73
0/17
1/1078
0/1279
0/436

C. botulinum
Тип
(количество)

Количество/г

A (23)
B (13)
A (5)
B
—
B
—
B
—
C
—
—

0,00217
0,00166
0,0081
—
0,0066
—
0,0057
—
0,0031
—
—

Источник: Tompkin [120].

детектировать токсин в течение 21 дня при температуре хранения 4 °С [54]. Тот
же результат был получен при инкубации гомогената красного луциана в тех же
условиях обработки [71]. При инокуляции в тех же условиях упакованной методом модифицированной атмосферы (MAP) свинины и хранении при 5 °С ботулинический токсин не выявляли в течение 44 дней [69]. Достаточно длительные
сроки хранения продуктов при постоянной низкой температуре сокращаются
при нарушениях температурного режима. Однако в случаях, когда у продуктов
имеются вторичные барьеры, такие как, например, активность воды aw < 0,93
или рН < 4,6, они остаются безопасными в течение более длительного времени
даже в этих случаях. В некоторых случаях споры Bacillus spp. могут быть более
многочисленными, чем ботулинические и, поскольку некоторые из них могут
прорастать и расти при рН < 4,6, то не кажется столь невероятным, что бациллы
колонизируют продукт, растут и в результате повышают рН при нарушениях
температурного режима. Ботулинический токсин выявляли в лапше, хранящейся в анаэробных условиях с исходным рН < 4,5, когда значение рН повышалось в
результате роста микроорганизмов [53]. Существует общепринятое мнение, что
в рыбе содержится больше ботулинических спор, чем в продуктах из наземных
животных, и следовательно, рыбные продукты более опасны при хранении.
Однако в результате недавно проведенного исследования 1074 образцов коммерческой свежей рыбы, хранившейся при 12 °С в течение 12 дней в вакуумных
упаковках, не было выявлено ботулинических токсинов [70]. Поскольку в контрольных образцах прорастали предварительно инокулированные споры типа
E-штаммов, то был сделан вывод о том, что либо в образцах совсем не содержалось ботулинических спор, либо они были подавлены ростом других членов
микробиоты.
Несколько групп исследователей занимались разработкой математических
моделей для прогнозирования вероятностей роста и выработки токсинов в пи-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

678

Часть VII. Пищевые заболевания

щевых продуктах, приготовленных по технологии sous vide и упакованных методом модифицированной атмосферы. При использовании факториальной схемы эти модели были рассчитаны таким образом, чтобы объединить индивидуальные и общие воздействия многих параметров, таких как температура, рН,
активность воды, количество инокулюма и время хранения. Так, например, в одной из моделей были разработаны уравнения, с помощью которых можно прогнозировать продолжительность времени продукции токсина и вероятность
токсигенеза одной споры в приготовленном и расфасованном в вакуумные упаковки картофеле при определенных условиях [24]. В последней работе было показано, что при реакции на изменение комбинации из пяти параметров существует линейная зависимость для каждого из двух типов — A и B спор, в то время
как в отношении активности воды была установлена нелинейная корреляция.
В другой серии исследований объектом была хранящаяся по технологии MAP
сырая рыба, инокулированная непротеолитическими штаммами ботулинических клостридий. 74,6% экспериментальных вариаций в финальной множественной линейно-регрессионной модели происходило в результате изменения температуры хранения, а такой параметр, как содержание спор в продукте, был ответственен за вариации только в 7,4% случаев [11]. Наиболее ранний срок
выявления токсичности продукта при 20 °С хранения — один день, а при 4 °С
хранения этот срок увеличивался до 18 дней. При инокуляции спор типа E в продукты из рубленого мяса и хранении при 3 °С не наблюдали роста в течение 170
дней. Однако в случае, когда сельдь была инокулирована 104 спор типа E на
грамм и ее хранении в вакуумных упаковках при 3,3 °С, токсигенез был зарегистрирован на 21 день [11]. Среди других представленных моделей одна включала
измерение сорбита до значения 2,270 ppm в комбинациях с некоторыми другими
параметрами [72].

Природа ботулинических нейротоксинов
Нейротоксины, образующиеся в бактериях, высвобождаются в результате автолиза. Они продуцируются клетками, растущими в оптимальных условиях, хотя
были сообщения о том, что покоящиеся клетки также образуют токсины. Ботулинические нейротоксины (BoNT) являются наиболее токсичными из всех известных веществ. Сила воздействия очищенного токсина типа A, испытанного
на мышах, оценивается в 30 миллионов LD50/мг. Как сообщалось, минимальной
летальной дозой для мышей является доза BoNT, составляющая 0,4–2,5 нг/кг
при его внутривенном или внутриперитонеальном введении, а 50% летальной
дозы для человека составляло около 1 нг/кг веса тела. В 1946 г. усилиями
Lamann и др., а также Abrams с соавт. первым из этих токсинов был выделен и
очищен токсин типа A. Позднее были выделены и очищены токсины, принадлежащие к типам B, E и F.
Гены ботулинических нейротоксинов типов A, B, E и F имеют хромосомную
локализацию, тогда как токсин типа G — плазмидную [128]. Штаммы бактерий,
продуцирующих токсины, относящиеся к кластеру типа G, за исключением других ботулинических штаммов, входят в группу IV. Ген BoNT типа B был клонирован и сиквенирован [126]. BoNT продуцируются в виде единой полипептидной цепи, которая посттрансляционно расщепляется и образуются две цепи, состоящие из тяжелой цепи, весом в 100 кДа и легкой цепи в 50 кДа, связанных

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 24. Пищевые отравления, вызванные грамположительными спорообразующими бактериями 679

между собой дисульфидными связями. Белок состоит из трех доменов — связывающего, транслоцирующего и каталитического. Связывающий домен был использован в качестве иммуногена, который позволяет осуществлять защиту
против ботулинических нейротоксинов в опасных дозах [17]. После связывания
BoNT с рецепторами нервных клеток они, по-видимому, интернализуются в эндосомы, после чего происходит протеолитическое расщепление синаптобревинов (белковых компонентов синаптических везикул), что, в свою очередь, блокирует выделение нейротрансмиттеров [17].
Установлено, что токсин типа A гораздо более опасен, чем токсины типов B
или E. Показано, что токсин типа B вызывает летальные исходы в значительно
меньшем числе случаев, чем токсин типа A. При этом выздоровления после отравления токсином типа B происходили даже в тех случаях, когда в крови определяли значительные дозы этого токсина.
Симптомы ботулизма могут появляться при парентеральном или пероральном введении токсинов. Они могут переходить в кровяной поток, проникая через
мембраны мукозных слоев дыхательных путей, а также через стенки желудка
и кишечника. Под воздействием протеолитических ферментов желудка токсины
не полностью инактивируются, и, безусловно, те, которые продуцируются непротеолитическими штаммами, могут быть активированы. Высокомолекулярные комплексы или предшественники обладают большей устойчивостью к кислотам и пепсину [117]. Показано, что при действии in vitro токсин-предшественник устойчив к действию кишечного сока крысы, в то время как производное
токсина быстро инактивируется. Токсин-предшественник более стабилен в желудках крыс. По-видимому, нетоксичные компоненты предшественника способствуют сохранению активности токсина. После абсорбции ботулинических
токсинов в кровяное русло они проникают в периферическую нервную систему.
Токсины ботулинических бактерий состоят из серии из семи связанных токсинов, главный из которых обладает молекулярным весом в 150 кДа. Эти токсины
связываются с пресинаптическими терминальными мембранами в нервно-мышечных соединениях, где они блокируют выделение ацетилхолина. Это приводит к пассивному параличу, что является основой косметического использования ботулинических токсинов (Botox). В отличие от ботулинического токсина
токсин столбняка блокирует нервный фактор, позволяющий осуществлять мышечное расслабление, что в итоге приводит к спастическому параличу. Ботулинические токсины отличаются от стафилококковых токсинов и термо-стабильных токсинов других пищевых патогенов своей чувствительностью к температуре. Они могут быть разрушены нагреванием до 80 °С в течение 10 мин или при
кипячении в течение нескольких минут.

Синдром ботулизма у взрослых: распространение
и характерные продукты питания
Симптомы ботулизма могут появляться в период между 12 и 72 ч после употребления содержащей токсин пищи. Более длительные инкубационные периоды
в практике неизвестны. Симптомы отравления включают появление тошноты,
рвоты, усталости, головокружения, головной боли, сухости кожных покровов,
полости рта и глотки, запоров, отсутствие лихорадки, паралич мышц, раздвоение зрения, остановку дыхания и смерть. Заболевание длится от одного до деся-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

680

Часть VII. Пищевые заболевания

ти и более дней в зависимости от сопротивляемости организма хозяина и других
факторов. Уровень смертности варьирует в пределах от 30 до 65%. При этом
уровень смертности в европейских странах, как правило, ниже, чем в США. Все
симптомы отравлений вызываются действием экзотоксина, и лечение состоит
в возможно более срочном введении специфической антисыворотки. Хотя и
предполагается, что при употреблении содержащей токсин пищи происходит абсорбция токсина в ротовой полости, Lamanna с соавт. [68] обнаружили, что мыши
и обезьяны гораздо более чувствительны к токсинам при введении их через трубку непосредственно в желудок, чем при выдерживании во рту. Ботулинические
токсины являются нейротоксинами и необратимо прикрепляются к нервам. Раннее лечение с использованием антисыворотки значительно улучшает прогноз.
До 1963 г. большинство случаев ботулизма в США было вызвано токсинами
типов A и B, а характерной пищей, содержащей эти токсины, были овощи домашнего консервирования. Почти в 70% из 640 случаев отравлений, о которых
сообщалось в период с 1899 по 1967 г., не было выявлено, какие именно продукты питания являлись источником заражения. Из 640 случаев 17,8% были связаны с употреблением овощей, 4,1% — с употреблением фруктов, 3,6% — с употреблением рыбы, 2,2% — с употреблением приправ, 1,4% — с употреблением
мяса, домашней птицы и дичи и 1,1% — всех других продуктов питания. Анализ
зарегистрированных случаев пищевых отравлений в США в период с 1977 по
1997 г. выявил, что наибольшее число отравлений происходило в 1997 г. в ресторанах Понтиака и Мичигана. Следующим по количеству отравлений источником питания являлся острый соус домашнего консервирования, приготавливаемый из перца халапеньо. Во всех случаях был выявлен ботулинический токсин
типа B, и смертельных исходов не было зарегистрировано. Общее число случаев
пищевых отравлений, при всех источниках питания, в США редко превышало
50 случаев в год. Десятилетний период наибольшего количества случаев отравлений был отмечен с 1930 по 1939 г., когда было зарегистрировано 384 случая,
а источниками были некоммерческие продукты питания. В период с 1899 по
1963 г. был зарегистрирован 1561 случай, где источниками были некоммерческие продукты питания, в то время, как в 1906–1963 г. было зарегистрировано
219 случаев, где источниками были коммерческие продукты питания. Из них
24 пищевых отравления отмечалось только в 1963 г.
Из 404 проверенных случаев заражения ботулизмом в 1963 г., относящегося
к типу E, 304 случая (что составляет 75%) было зарегистрировано в Японии. До
1951 г. в Японии не было зарегистрировано вспышек массовых отравлений. За
период с мая 1951 г. по январь 1960 г. было зарегистрировано 166 случаев отравлений, и среди них было 58 смертельных исходов (уровень смертности, таким
образом, равнялся 35%). Большинство из этих вспышек массовых отравлений
было вызвано употреблением блюда домашнего приготовления, называемого
«изуши». Это консервированная пища, состоящая из сырой рыбы, овощей, вареного риса, сбраживаемого риса (koji) и небольшого количества соли и уксуса.
Приготовленная пища плотно пакуется в деревянные бочонки, закрывается
крышкой и выдерживается в течение трех недель или более, пока происходит
молочнокислое брожение. В ходе этого процесса происходит снижение Eh потенциала, что способствует росту анаэробов.
За период с 1899 по 1973 г. было зарегистрировано 62 вспышки массовых заражений ботулизмом, вызванных коммерческими консервированными продук-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 24. Пищевые отравления, вызванные грамположительными спорообразующими бактериями 681

тами [74]. Из них 41 случай произошел до 1930 г. В период между 1941 по 1982 г.
в США отмечались 7 массовых вспышек заражений ботулизмом, которые включали 17 случаев отравлений и 8 смертельных случаев. Среди продуктов питания,
являвшихся причиной этих заражений, были коммерческие консервированные
продукты в металлических контейнерах [89]. Три из этих вспышек массовых заражений были вызваны токсином, относящимся к типу A, а остальные — токсинами типа E. В 5 случаях причиной было неплотное закрытие крышек или неправильное соблюдение режимов консервирования [89]. Несколько массовых
вспышек заражений ботулизмом были вызваны употреблением консервированными в закрытых банках грибами. Исследования, проведенные в период с 1973
по 1974 г., показали, что 30 банок с консервированными грибами содержали ботулинические токсины (из них 29 банок содержали токсин типа B). Кроме того,
в 11 банках, не содержащих готового токсина, были обнаружены жизнеспособные споры бактерий C. botulinum [74]. Sugiyama и Yang [119] исследовали способность коммерческого гриба (Agaricus bisporus) поддерживать рост инокулированных спор бактерий C. botulinum. После инокуляции разных частей грибов,
они герметично запаивались пластиковой пленкой и инкубировались. Токсины
выявляли через 3–4 дня инкубации продуктов при 20оС. Несмотря на то что
пластиковая пленка, используемая для заворачивания продуктов, позволяла
осуществлять газообмен, дыхание свежих грибов, потребляющих кислород с гораздо большей скоростью, было существенно затруднено. При этом в условиях
хранения этих продуктов при температурах холодильника токсинов не было
обнаружено.
Довольно необычная вспышка массовых отравлений, включающая 36 случаев, произошла в 1985 г. Заболевшие были выявлены в 3 странах: Канаде, Нидерландах и США. Пищевым продуктом, явившемся причиной отравлений, был измельченный чеснок в соевом масле, упакованный в стеклянные бутылки. Несмотря на то что на этикетках было указание хранить продукт в холодильнике,
неоткрытые бутылки хранились не на холоде в течение 8 месяцев. Этот продукт
использовали для нанесения и пропитывания хлеба чесночным маслом, из которого, в свою очередь, готовили сэндвичи с говядиной. В бутылках с чесночным
маслом были обнаружены ботулинические споры типа B. Образование токсина
происходило в течение 2 недель с момента инокуляции протеолитических и непротеолитических B-штаммов в бутылки с измельченным чесноком в масле при
25 °С хранения [111]. Токсины типа A и B продуцировались в бутылках с измельченным чесноком за 20 дней при 35 °С после инокуляции соответствующих
спор в количестве 1спора/грамм [106]. В последнем исследовании высокотоксичное содержимое стеклянных бутылок на вид и запах выглядело вполне приемлемым и съедобным. В 1991 г., в Египте произошла вспышка массовых отравлений ботулизмом (токсин типа E), которая включала 91 случай заболеваний, 20
из которых закончились смертельным исходом. Зараженной пищей в этом случае была непотрошеная сырая соленая рыба под названием «фасейх» [106].
В 1994 г. зарегистрировано 30 случаев отравления в Эль-Пасо, штат Техас, после употребления картофельного соуса и баклажанного соуса, каждый из которых содержал печеный картофель. При этом запеченный картофель был завернут в алюминиевую фольгу и хранился при комнатной температуре в течение
нескольких дней, став, таким образом, токсигенным [8]. Хотя это и не правило,

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

682

Часть VII. Пищевые заболевания

но не единственный случай, когда ботулинический токсин обнаруживали в запеченном картофеле.
Одна из зарегистрированных вспышек отравления ботулизмом, где причиной был токсин типа F (пять случаев заболеваний и один смертельный исход),
была вызвана употреблением печеночного паштета домашнего изготовления.
В 1996 г. произошла также вспышка отравления ботулизмом в США после употребления вяленой оленины, где было зарегистрировано три клинических случая [82].
Самая большая опасность заражения ботулизмом исходит от продуктов домашнего приготовления, особенно от продуктов домашнего консервирования
в банках в результате неправильно применяемой технологии или недостаточной
температурной обработки для разрушения ботулинических спор. Такая пища
часто употребляется без предварительного нагревания. Наилучшей превентивной мерой является температурная обработка подозрительной пищи при температуре кипения в течение нескольких минут, что является достаточным для
разрушения нейротоксинов.

Детский ботулизм
Признанный впервые как таковой в Калифорнии в 1976 г., детский ботулизм
был с тех пор подтвержден во многих штатах США и многих других странах.
У взрослых заражение ботулизмом происходит, как правило, при заглатывании
уже готовых токсинов, в то время как в случае детского ботулизма происходит
заглатывание ботулинических спор, которые при созревании и прорастании
в желудочно-кишечном тракте синтезируют и выделяют токсины. Несмотря на
то что у некоторых взрослых, при определенных условиях, возможно прорастание ботулинических эндоспор и продукция небольшого количества токсинов,
кишечный тракт, колонизованный огромным количеством другой микрофлоры,
не способствует созреванию и прорастанию спор ботулинической палочки.
Дети старше одного года не столь подвержены возникновению этого синдрома,
поскольку в их кишечнике уже успевает установиться нормальный микробиотический баланс. У некоторых детей последствия заболевания бывают достаточно
мягкими, у других же оно протекает в тяжелой форме. В острой стадии заболевания в экскрементах детей обнаруживают большое количество спор, а в ходе
выздоровления число спор уменьшается.
Диагностика заболевания осуществляется при выявлении ботулинических
токсинов в фекалиях детей, а также используют тест на летальность мышей.
Поскольку бактерия Clostridium difficile выделяет в кишечный тракт детей летальные для мышей токсины, при диагностике необходимо бывает всегда различать токсины, а также виды и штаммы ботулинических бактерий [35].
Дети заражаются жизнеспособными спорами, употребляя детское питание и,
возможно, от окружающей среды. Пища, которая становится источником заражения, как правило, не проходит температурной обработки для разрушения эндоспор.
Чаще всего такими продуктами становятся сироп и мед. Из 90 исследованных образцов меда 9 содержали жизнеспособные споры. Шестью из них были накормлены дети, заболевшие детским ботулизмом [83]. Из 9 этих образцов, 7 содержали
эндоспоры типа B, а два остальных — типа A. Из 910 исследованных образцов
детского питания, приготовленного из 10 различного класса продуктов, только

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 24. Пищевые отравления, вызванные грамположительными спорообразующими бактериями 683

2 класса были позитивны в отношении спор: мед и кукурузный сироп [59]. Два образца меда из 100 исследованных содержали споры типа A, а 8 из 40 образцов кукурузного сиропа были заражены спорами типа B. Только один из 150 обследованных
образцов меда в Канаде содержал жизнеспособные ботулинические споры (типа
A), один из 40 обследованных образцов сухой овсяной каши содержал споры типа
B, в то время, как 43 образца сиропа совсем не содержали спор [56]. Из зарегистрированных в США заболеваний в период с 1997 по 1982 г. было отмечено 62 случая
отравления детей ботулизмом в возрасте от 8 до 48 недель. Токсины типа A и B
в равной степени были причиной этих отравлений. Первые два случая отравлений,
зарегистрированных в Риме, Италия, были вызваны токсином типа E, который выделяется бактериями Clostridium butiricum [21]. Первым из зарегистрированных
случаев детского ботулизма в Японии было отравление токсином типа B в 1995 г.
Было показано, что этот токсин обладал пониженной токсичностью и, возможно,
пониженной связывающей способностью, по сравнению с формами, поражающими взрослых [62].
Моделями животных для исследования детской формы ботулизма являются
мыши в возрасте от 8 до 11 дней [118], а также крысы в возрасте от 7 до 13 дней [85].
При исследовании модели мышей токсины ботулизма были обнаружены в просвете толстого кишечника, и эти токсины не были связаны с подвздошной кишкой.
(Степень чувствительности этих моделей животных отмечается в гл. 12.)

Гастроэнтериты, вызываемые бактериями Bacillus cereus
Bacillus cereus являются анаэробными, спорообразующими палочковидными бактериями, обычно присутствующими в почве, пыли и воде. Их ассоциируют с пищевыми отравлениями в Европе, по крайней мере, начиная с 1906 г. Среди первых
ученых, кто с полной определенностью сообщал об этом синдроме, был Плазиковский. Его открытия были подтверждены несколькими другими исследователями
из Европы в ранних 1950-х гг. Первая документированная вспышка массового отравления в США произошла в 1969 г., а в Великобритании — в 1971 г.
Небольшое количество этих видов бактерий может быть обнаружено во многих пищевых продуктах, включая свежие продукты и приготовленную пищу.
При исследовании сырого мяса, мясных продуктов и пищевых добавок бактерии Bacillus cereus были обнаружены соответственно в 6,6% из 534, 18,3 из 820 и
39,1 из 609 образцов [61] в количестве от 102 до 104/грамм. Однако неясно, являлись ли какие-либо из них энтеротоксигенными. В другом исследовании энтеротоксигенные штаммы были выращены после выделения из различных продуктов питания. При этом 85% проб из 83 штаммов, выделенных из сырого молока,
давали положительную реакцию на диарейный токсин [43]. Другие продуцирующие энтеротоксины виды бактерий перечислены ниже.
Было показано, что, помимо Bacillus cereus, способными продуцировать диарейный энтеротоксин являются также бактерии B. micoides из молока, которые
выделяют этот токсин через шесть дней в пределах температур между 6 и 21 °С
[43]. Было также обнаружено, что разное количество изолятов следующих видов является продуцентами энтеротоксина: P. circulans, B. lentus, B. thuringiensis, B. pumilus, B. polymyxa, B. carotarum и B. pasterurii [43]. Бактерии B. thuringiensis были выделены из продуктов питания, и установлено, что этот организм

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

684

Часть VII. Пищевые заболевания

является продуцентом токсина, активного при тестировании на линии культуры
клеток Vero-cell [23].
Эти бактерии способны расти при минимальных температурах роста в пределах 4–5 °С и при максимальных температурах около 48–50 °С. Показано также,
что они способны расти при значениях рН, выходящих за рамки 4,9–9,3 [40].
Споры этого организма проявляют устойчивость к температуре, типичную для
других мезофиллов.

Токсины Bacillus cereus
Эти бактерии продуцируют большое количество внеклеточных токсинов и ферментов, включая лецитиназу, протеазы, бета-лактамазу, сфингомиелиназу, цереолизин (летальный для мышей токсин, гемолизин I) и гемолизин BL. Цереолизин
является тиол-активируемым токсином, аналогом перфринголизина О. Молекула
цереолизина обладает молекулярным весом в 55 килодальтон и, очевидно, играет
заметную роль в возникновении синдрома пищевых гастроэнтеритов.
Диарейный синдром вызывается, по-видимому, состоящим из трех частей
комплексом, составленным из компонентов B, L1 и L2 и обозначаемым как гемолизин BL (HBL). Объединенные вместе все факторы, составляющие комплекс,
осуществляют гемолиз, цитолиз, дермонекроз и проницаемость сосудов и энтеротоксигенную активность. Подсчитано, что около 50% веществ в супернатанте
Bacillus cereus токсичны для сетчатки глаза при эндофтальмите [14]. Несмотря
на то что активность каждого отдельного компонента так и не была продемонстрирована, весь комплекс HBL, очевидно, является ответственным за появление диарейного синдрома [13].
При использовании коммерческого тест-набора для определения компонента L2 было показано, что он продуцируется бактериями в период логарифмической фазы роста. Для проявления токсической активности необходима концентрация клеток бактерий порядка 107 клеток/мл. При этом выделению токсина
способствуют условия среды при рН в области от 6,0 до 8,5. Показано, что несколько штаммов производят токсин в области температур от 6 до 21 °С [43].
Была разработана методика исследования с использованием полимеразной цепной реакции на основе гена hblA (который кодирует компонент B), и показано,
что этот метод гораздо более быстрый, чем существующие тест-системы для выявления диарейного энтеротоксина.
Хотя диарейный синдром, как правило, связан с Bacillus cereus и HBL комплексом диарейного энтеротоксина, существует, по крайней мере, 14 других видов из родов Bacillus и Paenibacillus, которые, как установлено, вызывают это
пищевое заболевание (табл. 24.5). Несмотря на то что, как предполагалось,
Bacillus cereus, Bacillus thuringiensis и Bacillus anthracis должны быть объединены в единый вид на основе генетического анализа [49], последние два вида, тем
не менее, не способны выделять комплекс токсинов, характерных для Bacillus
cereus. Однако Bacillus anthracis является членом группы Bacillus cereus, в которую также входят и Bacillus mycoides, Bacillus pseudomycoides, Bacillus weihenstephanensis и Bacillus thuringiensis [97].
Обзор возможных взаимосвязей Bacillus anthracis с вопросами безопасности
питания можно найти в ссылке [30].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 24. Пищевые отравления, вызванные грамположительными спорообразующими бактериями 685

Таблица 24.5. Виды Bacillus и Paenibacillus продуцирующие энтеротоксин HBL,
который, как правило, ассоциируют с Bacillus cereus (по [95], [97] и др.)
Bacillus cereus
Bacillus amyloliquefaciens
Bacillus circulans
Bacillus coagulans
Bacillus lentimorbis
Bacillus lentus
Bacillus licheniformis
Bacillus megaterium

Bacillus mycoides
Bacillus pasteurii
Bacillus pseudomycoides
Bacillus subtilis
Bacillus thuringiensis
Bacillus weihenstephanensis
Bacillus polymixa

Фактором вирулентности Bacillus cereus является комплекс гемолитических
энтеротоксинов, обозначаемых, как отмечалось выше, HBL, который обладает
способностью вызывать гемолиз, некроз кожных покровов и повышение проницаемости стенок сосудов.

Диарейный синдром
Этот синдром характерен тем, что не вызывает достаточно серьезных последствий с симптомами, развивающимися в течение 8–16 ч. При этом наиболее
часто симптомы появляются в период времени от 12 до 13 ч и длятся в течение
6–12 ч [47]. Симптомы включают тошноту (при этом рвота случается достаточно редко), спазматические боли внизу живота и водянистый стул. Лихорадка,
как правило, отсутствует. Отмечалось сходство между этим синдромом и тем,
который вызывается бактериями C. perfringens при пищевых отравлениях [34].
Пищевыми продуктами, ответственными за этот тип отравлений, являются прежде всего блюда из зерновых культур, которые содержат кукурузу, кукурузный
крахмал, картофельное пюре, овощи, измельченное мясо, ливерная колбаса, мясо
холодного копчения, молоко, вареное мясо, блюда из индонезийского риса, пудинги, супы и другие продукты [34]. Данные по зарегистрированным вспышкам массовых отравлений в период между 1950 и 1978 гг. суммированы в работе Gilbert [34].
Микробиологический анализ остатков пищи, проводившийся чашечным методом,
показал, что количество бактерий составляло от 105 до 9,5 ´ 105/г, при максимальном содержании от 107 до 108 клеток/г. Первым хорошо изученным массовым отравлением было описанное в работе Hauge [46], где пищевым источником был ванильный соус. Подсчет колоний показал тогда содержание бактерий от 2,5 ´ 107 до
1 ´ 108 клеток/г. При вспышке массового отравления в США, которая произошла
в 1969 г. и где пищевым источником было мясо холодного копчения, содержание
бактерий было оценено в 7 ´ 107 клеток/г [81]. Серовары бактерий, обнаруженные
в остатках продуктов в местах массовых отравлений диарейным токсином, включали типы 1, 6, 8, 9, 10 и 12. Серовары 1, 8, и 12 были связаны как с диарейным синдромом, так и с эметическим синдромом [34].

Эметический синдром
Эта форма пищевого отравления, в котором участвует Bacillus cereus, является
более серьезной и острой, чем в случае диарейного синдрома. Инкубационный
период длится от 1 до 6 ч при наиболее часто имеющих место — от 2 до 5 ч [87].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

686

Часть VII. Пищевые заболевания

Отмечалось, что эметический синдром схож со стафилококковым синдромом
пищевого отравления [34]. Эметический синдром чаще всего является следствием отравлений пищевыми продуктами, приготовленными на основе жареного
или отварного риса. Кроме того, источниками отравлений могут быть пастеризованные сливки, спагетти, картофельное пюре и овощные проростки [34].
Вспышки массовых заболеваний эметическим синдромом были зарегистрированы в Великобритании, Канаде, Австралии, Нидерландах, Финляндии, Японии
и США. В США вспышка массовых заболеваний отмечалась в 1975 г., когда источником отравлений было картофельное пюре.
Количество микроорганизмов, необходимое, чтобы вызвать этот синдром,
совершенно очевидно больше, чем то, которое необходимо при возникновении
диарейного синдрома. Показано, что необходимое число бактерий равняется
2 ´ 109 клеток/г [34]. Серовары бактерий Bacillus cereus, связанные с с эметическим синдромом, включали типы 1, 3, 4, 5, 8, 12 и 19 [34].
Было установлено, что эметический токсин (рвотный токсин) является цереулидом — водонерастворимым пептидом, анионофором, тесно связанным с
пептидным антибиотиком валиномицином [1]. Он обладает молекулярным весом, равным 1,2 кДа и индуцирует образование вакуолей у Hep-2 клеток (см.
гл. 12). Ни эта индуцирующая активность, ни эметическая активность не теряется бактериями после нагревания в течение 30 мин при 121 °С [1, 2]. Было обнаружено, что мускусная землеройка (Suncus murinus) является подходящим экспериментальным животным для исследования эметической активности [2].
Показано, что при использовании трех штаммов Bacillus cereus, которые выращивали на средах с триптической или триптиказной соей, продуцирование цереулидов начиналось уже в конце логарифмической фазы роста, и выделение
токсина происходило независимо от споруляции [44]. Штаммы продуцировали от 80 до 166 мкг цереулида/мл при 21 °С в течение от одного до трех дней
стационарной фазы роста, когда количество клеток достигало от 2 ´ 108 до
6 ´ 108 КОЕ/мл. При температурах в районе 40 °С и ниже 8 °С продукция токсинов была минимальной [44].
Штаммы, продуцирующие эметический токсин, растут при температурах в
пределах от 15 до 50 °С, при оптимуме, равном 35–40 °С [56]. В то время как
эметический синдром связан, как правило, с блюдами из риса, рост бактериальных штаммов, продуцирующих эметический токсин, на рисе не является более
интенсивным, чем для всех других штаммов Bacillus cereus. Тем не менее отмечалось, что при росте на этих продуктах нарастают более многочисленные популяции при более экстенсивном созревании [56].

Литература
1. Agata, N., M. Ohta, M. Mori, and M. Isobe. 1995. A novel dodecadepsipeptide, cereulide, is an emetic toxin
of Bucillus cereus. FEMS Microbiol. Lett. 129: 17–20.
2. Agata, N., M. Mori, M. Ohta, S. Suwan, I. Ohtani, and M. Isobe. 1994. A novel dodecadepsipeptide,
cereulide, isolated from Bacillus cereus causes vacuole formation in HEp-2 cells. FEMS Microbiol. Lett.
121: 31–34.
3. Alderton, G., K.A. Ito, and J.K. Chen. 1976. Chemical manipulation of the heat resistance of Clostridium
botulinum spores. Appl. Environ. Microbiol. 31: 492–498.
4. Alderton, G., and N. Snell. 1969. Bacterial spores: Chemical sensitization to heat. Science. 163: 1212–1213.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 24. Пищевые отравления, вызванные грамположительными спорообразующими бактериями 687

5. Anastasio, K.L., J.A. Soucheck, and H. Sugiyama. 1971. Boticinogeny and actions of the bacteriocin.
J. Bacteriol. 107: 143–149.
6. Anderson, R.E. 1984. Growth and corresponding elevation of tomato juice pH by Bacillus coagulans.
J. Food Sci. 49: 647, 649.
7. Anellis, A., and D. Berkowitz. 1977. Comparative dose-survival curves of representative Clostridium
botulinum type F spores with type A and B spores. Appl. Environ. Microbiol. 34: 600–601.
8. Angulo, F.J., J. Getz, J.P. Taylor, K.A. Hendricks, E.L. Hathaway, S.S. Barth, H.M. Solomon, A.E. Larson,
E.A. Johnson, L.N. Nickey, and A.A. Reis. 1998. A large outbreak of botulism: The hazardous baked potato.
J. Infect. Dis. 178: 172–177.
9. Anniballi, E.L. Fenicia, G. Franciosa, and P. Aureli. 2002. Influence of pH and temperature on the growth
of and toxin production by neurotoxigenic strains of Clostridirtm butyricum type E. J. Food Protect. 65:
1267–1270.
10. Austin, J.W., and K.C. Dodds. 2001. Clostridium botulinum. In Foodborne Disease Handbook, Vol. 1, 2nd
ed., ed. Y.H. Heu, M.D. Pierson, and J.R. Gorham, 107–138. New York: Marcel Dekker.
11. Baker, D.A., and C. Genigeorgis. 1990. Predicting the safe storage of fresh fish under modified atmospheres
with respect to Clostridium botulinum toxigenesis by modeling length of the lag phase of growth. J. Food
Protect. 53: 131–140.
12. Barnes, E., and M. Ingram. 1956. The effect of redox potential on the growth of Clostridium welchii strains
isolated from horse muscle. J. Appl. Bacteriol. 19: 117–128.
13. Beecher, D.J., J.L. Schoeni, and A.C.L. Wong. 1995. Enterotoxic activity of hemolysin BL from Bacillus
cereus. Infect. Immun. 63: 4423–4428.
14. Beecher, D.J., J.S. Pulido, N.P. Bamey, and A.C.L. Wong. 1995. Extracellular virulence factors in Bacillus cereus
endophthalmitis: Methods and implication of involvement of hemolysin BL. Infect. Immun. 63: 632–639.
15. Bradshaw, J.G., G.N. Stelma, V.I. Jones, J.T. Peeler, J.G. Wimsatt, J.J. Corwin, and R.M. Twedt. 1982. Thermal
inactivation of Clostridium perfringens enterotoxin in buffer and in chicken gravy. J. Food Sci. 47: 914–916.
16. Bryan, EL., T.W. McKinely, and B. Mixon. 1971. Use of time-temperature evaluations in detecting the
responsible vehicle and contributing factors of foodborne disease outbreaks. J. Milk Food Technol. 34:
576–582.
17. Byrne, M.P., T.J. Smith, V.A. Montgomery, and L.A. Smith. 1998. Purification, potency, and efficacy of the
botulinum neurotoxin type A binding domain from Pichia pastoris as a recombinant vaccine candidate.
Infect. Immun. 66: 4817–4822.
18. Christiansen, L.N., J. Deffner, E.M. Foster, and H. Sugiyama. 1968. Survival and outgrowth of Clostridium
botulinum type E spores in smoked fish. Appl. Microbiol. 16: 133–137.
19. Ciccarelli, A.S., D.N. Whaley, L.M. McCroskey, D.F. Gimenez, V.R. Dowell, Jr., and C.L. Hatheway. 1977.
Cultural and physiological characteristics of Clostridium botutlinum type G and the susceptibility of certain
animals to its toxin. Appl. Environ. Microbiol. 34: 843–848.
20. Craig, J., and K. Pilcher. 1966. Clostridium botulinum type F: Isolation from salmon from the Columbia
River. Science. 153: 311–312.
21. Creti, R., L. Fenicia, and P. Aureli. 1990. Occurrence of Clostridium botulinum in the soil of the vicinity
of Rome. Curr. Microbiol. 20: 317–321.
22. Crisley, ED., J.T. Peeler, R. Angelotti, and H.E. Hall. 1968. Thermal resistance of spores of five strains
of Clostridium botulinum type E in ground whitefish chubs. J. Food Sci. 33: 411–416.
23. Damgaard, P.H., H.D. Larsen, B.M. Hansen, J. Bresciani, and K. Jorgensen. 1996. Enterotoxin-producing
strains of Bacillus thuringiensis isolated from food. Lett. Appl. Microbiol. 23: 146–150.
24. Dodds, K.L. 1989. Combined effect of water activity and pH on inhibition of toxin production by
Clostridium botulinum in cooked, vacuum-packed potatoes. Appl. Environ. Microbiol. 55: 656–660.
25. Duncan, C.L. 1973. Time of enterotoxin formation and release during sporulation of Clostridium perfringens
type A. J . Bacteriol. 113: 932–936.
26. Duncan, C.L. 1976. Clostridium perfringens. In Food Microbiology: Public Health and Spoilage Aspects,
ed. M.P. deFigueiredo and D.F. Splittstoesser, 170–197. Westport, CT: AVI.
27. Duncan, C.L., and D.H. Strong. 1968. Improved medium for sporulation of Clostridium perfringens. Appl.
Microbiol. 16: 82–89.
28. Duncan, C.L., and D.H. Strong. 1969. Ileal loop fluid accumulation and production of diarrhea in rabbits
by cell-free products of Clostridium perfringens. J. Bacteriol. 100: 86–94.
29. Eklund, M., and F. Poysky. 1965. Clostridiitm botulinum type E from marine sediments. Science 149–306.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

688

Часть VII. Пищевые заболевания

30. Erickson, M.C., and J.L. Komacki. 2003. Bacillus anthracis: Knowledge in contamination of food. J. Food
Protect. 66: 691–699.
31. Fantasia, L.D., and A.P. Duran. 1969. Incidence of Clostridium botulinum type E in commercially and
laboratory dressed white fish chubs. Food Technol. 23: 793–794.
32. Foegeding, P.M., and F.F. Busta. 1980. Clostridium perfringens cells and phospholipase C activity at
constant and linearly rising temperatures. J. Food Sci. 45: 918–924.
33. Genigeorgis, C., G. Sakaguchi, and H. Riemann. 1973. Assay methods for Clostridium perfringens type A
enterotoxin. Appl. Microbiol. 26: 111–115.
34. Gilbert. R.J. 1979. Bacillus cereus gastroenreritis. In Food-borne irtfections and intoxications, ed. H. Riemann and F.L. Bryan, 495–518. New York: Academic Press.
35. Gilligan, P.H., L. Brown, and R.E. Berman. 1983. Differentiation of Clostridium difficile toxin from
Clostridirtm botulinum toxin by the mouse lethality test. Appl. Environ. Microbiol. 45: 347–349.
36. Gimenez, J.A., M.A. Gimenez, and B.R. DasCupta. 1992. Characterization of the neurotoxin isolated from
a Clostridium baratii strain implicated in infant botulism. Infect. Immun. 60: 518–522.
37. Gimenez, D.F., and A.S. Ciccarelli. 1970. Another type of Clostridium botulinum. Zentra1. Bakteriol. 0rig.
A 215: 221–224.
38. Girardin, H., C. Albagnac, C. Dargaignaratz, C. Nguyen-The, and F. Carlin. 2002. Antimicrobial activity of
foodborne Paenibacillus and Bacillus spp. against Clostridium botulinum. I. Food Protect. 65: 806–813.
39. Goepfert, J.M., and H.U. Kim. 1975. Behavior of selected foodborne pathogens in raw ground beef. J. Milk
Food Technol. 38: 449–452.
40. Goepfert, J.M., W.M. Spira, and H.U. Kim. 1972. Bucillus cereus: Food poisoning organism. A review.
J. Milk Food Technol. 35: 213–227.
41. Goldner, S.B., M. Solbert, S. Jones, and L.S. Post. 1986. Enterotoxin synthesis by nonsporulating cultures
of Clostridium botulinum. Appl. Environ. Microbiol. 52: 407–412.
42. Granum, P.E., W. Telle. O. Olsvik, and A. Stavn. 1984. Enterotoxin formation by Clostridium perfringens
during sporulation and vegetative growth. Int. J. Food Microbiol. 1: 43–49.
43. Griffiths, M.W. 1990. Toxin production by psychrotrophic Bacillus spp. present in milk. J. Food Protect. 53:
790–792.
44. Haggblom, M.M., C. Apetroaie, M.A. Andersson, and M.S. Salkinoja-Salonen. 2002. Quantitative analysis
of cereulide, the emetic toxin of Bacillus cereus, produced under various conditions. Appl. Environ.
Microbiol. 68: 2479–2483.
45. Hall, J.D., L.M. McCroskey, B.J. Pincomb, and C.L. Hatheway. 1985. Isolation of an organism resembling
Clostridium barati which produces type F botulinal toxin from an infant with botulism. J. Clin. Microbiol.
21: 654–655.
46. Hauge, S. 1955. Food poisoning caused by aerobic spore-forming bacilli. J. Appl. Bacteriol. 18: 591–595.
47. Hauschild, AH., and H Hilsheimer 1971. Purification and characteristics of the enterotoxin of Clostridium
perfringens type A. Can. J. Microbiol. 17: 1425–1433.
48. Hielm, S., J. Bjцrkroth, E. Hyytiд, and H. Korkeala. 1998. Prevalence of Clostridium botulinum in Finnish
trout farms: Pulsed-field gel electrophoresis typing reveals extensive genetic diversity among type E isolates.
Appl. Environ. Miwobiol. 64: 4161–4167.
49. Helgasoon, E.O., A. Шkstad, D.A. Caugant, H.A. Johansen, A. Fouet, M. Mock, I. Hegna, and A.-B. Kolsto.
2000. Bacillus anthracis, Bacillus cereus, and Bacillius thuringiensis — One species on the basis of genetic
evidence. Appl. Environ. Microbiol. 66: 2627–2630.
50. Hobbs, B., M. Smith, C. Oakley, G. Warrack, and J. Cruickshank. 1953. Clostridium welchii food poisoning.
J. Hyg. 51: 75–101.
51. Huhtanen, C.N., J. Naghski, C.S. Custer, and R.W. Russell. 1976. Growth and toxin production by Clostridium botulinum in moldy tomato juice. Appl. Environ. Microbiol. 32: 711–715.
52. Huss, H.H. 1980. Distribution of Clostridium botulinum. Appl. Environ. Microbiol. 39: 764–769.
53. Ikawa, J.Y. 1991. Clostridium botulinum growth and toxigenesis in shelf-stable noodles. J. Food Sci. 56:
264–265.
54. Ikawa, J.Y., and C. Genigeorgis. 1987. Probability of growth and toxin production by nonproteolytic Clostridium botulinum in rockfish fillets stored under modified atmospheres. Int. J. Food Microbiol. 4: 167–181.
55. Imai. H., K. Oshita, H. Hashimoto, and D. Fukushima. 1990. Factors inhibiting the growth and toxin formation of Clostridium botulinum types A and B in “tsuyu” (Japanese noodle soup). J. Food Protect. 53:
1025–1032.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 24. Пищевые отравления, вызванные грамположительными спорообразующими бактериями 689

56. Johnson, K.M., C.L. Nelson, and F.F. Busta. 1983. Influence of temperature on germination and growth of
spores of emetic and diarrheal strains of Bacillus cereus in a broth medium and in rice. J. Food Sci. 48:
286–287.
57. Kang, C.K., M. Woodburn, A. Pagenkopf, and R. Cheney. 1969. Growth, sporulation, and germination
of Clostridium perfringens in media of controlled water activity. Appl. Microbiol. 118: 798–805.
58. Kautter, D.A., S.M. Harmon, R.K. Lynt, Jr., and T. Lilly, Jr. 1966. Antagonistic effect on Clostridium
botulinum type E by organisms resembling it. Appl. Microbiol. 14: 616–622.
59. Kautter, D.A., T. Lilly, Jr., H.M. Solomon, and R.K. Lynt. 1982. Clostridium botulinum spores in infant
foods: A survey. J. Food Protect. 45: 1028–1029.
60. Kokai-Kun, J.F., K. Benton, E.U. Wieckowski, and B.A. McClane. 1999. Identification of a Clostridium
perfringens enterotoxin region required for large complex formation and cytotoxicity by random mutagenesis. Infect. Immun. 67: 5634–5641.
61. Konuma, H.. K. Shinagawa, M. Tokumaru, Y. Onoue. S. Konno, N. Fujino, T. Shigehisa, H. Kurate, Y. Kuwabara, and C.A.M. Lopes. 1988. Occurrence of Bacillus cereus in meat products, raw meat and meat
product additives. J. Food Protect. 51: 324–326.
62. Kozaki, S., Y. Kamata, T.-I. Nishiki, H. Kakinuma, H. Maruyama, H. Takahashi. T. Karasawa, K. Yamakawa, and S. Nakamura. 1998. Characterization of Clostridium botulinum type B neurotoxin associated with
infant botulism in Japan. Infect. lmmun. 66: 4811–4816.
63. Krakauer, T., B. Fleischer, D.L. Stevens, B.A. McClane, and B.G. Stiles. 1997. Clostridium perfringens
enterotoxin lacks superantigenic activity but induces an interleukin-6 response from human peripheral blood
mononuclear cells. Infect. Immun. 65: 3485–3488.
64. Labbe, R.G. 1980. Relationship between sporulation and enterotoxin production in Clostridium perfringens
type A. Food Technol. 34(4): 88–90.
65. Labbe, R.G., and C.L. Duncan. 1974. Sporulation and enterotoxin production by Clostridium perfringens
type A under conditions of controlled pH and temperature. Can. J. Microbiol. 20: 1493–1501.
66. Labbe, R.G., and L.L. Nolan. 1981. Stimulation of Clostridium perfringens enterotoxin formation by
caffeine and theobromine. Infect. Immun. 34: 50–54.
67. Labbe, R.G., and D.K. Rey. 1979. Raffinose increases sporulation and enterotoxin production by Clostridium perfiingens type A. Appl. Environ. Microbiol. 37: 1196–1200.
68. Lamanna, C., R.A. Hillowalla, and C.C. Alling. 1967. Buccal exposure to botulinal toxin. J. Infect. Dis. 117:
327–331.
69. Lambert, A.D., J.P. Smith, and K.L. Dodds. 1991. Combined effect of modified atmosphere packaging and
low-dose irradiation on toxin production by Clostridium botulinum in fresh pork. J. Food Protect. 54:
94–101.
70. Lilly, T., Jr., and D.A. Kautter. 1990. Outgrowth of naturally occurring Clostridium botulinum in vacuumpackaged fresh fish. J. Assoc. Off. Anal. Chem. 73: 211–212.
71. Lindroth, S., and C. Genigeorgis. 1986. Probability of growth and toxin production by nonproteolytic
Clostridium botulinum in rock fish stored under modified atmospheres. Int. J. Food Microbiol. 3: 167–181.
72. Lund, B.M., A.F. Graham, S.M. George, and D. Brown. 1990. The combined effect of incubation temperature. pH and sorbic acid on the probability of growth of nonproteolytic type B Clostridium botulinum.
J. Appl. Bacteriol. 69: 481–492.
73. Lukinmaa, S., E. Takkunen, and A. Siitonen. 2002. Molecular epidemiology of Clostridium perfringens related
to foodborne outbreaks of disease in Finland from 1984 to 1999. Appl. Environ. Microbiol. 68: 3744–3749.
74. Lynt, R.K., D.A. Kautter, and R.B. Read, Jr., 1975. Botulism in commercially canned foods. J. Milk Food
Technol. 38: 546–550.
75. Lynt, R.K., H.M. Solomon, and D.A. Kautter. 1984. Heat resistance of Clostridium botulinum type G
in phosphate buffer. J. Food Protect. 47: 463–466.
76. Lynt, R.K., H.M. Solomon. T. Lilly, Jr., and D.A. Kautter. 1977. Thermal death time of Clostridium
botulinum type E in meat of the blue crab. J. Food Sci. 42: 1022–1025, 1037.
77. Mahony, D.E. 1977. Stable L-forms of Clostridium perfringens: Growth, toxin production. and pathogenicity. Infect. Immun. 15: 19–25.
78. Mдntynen, V., and K. Lindstrцm. 1998. A rapid PCR-based test for enerotoxic Bacillus cereus. Appl.
Environ. Microbiol. 64: 1634–1639.
79. McClung, L. 1945. Human food poisoning due to growth of Clostridium perfringens (C. welchii) in freshly
cooked chicken: Preliminary note. J. Bacteriol. 50: 229–231.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

690

Часть VII. Пищевые заболевания

80. McCroskey, L.M., C.L. Hatheway, L. Fenicia, B. Pasolini, and P. Aureli. 1986. Characterization of an
organism that produces Type E botulinal toxin but which resembles Clostridium butyricum from the feces
of an infant with type E botulism. J. Clin. Microbiol. 23: 201–202.
81. Midura, T., M. Gerber, R. Wood, and H.L. Bodily. 1972. Outbreak of food poisoning caused by Bacillus
cereus. Public Health Rep. 85: 45–47.
82. Midura, T., G.S. Nygaard, R. Wood, and A.R. Leonard. 1970. Clostridium botulinum type F: Isolation from
venison jerky. Appl. Microbiol. 24: 165–167.
83. Midura, T.F., S. Snowden, R.M. Wood, and S.S. Arnon. 1979. Isolation of Clostridium botulinum from
honey. J. Clin. Microbiol. 9: 282–283.
84. Mishu, B., A. Darweigh, J.T. Weber, C.L. Hathewahy, S. El-Sharkaway, and A. Corwin. 1991. A foodborne
outbreak of type E botulism in Cairo, Egypt, April. 1991. Am. J. Trop. Med. Hyg. 45(3S): 109.
85. Moberg, L.J., and H. Sugiyama 1980. The rat as an animal model for infant botulism. Infect. Immun. 29:
819–821.
86. Moller, V., and I. Scheibel. 1960. Preliminary report on the isolation of an apparently new type of Cl.
botulinum. Acta Pathol. Microbiol. Scand. 48: 80.
87. Mortimer, P.R., and G. McCann. 1974. Food-poisoning episodes associated with Bacillus cereus in fried
rice. Lancet 1: 1043–1045.
88. Morton, R.D., V.N. Scott, D.T. Bernard, and R.C. Wiley. 1990. Effect of heat and pH on toxigenic
Clostridium butyricum J. Food Sci. 55: 1725–1727, 1739.
89. NFPA/CMI Task Force. 1984. Botulism risk from post-processing contamination of commercially canned
foods in metal containers. J. Food Protect. 47:801–816.
90. Odlaug, T.E., and I.J. Pflug. 1979. Clostridium botulinum growth and toxin production in tomato juice
containing Aspergillus gracilis. Appl. Environ. Microbiol. 37: 496–504.
91. Pace, P.J., E.R. Krumbiegel, R. Angelotti, and H.J. Wieniewski. 1967. Demonstration and isolation of
Clostridium botulinum types from whitefish chubs collected at fish smoking plants of the Milwaukee area.
Appl. Microbiol. 15: 877–884.
92. Pearson, C.B., and H.W. Walker. 1976. Effect of oxidation-reduction potential upon growth and sporulation
of Clostridium perfringens. J. Milk Food Technol. 39: 421– 425.
93. Pederson, H.O. 1955. On type E botulism. J. Appl. Bacteriol. 18: 619–629.
94. Peterson, D., H. Anderson, and H. Detels. 1966. Three outbreaks of foodborne disease with dual etiology.
Public Health Rep. 81: 899–904.
95. Phelps, R.J., and J.L. McKillip. 2002. Enterotoxin production in natural isolates of Bacillus outside the
Bacillus cereus group. Appl. Environ. Microbiol. 68: 3147–3151.
96. Post, L.S., T.L. Amoroso, and M. Solberg. 1985. Inhibition of Clostridium botulinum type E in model
acidified food systems. J. Food Sci. 50: 966–968.
97. Pruss, B.M., R. Dictrich, B. Nibler, E. Martibauer, and S. Scherer. 1999. The hemolytic enterotoxin HBL is
broadly distributed among species of the Bacilus cereus group. Appl. Environ. Microbiol. 65: 5436–5442.
98. Rey, C.R., H.W. Walker, and P.L. Rohrbaugh. 1975. The influence of temperature on growth, sporulation,
and heat resistance of spores of six strains of Clostridium perfringens. J. Milk Food Technol. 38: 461–465.
99. Roy, R.J., F.F. Busta, and D.R. Thompson. 1981. Thermal inactivation of Clostridium perfringens after
growth at several constant and linearly rising temperatures. J. Food Sci. 46: 1586–1591.
100. Saito, M. 1990. Production of enterotoxin by Clostridium perfringens derived from humans, animals, foods,
and the natural environment in Japan. J. Food Protect. 53: 115–118.
101. Satija, K.C., and K.G. Narayan. 1980. Passive bacteriocin typing of strains of Clostridium perfringens type A
causing food poisoning for epidemiologic studies. J. Infect. Dis. 142: 899–902.
102. Skjelkvale, R., and T. Uemura. 1977. Detection of enterotoxin in faeces and anti-enterotoxin in serum after
Clostridium perfringens food-poisoning. J. Appl. Bacteriol. 42: 355–363.
103. Smelt, J.P.P.M., G.J.M. Raatjes. J.S. Crowther, and C.T. Verrips. 1982. Growth and toxin formation by
Clostridium botulinum at low pH values. J. Appl. Bacteriol. 52: 75–82.
104. Smith, A.M., D.A. Evans, and B.M. Buck. 1981. Growth and survival of Clostridium perfringens in rare beef
prepared in a water bath. J. Food Protect. 44: 9–14.
105. Smith, L.D.S. 1975. Inhibition of Clostridium botulinum by strains of Clostridium perfringens isolated from
soil. Appl. Microbiol. 30: 319–323.
106. Solomon, H.M., and D.A. Kautter. 1988. Outgrowth and toxin production by Clostridium botulinum
in bottled chopped garlic. J. Food Protect. 51: 862–865.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 24. Пищевые отравления, вызванные грамположительными спорообразующими бактериями 691

107. Solomon, H.M., D.A. Kautter, and R.K. Lynt. 1982. Effect of low temperatures on growth of nonproteolytic
Clostridium botulinum types B and F and proteolytic type G in crabmeat and broth. J. Food Protect. 45:
516–518.
108. Solomon, R.M., R.K. Lynt, Jr., D.A. Kautter, and T. Lilly, Jr. 1971. Antigenic relationships among the
proteolytic and nonproteolytic strains of Clostridium botulinum. Appl. Microbiol. 21: 295–299.
109. Sonnabend, 0., W. Sonnabend, R. Heinzle, T. Sigrist, R. Dimhofer, and U. Krech. 1981. Isolation of
Clostridium botulinum type G and identification of type G botulinal toxin in humans: Report of five sudden
unexpected deaths. J. Infect. Dis. 143: 22–27.
110. Sperber, W.H. 1983. Influence of water activity on foodborne bacteria — A review. J. Food Protect. 46:
142–150.
111. St. Louis, M.E., S.H.S. Peck, D. Bowering, G.B. Morgan, J. Blatherwick, S. Banarjee, G.D.M. Kettyla,
W.A. Black, M.E. Milling, A.H.W. Hauschild, R.V. Tauxe, and P.A. Blake. 1988. Botulism from chopped
garlic: Delayed recognition of a major outbreak. Ann. Intern. Med. 108: 363–368.
112. Stark, R.L., and C.L. Duncan. 1971. Biological characteristics of Clostridium perfringens type A enterotoxin. Infect. Immun. 4: 89–96.
113. Strong, D.H., and J.C. Canada. 1964. Survival of Clostridium perfringens in frozen chicken gravy. J. Food
Sci. 29: 479–482.
114. Strong, D.H., J.C. Canada, and B. Griffiths. 1963. Incidence of Clostridium perfringens in American foods.
Appl. Microbiol. 11: 42–44.
115. Strong, D.H., C.L. Duncan, and G. Perna. 1971. Clostridium perfringens type A food poisoning. II.
Response of the rabbit ileum as an indication of enteropathogenicity of strains of Clostridium perfringens
in human beings. Infect. Immun. 3: 171–178.
116. Suen, J.C., C.L. Hatheway, A.G. Steigerwalt, and D.J. Brenner. 1988. Clostridium argentinense sp. nov.:
a genetically homogeneous group composed of all strains of Clostridium botulinum toxin type G and some
nontoxigenic strains previously identified as Clostridium subterminale or Clostridium hastiforme. Int.
J. Syst. Bacteriol. 38: 375–381.
117. Sugii, S., I. Ohishi, and G. Sakaguchi. 1977. Correlation between oral toxicity and in vitro stability of
Clostridium botulinum types A and B toxins of different molecular sizes. Infect. Immun. 16: 910–914.
118. Sugiyama, H., and D.C. Mills. 1978. Intraintestinal toxin in infant mice challenged intragastrically with
Clostridium botulinum spores. Infect. Immun. 21: 59–63.
119. Sugiyama, H., and K.H. Yang. 1975. Growth potential of Clostridium botulinum in fresh mushrooms
packaged in semipermeable plastic film. Appl. Microbiol. 30: 964–969.
120. Tompkin, R.B. 1980. Botulism from meat and poultry products-A historical perspective. Food Technol.
34(5): 229–236, 257.
121. Trakulchang, S.P., and A.A. Kraft. 1977. Survival of Clostridium perfringens in refrigerated and frozen meat
and poultry items. J. Food Sci. 42: 518–521.
122. Tsang, N., L.S. Post, and M. Solberg. 1985. Growth and toxin production by Clostridium botulinum in model
acidified systems. J. Food Sci. 50: 961–965.
123. Weiss, K.F., and D.H. Strong. 1967. Some properties of heat-resistant and heat-sensitive strains of Clostridium perfringens. I. Heat resistance and toxigenicity. J. Bacteriol. 93: 21–26.
124. Wen, Q., and B.A. McClane. 2004. Detection of enterotoxigenic Clostridium perfringens type A isolates
in American retail foods. Appl. Environ. Microbiol. 70: 2685–2691.
125. Wentz, M., H. Scott, and J. Vennes. 1967. Clostridium botulinum type F: Seasonal inhibition by Bacillus
licheniformis. Science 155: 89–90.
126. Whelm, S.M., M.J. Elmore, N.J. Dodsworth, J.K. Brehm, T. Atkinson, and N.P. Minton. 1992. Molecular
cloning of the Clostridium botulinum structural gene encoding the type B neurotoxin and determination of its
entire nucleotide sequence. Appl. Etrviron. Microbiol. 58: 2345–2354.
127. Williams-Walls, N.J. 1968. Clostridium botulinum type F: Isolation from crabs. Science 162: 375–376.
128. Zhou, Y., H. Sugiyama, H. Nakano, and E.A. Johnson. 1995. The genes for the Clostridium botulinum type
G toxin complex are on a plasmid. Infect. Immun. 63: 2087–2091.
129. Zhou, Y., H. Sugiyama, and E.A. Johnson. 1993. Transfer of neurotoxigenicity from Clostridium butyricum
to a nontoxigenic Clostridium botulinum type E-like strain. Appl. Environ. Microbiol. 59: 3825–3831.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

25
Пищевые листериозы

Внезапность, с которой Listeria monocytogenes возникла как этиологический
агент пищевого заболевания, не имеет аналогов. Синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД) и легионеллез являются примерами двух других внезапно появившихся инфекционных болезней человека. Однако, в отличие от пищевых листериозов, этиологические агенты, вызывающие СПИД и легионеллез,
были прежде неизвестны в качестве патогенов человека, и их весьма сложно
культивировать. Бактерия Listeria monocytogenes не только легко поддается
культивированию, но также и заболевания, вызываемые ими у многих видов животных, хорошо документированы. Кроме того, были также известны и заболевания листериозами у человека. Более полную информацию о листериях можно
найти в работах [26] и [29].

Таксономия листерий
Листерии являются грамположительными, неспорообразующими и не кислотоустойчивыми палочковидными бактериями, которые были изначально названы
«Listerella». В 1940 г. родовое наименование было изменено на Listeria. Во многих отношениях они похожи на представителей рода Brochothrix. Бактерии обоих родов являются положительными по каталазе и имеют тенденцию к взаимосвязям в природных условиях наряду с бактериями рода Lactobacillus, однако, в отличие от Listeria и Brochothrix, лактобациллы являются отрицательными
по каталазе. Некоторое время тому назад существовало представление, что листерии связаны с коринеформными бактериями и, действительно, были включены в семейство Corynebacteriaceae, однако сейчас стало ясно, что они гораздо
более тесно связаны с Bacillus, Lactobacillus и Streptococcus. Данные, полученные при определении последовательностей нуклеотидов 16S-рибосомной РНК
(рРНК), позволяют поместить таксоны Listeria и Brochothrix в непосредственной близости друг к другу. Эти два рода вместе со Staphylococcus и Kurthia занимают положение между группами Bacillus, Lactobacillus и Streptococcus внутри
ветви Clostridium — Lactobacillus — Bacillus, где молярное процентное отношение G + C для всех видов составляет менее 50% [65]. Генетические переносы
осуществляются между Listeria, Bacillus и Streptococcus, а иммунологические
перекрестные реакции происходят между Listeria, Streptococcus, Staphylococcus
и Lactobacillus. У Brochothrix общими являются 338 пуриновых и пиримидиновых оснований с Listeria [85]. Несмотря на то что Erysipelothrix принадлежит
к линии Mycoplasma, он имеет, по крайней мере, 23 общих олигонуклеотида
с Listeria и Brochothrix [85]. Бактерии Listeria содержат тейхоевые и липотейхое-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 25. Пищевые листериозы

693

R. equi

Бета-гемолиз

Моль % G+C

+
–
+
–
–
–

+
–
–
–
+
–

+
+
W
–
++
–

37–39
36–38
36
36
37–38
41–42

+
+

V
+

+
(+)
–
V
–
–

–
–
–
–
–
+

Гидролиз
гиппурата

V
–

Маннит

V
+

Рамноза

Галактоза

L. monocytogenes –
L. innocua
–
L. seeligeri
+
L. welshimeri
+
L. ivanovii
+
L. grayi
–

Лактоза

Ксилоза

Виды

CAMP тест

+
+
+
–

Серовары

S. aureus

Таблица 25.1. Особенности некоторых характеристик видов рода Listeria

*
4ab, 6a, 6b
†
6a, 6b
5

Примечания: V = вариабельный; W = слабый; + = большинство штаммов положительные.
* 1/2a, b, c; 3a, b, c; 4a, ab, b, c, d, e; «7».
†
То же, что и для L. monocytogenes и L. innocua, за исключением 5 или «7».

вые кислоты, так же как и бациллы, стафилококки и стрептококки, но, в отличие
от этих групп, колонии листерий образуют сине-зеленые отблески, если смотреть при падающем под углом свете.
Род Listeria был разделен на 6 видов, которые перечислены в табл. 25.1, где
также отмечены различия их характеристик. Ранее существовавший вид L. murrayi позднее был объединен с видом L. grayi [107]. На рис. 25.1 видно, что два
разделенные в прошлом вида занимают положение, обособленное от других
пяти видов. L. ivanovii представлен двумя подвидами — L. ivanovii подвид
ivanovii и L. ivanovii подвид londoniensis [10]. Первый из них отличается от второго своей способностью ферментировать рибозу и неспособностью ферментировать N-ацетил-b-D-маннозамин [10].
При использовании техники ДНК-фингерпринтинга на основе полимеразной
цепной реакции (ПЦР) была исследована генетическая взаимосвязь между видами листерий L. innocua и L. welshimeri и установлена высокая степень гомологии
между ними. Была также показана гомогенность вида L. grayi и его взаимосвязь
с другими пятью видами листерий [126]. Тейхоевые кислоты, относящиеся
к поли-(рибитолфосфат)-типу, являются основными полимерами, играющими
роль каркаса клеточных стенок у Listeria spp. Бактерии L. grayi обладают липотейхоевой кислотой модифицированного типа, с помощью которой их можно
отличать от других видов [108]. Тейхоевые кислоты, по-видимому, узнаются
бактериофагами как связанные с клеточной стенкой лиганды [81].
Тест-система CAMP (Christie–Atkins–Munch–Petersen) рассматривается многими исследователями как надежный инструмент для определения L. monocytogenes. В тех случаях, когда какой-то изолят дает положительную реакцию на
CAMP и в то же время обладает признаками S. aureus или R. equi, он должен преимущественно рассматриваться как изолят L. monocytogenes, но не обязательно
как вирулентный [91]. Стимуляция гемолиза в присутствии S. aureus происходит, по-видимому, в результате действия фосфатидилинозитол- или фосфатидилхолин-специфической фосфолипазы С L. monocytogenes и сфингомиелиназы
S. aureus [91].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

694

Часть VII. Пищевые заболевания

Рис. 25.1. Схема неориентированного древа, показывающего филогенетические взаимосвязи
листерий и других таксонов грамположительных бактерий с низким содержанием G + C. Структура древа основана на сравнении участков непрерывных последовательностей, состоящих из
1340 нуклеотидов: первое и последнее основание в последовательностях используют для вычисления значений K nuc, которые соответствуют позициям 107 (G) и 1433 (А) у E. coli. Обозначения: A., Aerococcus; B., Bacillus; Br., Brochotrix; C., Carnobacterium; E., Enterococcus; L., Lactococcus; Lb., Lactobacillus; Leuc., Leuconostoc; List., Listeria; S., Streptococcus; V., Vagococcus.
Источник: Collins et al., 1991 [20]. Copyright © American Society for Microbiology. Примечание:
В дальнейшем было показано, что L. grayi и L. murrayi принадлежат к одному виду.

Некоторые виды рода Erysipelothrix часто ассоциируются с Listeria. Некоторые различия между двумя этими родами отображены в табл. 25.2. В отличие от
Listeria члены рода Erysipelothrix являются неподвижными, отрицательными по
каталазе и положительными по H2S. Кроме того, они содержат в муреиновом
слое клеточной стенки L-лизин в качестве основной диаминокислоты. Так же
как и Listeria monocytogenes, E. rhusiopathiae вызывает заболевание у животных.
В данном случае оно называется рожа свиней (Erysipelas suum). Эти бактерии
Таблица 25.2. Сравнение родов Listeria и Erysipelothrix
Подвижность

Каталаза

Выделение
H2S

Основная
диамино-кислота

G+C
(моль%)

Listeria

+

+

–

36–38

Erysipelothrix

–

–

+

мезо-диаминопимелиновая (ДАП)
L-лизин

Род

36–40

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 25. Пищевые листериозы

695

являются также инфекционными и для человека. В этом случае заболевание носит название рожистого воспаления (erysipeloid) — инфекционной болезни
кожи. Несмотря на то что бактерии Listeria spp., как правило, продуцируют каталазу, из продуктов питания были также выделены отрицательные по каталазе
штаммы L. monocytogenes.

Серотипы
Шесть видов рода Listeria обладают специфическими антигенами, являющимися характерными для 17 сероваров. Исходно патогенный вид Listeria
monocytogenes представлен 13 сероварами, некоторые из которых разделяют
также виды L. innocua и L. seeligeri. Несмотря на то что L. innocua представлен только лишь двумя сероварами (6a/6b), он иногда рассматривается как
непатогенный вариант L. monocytogenes. Обладая гораздо большей антигенной гетерогенностью внешней оболочки, этот последний организм может
быть связан с большим количеством разных животных-хозяев, в которых он
может размножаться.
Наиболее часто выделяемыми из этих серотипов являются типы ½ и 4. До начала 1960-х гг. считалось, что тип 1 существует преимущественно в Европе и
Африке, а тип 4 — в Северной Америке, однако позднее представления о распределении серотипов в мире изменились. Было отмечено, что серотипы листерий неразрывно связаны с определенным хозяином, определенным типом заболевания и географическим происхождением, и это в основном подтверждалось
при выделении изолятов из продуктов питания (как будет показано ниже). Тем
не менее серовары 1/2a и 4b проявляли некоторые географические различия
[113]. В США и Канаде серовар 4b выявляется в 65–80% случаев из всех выделяемых штаммов.
Вспышки кишечных заболеваний 1998–1999 гг. в США после употребления
в пищу сарделек были вызваны редким штаммом серовара 4b. В период между
1 января 1966 г. и 30 июня 1996 г. 60% из 2232 изолятов, выделенных из заболевших людей в Великобритании, было именно 4b, а 17, 11 и 4% случаев были вызваны соответственно сероварами ½а, 1/ab и ½с [94]. Как правило, штаммы 4b
больше связаны со вспышками заболеваний, тогда как штаммы ½ преимущественно привязаны к определенным продуктам питания. Наиболее часто сообщалось о выделении серовара 1/2a в Восточной Европе, Восточной Африке, Центральной Германии, Финляндии и Швеции, в то время как совместное выделение сероваров 1/2a и 4b, в примерно одинаковых пропорциях, отмечалось во
Франции и Нидерландах [113].

Типирование подвидов
Многие методы, помимо серотипирования, применялись для характеристики
видов и подвидов Listeria monocytogenes. Эти методы суммированы и описаны
в гл. 11. Среди этих методов можно выделить фаготипирование, типирование с
помощью мультилокусного электрофореза, рестрикционный анализ (REA), импульсный электрофорез, полиморфизм длины фрагментов рестрикции (RLFP)
и риботипирование.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

696

Часть VII. Пищевые заболевания

Рост
Потребность в питательных веществах у листерий является типичной для многих других грамположительных бактерий. Они хорошо растут на многих обычных средах, таких как, например, сердечно-мозговой бульон, триптиказный соевый бульон и триптозный бульон. Хотя большинство данных о потребности
в питании было получено для Listeria monocytogenes, считается, что другие виды
испытывают сходные потребности. Необходимы по крайней мере четыре витамина группы В — это биотин, рибофлавин, тиамин и тиоктовая кислота (альфа-липоевая кислота; фактор роста для некоторых бактерий и простейших); также необходимыми являются такие аминокислоты, как цистеин, глутамин, изолейцин, лейцин и валин. Глюкоза усиливает рост всех видов, и при этом
вырабатывается L(+)-молочная кислота. Несмотря на то что глюкозу утилизируют все виды листерий, используя путь Эмбдена–Мейергофа, некоторые из
них потребляют также и другие простые и сложные углеводороды. Listeria spp.
напоминает многие виды энтерококков по способности гидролизовать эскулин
и расти в присутствии солей желчных кислот в концентрации от 10 до 40%,
а также 10% NaCl, 0,025% ацетата таллия и 0,04% теллурита калия. Однако,
в отличие от энтерококков они не могут расти в присутствии 0,02% азида натрия. Листерии обладают системой гидролаз желчных кислот, что позволяет им
расти в желчном пузыре. В отличие от большинства других грамположительных
бактерий листерии растут на агаре МакКонки. Listeria monocytogenes, очевидно,
не обладает специфическими железо-связывающими компонентами, хотя железо является важным элементом для роста этих бактерий. Потребность в железе
удовлетворяется путем восстановительной мобилизации свободного железа,
которое связывается с поверхностными рецепторами.

Влияние рН
Хотя листерии растут лучше всего в области значений рН от 6 до 8, рН минимум,
который еще позволяет расти или выживать бактериям, был предметом большого количества исследований. В большинстве работ изучение проводили, используя штаммы Listeria monocytogenes, и принимали во внимание только те результаты, когда данные по этому виду совпадали с данными, полученными с использованием других видов листерий. Некоторые виды или штаммы, как правило,
росли в области значений рН от 4,1 до 9,6 и при температурах от 1 до 45 °С. (Детали этих параметров будут описаны далее.)
Как правило, минимальное значение рН роста является функцией температуры инкубации, состава питательных веществ и субстратов роста, активности
воды (aw) и присутствия и концентрации NaCl и других солей или ингибиторов.
Рост Listeria monocytogenes в культуральной среде наблюдали при рН 4,4 в течение менее семи дней при 30 °С [45], при рН 4,5 в триптозном бульоне при 19 °С
[12] и рН 4,66 в течение 60 дней при 30 °С [18]. В первом исследовании рост
L. monocytogenes происходил при рН 4,4 при 20 °С в течение 14 дней и при рН
5,23 при 4 °С в течение 21 дня [45]. Во втором исследовании рост при рН 4,5 усиливался в результате снижения уровня кислорода. В третьем исследовании рост
L. monocytogenes наблюдали при рН 4,66 в течение 60 дней при 30 °С [18]. Минимальным значением рН при 10 °С было 4,83, в то время как при 5 °С и рН 5,13
роста вообще не наблюдалось. Однако в другом исследовании 4 штамма L. monocytogenes росли при рН 4,5 также и после 30 дней в культуральной среде, ин-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 25. Пищевые листериозы

697

Рис. 25.2. Изменение клеточных популяций штаммов F5069/(4b) при инкубации в сыворотке
с различными значениями рН при 30 °С. Исходная концентрация клеток составляла 2,2 ´ 106
КОЕ/мл. Источник: Parish и Higgins [102]. Copyright © 1989. International Association of Milk,
Food and Environmental Sanitarians.

кубируемой при 30 °С [102], но при рН 4,0 и ниже роста не наблюдалось. Для одного из штаммов значения рН от 3,8 до 4,0 были гораздо более губительными,
чем при рН 4,2–5,0 при выдерживании в сыворотке при 30 °С в течение 5 дней
(см. рис. 25.2).
Было показано, что при варьировании рН триптикозного соевого бульона
с помощью различных кислот минимум рН для роста 4 штаммов L. monocytogenes был функцией используемой кислоты. При одних и тех же рН антимикробная активность в зависимости от кислоты распределялась следующим
образом: уксусная кислота > молочная кислота > лимонная кислота > малеиновая кислота > соляная кислота [120]. Рост наблюдали при значении рН 4,6 и
35 °С в течение от 1 до 3 суток. При этом некоторые штаммы росли и при значении рН 4,4. Рост 2 штаммов этого вида на капустном соке, не содержавшем
NaCl, наблюдали при значении рН 4,1 в течение 8 дней при температуре 30 °С,
однако при инокулировании этих бактерий в стерильную среду на основе капустного сока, в которой рН доводили до значения < 4,6 с помощью молочной кислоты, происходила их гибель даже при температуре 30 °С. При значении рН 5,05
и температуре инкубации 5 °С штамм Scott A не проявлял признаков роста на
твороге при концентрации инокулята в 10 3 КОЕ/г [104].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

698

Часть VII. Пищевые заболевания

Совместное воздействие рН и NaCl
Одновременное воздействие и взаимодействие таких параметров, как рН, NaCl
и температуры, было предметом нескольких исследований [19, 21]. В последней
работе исследователи применили математический метод обработки многофакторного эксперимента для изучения совместного воздействия этих параметров
на рост и выживаемость выделяемых от людей штаммов (серовар 4b). Некоторые из полученных авторами результатов проиллюстрированы на рис. 25.3.

Рис. 25.3. Воздействие концентрации солей и иона водорода на время проявления признаков видимого роста бактерий Listeria monocytogenes. Трехмерное графическое изображение влияния
концентрации солей (%, по оси Х), ионов водорода (мкмоль/литр, по оси Z) на время проявления признаков видимого роста бактерий (сутки, по оси Y). Отмечается, по крайней мере, стократное повышение количества бактерий Listeria monocytogenes (а) при 30 °С. Среднестатистические значения сравнивали с теоретически предсказываемыми значениями, определяемыми
из многочленных уравнений (1) и (2) (не показаны). Источник: Cole et al., [19].

При рН 4,66 время проявления признаков видимого роста бактерий составило пять суток при 30 °С при условии отсутствия в среде NaCl, восемь суток при
30 °С и 4% концентрации NaCl и 13 суток при 30 °С и 6% концентрации NaCl,
при одном и том же значении рН во всех случаях [19]. При температуре 5 °С рост
наблюдали только при значении рН 7,0 по истечении девяти суток при условии
отсутствия в среде NaCl, 15 суток было необходимо при концентрации 4,0 %
NaCl и 28 суток при концентрации 6,0 % NaCl. Было установлено, что воздействия рН и концентрации NaCl являются чисто аддитивными и, в любом случае,
не синергическими.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 25. Пищевые листериозы

699

Влияние температуры
Установлено, что средняя минимальная температура роста на триптиказном соевом агаре 78 штаммов Listeria monocytogenes равняется 1,1 ± 0,3 °С с разбросом
в пределах от 0,5 °С до 3,0 °С [67]. При этом 2 штамма росли при 0,5 °С, а
8 штаммов росли при 0,8 °С при времени проявления признаков видимого роста
бактерий в течение 10 суток, как было показано при использовании специального инкубатора чашечного типа с градиентом температур. Для 22 других штаммов (19 штаммов L. innocua и по одному штамму видов L. welshimeri, L. grayi и
«L. murrayi») минимальные температуры роста были в пределах от 1,7 °С до
3,0 °С со средним значением, равным 1,7 °С ± 0,5 °С [67]. У штаммов Listeria
monocytogenes минимальные температуры роста приблизительно на 0,6 °С ниже
минимальных температур других видов. Авторы исследования предполагают,
что гемолизин может повышать рост и жизнеспособность бактерий Listeria
monocytogenes в холодных условиях даже при условии, что минимальные температуры роста сероваров ½ a, ½ b и 4b были ниже приблизительно на 3,0 °С, чем
у сероваров, обладающих 01 антигенами. Максимальная температура роста листерий около 45 °С.

Влияние aw
При использовании сердечно-мозгового бульона, трех различных связывающих
воду веществ и инкубации при 30 °С были определены следующие минимальные значения aw, позволяющие расти серотипам 1, 3а и 4b Listeria monocytogenes: 0,90, при использовании глицерина, 0,93, при использовании сахарозы и
0,92, при использовании NaCl [34]. В другом исследовании, при инкубации в
триптиказном соевом бульоне, рН 6,8 и температуре 30 °С, минимальным значением aw, позволяющим расти листериям, с использованием сахарозы в качестве
связывающего воду вещества, было определено 0,92 [103]. В свете этих данных,
бактерии Listeria monocytogenes являются вторыми пищевыми патогенными
микроорганизмами после стафилококков, способными к росту при значениях aw, меньших 0,93.

Распространение
Условия окружающей среды
Листерии широко распространены в природе и могут быть обнаружены на гниющей растительности в почве, испражнениях животных, канализационных водах, силосной массе и в воде. Как правило, можно ожидать обнаружение листерий в тех средах обитания, где существуют также молочнокислые бактерии,
Brochothrix, а также некоторые из коринеформных бактерий. Связь бактерий
этой группы с молочными продуктами и силосом хорошо известна, так же как и
связь с этими продуктами некоторых других продуцентов молочной кислоты.
При исследовании испражнений чаек и грачей, а также силоса в Шотландии,
чайки, питающиеся в сточных водах, имели степень бактерионосительства, превышающую таковую у других животных. В образцах фекалий, забираемых у
грачей, обнаруживают, как правило, меньшее содержание листерий [39]. Чаще
всего бактерии L. monocytogenes и L. innocua обнаруживают в образцах вместе
с бактериями L. seeligeri. В том же исследовании бактерии L. monocytogenes и

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

700

Часть VII. Пищевые заболевания

Рис. 25.4. Пути, по которым бактерии L. monocytogenes распространяются в окружающей среде,
попадают к животным, в продукты питания и человеку. Источник: Audurier and Martin [3].

L. innocua обнаруживали в 44% образцов заплесневевшего силоса и в 22,2% образцов силоса из больших тюков. В Дании 15% из 75 образцов силоса содержали
бактерии L. monocytogenes, а в образцах фекалий коров эти бактерии обнаруживали в 52% из 75 взятых образцов [118]. Эти бактерии обнаруживали в образцах
силоса при значениях рН выше и ниже 4,5. От 8,4 до 44% образцов, забираемых
с зерновых полей, пастбищ, ила, испражнений животных, осадочных пород и
связанных с этими источников, выявлялись бактерии L. monocytogenes [129].
Была продемонстрирована выживаемость этих бактерий во влажных почвах
в течение 295 суток и более [130]. В прибрежных водах Калифорнии в 62% из
37 взятых образцов воды низкой солености и в 17% из 46 образцов из осадочных
пород были обнаружены бактерии L. monocytogenes. В то же время ни в одном
из 35 образцов устриц эти бактерии не были обнаружены [18]. Некоторые из путей распространения бактерий L. monocytogenes в различных средах обитания,
а также многие из источников заражения ими человека, проиллюстрированы
на рис. 25.4.

Потребляемые человеком продукты питания
Достаточно хорошо установлено, что любые свежие продукты питания животного и растительного происхождения могут содержать бактерии L. monocytogenes в тех или иных количествах. Эти организмы, как правило, выявляются в сыром молоке, мягких сырах, в свежем и замороженном мясе, в мясе птиц, морепродуктах и фруктовых и овощных продуктах. Преимущественное нахождение
этих бактерий в молоке и молочных продуктах вызывает повышенное внимание
к ним из-за частых вспышек массовых заражений. Большие цистерны для перевозки сырого молока подвергались обследованию на 260 фермах в Шотландии в течение одного года. На 25 из 160 ферм всего лишь однократно обнаружи-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 25. Пищевые листериозы

701

вали положительные образцы, однако на семи фермах положительные образцы
выявляли три и более раз. Количественно выявляли менее одной КОЕ/мл, но,
в единичных случаях, в образцах выявляли до 35 КОЕ/мл [40]. Из 5779 образцов
продуктов питания в розничной торговле, исследованных в Нидерландах в
1998 г., положительными по этим бактериям (³10/г) оказались 3,0% образцов.
Менее всего было заражено мороженое. Из 649 обследованных образцов только
0,2% были положительными. Наибольшая зараженность была выявлена в свежем мясе (7,5% из 416 образцов были положительными). Также в Нидерландах,
при исследовании мягких сыров, изготавливаемых из сырого молока, было выявлено, что 4,6% из 929 образцов были положительными по бактериям L. monocytogenes при среднем уровне в 3,48%. В Англии и Уэльсе эти бактерии были обнаружены в 4,0% из 56959 образцов готовых к употреблению продуктов питания. В США образцы сырой говядины отбирались по всей стране в течение
периода в 39 месяцев, и было выявлено, что 7,1% из 1727 образцов были положительными, а при исследовании в течение 21 месяца образцов сырых бройлерных куриных шеек и бедрышек было показано, что 19,3% из 3700 образцов были
положительными [52]. В этом же исследовании отмечается, что 2,8% образцов
различных продуктов, готовых к употреблению, изготовленных на 4105 действующих предприятиях по всей территории США, было положительно по этим
бактериям.
Наиболее часто встречающимся в мясных продуктах сероваром из шести
стран является ½ [63]. Серотип 4 был выделен из мясных продуктов в пяти странах, а серотип 3 выделен из продуктов только в двух странах. Серотип ½ обнаруживали гораздо чаще, чем серотип 4 в сыром молоке [83, 105] и в сыре [106], а
серотип 1 обнаруживали в морепродуктах [128, 131] и овощах [56]. Серовар 4b
был связан с кластером бактерий, вызывавших случаи заболеваний человека в
Бостоне, где источником заражения были, по-видимому, сырые овощи, при этом
серовары ½а и ½, выделяемые из картофеля и редиса, по-прежнему имели наибольшее распространение [56]. При выделении из продуктов питания преимущественно, в порядке убывания, выявляются три серовара L. monocytogenes: ½а,
½b и 4b, в то время как выделяемые при листериозах у человека серовары выявляются в ином порядке: 4b, ½а и ½b [22]. Сведения о количестве случаев заболеваний и преимущественном выявлении различных сероваров L. monocytogenes
в мясе и птице можно найти в гл. 4, табл. 4.6.
В Великобритании, при выделении от человека бактерий L. monocytogenes,
оказалось, что 59% из 722 принадлежали к серовару 4b, и далее, в порядке убывания, соответственно 18, 14 и 4% принадлежали к сероварам ½а, ½b и ½с [93].
98% изолятов, взятых из патологических образцов по всему миру, принадлежали к следующим сероварам: ½а, ½b, ½с, 3а, 3b, 3с, 4b и 5 [113]. Из всех этих сероваров 4b гораздо более часто обнаруживали в случаях вспышек массовых отравлений, и по-видимому, он обладает гораздо более выраженной вирулентностью,
чем другие.
L. innocua обычно обнаруживают в мясе, молоке, замороженных морепродуктах, полумягком сыре, образцах яиц и овощах. Как правило, этот вид листерий превалирует в молочных продуктах [81]. Эти бактерии были найдены в
8–16% образцов сырого молока из всех зарегистрированных при проведении
экспертизы, а также в 46% из 57 замороженных образцов морепродуктов [128] и
в 36% случаев из 42 образцов яиц [76]. В последней из этих работ различные

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

702

Часть VII. Пищевые заболевания

виды листерий обнаруживали наиболее часто, и они были выявлены во всех
15 положительных образцах. В одном из исследований этот вид бактерий был
обнаружен в 42% обследованных образцов говядины и птицы и, в общем, он выявлялся в два раза чаще, чем Listeria monocytogenes [118]. L. innocua был выявлен в 83% обследованных образцов немецких свиных колбасок и 47% образцов
свинины, обследованных в Германии [118], а также в 22% образцов свежих салатов в Великобритании [116].
Бактерии L. welshimeri были обнаружены в сыром молоке (от 0,3 до 3,0% образцов), мясных ростбифах, овощах и мясе индеек. В последнем случае они
были найдены в 16% образцов и, таким образом, являлись наиболее распространенными из всех видов листерий. Эти бактерии были обнаружены в 24% немецких свиных колбасок и 30% образцов свинины, исследованных в Германии
[112]. Бактерии L. welshimeri были также обнаружены в замороженном говяжьем фарше и других продуктах питания во Франции [100]. Среди других видов
листерий, выявляемых в пищевых продуктах, только бактерии L. grayi были обнаружены в сыром молоке, мясе говядины и птицы. Бактерии L. seeligeri были
выявлены в сыром молоке, овощах, капусте, редисе, свинине и немецких свиных колбасках. Более полная информация о листериях, присутствующих в мясных продуктах, домашней птице и дичи, представлена в работе [62].

Пораженность
Ввиду того что для выращивания выделенных бактерий в культурах необходимо использовать обогащенные среды, часто не сообщается о количествах выявляемых бактерий Listeria monocytogenes на грамм или миллилитр продуктов питания. При обследовании больших цистерн для перевозки сырого молока в
США (в особенности в штатах Калифорния и Огайо) было показано, что содержание этих бактерий составляет 1 клетка/мл или меньше [84]. Хотя, как правило,
содержание бактерий L. monocytogenes в продуктах питания имеет настолько
низкие значения, что прямые методы подсчета их количества часто не дают результата, тем не менее иногда встречаются образцы, в которых содержится
> 103 клеток/г. Некоторые из таких образцов, содержащих большое количество
бактерий и упоминавшихся в сообщениях, приведены в табл. 25.3.
Таблица 25.3. Наибольшее число бактерий L. monocytogenes на грамм или миллилитр,
выделенных из различных продуктов питания
Шоколадное молоко (США, 1994 г.)
Мягкий сыр из козьего молока (Великобритания, 1989 г.)
Массовое отравление сыром (Швейцария, 1983–1987 гг.)
Сыр Рикотта, испорченный при неправильном температурном режиме
Копченые моллюски (Тасмания, 1991 г.)
Куриный рулет (США, 1990 г.)
Паштет (Великобритания, 1990 г.)
Сырая свиная кожа (США, 1991 г.)
Ростбиф (США, 1991 г.)
Соленая свинина в вакуумной упаковке, 1992 г.
Паштет (Австралия, 1990 г.), средний показатель
Капуста (США, 1991 г.)

~109
>107
104–106
3,6 ´ 106
>106
1,9 ´ 105
103–106
4,3 ´ 104
3,6 ´ 104
3,3 ´ 104
8,8 ´ 103
1,4 ´ 103

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 25. Пищевые листериозы

703

Температурные свойства
Несмотря на то что бактерии L. monocytogenes не были выделены при исследовании массовых вспышек листериозов человека в штате Массачусетс в 1983 г.,
причиной которых было употребление пастеризованного молока, был поставлен вопрос об адекватности стандартных протоколов пастеризации молока для
уничтожения этих микроорганизмов. Начиная с 1985 г. было проведено большое количество исследований по температурной деструкции листерий в молочных продуктах. Значения D были определены для многих штаммов L. monocytogenes в цельном и снятом молоке, сметане, мороженом и различных мясных
продуктах. Поскольку эти микроорганизмы являются внутриклеточными патогенами, несколько исследований было предпринято для определения их относительной термоустойчивости внутри и вне фагоцитов. В общем и целом стандартные протоколы пастеризации молока вполне адекватны для деструкции бактерий L. monocytogenes при их содержании в количестве 105–106 клеток/мл как
в случае свободно суспендированных микроорганизмов, так и находящихся во
внутриклеточном состоянии. Некоторые из специфических полученных данных
представлены ниже. Более подробный обзор можно прочитать в публикации
Doyle и др. [29].

Молочные продукты
Суммированные значения температурного D и z для некоторых штаммов L. monocytogenes представлены в табл. 25.4. Как видно из этой таблицы, значения D
показывают, что применение протокола высокотемпературной и кратковременной обработки (HTST) молока (71 °С в течение 15 с) является достаточным
для снижения количества этих микроорганизмов, в норме присутствующих
в молоке в количествах ниже возможного для определения уровня. Однако при
использовании протокола низкотемпературной и долговременной пастеризации
(LTLT) молока (62,8 °С в течение 30 мин) происходит еще более значительная
деструкция бактерий (см. гл. 17). При использовании в исследованиях штамма
Scott A (серовар 4b, выделенный при вспышке массового отравления в штате
Массачусетс) значения температурного D пастеризованного молока были определены в области от 0,9 до 2 с, а значения z — 6,0–6,5 °С. Как следует из этих результатов, штамм F5069 (серовар 4b) был немного более устойчивым к действию температуры, чем Scott A, в то время как штамм Scott A был наиболее температуроустойчивым из трех других исследовавшихся штаммов, не включая
штамм F5069 [11].
На температурную устойчивость бактерий L. monocytogenes не влияет их
внутриклеточная локализация. Исследования с использованием клеток штамма
Scott A, свободно суспендированных в цельном сыром молоке при среднем
уровне в 2,6 ´ 105 КОЕ/мл, показали, что после нагревания до 71,7 °С в течение
15 с жизнеспособные бактерии не обнаруживались в 5 повторных экспериментах [82]. В серии из 7 экспериментов с нагреванием при использовании штамма
Scott A L. monocytogenes, которые заражали фагоциты коров in vitro, при исходном содержании на уровне 5 ´ 104 КОЕ/мл, жизнеспособные бактерии также не
обнаруживались. В дальнейшем эти же исследователи экспериментально инфицировали коров бактериями штамма Scott A L. monocytogenes, и также не обнаруживали жизнеспособных микроорганизмов в серии из 11 экспериментов по

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

704

Часть VII. Пищевые заболевания

Десять штаммов
Изоляты из кур/мяса

71,7
71,7
71,7
71,7
71,7
71,7
71,7
79,4
71,7
70,0
70,0
62,0
70,0
70,0

71,7
2,0
0,9
1,9
1,6
5,0
3,1
2,6
9,0
13,8
36,0
61,0

9
6,5
6,5 109
11
6,3
15
6,0
15
6,1
14
8,0
14
7,3
9
7,0
8
–
8
–
41
7,1
4,92 36
88
7,2
88
6,7

Ссылка

Температура
нагрева (оС)

Нагреваемый
раствор
Стерильное снятое молоко
Стерильное снятое молоко
Стерильное снятое молоко
Цельное сырое молоко
Цельное сырое молоко
Стерильное цельное молоко
Стерильное цельное молоко
Смесь мороженого
Фосфатный буфер, рН 7,2
Мясная подливка, рН 5,9
Целое свежее яйцо
Облученный мясной фарш
Говядина
Куриный фарш

Значение Z
(оС)

Scott A, внутриклеточные
Scott A, свободная суспензия
F5069, внутриклеточные
F5069, свободная суспензия
Scott A, свободная суспензия

~105
~105
~105
~105
~105
~106
~106
~105
~108
~108
~107
~107
~105
~105

Значение D
(сек)

Scott A, свободна суспензия

Число клеток
(мл)

Исследованные штаммы/
Состояние
бактерий

Таблица 25.4. Некоторые данные по термической деструкции
бактерий L. monocytogenes

пастеризации молока при 71,7 °С в течение 15 с при исходном содержании бактерий Scott A на уровне в пределах от 1,4 ´ 103 до 9,5 ´ 103 КОЕ/мл. При использовании для экспериментов пяти штаммов L. monocytogenes, содержащихся в
цельном молоке, снятом молоке и 11% не содержащих жиров молочных осадках, Donnelly и Briggs [27] обнаружили, что компонентный состав молочных
продуктов не влияет на тепловую деструкцию листерий и что при нагревании до
62,7 °С значение D равнялось 60 с и менее. Пять используемых в этих экспериментах штаммов включали серотипы 1, 3 и 4. Молоко, как правило зараженное
серотипом 1 L. monocytogenes и содержащее порядка 104 КОЕ/мл, подвергали
тепловой обработке по протоколу высокотемпературной кратковременной обработки (HTST) при температурах в пределах от 60 до 78 °С. При этом жизнеспособных микроорганизмов не обнаруживалось при температурах от 69 °С
и выше [37]. В своем обзоре, описывающем ранние исследования по термоустойчивости бактерий L. monocytogenes в молоке, Mackey и Bratchell [89] сделали
заключение, что обычная процедура пастеризации инактивирует эти микроорганизмы, но при этом область надежности гораздо больше для протокола низкотемпературной и долговременной пастеризации (LTLT), чем для высокотемпературной и кратковременной обработки (HTST). Их математическая модель
предсказывала редукцию со значением 39 D для протокола LTLT и 5,2 D для
протокола HTST.

Немолочные продукты
То, что значения D для свежих целых яиц и мясных продуктов, как правило,
выше, чем для молока, факт довольно предсказуемый, учитывая влияние белков
и липидов на термальную устойчивость микроорганизмов, которое обсуждается

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 25. Пищевые листериозы

705

в гл. 17. Для одного из штаммов L. monocytogenes, выделенного из куриных продуктов, значение D при 70оС составило 6,6–8,4 с; эти значения были в основном
такими же для говядины и двух видов мяса домашней птицы и дичи [88]. В одном из исследований было показано, что в восьми из девяти образцов говяжьего
фарша после нагревания до 70 °С были выявлены жизнеспособные бактерии
при культивировании на обогащенной среде [8]. В исследовании, где было использовано мясо голубого краба, содержащего листерии штамма Scott A в количестве 107 КОЕ/мл, была проведена тепловая обработка при значении D, равном
2,61 мин, и значении z, равном 8,4 °С. При этом отмечалось, что протокол пастеризации мяса краба при 85 °С в течение 30 мин был вполне адекватным для полного уничтожения данных микроорганизмов в продукте [55]. Было показано,
что тепловая обработка сосисок при внутренней температуре, равной 160 °F
(71,1 °С), оказалась эффективной для 3-log редукции за цикл бактерий штамма
Scott A [133]. Таким образом, приготовление мясных продуктов при внутренней
температуре 70оС в течение 2 мин достаточно для деструкции бактерий L. monocytogenes [43, 83, 89].
При нагревании целых сырых яиц до 60 °С в течение 3,5 мин подсчитанное
значение D для штамма L. monocytogenes Scott A было равно 2,61 мин [5]. Однако для этого же штамма, при инкубации целых сырых яиц в растворе 10% NaCl
при 63 °С в течение 3,5 мин значение D было равно 13,7 мин. В то же время, при
инкубации целых сырых яиц в 10% растворе сахарозы значение D равнялось
1,9 мин в тех же самых условиях. Раствор 10% NaCl снижал значение aw с 0,98 до
0,915, что отчасти объясняет более высокие значения D. Повышенное значение
D было установлено для семи сероваров, инкубируемых при 4 °С в течение
5 дней и затем при 37 °С в течение 7 дней [119]. При инкубации в солевом растворе значения D60 составляли от 0,72 до 3,1, а значения D62 были определены
в пределах 0,30–1,3 мин.
При исследовании образцов мяса колбасного типа Farber [36] определил, что
значение D при нагревании до 62оС равнялось 61 с. Однако при добавлении некоторых веществ значение D повышалось до 7,1 мин, что указывает на протективное действие этих веществ, предохраняющих бактерии от действия повышенной температуры. Среди этих веществ можно назвать нитриты, декстрозу,
лактозу, кукурузный сироп и 3% (вес/объем) NaCl. Mackey с соавт. [88] определили, что значение D приблизительно удваивается при инкубации говяжьего
фарша в присутствии следующих ингредиентов: 30% жир, 3,5% NaCl, 200 ppm
нитритов и 300 ppm нитратов. Авторы считали, что основным веществом среди
этих компонентов, определяющим повышение термоустойчивости листерий,
является 3,5% NaCl. Деструкция штамма Scott A в процессе приготовления
пищи в микроволновой печи была исследована Lund с соавт. [86]. Эти исследователи установили, что в условиях нагревания курицы в микроволновой печи
бытового типа до внутренней температуры 70 °С в течение 1 мин при зараженности куриной начинки на уровне 107 КОЕ/г и кожи в количестве 106–107 КОЕ/г
происходило снижение численности микроорганизмов до уровня порядка 6-log.
Термальная деструкция бактерий L. monocytogenes аналогична таким же процессам у большинства других бактерий, у которых термоустойчивость выше
при рН суспендирующего раствора в области 7,0, чем при значениях рН в более
кислой области. Этот эффект был продемонстрирован на примере капустного
сока, у которого значение D было выше при рН 5,6, чем при рН 4,6 [7].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

706

Часть VII. Пищевые заболевания

При исследовании рынков в восточном Теннеси оказалось, что 51% из 74 образцов радужной форели было положительно по бактериям L. monocytogenes
[31]. Среднее значение количества листерий и колиформных бактерий по log10
при аэробном подсчете колоний было соответственно 6,2 и 3,2. При этом чем
больший процент бактерий L. monocytogenes был связан с образцами форели,
тем большее количество листерий и колиформных бактерий определяли при
подсчете. Информация о количественном содержании листерий в разных видах
пищевых продуктов представлена в гл. 4, 5 и 9.

Воздействие сублетального нагревания
на термотолерантность
До сих пор остается неясным, оказывает ли сублетальное нагревание бактерий
L. monocytogenes такое воздействие на эти микроорганизмы, которое делает их
более устойчивыми при последующей температурной обработке. Некоторые из
исследователей показали, что такого эффекта не существует [11, 13], в то время
как другие сообщали о повышении термоустойчивости [35, 38, 79]. В одном из
этих исследований, при применении теплового шока к бактериям штамма Scott
A при 48 °С в течение 20 мин, у последних наблюдали повышение значения D
в 2,3 раза при 55 °С [79]. В другой работе, при исследовании штамма Scott A,
суспендированного в бульоне или в молоке, подвергнутого обработке при высокой температуре, наблюдали повышение термотолерантности этих микроорганизмов после предварительной обработки температурой 48 °С в течение 60 мин
и последующем выдерживании при 60 °С [38]. Наконец, в одном из исследований
использовали десять штаммов при концентрации приблизительно 107 КОЕ/г, содержащихся в колбасной смеси. Предварительная обработка тепловым шоком
при 48 °С в течение 30 или 60 мин не приводила к существенному повышению
термотолерантности микроорганизмов при их последующем нагревании до 62 °С
или 64 °С, в то время как предварительное нагревание в течение 120 мин вызывало повышение в среднем в 2,4 раза значений D при последующем нагревании до
64 °С [35]. В этом исследовании термотолерантность поддерживали в течение, по
крайней мере, 24 ч при условии хранения клеток при 4 °С. Если бы сублетальная
термическая обработка приводила к еще большей термотолерантности, то это не
ставило бы проблем для молока, содержащего менее 10 кл/мл, предполагая, что
происходит двукратное и трехкратное увеличение значений D.

Вирулентные свойства
Из всех видов листерий Listeria monocytogenes является патогеном, который
в наибольшей степени затрагивает человека. Несмотря на то что бактерии L. ivanovii, например, могут активно размножаться на модели мышей, их пролиферация осуществляется в гораздо меньшей степени, чем у L. monocytogenes, и их
присутствие в концентрации до 106 клеток не вызывает инфекции у мышей [59].
Такие виды, как L. innocua, L. welshimeri и L. seeligeri, не являются патогенными,
хотя последний из них продуцирует гемолизин. Наиболее значительным фактором вирулентности, связанным с бактериями L. monocytogenes, является листериолизин О (LLO).

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 25. Пищевые листериозы

707

Листериолизин О и иванолизин О
Как правило, патогенные/вирулентные штаммы бактерий L. monocytogenes производят бета-гемолиз на кровяном агаре и выделяют кислоту в присутствии рамнозы, но не в присутствии ксилозы. Штаммы, осуществляющие гемолиз, при
возможности усиления гемолиза либо с помощью предварительной очистки выделяемых ими веществ, либо в результате прямого использования культуры
микроорганизмов, являются потенциально патогенными [117]. Что касается гемолиза, то были представлены исчерпывающие доказательства, что все вирулентные штаммы этого вида бактерий продуцируют специфическое вещество,
осуществляющее бета-гемолиз эритроцитов, и разрушают поглощающие их фагоцитирующие клетки. Было показано, что это вещество, наряду с перфринголизином О (PFO), является высокогомологичным стрептолизину О (SLO) и пневмолизину О (PLO). Вещество было очищено и показано, что его молекулярный
вес равен 60 кДа и оно состоит из 504 аминокислот [44, 95]. Вещество выделялось клетками главным образом в экспоненциальной фазе роста. Максимальный
уровень его продукции отмечали после 8–10 ч роста [43]. Листериолизин О
(LLO) синтезируется на более низком уровне при 26 °С, чем при 37 °С при высоком содержании глюкозы в среде. Наиболее интенсивный синтез отмечали в
условиях 0,2% глюкозы и 37 °С [24]. Сорбат в концентрации 2% ингибировал
синтез LLO при 35 °С как в аэробных, так и в анаэробных условиях [72]. Листериолизин О был обнаружен во всех штаммах L. monocytogenes, включая те, которые не являются гемолитическими. В то же время это вещество не было обнаружено в бактериях таких штаммов, как L. welshimeri и L. grayi. Ген, кодирующий
продукцию листериолизина О, локализован в хромосоме и назван hly. Роль этого вещества в вирулентности обсуждается ниже.
L. ivanovii и L. seeligeri выделяют тиол-зависимые экзотоксины, похожие на
LLO, но не идентичные ему. Бактерии L. ivanovii выделяют большое количество
экзотоксина, в то время как L. seeligeri выделяют лишь небольшое количество
вещества [43]. Тиол-активируемый цитолизин, выделяемый бактериями L. ivanovii получил название иванолизин О (ILO). Антисыворотка, выработанная против продукта, выделяемого L. ivanovii, дает перекрестную реакцию с аналогичным веществом, выделяемым L. monocytogenes, а также со стрептолизином О
[73]. Установлено, что ILO-дефицитные мутанты, внедряемые в эмбрионы мышей и кур, не являются вирулентными [1].
Показано также, что очищенный листериолизин О имеет следующие свойства, общие со стрептолизином О и пневмолизином О: он активируется SH-содержащими веществами, такими как цистеин; ингибируется холестерином в
низкой концентрации и имеет с ними общие антигенные детерминанты, как
свидетельствуют результаты перекрестных иммунологических реакций. Поскольку листериолизин О, в отличие от стрептолизина О, находится в активном
состоянии при рН 5,5, но не при рН 7,0, предполагается, что он активен, даже
находясь в фагосомах макрофагов (фаголизосомах). Значение LD50 листериолизина О для мышей равняется приблизительно 0,8 г. Этот токсин индуцирует
воспалительный ответ при подкожных инъекциях [44]. По всей видимости,
LLO и другие порообразующие токсины происходят из одного и того же
гена-предшественника.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

708

Часть VII. Пищевые заболевания

Внутриклеточная инвазия
При пероральном пути заражения бактериями Listeria monocytogenes последние,
очевидно, колонизируют кишечный тракт с помощью пока еще плохо понятного
механизма. Из кишечного тракта микроорганизмы осуществляют инвазию других
тканей, включая плаценту беременных женщин, а также выходят в кровяное русло,
из которого они попадают во все другие, восприимчивые к листериям, клетки тела.
В качестве внутриклеточных патогенов листерии должны, прежде всего, проникнуть внутрь восприимчивых клеток организма и затем обрести средства, способствующие их репликации внутри этих клеток. В случае фагоцитов проникновение
листерий внутрь клетки осуществляется в два этапа: сначала непосредственно в фагосому и затем из фагосомы в цитоплазму фагоцита.
Проникновение внутрь или поглощение листерий нефагоцитирующими
клетками происходит иначе. В этом случае бактерии осуществляют инвазию
внутрь нефагоцитирующих клеток с помощью связанных с их поверхностью
белков, обозначаемых как In1A и In1B [78]. Первый из них обладает молекулярным весом 88 кДа, а последний — 65 кДа. Эти белки играют важную роль в процессе проникновения бактерий L. monocytogenes внутрь клеток-хозяев. Белок
In1A является интерналином, и его рецептором на поверхности клеток млекопитающих является Е-кадгерин. In1A необходим для проникновения листерий в
культивируемые эпителиальные клетки, в то время как белок In1B необходим
для инвазии культивируемых гепатоцитов мыши [32]. Другим белком, связанным с инвазией бактерий Listeria, является p60, обладающий молекулярным весом в 60 кДа и кодируемый геном, обозначаемым iap. Этот белок секретируется
всеми видами бактерий Listeria. Другим поверхностным белком является ActA
(90 кДа), который необходим для полимеризации актина и, таким образом, способствует внутрицитоплазматическому передвижению бактерий [61]. Еще один
белок, Ami (90 кДа) локализован на поверхности Listeria monocytogenes и является бактериолизином. При исследовании 150 изолятов листерий из образцов
пищи белок Ami был обнаружен в 149 из них, в то время как из 300 изолятов, выделенных из человека, этот белок был обнаружен лишь в 283 [61]. Все положительные штаммы содержали LLO, In1B и ActA.
Бактерии L. monocytogenes выживают внутри макрофагов, высвобождаясь из
фоголизосом через их мембрану в цитоплазму (цитозоль), и этому процессу отчасти способствует LLO. После того как бактерии оказываются в цитозоле клетки-хозяина, поверхностный белок ActA (кодируемый геном actA) участвует в формировании актиновых хвостов, которые толкают микроорганизмы к цитоплазматической мембране. После продвижения бактерий на периферию клетки-хозяина вокруг
них формируется вакуоль, окруженная двойной мембраной. Переход листерий
из одних клеток млекопитающих в другие происходит при участии листериолизина
О и двух бактериальных фосфолипаз: фосфатидилинозитол-специфичной фосфолипазы С (кодируемой геном plcA) и фосфолипазы С широкого спектра специфичности (кодируемой геном plcВ). После этого происходит новый цикл инвазии листерий в близлежащие клетки хозяев. Последний процесс осуществляется после
выпячивания мембраны и формирования филоподии (нитевидного отростка), который прикрепляется к клетке-хозяину и, таким образом, процесс повторяется. Как
видно, распространение бактерий L. monocytogenes от клетки к клетке осуществляется без высвобождения микроорганизмов из внутреннего пространства клетки-хозяина. Более подробная информация представлена в работе [97] и гл. 22.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 25. Пищевые листериозы

709

Моноцитогенная активность
Весьма интересным, но пока не до конца изученным компонентом клетки L. monocytogenes является липидсодержащее вещество клеточной оболочки, которое
обладает, по крайней мере, одним общим свойством с липополисахаридами
(ЛПС), типичными для грамотрицательных бактерий. ЛПС у грамотрицательных бактерий локализованы на внешней мембране, однако листерии, как и другие грамположительные бактерии, не обладают внешними мембранами. Это вещество бактерий L. monocytogenes является липотейхоевой кислотой (ЛТК).
Несколько десятилетий тому назад было показано, что водно-фенольные экстракты клеток L. monocytogenes индуцируют образование моноцитов у млекопитающих, и это свойство определяется присутствием фактора моноцитогенной
активности (МГА). Благодаря наличию этого фактора микроорганизму было
дано видовое название monocytogenes. Фракция ЛТК у листерий составляет около 6% сухого веса клеток и связана с плазматической мембраной. Молекулярный вес ЛТК составляет около 1000 Да. Молекулы липотейхоевой кислоты не
содержат ни аминокислот, ни углеводородов, и они стимулируют только мононуклеарные клетки [42]. Эти молекулы обладают низкой токсичностью по отношению к тканям и серологически неактивны [121], но при этом они убивают
макрофаги in vitro [42]. Было показано, что ЛТК обладают следующими общими
свойствами с ЛПС: являются пирогенами и летальны для кроликов; дают локализованную реакцию Шварцмана; содержат ацилированные гидрокси-жирные
кислоты; дают положительную реакцию с лизатом амебоцитов, Limulus polyphemus (LAL); содержат 2-кето-3-дезоксиоктоновую кислоту (КДО) и гептозу. Что касается LAL реактивности, для положительной реакции необходимо
1 мкг/мл вещества [115], в то время как для ЛПС тот же результат достигается
в присутствии пикограмма вещества.

Сфингомиелиназа
Известно, что бактерии L. ivanovii являются инфекционными для овец, вызывая
у них преждевременное прекращение беременности и выкидыши, а также продуцируют большое количество гемолизина в эритроцитах овец. Показано, что в
этих бактериях содержится LLO-подобный гемолизин (ILO), сфингомиелиназа
и лецитиназа [73]. Сфингомиелиназа имеет молекулярный вес, равный 27 кДа
[127]. В то время как LLO-подобный агент ответственен за полный гемолиз
внутренней зоны у эритроцитов овец, гало неполного гемолиза, усиливаемое действием Rhodococcus equi, вызывается, по-видимому, двумя другими упоминавшимися ферментами. В одном из исследований было показано, что мутанты,
дефектные по сфингомиелиназе и другим белкам, проявляли более низкую вирулентность, чем штаммы дикого типа [1].

Модели клеток животных и инфекционные дозы
Первой моделью применения на животных, использовавшейся для тестирования вирулентности L. monocytogenes, было внесение суспензии бактериальных
клеток в глаз кролика или морской свинки (глазной тест Энтона), при котором
106 клеток вызывали конъюнктивит [2]. Большое число исследователей изучали

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

710

Часть VII. Пищевые заболевания

также куриные эмбрионы. Введение инокулума, содержащего 100 клеток L. Monocytogenes, в аллантоидную полость десятидневного куриного эмбриона приводило к гибели последнего в течение двух—пяти дней, при этом значение LD50
для вирулентных штаммов было менее 6 ´ 102 клеток. Летальными при таком
методе тестирования оказались также штаммы бактерий L. ivanovii. Инъекции
этих бактерий в количестве 100–30000 клеток на одно яйцо в хорионаллантоидную мембрану десятидневного куриного эмбриона приводили к смерти в течение 72 ч по сравнению с пятью днями у мышей [123]. Несмотря на то что глазной
тест Энтона и куриные эмбрионы обычно используют для оценки относительной вирулентности штаммов листерий, мыши являются той моделью, которую
выбирают для получения дополнительной информации, которую они дают относительно клеточной иммунности.
Мыши широко используются как лабораторные животные не только для
исследования вирулентности листерий, но также и для общего изучения иммунитета Т-клеток. Эту модель применяют для исследований, используя как обычных взрослых, детенышей и молодых особей, так и специальные инбридные
линии, такие как бестимусные (дефицитные по Т-клеткам) мыши. Клетки листерий вводили внутриперитонеально (ВП), внутривенно (ВВ) или внутрижелудочно (ВЖ). При использовании обычной взрослой мыши все гладкие и гемолитические штаммы L. monocytogenes, вводимые в количестве 103–104 кл/мышь,
размножаются в селезенке [59]. Введение инокулумов многих штаммов L. monocytogenes в количестве 105–106 кл/мышь вызывает летальный исход у нормальных взрослых мышей. В то же время было установлено, что для получения значения LD50 необходимо введение листерий в количестве как минимум
7 ´ 109 кл/мышь. По имеющимся сообщениям, нижним пределом является
50 клеток для 15-граммовой мыши (подробнее описано ниже).
Несмотря на то что внутриперитонеальный способ инъекций наиболее часто
используют для мышей, внутрижелудочное введение суспензий также используют для оценки поведения листерий в желудочно-кишечном тракте. ВЖ способ
введения бактерий L. monocytogenes в организм 15-граммовой мыши вызывает
более быстрое развитие инфекции и большее количество смертельных исходов
в первые три дня в течение шестидневного теста, чем при использовании внутриперитонеального способа инъекций [105]. При использовании этого метода
приблизительное значение 50% летальной дозы (LD50) было определено в пределах от 50 до 4,4 ´ 105 клеток для 15 образцов клинических и пищевых изолятов
L. monocytogenes [105]. Двум типам мышей, находящихся в нормальном или
аномальном состоянии, в возрасте от 6 до 8 недель, внутриперитонеально или
перорально вводили штамм серовара 4b. Клетки бактерий суспендировали в
11% нежирном молоке и вводили четырем разным группам мышей: нормальным, после курса гидрокортизона, беременным и после обработки циметидином. Минимальное количество бактерий, необходимое для 50% инфекционной
дозы (ID50), было установлено на уровне 3,24–4,55 log КОЕ для нормальных мышей, 1,91–2,74 для обработанных гидрокортизоном и 2,48 — для беременных
мышей [50]. Что касается группы мышей после обработки циметидином, то для
них ID50 была такой же, как и для группы нормальных мышей. В отношении показателя ID50 исследователи не обнаружили значительных различий при внутриперитонеальном и внутрижелудочном введении суспензий микроорганизмов.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 25. Пищевые листериозы

711

При использовании в качестве объекта новорожденных мышей (не более 24 ч
после рождения) значение LD50 при ВП инъекциях бактерий L. monocytogenes
было определено на уровне 6,3 ´ 10 КОЕ. В то же время для мышей в возрасте
от 6 до 8 недель, при том же способе введения патогенов, значение LD50 было гораздо выше и составляло 3,2 ´ 106 [17]. Надежной защитой новорожденных мышей от летальных доз L. monocytogenes оказались инъекции гамма-интерферона
(подробнее будет описано ниже). Показано также, что при обработке швейцарских мышей весом 15–20 г каррагенаном значения LD50 снижались до уровня от
6 до 3,1 КОЕ [25].
Заражение бестимусных мышей инбридных линий вирулентными штаммами бактерий L. monocytogenes приводило к возникновению хронических инфекций, а для нормальных мышей — детенышей и взрослых особей, дефицитных по
макрофагам, вирулентные штаммы были летальны. При использовании модели
нормальных взрослых мышей показано, что шероховатые штаммы L. monocytogenes размножались весьма слабо и при этом плохо индуцировались иммунные
процессы. Мыши-детеныши при инъекции этих штаммов погибали, в то время
как бестимусные мыши выживали [59]. При несмертельных инфекциях вирулентными штаммами микроорганизмы размножаются в селезенке и защитные
средства, применяемые против инфекций, действуют независимо от вводимого
серовара листерий [59].
Суммируя полученные результаты, можно констатировать, что проведенные
на модели мышей исследования подтвердили, что животные с ослабленной или
пораженной иммунной системой более чувствительны к бактериям L. monocytogenes, чем нормальные. То же самое происходит и у человека. Соотношение минимальных инфекционных доз для нормальных взрослых мышей и человека
имеет более сложную зависимость. Было сделано заключение, что бактерии
L. monocytogenes, попадающие в организм в количествах менее 102 КОЕ, не
опасны для здоровых хозяев [50]. Исследования Gilbert и Pini [47], проведенные
на девяти сортах сыра, показали, что содержание L. monocytogenes в количествах 104–105/г не вызывает у человека никаких известных заболеваний.

Сфера действия и природа синдрома листериоза
Сфера действия
Бактерии L. monocytogenes впервые были описаны в 1911 г. Hulphers [67], однако
их точное и полное описание было сделано в 1923 г. Murray с соавт. [98]. С того
времени было установлено, что L. monocytogenes является патогеном для более
чем 50 видов млекопитающих, включая человека, и, кроме того, также для птиц,
клещей, рыб и ракообразных. Первый случай листериоза у людей был зарегистрирован в 1929 г., и с тех пор, как это было показано, заболевание спорадически появлялось по всему миру. L. monocytogenes является этиологическим агентом в
98% случаев заболеваний листериозом у людей и в 85% случаев у животных [92].
По крайней мере три зарегистрированных случая заболеваний у людей было вызвано заражением бактериями L. ivanovii и один случай — бактериями L. seeligeri.
В Великобритании было зарегистрировано около 160 случаев заболевания у людей в 1981 г. и около 140 случаев в 1985 г., в то время как у животных за этот же
период отмечалось повышение количества случаев заболеваний [93]. В период

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

712

Часть VII. Пищевые заболевания

между 1986 и 1988 гг. количество случаев заболеваний листериозом у людей в
Англии и Уэллсе повысилось на 150%, и в то же время количество случаев заболеваний сальмоннелезом повысилось на 100%. Общее количество смертельных исходов от листериозов у людей в Великобритании — 558, что составляло в среднем
46% при 51% и 44%, соответственно, для детей грудного возраста и взрослых [93].
За период с 1983 по 1987 г. в Великобритании было зарегистрировано 775 случаев
заболеваний; при этом сообщалось о 219 (28%) случаях смертельных исходов от
листериозов, не считая выкидышей. Если же к отмеченным случаям смертельных
исходов прибавить 44 случая при выкидышах, то уровень смертности равнялся
бы 34% [53]. До 1974 г. в западной Франции отмечалось 15 зарегистрированных
случаев смертельных исходов ежегодно, в то время как в 1975 и 1976 гг. было зарегистрировано, соответственно, 115 и 54 случая [16]. Что касается возбудителей
листериоза, то 3 штамма из 145 было определено как серотип 4. Во Франции было
зарегистрировано 687 случаев заболеваний в 1987 г. [22]. В швейцарской Лозанне
отмечалось в среднем по три случая заболеваний листериозом в год, однако за
15-месячный период, в 1983–1984 гг. отмечалось 25 случаев [90]. Из 40 исследованных штаммов 38 принадлежали к серовару 4b и 92% штаммов имели один и
тот же фаготип.
В целом вспышки массовых заболеваний листериозом, очевидно, снижались
в последние несколько лет за несколькими исключениями, которые отмечены
в табл. 25.5. За период с начала до середины 1990-х гг. зарегистрированное число случаев на миллион человек в некоторых странах было следующим:
Австралия (1992)
Канада
Дания
Великобритания
США

2
2–4
4–5
2–3
~4

Зарегистрированное количество случаев заболеваний в США в 1993 г. составляло 1092 при 248 смертельных исходах. Не все случаи заболеваний были
непосредственно пищевого происхождения, так как были документированы
и другие источники.
Исследования по оценке риска заболеваний показывают, что человек средних лет может заразиться от пищевых продуктов 3,8 раза при количестве микроорганизмов, равном 5,0 log10 и 0,8 раза при уровне > 106 log10 микроорганизмов
в год. При этом количество заболеваний листериозом может быть от пяти до
семи случаев в год [101]. После учета других факторов, таких как инфекционная
доза для мышей, исследователи пришли к заключению, что листериоз является
редким заболеванием у человека, несмотря на очень частое соприкосновение
с этими патогенными микроорганизмами.

Источники патогенов
Несмотря на то что случаи заболеваний листериозом являются достаточно
редкими и спорадическими, источники патогенных штаммов L. monocytogenes
представляют значительный интерес. Можно предполагать, что вызванные употреблением молочных продуктов массовые вспышки отравлений были резуль-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 25. Пищевые листериозы

713

Таблица 25.5. Некоторые случаи массовых вспышек пищевого листериоза,
как официально зарегистрированных, так и неподтвержденных
Год

Источник патогенов

1953
1959
1960–1961
1966
1979
1980
1981
1983
1983–1987
1985
1986–1987
1987–1989
1987
1988
1988
1988
1988
1989
1988
1989
1989
1989
1990
1990
1990
1991
1992
1992
1992
1993
1994
1994
1995
1998–1999
1999–2000
2000–2001
2002

Сырое молоко
Свежее мясо/птица*
Разные/неизвестен
Молоко/молочные продукты
Овощи/молоко?†
Моллюски
Салат из свежей капусты
Пастеризованное молоко†
Сыр (Vacherin Mont d’Or)
Мексиканский сыр
Овощи?†
Паштет
Мягкий сыр
Сыр из козьего молока
Жареные цыплята
Жареные цыплята
Сосиски из индейки
Свиная колбаса
Таблетки люцерны
Соленые грибы
Креветки
Свиная колбаса
Сырое молоко
Свиная колбаса
Паштет
Копченые мидии
Копченые мидии
Козье мясо (из Калифорнии)
Свиной язык в желе
Свиной рулет
Шоколадное молоко
Маринованые оливки
Сыр Бри
Сардельки
Свиной язык в желе
Домашний мексиканский сыр
Мясо индейки

Количество
случаев/смертельных
исходов
2/1
4/2
81/?
279/109
23/3
22/6
41/18
49/14
122/34
142/48
35/16
366/63
1
1
1
2
1
1
1
1
9/1
1
1
1
11/6
3/0
4/2
1
279/85
39/0
52/0
1
17/0
101/21
26/7
12/0
46/7

Локализация

Германия
Швеция
Германия
Германия
Бостон
Новая Зеландия
Канада
Бостон
Швейцария
Калифорния
Филадельфия
Великобритания
Великобритания
Великобритания
Великобритания
Великобритания
Оклахома
Италия
Канада
Финляндия
США
Италия
Вермонт
Италия
Австралия
Австралия
Новая Зеландия
Канада
Франция
Франция
США
Италия
Франция
США
Франция
США
10 штатов США

* Не подтверждено.
†

Эпидемиологический случай; микроорганизм не обнаружен.

татом случайного попадания вирулентных штаммов в молоко, однако это не
нашло подтверждения в каждом конкретном случае. При исследовании 1123 образцов сырого молока, полученного с 27 хозяйств, которые снабжали сыроваренные заводы в Калифорнии в 1985 г., производившие ставшую источником
заражения продукцию, Donnelly с соавт. [28] не смогли выделить и культивиро-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

714

Часть VII. Пищевые заболевания

вать ответственный за эти отравления серовар 4b. Из 16 образцов контрольной
фермы был выделен серотип 1. В своем обзоре, описывающем большинство
случаев заболеваний человека листериозом в 1986 г., Hird [57] пришел к заключению о том, что хотя некоторые свидетельства и не являются вполне убедительными, тем не менее осуществляется зоонозная трансмиссия патогенов (зооноз: болезнь, передающаяся естественным путем от позвоночных животных
человеку). Hird полагал, что здоровое животное—носитель является важным источником микроорганизмов и, наряду с клиническими проявлениями листериоза у домашнего скота, они также участвуют в передаче патогенов к продуктам
питания. Однако относительная степень участия животных в пищевых заболеваниях человека пока неясна.
Было установлено, что бактерии L. monocytogenes передаются в молоко от
коров, зараженных маститом, в то время как молоко другой части коров не инфицировано [48]. Около 10% здорового скота, проверенного в Нидерландах,
было положительно по L. monocytogenes; кроме того, 5% образцов фекалий
рабочих скотобоен в Дании содержали эти микроорганизмы [68]. Степень носительства у здоровых людей, по-видимому, такая же, независимо от их служебного положения на заводах по производству пищевых продуктов [68]. В ходе
исследований в Великобритании на протяжении 18-месячного периода было
установлено, что 32 из 5000 образцов фекалий были положительны [75]. Показано также, что в больницах происходит перекрестное инфицирование здоровых
детей от врожденно инфицированных новорожденных [94]. Таким образом,
хотя и известно, что эти микроорганизмы являются вполне обычными видами
в окружающей нас среде, они распространены также и среди здоровых людей на
уровне от менее 1% до 15%. Относительная значимость природных источников,
животных и человека ожидает дальнейших исследований.
Среди продуктов быстрого питания продукты из мяса и птицы занимают лидирующую позицию по источникам заражения человека листериозом.
В своем ежегодном отчете Инспекция службы безопасности питания Департамента сельского хозяйства США обнаружила, что среди продуктов быстрого
питания мясного и птичьего происхождения определенная часть содержит патогенные бактерии L. monocytogenes. Ниже приведены данные, собранные за
девять лет отчетного периода:
1995–3,02
1996–2,91
1997–2,25
1998–2,54
1999–1,91

2000–1,45
2001–1,32
2002–1,03
2003–0,75 (январь –сентябрь)

В своем подробном обзоре по этим микроорганизмам, участвующим в общих процессах в окружающей среде, Tompkin [124] отмечал, что листериозы
пищевого происхождения являются причиной всего лишь 0,02% пищевых заболеваний в США. С другой стороны, было подсчитано, что эти заболевания являются причиной 28% смертельных исходов всех пищевых заболеваний. Пища,
которая становится причиной отравлений человека, обычно содержит более
1000 КОЕ/г или мл патогенных бактерий. Штаммы листерий, которые обычно
выявляли в окружающей среде, были причиной заражения многих видов пищевых продуктов [124].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 25. Пищевые листериозы

715

Несмотря на высокую степень смертельных исходов, связанных с листериозами пищевого происхождения, эти заболевания случаются, как правило, относительно редко. Не все изоляты L. monocytogenes являются одинаково патогенными, и что именно предопределяет инфекционность или неинфекционность
изолятов из пищевых продуктов, пока плохо понятно. Доминирующими серотипами, обнаруживаемыми в пищевых продуктах, являются 1/2a, 1/2b и 4b [69].

Синдромы
Листериоз у человека нельзя характеризовать каким-либо уникальным набором
симптомов, поскольку течение заболевания зависит от состояния организма-хозяина. Небеременные здоровые индивидуумы, не подверженные иммунодепрессии,
проявляют высокую устойчивость к инфекции бактериями L. monocytogenes и существует очень мало свидетельств, что такие люди вообще когда-либо заболевают клинической формой листериоза. Тем не менее известно, что определенные
условия предрасполагают к заболеванию листериозами взрослых людей, причем
со значительным уровнем смертности. Такими условиями являются: опухолевые
новообразования, СПИД, алкоголизм, диабет (в частности, первого типа), сердечно-сосудистые заболевания, трансплантация почек и кортикостероидная терапия.
При заболеваниях листериозом чувствительных взрослых людей менингит и сепсис являются наиболее часто проявляемыми симптомами. Из 641 случаев заболеваний у людей, у 73% заболевших был установлен менингит, менингоэнцефалит
или энцефалит. Цервикальная и генерализованная лимфоаденопатия связаны с
синдромами, характерными для взрослых людей, и, таким образом, заболевание
может напоминать инфекционный мононуклеоз. Цереброспинальная жидкость
изначально содержит гранулоциты, но на более поздних стадиях доминируют моноциты. Заболевающие листериозом беременные женщины, плод которых является врожденно инфицированным, могут и не проявлять никаких признаков заболевания, но, когда эти симптомы выявляются, они проявляются в мягкой форме и
напоминают симптомы гриппа. Выкидыши, преждевременные роды и мертворождение часто являются последствиями листериозов у беременных женщин.
При заражении новорожденных детей во время кормления симптомы листериоза
напоминают менингит, и они, как правило, начинаются по истечении 1–4 недель
после рождения, хотя в редких случаях зарегистрированы заболевания с четырехдневным инкубационным периодом. У взрослых индивидуумов инкубационный период длится, как правило, от одной до нескольких недель. Среди 20 случаев заболеваний у группы пациентов, которые изучались при вспышках массовых
отравлений в Бостоне, у 18 наблюдалась бактеремия, у 8 из них развивался менингит, 13 жаловались на тошноту и рвоту, боль в животе и приступы поноса за 72 ч
до наступления вышеозначенных симптомов.
Попавшие в организм бактерии L. monocytogenes подавляются Т-лимфоцитами и активированными макрофагами и, таким образом, любые воздействия,
вредно влияющие на эти клетки, осложняют протекание листериоза. Наиболее
эффективными средствами лечения являются кумермицин, рифампицин и ампициллин. Добавление к последнему аминогликозидных антибиотиков является
наилучшей комбинацией [33]. Но, даже в случае применения этих средств, антимикробная терапия против листериоза не является вполне удовлетворительной,
поскольку у больных пациентов и зараженных людей все гораздо сложнее, чем
у большинства других.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

716

Часть VII. Пищевые заболевания

Устойчивость к листериозу
Устойчивость или иммунитет к внутриклеточным патогенам, таким как вирусы,
животные паразиты и бактерии L. monocytogenes, обусловлена наличием Т-клеток — лимфоцитов, имеющих костномозговое происхождение, но созревающих
в вилочковой железе (тимусе) и из-за этого обозначаемых буквой Т (происходящих из тимуса). В отличие от B-клеток, за счет которых развивается гуморальный иммунитет (циркулирующие антитела), активированные Т-клетки реагируют непосредственно на чужеродные клетки. Как только патоген попадает в клетки хозяина, он становится недосягаем для циркулирующих в крови антител.
Однако сигналом присутствия патогена являются структурные изменения клеток, в которые внедрился паразит, и тогда Т-клетки участвуют в уничтожении
инвазированных клеток хозяина, которые больше не распознаются как свои
собственные.
Макрофаги являются очень важным инструментом в деятельности Т-клеток.
Необходимость макрофагов при уничтожении бактерий L. monocytogenes и некоторых других внутриклеточных патогенов была показана Mackeness [87].
Во-первых, макрофаги связывают бактерии L. monocytogenes с Т-клетками таким образом, что они распознаются как чужеродные. В процессе реагирования
с микроорганизмами Т-клетки увеличиваются в размерах и формируют клеточные клоны, специфичные для данного микроорганизма или антигена.
Активированные таким образом Т-клетки секретируют интерлейкин-1 (IL-1).
При размножении активированных Т-клеток они подвергаются дифференцировке и образуют функционально различные типы лимфоцитов.
Двумя наиболее важными типами Т-клеток для резистентности организма к
листериозу являются хелперные или CD4 (L3T4+) и цитолитические (киллерные) клетки или CD8 (Lyt2+) [71]. CD4-Т-клетки реагируют с чужеродным антигеном, после чего они начинают продуцировать целый набор лимфокинов
(цитокинов): IL-1, IL-2, IL-6, гамма-интерферон и другие. Гамма-интерферон,
продукция которого опосредуется действием фактора некроза опухолей [22],
индуцирует экспрессию IL-2-рецептора на поверхности моноцитов. Кроме того,
IL-2 может усиливать активацию лимфокин-активируемых киллерных клеток,
которые участвуют в лизисе инфицированных макрофагов. Было показано, что
экзогенное введение IL-2 в количестве не менее 0,6 мкг на мышь значительно
усиливает резистентность животного к бактериям L. monocytogenes [54]. Гамма-интерферон активирует и CD8 Т-клетки. При этом последние реагируют с
инфицированными L. monocytogenes макрофагами-хозяевами и вызывают лизис
последних. Как CD4, так и CD8 Т-клетки стимулируются в присутствии бактерий L. monocytogenes; они активируют макрофаги, выделяя гамма-интерферон
и, таким образом, вносят вклад в устойчивость к листериозу [70]. Т-клетки CD8
также секретируют гамма-интерферон в присутствии экзогенного IL-2, и, таким
образом, оба типа Т-клеток, как CD4, так и CD8, придают определенный пассивный иммунитет мышам-реципиентам [70].
Предполагается, что, по крайней мере, некоторые события, происходящие
в организме мышей-хозяев после инфицирования бактериями L. monocytogenes,
те же самые, что и у человека. После поглощения бактерий L. monocytogenes
клетками макрофагов последние начинают секретировать фактор, усиливающий

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 25. Пищевые листериозы

717

моноцитопоэз (FIM), специфически локализующийся в местах инфекции. FIM
транспортируется в костный мозг, где стимулирует выработку большего количества макрофагов. Индукцию иммунного ответа Т-клеток на листериоз могут осуществлять только жизнеспособные бактерии L. monocytogenes. Это происходит
вследствие того, что листериолизин О (LLO), представляющий собой фактор вирулентности L. monocytogenes и собственно и вызывающий иммунный ответ
Т-клеток, является термолабильным белком и подвергается разрушению при отмирании клеток после термической обработки. CD8 Т-клеточная субпопуляция,
по всей видимости, является основным компонентом во всей системе Т-клеток,
ответственной за антилистериозный иммунитет, поскольку именно эти Т-клетки
функционируют посредством инициирования продукции лимфокинов у макрофагов. Пассивный иммунитет к бактериям L. monocytogenes достигается путем
переброски этой субпопуляции CD8 Т-клеток [4]. Иммунный ответ Т-клеток не
инициируется даже при условии инъекций в организм мыши и убитых бактерий и
рекомбинантного IL-1а [60]. Инткрлейкин-1 не индуцируют in vitro ни авирулентные штаммы, ни убитые клетки; такую индукцию способны осуществлять лишь
жизнеспособные бактерии L. monocytogenes, чем демонстрируется критическая
роль таких факторов, как IL- 1 и гамма-интерферон, при инициировании иммунного ответа in vivo. Было показано, что одновременное введение в организм мышей и IL-1а, и гамма-интерферона повышает их устойчивость к бактериям L. monocytogenes существенно лучше, чем при введении этих лимфокинов каждого по
отдельности [74]. Однако при комбинации этих двух факторов их действие не является синергическим, а лишь аддитивным. По всей видимости, главной ролью
гамма-интерферона является инициирование продукции лимфокинов в большей
степени, нежели его прямое воздействие. Известно, например, что гамма-интерферон значительно повышает выделение IL-1 [17]. Гамма-интерферон выявляется
в крови и селезенке мышей только в течение первых четырех дней после инфицирования [99]. Инфицирование мышей бактериями L. monocytogenes приводит также к повышению уровня фактора IL-6, который выделяется не клетками лимфоцитов [80]. У мышей, дефицитных по фактору IL-6, развивается повышенная
чувствительность к листериозу [23]. IL-6 действует, по-видимому, стимулируя
продукцию нейтрофилов [23].
Краткий обзор устойчивости мышей к инфекции бактериями L. monocytogenes показывает сложную роль лимфокинов в Т-клеточном иммунитете (поскольку различные Е-кадгерины необходимы для In1A-рецепторов); очевидна
также важная определяющая роль листериолизина О как первичного фактора
вирулентности у этого организма. Угнетающий эффект иммунодепрессантов на
Т-клеточную систему организма вызывает у хозяев с ослабленным иммунитетом повышенную чувствительность к листериозу. Предполагается, что возможным терапевтическим действием в этих случаях будут обладать некоторые из
лимфокинов, играющих специфическую роль, однако пока неясно, оказывают
ли они аналогичный эффект также и у человека.

Способность к выживанию L. monocytogenes в пище
Поскольку эти бактерии могут расти в диапазоне температур от 1 до 45 °С и областях рН от 4,1 до 9,6, можно заранее предположить, что L. monocytogenes способны выживать в продуктах питания в течение длительных периодов времени,

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

718

Часть VII. Пищевые заболевания

что и было подтверждено при исследованиях. Штаммы Scott A и V7, вводимые в
концентрациях 104–105/г, выживали в твороге в течение 28 дней при температуре хранения, равной 3 °С [111]. При введении этих двух штаммов и двух других
в сыр камамбер в концентрациях 104–105/г рост затем наблюдали через 18 суток.
При этом некоторые из этих штаммов размножались до уровня 106–107/г через
65 дней [110]. При введении инокулума в концентрации 5 ´ 102/г и хранении при
4 °С бактерии L. monocytogenes переживали в упакованном на холоду сыре в течение 130 дней в присутствии 0,30% сорбата [109]. С другой стороны, после изготовления и хранения нежирного сухого молока установлено снижение числа
бактерий L. monocytogenes на 1–1,5 log, которое происходит в процессе сушки, а
при дальнейшем хранении в течение 16 недель при 25 °С наблюдалось снижение КОЕ в 4-log [30].
Есть данные о том, что в говяжьем фарше инокулум L. monocytogenes в количестве 105–106 клеток/г оставался неизмененным в течение 14 дней при температуре 4 оС [64], однако при использовании стандартного подсчета колоний удалось показать, что инокулум L. monocytogenes в количестве 103–105 клеток/г говяжьего фарша и печеночного паштета увеличивался в три—шесть раз в течение
30 дней [114]. При добавлении к финской колбасе смеси веществ, которая включала 120 ppm NaNO2 и 3% NaCl исходное содержание числа бактерий L. monocytogenes снижалось на величину около 1 log в течение 21 суток [66]. При внесении пяти разных штаммов L. monocytogenes в 8 образцов мясных изделий, которые хранились при 4,4 °С в течение 12 недель, микроорганизмы выживали во
всех этих продуктах, и в большинстве из них численность листерий увеличивалась от 3 до 4 log [49]. В продуктах из цыплят и индейки происходил хороший
рост бактерий L. monocytogenes, отчасти за счет исходного повышенного рН
этих продуктов. При инокулировании штамма L. monocytogenes в говядину в вакуумной упаковке с пленкой, имеющей проницаемость в 25–30 мл/м2/24час/101
кПа, количество микроорганизмов увеличивалось на величину 4 log за цикл за
14 дней в жировой ткани филейной части и около 3 log за цикл в течение 20 дней
в области мышечной ткани при температуре хранения в пределах от 5 до 5,5 °С
[49, 51]. Мясо, сыр и яичные равиоли, инокулированные бактериями штамма
Scott A в количестве 3 ´ 105 КОЕ/г, после хранения при 5 °С несли бактерии
в жизнеспособном состоянии в течение 14 дней [6]. В одном из исследований
показано, что рост бактерий L. monocytogenes в салате-латуке и в соке из этого
салата поддерживался при 5 °С в течение 14 дней, и кроме того, эти микроорганизмы обнаруживали после высевов из двух предварительно не инокулированных образцов салата-латука [122].
Упомянутые выше исследования являются наиболее типичными среди многих других аналогичных им и свидетельствуют о хорошей устойчивости бактерий L. monocytogenes в различных типах продуктов питания, что согласуется
с данными исследований по выживанию этих микроорганизмов в образцах, взятых из окружающей среды.

Регуляторный статус L. monocytogenes в пищевых продуктах
В некоторых странах установлен легальный предел численного содержания
микроорганизмов в пищевых продуктах, в особенности в продуктах быстрого
питания. В то же время в других странах полагают, что подобные критерии и
установки не могут быть легально допустимы.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 25. Пищевые листериозы

719

В США правительство проводит в этом вопросе очень жесткую политику.
При этом, Listeria monocytogenes считается крайне «нежелательным загрязнителем». Это означает что любые готовые к употреблению продукты, содержащие
эти микроорганизмы, рассматриваются как зараженные и подлежат немедленному аресту, конфискации и утилизации. Требование правительства США заключается в полном отсутствии этих микроорганизмов в 50-г образцах. Нулевая
толерантность обычно означает отсутствие этих микроорганизмов в 25-г образцах, что эквивалентно значениям n = 5, c = 0 в плане отбора проб (для подробного объяснения смотри гл. 20). Ниже приводятся описания регламентов, которые
были эффективны в конце 1995 г., однако надо понимать, что некоторые значения могли с тех пор претерпеть изменения.
Директивы Европейского Союза (ЕС) по молоку и молочным продуктам специфицируют нулевую толерантность для мягких сыров и полное отсутствие
микроорганизмов в 1 г других продуктов.
В Великобритании действуют временные инструкции для некоторых готовых к употреблению продуктов, которые устанавливают 4 квалификационные
группы в зависимости от количества содержащихся бактерий L. monocytogenes.
В случае если бактерии не обнаруживаются в 25 г образца — безусловно удовлетворительно; более 102/25г образца — условно удовлетворительно; 102–103
клеток/25 г — неудовлетворительно; и более 103/25 г образца делают продукцию неприемлемой [46].
В соответствии с предложенными в Канаде в 1993 г. нормативными требованиями готовые к употреблению продукты были распределены по трем категориям в отношении присутствия бактерий L. monocytogenes. Категория 1 включает
продукты, связанные со вспышками массовых отравлений, категория 2 включает продукты, в которых время полужизни листерий составляет более 10 дней, а
категория 3 включает такие продукты, в которых поддерживается рост бактерий
на уровне времени полужизни листерий £10 дням или рост отсутствует полностью. Среди продуктов, которые по условиям могут попадать в категорию 3,
можно назвать те, в которых рН = 5,0–5,5 и аw < 0,95; рН < 5,0 независимо от значения аw; аw ³ 0,92 независимо от значения рН; и замороженные продукты питания [77]. Продукция категории 3, в которой обнаруживаются листерии в количестве более 102/грамм, подлежит утилизации.
В Германии придерживаются того мнения, что нулевая толерантность не
только нереальна в действительности, но и не является необходимой. Продукты
питания распределены по четырем уровням риска по шкале, приблизительно такой же, как в Канаде. Продукция, в которой содержатся листерии в количестве
более 104/г, автоматически признается негодной.
В Австралии требуется отсутствие бактерий L. monocytogenes в 5 образцах
по 25 г для большинства сыров. Во Франции требуется отсутствие бактерий L. monocytogenes в образцах по 25 г для людей с повышенным риском. В этой позиции,
во Франции, по-видимому, учитывается практическая невыполнимость отсутствия бактерий L. monocytogenes в сырых пищевых продуктах. Отмечается, что
присутствие этих микроорганизмов в окружающей среде в процессе приготовления пищевых продуктов неизбежно, и следовательно, они попадают в конечные
продукты. Поскольку полностью уничтожить листерии невозможно, то существует задача снижения риска заражения этими микроорганизмами [125].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

720

Часть VII. Пищевые заболевания

Международная комиссия по микробиологической спецификации продуктов питания (ICMSF) сделала заключение, что в случае, если в продуктах питания содержание листерии не превышает 100 клеток/г в момент употребления, то
эти продукты считаются пригодными для индивидуумов, не входящих в группы
риска (см. гл. 20). ICMSF поддерживает использование HACCP (см. гл. 21) и
L. monocytogenes помещена в плане наиболее опасных инфекционных случаев
под номерами 10, 11 и 12 (см. табл. 21.4). В плане выборочного контроля для
случая 10 приводятся значения n = 5, c = 0; для случая 11 приводятся значения
n = 10, c = 0; для случая 12 приводятся значения n = 20, c = 0. В период с 1994 по
1998 г. L. monocytogenes были причиной утилизации 61% из 1328 пищевых продуктов в США. При этом сальмонеллы были причиной снятия с продаж лишь
11% пищевой продукции [132]. Однако неправильно было бы полагать, что все
продукты питания, квалифицированные для снятия с продаж, могли бы действительно вызывать листериоз в случае их употребления. Как уже отмечалось, не
все штаммы этого микроорганизма вызывают заболевания у человека. Кроме
того, готовые к употреблению продукты из мяса и птицы по-разному употребляются разными потребителями.

Литература
1. Ade, N., S. Steinmeyer, M.J. Loessner, H. Hof, and J. Kreft (Technical University of Munich, Weihenstephan, Freising, Germany). 1991. Personal communication.
2. Anton, W. 1934. Kritisch-experimenteller Beitrag zur Biologie des Bacterium monocytogenes. Mit basonderer Beruecksichtigung seiner Beziehung zur infektiosen Mononucleose des Menschen. Zbl. Bakteriol. Abt.
I. Orig. 131:89–103.
3. Audurier, A., and C. Martin. 1989. Phage typing of Listeria monocytogenes. Int. J. Food Microbiol.
8:251–257.
4. Baldridge, J.R., R.A. Barry, and D.J. Hinrichs. 1990. Expression of systemic protection and delayed-type
hypersensitivity to Listeria monocytogenes is mediated by different T-cell subsets. Infect. Immun. 58:
654–658.
5. Bartlett, F.M., and A.E. Hawke. 1995. Heat resistance of Listeria monocytogenes Scott A and HAL 957E1
in various liquid egg products. J. Food Protect. 58:1211–1214.
6. Beuchat, L.R., and R.E. Brackett. 1989. Observations on survival and thermal inactivation of Listeria
monocytogenes in ravioli. Lett. Appl Microbiol. 8:173–175.
7. Beuchat, L.R., R.E. Brackett, D.Y.-Y. Hao, and D.L. Conner. 1986. Growth and thermal inactivation
of Listeria monocytogenes in cabbage and cabbage juice. Can. J. Microbiol. 32:791–795.
8. Boyle, D.L., J.N. Sofos, and G.R. Schmidt. 1990. Thermal destruction of Listeria monocytogenes in a meat
slurry and in ground beef. J. Food Sci. 55:327–329.
9. Bradshaw, J.G., J.T. Peeler, J.J. Corwin, J.M. Hunt, and R.M. Twedt. 1987. Thermal resistance of Listeria
monocytogenes in dairy products. J. Food Protect. 50:543–544.
10. Boerlin, P., J. Rocourt, F. Grimont, C. Jacquet, and J.-C. Piffaretti. 1992. Listera ivanovii subsp. londoniensis
subsp. nov. Int. J. Syst. Bacteriol. 42:69–73.
11. Bradshaw, J.G., J.T. Peeler, J.J. Corwin, J.M. Hunt, J.T. Tiemey, E.P. Larkin, and R.M. Twedt. 1985.
Thermal resistance of Listeria monocytogenes in milk. J. Food Protect. 48:743–755.
12. Buchanan, R.L., and L.A. Klawitter. 1990. Effects of temperature and oxygen on the growth of Listeria
monocytogenes at pH 4.5. J. Food Sci. 55:1754–1756.
13. Bunning, V.K., R.G. Crawford, J.T. Tiemey, and J.T. Peeler. 1990. Thermotolerance of Listeria monocytogenes and Salmonella Typhimurium after sublethal heat shock. Appl. Environ. Microbiol. 56:3216–3219.
14. Bunning, V.K., C.W. Donnelly, J.T. Peeler, E.H. Briggs, J.G. Bradshaw, R.G. Crawford, C.M. Beliveau, and
J.T. Tiemey. 1988. Thermal inactivation of Listeria monocytogenes within bovine milk phagocytes. Appl.
Environ. Microbiol. 54:364–370.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 25. Пищевые листериозы

721

15. Bunning, V.K., R.G. Crawford, J.G. Bradshaw, J.T. Peeler, J.T. Tierney, and R.M. Twedt. 1986. Thermal
resistance of intracellular Listeria monocytogenes cells suspended in raw bovine milk. Appl. Environ.
Microbiol. 52:1398–1402.
16. Carbonnelle, B., J. Cottin, F. Parvery, G. Chambreuil, S. Kouyoumdjian, M. LeLirzin, G. Cordier, and F.
Vincent. 1978. Epidemie de listeriose dans I’Ouest de la France (1975–1976). Rev. Epidemiol. Santй Pub.
26:451–467.
17. Chen, Y., A. Nakane, and T. Minagawa. 1989. Recombinant murine gamma interferon induces enhanced
resistance to Listeria monocytogenes infection in neonatal mice. Infect. Immun. 57:2345–2349.
18. Colburn, K.G., C.A. Kaysner, C. Abeyta, Jr., and M.M. Wekell. 1990. Listeria species in a California coast
estuarine environment. Appl. Environ. Microbiol. 56:2007–2011.
19. Cole, M.B., M.V. Jones, and C. Holyoak. 1990. The effect of pH, salt concentration and temperature on the
survival and growth of Listeria monocytogenes. J. Appl. Bacteriol. 69:63–72.
20. Collins, M.D., S. Wallbanks, D.J. Lane, J. Shah, R. Nietupski, J. Smida, M. Dorsch, and E. Stackebrandt.
1991. Phylogenetic analysis of the genus Listeria based on reverse transcription sequencing of 16s rRNA.
Int. Syst. Bacteriol. 41:240–246.
21. Conner, D.E., R.E. Brackett, and L.R. Beuchat. 1986. Effect of temperature, sodium chloride, and pH on
growth of Listeria monocytogenes in cabbage juice. Appl. Environ. Microbiol. 52:59–63.
22. Cossart, P., and J. Mengaud. 1989. Listeria monocytogenes. A model system for the molecular study
of intracellular parasitism. Mol. Biol. Med. 6:463–474.
23. Dalrymple, S.A., L.A. Lucian, R. Slattery, T. McNeil, D.M. Aud, S. Fuchino, F. Lee, and R. Murray. 1995.
Interleukin-6-deficient mice are highly susceptible to Listeria monocytogenes infection: Correlation with
inefficient neutrophilia. Infect. Immun. 63:2262–2268.
24. Datta, A.R., and M.H. Kothary. 1993. Effects of glucose, growth temperature, and pH on listeriolysin O
production in Listeria monocytogenes. Appl. Environ. Microbiol. 59:3495–3497.
25. Del Corral, F., R.L. Buchanan, M.M. Bencivengo, and P.H. Cooke. 1990. Quantitative comparison of
selected virulence associated characteristics in food and clinical isolates of Listeria. J. Food Protect.
53:1003–1009.
26. Donnelly, C.W. 2001. Listeria monocytogenes. In Foodborne Disease Handbook, ed. Y.H. Hui, M.D. Pierson, and J.R. Gorham, 2nd ed., 213–245. New York: Marcel Dekker.
27. Donnelly, C.W., and E.H. Briggs. 1986. Psychrotrophic growth and thermal inactivation of Listeria
monocytogenes as a function of milk composition. J. Food Protect. 49:994–998.
28. Donnelly, C.W., E.H. Briggs, and G.J. Baigent. 1986. Analysis of raw milk for the epidemic serotype of Listeria monocytogenes linked to an outbreak of listeriosis in California. J. Food Protect. 49:846–847 (Abstract).
29. Doyle, M.E., A.S. Mazzotta, T. Wang, D.W. Wiseman, and V.N. Scott. 2001. Heat resistance of Listeria
monocytogenes. J. Food Protect. 64:410–429.
30. Doyle, M.O., L.M. Meske, and E.H. Marth. 1985. Survival of Listeria monocytogenes during the manufacture and storage of nonfat dry milk. J. Food Protect. 48:740–742.
31. Draughon, F.A., B.A. Anthony, and M.E. Denton. 1999. Listeria species in fresh rainbow trout purchased
from retail markets. Dairy Food. Environ. Sanit. 19:90–94.
32. Drevets, D.A., R.T. Sawyer, T.A. Potter, and P.A. Campbell. 1995. Listeria monocytogenes infects human
endothelial cells by two distinct mechanisms. Infect. Immun. 63:4268–4276.
33. Espaze, E.P., and A.E. Reynaud. 1988. Antibiotic susceptibilities of Listeria: In vitro studies. Infection 16
(Suppl. 2):160–164.
34. Farber, J.M., F. Coates, and E. Daley. 1992. Minimum water activity requirements for the growth of Listeria
monocytogenes. Lett. Appl. Microbiol. 15:103–105.
35. Farber, J.M., and B.E. Brown. 1990. Effect of prior heat shock on heat resistance of Listeria monocytogenes
in meat. Appl. Environ. Microbiol. 56:1584–1587.
36. Farber, J.M. 1989. Thermal resistance of Listeria monocytogenes. Int. J. Food Microbiol. 8:285–291.
37. Farber, J.M., G.W. Sanders, J.I. Speirs, J.-Y. D’Aoust, D.B. Emmons, and R. McKellar. 1988. Thermal
resistance of Listeria monocytogenes in inoculated and naturally contaminated raw milk. Int. J. Food
Microbiol. 7:277–286.
38. Fedio, W.M., and H. Jackson. 1989. Effect of tempering on the heat resistance of Listeria monocytogenes.
Lett. Appl. Microbiol. 9:157–160.
39. Fenlon, D.R. 1985. Wild birds and silage as reservoirs of Listeria in the agricultural environment. J. Appl.
Bacteriol. 59:537–543.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

722

Часть VII. Пищевые заболевания

40. Fenlon, D.R., T. Stewart, and W. Donachie. 1995. The incidence, numbers and types of Listeria monocytogenes isolated from farm bulk tank milks. Lett. Appl. Microbiol. 20:57–60.
41. Foegeding, P.M., and N.W. Stanley. 1990. Listeria monocytogenes F5069 thermal death times in liquid
whole egg. J. Food Protect. 53:6–8.
42. Galsworthy, S.B., and D. Fewster. 1988. Comparison of responsiveness to the monocytosis-producing
activity of Listeria monocytogenes in mice genetically susceptible or resistant to listeriosis. Infection 16
(Suppl. 2):118–122.
43. Geoffroy, C., J.-L. Gaillard, J. E. Alouf, and P. Berche. 1989. Production of thiol-dependent haemolysins by
Listeria monocytogenes. J. Gen. Microbiol. 135:481–487.
44. Geoffroy, C., J.-L. Gaillard, J.E. Alouf, and P. Berche. 1987. Purification, characterization, and toxicity
of the sulfhydryl-activated hemolysin listeriolysin O from Listeria monocytogenes. Infect. Immun. 55:
1641–1646.
45. George, S.M., B.M. Lung, and T.F. Brocklehurst. 1988. The effect of pH and temperature on initiation
of growth of Listeria monocytogenes. Lett. Appl. Microbiol. 6:153–156.
46. Gilbert, R.J. 1992. Provisional microbiological guidelines for some ready-to-eat foods sampled at point
of sale: Notes for PHLS Food Examiners. Public Health Serv. Lab. Q. 9:98–99.
47. Gilbert, R.J., and P.N. Pini. 1988. Listeriosis and foodborne transmission. Lancet 1:472–473.
48. Gitter, M., R. Bradley, and P.H. Blampied. 1980. Listeria monocytogenes infection in bovine mastitis. Vet.
Rec. 107:390–393.
49. Glass, K.A., and M.P. Doyle. 1990. Fate of Listeria monocytogenes in processed meat products during
refrigerated storage. Appl. Environ. Microbiol. 55:1565–1569.
50. Golnazarian, C.A., C.W. Donnelly, S.J. Pintauro, and D.B. Howard. 1989. Comparison of infectious dose
of Listeria monocytogenes F5817 as determined for normal versus compromised C57B116J mice. J. Food
Protect. 52:696–701.
51. Grau, F.H., and P.B. Vanderline. 1990. Growth of Listeria monocytogenes on vacuum-packaged beef.
J. Food Protect. 53:739–741.
52. Green, S.S. 1990. Listeria monocytogenes in meat and poultry products. Interim Rept. to Nat’l Adv. Comm.
Microbiol. Spec. Foods. FSIS/USDA, Nov. 27.
53. Groves, R.D., and H.J. Welshimer. 1977. Separation of pathogenic from apathogenic Listeria monocytogenes by three in vitro reactions. J. Clin. Microbiol. 5:559–563.
54. Haak-Frendscho, M., K.M. Young, and C.J. Czuprynski. 1989. Treatment of mice with human recombinant
interleukin-2 augments resistance to the facultative intracellular pathogen Listeria monocytogenes. Infect.
Immun. 57:3014–3021.
55. Harrison, M.A., and Y.-W. Huang. 1990. Thermal death times for Listeria monocytogenes (Scott A)
in crabmeat. J. Food Protect. 53:878–880.
56. Heisick, J.E., D.E. Wagner, M.L. Nierman, and J.T. Peeler. 1989. Listeria spp. found on fresh market
produce. Appl. Environ. Microbiol. 55:1925–1927.
57. Hird, D.W. 1987. Review of evidence for zoonotic listeriosis. J. Food Protect. 50:429–433.
58. Hogen, C.J., E.R. Singleton, K.S. Kreuzer, E.M. Sloan, and J.N. Sofos. 1998. Isolation of catalase-negative
Listeria monocytogenes from foods. Dairy Food Environ. Sanit. 18:424–426.
59. Hof, H., and P. Hefner. 1988. Pathogenicity of Listeria monocytogenes in comparison to other Listeria
species. Infection 16 (Suppl. 2):141–144.
60. Igarashi, K.-I., M. Mitsuyama, K. Muramori, H. Tsukada, and K. Nomoto. 1990. Interleukin-1-induced
promotion of T-cell differentiation in mice immunized with killed Listeria monocytogenes. Infect. Immun.
58:3973–3979.
61. Jacquet, C., E. Gouin, D. Jeannel, P. Cossart, and J. Rocourt. 2002. Expression of ActA, Ami, InlB, and
listeriolysin O in Listeria monocytogenes of human and food origin. Appl. Environ. Microbiol. 68:616–622.
62. Jay, J.M. 1996. Prevalence of Listeria spp. in meat and poultry products. Food Control 7:209–214.
63. Johnson, J.L., M.P. Doyle, and R.G. Cassens. 1990. Listeria monocytogenes and other Listeria spp. in meat
and meat products. A review. J. Food Protect. 53:81–91.
64. Johnson, J.L., M.P. Doyle, and R.G. Cassens. 1988. Survival of Listeria monocytogenes in ground beef. Int.
J. Food Microbiol. 6:243–247.
65. Jones, D. 1988. The place of Listeria among Gram-positive bacteria. Infection 16 (Suppl. 2):85–88.
66. Junttila, J., J. Hirn, P. Hill, and E. Nurmi. 1989. Effect of different levels of nitrite and nitrate on the survival
of Listeria monocytogenes during the manufacture of fermented sausage. J. Food Protect. 52:158–161.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 25. Пищевые листериозы

723

67. Junttila, J.R., S.I. Niemela, and J. Hirn. 1988. Minimum growth temperatures of Listeria monocytogenes and
nonhaemolytic listeria. J. Appl. Bacteriol. 65:321–327.
68. Kampelmacher, E.H., and L.M. Van Nooble Jansen. 1969. Isolation of Listeria monocytogenes from faeces
of clinically healthy humans and animals. Zentral. Bakt. Inf. Abt. Orig. 211:353–359.
69. Kathariou, S. 2002. Listeria monocytogenes virulence and pathogenicity, a food safety perspective. J. Food
Protect. 65:1811–1829.
70. Kaufmann, S.H.E. 1988. Listeria monocytogenes specific T-cell lines and clones. Infection 16 (Suppl.
2):128–136.
71. Kaufmann, S.H.E., E. Hug, U. Vath, and I. Muller. 1985. Effective protection against Listeria monocytogenes and delayed-type hypersensitivity to listerial antigens depend on cooperation between specific
L3T4+ and Lyt2+ T cells. Infect. Immun. 48:263–266.
72. Kouassi, Y., and L.A. Shelef. 1995. Listeriolysin O secretion by Listeria monocytogenes in broth containing
salts of organic acids. J. Food Protect. 58:1314–1319.
73. Kreft, J., D. Funke, A. Haas, F. Lottspeich, and W. Goebel. 1989. Production, purification and characterization of hemolysins from Listeria ivanovii and Listeria monocytogenes Sv4b. FEMS Microbiol. Lett.
57:197–202.
74. Kurtz, R.S., K.M. Young, and C.J. Czuprynski. 1989. Separate and combined effects of recombinant
interleukin-1a and gamma interferon on antibacterial resistance. Infect. Immun. 57:553–558.
75. Kwantes, W., and M. Isaac. 1971. Listeriosis. Br. Med. J. 4:296–297.
76. Leasor, S.B., and P.M. Foegeding. 1989. Listeria species in commercially broken raw liquid whole egg.
J. Food Protect. 52:777–780.
77. Lammerding, A.M., and J.M. Farber. 1994. The status of Listeria monocytogenes in the Canadian food
industry. Dairy Food Environ. Sanit. 14:146–150.
78. Lingnau, A., E. Domann, M. Hudel, M. Bock, T. Nichterlein, J. Wehland, and T. Chakraborty. 1995. Expression of the Listeria monocytogenes EGD in1A and in1B genes, whose products mediate bacterial
entry into tissue culture cell lines, by PrfA-dependent and -independent mechanisms. Infect. Immun.
63:3896–3903.
79. Linton, R.H., M.D. Pierson, and J.R. Bishop. 1990. Increase in heat resistance of Listeria monocytogenes
Scott A by sublethal heat shock. J. Food Protect. 53:924–927.
80. Liu, Z., and C. Cheers. 1993. The cellular source of interleukin-6 during Listeria infection. Infect. Immun.
61:2626–2631.
81. Loessner, M.J., and M. Busse. 1990. Bacteriophage typing of Listeria species. Appl. Environ. Microbiol.
56:1912–1918.
82. Lovett, J., I.V. Wesley, M.J. Vandermaaten, J.G. Bradshaw, D.W. Francis, R.G. Crawford, C.W. Donnelly,
and J.W. Messer. 1990. High-temperature short-time pasteurization inactivates Listeria monocytogenes.
J. Food Protect. 53:734–738.
83. Lovett, J. 1988. Isolation and identification of Listeria monocytogenes in dairy products. J. Assoc. Off. Anal.
Chem. 71:658–660.
84. Lovett, J., D.W. Francis, and J.M. Hunt. 1987. Listeria monocytogenes in raw milk: Detection, incidence,
and pathogenicity. J. Food Protect. 50:188–192.
85. Ludwig, W., K.-H. Schleifer, and E. Stackebrandt. 1984. 16S rRNA analysis of Listeria monocytogenes
and Brochothrix thermosphacta. FEMS Microbiol. Lett. 25:199–204.
86. Lund, B.M., M.R. Knox, and M.B. Cole. 1989. Destruction of Listeria monocytogenes during microwave
cooking. Lancet 1:218.
87. Mackeness, G.B. 1971. Resistance to intracellular infection. J. Infect. Dis. 123:439–445.
88. Mackey, B.M., C. Pritchet, A. Norris, and G.C. Mead. 1990. Heat resistance of Listeria: Strain differences
and effects of meat type and curing salts. Lett. Appl. Microbiol. 10:251–255.
89. Mackey, B.M., and N. Bratchell. 1989. The heat resistance of Listeria monocytogenes. Lett. Appl. Microbiol.
9:89–94.
90. Malinverni, R., J. Bille, Cl. Perret, F. Regli, F. Tanner, and M.P. Glauser. 1985. Listeriose epidemique. Observation de 25 cas en 15 mois au Centre hospitalier universitaire vaudois. Schweiz. Med. Wschr. 115:2–10.
91. McKellar, R.C. 1994. Use of the CAMP test for identification of Listeria monocytogenes. Appl. Environ.
Microbiol. 60:4219–4225.
92. McLauchlin, J. 1997. The pathogenicity of Listeria monocytogenes: A public health perspective. Rev. Med.
Microbiol. 8:1–14.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

724

Часть VII. Пищевые заболевания

93. McLauchlin, J. 1987. Listeria monocytogenes, recent advances in the taxonomy and epidemiology of listeriosis in humans. J. Appl. Bacteriol. 63:1–11.
94. McLauchlin, J., A. Audurier, and A.G. Taylor. 1986. Aspects of the epidemiology of human Listeria
monocytogenes infections in Britain 1967–1984. The use of serotyping and phage typing. J. Med. Microbiol.
22:367–377.
95. Mengaud, J., M.F. Vincente, J. Chenevert, J.M. Pereira, C. Geoffroy, B. Giequel-Sanzey, F. Baquero,
J.-C. Perez-Diaz, and P. Cossart. 1988. Expression in Escherichia coli and sequence analysis of the
listeriolysin O determinant of Listeria monocytogenes. Infect. Immun. 56:766–772.
96. Mitsuyama, M., K.-I. Igarashi, I. Kawamura, T. Ohmori, and K. Nomoto. 1990. Difference in the induction
of macrophage interleukin-1 production between viable and killed cells of Listeria monocytogenes. Infect.
Immun. 58:1254–1260.
97. Moors, M.A., B. Levitt, P. Youngman, and D.A. Portnoy. 1999. Expression of listeriolysin O and ActA
by intracellular and extracellular Listeria monocytogenes. Infect. Immun. 67:131–139.
98. Murray, E.G.D., R.A. Webb, and M.B.R. Swann. 1926. A disease of rabbits characterized by large
mononuclear leucocytosis caused by a hitherto undescribed bacillus Bacterium monocytogenes (n. sp.).
J. Pathol. Bacteriol. 29:407–439.
99. Nakane, A., A. Numata, M. Asano, M. Kohanawa, Y. Chen, and T. Minagawa. 1990. Evidence that
endogenous gamma interferon is produced early in Listeria monocytogenes infection. Infect. Immun.
58:2386–2388.
100. Nicolas, J.-A., and N. Vidaud. 1987. Contribution a l’йtude des Listeria presentйs dans les denrйes d’origine
animale destinйes а la consommation humaine. Rec. Med. Vet. 163 (3):283–285.
101. Notemans, S., J. Dufrenne, P. Teunis, and T. Chackraborty. 1998. Studies on the risk assessment of Listeria
monocytogenes. J. Food Protect. 61:244–248.
102. Parish, M.E., and D.P. Higgins. 1989. Survival of Listeria monocytogenes in low pH model broth systems.
J. Food Protect. 52:144–147.
103. Petran, R.L., and E.A. Zottola. 1989. A study of factors affecting growth and recovery of Listeria
monocytogenes Scott A. J. Food Sci. 54:458–460.
104. Piccinin, D.M., and L.A. Shelef. 1995. Survival of Listeria monocytogenes in cottage cheese. J. Food
Protect. 58:128–131.
105. Pine, L., G.B. Malcolm, and B.D. Plikaytis. 1990. Listeria monocytogenes intragastric and intraperitoneal
approximate 50% lethal doses for mice are comparable, but death occurs earlier by intragastric feeding.
Infect. Immun. 58:2940–2945.
106. Pini, P.N., and R.J. Gilbert. 1988. The occurrence in the U.K. of Listeria species in raw chickens and soft
cheeses. Int. J. Food Microbiol. 6:317–326.
107. Rocourt, J., P. Boerlin, F. Grimont, C. Jaquet, and J.-C. Piffaretti. 1992. Assignment of Listeria grayi and
Listeria murrayi to a single species, Listeria grayi, with a revised description of Listeria grayi. Int. J. System.
Bacteriol. 42:171–174.
108. Ruhland, G.J., and F. Fiedler. 1987. Occurrence and biochemistry of lipoteichoic acids in the genus Listeria.
System. Appl. Microbiol. 9:40–46.
109. Ryser, E.T., and E.H. Marth. 1988. Survival of Listeria monocytogenes in cold-pack cheese food during
refrigerated storage. J. Food Protect. 51:615–621.
110. Ryser, E.T., and E.H. Marth. 1987. Fate of Listeria monocytogenes during the manufacture and ripening
of Camembert cheese. J. Food Protect. 50:372–378.
111. Ryser, E.T., E.H. Marth, and M.P. Doyle. 1985. Survival of Listeria monocytogenes during manufacture and
storage of cottage cheese. J. Food Protect. 48:746–750.
112. Schmidt, U., H.P.R. Seeliger, E. Glenn, B. Langer, and L. Leistner. 1988. Listerienfunde in rohen Fleischerzeugnissen. Fleischwirtsch. 68:1313–1316.
113. Seeliger, H.P.R., and K. Hohne. 1979. Serotyping of Listeria monocytogenes and related species. Meth.
Microbiol. 13:31–49.
114. Shelef, L.A. 1989. Survival of Listeria monocytogenes in ground beef or liver during storage at 4° and 25°C.
J. Food Protect. 52:379–383.
115. Singh, S.P., B.L. Moore, and I.H. Siddique. 1981. Purification and further characterization of phenol extract
from Listeria monocytogenes. Am. J. Vet. Res. 42:1266–1268.
116. Sizmur, K., and C.W. Walker. 1988. Listeria in prepackaged salads. Lancet 1:1167.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 25. Пищевые листериозы

725

117. Skalka, B., J. Smola, and K. Elischerova. 1982. Routine test for in vitro differentiation of pathogenic and
apathogenic Listeria monocytogenes strains. J. Clin. Microbiol. 15:503–507.
118. Skovgaard, N., and C.-A. Morgen. 1988. Detection of Listeria spp. in faeces from animals, in feeds, and
in raw foods of animal origin. Int. J. Food Microbiol. 6:229–242.
119. Sorqvist, S. 1994. Heat resistance of different serovars of Listeria monocytogenes. J. Appl. Bacteriol.
76:383–388.
120. Sorrells, K.M., D.C. Enigl, and J. R. Hatfield. 1989. Effect of pH, acidulant, time, and temperature on the
growth and survival of Listeria monocytogenes. J. Food Protect. 52:571–573.
121. Stanley, N.F. 1949. Studies on Listeria monocytogenes. I. Isolation of a monocytosis-producing agent
(MPA). Aust. J. Exp. Biol. Med. 27:123–131.
122. Steinbruegge, E.G., R.B. Maxcy, and M.B. Liewen. 1988. Fate of Listeria monocytogenes on ready to serve
lettuce. J. Food Protect. 51:596–599.
123. Terplan, G., and S. Steinmeyer. 1989. Investigations on the pathogenicity of Listeria spp. by experimental
infection of the chick embryo. Int. J. Food Microbiol. 8:277–280.
124. Tompkin, R.B. 2002. Control of Listeria monocytogenes in the food-processing environment. J. Food
Protect. 65:709–725.
125. Tompkin, R.B., L.N. Christiansen, A.B. Shapris, R.L. Baker, and J.M. Schroeder. 1992. Control of Listeria
monocytogenes in processed meats. Food Aust. 44:370–376.
126. Vaneechoutte, M., P. Boerlin. H.-V. Tichy, E. Bannerman, B. Jдger, and J. Bille. 1998. Comparison of
PCR-based DNA fingerprinting techniques for the identification of Listeria species and their use for atypical
Listeria isolates. Int. J. Syst. Bacteriol. 48:127–139.
127. Vazquez-Boland, J.-A., L. Dominguez, E.-F. Rodriguez-Ferri, and G. Suarez. 1989. Purification and
characterization of two Listeria ivanovii cytolysins, a sphingomyelinase C and a thiol-activated toxin
(ivanolysin O). Infect. Immun. 57:3928–3955.
128. Weagant, S.D., P.N. Sado, K.G. Colburn, J.D. Torkelson, F.A. Stanley, M.H. Krane, S.C. Shields, and
C.F. Thayer. 1988. The incidence of Listeria species in frozen seafood products. J. Food Protect. 51: 655–657.
129. Weis, J., and H.P.R. Seeliger. 1975. Incidence of Listeria monocytogenes in nature. Appl. Microbiol.
30:29–32.
130. Welshimer, H.J. 1960. Survival of Listeria monocytogenes in soil. J. Bacteriol. 80:316–320.
131. Wesley, I.V., R.D. Wesley, J. Heisick, F. Harrel, and D. Wagner. 1990. Restriction enzyme analysis in the
epidemiology of Listeria monocytogenes. In Symposium on Cellular and Molecular Modes of Action
Selected Microbial Toxins in Foods and Feeds, ed. J.L. Richard, 225–238. New York: Plenum Publishing.
132. Wong, S., D. Street, S.I. Delgado, and K.C. Klontz. 2000. Recalls of foods and cosmetics due to microbial
contamination reported to the U.S. Food and Drug Administration. J. Food Protect. 63:1113–1116.
133. Zaika, L.L., S.A. Palumbo, J.L. Smith, F. Del Corral, S. Bhaduri, C.O. Jones, and A.H. Kim. 1990.
Destruction of Listeria monocytogenes during frankfurter processing. J. Food Protect. 53:18–21.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

26
Пищевые гастроэнтериты,
вызываемые Salmonella и Shigella

Среди грамотрицательных палочковидных бактерий, которые вызывают пищевые гастроэнтериты, наиболее важными являются представители рода Salmonella. Наряду с этим синдромом в настоящей главе обсуждается также синдром, вызываемый бактериями рода Shigella. Общие сведения о распространении этих организмов в различных продуктах питания приведены также в гл. 4,
5, 6, 7 и 9.

Сальмонеллез
Сальмонеллы являются мелкими, грамотрицательными, неспорообразующими
палочковидными бактериями, которые практически ничем не отличаются внешне от E. coli под микроскопом или при выращивании на обычных питательных
средах. Эти бактерии чрезвычайно широко распространены в природе. При
этом человек и животные являются их главными резервуарами. Основным механизмом пищевых отравлений сальмонеллами является заглатывание пищевых
продуктов, содержащих патогенные штаммы этого рода бактерий в значительных количествах.
В плане таксономии рода Salmonella были сделаны некоторые значительные
изменения. Несмотря на то что микробиологи, ученые и эпидемиологи имеют
дело с большим числом сероваров Salmonella, которых на данный момент известно около 2400, так, как если бы каждый из них был бы отдельным видом,
тем не менее, все сальмонеллы были размещены всего в пределах двух видов:
S. enterica и S. bongori. 2000 сероваров были поделены между пятью подвидами
или группами, большинство типов которых было классифицировано внутри
вида S. enterica [33]. Основные из этих групп соответствуют следующим подвидам: группа II (S. enterica subsp. salamae); группа IIIa (S. enterica subsp. arizonae);
группа IIIb (S. enterica subsp. diarizonae); группа IV (S. enterica subsp. houtenae);
и группа VI (S. enterica subsp. indica). Ранее рассматриваемая как группа V была
переклассифицирована и приобрела видовой статус. Теперь она обозначается
как отдельный вид Salmonella bongori [46]. Эти изменения в таксономии рода
Salmonella были основаны на исследованиях по ДНК — ДНК гибридизации и
мультилокусному ферментному электрофорезу (см. гл. 11). Таким образом,
многолетняя практика рассмотрения сероваров сальмонелл в качестве отдельных видов более не может быть допустима. Например, Salmonella Typhimurium
должна теперь обозначаться как S. enterica серовар Typhimurium (следует отметить, что видовое название «typhimurium» пишется с заглавной буквы и не курсивным шрифтом).

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 26. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые Salmonella и Shigella

727

С точки зрения эпидемиологии сальмонеллы могут быть поделены на три
группы:
1. Являются инфекционными только для человека и включают в себя S. Typhi,
S. Paratyphi A, S. Paratyphi C. Эта группа включает в себя патогены, вызывающие
тифоидные и паратифоидные лихорадки, являющиеся наиболее серьезными из
всех болезней, вызываемых сальмонеллами. Тифоидная лихорадка имеет наиболее продолжительный инкубационный период, вызывает наибольшее повышение температуры тела и приводит к большому количеству смертельных исходов. S. Typhi может быть выделена из крови и иногда из кала и мочи заболевших
еще до наступления собственно кишечной лихорадки. Синдром паратифа мягче,
чем в случае тифоидного синдрома.
2. Строго адаптированные к определенным хозяевам серовары (некоторые из которых являются патогенными для человека и ими можно заразиться от пищевых
продуктов): S. Gallinarum (домашняя птица, дичь), S. Dublin (крупный рогатый
скот), S. Abortus-equi (лошади), S. Abortus-ovis (овцы) и Choleraesius (свиньи).
3. Неадаптированные серовары (не имеющие преимущественных хозяев) являются патогенными для человека и животных и включают большинство сероваров
пищевого происхождения. Синдром пищевого сальмонеллеза подробно описан
в следующем разделе.

Серотипирование Salmonella
Серотипирование грамотрицательных бактерий описано в гл. 11. В применении
к сальмонеллам виды и серовары размещены по группам, обозначаемым А, В, С
и так далее, которые соответствуют схожести в содержании одного или более
О-антигенов. Такие сальмонеллы, как S. Hischfeldii, S. Choleraesius, S. Oranienburg и S. Montevideo, помещены в группу С1 на том основании, что они имеют
общие О антигены 6 и 7. S. Newport помещены в группу С2, поскольку они обладают О антигенами К и 8 (см. табл. 26.1). Для дальнейшей классификации используются Н антигены и антигены жгутиков. Эти антигены разделены на два
разных типа: специфическая разновидность или разновидность 1 и групповая
разновидность или разновидность 2. Антигены, входящие в группу разновидности 1, являются общими лишь для весьма ограниченного числа видов и вариантов бактерий рода Salmonella, в то время как антигены разновидности 2 очень
широко распространены среди нескольких различных видов. Любая данная
культура бактерий Salmonella может состоять либо из микроорганизмов, принадлежащих только к одной из этих двух разновидностей, либо к обоим жгутиковым разновидностям. Н антигены, принадлежащие к разновидности 1, обозначаются строчными буквами латинского алфавита, а антигены разновидности
2 обозначаются арабскими цифрами. Полный антигенный анализ культуры
S. Choleraesius, например, позволил определить, что туда входят следующие антигены: 6, 7, с, 1, 5, где 6 и 7 относятся к О антигенам, с относится к группе разновидности 1 жгутиковых антигенов, а 1 и 5 принадлежат к разновидности 2
жгутиковых антигенов (см. табл. 26.1). Подгруппы бактерий рода Salmonella
этого типа относят к сероварам. При относительно небольшом числе антигенов,
относящихся к группам О, разновидности 1 и разновидности 2, возможно осуществление большого количества пермутаций, позволяющих появляться множеству новых сероваров.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

728

Часть VII. Пищевые заболевания

Таблица 26.1. Антигенная структура некоторых наиболее распространенных бактерий
рода Salmonella
Группа
A
B
C1

C2
D
E1

Серовары
(серотипы)
S. Paratyphi А
S. Schottmuelleri
S. Typhimurium
S. Hischfeldii
S. Choleraesius
S. Oranienburg
S. Montevideo
S. Newport
S. Typhi
S. Enteritidis
S. Gallinarum
S. Anatum

О Антигены *
1, 2, 12
1, 4, (5), 12
1, 4, (5), 12
6, 7, (vi)
6, 7
6, 7
6, 7
6, 8
9, 12, (Vi)
1, 9, 12
1, 9, 12
3, 10

Н Антигены
Разновидность 1 Разновидность 2
a
b
i
c
(c)
m, t
g, m, s (p)
e, h
d
g, m
–
e, h

(1, 5)
1, 2
1, 2
1, 5
1, 5
–
(1, 2, 7)
1, 2
–
(1, 7)
–
1, 6

* Выделенные курсивом антигены связаны с фаговой конверсией. ( ) = Могут отсутствовать.

Названия видов бактерий рода Salmonella были даны благодаря международному соглашению. По этой системе наименование серовара определяется тем
местом, где он был впервые выделен, например: S. London, S. Miami, S. Richmond и т. п. До принятия этого соглашения виды и подтипы назывались произвольным образом, например S. Typhimurium получила свое название, поскольку
вызывает тифоидную лихорадку у мышей.
Бактерии S. Typhimurium, имеющие дефинитивный тип 104 (DT104), характеризуются своей устойчивостью к пяти антимикробным препаратам — ампициллину, хлорамфениколу, стрептомицину, сульфгидрильным агентам и тетрациклинам (ACSSuT профиль). Впервые этот тип был выявлен в Великобритании в 1984 г. В 1990 г. он представлял около 7% штаммов S. Typhimurium,
в 1995 г. — около 28% штаммов и в 1996 г. — 32% штаммов, выделенных от
человека. Помимо уже упомянутых антимикробных агентов, штамм DT104 приобрел также устойчивость к триметоприму и флюорохинолонам.

Распространение
Основной средой обитания бактерий Salmonella spp. является кишечный тракт
животных, таких как птицы, рептилии, сельскохозяйственные животные, человек и иногда насекомые. Несмотря на то что основной средой обитания этих
бактерий является кишечник, они могут обнаруживаться время от времени и
в других частях тела. Будучи кишечными формами, эти микроорганизмы экскретируются с фекалиями, из которых они переносятся насекомыми и другими
животными во множество других мест. Как представители кишечной микрофлоры эти бактерии могут быть обнаружены в воде, особенно в сточных водах.
При употреблении человеком и другими животными неочищенной воды и продуктов питания, которые могут быть загрязнены насекомыми или любым другим путем, эти микроорганизмы вновь выбрасываются в окружающую среду

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 26. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые Salmonella и Shigella

729

с фекальными массами, и, таким образом, цикл повторяется. Международные
перевозки продуктов животного происхождения и кормов являются причиной
увеличения и расширения этого цикла и распространения сальмонеллеза и
связанных с ним проблем по всему миру.
Несмотря на то что бактерии Salmonella spp. постоянно выделяют из многих
разных видов животных, было показано, что области распространения этих микроорганизмов из разных частей тела животных изменяются. При исследовании
свиней на бойнях Kampelmacher [30] обнаруживал эти микроорганизмы в селезенке, печени, желчи, брыжейке, лимфатических узлах, диафрагме и фекалиях.
При этом в лимфатических узлах этих микроорганизмов выявляли больше, чем
в фекалиях. Частое выявление бактерий Salmonella среди чувствительных популяций животных объясняется отчасти заражением свободных от сальмонелл
животных другими животными в той же популяции, являющихся носителями
этих микроорганизмов, или в результате инфекции. Носитель бактерий определяется как человек или животное, которое постоянно выделяет Salmonella spp.,
как правило, с фекалиями, не показывая при этом признаков или симптомов
болезни.

Корма для животных
Уровень распространения сальмонелл в промышленно производимых кормах
в 1989 г. был порядка 49%. Среди инспектируемых Департаментом сельского
хозяйства изготовителей и распространителей кормов уровень зараженности
был между 20% и 25%. При этом уровень зараженности гранулированных кормов для животных был всего лишь 6% [23]. При исследованиях на станциях разведения/репродукции сельскохозяйственных животных и бройлерных хозяйствах было выявлено, что 60% мяса и костной муки содержали сальмонеллы.
При этом фураж рассматривался как основной источник сальмонелл на станциях разведения/репродукции животных [28]. Отмечалось, что степень заражения
сальмонеллами при производстве бройлеров в США за период с 1969 по 1989 г.
изменялась незначительно [28]. Заражение сальмонеллами реализованной продукции наиболее вероятно происходило в результате повторного заражения.
Наиболее часто обнаруживаемыми сероварами в животных кормах являются
S. Senftenberg, S. Montevideo и S. Cerro. Серовар S. Enteritidis не обнаруживали
ни в реализованных продуктах, ни в конечной продукции кормов.
Продукты питания
При обследовании коммерчески изготовленных и упакованных продуктов питания было обнаружено, что 17 из 247 видов продуктов было заражено сальмонеллами [1]. Среди зараженных продуктов прежде всего можно отметить такие, как
брикеты для кексов, песочное тесто, мясные рулеты и тесто из кукурузной муки.
Сальмонеллы были обнаружены в кокосовой муке, приправе к салатам, майонезе, молоке и многих других пищевых продуктах. При исследовании здоровой
пищи среди продуктов растительного происхождения не было обнаружено содержащих сальмонеллы, однако в двух из трех образцов порошка говяжьей печени одного и того же производителя были выделены сальмонеллы штаммов
S. Minnesota, S. Anatum и S. Derbi [54]. Подробнее информация приведена
в гл. 4–7 и 9.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

730

Часть VII. Пищевые заболевания

Рис. 26.1. Случаи возникновения сальмонеллеза (на 100 000 населения) в США, за период с 1970
по 2000 г. Центры по контролю и предотвращению заболеваний, 2002 г.

Рост и деструкция сальмонелл
Эти микроорганизмы являются типичными грамотрицательными бактериями
по таким признакам, как способность расти на большом числе различных культуральных сред и способности образовывать видимые колонии в течение 24 ч
при 37 °С. Они, как правило, не способны к ферментации лактозы, сахарозы или
салицина, в то время как глюкоза и некоторые другие моносахариды ими разлагаются с образованием углекислого газа. Как правило, большинство сальмонелл
использует аминокислоты в качестве источников азота, но в случае S. Typhimurium нитраты, нитриты и NH3 служат в качестве единственных источников азота
[43]. Хотя ферментация лактозы и является необычным явлением для этих
микроорганизмов, некоторые серовары могут утилизировать этот сахар.
Оптимальные для роста значения рН находятся в нейтральной области. При
этом значения рН выше 9 и ниже 4 являются бактерицидными. Минимальный
рост был зарегистрирован для некоторых штаммов при рН, равном 4,05 (в присутствии соляной или лимонной кислот), но, в зависимости от кислоты, используемой для снижения рН, минимум должен быть не ниже 5,5 [15]. Данные по
влиянию кислоты, используемой для снижения рН, на минимальный рост представлены в табл. 26.2. Было обнаружено, что аэрация способствует более быстрому росту сальмонелл при низких значениях рН. Совокупность таких параметров, как рН, активность воды (аw), состав питательных веществ и температура, обладает, в случае сальмонелл, таким большим взаимовлиянием, как ни для
каких других из большинства других бактерий [56]. Для наилучшего роста саль-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 26. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые Salmonella и Shigella

731

Таблица 26.2. Минимальные значения рН, при которых у Salmonella начинался рост
при оптимальных лабораторных условиях
Кислота
Соляная
Лимонная
Тартаровая
Глюконовая
Фумаровая
Малеиновая
Молочная
Янтарная
Глутаровая
Адипиновая
Пимелиновая
Уксусная
Пропионовая

pH
4,05
4,05
4,10
4,20
4,30
4,30
4,40
4,60
4,70
5,10
5,10
5,40
5,50

Примечание: В бульон, имеющий следующий состав: триптон — дрожжевой экстракт — глюкоза, инокулировали 104 клеток на миллилитр бактерий Salmonella Anatum, S. Tennessee или S. Senftenberg.
Источник: Chung и Goepfert [15]. Copyright ©1970. Institute of Food Technologists.

монелл необходим рН в области между 6,6 и 8,2. Как сообщалось, наиболее низкие температуры, при которых был зарегистрирован рост сальмонелл, составили 5,3 °С для серовара S. Heidelberg и 6,2 °С для S. Typhimurium [38]. Некоторыми исследователями сообщалось, что температуры в области 45 °С являются
верхним пределом для роста сальмонелл. Что касается влажности, то сообщалось, что ингибирование роста происходило при значениях аw ниже 0,94 в среде
с нейтральным рН, в то время как при пониженных значениях рН для минимального роста требовались более высокие значения активности воды.
В отличие от стафилококков сальмонеллы не способны выдерживать высокие концентрации солей. Установлено, что соляной раствор в концентрации
выше 9% является бактерицидным. В этом отношении нитриты являются наиболее эффективными, причем наибольшее их воздействие наблюдается при пониженных значениях рН. Это предполагает, что ингибирующий эффект этих веществ осуществляется за счет недиссоциированных молекул HNO2. Lerche [34]
изучал условия выживания бактерий Salmonella spp. в майонезе и установил, что
эти микроорганизмы разрушались в этом продукте при значениях рН ниже 4,0.
Было показано, что разрушение сальмонелл при достаточно высоком уровне зараженности может занимать несколько дней, однако при невысокой степени заражения достаточно 24 ч. Показано, также, что такие штаммы, как S. Thompson
и S. Typhimurium, являются более устойчивыми к кислотной деструкции, чем
S. Senftenberg.
В отношении деструкции при повышенной температуре, все сальмонеллы
легко разрушаются при температуре пастеризации молока. Температурные значения показателя D при разрушении бактерий штамма S. Senftenberg 775W при
различных условиях представлены в гл. 17. Shrimpton с соавт. [50] сообщали,
что для снижения численности бактерий S. Senftenberg 775W в сыром целом
яйце на 104–105 клеток требуется 2,5 мин при 54,4 °С . Этот штамм является наи-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

732

Часть VII. Пищевые заболевания

более устойчивым к температурным воздействиям из всех сероваров сальмонелл. Было установлено, что при такой обработке целых сырых яиц получают
продукт, полностью свободный от сальмонелл; при этом разрушается также альфа-амилаза яйца (более подробно о температурной пастеризации белка яиц см.
гл. 17). Было сделано предположение, что тест на альфа-амилазу яиц можно использовать как показатель адекватности температурной пастеризации целых
сырых яиц (аналогичный сравнительный тест на пастеризацию молока включает определение фермента фосфатазы). При исследовании устойчивости к температурным воздействиям штамма S. Senftenberg 775W, Ng с соавт. [50] установили, что этот штамм является более чувствительным к температурным воздействиям в логарифмической фазе роста, чем в стационарной. Эти же исследователи
установили также, что микроорганизмы, выращенные при 44 °С, были более
устойчивыми к повышенной температуре, чем бактерии выращенные при 15 °С
или при 35 °С.
Что касается разрушения бактерий Salmonella в пекарных продуктах, то
Beloian и Schlosser [5] установили, что при достижении температуры 160 °F и
выше в процессе выпечки выпекаемые продукты в наиболее медленно нагреваемых областях должны быть абсолютно свободны от Salmonella. Эти авторы использовали штамм S. Senftenberg 775W в концентрации 7000–10 000 клеток/мл
и вводили бактерии в восстановленные после высушивания яйца. Для температурной обработки с целью разрушения бактерий этого штамма в мясе птицы рекомендуется доводить внутреннюю температуру до значения, по крайней мере,
160 °F [40]. Были опубликованы сообщения, что бактерии штамма S. Senftenberg
775W в 30 раз более устойчивы к температурным воздействиям, чем штамм
S. Typhimurium [42], однако было затем обнаружено, что последний более
устойчив к сухому нагреванию, чем S. Senftenberg 775W [21]. Эти исследователи
проводили тестирование на устойчивость микроорганизмов к сухому нагреванию в молочном шоколаде.
Rogers и Gunderson [47] проводили исследования по разрушению бактерий
S. Pullorum в мясе индейки. Они обнаружили, что для разрушения исходного
инокулума в количестве 115 миллионов бактерий необходимо нагревание индейки весом в 10–11 фунтов в течение 4 ч и 55 мин при внутренней температуре
160 °F, а для индейки весом 18 фунтов, с исходным инокулумом в количестве
320 миллионов бактерий, необходим нагрев при той же температуре в течение
6 ч и 20 мин для полного разрушения микроорганизмов. Сальмонеллы являются
довольно чувствительными к ионизирующей радиации. Дозы излучения, равной 5–7,5 килоГрей (кГр), достаточно для уничтожения этих микроорганизмов
в большинстве продуктов питания и кормов для животных. Сообщалось также,
что для десятикратного снижения количества бактерий Salmonella spp. в замороженных яйцах необходимо использование дозы, равной 0,4–0,7 кГр. В работе,
представленной Ley с соавт. [35], было исследовано влияние различных видов
продуктов питания на чувствительность сальмонелл к ионизирующей радиации. Эти исследователи обнаружили, что применение дозы излучения, равной
5 кГр, для замороженных яиц приводит к снижению числа бактерий S. Typhimurium на 107, в то время как для снижения числа этих бактерий на 105 в замороженной конине необходима доза, равная 6,5 кГр, для снижения на 105–108 клеток
в костной муке необходима доза, равная 5–7,5 кГр, и доза, равная 4,5 кГр, необходима для 103 снижения количества бактерий S. Typhimurium во вскрытых ко-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 26. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые Salmonella и Shigella

733

косовых орехах. Более подробная информация по действию облучения на сальмонеллы представлена в гл. 15.
Было обнаружено, что в высушенных продуктах питания бактерии штамма
S. Montevideo гораздо более устойчивы, чем S. Heidelberg при их введении в сухое молоко, порошок какао, корм для домашней птицы, мясо и костную муку
[29]. При этом выживаемость бактерий была выше при значениях активности
воды (аw), равных 0,43 и 0,52, чем при аw, равном 0,75.

Синдром пищевого отравления, вызванный сальмонеллами
Этот синдром проявляется при проглатывании пищи, содержащей значительное
количество видов или серотипов бактерий рода Salmonella, не являющихся специфичными для данного хозяина. Симптомы проявляются обычно по прошествии 12–14 ч со времени заглатывания пищи, хотя были сообщения и о более
длительных и более коротких периодах инкубации. Симптомы сальмонеллеза
заключаются, как правило, в тошноте, рвоте, болях в области живота, (но не настолько сильных, как при стафилококковом пищевом отравлении), головной
боли, ознобе и поносе. Эти симптомы сопровождаются обычно упадком сил,
мышечной слабостью, головокружением, умеренной лихорадкой, дисфорией и
сонливостью. Эти симптомы проявляются, как правило, в течение двух–трех
дней. Средний уровень смертности составляет 4,1% и варьирует от 5,8% у детей
в возрасте первого года жизни, 2% у людей в возрасте от одного года до 50 лет и
15% у людей в возрасте старше 50 лет. Сообщалось, что среди разных видов
рода Salmonella наивысшую степень смертности — 21% вызывает S. Choleraesius (см. гл. 22).
Несмотря на то что эти микроорганизмы обычно быстро исчезают из кишечного тракта, до 5% пациентов могут становиться носителями в процессе выздоровления от болезни.
Для заболевания человека сальмонеллезом необходимая концентрация бактерий составляет, как правило, 107–109 клеток/г. Сообщалось, однако, что в некоторых случаях могут происходить заражения и при довольно небольших количествах бактерий [18]. В случае трех вспышек массовых заболеваний сальмонеллезом зарегистрированное число клеток бактерий составляло от 100/100 г
(S. Eastbourne в шоколаде) до 15 000/г (S. Cubana в растворе красителя — кармина). Как правило, минимальное количество клеток сальмонелл, необходимое
для возникновения заболеваний гастроэнтеритом, оценивается в пределах от 105
до 106 клеток/г для S. Bareilly и S. Newport, тогда как в случае S. Pullorum это количество составляет 109–1010 клеток/г [8].

Характеристики вирулентности Salmonella
Несмотря на то что в патогенных сальмонеллах были обнаружены энтеротоксин
и цитотоксин, эти токсины играют минимальную роль (если вообще участвуют)
в развитии синдрома гастроэнтерита. Механизм вирулентности сальмонелл
остается по-прежнему невыясненным. Суммирование того, что известно к настоящему времени о вирулентности сальмонелл, наряду со сведениями о других
грамотрицательных пищевых патогенных микроорганизмах, представлено в гл.
22. Описание ранней истории изучения патогенеза сальмонелл можно найти в
более раннем издании этого текста.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

734

Часть VII. Пищевые заболевания

Сфера распространения и заражаемые продукты питания
Определенная сфера распространения зараженных сальмонеллами продуктов
в США неизвестна. Однако две наиболее крупные из зарегистрированных вспышек массовых заболеваний сальмонеллезом произошли при довольно необычных обстоятельствах. Наибольшая из них произошла в 1994 г. и включала отравление более чем 224 000 человек [23]. В качестве зараженного продукта питания
тогда выступило мороженое, изготовленное из молока, перевозимого в цистерне, в которой ранее перевозили сырые яйца. Серовар S. Enteritidis выявляли во
многих случаях заражений, по крайней мере в 41 штате США. Массовая вспышка отравлений произошла в 1985 г., когда насчитывалось около 200 000 человек
заболевших [48] (см. рис. 26.1 и 26.2). Зараженным продуктом было 2%-е молоко, произведенное на одном молокозаводе в Иллинойсе, а в качестве этиологического агента были установлены бактерии S. Typhimurium (см. рис. 26.1 и 26.2).
Третья наиболее крупная вспышка массовых отравлений произошла в 1974 г.
в резервации индейцев Навахо, где тогда заболели 3400 человек [26]. Зараженной пищей был картофельный салат, который подавали к шашлыкам, и его потребляли 11 000 человек. После приготовления салат хранили в течение 16 ч при
несоответствующей температуре и затем подавали к столу. Из этого зараженного картофельного салата был выделен серовар S. Newport. При рассмотрении
рис. 26.2 можно отметить, что штамм S. Typhimurium был наиболее часто выде-

Рис. 26.2. Зарегистрированные в определенные годы изоляты бактерий рода Salmonella, отнесенные к тому или иному серотипу в США за период с 1975 по 2000 г. (Данные предоставлены
информационной системой Лаборатории общественного здравоохранения, PHLIS, Центр контроля и предотвращения заболеваний, 2002 г.)

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 26. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые Salmonella и Shigella

735

Таблица 26.3. Некоторые характерные особенности всех массовых вспышек
отравлений, вызванных сальмонеллами, серотипа Enteritidis, а также
массовых вспышек отравлений, связанных с объектами здравоохранения
в США за период с 1985 по 1998 г. (Суммировано по результатам,
представленным в [11].)
Год

Все массовые отравления

Массовые отравления, связанные

с объектами здравоохранения

1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
Всего

47
58
48
81
85
74
63
66
51
56а
50
44
47

Количество
массовых
отравлений

Число
заболевших

26
1444
2616
1201
2518
2656
2461
2348
2215
5492
1312
1460
1098
709
796

1159
6
15
11
15
3
5
4
6
0
8
2
0
3
28 689

Число
Смертельные
Смертельные Количество
исходы
исходы
массовых заболевших
отравлений

1
6
8
8
19
12
8
2
6
2
6
3
1
3
79 (0,28%)

3
96
489
227
505
265
118
42
66
32
147
64
13
32
87

55
5
14
9
13
3
4
2
4
0
6
0
0
3
2151

1

64 (3%)

а Включает одну массовую вспышку отравлений, источником которой был варан острова Комодо,

выставляемый в зоопарке.

ляемым серотипом примерно с 1975 г. Вторым наиболее часто выделяемым
штаммом является S. Enteritidis, и его обсуждение будет приведено далее в этой
главе.
За период с 1981 по 1995 г. в Южной Корее было зарегистрировано 3504 случая бактериальных кишечных заболеваний, вызванных отравлениями сальмонеллами (23,8% из всех кишечных заболеваний), в то время как в Японии за тот
же период было зарегистрировано 101 395 случаев бактериальных кишечных заболеваний (19,9%) [32]. Начиная с конца 1970-х гг. S. Enteritidis были причиной
целой серии массовых вспышек отравлений в северо-восточной части США и
части Европы. Случаи массовых вспышек отравлений в США за период с 1985
по 1998 г. перечислены в табл. 26.3. Случаи заболеваний и смертельные исходы
всех массовых вспышек отравлений сравниваются со случаями заболеваний,
связанных с объектами здравоохранения. Несмотря на то что S. Enteritidis является вторым по частоте выделения серотипом в США, он, тем не менее, является
чрезвычайно важным, поскольку очень часто выявляется в яйцах и определяет
высокую степень смертности. Из данных, приведенных в табл. 26.3, следует отметить, что из 28 689 случаев заболеваний и 796 массовых вспышек отравлений
было зарегистрировано 79 смертельных случаев за период с 1985 по 1998 г. [11].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

736

Часть VII. Пищевые заболевания

Сырые натуральные яйца являются причиной 82% случаев заболеваний. 79 случаев смертельных исходов составили 0,27% всех случаев заболеваний, но в медицинских учреждениях уровень смертельных исходов был выше и составил
2,97%. В 1976 г. число случаев заболеваний в США на 100 000 человек составляло, по статистике, 0,6, однако в 1996 г. этот показатель был выше и составлял
3,6 случаев. В 1998 г. этот уровень был снижен до 2,2/100 000 человек [11].
Поскольку в США серовар S. Enteritidis тесно связан с потреблением сырых
или термически необработанных яиц, Центр контроля и предотвращения заболеваний дает следующие рекомендации: (1) Следует избегать употребления в
пищу сырых или термически необработанных яиц, в особенности детям, пожилым и людям с ослабленным иммунитетом; (2) при невозможности хорошо проварить или прожарить яйца следует употреблять только в пастеризованном
виде; (3) яйца следует готовить при температуре не ниже 63 °С в течение 15 с
или до тех пор, пока белок и желток не затвердеют, после чего их надо употреблять в пищу без промедления; (4) запеканки и другие блюда, содержащие сырые
яйца, следует готовить при температуре не ниже 71 °С; и (5) сырые яйца следует
все время хранить при температуре не выше 7,2 °С.
S. Enteritidis был наиболее часто выявляемым в яйцах сероваром в Испании.
В Англии и Уэллсе этот серовар наиболее часто был причиной заболеваний
сальмонеллезом в 1998 г., где его выделяли из мяса домашней птицы и яиц [24].
В отличие от США, в европейских странах вспышки заболеваний сальмонеллезом были вызваны штаммами фаготипа 4, которые являются более инвазивными
для детей, чем фаготипы 7, 8 или 13а [24].
По какой причине повышенное число вспышек сальмонеллеза, вызываемого
сероваром S. Enteritidis, связано именно с употреблением яиц и мяса домашней
птицы, до сих пор осталось невыясненным. Некоторые исследователи обнаруживали эти микроорганизмы в яйцах и яичниках птиц во время кладки яиц [44],
другие, однако, не смогли выявить их в неразбившихся яйцах. На юго-востоке
США эти микроорганизмы были выявлены в яичниках только у одной несушки
из 42 исследованных [2]. Вспышки заболеваний сальмонеллезом, вызываемые
S. Enteritidis, происходили в июле и августе чаще, чем в другие месяцы. В это
время рост сальмонелл внутри или на поверхности яиц и других продуктах птицеводства происходит более интенсивно. Рассматриваемые штаммы сальмонелл не являются термоустойчивыми, и поэтому многие массовые заболевания
происходили в результате употребления в пищу сырых или термически недостаточно обработанных яиц. В одном из исследований, в котором S. Enteritidis инокулировали в желток яиц от нормальных кур, роста микроорганизмов не наблюдали в течение 96 дней при 7 °С [6]. Рост бактерий этих штаммов в желтках яиц
при 37 °С осуществлялся быстрее в случае, когда яйца были взяты от нормальных кур, чем когда их брали от серопозитивных кур. Возможными путями проникновения бактерий S. Enteritidis в яйца птиц могут быть следующие [31]:
1) через яичники;
2) транслокация из брюшной полости в желточный мешок или фаллопиевы трубы;
3) проникновение через скорлупу яиц из организма во время их прохождения по
клоаке;
4) при мытье яиц;
5) от рук рабочих тицефабрик.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 26. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые Salmonella и Shigella

737

Таблица 26.4. Сводка некоторых массовых пищевых заболеваний сальмонеллезом
нетифоидной природы (по литературным данным)
Продукты/локализация/годы
Свежие томаты, 5 штатов США, 1990 г.
Свежие томаты, США, 1993 г.
Свежие томаты, 8 штатов США, 1998–1999 гг.
Побеги люцерны, 7 штатов США, 1999 г.
Побеги люцерны, 4 штата США, 2001 г.
Мускусные дыни, 12 штатов США и Канада, 2002 г.
Непастеризованный апельсиновый сок, 13 штатов США
и 2 провинции Канады, 1999 г.
Сырые/недоваренные яйца в скорлупе, 4 штата США,
1997–1998 гг.
Сырой/недоваренный говяжий фарш, 5 штатов США, 2002 г.
Шоколад, Германия, Дания, 8 других стран, 2001 г.
Шаньдунский земляной орех, Австралия, Канада,
Великобритания, 2001 г.

1.
2.
3.
4.

Количество
случаев

Серотип
Salmonella

176
100
85
157
31
47
298

Javiana
Montevideo
Baidon
Muenchen
Kottbus
Poona
Muenchen

241

Enteritidis

47
>316
102

Newport
Oranienberg
Stanley

В отличие от серовара S. Enteritidis, тесно связанного с домашней птицей и
яйцами этих птиц, весьма затруднительно прогнозировать ассоциативные связи
других сероваров сальмонелл со специфическими для них пищевыми продуктами. В трех массовых вспышках отравлений, вызванных употреблением свежих
томатов в США, на протяжении 1990, 1993 и 1997–1998 гг., в качестве патогенов
выступали три разных серотипа сальмонелл (см. табл. 26.4). При массовом отравлении апельсиновым соком в 1999 г. этиологическим агентом был S. Muenchen [13]. Этот же серовар сальмонелл был причиной массовых вспышек отравлений побегами люцерны в течение того же года [45]. Множественные массовые отравления в США, в которых этиологическим агентом был S. Poona, были
вызваны употреблением в пищу мускусных дынь, привозимых из Мексики [10].
Массовые отравления в трех штатах США в 2003 г. при употреблении сырого
молока были вызваны сальмонеллами серовара S. Tennessee [9].
Ниже представлен краткий обзор по трем основным серотипам, выделенным
из шести разных источников.
Пищевые продукты розничной продажи в Южной Корее (1993–2001 гг.). Среди
1334 проверенных образцов 2,2% были положительными по сальмонеллам. Наиболее часто выявляемыми серотипами были Enteritidis, Virginia, Haardt [16].
Рубленые говядина и свинина в Германии (1996–1997 гг.). Среди 1445 проверенных образцов 6,3% были положительными по сальмонеллам. Наиболее часто выявляемыми серотипами были Typhimurium, Derby, Typhimurium var. Copenhagen [53].
Продукты питания человека и напитки в Сингапуре (1998 г.). Из 2617 образцов, взятых для анализа, 1,4% были положительными по сальмонелле. Наиболее часто выделяемыми серотипами были Typhimurium, Agona, Dumfries и Enteritidis [41].
Корм для кур-несушек в Японии (1993–1998 гг.). Из 10 418 образцов, взятых для
анализа, 0,5% были положительными по сальмонелле. Наиболее часто выделяемыми серотипами были: Нетипируемый, Eastbourne, Orion [49].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

738

Часть VII. Пищевые заболевания

5. Фекалии в загонах для откорма скота в США (1996). Из 4977 образцов, взятых
для анализа, 5,5% были положительными по сальмонелле. Наиболее часто выделяемыми серотипами были: Anatum, Montevideo, Muenster [20].
6. Фекалии коров в США (1998 г.). Три наиболее часто выделяемых серотипа:
Oranienburg, Cerro, Anatum [19].

Предотвращение и контроль сальмонеллеза
Кишечный тракт человека и животных является первичным резервуаром этиологических агентов. Фекальные массы животных в плане заражения сальмонеллезом гораздо более важны, чем человеческие, и шкура животных часто становится зараженной от фекальных масс. Бактерии Salmonella spp. поддерживаются
в популяции животных посредством несимптоматичной инфекции и при употреблении корма. Оба этих источника заражения способствуют поддержанию в
инфицированном состоянии забиваемых животных. При этом инфицирование
осуществляется в циклическом режиме, хотя корм и фураж животных имеет,
по-видимому, меньшее значение, чем это представлялось ранее.
Вторичное заражение является другим важным источником сальмонелл при
инфицировании человека. Зараженность сальмонеллами мяса, яиц и даже воздуха делает неизбежным присутствие этих микроорганизмов в определенных видах пищевых продуктов на пунктах обработки и упаковки продуктов при прямых контактах незараженной пищи с зараженными продуктами [25].
Ввиду распространенности сальмонелл по всему миру жесткий контроль заболеваемости пищевым сальмонеллезом будет проводиться путем освобождения животных и человека от этих микроорганизмов. Это является, безусловно,
очень сложной задачей, но, тем не менее, выполнимой. Только около 35 из более
чем 2400 сероваров сальмонелл составляют около 90% изолятов от человека и
приблизительно 80% от других источников [37].
С точки зрения потребителя считается, что носители Salmonella играют значительную роль, однако в действительности пока неясно, насколько важной может быть эта роль. Основными причинами возникновения массовых заболеваний сальмонеллезом в настоящее время остаются неправильное приготовление
пищи и ненадлежащее обращение с пищевыми продуктами как в домашних
условиях, так и в местах общественного питания.
В отношении колонизации цыплят бактериями S. Enteritidis, в одном из исследований использовали штамм фаготипа 8 для перорального введения в количестве 108
клеток взрослым курам-несушкам [31]. Через два дня микроорганизмы обнаруживали по всему телу кур, включая яичники и фаллопиевы трубы. Эти бактерии были
обнаружены также в формирующихся яйцах, однако в только что снесенных курами яйцах их было значительно меньше. Исследователи пришли к заключению, что
инфицирование формирующихся яиц происходит от колонизованной сальмонеллами ткани яичников, и дальнейшее заражение происходит через колонизованные
ткани влагалища и клоаки. Кроме того, латеральная инфекция происходит также
через ткани верхней части фаллопиевых труб [31]. Для выработки инкубаторных
яиц предотвращение инфекции имеет критическое значение, поскольку если яйца
заражены, то только что вылупившиеся птенцы могут быть инфицированы уже на
этой ранней стадии развития. Сальмонеллы быстро проникают в только что снесенные оплодотворенные яйца, внедряются через мембрану и могут быть поглощены
эмбрионом в случае его появления из этого яйца.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 26. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые Salmonella и Shigella

739

Конкурентное вытеснение
для снижения количества сальмонелл
у домашних птиц
Общепринятым мнением является, что первичным источником сальмонелл у
домашней птицы является желудочно-кишечный тракт, включая слепую кишку.
Когда молодые цыплята колонизируются сальмонеллами, бактерии могут попадать в испражнения и, таким образом, заражать других птиц. Среди применяемых методов, которые могут снизить или полностью устранить кишечное носительство, следует упомянуть конкурентное вытеснение (концепция Нурми).
В естественных условиях, на стадии вылупления птенцов из яиц, сальмонеллы развиваются вместе с бактериями Campylobacter в желудочно-кишечном тракте у молодых цыплят, наряду с большим разнообразием непатогенных микроорганизмов. После того как патогенные организмы поселяются
в кишечнике, они могут там оставаться надолго и выделяться с пометом на
протяжении всего жизненного периода птицы. Конкурентное вытеснение является феноменом, при котором фекалии не зараженных сальмонеллами птиц
или смесь фекальных культур вводится молодым цыплятам, и эти микроорганизмы колонизуют те участки поверхности кишечника, которые могли бы
быть использованы сальмонеллами. Таким образом исключается возможность
последующего прикрепления сальмонелл и других энтеропатогенных микроорганизмов. Эта концепция была разработана в 1970-х гг., затем неоднократно исследована и проверена и была принята многими учеными, изучающими
сальмонелл.
Микробиоценотическое сообщество может вводиться молодым курам-несушкам либо перорально с питьевой водой, либо капельно-воздушным распылением на птицефермах. В результате микробоценоз кишечника устанавливается в течение нескольких часов и может предохранять птиц от колонизации патогенами на протяжении всей жизни или пока нормофлора остается
неповрежденной. В случае более старых птиц необходимо сначала вводить
антибактериальные агенты для удаления энтеропатогенной микрофлоры и
только затем применять метод конкурентной микробиоты. При этом эффективны только жизнеспособные микроорганизмы и, кроме того, требуются как
аэробные, так и анаэробные бактерии из кишечника. Зоб и слепая кишка являются основными областями локализации и прикрепления такой микрофлоры. При
этом слепая кишка превалирует как место прикрепления у стерильных цыплят.
В одном из исследований было показано, что защитная микрофлора оставалась
прикрепленной к стенкам слепой кишки даже после четырех последовательных
отмывок [52]. Частично защитное действие внесенной микрофлоры проявляется
в течение 0,5–1 ч, однако для полноценной защиты необходимо 6–8 ч после обработки однодневных птенцов [50]. В обзоре по микробиологии конкурентного
вытеснения сальмонелл у домашней птицы отмечалось, что использование неопределенных естественных культур позволяет осуществлять защиту от сальмонелл лучше, чем при использовании определенных, искусственно смешанных
культур, особенно в лабораторных условиях [51].
Полевые испытания, проведенные в некоторых европейских странах, свидетельствуют об успешном применении метода конкурентного вытеснения в
предотвращении или значительном снижении зараженности сальмонеллами

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

740

Часть VII. Пищевые заболевания

у бройлеров и взрослых племенных птиц [39]. У цыплят, предварительно обработанных введением культур из слепой кишки, при последующем заражении
бактериями Salmonella spp. последние оказались неспособными осуществлять
деление в отделе слепой кишки на протяжении периода более 48 ч. В то же время у необработанных методом конкурентного вытеснения контрольных птиц
более чем 106 клеток сальмонелл/г колонизовали пищеварительный тракт [27].
Основная сущность конкурентного вытеснения заключается в том, что сальмонеллы и микрофлора кишечника конкурируют за места прикрепления и колонизации на стенках кишечника. Точных знаний о природе бактериальных адгезинов пока не существует, однако предполагается, что в этом процессе участвуют фимбрии, жгутики и пили. Что касается прикрепления сальмонелл к кожным
покровам домашней птицы и дичи, то показано, что эти поверхностные бактериальные структуры не являются критическими [36]. Вполне возможно, что в процессе адгезии участвуют внеклеточные полисахариды гликокаликсной природы, и если это действительно так, то обработка молодых цыплят этими полисахаридами может оказаться столь же эффективной, сколь и живыми культурами.
Обработка домашней птицы методом конкурентного вытеснения вполне осуществима на практике в больших птицефермах, однако в небольших хозяйствах
метод представляется менее перспективным.
Маннозный сахар является рецептором в кишечном тракте, посредством которого прикрепляются бактериальные патогены, такие как сальмонеллы. Поскольку дрожжевой штамм Saccharomyces cerevisiae var. boulardii содержит маннозу во внешнем слое клеточной стенки их клеток, то некоторые исследователи
полагают, что кормление этими дрожжами восприимчивых птиц должно затруднить колонизацию сальмонеллами кишечника. В целом материал дрожжевых клеточных стенок вполне можно использовать для конкурентного вытеснения патогенов в желудочно-кишечном тракте.
Возможность использования пробиотических культур для вытеснения грамотрицательных патогенных бактерий из кишечной микрофлоры исследовалась
несколькими группами ученых. При использовании смеси пробиотических бактерий, состоящей из трех штаммов для конкурентного вытеснения штаммов
E. сoli, из кишечника молочных телят, вводили патогенные штаммы E. сoli серотипов O111:NM, O26:H11, O157:H7. При этом у обработанных пробиотиками
телят наблюдалось значительное снижение содержащихся в фекалиях двух из
трех патогенов, за исключением E. сoli серотипа O26:H11 [55]. В другом исследовании введение смешанной культуры Lactobacillus crispatus и Clostridium
lactatifermentans, выращиваемых в условиях, приближенных к существующим в
слепой кишке, ингибировало рост в кишечнике S. Enteritidis [57]. При пероральном введении в качестве пробиотика бактерий Enterococcus faecium бройлерным цыплятам в возрасте 30 ч в количестве 109 клеток/цыпленка, и последующем заражении культурой патогенных бактерий S. Pullorum в количестве 105
клеток на цыпленка, птицы выживали. В то же время, при инфицировании цыплят патогенными бактериями в первый день и последующем введении культуры
молочнокислых бактерий, птицы погибали через 4 дня [2]. Авторы пришли к заключению, что штамм бактерий Enterococcus faecium защищает только что вылупившихся цыплят от инфекции патогенными S. Pullorum, но энтерококки не
являются хорошим терапевтическим средством.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 26. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые Salmonella и Shigella

741

Шигеллез
Род Shigella принадлежит к семейству Enterobacteriaceae так же, как Salmonella
и Escherichia. В этом роду определены только четыре вида: S. dysenteriae, S. flexneri, S. boydii и S. sonnei. Среди них S. dysenteriae является основным патогеном,
вызывающим бациллярную форму дизентерии. Установлено, что для возникновения инфекции у чувствительных индивидуумов достаточно попадания в организм всего лишь 10 КОЕ. При математической обработке данных о массовых заражениях в ходе двух круизных туров на кораблях было установлено, что заражение происходит при заглатывании 344 клеток Shigella в одной порции пищи и
10,5–12 клеток на стакан воды [17]. Хотя синдром дизентерии и может быть вызван потреблением пищи, S. dysenteriae не рассматривается как микроорганизм,
характерный для пищевого отравления в том же смысле, как другие три вида, и
поэтому он не будет нами рассматриваться далее. В отличие от бактерий Salmonella и Escherichia шигеллы не имеют известных резервуаров среди представителей животного мира, помимо человека. Некоторые из многих существующих
различий среди бактерий этих трех родов представлены в табл. 26.5. Род Shigella
филогенетически гораздо ближе к Escherichia, чем к Salmonella.
Три рассматриваемые здесь в качестве этиологических агентов пищевых гастроэнтеритов вида помещены в отдельные серологические группы на основе О
антигенов: S. flexneri в группу В, S. boydii в группу С и S. sonnei в группу D. Все
они являются неподвижными, отрицательными по оксидазе, продуцирующими
кислоту только из сахаров, не растущими на цитрате в качестве единственного
источника углерода, не растущими на агаре с KCN и не продуцирующими сероводород. Как правило, рост этих бактерий на обычных культуральных средах не
является столь же обильным, как в случае Escherichiae. Из всех шигелл, выделенных от человека в США в 1984 г., 64% относились к виду S. sonnei, 31% —
к виду S. flexneri, 3,2% — S. boydii и всего лишь 1,5% — S. dysenteriae [14].
Рассматриваемые здесь виды Shigella являются типичными среди большинства других кишечных бактерий в плане требований к условиям роста. Как
было показано, рост этих бактерий осуществляется при температуре не ниже
10оС и не выше, чем 48оС. В одном из исследований было, однако, показано, что
бактерии S. flexneri не росли в BHI-бульоне при 10оС [59]. Бактерии S. sonnei,
по-видимому, могут расти при более низких температурах, чем другие три вида.
Был зарегистрирован рост при значении рН, равном 5,0, но наилучшие показатели роста отмечались в области значений рН от 6,0 до 8,0. При исследовании
S. flexneri было показано, что эти бактерии не растут при рН, равном 5,5 и темпе-

Таблица 26.5. Сравнение свойств бактерий Salmonella, Shigella и Escherichia
Род
Escherichia
Salmonella
Shigella

Глюкоза

Подвижность

AG
AG
A

* Как правило. † Штамм типа 1.

+*
+*
–

H2S
–
+
–

Индол
†

+
–
–

Цитрат

Моль 1% G+C

–
+
–

48–52
50–53
49–53

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

742

Часть VII. Пищевые заболевания

ратуре 19 °С в BHI-бульоне [59]. Показано, что все три вида шигелл ингибируются нитритами при условии снижения температуры и рН или при повышении
концентрации NaCl [58]. Невыясненным остается пока, могут ли шигеллы расти
при меньших значениях аw, чем Salmonella и Escherichiae. Устойчивость бактерий Shigella к повышению температуры, по-видимому, параллельна той, которую проявляют штаммы E. сoli.

Случаи кишечных заболеваний
За период с 1973 по 1987 г. шигеллез пищевого происхождения при выявленных
этиологических агентах был зарегистрирован в 12% случаев пищевых отравлений в США, что ставит это заболевание на третье место вслед за стафилококковым пищевым отравлением (14%) и сальмонеллезом (45%) [4]. Ненадлежащее
соблюдение правил гигиены является наиболее распространенной причиной
пищевого шигеллеза. При этом такие виды пищевых продуктов, как моллюски,
фрукты и овощи, куры и салаты, являются наиболее распространенными при
отравлениях. Преимущественное значение этих видов пищевых продуктов объясняется тем, что перенос патогенных микроорганизмов осуществляется фекально-оральным путем. Шигеллы не являются столь же устойчивыми в условиях
окружающей среды, как сальмонеллы и эшерихии. Зарегистрированные виды
изолятов Shigella в США за период с 1975 по 2000 г. представлены на рис. 26.3.
Необходимо отметить, что представленные изоляты были выделены из самых
разных источников, включая продукты питания. Изоляты S. sonnei являются наи-

Рис. 26.3. Зарегистрированные в США за период с 1975 по 2000 г. изоляты бактерий Shigella по
видам и годам. Данные Центра контроля и предотвращения заболеваний (2002 г.)

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 26. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые Salmonella и Shigella

743

Рис. 26.4. Зарегистрированные случаи заболеваний на 1 000 000 человек населения по годам.
Данные Центра контроля и предотвращения заболеваний (2002 г.)

более часто выделяемыми бактериями из шигелл. Следующими по частоте
встречаемости являются изоляты S. flexneri. Зарегистрированные случаи возникновения шигеллеза (на 100 000 человек населения) в США за период с 1970
по 2000 г. представлены на рис. 26.4, и они включают случаи как пищевых отравлений, так и заражений, происходивших не пищевым путем.
В 2000 г. массовая вспышка заболеваний шигеллезом в трех западных штатах США была вызвана заражением бактериями S. sonnei, приведшая к заболеванию 30 человек. Зараженным продуктом был соус, пропитывавший пятислойный праздничный пирог [12]. Соус состоял из фасоли, острого соуса сальсы,
мексиканского соуса гуакамоле для тортилий из авокадо, чеснока и томатов,
мексиканского сыра начо и сметаны. Вспышка заболеваний шигеллезом, вызванная бактериями S. sonnei, произошла также в Испании в 1995–1996 гг., которая поразила более 200 человек. Причиной тогда было употребление свежего
пастеризованного молочного сыра, а источником патогенов для чувствительных индивидуумов, по всей видимости, был инфицированный рабочий молокозавода.

Свойства вирулентности
Механизм вирулентности шигелл является гораздо более сложным, чем это ранее представлялось. Обсуждение деталей этого механизма наряду с особенностями вирулентности сальмонелл и некоторых штаммов E. сoli представлено
в гл. 22.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

744

Часть VII. Пищевые заболевания

Литература
1. Adinarayanan, N., V.D. Foltz, and F. McKinley. 1965. Incidence of Salmonellae in prepared and packaged
foods. J. Infect. Dis. 115:19–26.
2. Audisio, M.C., G. Oliver, and M.C. Apella. 2000. Protective effect of Enterococcus faecium J96, a potential
probiotic strain, on chicks infected with Salmonella Pullorum. J. Food Protect. 63:1333–1337.
3. Barnhart, H.M., D.W. Dreesen, R. Bastien, and O.C. Pancorbo. 1991. Prevalence of Salmonella Enteritidis
and other serovars in ovaries of layer hens at time of slaughter. J. Food Protect. 54:488–491.
4. Bean, N.H., and P.M. Griffin. 1990. Foodborne disease outbreaks in the United States, 1973–1987:
Pathogens, vehicles, and trends. J. Food Protect. 53:804–817.
5. Beloian, A., and G.C. Schlosser. 1963. Adequacy of cooking procedures for the destruction of salmonellae.
Am. J. Public Health 53:782–791.
6. Bradshaw, J.G., D.B. Shah, E. Forney, and J.M. Madden. 1990. Growth of Salmonella Enteritidis in yolk
of shell eggs from normal and seropositive hens. J. Food Protect. 53:1033–1036.
7. Brooks, J. 1962. Alpha amylase in whole eggs and its sensitivity to pasteurization temperatures. J. Hyg.
60:145–151.
8. Bryan, F.L. 1977. Diseases transmitted by foods contaminated by wastewater. J. Food Protect. 40:45–56.
9. Centers for Disease Control and Prevention. 2003. Multistate outbreak of Salmonella serotype Typhimurium
infections associated with drinking unpasteurized milk — Illinois, Indiana, Ohio, and Tennessee, 2002–
2003. Morb. Mort. Wkly. Rep. 52:613–615.
10. Centers for Disease Control and Prevention. 2002. Multistate outbreaks of Salmonella serotype Poona
infections associated with eating cantaloupe from Mexico — United States and Canada, 2000–2002. Morb.
Mort. Wkly. Rep. 51:1044–1047.
11. Centers for Disease Control and Prevention. 2000a. Outbreak of Salmonella serotype Enteritidis infection
associated with eating raw or undercooked shell eggs — United States, 1996–1998. Morb. Mort. Wkly. Rep.
49:73–79.
12. Centers for Disease Control and Prevention. 2000b. Outbreak of Shigella sonner infections associated with
eating a nationally distributed dip — California, Oregon, and Washington, January 2000. Morb. Mort. Wkly.
Rep. 49:60–61.
13. Centers for Disease Control and Prevention. 1999. Outbreak of Salmonella serotype Muenchen infections
associated with unpasteurized orange juice — United States and Canada, June 1999. Morb. Mort. Wkly. Rep.
48:582–585.
14. Centers for Disease Control. 1985. Shigellosis — United States, 1984. Morb. Mort. Wkly Rep. 34:600.
15. Chung, K.C., and J.M. Goepfert. 1970. Growth of Salmonella at low pH. J. Food Sci. 35:326–328.
16. Chung, Y.H., S.Y. Kim, and Y.H. Chang. 2003. Prevalence and actibiotic susceptibility of Salmonella
isolated from foods in Korea for 1993 to 2001. J. Food Protect. 66:1154–1157.
17. Crockett, C.S., C.N. Hass, A. Fazil. 1996. Prevalence of shigellosis in the US.: Consistency with doseresponse information. Int. J. Food Microbiol. 30:87–99.
18. D’Aoust, J.Y., and H. Pivnick. 1976. Small infectious doses of Salmonella. Lancet 1:866.
19. Dargatz, D.A., P.J. Fedorka-Cray, S.R. Ladely, and K.E. Ferris. 2000. Survey of Salmonella serotypes shed
in feces of beef cows and their antimicrobial susceptibility patterns. J. Food Protect. 63:1648–1653.
20. Fedorka-Cray, P.J., D.A. Dargatz, L.A. Thomas, and J.T. Gray. 1998. Survey of Salmonella serotypes
in feedlot cattle. J. Food Protect. 61:525–530.
21. Goepfert, J.M., and R.A. Biggie. 1968. Heat resistance of Salmonella Typhimurium and Salmonella
Senftenberg 775W in milk chocolate. Appl. Microbiol. 16:1939–1940.
22. Graber, G. 1991. Control of Salmonella in animal feeds. Division of Animal Feeds, Center for Veterinary
Medicine, Food and Drug Administration. Report to the National Advisory Commission on Microbiological
Criteria for Foods.
23. Hennessy, T.W., C.W. Hedberg, L. Slutsker. 1996. A national outbreak of Salmonella Enteritidis infections
from ice cream. N. Engl. J. Med. 334:1281–1286.
24. Hinton, M., E.J. Threlfall, and B. Rowe. 1990. The invasive potential of Salmonella Enteritidis phage types
for young chickens. Lett. Appl. Microbiol. 10:237–239.
25. Hobbs, B.C. 1961. Public health significance of Salmonella carriers in livestock and birds. J. Appl. Bacteriol.
24:340–352.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 26. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые Salmonella и Shigella

745

26. Horwitz, M.A., R.A. Pollard, M.H. Merson, and S.M. Martin. 1977. A large outbreak of foodborne
salmonellosis on the Navajo Indian Reservation, epidemiology and secondary transmission. Am. J. Public
Health 67:1071–1076.
27. Impey, C.S., and G.C. Mead. 1989. Fate of salmonellas in the alimentary tract of chicks pre-treated with a
mature caecal microflora to increase colonization resistance. J. Appl. Bacteriol. 66:469–475.
28. Jones, F.T., R.C. Axtell, D.V. Rives, S.E. Schneideler, F.R. Tarver, Jr., R.L. Walker, and M.J. Wineland.
1991. A survey of Salmonella contamination in modern broiler production. J. Food Protect. 54:502–507.
29. Juven, B.J., N.A. Cox, J.S. Bailey, J.E. Thomson, O.W. Charles, and J.V. Shutze. 1984. Survival of Salmonella in dry food and feed. J. Food Protect. 47:445–448.
30. Kampelmacher, E.H. 1963. The role of salmonellae in foodborne diseases. In Microbiological Quality
of Foods, ed. L. W. Slanetz et al., 84–101. New York: Academic Press.
31. Keller, L.H., C.E. Benson, K. Krotec, and R.J. Eckroade. 1995. Salmonella Enteritidis colonization of the
reproductive tract and forming and freshly laid eggs of chickens. Infect. Immun. 63:2443–2449.
32. Lee, W.-C., M.-J. Lee, J.-S. Kim, and S.-Y. Park. 2001. Foodborne illness outbreaks in Korea and Japan
studied retrospectively. J. Food Protect. 64:899–902.
33. Le Minor, L., and M. Y. Popoff. 1987. Designation of Salmonella enterica sp. nov., nom. rev., as the type and
only species of the genus Salmonella. Int. J. System. Bacteriol. 37:465–468.
34. Lerche, M. 1961. Zur Lebenfahigkeit von Salmonella bakterien in Mayonnaise und Fleischsalat. Wein.
Tierarztl. Mschr. 6:348–361.
35. Ley, F.J., B.M Freeman, and B.C. Hobbs. 1963. The use of gamma radiation for the elimination of salmonellae from various foods. J. Hyg. 61:515–529.
36. Lillard, H.S. 1986. Role of fimbriae and flagella in the attachment of Salmonella Typhimurium to poultry
skin. J. Food Sci. 51:54–56, 65.
37. Martin, W.J., and W.H. Ewing, 1969. Prevalence of serotypes of Salmonella. Appl. Microbiol. 17:111–117.
38. Matches, J.R., and J. Liston. 1968. Low temperature growth of Salmonella. J. Food Sci. 33:641–645.
39. Mead, G.C., and P.A. Barrow. 1990. Salmonella control in poultry by “competitive exclusion” or immunization. Lett. Appl. Microbiol. 10:221–227.
40. Milone, N.A., and J.A. Watson. 1970. Thermal inactivation of Salmonella Senftenberg 775W in poultry
meat. Health Lab. Sci. 7:199–225.
41. Ng, D.L.K., B.B. Koh, L. Tay, and M. Yeo. 1999. The presence of Salmonella in local food and beverage
items in Singapore. Dairy Food Environ. Sanit. 19:848–852.
42. Ng, H., H.G. Bayne, and J.A. Garibaldi. 1969. Heat resistance of Salmonella: The uniqueness of Salmonella
Senftenberg 775W. Appl. Microbiol. 17:78–82.
43. Page, G.V., and M. Solberg. 1980. Nitrogen assimilation by Salmonella Typhimurium in a chemically
defined minimal medium containing nitrate, nitrite, or ammonia. J. Food Sci. 45:75–76, 83.
44. Perales, I., and A. Audicana. 1988. Salmonella Enteritidis and eggs. Lancet 2:1133.
45. Proctor, M.E., M. Hamacher, M.L. Tortorello, J.R. Archer, and J.P. Davis. 2001. Multistate outbreak of
Salmonella serovar Muenchen infections associated with alfalfa sprouts grown from seeds pretreated with
calcium hypochlorite. J. Clin. Microbiol. 39:3461–3465.
46. Reeves, M.W., G.M. Evins, A.A. Heiba, B.D. Plikaytis, and J.J. Farmer. 1989. Clonal nature of Salmonella
Typhi and its genetic relatedness to other salmonellae as shown by multilocus enzyme electrophoresis, and
proposal of Salmonella bongori comb. nov. J. Clin. Microbiol. 27:311–320.
47. Rogers, R.E., and M.F. Gunderson. 1958. Roasting of frozen stuffed turkeys. I. Survival of Salmonella
Pullorum in inoculated stuffing. Food Res. 23:87–95.
48. Ryan, C.A., M.K. Nickels, N.T. Hargrett-Bean, M.E. Potter, T. Endo, L. Mayer, C.W. Langkop, C. Gibson,
R.C. McDonald, R.T. Kenney, N.D. Puhr, P.J. McDonnell, R.J. Martin, M.L. Cohen, and P.A. Blake. 1987.
Massive outbreak of antimicrobial resistant salmonellosis traced to pasteurized milk. JAMA 258:3269–3274.
49. Shirota, K., H. Katoh, T. Murase, T. Ito, and K. Otsuki. 2001. Monitoring of layer feed and eggs for
Salmonella in eastern Japan between 1993 and 1998. J. Food Protect. 64:734–737.
50. Shrimpton, D.H., J.B. Monsey, B.C. Hobbs, and M.E. Smith. 1962. A laboratory determination of the
destruction of alpha amylase and salmonellae in whole egg by heat pasteurization. J. Hyg. 60:153–162.
51. Stavric, S., and J.-Y. D’Aoust. 1993. Undefined and defined bacterial preparations for the competitive
exclusion of Salmonella in poultry — A review. J. Food Protect. 56:173–180.
52. Stavric, S., T.M. Gleeson, B. Blanchfield, and H. Pivnick. 1987. Role of adhering microflora in competitive
exclusion of Salmonella from young chicks. J. Food Protect. 50:928–932.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

746

Часть VII. Пищевые заболевания

53. Stock, K., and A. Stolle. 2001. Incidence of Salmonella in minced meat produced in a European Unionapproved cutting plant. J. Food Protect. 64:1435–1438.
54. Thomason, B.M., W.B. Cherry, and D.J. Dodd. 1977. Salmonellae in health foods. Appl. Environ. Microbiol.
34:602–603.
55. Tkalcic, S., T. Zhao, B.G. Harmon, M.P. Doyle, C.A. Brown, and P. Zhao. 2003. Fecal shedding of enterohemorrhagic Escherichia coli in weaned calves following treatment with probiotic Escherichia coli. J. Food
Protect. 66:1184–1189.
56. Troller, J.A. 1976. Salmonella and Shigella. In Food Microbiology: Public Health and Spoilage Aspects,
ed. M.P. de-Figueiredo and D.F. Splittstoesser, 129–155. Westport, CT: AV1.
57. Van der Wielen, P.W.J.J., L.J.A. Lipman, F. van Knapen, and S. Biesterveld. 2002. Competitive exclusion
of Salmonella enterica serovar Enteritidis by Lactobacillus crispatus and Clostridium lactatifermentans
in a sequencing fed-batch culture. Appl. Environ. Microbiol. 68:555–559.
58. Zaika, L.L., A.H. Kim, and L. Ford. 1991. Effect of sodium nitrite on growth of Shigella flexneri. J. Food
Protect. 54:424–428.
59. Zaika, L.L., L.S. Engel, A.H. Kim, and S.A. Palumbo. 1989. Effect of sodium chloride, pH and temperature
on growth of Shigella flexneri. J. Food Protect. 52:356–359.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

27
Пищевые гастроэнтериты,
вызываемые бактериями
Escherichia coli
То, что Escherichia сoli является пищевым патогеном, было установлено в 1971 г.,
когда выяснилось, что импортируемые в 14 американских штатов сыры были заражены энтероинвазивным штаммом, вызвавшим заболевание у почти 400 человек. До 1971 г. сообщалось по крайней мере о пяти массовых вспышках кишечных отравлений, произошедших в других странах, и наиболее ранняя из них
была зарегистрирована в Англии в 1947 г. По некоторым свидетельствам, предполагается, что в качестве патогенного агента человека бактерии E. coli были
причиной диареи у детей еще в 1700-х гг. [60]. С тех пор, как массовые вспышки
пищевых отравлений мясными продуктами были зарегистрированы в США
в 1982 и 1993 гг., статус этих бактерий как пищевых патогенов не вызывает вопросов. В качестве индикатора фекального загрязнения E. сoli обсуждается
в гл. 20 настоящего издания; методы культивирования и выделения этих бактерий освещены в гл. 10; молекулярные методы и биосенсорные методы выявления и идентификации E. сoli описываются в гл. 11 и 12. Более подробную информацию об истории E. coli 0157:Н7 можно получить в работе [69].

Серологическая классификация
Патогенные штаммы Escherichia серологически типированы по тому же принципу, как и другие Enterobacteriaceae, и методика типирования описана в гл. 11.
Для E. coli известно более двухсот различных О-серотипов. Вследствие того что
жгутиковые белки обладают меньшей гетерогенностью, чем углеводородные
боковые цепи, формирующие О-группы, существует гораздо меньше Н-антигенных типов (около 30).

Распознаваемые группы вирулентности
На основании симптомов заболеваний, их характеристик, а также воздействия
определенных клеточных культур и их принадлежности к серологическим группам, распознаются следующие вирулентные группы Escherichia coli: энтероагрегативная (EAggEC), энтерогеморрагическая (EHEC), энтероинвазивная
(EIEC), энтеропатогенная (EPEC), и энтеротоксигенная (ETEC).

Энтероагрегативная E. coli (EAggEC)
Эта группа (обозначаемая также как энтероадгерентная) тесно связана с энтеропатогенной (EPEC) группой E. coli, но агрегативная адгерентность, проявляемая
этими штаммами, характерна только для них. Штаммы демонстрируют адгезивность типа «кирпичной кладки» к HEp-2 клеткам и несут 60-МДа-плазмиду,
которая необходима для образования фимбрий, ответственных за агрегатив-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

748

Часть VII. Пищевые заболевания

Таблица 27.1. Некоторые О-серотипы, выявленные среди пяти групп вирулентности
EAggEC
3
4
6
7
17
44
51
68
73
75
77
78
85
111
127
142
162

EHEC
2
5
6
4
22
26
38
45
46
82
84
88
91
103
113
104
111
116
118
145
153
156
157
163

EIEC

EPEC

ETEC

28ac
29
112a
124
135
136
143
144
147
152
164
167

18ab
19ac
55
86
111
114
119
125
126
127
128ab
142
158

6
8
15
20
25
27
63
78
80
85
101
115
128ac
139
141
147
148
149
153
159
167

Примечание: некоторые серотипы (например, 111) перечислены в более чем одной группе вирулентности.

ные свойства и экспрессию специфического белка внешней мембраны (OMP).
Антитела, полученные против OMP штамма–прототипа, предотвращали адгезию к клеткам HEp-2 [20]. Специфический ДНК-зонд на штаммы EAggEC был
сконструирован при использовании фрагмента из 60-МДа плазмиды штаммапрототипа длиной 1,0 т.п.н., и было установлено, что данный зонд обладает 99%
сродства по отношению к этим штаммам [4]. Некоторые штаммы, относящиеся
к EAggEC, продуцируют термостабильный энтеротоксин (ST), получивший обозначение EAST1 [75]. Ген плазмидного происхождения, названный astA, кодирует состоящую из 38 аминокислотных остатков белковую молекулу, в отличие
от гена estA, кодирующего энтеротоксин STa, состоящего из 72 аминокислотных остатков [75]. Бактерии EAggEC-штаммов продуцируют также энтеротоксин/цитотоксин, имеющий молекулярную массу 108 кДа, гены которого локализованы в большой плазмиде вирулентности. Отличительными клиническими
признаками бактерий EAggEC-штаммов являются неослабевающая диарея, длящаяся более 14 дней, в особенности у детей. Эти штаммы не являются первичной причиной диареи путешественников [15].
До сих пор неясно, являются ли члены этой группы пищевыми патогенами.
Некоторые из серотипов, среди которых были обнаружены штаммы EAggEC,
перечислены в табл. 27.1. Два серотипа: 03:H2 и 04:H7 были обозначены как
прототипы, а один из серотипов (044) содержит представителей как штаммов
EAggEC, так и штаммов EPEC [76].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 27. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями Escherichiae coli

749

Энтерогеморрагическая E. coli (EHEC)
Эти штаммы с одной стороны напоминают, а с другой стороны отличаются от
EPEC-штаммов. Схожесть с EPEC-штаммами определяется тем, что они обладают хромосомным геном eaeA (или аналогичным ему геном), а также в том, что
они вызывают повреждения типа прикрепление-сглаживание (см. подраздел по
EPEC). В отличие от EPEC-штаммов EHEC-бактерии воздействуют только на
толстый кишечник (у модели поросят) и выделяют в больших количествах токсин, аналогичный шига-токсину (SLT, Stx, подробнее описан ниже). Бактерии
EHEC обладают плазмидой весом 60 МДа, которая кодирует фимбрии, опосредующие прикрепление к культуре клеток. Эти бактерии не способны внедряться
в клетки, относящиеся к линиям Hep-2 или INT407, однако некоторые штаммы
обладают способностью проникать в клетки некоторых линий эпителия человека [64]. Некоторые из штаммов EHEC образуют сильно скрученные фимбрии,
которые осуществляют прикрепление клеток бактерий к поверхностям.

Токсины
Бактерии Shigella dysenteriae продуцируют сильный токсин, который, как правило, относят к шига-токсинам (название дано по имени К. Шига, который впервые выделил и изучил этот микроорганизм). Токсины, выделяемые бактериями
E. coli, относящихся к EHEC-штаммам, называют шига-подобными токсинами
(веротоксин, вероцитотоксин). Сюда же относят два таких токсина-прототипа,
как SLT-I и SLT-II. В последнее время, однако, используется новая терминология, и то, что раньше называли SLT-I, теперь называют Stx1, а SLT-II теперь носит название Stx2 [9]. У некоторых EHEC штаммов гены Stx1 и Stx2 кодируются
умеренными бактериофагами. Токсин Stx1 отличается от Stx (шига-токсина) по
трем нуклеотидам и, соответственно, по одной аминокислоте, и его можно нейтрализовать с помощью антител против Stx. Токсины Stx1 и Stx2 различаются
по отсутствию перекрестной нейтрализации гомологичными поликлональными
антисыворотками и по отсутствию перекрестной ДНК-ДНК гибридизации кодирующих их генов в строгих условиях [9]. Оба таких токсина, как Stx2 и Stx2e
(который ранее называли SLT-IIv или VTe), можно нейтрализовать с помощью
антител, получаемых против Stx2, но не поликлональной антисывороткой против Stx-токсина. Токсин Stx2e является вариантом Stx2, более токсичным к линии клеток Vero, чем к линии HeLa, и, так же как и у Stx, его ген располагается
в хромосоме [52, 63]. Все токсины группы Stx являются токсичными для линии
клеток Vero, летальными для мышей и дают положительный ответ на тест кишечной петли кролика. Все токсины Stx состоят из одной ферментативно активной субъединицы А и нескольких субъединиц В. Чувствительные к этим токсинам клетки обладают рецептором глоботриаозилцерамида (Gb3), и кроме того,
бутират натрия, по-видимому, также играет роль при сенситизации клеток к Stx
токсинам [53]. Как только токсины оказываются связанными с рецептором Gb3,
далее следует интернализация и транспорт по каналам сети аппарата Гольджи.
После того как токсин оказывается внутри клетки-хозяина, субъединица А связывается с 28S-рРНК, входящей в состав 60S-субъединицы рибосом, освобождая при этом аминокислотный остаток аденина и, таким образом, ингибируя
синтез белка. В-субъединицы образуют пентамеры в ассоциации с одной субъ-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

750

Часть VII. Пищевые заболевания

единицей А, и, таким образом, они являются ответственными за связывание токсина с нейтральными гликолипидными рецепторами. Несмотря на то что серотип O157:H7 является прототипом этой группы, Stx-токсины выделяются многими серотипами бактерий, некоторые из которых перечислены в табл. 27.1. По
не совсем понятным соображениям токсин Stx2 считается более значимым
в этиологии геморрагических колитов (ГК) и гемолитического уремического
синдрома (ГУС), чем Stx1 [63].

Рост и выделение Stx-токсинов
Требования к условиям питания у штаммов бактерий, продуцирующих токсины, существенно отличаются от таковых для большинства других штаммов бактерий E. coli (см. гл. 20). Результаты работ по изучению влияния температуры на
продукцию токсинов Stx различаются. В соответствии с ранними исследованиями, температура не оказывала воздействия на синтез Stx1 токсина, в то время
как железо оказывало репрессирующее воздействие на синтез [91]. В другом исследовании было показано, что продукция токсина осуществлялась при всех
температурах, поддерживающих рост бактерий (см. рис. 27.1), однако при более
низкой температуре роста (21 °С) было обнаружено меньшее количество токсина, чем при температуре роста в 37 °С даже при одинаковых количествах культивируемых клеток в обоих случаях [1]. Было также показано, что в среде на
основе соуса из рубленого жареного мяса бактерии штамма 0157:Н7 продуцировали токсин Stx и при 21 °С, и при 37 °С в течение 24 ч [1]. В более раннем исследовании, где использовали бактерии штамма 0157:Н7, растущие в молоке и свежем говяжьем фарше, было показано, что токсин Stx1 выделялся в максимальном количестве при 37 °С в обоих типах сред, в то время как при 25 °С или 30 °С
обнаруживали только следовые количества этого токсина [90]. Наибольший
уровень выделения токсинов был получен при выращивании бактерий на среде
со свежим говяжьим фаршем (452 нг/г), в то время как было показано, что при
выращивании в молоке на качалке в течение 48 ч наивысший уровень продукции токсинов был равен 306 нг/мл. При культивировании бактерий на свежем
говяжьем фарше при 8 °С в течение 14 суток токсинов в среде не было обнаружено. Не существует никаких доказательств, что предобразованный в бактериях
токсин играет какую-либо роль в заболеваниях, вызываемых штаммами EHEC.
Средняя оптимальная температура роста для 20 штаммов E. coli 0157:Н7 была
равна 40,2 °С в среде Мюллера–Хинтона, в то время как для штаммов, не относящихся к E. coli 0157:Н7, средняя температура равнялась 41,7 °С [30].
Что касается минимальных температур для продукции токсина Stx в среде,
содержащей BHI-бульон, 4 из 16 штаммов росли при температуре 8 °С, но не
росли при 5 °С. В то же время 12 из этих штаммов росли при температуре 10 °С,
но не росли при 8 °С [68]. Бактерии 3 из 16 штаммов тысячекратно увеличивались в числе в течение 4–6 дней при температуре 10 °С, и как отмечалось выше,
токсин Stx выделялся бактериями при всех температурах, которые поддерживали рост [68]. При температурах, равных 21 °С и 37 °С, концентрации токсина
Stx1 в жидкой среде составили соответственно 63 и 85 нг/мл [1]. В отличие от
большинства других штаммов E. coli штаммы 0157:Н7 не растут в среде ЕС (специальная среда для Escherichia сoli) при 44,5 °С, а их температурный максимум
в среде ЕС равен 42 °С [71].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 27. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями Escherichiae coli

751

Рис. 27.1. Рост и продукция веротоксина бактериями E. coli А9124-1 при различных температурах. Источник: Palumbo и др. [68]. Copyright 1995, International Association of Milk, Food and
Environmental Sanitarians.

Влияние факторов окружающей среды и физических агентов
Интерес к кислотоустойчивости штаммов EHEC сильно возрос после массовых
кишечных отравлений, вызванных употреблением яблочного сидра, изготовленного из свежевыжатых соков [6]. Значение Рh этого продукта составило порядка 3,7–3,9. В одном из исследований было показано, что штаммы бактерий
E. coli 0157:Н7 выживали инкубацию в течение 56 суток при рН менее 4,0
в триптиказном соевом бульоне с добавлением различных кислот при титрова-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

752

Часть VII. Пищевые заболевания

нии рН [16]. В другом исследовании, в котором рН бульона Луриа доводили
с помощью соляной кислоты, не наблюдали снижения жизнеспособности бактерий E. coli 0157:Н7 в течение по крайней мере 5 ч при рН 3,0–2,5 и температуре
37 °С [5]. При проведении более детального исследования с использованием для
культивирования яблочных сидров, имеющих рН 3,6–4,0, и при внесении инокулума в количестве 102–105 бактерий было установлено, что клетки выживают
в течение 2–3 суток при температуре 25 °C [98]. При температуре 8 °С и количестве инокулированных клеток, равном 105 бактерий/мл, увеличение биомассы
на величину, равную 1 log, происходило в течение 12 дней, и при этом клетки
оставались жизнеспособными в течение 10–31 дней при этой температуре. Сорбат натрия сокращал время выживания бактерий при 8 °С до 2–10 дней и до 1–2
дней при 25 °С, в то время как сорбат калия обладал в этом отношении меньшей
эффективностью [98]. Был продемонстрирован рост бактерий E. coli 0157:Н7
в триптиказном соевом бульоне при рН, равном 4,5 и использовании соляной
кислоты, однако при том же значении рН в случае использования для подкисления молочной кислоты клетки не росли и минимальным значением рН для роста
было 4,6 [29].
При исследовании выживания бактерий E. coli 0157:Н7 в коммерческом
майонезе сохранение клетками жизнеспособности отмечали в течение 35 суток
для продуктов, хранящихся при температурах от 5 до 7 °С, однако при повышении температуры хранения до 25 °С бактерии не обнаруживались уже через 72 ч
[89]. Майонез имел рН, равный 3,65; концентрация внесенного инокулума составляла 107 КОЕ/г. При внесении в коммерческий майонез инокулума, не превышающего log 6,23/г, и хранении при температурах 5, 20 или 30 °С бактерии
E. coli штамма 0157:Н7 не проявляли признаков роста, а через 93 дня хранения
при температуре 5 °С не обнаруживались совсем [37]. В другом исследовании,
после внесения в пять различных образцов коммерческого майонеза с пониженной калорийностью и жирной майонезной заправки инокулума бактерий E. coli
штамма EHEC в количестве, равном или более 6 log КОЕ/г, продукты хранили
при 25 °С [24]. Значение рН этих продуктов варьировало в пределах от 3,21 до
3,94 и в образцах, имеющих значение рН ниже 3,6, бактерии EHEC быстро инактивировались. При этом наблюдали снижение количества бактерий в продуктах
более 7 log КОЕ в течение от 1 до 3 дней. Было показано также, что у бактерий
штаммов EHEC, содержащихся в продуктах питания, имеющих кислое значение рН, повышается жизнеспособность в том случае, если они предварительно
культивировались в кислой среде при значениях рН, равных приблизительно
5,0 [50]. Бактерии двух штаммов EHEC сохраняли жизнеспособность в течение
18 суток при температуре 4 °С в 4 различных образцах яблочного пюре, имеющих рН в пределах от 3,91 до 5,11 [27]. Упавшие с деревьев яблоки, используемые в качестве подножного корма, могут быть заражены бактериями штаммов
EHEC, передаваемых через фруктовых мушек [40]. Более подробная информация по кислотоустойчивости штаммов E. coli представлена в гл. 22.
Что касается устойчивости бактерий штаммов EHEC к содержанию солей, то
при 4,5% концентрации NaCl в бульоне отмечали трехкратное увеличение времени генерации, в то время как при 6,5% концентрации NaCl наблюдали 36-часовой лаг период роста, при котором время генерации составляло 31,7 ч [29].
Эти исследователи установили, что рост прекращается полностью при концен-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 27. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями Escherichiae coli

753

трации NaCl, равной или большей 8,5%. В этом же исследовании было показано,
что штамм E. coli 0157:Н7 сохранял жизнеспособность в процессе ферментации
колбасы, но его рост прекращался, если инокулированные в количестве 4,8 ´ 104
клетки хранились при 4 °С в течение 2 месяцев [29].
Устойчивость бактерий штаммов EHEC к температуре существенно отличается от большинства представителей грамотрицательных бактерий. Эти штаммы в действительности гораздо более чувствительны к температуре, чем сальмонеллы. В недавнем исследовании было установлено, что существует различие
в термических показателях D между разными мясными продуктами. Значения
D60о С (в минутах) для разных мясных продуктов приведены ниже:
0,45–0,47
0,37–0,55
0,38–0,55
0,55–0,58

говядина
свиная колбаса
куры
индейка

Значения D повышаются при повышении содержания жиров, и это является уже
хорошо изученным феноменом (см. гл. 17). Эти данные подтверждают предыдущие исследования, в которых были показаны следующие значения D и z для говядины с высоким содержанием жира и постной говядины:
30,5% жирности
2,0% жирности

D = 0,45 мин
D = 0,30 мин

z = 8,37 °F
z = 8,30 °F

В другом исследовании показано, что бактерии E. coli штамма 0157:Н7, инокулированные в количестве 105 кл./г в говяжий фарш с низким содержанием жира, разрушались во время приготовления при температурах 66, 68 или 72 °С [25].
В недавнем исследовании термических свойств бактерии E. coli штамма
0157:Н7 в яблочном соке было выявлено, что 4-D процесс может быть достигнут
при нагревании до 60 °С в течение около 1,6 мин [78]. Эти результаты основаны
на значениях D при 52 °С, полученных в 20 отдельных экспериментах, в которых эти значения были в области от 9,5 до 30 мин со средним значением 18 мин
и z = 4,8 °С. Несмотря на то что E. coli 0157:Н7 в яблочном соке становятся более
термочувствительными при повышении содержания L-малеиновой кислоты с
0,2 до 0,8%, чем при понижении рН со значения 4,4 до 3,6, бензойная кислота
при концентрации 1000 ppm оказалась наиболее эффективной добавкой, повышающей температурную чувствительность бактерий [78].
При исследовании состояния бактерий E. coli 0157:Н7 в вяленой говядине
было установлено, что, так же как и Listeria monocytogenes и Salmonella Typhimurium, живые микроорганизмы отсутствовали в конечных продуктах после
высушивания в течение 10 ч, при исходном инокулуме порядка 107 КОЕ/г и после восьминедельного хранения [36].
Изучение устойчивости штаммов EHEC к радиации показало, что эти бактерии не отличаются существенно от других энтеробактерий по этим показателям.
Отмечено, что при использовании кур для введения бактерий штамма 0157:Н7
значение D при 5 °С было 0,27 кГр, в то время как при температуре –5 °С оно повышалось до 0,42 кГр [82]. При использовании непатогенного штамма E. coli,
Fielding с соавт. [26] обнаружили, что значение радиации D в бульоне равно

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

754

Часть VII. Пищевые заболевания

~0,34 кГр при рН в области 7,0, тогда как при росте клеток в условиях рН, равном 4,0 до иррадиации, значение D понижалось до 0,24 кГр. Более подробная
информация о воздействии радиации на продукты питания представлена в гл.15.
Штаммы бактерий E. coli в яблочном соке, не адаптированные к кислоте, имели
значения D в пределах 0,12–0,21 кГр, у бактерий, адаптированных к кислоте,
значения D повышались до 0,22–0,31 кГр [7].
Что касается выживания бактерий в овечьем и коровьем навозе, было показано, что E. coli 0157:Н7 сохраняли жизнеспособность в течение 100 суток при
температурах 4 °C и 10 °С и что на это выживание не оказывало влияние наличие в бактериях генов stx [45].

Распространение в продуктах питания
В целом сферы распространения и действия бактерий штаммов EHEC в мясных
продуктах, молоке, птице и морепродуктах существенно варьируют. При замене
старых классических методов выявления штаммов EHEC на методы с использованием ДНК-зондов произошли значительные позитивные сдвиги. Первым
опубликованным исследованием по распространению штаммов EHEC в мясных
продуктах была статья Doyle и Schoeni [22], которые протестировали продукты
на присутствие бактерий E. coli 0157:Н7 и обнаружили этот штамм в 3,7% из 164
образцов говядины, 1,5% из 264 образцов свинины, 1,5% из 263 образцов домашней птицы и 2,0% из 205 образцов баранины. В Таиланде бактерии E. coli
0157:Н7 выделяли из 9% продаваемой говядины, из 8–28% говядины на бойнях
и из 11–84% образцов фекалий крупного рогатого скота [79]. При попытках выделить бактерии E. coli 0157:Н7 из колбасы в Великобритании не было получено
положительных результатов, хотя ДНК-тесты выявляли бактерии других штаммов EHEC в 25% из 184 образцов [77]. При исследовании образцов пищи в районе Сиэтла после массовых пищевых отравлений в 1993 г. было выявлено, что
17,3% из 294 образцов продуктов питания было положительно на колонии бактерий, которые содержали Stx1- и/или Stx2-штаммы. Из 51 колонии, дававшей
положительную реакцию, 5 содержали штаммы Stx1, 34 колонии содержали
штаммы Stx2 и 12 колоний содержали как штаммы Stx1, так и штаммы Stx2.
Следующие результаты были получены при исследовании 8 разных типов продуктов из мяса, птицы и морепродуктов: 63% из 8 образцов телятины, 48% из 28
образцов баранины, 23% из 60 образцов говядины, 18% из 51 образца свинины,
12% из 33 образцов кур, 10% из 62 образцов рыбы, 7% из 15 образцов индейки и
4,5% из 44 образцов моллюсков были положительными [74].
В основополагающих исследованиях Департамента сельского хозяйства
США по изучению бактерий, колонизующих туши КРС и домашней птицы,
а также говяжий фарш, были получены следующие результаты: в 563 образцах
говяжьего фарша бактерий E. coli 0157:Н7 не было обнаружено [85]; не было
обнаружено также этих бактерий в 1297 образцах тушек бройлеров [86]; не было
обнаружено также этих бактерий в 2112 образцах туш коров и быков [87]. Четыре из 2081 туши быков и коров содержали эти микроорганизмы на максимальном уровне 0,93 НВЧ клеток/см2 [88]. При этом биотип 1 был обнаружен на 96%
этих туш в количестве менее 10/см 2.
При добавлении к рассаде редиса и инкубации при температуре в пределах
18–25 °С в течение 7 суток эти микроорганизмы были обнаружены во внутрен-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 27. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями Escherichiae coli

755

них тканях устьев листа и семядолей, а также на внешних поверхностях [39].
Эти микроорганизмы не удалялись после погружения в 0,1% раствор HgCl 2.
Непосредственно после массовых пищевых отравлений в районе Северо-Запада тихоокеанского побережья США Службой хранения и инспектирования
пищевых продуктов Департамента сельского хозяйства США были предприняты серьезные исследования по изучению распространения и действия E. coli
0157:Н7 в продуктах питания, в особенности в мясных и молочных продуктах.
Наибольшее количество бактерий на грамм в образцах было равно 15, а среднее
значение составляло 4 КОЕ/г в свежей говядине. В сводках Департамента сельского хозяйства США за период с 1994 г. по сентябрь 1998 г. отмечается, что
бактерии E. coli 0157:Н7 обнаружены в 23 из 23 900 образцов говяжьего фарша,
т. е. в одном образце на 1000 взятых для исследования. Распространенность и
действие бактерий E. coli 0157:Н7 и типовых штаммов в продуктах из мяса
и птицы представлены в гл. 4, 5, 6 и 9.
В исследованиях по оценке риска заражения бактериями E. coli 0157:Н7 от гамбургеров было сделано заключение о трех наиболее важных факторах, связанных с
опасностью заболеваний как следствия попадания этих микроорганизмов из гамбургеров: концентрация бактерий в фекалиях животных, чувствительность организма-хозяина и заражение туш животных, употребляемых в пищу [11].

Распространенность среди молочного скота
В связи с тем что наиболее частые и сильные массовые пищевые отравления, вызванные синдромом EHEC, были связаны с мясом говядины в большей степени,
чем с любыми другими продуктами, утвердилось всеобщее мнение, что молочный скот является первичным резервуаром этих микроорганизмов. Так это или
нет на самом деле, но молочный скот был объектом наиболее интенсивных исследований. Как правило, молодые телята имеют наибольшее предпочтение для
заселения бактериями штаммов EHEC, и это неудивительно ввиду того, что желудочно-кишечная микробиота молодых телят не столь устойчива, как у взрослого рогатого скота. Например, из 1266 образцов фекалий, взятых от телят, быков и коров, только 18 (1,42%) были положительными по присутствию бактерий
E. coli 0157:Н7 [93]. Из 662 образцов фекалий, взятых от коров, положительным
был лишь один, в то время как у телят из 210 образцов положительными были 5,
а у быков из 394 образцов положительными были 12.
В общей сложности эти бактерии были выделены в пределах от 0,3 до 2,2%
образцов фекалий, собранных у телят и взрослых быков и коров в США, Канаде,
Великобритании, Германии и Испании [19]. Из 23 образцов сырого молока,
обследованных на двух фермах, только один был положительным по E. coli
0157:Н7. В результате использования для исследований ДНК-зондов эти авторы
обнаружили 28 различных штаммов EHEC. При этом 8% этих штаммов было
выявлено у взрослых коров и 19% — у быков и телят [93]. В общей сложности,
бактерии штаммов EHEC были обнаружены в 80% обследованных хозяйств.
В другом исследовании образцов фекалий, собранных у молочного рогатого
скота в 14 штатах в США в 1993 г., 31 из 965 (3,2%) образцов были положительными по наличию бактерий E. coli 0157:Н7 [97]. Из этих 31 образцов 16 были
положительными по результатам прямого микробиологического анализа, где
количество бактерий было определено как 103–105 КОЕ/г. Другие 15 образцов

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

756

Часть VII. Пищевые заболевания

были положительными по E. coli 0157:Н7 только по результатам обогащения. Что касается типов выделяемых бактериями токсинов, то 19 из 31 изолятов
продуцировали Stx1 и Stx2, в то время как 12 из них продуцировали только
Stx2 [97].
При исследовании экспериментально инфицированных телят и взрослого
скота Cray и Moon [17] обнаружили, что телята проявляли признаки бактерионосительства дольше, чем взрослые коровы, а также что введенные скоту микроорганизмы были ограничены по локализации желудочно-кишечным трактом и
что большинство скота, инфицированного бактериями E. coli 0157:Н7 оставалось клинически нормальным. Инфекционной дозой культивируемых in vitro
E. coli 0157:Н7 для взрослого скота считается количество бактерий, равное или
превышающее 107 КОЕ [17]. При более раннем исследовании, проведенном
в Германии, 10,8% из 1387 изолятов, выделенных из 259 здоровых взрослых быков и коров гибридизовались с ДНКзондами для токсинов Stx1 и Stx2 [58]. Гибридизация только по Stx1 осуществлялась с 15,8% образцов, положительных по
SLT, в то время как 38,6% гибридизовалось только по Stx2.
Многие исследования были посвящены изучению общей микробной экологии бактерий E. coli 0157:Н7 в кишечнике и экскрементах крупного рогатого
скота относительно их рациона. В одном из исследований крупный рогатый
скот кормили очень грубыми кормами в течение 4 дней, и при этом содержание
бактерий E. coli 0157:Н7 в экскрементах значительно снижалось, а после 48 ч голодания количество этих микроорганизмов значительно повышалось [41]. Грубые корма состоят на 50% из непереработанного сена люцерны и на 50% из зернового силоса (монензин отсутствовал). В другом исследовании было показано,
что присутствие бактерий E. coli 0157:Н7 в экскрементах было в значительной
степени связано с кормлением зерновым силосом [33]. Эти исследователи обнаружили, что содержание E. coli 0157:Н7 у крупного рогатого скота повышается
при введении в корма монензина и других пищевых добавок, и предположили,
что этот ионофор может быть фактором, позволяющим этим микроорганизмам
доминировать в экскрементах скота. В другом же исследовании было продемонстрировано, что у скота, который кормили в основном зерном, рН в толстом кишечнике был более низким и в нем выделялись более кислотоустойчивые бактерии E. coli, чем у скота после кормления исключительно сеном [21]. Кислотоустойчивость бактерии E. coli у скота, который кормили в основном зерном, была
в 106 раз больше, чем у скота после кормления сеном. При этом количество кислотоустойчивых бактерий у скота снижалось после перевода с кормления зерном на кормление сеном в короткий период (см. рис. 27.2). Взаимосвязь кислотоустойчивости некоторых энтеропатогенов с их вирулентностью обсуждается
в гл. 22.
При проведении в 2000 г. исследований бактерий E. coli в образцах экскрементов скота, откармливаемого на продажу, в 20 загонах 636 из 4790 образцов (13%)
были положительными по этим микроорганизмам. При этом преимущественное
распространение было в десяти из этих загонов, которые снабжались хлорированной питьевой водой [49]. Шестьдесят процентов изолятов принадлежали к группе
четырех PFGE (обладающих геном XbaI). Эти микроорганизмы присутствовали в
каждом из восьми загонов на протяжении всего периода взятия образцов. Эти исследователи предположили, что условия этой фермы потенциально способствуют

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 27. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями Escherichiae coli

757

Рис. 27.2. Влияние сена на общее число колоний E. coli у скота, потребляющего на 90% зерновую диету. (А) Скот был переведен с 90%-й зерновой диеты на сено в самом начале (0 суток).
(В) Число бактерий E. coli, способное переживать кислотный шок (рН 2,0, бульон Луриа, 1 час).
Вертикальные отрезки показывают стандартные отклонения от среднего (три разных животных, одно повторение на животное, два независимых эксперимента). Прерывистые линии
указывают на предельные значения подсчета.
Источник: с разрешения Diez-Gonzalez с соавт. [21]. Copyright © 1998, American Association for
the Advancement of Science.

созданию резервуара для этих микроорганизмов. Из 9122 исследованных в шт.
Вашингтон образцов коровьих экскрементов 1,01% были положительными по
бактериям E. coli 0157:Н7 [72], в то время как из 589 образцов коровьих экскрементов, взятых в Шотландии в момент забоя животных, преимущественное распространение этих микроорганизмов было оценено в 7,5% [65]. В последнем исследовании было использовано 44 инфицированных животных, которые содержали бактерии E. coli 0157:Н7 в количестве более 104/г.

Синдромы заболеваний человека/распространенность
Штаммом–прототипом для синдромов, описанных ниже, является E. coli 0157:Н7.
Н7 тип был первоначально выделен в 1944 г. из образцов фекалий человека во
время приступов диареи, тогда как тип 157 был впервые выделен в 1972 г. из экскрементов свиней во время диареи [66]. Однако первый комбинированный
штамм 0157:Н7 был выделен в 1975 г. от пациента с кровавым поносом. Stx-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

758

Часть VII. Пищевые заболевания

продуцирующие штаммы E. coli были идентифицированы в 1977 г. в США [61]
и Канаде [44]. Вслед за первоначальным выделением в 1975 г. следующим зарегистрированным случаем было выделение бактерий E. coli 0157:Н7 в 1978 г.
в Канаде из фекальных масс во время диареи.
Гемолитический уремический синдром (HUS) и синдром геморрагического
колита (HC) вызываются Stx-продуцирующими штаммами E. coli. По существующим оценкам, от 2 до 7% инфекций, вызываемых E. coli 0157:Н7, приводят к
развитию HUS [31]. Гемолитический уремический синдром включает в себя такие симптомы, как гемолитическая анемия, тромбоцитопения и остраяпочечная
недостаточность. Синдром HUS был впервые описан в 1955 г., хотя его возникновение не связывали со штаммами EHEC вплоть до 1985 г. В Германии было
проведено исследование по определению длительности выделения бактерий
E. coli 0157:Н7 из организмов 53 детей. Было установлено, что у 28 детей с синдромом HC-диареи эти микроорганизмы выделялись в течение периода от двух
до 62 дней (в среднем 13 дней); в то же время у 25 детей, у которых развился синдром HUS, эти микроорганизмы выделялись в течение 5–124 дней (в среднем
21 день) [42]. HUS в большей степени связан со штаммами, продуцирующими
исключительно Stx2, чем со штаммами, продуцирующими либо только Stx1,
либо Stx1 и Stx2 [67] (см. гл. 22). Из 1275 человек, обследованных в Великобритании за трехлетний период (с 1989 по 1991 г.), было выявлено 15% людей,
от которых выделялись EHEC положительные культуры микроорганизмов, и
было показано, что у всех у них проявляется гемолитический уремический синдром [83].
Геморрагические колиты как пищевые заболевания впервые были установлены в 1982 г. в Орегоне и Мичигане, где в обоих случаях больные употребляли
в пищу сэндвичи, содержавшие недожаренный говяжий фарш, в ресторане быстрого питания [73]. Из 43 пациентов у всех был кровавый понос и колики внизу
живота, 63% испытывали тошноту, у 49% была рвота. Но только у 7% пациентов было лихорадочное состояние. Средний инкубационный период был равен
3,8–3,9 дням, и симптомы длились от 3 до более 7 дней [73]. Во время другого
массового пищевого отравления проявления симптомов продолжались от 3,1 до
8 дней. Для выделения этиологических агентов из фекалий пациентов требуется
проведение исследования образцов в течение нескольких дней после появления
симптомов. Общая тенденция такова, что экскременты остаются отрицательными по бактериям EHEC в течение 7 и более дней после проявления заболевания
[94]. Кровавый красный стул является предупредительным сигналом к началу
этого синдрома, и он отражает включение этого этиологического агента в толстый кишечник. Лихорадочное состояние проявляется в редких случаях. Считается, что инфекционная доза составляет не менее 10 КОЕ.
В табл. 27.2 представлены многие из зарегистрированных массовых пищевых отравлений и отдельных случаев геморрагических колитов, которые были
вызваны употреблением пищи и воды. Хотя большинство из этих случаев было
вызвано бактериями E. coli 0157:Н7, тем не менее в массовом отравлении, произошедшем в Нью-Гэмпшире и Род-Айленде в 1993 г. и вызванном употреблением в пищу салатов из сырых овощей, этиологическим агентом были бактерии
E. coli O6:NM (NM — неподвижные). Первым из установленных этиологических агентов в США в 1994 г., являющихся Stx-продуцентами и вызывающих

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Таблица 27.2. Некоторые из зарегистрированных массовых пищевых отравлений,
вызванных употреблением продуктов питания и воды, в которых
инфекционными агентами были Stx-продуцирующие штаммы E. coli
Год

Источник заражения

Случаи/
смертельные
исходы

1982
1982
1983
1983
1984
1985
1985
1986
1986
1987
1987
1987
1988
1988
1989
1990
1990
1991
1992
1993

Мясо для гамбургеров
Мясо для гамбургеров
Мясо для гамбургеров
Мясо для гамбургеров
Морепродукты из Ньюберга
Холодные сэндвичи/другие*
Сырой картофель
Сырое молоко
Мясо для гамбургеров
Замороженные говяжьи котлеты
Тефтели из индейки
Говяжий фарш/другие*
Ростбиф
Жареные замороженные котлеты
Вода
Школьные обеды
Ростбиф
Яблочный сидр
Неизвестны†
Мясо для гамбургеров

1993
1993
1993
1994
1994
1994
1994
1995
1995
1996
1996
1996

Гамбургеры домашнего приготовления
Садовый салат‡
Салат табуле
Гамбургеры
Гамбургеры (редко)
Высушенная cалями
Загрязненное пастеризованное молоко
Полусухая ферментированная колбаса
Салат латук
Мясо
Проростки белой редьки
Яблочный сидр (непастеризованный)

10/0
47/–
121/0
46/0
20/0
23/0
17/0
23/1
>100/–
ок. 500
9492/3
28

1997
1997
1998
1998
1998
1998
1998
1998
1998
1999
1999
2001
2002
2002а
2002

Проростки люцерны
Говяжий фарш
Питьевая вода
Вода из паркового бассейна
Фруктовые салаты
Торты
Салат из шинкованной капусты
Свежий сыр
Салат из шинкованной капусты
Родниковая вода
Салаты
Сырое козье молоко
Говяжий фарш
Яблочный сок местного производства
Сладкая вата, мороженое

108/0
15
114
26/1
47
20
33
55
142
775
58
5
28/5
64
24

26/0
21/0
19/0
34/4
42/0
73/19
24/0
46/0
37/2
15/2
26/0
51/4
61/0
32/0
243/4
10/0
70/0
23/0
9/1
732/3

Локализация

Орегон
Мичиган
Альберта, Канада
Небраска
Мэн
Онтарио, Канада
Великобритания
Онтарио, Канада
Вашингтон
Альберта, Канада
Великобритания
Юта
Висконсин
Миннесота
Кабул, шт. Миссури
Монтана
Северная Дакота
Массачусетс
Италия
Вашингтон, Айдахо,
Калифорния, Невада
Калифорния
Род-Айленд
Нью-Гэмпшир
Нью-Джерси
Вирджиния
Вашингтон и Калифорния
Монтана
Южная Австралия
Монтана
Шотландия
Япония
Калифорния, Колорадо,
Вашингтон, Британская
Колумбия
Мичиган и Вирджиния
Колорадо
Вайоминг
Джорджия
Висконсин
Калифорния
Индиана
Висконсин
Северная Каролина
шт. Нью-Йорк
Техас
Канада
Колорадо + 6 других штатов
Германия
Новый Уэльс

* Передается также от человека к человеку.
†
‡
a

E. coli 0111:NM. У 23 зараженных установлен Гемолитический уремический синдром.
E. coli 06: NM. E. coli 0104:H21.
Сорбитол-положительные штаммы E. coli 0157:Н7.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

760

Часть VII. Пищевые заболевания

Таблица 27.3. Некоторые случаи гастроэнтеритов, вызванные употреблением питьевой
воды в США, где этиологическим агентом были бактерии E. coli 0157:Н7
Год

Штат США

1995
1995
1995
1995
1996
1996

Миннесота
Иллинойс
Миннесота
Висконсин
Джорджия
Миннесота

Зараженная
вода
Родниковая вода
Вода из озера
Вода из озера
Вода из озера
Вода из бассейна
Вода из озера

Количество случаев
заражений
33
12
8
8
18
6

Источник: MMWR Morb Mort Wkly Rep 47, SS-5, 1998.

массовые пищевые отравления, но отличающихся от штаммов E. coli 0157:Н7,
был серотип 0104:H21, обнаруженный в пастеризованном молоке [13]. Серотип
0111:NM был обнаружен в полусухой колбасе в южной Австралии в 1995 г.,
а в 1992 г. тот же серотип был первым из Stx-продуцирующих штаммов связан
с гемолитическим уремическим синдромом в Италии, где было зарегистрировано 9 случаев с одним смертельным исходом [10].
Количество случаев заражений бактериями E. coli 0157:Н7, зарегистрированное Центрами по предотвращению и контролю заболеваний США за период
1994–1997 гг., было следующим: соответственно 1420, 2139, 2741 и 2555 за 1994,
1995, 1996 и 1997 гг. [12]. В 1997 г. за период июля, августа и сентября количество
случаев заражений этими штаммами бактерий составило 1167, что соответствует
45,7% от всех заболеваний кишечной палочкой. Случаи гастроэнтеритов после
употребления питьевой и оздоровительной воды в США за период 1995–1996 гг.
суммированы в табл. 27.3. Происходившая в Шотландии в 1996 г. массовая
вспышка кишечных инфекций является примером того, что может произойти
при ненадлежащем приготовлении пищи и несоблюдении чистоты на кухне. Зарегистрировано около 500 случаев массовых пищевых отравлений, вызванных
употреблением, по крайней мере, шести различных мясных продуктов, в которых
инфекционными агентами были Stx-продуцирующие штаммы E. coli (279 из которых были подтверждены лабораторно) [3]. Причиной всех подтвержденных
случаев отравлений были бактерии Stx2-продуцирующих штаммов.
В Японии зарегистрировано 29 массовых пищевых отравлений людей, вызванных заражением бактериями E. coli 0157:Н7 за период с 1991 по 1995 г.
В 1996 г. во всем мире было зарегистрировано 11 826 пищевых отравлений, вызванных бактериями E. coli 0157:Н7, среди которых произошло 12 смертельных
исходов [54]. В этом же 1996 г. кишечные отравления в Японии, вызванные
употреблением проростков белой редьки, насчитывали более 9000 случаев, среди которых произошло три смертельных исхода. Выделение этих микроорганизмов из пищи людей и скота в Северной Ирландии случается довольно редко,
и частота случаев заражения в Северной Ирландии, Англии, Уэлсе и Шотландии
за период 1997 г. определялась соответственно следующими показателями: 1,8,
2,1 и 8,2/100 000 [96]. В США частота случаев заражения в 1997 г. была 2,3,
а в 1996 и 1998 гг. этот показатель равнялся соответственно 2,7 и 2,8.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 27. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями Escherichiae coli

761

Энтероинвазивные E. coli (EIEC)
Эти штаммы обычно не продуцируют энтеротоксины, как это характерно для
штаммов ETEC, но, тем не менее, эти бактерии проникают в клетки эпителия толстого кишечника и затем распределяются по непосредственно примыкающим клеткам тем же способом, что и шигеллы [14]. До начала 1970-х гг. некоторые из этих
микроорганизмов обозначались термином «параколон». Так же как и шигеллы,
бактерии штаммов EIEC обладают плазмидой энтероинвазивности (pINV) размером в 140 МДа, которая является весьма схожей с той, которая была обнаружена у
бактерий Shigella flexneri и является необходимой для их инвазивности (см. гл. 26).
Штаммы, не несущие этой плазмиды, не являются инвазивными. Классические
штаммы EIEC также дают положительную реакцию на тест Шереня. Микроорганизмы этой группы локализуются преимущественно в толстой кишке, вследствие чего очень сильный понос является непременным следствием заражения
этими бактериями. Дизентерия весьма редка, а очень молодые и очень старые
люди наиболее чувствительны к этим бактериям. Инкубационный период составляет от 2 до 48 ч при среднем значении, равном 18 ч [55]. Некоторые из серотипов, которые включают штаммы EIEC, перечислены в табл. 27.1. По крайней
мере один серотип — О167 содержит как ETEC-, так и EIEC-штаммы [32].
Некоторые из зарегистрированных в ранние годы массовых кишечных отравлений суммированы в табл. 27.4. Самая ранняя из зарегистрированных вспышек массового заражения произошла в Англии в 1947 г. среди школьников, и
причиной этого заражения было употребление в пищу лососевых рыб [38]. Несмотря на то что пищевой путь заражения является определенно доказанным
в случае этого синдрома, известны также случаи передачи возбудителей от человека к человеку. Штаммы бактерий EIEC были выделены от людей, страдавших
диареей путешественников. Показано также, что эти штаммы, как правило, выделяются из кала детей, страдающих диареей [81].

Энтеропатогенные E. coli (EPEC)
Эти штаммы, как правило, не продуцируют энтеротоксинов, хотя они могут вызывать диарею. Бактерии этих штаммов способны прикрепляться к клеткам
культуры ткани и способны к агглютинации в средах для выращивания культуры тканей. Они обладают плазмидами, кодирующими факторы адгезивности,
что позволяет им прикрепляться к мукозному слою кишечника. После колонизации мукозного слоя кишечника происходят его деградативные изменения,
обозначаемые термином «прикрепления-разрушения» (“attachment-effacement”,
A/E). Процесс начинается сразу же после первого контакта, и считается, что в
нем участвуют кодируемые плазмидой пили, образующие пучки (см. гл. 22).
Секретируемые бактериями штаммов EPEC белки (Esps) блокируют фагоцитоз
и вызывают перестройку цитоскелета, а также фосфорилирование тирозина (см.
гл. 22). Когда тирозин связывается с белком внешней мембраны интимином, то
прикрепление становится более плотным. В результате осуществляется разрушение пограничного слоя микроворсинок и формирование массивной платформы (более подробно механизмы патогенеза описаны в гл. 22).
Феномен «прикрепления-разрушения» (A/E) является, по всей очевидности,
наиболее важным фактором вирулентности при заражении бактериями штаммов EPEC [84]. Эти штаммы не продуцируют сколько-нибудь существенного

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

762

Часть VII. Пищевые заболевания

или даже определяемого количества Stx токсинов. Некоторые из серотипов
EPEC перечислены в табл. 27.1. Впервые охарактеризованные в 1955 г. штаммы
EPEC вызывают приступы диареи у детей в возрасте до одного года.

Энтеротоксигенные E. coli (ETEC)
Бактерии этих штаммов прикрепляются к стенкам тонкого кишечника и колонизируют его при помощи находящихся на фимбриях антигенных факторов колонизации (CFA). Существует 4 типа факторов колонизации — I, II, III и IV. Все
они были клонированы и секвенированы [80]. CFA кодируются плазмидами и,
главным образом, той же плазмидой, которая кодирует термостабильный энтеротоксин (описано ниже). Эти факторы не выделяются при температуре ниже
20°С. Будучи уже прикрепленными, эти бактерии продуцируют один или сразу
два энтеротоксина. Некоторые из серотипов ETEC перечислены в табл. 27.1.
При исследовании бактерий ETEC-штаммов, выделенных от 109 больных пациентов, было установлено, что штаммы, продуцирующие как ST-, так и LT-токсины, более ограничены по спектру O : K : H серотипов, чем те штаммы, которые
продуцируют только один из этих токсинов [57]. Эти токсины далее будут подробно охарактеризованы.
В отличие от штаммов EPEC, которые вызывают приступы диареи преимущественно у детей в возрасте до одного года, бактерии штаммов ETEC вызывают диарею и у детей, и у взрослых. Эти штаммы занимают лидирующее положение среди бактерий, вызывающих диарею путешественников. Синдром заболевания ETEC редко сопровождается лихорадкой и диарея возникает всегда
неожиданно. По проведенной оценке было установлено, что для появления эффекта диареи у взрослых людей достаточно 108–1010 КОЕ [60].

Энтеротоксины
Один из энтеротоксинов Escherichia coli является термолабильным (LT), другой — термостабильным (STа или ST-I и STb или ST-II). Термолабильный энтеротоксин разрушается при 60 °С в течение приблизительно 30 мин, в то время
как термостабильный энтеротоксин может выдерживать температуру 100 °С
в течение 15 мин.
Термолабильный энтеротоксин представляет собой белок с молекулярным
весом около 91 кДа [18] и обладает ферментативной активностью, аналогичной
активности холерного токсина (СТ). В то время как холерный токсин экспортируется из цитоплазмы во внешнюю среду продуцирующих его клеток, термолабильный энтеротоксин накапливается в периплазме бактерий E. coli. Кроме
того, антисыворотка против СТ нейтрализует термолабильный энтеротоксин, а
иммунизация животных холерным токсином индуцирует у них сопротивляемость как к СТ, так и к LT.
Эти энтеротоксины начинают продуцироваться на ранней стадии роста бактерий продуцирующих штаммов. В одном из исследований было показано, что
максимальное количество термолабильного энтеротоксина продуцируется уже
через 7 ч роста бактерий в среде с дрожжевым экстрактом и казаминокислотами,
содержащей 0,2% глюкозы [47]. При росте бактерий E. coli в синтетической среде ST появляется через 8 ч роста, а максимальная продукция энтеротоксина зарегистрирована через 24 ч роста при интенсивной аэрации [8]. Хотя считается,
что выделение и LT и ST энтеротоксинов бактериями осуществляется в любых

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 27. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями Escherichiae coli

763

условиях, при которых возможен рост микроорганизмов, наиболее интенсивная
продукция токсинов осуществляется в обогащенной среде при значениях рН от
7,5 до 8,5 [59].
Термолабильный энтеротоксин (LT) состоит из двух протомеров: А, с молекулярным весом около 25,5 кДа, который при обработке трипсином становится активным и состоит из полипептидной цепи А1, связанной дисульфидной
связью с А2-подобной цепью, и протомера В, обладающего молекулярным весом около 59 кДа и состоящего из 5 нековалентно связанных отдельных полипептидных цепей [23]. Протомер В термолабильного энтеротоксина (LTB) обладает иммунологическими свойствами, похожими на те, которые характерны для
субъединиц А и В токсина Vibrio cholerae [46]. Аббревиатурами LTh и LTp обозначают, соответственно, штаммы, поражающие человека и свиней.
STa обладает хорошей растворимостью в метаноле и вызывает секреторный
ответ у детенышей мышей. В его состав входит состоящий из 18–19 аминокислотных остатков кислый пептид, который содержит три дисульфидных связи и имеет
молекулярную массу в 1972 Да. Этот энтеротоксин стимулирует специфическую
гуанилатциклазу в кишечнике. STa был химически синтезирован [43].
STb нерастворим в метаноле и первоначально был выделен из организма
свиньи. Этот токсин является наиболее распространенным при выделении различных токсинов из диарейных фекалий свиней. Он воздействует на тонкий кишечник и связанный с ним илеум у молочных поросят, а также на кишечную
петлю мышей при добавлении ингибитора протеаз [95]. Ген этого энтеротоксина (estB) был секвенирован и клонирован [48]. Трипсин-чувствительный STb энтеротоксин синтезируется в виде полипептида, состоящего из 71 аминокислотного остатка, которые затем расщепляются, и в результате остается молекула из
48 аминокислот, содержащая 4 цистеиновых остатка, которая и проходит в периплазматическое пространство клеток бактерий. Механизм действия этого энтеротоксина остается пока невыясненным, но показано, что он стимулирует синтез
простагландина Е2 [35]. Клеточным рецептором этого энтеротоксина в клетках кишечника мыши является белок, обладающий молекулярной массой 25 кДа [34].
Механизм действия энтеротоксинов
Гастроэнтериты, которые определяются действием ETEC-штаммов, вызываются при поглощении 106–1010 жизнеспособных клеток бактерий на грамм, которые должны колонизировать тонкий кишечник и начать продуцировать энтеротоксины. Факторами колонизации являются обычно фимбрии или пили. Синдром определяется, прежде всего, некровавым поносом без воспалительных
экссудатов в стуле. Испражнения имеют водянистую консистенцию и напоминают по структуре испражнения, характерные при заражении холерным вибрионом. Диарея происходит вследствие активации энтеротоксином аденилатциклазы кишечника, в результате действия которой происходит накопление циклического 3',5'-аденозинмонофосфата (цАМФ).
Что касается термолабильного энтеротоксина — LT, то в этом случае В промотор опосредует связывание молекулы с клетками кишечника. LT связывается
с ганглиозидами и, в особенности, с моносиалоганглиозидами (GM1) [23]. СТ
также связывается с GM1 ганглиозидом и, кроме того, известно, что оба этих
токсина имеют общие антигенные детерминанты среди соответствующих протомеров, несмотря на то что они и не демонстрируют перекрестных реакций.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

764

Часть VII. Пищевые заболевания

В результате связывания полипептидная цепь А (синтезируемая с помощью А
промотора) катализирует АДФ рибозилирование G-белка, который активирует
аденилатциклазу и, таким образом, индуцирует повышение содержания внутриклеточного цАМФ.
Что касается ST, то STа необратимо связывается со специфическим высокоаффинным рецептором неганглиозидной природы и инициирует трансмембранный сигнал, активирующий специфическую гуанилатциклазу. Таким образом,
STа запускает продукцию внутриклеточного циклического гуанозинмонофосфата (цГМФ). Повышение уровня циклического гуанозинмонофосфата в мукозном слое приводит к потере жидкости и электролитов. Термостабильный энтеротоксин E. coli отличается от холерного токсина только тем, что стимулирует
гуанилатциклазу, в то время как холерный токсин активирует аденилатциклазу.
STb повышает уровень 5-гидрокситриптамина и простагландина Е2 в люминальном пространстве. Оба этих вещества являются медиаторами секреции в кишечнике. При этом STb не активирует аденилатциклазу. Гены, контролирующие
продукцию STb, были картированы [56] и клонированы из его плазмиды, а затем
секвенированы [70].
Механизмы действия таких токсинов, как шигатоксин, Stx1, Stx2, Stx2е и рицина (белок касторовых бобов), являются идентичными. Все они представляют
собой N-гликозидазы, которые отщепляют специфические адениновые остатки
от 28S-субъединицы эукариотических рРНК, что приводит, в конечном счете,
к ингибированию синтеза белка [62, 92].
Массовые кишечные отравления, вызванные потреблением пищи и воды
Некоторые из массовых заражений, вызванных штаммами ETEC и другими
штаммами, суммированы в табл. 27.4. Что касается групп вирулентности, то необходимо отметить, что впервые, в 1947 г. было зарегистрировано, что штамм
Таблица 27.4. Краткий обзор наиболее ранних из известных случаев пищевых
гастроэнтеритов, вызванных патогенными бактериями
Escherichiae сoli (по литературным данным)
Год

Локализация

1947
1961
1963
1966
1967
1971
1980

Англия
Румыния
Япония
Япония
Япония
США*
Висконсин

1981
1982

Техас
Орегон

Пища/
источник
Лососевые рыбы
Кофейный напиток
Рисовые тефтели
Овощи
Суши
Импортные сыры
От рук работников
сферы питания
Не определено
Говяжий фарш

* В 14 штатах.
† LT = термолабильный энтеротоксин .

Число заболевших/
Токсин/
риск заражений
тип штамма
47/300
10/50
17/31
244/435
835/1736
387/?
500/>3000

EIEC
EPEC
EIEC
EIEC
?
EIEC
ETEC

282/3000
26/?

ETEC (LT)†
EHEC

Серотип
О124
O86:B7; H34
О124
О124
О11(?)
О124:В17
О6:Н16
О25:Н+
О157:Н7

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 27. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями Escherichiae coli

765

EIEC был причиной возникновения вспышки массовых кишечных заболеваний.
Этот же штамм был впервые выделен в ходе массовые кишечных отравлений
в США, которое произошло в 1971 г. Штамм EPEC был установлен в качестве
причины массовые кишечных отравлений в 1961 г., штамм ETEC — в 1980 г.,
а штамм EHEC — в 1982 г. Первым хорошо документированным массовым кишечным заболеванием человека, вызванным бактериями штамма ETEC, была
вспышка заболеваний в результате употребления воды в национальном парке
шт. Орегон в 1975 г. Тогда было зарегистрировано 2200 заболевших, которые
пили недостаточно хлорированную воду. Штаммом, вызвавшем в тот раз массовые кишечные отравления, был О6:Н16.

Предотвращение заражений
Предотвращение пищевых отравлений, вызываемых действием бактерий E. coli,
может быть достигнуто при внимательном рассмотрении факторов, перечисленных в последнем разделе гл. 23. Тем не менее, поскольку для молодых людей и
детей эти заболевания могут иметь тяжелые последствия, необходимо рассмотреть особые предосторожности. Свойства термочувствительности этих микроорганизмов таковы, что заражений и отравлений можно избежать при правильной термической обработке продуктов питания и надлежащем приготовлении
пищи. В случае говяжьего фарша, например, рекомендуется готовить его при
71,1 °С или основная температура должна быть не менее 58,3 °С при обработке в течение по крайней мере 15 с. Соки должны быть в обязательном порядке
осветленными (рекомендации Управления контроля качества пищевых продуктов и медикаментов США, 1993 г.). Поскольку режим термической обработки
котлет для гамбургеров не совсем четко отработан, рекомендуется готовить
их при температурах 58,3–71,1 °С, что гарантирует безопасность их употребления. После приготовления гамбургеры, так же как и другие мясные продукты,
не должны храниться при температурах от 4,4 до 60 °С в течение более 3–4 ч.
Несмотря на то что наибольшее число зарегистрированных вспышек массовых
кишечных заражений и отравлений было связано с употреблением говяжьего
фарша, любые сырые мясные продукты, продукты из домашней птицы и дичи,
морепродуктов и некоторых фруктов и овощей должны рассматриваться
как возможные источники патогенов для возникновения геморрагических
колитов.

Диарея путешественников
Хорошо установлено, что Escherichia coli является одним из основных патогенных агентов, вызывающих острый водянистый понос, который часто случается
у людей, прибывающих в определенные зарубежные страны. Среди волонтеров
Корпуса мира, прибывших в районы внутреннего Таиланда, в первые пять недель было выявлено, что из 35 заболевших у 57% был синдром геморрагического колита, и из них у 50% была выявлена инфекция штаммами ETEC. В 1976 г.
произошло массовое кишечное отравление на борту корабельного судна, которое, как было показано, вызвали бактерии серотипа О25:К98:NM, продуцирующие только термолабильный энтеротоксин (LT). Аналогичные штаммы были
выделены от заболевших кишечными отравлениями и страдавших диареей путе-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

766

Часть VII. Пищевые заболевания

шественников, прибывающих из различных стран. При этом, помимо штаммов
ETEC, были выделены штаммы EPEC, а также продуцирующие термостабильный энтеротоксин (ST) штаммы.
Среди других патогенов, связанных с синдромом диареи путешественников,
можно назвать ротавирусы, норовирусы, Entamoeba histolitica, Yersinia enterocolitica, Giardia lamblia, Campylobacter jejuni/coli, Shigella spp. и, возможно,
Aeromonas hydrophyla, Klebsiella pneumoniae и Enterobacter cloacae.

Литература
1. Abdul-Raouf, U.M., L.R. Beuchat, T. Zhao, and M. S. Ammar. 1995. Growth and verotoxin I production
by Escherichia coli O157:H7 in ground roasted beef. Int. J. Food Microbiol. 23:79–88.
2. Ahmed, N.M., D.E. Conner, and D.L. Huffman. 1995. Heat-resistance Escherichia coli O157:H7 in meat
and poultry as affected by product composition. J. Food Sci. 60:606–610.
3. Ahmed, S., and M. Donaghy. 1998. An outbreak of Escherichia coli O157:H7 in central Scotland. In Escherichia coli O157:H7 and Other Shiga Toxin-Producing E. coli Strains, ed. J.B. Kaper and A.D. O’Brien,
59–65. Washington, DC: ASM Press.
4. Baudry, B., S.J. Savarino, P. Vial, J.B. Kaper, and M.M. Levine. 1990. A sensitive and specific DNA probe
to identify enteroaggregative Escherichia coli, a recently discovered diarrheal pathogen. J. Infect. Dis. 161:
1249–1251.
5. Benjamin, M.M., and A.R. Datta. 1995. Acid tolerance of enterohemorrhagic Escherichia coli. Appl.
Environ. Microbiol. 61:1669–1672.
6. Besser, R.E., S.M. Lett, J.T. Weber, M.P. Doyle, T.J. Barett, J.G. Wells, and P.M. Griffin. 1993. An outbreak
of diarrhea and hemolytic uremic syndrome from Escherichia coli O157:H7 in fresh-pressed apple cider.
JAMA 269:2217–2220.
7. Buchanan, R.L., S.G. Edelson, K. Snipes, and G. Boyd. 1998. Inactivation of Escherichia coli O157:H7
in apple juice by irradiation. Appl. Environ. Microbiol. 63:4533–4535.
8. Burgess, M.N., R.J. Bywater, C.M. Cowley, N.A. Mullan, and P.M. Newsome. 1978. Biological evaluation
of a methanol-soluble, heat-stable Escherichia coli enterotoxin in infant mice, pigs, rabbits, and calves.
Infect. Immun. 21:526–531.
9. Calderwood, S.B., D.W.K. Acheson, G.T. Keusch, T.J. Barrett, P.M. Griffin, N.A. Strockbine, B. Swaminathan, J.B. Kaper, M.M. Levine, B.S. Kaplan, H. Karch, A.D. O’Brien, T.G. Obrig, Y. Takeda, P.I. Tarr,
and I.K. Wachsmuth. 1996. Proposed new nomenclature for SLT (VT) family. ASM News 62:118–119.
10. Caprioli, A., I. Luzzu, F. Rosmini, C. Resti, A. Edefonti, F. Perfumo, C. Farina, A. Goglio, A. Gianviti, and
G. Bizzoni. 1994. Communitywide outbreak of hemolytic-uremic syndrome associated with non-O157
verocytotoxin-producing Escherichia coli. J. Infect. Dis. 169:208–211.
11. Cassin, M.H., A.M. Lammerding, E.C.D. Todd, W. Ross, and R.S. McColl. 1998. Quantitative risk
assessment for Escherichia coli O157:H7 in ground beef hamburger. Int. J. Food Microbiol. 41:21–44.
12. Centers for Disease Control and Prevention. 1998. Summary of notifiable diseases, United States, 1997.
Morb. Mort. Wkly. Rep. 46(54).
13. Centers for Disease Colitrol and Prevention. 1995. Outbreak of acute gastroenteritis attributable to Escherichia coli serotype O104:H21–Helena, Montana, 1994. Morb. Mort. Wkly. Rep. 44: 501–503.
14. Cheasty, T., and B. Rowe. 1983. Antigenic relationships between the enteroinvasive Escherichia coli O
antigens O28ac, O112ac, O124, O136, O143, O144, O152, and O164 and Shigella O antigens. J. Clin.
Microbiol. 17:681–684.
15. Cohen, M.B., J.A. Hawkins, L.S. Weckbach, J.L. Staneck, M.M. Levine, and J.E. Heck. 1993. Colonization
by enteroaggregative Escherichia coli in travelers with and without diarrhea. J. Clin. Microbiol. 31:351–353.
16. Conner, D.E., and J.S. Kotrola. 1995. Growth and survival of Escherichia coli O157:H7 under acidic
conditions. Appl. Environ. Microbiol. 61:382–385.
17. Cray, W.C., Jr., and H.W. Moon. 1995. Experimental infection of calves and adult cattle with Escherichia
coli O157:H7 Appl. Environ. Microbiol. 61:1586–1590.
18. Dallas, W.S., D.M. Gill, and S. Falkow. 1979. Cistrons encoding Escherichia coli heat-labile toxin. J. Bacteriol. 139:850–858.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 27. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями Escherichiae coli

767

19. Dean-Nystrom, E.A., B.T. Bosworth, W.C. Cray, Jr., and H.W. Moon. 1997. Pathogenicity of Escherichia
coli O157:H7 in the intestines of neonatal calves. Infect. Immun. 65:1842–1848.
20. Debroy, C., J. Yealy, R.A. Wilson, M.K. Bhan, and R. Kumar. 1995. Antibodies raised against the outer
membrane protein interrupt adherence of enteroaggregative Escherichia coli. Infect. Immun. 63:2873–2879.
21. Diez-Gonzalez, F., T.R. Callaway, H.G. Kizoulis, and J.B. Russell. 1998. Grain feeding and the dissemination of acid-resistant Escherichia coli from cattle. Science 281:1666–1668.
22. Doyle, M.P., and J.L. Schoeni. 1987. Isolation of Escherichia coli O157:H7 from retail fresh meats and
poultry. Appl. Environ. Microbiol. 53:2394–2396.
23. Eidels, L., R.L. Proia, and D.A. Hart. 1983. Membrane receptors for bacterial toxins. Microbiol. Rev.
47:596–620.
24. Erickson, J.P., J.W. Stamer, M. Hayes, D.N. McKenna, and L.A. van Alstine. 1995. An assessment of
Escherichia coli O157:H7 contamination risks in commercial mayonnaise from pasteurized eggs and environmental sources, and behavior in low-pH dressings. J. Food Protect. 58:1059–1064.
25. Fenton, L.L., L.W. Hand, T.G. Rehberger, F.K. Ray, and T.G. Harbolt. 1995. Fate of Escherichia coli
O157:H7 in thermally processed low fat ground beef patties. Proc. Inst. Food Technol. 36.
26. Fielding, L.M., P.E. Cook, and A.S. Grandison. 1994. The effect of electron beam irradiation and modified
pH on the survival and recovery of Escherichia coli. J. Appl. Bacteriol. 76:412–416.
27. Fisher, T.L., and D.A. Golden. 1998. Fate of Escherichia coli O157:H7 in ground apples used in cider
production. J. Food Protect. 61:1372–1374.
28. Frantz, J.C., L. Jaso-Friedman, and D.C. Robertson. 1984. Binding of Escherichia coli heat-stable enterotoxin to rat intestinal cells and brush border membranes. Infect. Immun. 43:622–630.
29. Glass, K.A., J.M. Loeffelholz, J.P. Ford, and M.P. Doyle. 1992. Fate of Escherichia coli O157:H7 as
affected by pH or sodium chloride and in fermented, dry sausage. Appl. Environ. Microbiol. 58:2513–2516.
30. Gonthier, A., V. Guйrin-Faublйe, B. Tilly, and M.-L. Delignette-Muller. 2001. Optimal growth temperature
of O157 and non-O157 Escherichia coli strains. Lett. Appl. Microbiol. 33:352–356.
31. Griffin, P.M., and R.V. Tauxe. 1991. The epidemiology of infections caused by Escherichia coli O157:H7,
other enterohemorrhagic E. coli, and the associated hemolytic uremic syndrome. Epidemiol. Rev. 13:60–98.
32. Gross, R.J., L.V. Thomas, T. Cheasty, N.P. Day, B. Rowe, M.R.F. Toledo, and L.R. Trabulsi. 1983.
Enterotoxigenic and enteroinvasive Escherichia coli strains belonging to a new O Group, O167. J. Clin.
Microbiol. 17:521–523.
33. Herriott, D.E., D.D. Hancock, E.D. Ebel, L.V. Carpenter, D.H. Rice, and T.E. Besser. 1998. Association of
herd management factors with colonization of dairy cattle by Shiga toxin-positive Escherihia coli O157.
J. Food Protect. 61:802–807.
34. Hitotsubashi, S., Y. Fujii, and K. Okamota. 1994. Binding protein for Escherichia coli heat-stable enterotoxin II in mouse intestinal membrane. FEMS Microbiol. Lett. 122:297–302.
35. Hitotsubashi, S., Y. Fujii, and H. Yamanaka. 1992. Some properties of purified Escherichia coli heat-stable
enterotoxin II. Infect. Immun. 60:4468–4474.
36. Harrison, J., and M. Harrison. 1995. Fate of Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes and
Salmonella Typhimurium during preparation and storage of beef jerky. Proc. Inst. Food Technol. 30.
37. Hathcox, A.K., L.R. Beuchat, and M.P. Doyle. 1995. Death of enterohemorrhagic Escherichia coli O157:H7
in real mayonnaise and reduced-calorie mayonnaise dressing as influenced by initial population and storage
temperature. Appl. Environ. Microbiol. 61:4172–4177.
38. Hobbs, B.C., M.E.M. Thomas, and J. Taylor. 1949. School outbreak of gastroenteritis associated with a pathogenic paracolon bacillus. Lancet 2:530–532.
39. Itoh, Y., Y. Sugita-Konishi, F. Kasuga, M. Iwaki, Y. Hara-Kudo, N. Saito, Y. Noguchi, H. Konuma, and
S. Kumagai. 1998. Enterohemorrhagic Escherichia coli O157:H7 present in radish sprouts. Appl. Environ.
Microbiol. 64:1532–1535.
40. Janisiewicz, W.J., W.S. Conway, M.W. Brown, G.M. Sapers, P. Fratamico, and R.L. Buchanan. 1999. Fate
of Escherichia coli O157:H7 on fresh-cut apple tissue and its potential for transmission by fruit flies. Appl.
Environ. Microbiol. 65:1–5.
41. Jordan, D., and S. A. McEwen. 1998. Effect of duration of fasting and a short-term high-roughage ration
on the concentration of Escherichia coli biotype 1 in cattle feces. J. Food Protect. 61:531–534.
42. Karch, H., H. Rьssmann, H. Schmidt, A. Schwarzkopf, and J. Heeseman. 1995. Long-term shedding and
clonal turnover of enterohemorrhagic Escherichia coli O157:H7 in diarrheal diseases. J. Clin. Microbiol.
33:1602–1605.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

768

Часть VII. Пищевые заболевания

43. Klipstein, F.A., R.F. Engert, and R.A. Houghten. 1983. Properties of synthetically produced Escherichia coli
heat-stable enterotoxin. Infect. Immun. 39:117–121.
44. Konowalchuk, J., J.I. Speirs, and S. Stavric. 1977. Vero response to a cytotoxin of Escherichia coli. Infect.
Immun. 18:775–779.
45. Kudva, I.T., K. Blanch, and C.J. Hovde. 1998. Analysis of Escherichia coli O157:H7 survival in ovine or
bovine manure and manure slurry. Appl. Environ. Microbiol. 64:3166–3174.
46. Kunkel, S.L., and D.C. Robertson. 1979. Purification and chemical characterization of the heat-labile
enterotoxin produced by enterotoxigenic Escherichia coli. Infect. Immun. 25:586–596.
47. Lallier, R., S. Lariviere, and S. St-Pierre. 1980. Escherichia coli heat-stable enterotoxin: Rapid method
of purification and some characteristics of the toxin. Infect. Immun. 28:469–474.
48. Lee, C.H., S.L. Moseley, H.W. Moon, S.C. Whipp, C.L. Gyles, and M. So. 1983. Characterization of the
gene encoding heat-stable toxin II and preliminary molecular epidemiological studies of enterotoxigenic
Escherichia coli heat-stable toxin II producers. Infect. Immun. 42:264–268.
49. LeJeune, J.T., T.E. Besser, D.H. Rice, J.L. Berg, R.P. Stilborn, and D.D. Hancock. 2004. Longitudinal study
of fecal shedding of Escherichia coli O157:H7 in feedlot cattle: Predominance and persistence of specific
clonal types despite massive cattle population turnover. Appl. Environ. Microbiol. 70:377–384.
50. Leyer, G.J., L.-L. Wang, and E.A. Johnson. 1995. Acid adaptation of Escherichia coli O157:H7 increases
survival in acidic foods. Appl. Environ. Microbiol. 61:3752–3755.
51. Line, J.E., A.R. Fain, Jr., A.B. Moran, L.M. Martin, R.V. Lechowich, J.M. Carosella, and W.L. Brown.
1991. Lethality of heat to Escherichia coli O157:H7: D-value and z-value determinations in ground beef.
J. Food Protect. 54:762–766.
52. Lior, H. 1994. Escherichia coli O157:H7 and verotoxigenic Escherichia coli (VTEC). Dairy Food Environ.
Sanit. 14:378–382.
53. Louise, C.B., S.A. Kaye, B. Boyd, C.A. Lingwood, and T.G. Obrig. 1995. Shiga toxin-associated hemolytic
uremic syndrome: Effect of sodium butyrate on sensitivity of human umbilical vein endothelial cells to Shiga
toxin. Infect. Immun. 63:2766–2769.
54. Machino, H., K. Araki, S. Minami, T. Nakayama, Y. Ejima, K. Hiroe, H. Tanaka, N. Fujita, S. Usami,
M. Yonekawa, K. Sadamoto, S. Takaya, and N. Sakai. 1998. Recent outbreaks of infections caused by
Escherichia coli O157:H7 in Japan. In Escherichia coli O157:N7 and Other Shiga Toxin-Producing E. coli
Strains, ed. J.B. Kaper and A.D. O’Brien, 73–81. Washington, DC: ASM Press.
55. Marier, R., J.G. Wells, R.C. Swanson, W. Callahan, and I.J. Mehlman. 1973. An outbreak of enteropathogenic Escherichia coli foodborne disease traced to imported French cheese. Lancet 2:1376–1378.
56. Mazaitis, A.J., R. Maas, and W.K. Maas. 1981. Structure of a naturally occurring plasmid with genes for
enterotoxin production and drug resistance. J. Bacteriol. 145:97–105.
57. Merson, M.H., F. Orskov, I. Orskov, R.B. Sack, I. Huq, and F.T. Koster. 1979. Relationship between
enterotoxin production and serotype in enterotoxigenic Escherichia coli. Infect. Immun. 23:325–329.
58. Montenegro, M.A., M. Bьlte, T. Trumpf, S. Aleksic, G. Reuter, E. Bulling, and R. Helmuth. 1990. Detection
and characterization of fecal verotoxin-producing Escherichia coli from healthy cattle. J. Clin. Microbiol.
28:1417–1421.
59. Mundell, D.H., C.R. Anselmo, and R.M. Wishnow. 1976. Factors influencing heat-labile Escherichia coli
enterotoxin activity. Infect. Immun. 14:383–388.
60. Neill, M.A., P.I. Tarr, D.N. Taylor, and M. Wolf. 2001. Escherichia coli. In Foodborne Disease Handbook:
Diseases Caused by Bacteria, ed. Y.H. Hui, M.D. Pierson, and J.R. Gorham, 2nd ed., 169–212. New York:
Marcel Dekker.
61. O’Brien, A.D., M.R. Thompson, J.R. Cantey, and S.B. Formal. 1977. Production of Shigella dysenteriae-like toxins by pathogenic Escherichia coli. Abstr., Amer. Soc. Microbiol. 32.
62. O’Brien, A.D., and R.K. Holmes. 1987. Shiga and Shiga-like toxins. Microbiol. Rev. 51:206–220.
63. O’Brien, A.D., V.L. Tesh, A. Donohue-Rolfe, M.P. Jackson, S. Olsnes, K. Sandvic, A.A. Lindberg, and
G.T. Keusch. 1992. Shiga toxin: Biochemistry, genetics, mode of action, and role in pathogenesis. Curr. Top.
Microbiol. Immunol. 180:65–94.
64. Oelschlaeger, T.A., T.J. Barrett, and D.J. Kopecko. 1994. Some structures and processes of human epithelial
cells involved in uptake of enterohemorrhagic Escherichia coli O157:H7 strains. Infect. Immun. 62:5142–
5150.
65. Omisakin, F., M. MacRae, I.D. Ogden, and N.J.C. Strachan. 2003. Concentration and prevalence of Escherichia coli O157:H7 in cattle feces at slaughter. Appl. Environ. Microbiol. 69:2444–2447.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 27. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями Escherichiae coli

769

66. Шrskov, I., F. Шrskov, B. Jann, and K. Jann. 1977. Serology, chemistry, and genetics of O and K antigens
of Escherichia coli. Bacteriol. Rev. 41:667–710.
67. Ostroff, S.M., P.I. Tarr, M.A. Neill, J.H. Lewis, N. Hargrett-Bean, and J.M. Kobayashi. 1989. Toxin
genotypes and plasmid profiles as determinants of systemic sequelae in Escherichia coli O157:H7 infections.
J. Infect. Dis. 160:994–998.
68. Palumbo, S.A., J.E. Call, F.J. Schultz, and A.C. Williams. 1995. Minimum and maximum temperatures for
growth and verotoxin production by hemorrhagic strains of Escherichia coli. J. Food Protect. 58:352–356.
69. Park, S., R.W. Worobo, and R.A. Durst. 1999. Escherichia coli O157:H7 as an emerging foodborne
pathogen: A literature review. Crit. Rev. Fd. Sci. Nutr. 39:481–502.
70. Picken, R.N., A.J. Mazaitis, W.K. Maas, M. Rey, and H. Heyneker. 1983. Nucleotide sequence of the gene
for heat-stable enterotoxin II of Escherichia coli. Infect. Immun. 42:269–275.
71. Raghubeer, E.V., and J.R. Matches. 1990. Temperature range for growth of Escherichia coli serotype
O157:H7 and selected coliforms in E. coli medium. J. Clin. Microbiol. 28:803–805.
72. Renter, D.G., J.M. Sargeant, R.D. Oberst, and M. Samadpour. 2003. Diversity, frequency, and persistence
of Escherichia coli O157 strains from range cattle environments. Appl. Environ. Microbiol. 69:542–547.
73. Riley, L.W., R.S. Remis, S.D. Helgerson, H.B. McGee, J.G. Wells, B.R. Davis, R.J. Hebert, E.S. Olcott,
L.M. Johnson, N.T. Hrgrett, P.A. Blake, and M.L. Cohen. 1983. Hemorrhagic colitis associated with a rare
Escherichia coli serotype. N. Engl. J. Med. 308:681–685.
74. Samadpour, M., J.E. Ongerth, J. Liston, N. Tran, D. Nguyen, T.S. Whittam, R.A. Wilson, and P.I. Tarr.
1994. Occurrence of Shiga-like toxin-producing Escherichia coli in retail fresh seafood, beef, lamb, pork,
and poultry from grocery stores in Seattle, Washington. Appl. Environ. Microbiol. 60:1038–1040.
75. Savarino, S.J., A. Fasano, J. Watson, B.M. Martin, M.M. Levine. S. Guandalini, and P. Gueny. 1993.
Enteroaggregative Escherichia coli heat-stable enterotoxin 1 represents another subfamily of E. coli heatstable toxin. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:3093–3097.
76. Smith, H.R., S.M. Scotland, G.A. Willshaw, B. Rowe, A. Cravioto, and C. Eslava. 1994. Isolates of Escherichia coli O44:18 of diverse origin are enteroaggregative. J. Infect. Dis. 170:1610–1613.
77. Smith, H.B., T. Cheasty, D. Roberts, A. Thomas, and B. Rowe. 1991. Examination of retail chickens and
sausages in Britain for vero cytotoxin-producing Escherichia coli. Appl. Environ. Microbiol. 57:2091–2093.
78. Splittstoesser, D.F., M.R. McClellan, and J.J. Churey. 1996. Heat resistance of Escherichia coli O157:H7 in
apple juice. J. Food Protect. 59:226–229.
79. Suthienkul, O., J.E. Brown, J. Seriwatana, S. Tienthongdee, S. Sasnavaha, and P. Escheverria. 1990. Shigalike toxin-producing Escherichia coli in retail meats and cattle in Thailand. Appl. Environ. Microbiol.
56:1135–1139.
80. Taniguchi, T., Y. Fujino, K. Yamamoto, T. Miwatani, and T. Honda. 1995. Sequencing of the gene encoding
the major pilin of pilus colonization factor antigen III (CFA/III) of human enterotoxigenic Escherichia coli
and evidence that CFA/III is related to type IV pili. Infect. Immun. 63:724–728.
81. Taylor, D.N., P. Echeverria, O. Sethabutr, C. Pitarangsi, U. Leksomboon, N.R. Blacklow, B. Rowe,
R. Gross, and J. Cross. 1988. Clinical and microbiologic features of Shigella and enteroinvasive Escherichia
coli infections by DNA hybridization. J. Clin. Microbiol. 26:1362–1366.
82. Thayer, D.W., and G. Boyd. 1993. Elimination of Escherichia coli O157:H7 in meats by gamma irradiation.
Appl. Environ. Microbiol. 59:1030–1034.
83. Thomas, A., H. Chart, T. Cheasty, H.R. Smith, J.A. Frost, and B. Rowe. 1993. Vero cytotoxin-producing
Escherichia coli, particularly serogroup 0157, associated with human infections in the United Kingdom:
1989–1991. Epidemiol. Infect. 110:591–600.
84. Tzioori, S., R. Gibson, and J. Montanaro. 1989. Nature and distribution of mucosal lesions associated with
enteropathogenic and enterohemorrhagic Escherichia coli in piglets and the role of plasmid-mediated
factors. Infect. Immun. 57:1142–1150.
85. U.S. Department of Agriculture. 1996. Nationwide Federal Plant Raw Ground Beef Microbiological Survey.
Washington, DC: USDA.
86. U.S. Department of Agriculture. 1996. Nationwide Broiler Chicken Microbiological Baseline Data Collection Program. Washington, DC: USDA.
87. U.S. Department of Agriculture. 1996. Nationwide Beef Microbiological Baseline Data Collection Program: Cows and Bulls. Washington, DC: USDA.
88. U.S. Department of Agriculture. 1994. Nationwide Beef Microbiological Baseline Data Collection Program: Steers and Heifers. Washington, DC: USDA.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

770

Часть VII. Пищевые заболевания

89. Weagant, S.D., J.L. Bryant, and D.H. Bark. 1994. Survival of Escherichia coli O157:H7 in mayonnaise and
mayonnaise-based sauces at room and refrigerated temperatures. J. Food Protect. 57:629–631.
90. Weeratna, R.D., and M.P. Doyle. 1991. Detection and production of verotoxin 1 in Escherichia coli
O157:H7 in food. Appl. Environ. Microbiol. 57:2951–2955.
91. Weinstein, D.L., R.K. Holmes, and A.D. O’Brien. 1988. Effects of iron and temperature on Shiga-like toxin
1 production by Escherichia coli. Infect. Immun. 56:106–111.
92. Weinstein, D.L., M.P. Jackson, L.P. Perera, R.K. Holmes, and A.D. O’Brien. 1989. In vivo formation of hybrid toxins comprising Shiga toxin and the Shiga-like toxins and role of the B subunit in localization and
cytotoxic activity. Infect. Immun. 57:3743–3750.
93. Wells, J.G., L.D. Shipman, K.D. Greene, E.G. Sowers, J.H. Green, D.N. Cameron, F.P. Downes, M.L. Martin, P.M. Griffin, S.M. Ostroff, M.E. Potter, R.V. Tauxe, and I.K. Wachsmuth. 1991. Isolation of Escherichia
coli serotype O157:H7 and other Shiga-like-toxin-producing E. coli from dairy cattle. J. Clin. Microbiol.
29:985–989.
94. Wells, J.G., B.R. Davis, K. Wachsmuth, L.W. Riley, R.S. Remis, R. Sokolow, and G.K. Morris. 1983. Laboratory investigation of hemorrhagic colitis outbreaks associated with a rare Escherichia coli serotype. J. Clin.
Microbiol. 18:512–520.
95. Whipp, S.C. 1990. Assay for enterotoxigenic Escherichia coli heat-stable toxin b in rats and mice. Infect.
Immun. 58:930–934.
96. Wilson, I.G., and J.C.N. Heaney. 1999. Surveillance for Escherichia coli and other pathogens in retail
premises. Dairy Food Environ. Sanit. 19:170–179.
97. Zhao, T., M.P. Doyle, J. Shere, and L. Garber. 1995. Prevalence of enterohemorrhagic Escherichia coli
O157:H7 in a survey of dairy herds. Appl. Environ. Microbiol. 61:1290–1293.
98. Zhao, T., M.P. Doyle, and R.E. Besser. 1993. Fate of enterohemorrhagic Escherichia coli O157:H7 in apple
cider with and without preservatives. Appl. Environ. Microbiol. 59:2526–2530.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

28
Пищевые гастроэнтериты,
вызываемые бактериями родов
Vibrio, Yersinia и Campylobacter
Вибриоз (Vibrio parahaemolyticus)
Несмотря на то что большинство синдромов пищевых отравлений может быть
связано со многими видами пищевых продуктов, гастроэнтериты, вызываемые
бактериями V. parahaemolyticus связаны почти исключительно с морепродуктами. Другим уникальным свойством этого синдрома является природная среда
обитания этиологического агента — морская вода. Кроме того, помимо его роли
в возникновении пищевых гастроэнтеритов, известно, что бактерии V. parahaemolyticus вызывают внекишечные инфекции у человека.
Род Vibrio состоит по меньшей мере из 28 видов. Тремя из них, которые часто
связаны с V. parahaemolyticus в морской среде и в морепродуктах, являются бактерии видов V. vulnificus, V. alginolyticus и V. cholerae. Некоторые из отличительных черт этих видов отмечены в табл. 28.1, а особенности синдромов, вызываемые каждым из видов, будут описаны ниже.
V. parahaemolyticus является обычным и часто встречаемым видом в океанических и прибрежных водах. Выявление этого микроорганизма связано с температурой воды в море. Как правило, большинство видов этих бактерий не выявляется до тех пор, пока температура воды не поднимется до 19–20 °С. Исследования, проведенные в области Родривер в Чесапикском заливе (Атлантический
океан, побережье США), показали, что зиму микроорганизмы переживают в
осадочных породах, а позже, начиная с апреля по первые числа июня, они выходят в толщу воды [62]. В водах океана эти микроорганизмы имеют тенденцию
ассоциироваться с моллюсками в большей степени, чем с другими формами
организмов [79]. Было показано, что они адсорбируются на хитиновых частицах
и мелких рачках, в то время как бактерии Escherichia coli и Pseudomonas fluorescens на них не адсорбируются [62]. Этот вид микроорганизмов обычно не
обнаруживают в открытом океане, и эти бактерии не могут выдерживать гидростатического давления толщи воды [111].

Условия роста
Бактерии V. parahaemolyticus могут расти в присутствии хлорида натрия в концентрации 1–8% при оптимальном росте в условиях 2–4% NaCl [110]. В дистиллированной воде эти бактерии погибают. Они не растут при 4 °С, но могут расти
в пределах температур от 5 °С до 9 °С при условии, что значения pH находятся
в области 7,2–7,3, а концентрация NaCl равна 3%, или когда значения pH находятся в области 7,6, а концентрация NaCl равна 7% (см. табл. 28.2). Был проде-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

772

Часть VII. Пищевые заболевания

Таблица 28.1. Различия между бактериями Vibrio parahaemolyticus
и тремя другими видами Vibrio spp.
Виды Vibrio
Боковые жгутики при росте
на плотной среде
Палочковидная форма
Реакция Вогса–Проскера (VP)
Рост в присутствии 10% NaCl
Рост в присутствии 6% NaCl
Роение
Выделение ацетона/диацетила
Сахароза
Целлобиоза
Утилизация путресцина
Цвет при росте на тиосульфат-цитратжелчно-кислотно-сахарозном агаре
(TCBS)

V.
V.
parahaemolyticus alginolyticus

V.
V.
vulnificus cholerae

+

+

–

–

S
–
–
+
–
–
–
–
+
G

S
+*
+
+
+
+
+
–
d
Y

C
–
–
+
–
–
–
+
–
G

d
v
–
–
–
+
+
–
–
Y

* 24 часа.

Примечание: S — прямая палочка; С — искривленная палочка; G — зеленый; Y — желтый;
d — 11–90% штаммов положительные; v — вариабельная; нестабильные штаммы.
Источник: с разрешения Krieg [7].

монстрирован рост этих микроорганизмов в пищевых продуктах при температурах 9,5–10 °С, хотя для роста в морской воде минимальная температура была
установлена на отметке 10 °С [62]. Верхней границей температуры роста является 44 °С, а оптимальными для роста являются температуры в пределах от 30 до
35 °С [111].
Что касается значений рН, то рост этих бактерий наблюдали при pH 4,8–11,0.
При этом оптимальное значение рН находилось в области 7,6–8,6. Как следует
из табл. 28.2, минимальное значение рН роста зависит от температуры и содержания NaCl. При исследовании роста одного из штаммов было показано, что хороший рост наблюдался при рН 4,8, когда температура равнялась 30 °С, а содержание NaCl — 3%. При рН 5,2 рост был минимальным, когда содержание NaCl
повышалось до 7% [8]. Аналогичные результаты были показаны в случае пяти
других штаммов. При оптимальных условиях, время генерации этих микроорганизмов равно 9–13 мин (ср. с E. coli, время генерации которых равно 20 мин).
Было показано, что оптимальное значение активности воды (aw) для нормального роста, соответствующее наиболее короткому времени генерации, равно 0,992
(2,9% NaCl при росте в триптиказном соевом бульоне).
В результате контроля активности воды после применения этой питательной
среды при 29 °С, а также различных солевых растворов было установлено, что
минимальные значения aw равны: 0,937 (при использовании глицерина), 0,945
(при использовании KCl), 0,948 (при использовании NaCl), 0,957 (при использовании сахарозы), 0,983 (при использовании глюкозы) и 0,986 (при использовании пропиленгликоля) [9]. Этот микроорганизм является термочувствительным
и сообщалось, что значения D47 находятся в пределах интервала от 0,8 до

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 28. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями родов Vibrio, Yersinia и Campylobacter 773

Таблица 28.2. Минимальные значения рН для роста бактерий Vibrio
parahaemolyticus АТСС 107914 в триптиказном соевом бульоне
с 3% и 7% NaCl при различных температурах
о

Температура ( С)

Минимальные значения рН роста
при концентрациях NaCl
3%

5
9
13
21
30

7,3
7,2
5,2
4,9
4,8

7%
7,6
7,1
6,0
5,3
5,2

Источник: с разрешения Beuchat [8].

65,1 мин [10]. При изучении одного из штаммов было установлено, что при температуре 60 °С в гомогенатах креветок происходит разрушение 500 кл/мл в течение 1 мин. Однако даже при температуре 80 °С, когда происходит гибель
2 ´ 10 5 кл/мл, некоторые бактерии выживают в течение 15 мин [133]. Микроорганизмы обладают повышенной терморезистентностью при их культивировании в условиях повышенных температур в присутствии 7% NaCl.
При сравнении параметров роста бактерий Vibrio parahaemolyticus в условиях эстуария рек и на богатой культуральной среде было также замечено, что
существуют значительные различия в белках клеточной стенки бактерий, содержании липополисахаридов и уровнях щелочной фосфатазы между К+- и
К–-штаммами [99]. Содержание щелочной фосфатазы у К–-штаммов, растущих
в воде, выше. Изменения в составе клеточной стенки могут быть связаны со
способностью бактерий Vibrio parahaemolyticus переходить в жизнеспособное,
но некультивируемое состояние в водной среде, что, в частности, приводит
к осложнениям в их выделения из воды и изучении [99].

Свойства вирулентности
Наиболее широко используемым тестом на потенциальную вирулентность бактерий Vibrio parahaemolyticus является реакция Канагавы. Исследования показали, что большинство вирулентных штаммов дают положительную реакцию на
этот тест (К+), в то время как большинство авирулентных штаммов являются отрицательными по этой реакции (К–). Около 1% морских изолятов и около 100%
изолятов от пациентов с гастроэнтеритами дают положительную реакцию на
этот тест (К+) [107]. Штаммы К+ продуцируют термостабильный прямой гемолизин (TDH), в то время как К–-штаммы выделяют термолабильный гемолизин.
При этом некоторые штаммы Vibrio parahaemolyticus вырабатывают оба типа
гемолизинов. Было установлено, что еще один тип гемолизина — так называемый связанный с термостабильным гемолизин (TRH) — является важным фактором вирулентности по крайней мере для некоторых штаммов Vibrio parahaemolyticus. Из 214 протестированных клинических штаммов 52% продуцируют только термостабильный прямой гемолизин (TDH), в то время как 24%
вырабатывают оба типа гемолизинов, а именно TDH и TRH [115]. Из 71 штамма

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

774

Часть VII. Пищевые заболевания

Vibrio parahaemolyticus, выделенных из окружающей среды, 7% имели слабую
реакцию на TRH-тест, в то время как ни один из исследованных штаммов не давал реакцию на на TDH-тест. Реакция Канагавы осуществляется, как правило,
при использовании эритроцитов человека в среде с добавлением агара Вагатсума. Помимо эритроцитов человека, гемолизины лизируют также эритроциты собаки и крысы; эритроциты кролика и овцы обладают слабой реакцией, а эритроциты лошади не лизируются вообще [111].
Для выявления К-реакции культуры бактерий рассевают на поверхность
плотной питательной среды, культивируют при 37 °С в течение 18–24 ч и затем
определяют наличие бета-гемолизинов. При проведении тестов было установлено, что из 2720 изолятов Vibrio parahaemolyticus, выделенных от пациентов,
страдающих диареей, 96% принадлежало к группе К+ . В то же время из 650 изолятов, выделенных от рыб, только один процент принадлежал к группе К+. Как
правило, изоляты, выделяемые из различных водных источников, принадлежит
к группе К– .
Гемолизин TDH имеет молекулярную массу, равную 42 000 дальтон, и является кардиотропным цитотоксическим белком, летальным при воздействии на
мышей [57]. Этот гемолизин индуцирует положительный ответ на тест кишечной петли кроликов (см. гл. 12). Это означает, что значение мышиного LD50 при
внутриперитонеальных инъекциях равно 1,5 мкг, а доза в случае теста кишечной
петли у кроликов составляет 200 мкг [143]. Продукция гемолизина бактериями
зависит от рН среды, и, как было показано, этот белок выделяется только в области значений рН от 5,5 до 6,5 [35]. То, что гемолизин TDH, выделяемый К+
штаммами, способствует проявлению феномена коагуляции железа в клетках,
следовало из наблюдений о том, что экстракты лизированных эритроцитов повышают вирулентность этих микроорганизмов у мышей [66]. Мембранные рецепторы для гемолизина TDH являются ганглиозидами GT 1 и GD1a , причем первый из них связывает гемолизин более прочно, чем второй [127]. Устойчивость
эритроцитов лошади к этому гемолизину как раз и объясняется отсутствием ганглиозидных рецепторов на их поверхности [127].
Была разработана специальная синтетическая среда для оптимальной продукции бактериями обоих типов гемолизинов: термостабильного прямого гемолизина (TDH) и термолабильных гемолизинов. При этом отмечалось, что серин
и глутаминовая кислота являются необходимыми компонентами в составе этой
среды [65]. Термостабильность гемолизина TDH способствует его сохранению
в активном состоянии в продуктах питания после их приготовления. При условии, что среда составлена следующим образом: Трис-буфер, рН 7,0; значения
D120o C и D130o C соответственно составляют 34 и 13 мин. В то же время при выделении из креветок значения D120o C и D130o C были равны соответственно 21,9 и
10,4 мин [18].
Ген TDH, обозначаемый как tdh, имеет хромосомную локализацию и был
клонирован в бактериях E. coli. При введении гена tdh в бактерии штамма К– последние начинают продуцировать внеклеточный гемолизин [94]. Была определена последовательность нуклеотидов гена tdh [94], и затем был сконструирован
специфический tdh-зонд, состоящий из 406 пар нуклеотидов [93]. С помощью
этого ДНК-зонда было протестировано 141 штаммов Vibrio parahaemolyticus.
Все К+ штаммы были tdh-положительными; 86% из этих штаммов бактерий ока-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 28. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями родов Vibrio, Yersinia и Campylobacter 775

зались слабо tdh-положительными; кроме того, 16% из К– штаммов бактерий
Vibrio parahaemolyticus также давали положительную реакцию на tdh зонд. Все
tdh-положительные штаммы продуцировали гемолизин TDH, как было установлено с помощью иммуноферментного анализа (ИФА).
Из 129 образцов вибрионов, подвергавшихся анализу с помощью ДНК-зонда
(tdh), включая 19 образцов вибрионов, обозначаемых как Vibrio spp., только
Vibrio hollisae был положительным [93]. Была продемонстрирована возможность переноса R плазмид из бактерий E. coli в бактерии Vibrio parahaemolyticus
[48]. Некоторые клинические изоляты Vibrio parahaemolyticus, которые не содержат термостабильного прямого гемолизина (TDH), тем не менее содержат
связанный с термостабильным гемолизин (TRH), кодируемый геном trh. Большинство изолятов Vibrio parahaemolyticus из прибрежных вод США содержат
оба этих гена, наряду с наличием у них фермента уреазы [37].
У бактерий Vibrio parahaemolyticus было определено, по крайней мере,
12 О-антигенов и 59 К-антигенов. Однако никакой корреляции между этими антигенами и К+- и К–-штаммами этой группы бактерий не было обнаружено.
В этой связи значение серотипирования как эпидемиологического метода было
минимальным.
Поскольку не все К+-штаммы дают положительную реакцию на тест кишечной петли у кроликов и поскольку некоторые из К– штаммов связаны с возникновением гастроэнтеритов и иногда являются единственными штаммами, выделяемыми в этих случаях, точный механизм вирулентности бактерий Vibrio
parahaemolyticus остается невыясненным. При исследовании в области СевероЗапада тихоокеанского побережья США К–-штаммы, имеющие в то же время
положительную реакцию на уреазу, были причиной возникновения синдрома
гастроэнтерита [69]. Из 45 изолятов из фекалий человека, выделенных в штате
Калифорния, США и Мексике, 71% из 45 образцов имели положительную реакцию на уреазу, 91% были К+-штаммами и принадлежали к серовару 04:К12 [1].
Способность прикрепления к эпителиальным клеткам является важным
свойством вирулентности грамотрицательных бактерий, и, по-видимому, бактерии Vibrio parahaemolyticus продуцируют связываемые с клетками гемагглютинины, что коррелирует также и с их адгезией с мукозным слоем кишечника
[141]. Кроме того, в колонизации бактериями поверхности кишечного тракта
большую роль играют также и пили (фимбрии) [90].

Синдром гастроэнтерита
Впервые было определено, что бактерии Vibrio parahaemolyticus являются
агентами при возникновении пищевых гастроэнтеритов в 1951 г. японскими
исследователями Fujino и др. [45]. В то время как в США и европейских странах
случаи проявления этого заболевания достаточно редки, в Японии пищевые
гастроэнтериты этого типа составили 24% случаев бактериальных пищевых
заражений за период с 1965 по 1975 г. [13, 110]. Массовая вспышка пищевых
гастроэнтеритов в Японии, зарегистрированная в 1951 г., была вызвана употреблением в пищу вареных полусушеных молодых сардин. Тогда было зарегистрировано 272 заболевших и 20 смертельных исходов [110]. Следующие две массовые вспышки пищевых отравлений произошли в Японии в 1956 и 1960 гг. [110].
В Корее и Японии вибриозы составляют соответственно 13,5% и 23,2% от всех

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

776

Часть VII. Пищевые заболевания

зарегистрированных случаев пищевых отравлений за период с 1981 по 1995 г.
[76]. Относительный процент массовых вспышек пищевых отравлений в двух
этих странах был соответственно 17,4% и 32,3%. Первая вспышка массовых пищевых отравлений в США, где этиологическим агентом были вибрионы, была
зарегистрирована в 1971 г. [86]. Заболевания были вызваны употреблением
в пищу приготовленных на пару крабов и крабового салата. Тогда заболели
425 человек из 745 находящихся в зоне риска. Выделенными от пациентов изолятами были штаммы К+, имеющие серотип 04:К11. Описание нескольких
вспышек массовых пищевых отравлений приведены ниже.
1. 1998 г. Vibrio parahaemolyticus был этиологическим агентом при заражении
23 человек, проживавших в штатах Коннектикут, Нью-Джерси и Нью-Йорк, после употребления в пищу сырых устриц и съедобных моллюсков, собранных на
песках Лонг-Айленда в Нью-Йорке [23].
2. 1997 г. Сырые устрицы были источником заражения бактериями Vibrio parahaemolyticus во время вспышки массовых пищевых отравлений в канадской провинции Британская Колумбия, а также в штатах Вашингтон, Орегон и Калифорния, США. При этом было зарегистрировано 209 заболевших [25].
3. 1981–1994 г. При исследовании связанных с употреблением в пищу сырых
устриц инфекционных кишечных отравлений в штате Флорида в период с 1981
по 1994 гг. было установлено заболевание гастроэнтеритом 237 человек (70%),
при этом было два смертельных исхода. Кроме того, у 102 человек (30%) была
выявлена исходная септицемия. Из последней группы заболевших 49% умерло,
и 80% этих смертельных исходов было вызвано заражением бактериями Vibrio
vulnificus [55]. Что касается соотношения видов микроорганизмов, вызвавших
в этом случае пищевые отравления, то 29% инфекций было вызвано бактериями
Vibrio parahaemolyticus, 28% инфекций было вызвано бактериями Vibrio cholerae, не относящихся к серотипу 01, 15% инфекций было вызвано бактериями
Vibrio hollisae и 12% инфекций было вызвано бактериями Vibrio mimicus [55].
В отношении симптоматики описание течения заболевания, сделанное в
1978 г. в штате Луизиана, США, в ходе вспышки массовых пищевых отравлений, иллюстрирует типичные для этого типа гастроэнтеритов симптомы. Средний инкубационный период равен 16,7 ч и варьирует, как правило, от 3 до 76 ч.
Проявление симптомов происходит в течение от 1 до 8 дней со средним значением, равным 4,6 суток. Симптомами являются (с указанием процентов случаев
их проявлений для каждого): диарея (95%), боли внизу живота (92%), слабость
(90%), тошнота (72%), озноб (55%), головная боль (48%) и рвота (12%). При
этом как на мужчин, так и на женщин воздействие оказывается в равной степени, а возраст заболевших варьирует в пределах от 13 до 78 лет. В одном из экспериментов 14 добровольцев проглатывали более 109 клеток бактерий, но при
этом не заболевали. В то же время заразился один человек, который случайно
проглотил вибрионы штамма К+ в количестве 107 клеток [110]. В другом исследовании у добровольцев, которые поглощали от 2 ´ 10 5 до 3 ´ 10 7 клеток штамма
К+, появлялись симптомы вибриоза, в то время как при проглатывании добровольцами 1010 клеток вибрионов штаммов К– никаких симптомов вибриоза не
появлялось [113, 131]. Тем не менее целый ряд штаммов К– был связан с возникновением массовых вспышек заболеваний вибриозом [6, 110].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 28. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями родов Vibrio, Yersinia и Campylobacter 777

Характерными типами пищевых продуктов, после употребления которых
возникали массовые заболевания вибриозом, являются такие морепродукты,
как устрицы, креветки, крабы, омары, съедобные двустворчатые моллюски и
другие моллюски и ракообразные. Перекрестное заражение может приводить
к тому, что и другие виды пищи могут стать причиной заболеваний вибриозом.
Основными причинами при пищевых отравлениях в Японии в период 1996–
1997 гг. были, прежде всего, сальмонеллез и на втором месте вибриоз, вызываемый бактериями Vibrio parahaemolyticus. Однако последние заняли лидирующее положение по пищевым отравлениям в 1998 г., а сальмонеллез оказался на
втором месте. Вспышка массовых пищевых отравлений в Японии в 1996 г.
включала 691 случай, причиной которых было употребление в пищу вареных
крабов; при этом этиологическим агентом был серовар вибрионов О3:К6. Начиная с 1996 г. этот серовар заменил О4:К8. В США было зарегистрировано 209 и
23 случая заболеваний вибриозом соответственно в 1997 и 1998 г. и все они
были вызваны употреблением в пищу сырых устриц. При этом этиологическим
агентом были бактерии серовара О3:К6 (WHO Surveillance Newsletter No. 62, декабрь, 1999).

Другие вибрионы
Vibrio cholerae
Бактерии Vibrio cholerae хорошо известны как этиологический агент, вызывающий заболевание холерой у человека, и основной причиной заражения является
употребление загрязненной воды. Было зарегистрировано семь пандемий холеры. До 1992 г. штаммы, которые вызывали эпидемии или пандемии холеры у человека, принадлежали к сероварам О группы 1. Они различаются биохимически
и разделяются на два биотипа: классический Еl Tor и два других серотипа —
Inaba и Ogawa. Те штаммы бактерий Vibrio cholerae, которые не способны к агглютинации с антисыворотками против вибрионов О группы 1, обозначаются
как «не-О1» или неагглютинирующие вибрионы (NAGs). Штаммы «не-О1» рассматриваются как автохтонные в эстуариях рек и весьма широко распространены. Несмотря на то что штаммы «не-О1» являются, как правило, непатогенными, известны случаи, когда они вызывали гастроэнтериты, мягкие тканевые
инфекции и септицемию у человека.
Семь пандемий холеры были вызваны бактериями Vibrio cholerae О1. Седьмая из этих пандемий, вызванная штаммом О1 Еl Tor, началась в 1961 г. и затихла только после 1975 г. В 1992 г. эпидемия холеры возникла в субконтинентальной зоне Индии и была вызвана не штаммом О1, а вибрионами «не-О1» серотипа О139. Поскольку впервые этот серотип был выделен из прибрежной области
Бенгальского залива, он был обозначен О139 Бенгальский [60]. Было показано,
что бактерии серотипа О139 проявляют генетическое сходство с этиологическим агентом седьмой пандемии — О1 Еl Tor. Были представлены доказательства, указывающие на то, что этот серотип также появился из штаммов, выделенных во время седьмой пандемии холеры [64]. Поскольку у серотипа О139
отсутствует кластер генов антигена О1, некоторые исследователи постулировали его эволюционный путь от биотипа О1 Еl Tor [21]. При использовании мето-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

778

Часть VII. Пищевые заболевания

дов молекулярной идентификации выяснилось, что штаммы О139 действительно представляют собой отдельный клон, возникший от штамма Еl Tor во время
седьмой пандемии холеры [104]. Так же как и штамм О1, О139-серотип обладает
генами холерного токсина. Однако, в отличие от штамма О1, О139 продуцирует
капсулярный внеклеточный слой и, как было показано, в липополисахаридах
этого слоя содержится сахар колитоза [104].
Среди наиболее ранних сообщений о связи бактерий Vibrio cholerae «не-О1»
штаммов с гастроэнтеритом в США, между 1972 и 1975 гг., можно назвать обнаружение вибрионов этой группы у 26 из 28 заболевших с острым синдромом диареи. Хотя у некоторых из них были системные инфекции, у 50% из 28 заболевших выделяли из кала только холерные вибрионы и никаких других патогенов
[58]. В другом ретроспективном исследовании культуры бактерий Vibrio cholerae «не-О1» штаммов, присланные в Центр по контролю заболеваний США
(CDC) в 1979 г., были из случаев гастроэнтерита, возникших в домашних условиях. В этих случаях каждый из заболевших употреблял в пищу сырые устрицы
за 72 ч до появления симптомов [87]. Один из выделенных в том исследовании
изолятов продуцировал термолабильный токсин, в то время как ни один из выделенных изолятов не продуцировал термостабильные токсины.
До 1981 г. произошло по крайней мере пять документированных массовых
заболеваний гастроэнтеритом, этиологическими агентами в которых были бактерии Vibrio cholerae «не-О1» штаммов. Те, которые произошли в бывшей
Чехословакии и Австралии, соответственно в 1965 и 1973 гг., были вызваны
употреблением в пищу картофеля и салатов из яиц и спаржи. Практически у всех
заболевших была сильная диарея. Третья вспышка массовых кишечных отравлений произошла в Судане, где источником заражений была вода. Инкубационные периоды во всех этих массовых заболеваниях гастроэнтеритом имели
продолжительность от 5 ч до 4 дней. Четвертая вспышка массовых кишечных
отравлений произошла в штате Флорида, США в 1979 г., когда заболели 11 человек, которые употребляли в пищу сырые устрицы. У восьми человек признаки
синдрома диареи появились в течение 48 ч после употребления устриц, в то время как у трех других эти признаки появлялись соответственно через 12, 15 и 30 ч
после употребления в пищу устриц. Пятая вспышка массовых кишечных отравлений произошла в 1980 г. в Венеции, в Италии, главным образом среди солдат
армии США, которые употребляли в пищу сырые устрицы. Среди 50 человек,
входивших в группу риска, 24 заболели гастроэнтеритом. Среднее значение инкубационного периода составило 21,5 ч при варьировании этого значения от
0,5 ч до 5 суток. Среди симптомов, проявлявшихся во время тех массовых отравлений, следует отметить диарею (91,7% жалоб пациентов), боли внизу живота
(50% жалоб пациентов), спазмы живота (45,8% жалоб пациентов), тошноту
(41,7% жалоб пациентов), рвоту (29,2% жалоб пациентов), головокружение
(20,8% жалоб пациентов). Все заболевшие поправились в течение одного–пяти
дней. Бактерии Vibrio cholerae «не-О1» штаммов были выделены из кала четырех пациентов.
Что касается основного этиологического агента холеры — бактерий Vibrio
cholerae О1, то Центром по контролю заболеваний, США за период с 1973 по
1987 г. было зарегистрировано шесть вспышек массовых кишечных отравлений, включавших 916 заболевших и 12 смертельных исходов. До 1973 г. послед-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 28. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями родов Vibrio, Yersinia и Campylobacter 779

нее сообщение о выделении этого микроорганизма в США было в 1911 г. [106].
Среди шести этих вспышек массовых кишечных отравлений три были вызваны
употреблением в пищу съедобных двустворчатых моллюсков и две — употреблением плавников рыбы. Один из случаев инфекции Vibrio cholerae О1 произошел в штате Колорадо, США, в августе 1988 г. Пациент съел тогда 12 сырых
устриц, которые были выловлены в штате Луизиана. В течение 36 ч после употребления устриц появились внезапные симптомы отравления, и заболевший перенес 20 поносов [31]. Из этого стула были выделены бактерии Vibrio cholerae
О1 Еl Tor серотип Inaba. Сведения о трех вспышках массовых кишечных отравлений суммированы ниже по тексту.
1. 1994 г. Женщина из штата Калифорния заболела холерой после употребления
морских водорослей, привезенных с Филиппин [134]. В качестве патогена были
определены вибрионы Vibrio cholerae О1, серотип Ogawa. Бактерии были выделены из кала пациентки.
2. 1994 г. Четыре человека из штата Индиана были заражены холерой после употребления в пищу фруктов пальмового дерева, привезенных из Сальвадора двумя
днями ранее. В качестве этиологического агента были определены вибрионы
Vibrio cholerae О1, серотип Ogawa, биотип Еl Tor [28].
3. 1991 г. Четыре человека из шести заболели холерой в штате Мэриленд после
употребления в пищу замороженного свежего молочка кокосового ореха, импортированного из Таиланда [128]. Возбудителем в этом случае был Vibrio cholerae О1, биотип Еl Tor.
Что касается распределения бактерий Vibrio cholerae «не-О1» штаммов, то
они были обнаружены в Азии и Мексике в испражнениях пациентов, страдающих диареей, наряду с бактериями E. coli. В 1966–1967 гг. бактерии Vibrio cholerae «не-О1» штаммов были выделены из кала 385 пациентов, страдающих диареей в Мехико [13]. В июле 1991 г. в Мобил Бэй, штат Алабама, США, вибрионы
серотипа Inaba и штамм биотипа Еl Tor были выделены из рыб, поедающих
устриц [32]. Эти изоляты были неотличимы от латиноамериканских эпидемических штаммов, но при этом отличались от эндемичных штаммов. Позднее,
в июле и в сентябре 1991 г. из устриц был выделен и другой изолят. Этот штамм
продолжал существовать вплоть до августа 1992 г., пока была открыта эта
устричная отмель. Каким образом латиноамериканские эпидемические штаммы
холерных вибрионов попали в этот район США, неясно. При исследовании относительной степени удерживания было установлено, что устрицы накапливают вибрионы Vibrio cholerae О1 штаммов в большей концентрации, чем E. coli
или Salmonella Tallahassee.
В одном из исследований из Чезапикского залива было выделено 65 штаммов Vibrio cholerae «не-О1» [65]. В течение года число этих микроорганизмов в
воде было невелико и составляло от одной до десяти клеток на литр. Они были
обнаружены только в областях, где соленость воды составляла от 4 до 17%. Присутствие этих вибрионов в воде не коррелировало с фекальными E. coli, в то время как последние коррелировали с Salmonella [63]. 87% изолятов из тех, что
были исследованы, давали положительный ответ на такие тесты, как адреналиновый Y-1, тест в кишечной петле кролика и исследование летальности у мышей. Исследования, проведенные в морских прибрежных водах штатов Техас,
Луизиана и Флорида, США, выявили, что оба типа штаммов Vibrio cholerae, как

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

780

Часть VII. Пищевые заболевания

О1, так и «не-О1», являются общими и их можно объединить в единую группу.
Из 150 образцов, собранных в воде в области эстуария Флориды 57% давало положительную реакцию на принадлежность к Vibrio cholerae [38]. Из 753 исследованных изолятов 20 принадлежало к группе штаммов Vibrio cholerae О1 и
733 — к группе штаммов Vibrio cholerae «не-О1». Из 20 штаммов группы Vibrio
cholerae О1 восемь имели серотип типа Ogawa, а остальные двенадцать — серотип Inaba. Все они были обнаружены преимущественно на предприятиях по
очистке сточных вод. Наибольшее количество изолятов обоих типов штаммов
было выделено в августе и ноябре [38]. Ни индикаторы фекальных колиформных бактерий, ни индикаторы, определяющие общее число колиформных бактерий, не являются адекватными показателями присутствия бактерий Vibrio
cholerae в образцах, однако первый из них является более употребительным,
чем второй. Наряду с побережьем Санта-Круз, в штате Калифорния было выявлено наибольшее количество бактерий штаммов «не-О1» во время летних месяцев, и это коррелировало с количеством колиформных бактерий [70]. Оба типа
штаммов были выделены из морских птиц в штате Колорадо [96]. Было также
показано, что оба типа этих штаммов являются эндемичными в Техасском заливе, о чем свидетельствовали показатели титра антител у местных жителей [59].
Бактерии Vibrio cholerae О1 биотипа Еl Tor синтезируют препротоксин, имеющий молекулярную массу 82 кДа. Этот неактивный токсин экспортируется в
культуральную среду, где в дальнейшем происходит процессинг и токсин превращается в активный цитолизин с молекулярной массой 65 кДа [139]. Бактерии
штаммов «не-О1» продуцируют цитотоксин и гемолизин с молекулярной массой 60 кДа, который иммунологически связан с гемолизином, продуцируемым
штаммом Еl Tor. Было показано, что интегральный белок внешней мембраны
OmpU является фактором адгезии Vibrio cholerae, который может способствовать их прикреплению к клеткам тонкого кишечника. Моноклональные антитела, выработанные против белка OmpU, защищают такие клетки культуры тканей, как HeLa, Hep-2, Caco-2 и эпителиальные клетки Henle 407 от инвазии этих
живых микроорганизмов [118].
Штамм Vibrio cholerae О1 был выделен от пациентов, страдающих диареей
путешественников, и из бактерий этого штамма был клонирован ген STa (NAGSTa) [95]. NAG-STa является хромосомным геном и кодируемый им токсин имеет молекулярную массу, равную 8815 Да. Ген NAG-STa обладает 50% и 46% гомологии соответственно с токсинами E. coli STh и STp [95]. Белок NAG-STa растворим в метаноле, активен в отношении модели молодых мышей и во многом
напоминает токсин ST Citrobacter freundii [126]. Моноклональные антитела, выработанные против белкового токсина NAG-ST, дают перекрестную реакцию
с токсином ST Yersinia enterocolitica. Кроме того, токсины Vibrio mimicus ST и
Yersinia enterocolitica ST нейтрализуются моноклональными антителами, выработанными против NAG-ST, в отличие от токсинов E. coli STh и STp [126].
При исследовании выживаемости бактерий Vibrio cholerae штамма Еl Tor серотипа Inaba в нескольких типах продуктов питания было обнаружено, что в
мясных продуктах при инокулуме 2 ´ 10 3 бактерий/г клетки остаются жизнеспособными до 90 суток при –5 °С, а при –25оС они остаются жизнеспособными
до 300 суток [36]. При исследовании молока эти микроорганизмы не были выявлены через 34 суток хранения при –5 °С и через 150 дней при –25 °С при первоначальном заражении этого продукта бактериями в количестве 2 ´ 10 4 бактерий/мл. При 7 °С эти микроорганизмы остаются жизнеспособными в молоке

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 28. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями родов Vibrio, Yersinia и Campylobacter 781

в среднем до 32 суток, в то время как в других видах продуктов они остаются
жизнеспособными только в течение 18–20 суток. Механизм вирулентности бактерий Vibrio cholerae обсуждается в гл. 22.

Vibrio vulnificus
Этот микроорганизм обнаружен в морской воде и некоторых видах морепродуктов. Наиболее часто эти вибрионы выделяют из устриц и других видов съедобных моллюсков. Эти бактерии были выделены из морской воды прибрежных
зон Майами в штате Флорида и Залива Кейп-Код в штате Массачусетс. При этом
наибольшее число изолятов было выделено из разных видов съедобных моллюсков (84%). При инъекции этих бактерий мышам 82% тестированных штаммов оказались летальными для этих млекопитающих. Бактерии Vibrio vulnificus
наряду с другими вибрионами были выделены в Гонконге из мидий, разных видов съедобных моллюсков и устриц на уровнях примерно между 6% и 9% [34].
При исследовании воды в эстуарии рек восточной части штата Северная Каролина бактерии Vibrio vulnificus были выделены только в том случае, если температура воды была в пределах от 15 °С до 22 °С [103].
Вслед за теплым летом 1994 г. в Дании, в течение которого было зарегистрировано 11 клинических случаев заражения Vibrio vulnificus, было предпринято
исследование, имевшее целью определить степень распространенности этих
микроорганизмов в прибрежных водах Дании [56]. В ходе проведения тестов
с использованием ДНК-зондов было выявлено от 0,8 до 19 КОЕ/л исследуемой
воды в период с июня по сентябрь и от 0,04 до более 11 КОЕ/л в осадочных образцах в период с июля до середины ноября. Была обнаружена строгая корреляция между присутствием в воде бактерий Vibrio vulnificus и температурой. Эти
микроорганизмы были обнаружены в семи из 17 исследованных мидий в одном из
13 мест их обитания, а также рыбах, обитающих в этих водах. Биотип 1 составлял
99,6% из 706 изолятов бактерий Vibrio vulnificus [56]. Наряду с вибрионами Vibrio
alginoliticus (как будет описано ниже) бактерии Vibrio vulnificus вызывают такие заболевания, как инфекции мягких тканей и первичную септицемию у человека, в
особенности у людей с ослабленным иммунитетом или тех, которые страдают циррозом. Уровень смертности у заболевших с септицемией превышает 50%, а у гипотензивных людей этот показатель превышает 90% [139]. Эти микроорганизмы являются крайне инвазивными и продуцируют цитотоксин с молекулярной массой,
равной 56 кДа, который токсичен по отношению к клеткам CHO и обладает литическим воздействием на эритроциты. Тем не менее цитолизин, по всей видимости,
не является критическим фактором вирулентности [137].
Бактерии Vibrio vulnificus продуцируют гемолизин, обладающий молекулярной массой около 36 кДа [138]. Эти микроорганизмы продуцируют также цинковую металлопротеазу, относящуюся к семейству термолизинов. Этот последний токсин индуцирует геморрагическую реакцию на коже посредством разложения коллагена IV типа, являющегося ключевым структурным элементом в
базальной мембране [85]. Структурные гены бактерий Vibrio vulnificus и штамма
Еl Tor Vibrio cholerae О1 имеют похожие области генома, что свидетельствует
об их общем происхождении [140]. Бактерии Vibrio vulnificus индуцируют накопление жидкости в RITARD-петле у кроликов (см. гл. 12), что предполагает
присутствие энтеротоксина [119]. Было показано, что штаммы вибрионов Vibrio
vulnificus, выделенные из одних и тех же устриц, демонстрируют большое разнообразие геномов, что свидетельствует о том, что инфекции могут быть вызва-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

782

Часть VII. Пищевые заболевания

ны смешанной популяцией клеток, или о том, что только некоторые из всего разнообразия штаммов являются вирулентными [20]. Бактериофаги Vibrio vulnificus обсуждались в гл. 20 в связи с тем, что они образуют тесные ассоциации
с клетками хозяев, и с их возможным использованием как индикаторов.
Инфекции, как правило имеют общий характер во многих странах и большинство их обычно регистрируется в период с мая по октябрь. При этом большинство заболевших оказывалось мужчинами старше 40 лет. Vibrio vulnificus является сильным патогеном для людей с уровнем содержания железа в крови выше
нормального (как правило, это бывает у лиц, страдающих гепатитом и хроническим циррозом печени), хотя повышенную вирулентность в этом случае и нельзя
полностью объяснить способностью этих микроорганизмов блокировать железо. За период с 1981 по 1992 гг. в департаменте здравоохранения штата Флорида,
США, было зарегистрировано 125 случаев заражения бактериями Vibrio vulnificus и среди них было 25 смертельных исходов (35%) [33]. Сырые устрицы являются основным пищевым продуктом среди источников заражения этим видом
бактерий. Считается, что бактерии Vibrio vulnificus ответственны за 95% всех
смертельных случаев заражений, связанных с употреблением в пищу морепродуктов в США. В 1996 г. бактерии Vibrio vulnificus стали причиной 16 случаев
заражений и 3 смертельных случаев в Лос-Анжелесе, связанных с употреблением в пищу сырых устриц [27]. Употребление в пищу сырых устриц было причиной заражений в Галвестон Бэй, штат Техас, США, а также в Эллой Бэй, штат
Луизиана, США. Было показано, что добавление острого соуса к сырым устрицам неэффективно в плане уничтожения бактерий Vibrio vulnificus [123], однако
диацетил в концентрации 0,05% снижает количество живых бактерий Vibrio
vulnificus в сырых устрицах [124].

Vibrio alginolyticus и Vibrio hollisae
Бактерии Vibrio alginolyticus являются нормальными обитателями морской воды,
и было установлено, что они вызывают инфекции мягких тканей и уха у человека. Патогенность этих микроорганизмов для человека была подтверждена
в 1973 г., но впервые подозрение на то, что эти бактерии могут вызывать инфекции, возникло еще в 1969 г. [132]. При изучении раневых инфекций, возникающих на конечностях тела пациентов, главным образом у мужчин, было установлено, что часто эти инфекции возникали после пребывания в морской воде.
В прибрежных водах штата Вашингтон, США, наибольшее число этих микроорганизмов было обнаружено в беспозвоночных животных и образцах осадочных пород, а не в толще открытой воды, где количество этих вибрионов
крайне мало [5]. Количество бактерий, обнаруживаемое в устрицах, коррелировало с температурой окружающей воды, а наибольшее содержание вибрионов
в устрицах было связано с наиболее теплой водой. При ненадлежащем хранении
устриц в Бразилии было выделено семь разных видов бактерий рода Vibrio,
содержащихся в следующих относительных количествах: Vibrio alginolyticus
(81%), Vibrio parahaemolyticus (77%), Vibrio cholerae «не-О1» штаммы (31%),
Vibrio fluvialis (27%), Vibrio furnissii (19%), Vibrio mimicus и Vibrio vulnificus
соответственно по 12% каждый из видов.
Впервые описанные в 1982 г. бактерии Vibrio hollisae вызывают заболевания
пищевым гастроэнтеритом и за период с 1967 по 1990 г. было зарегистрировано

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 28. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями родов Vibrio, Yersinia и Campylobacter 783

15 случаев заболеваний [106]. За этот же период был зарегистрирован всего
один случай заболевания человека, причиной которого было употребление в
пищу моллюсков, где этиологическим агентом были бактерии Vibrio alginolyticus. Бактерии Vibrio hollisae продуцируют энтеротоксин, имеющий молекулярную массу около 33 кДа, и этот токсин обладает гемолитическим действием на
эритроциты человека и кролика [74]. В отличие от бактерий Vibrio parahaemolyticus изоляты Vibrio hollisae продуцируют TDH-связанный гемолизин [92].
В результате применения техники монослойных культур HeLa, Henle 407 и
HCT-8 было показано, что бактерии Vibrio hollisae осуществляют инвазию в эти
клетки, используя микрофиламенты и микротрубочки [84]. Эти наблюдения позволяют сделать заключение, что данные микроорганизмы могут обладать множественными механизмами инфекции.

Иерсиниоз (Yersinia enterocolitica)
Среди разных бактерий, относящихся к роду Yersinia, который принадлежит семейству Enterobacteriaceae, различают 11 видов и 5 биоваров, включая особо
опасный вид — Yersinia pestis, вызывающий чуму. Из видов этих микроорганизмов, встречающихся в продуктах питания, интерес представляет прежде всего
Yersinia enterocolitica. Бактерии этого вида впервые выделил в 1933 г. Coleman
в штате Нью-Йорк [54]. Эти грамотрицательные палочковидные бактерии являются в своем роде уникальными в том отношении, что их подвижность проявляется при температурах ниже 30 °С, а при 37 °С они неподвижны. На агаризованной питательной среде из бактерии Yersinia enterocolitica вырастают колонии
диаметром 1,0 миллиметр и меньше, эти бактерии дают негативную реакцию на
оксидазу, сбраживают глюкозу, не образуя газа или образуя его в минимальном
количестве, у них отсутствует фенилаланиндезаминаза, они дают положительную реакцию на уреазу и являются уникальными среди патогенных бактерий,
будучи психрофилами. Эти бактерии часто обитают в окружающей среде совместно с другими представителями (по крайней мере тремя) рода Yersinia, отмеченными в табл. 28.3.

Таблица 28.3. Минимальные биохимические различия между видами рода Yersinia,
связанных с Yersinia enterocolitica в природных условиях
и в продуктах питания
Вид
Yersinia enterocolitica
Yersinia kristensenii
Yersinia frederiksenii
Yersinia intermedia
Yersinia bercovieri
Yersinia mollaretti

VP*

Сахароза

Рамноза

Рафиноза

Мелибиоза

+
–
+
+
–
–

+
–
+
+
+
+

–
–
+
+
–
–

–
–
–
+
–
–

–
–
–
+
–
–

* VP — реакция Вогса–Проскера; + = положительная реакция; – = негативная реакция.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

784

Часть VII. Пищевые заболевания

Требования к условиям роста
Рост бактерий Yersinia enterocolitica наблюдается в пределах значений температуры от –2 °С до 45 °С, а оптимальные значения находятся в области от 22 °С до
29 °С. Что касается биохимических реакций, то оптимальной температурой является, очевидно, 29 °С. Верхним пределом для роста некоторых штаммов является температура 40 °С, и также не все штаммы могут расти при температурах
ниже 4–5 °С. С другой стороны, наблюдали рост некоторых штаммов в молоке
при температурах 0–2 °С через 20 суток. Кроме того, наблюдали рост некоторых
иерсиний в свинине и курах при температурах 0–1 °С [77]; было также выявлено, что три штамма могут расти на сырой говядине при температурах 0–1 °С
в течение 10 суток [51]. При температуре 4 °С бактерии Yersinia enterocolitica
растут в молоке и достигают численности в значении до 107 клеток/мл в течение
7 дней; при этом они хорошо конкурируют с представителями нормальной микробиоты [2]. Добавление NaCl к среде культивирования повышает минимальные температуры роста бактерий. При культивировании в BHI-бульоне, содержащем 7% NaCl, роста иерсиний не наблюдали при температуре 3 и 25 °С даже
после 10 дней культивирования. При значении рН среды, равном 7,2, наблюдали
рост одного из штаммов этих бактерий при температуре 3 °С, а также очень слабый рост происходил при значении рН среды, равном 9,0, и той же температуре.
Не отмечалось роста иерсиний при значениях рН среды, равных 4,6 и 9,6 [121].
В случае добавления к среде 7% NaCl наблюдалось ингибирование роста бактерий при температуре 3 °С, однако снижение концентрации этой соли до 5% приводило к возобновлению их роста. При полном отсутствии соли в среде рост
иерсиний наблюдали в условиях температуры 3 °С и рН 4,6–9,0 [121, 125]. Клинические штаммы бактерий Yersinia были менее чувствительны к описанным
выше условиям, чем природные изоляты. Что касается минимальных параметров рН роста, то были установлены следующие значения для шести штаммов
бактерий Yersinia enterocolitica (рН титровали с помощью соляной кислоты
и инкубировали в течение 21 суток): 4,42–4,80 при 4 °С, 4,36–4,83 при 7 °С,
4,26–4,50 при 10 °С, 4,42–4,80 при 4 °С и 4,18–4,36 при 20 °С [19]. При использовании для титрования рН органических кислот был установлен следующий
порядок их эффективности: уксусная кислота > молочная кислота > лимонная
кислота. С другой стороны, порядок эффективности при титровании рН органическими кислотами в случае культивирования бактерий Yersinia enterocolitica
в триптиказном соевом бульоне был другой: пропионовая кислота ³ молочная
кислота ³ уксусная кислота > лимонная кислота ³ фосфорная кислота ³ соляная
кислота [17].
Была разработана химически определенная среда роста, в состав которой
входят четыре аминокислоты (L-метионин, L-глутаминовая кислота, глицин и
L-гистидин), неорганические соли, буферные системы и глюконат калия в качестве источника углерода [3]. Бактерии Yersinia enterocolitica разрушаются
в течение 1–3 мин при 60 °С [50]. Они довольно устойчивы к замораживанию.
При этом, их численность снижается только очень незначительно в курином
мясе через 90 дней хранения при –18 °С [77]. Значения D62, 8o C для 21 штамма
иерсиний в молоке были определены в пределах от 0,7 до 17,8 с. При пастеризации ни одна из этих бактерий не выживает [42].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 28. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями родов Vibrio, Yersinia и Campylobacter 785

Распределение
Бактерии Yersinia enterocolitica и связанные с ними другие виды этого рода, отмеченные в табл. 28.3, широко распространены в природных условиях в земле,
озерах и проточных водоемах, которые и являются источниками этих микроорганизмов для теплокровных животных. Вид Yersinia enterocolitica более адаптирован к животным и его чаще обнаруживают среди изолятов человека, чем
другие виды, представленные в табл. 28.3. Из 149 штаммов, выделенных от
человека, соответственно 81%, 12%, 5,4% и 2% принадлежали к видам Yersinia
enterocolitica, Yersinia intermedia, Yersinia frederiksenii и Yersinia kristensenii
[114]. Такие виды этих бактерий, как Yersinia intermedia и Yersinia frederiksenii,
обнаруживают главным образом в природных источниках пресной воды, рыбе и
продуктах питания и только лишь весьма редко выделяют от человека. Бактерии
вида Yersinia kristensenii выделяют чаще всего из почвы и других природных источников и, кроме того, из продуктов питания, но от человека их выделяют
крайне редко [7]. Так же как и бактерии Yersinia enterocolitica, эти последние
виды вырабатывают термостабильный энтеротоксин. Как отмечалось в работе
Hanna с соавт. [52], многие из подобных Yersinia enterocolitica бактерий оказались положительными по рамнозе, и, следовательно, их можно классифицировать как Yersinia intermedia и/или Yersinia frederiksenii. Все эти бактерии способны расти при температуре 4 °С. Неизвестны случаи, при которых рамнозоположительные иерсинии вызывали инфекционные заболевания у человека.
Бактерии Yersinia enterocolitica были изолированы из различных животных,
включая кошек, птиц, собак, бобров, морских свинок, крыс, верблюдов, лошадей,
кур, енотов, медведей, шиншилл, оленей, коров, свиней, овец, рыб и устриц. Существует широко распространенное мнение, что свиньи являются наиболее опасным источником бактерий Yersinia enterocolitica для человека. Из 43 образцов
свинины, отобранных с боен и исследованных на наличие таких видов иерсиний,
как Yersinia enterocolitica, Yersinia intermedia, Yersinia frederiksenii и Yersinia kristensenii, в 8 образцах были обнаружены все четыре вида этих бактерий [53].
Наряду с Klebsiella pneumonia, бактерии Yersinia enterocolitica были выделены из крабов, собранных возле острова Кодиак на Аляске и была установлена их
патогенность [4]. В результате исследований, проведенных в США, было показано, что в 95 из 103, т. е. в 95% изделий из свинины, продаваемых на рынке, содержится по крайней мере один из изолятов Yersinia enterocolitica. При этом
98,7% патогенных изолятов принадлежали к серотипу О:5, а 3,7% изолятов принадлежали к серотипу О:3 [46]. Исследования, проведенные в Финляндии, показали, что 92% из 51 образца языка и 25% из 255 образцов мясного фарша содержали бактерии Yersinia enterocolitica [44]. Эти исследователи применяли для
идентификации бактерий в фарше два разных метода, а именно полимеразную
цепную реакцию (ПЦР), где ген yadA использовали в качестве целевого; вторым методом был классический культуральный. Результаты, полученные с помощью обоих этих методов, показали, что более 98% образцов свиного языка
были положительными. Наиболее часто выявляемым биотипом среди иерсиний
является биотип 4, который можно отнести к серотипу О:3 (см. далее в этой главе). Исследования, проводимые с использованием метода TaqMan сравнивали
с результатами, полученными с помощью других методов на предмет выделения бактерий Yersinia enterocolitica из свежего и замороженного свиного фарша.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

786

Часть VII. Пищевые заболевания

При этом чувствительность метода TaqMan оценивалась значениями от 3 до
4 log10 КОЕ/г [138]. При использовании этого метода результаты могут быть получены в течение пяти часов после 18-часового обогащения. При использовании
метода тонкослойной агаризованной оксиразы (TALO) можно определять менее
чем 2 log10 КОЕ/г. При использовании обоих этих методов наряду со стандартным методом селективных сред не было обнаружено бактерий Yersinia enterocolitica в 100 образцах свиного фарша [138].
Что касается носительства этих бактерий у человека, то исследования, проведенные на 4841 образцах кала, взятых в семи городах разных штатов США с ноября 1989 г. по январь 1990 г. дали следующие результаты: 38%, 49%, 60% и 98%
образцов содержали соответственно бактерии Yersinia enterocolitica, шигеллы,
Campilobacter и сальмонеллы [75]. Среди изолятов бактерий Yersinia enterocolitica 92% обладали серотипом О:3.

Серовары и биовары
Среди наиболее часто выявляемых сероваров (серотипов) Yersinia enterocolitica
при инфекциях у человека необходимо выделить такие, как 0:3, 0:5,27, 0:8 и 0:9.
Каждый из 49 изолятов, принадлежащих к этим сероварам, вызывает положительную реакцию у клеток HeLa, в то время как только 5 из 39 других сероваров
являются положительными по этому показателю [88]. В США большинство патогенных штаммов относятся к серовару 0:8 (биовары 2 и 3) и, за исключением
единичных изолятов в Канаде, эти серовары (биовары) весьма редко выделялись
в других странах. В таких областях, как Канада, Африка, Европа и Япония серовар 0:3 (биовар 4) является наиболее часто выделяемым [130]. Вторым наиболее
часто встречающимся сероваром Yersinia enterocolitica в Европе и Африке является серовар 0:9, который, как сообщалось, часто выделяли также и в Японии.
Серовар 0:3 (биовар 4, фаготип 9b) был практически единственным типом
Yersinia enterocolitica, выявляемым в провинции Квебек в Канаде; также этот
серовар был наиболее распространенным в провинции Онтарио [130]. Следующими по частоте их выделения в Канаде были серовары 0:5,27, и 0:6,30. При
оценке инфекционных заражений в Канаде серовар 0:3 составлял 85% из 256
изолятов у человека, в то время как в случае источников не человеческого происхождения серовар 0:5,27 представлял 27% из 22 изолятов [130]. Шесть изолятов серовара 0:8, выделенных из свиного языка, были летальными для взрослых
мышей [130]. Mors и Pai [88] показали, что только серовар 0:8 дает положительную реакцию на тест Шереня (тест на инвазивность). При использовании метода
Таблица 28.4. Четыре наиболее распространенных биовара
бактерий Yersinia enterocolitica
Субстрат/продукт
Липаза (Твин 80)
Дезоксирибонуклеаза
Индол
D-ксилоза

Биовары
1

2

3

4

+
–
+
+

–
–
+
+

–
–
–
+

–
+
–
–

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 28. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями родов Vibrio, Yersinia и Campylobacter 787

культуры тканей клеток HeLa было установлено, что инфекционными являются
следующие серовары бактерии Yersinia enterocolitica: 0:1, 0:2, 0:3, 0:4, 0:5, 0:8,
0:9 и 0:21. Штаммы бактерий серовара 0:8 являются не только вирулентными
для человека, но и вызывают летальный исход у мышей, а также обладают инвазивностью в соответствии с результатами теста Шереня. Четыре наиболее распространенных биовара бактерий Yersinia enterocolitica приведены в табл. 28.4.
Очевидным является тот факт, что только биовары 2, 3 и 4 обладают плазмидой
вирулентности.

Факторы вирулентности
Бактерии Yersinia enterocolitica вырабатывают термостабильный энтеротоксин
(ST), который может выдерживать температуру 100 °С в течение 20 мин, оставаясь активным. Он не подвергается воздействию протеаз и липаз и обладает молекулярной массой, равной 9000–9700 дальтон. Токсин теряет биологическую
активность при обработке 2-меркаптоэтанолом [97, 98]. При изучении токсина
методом изоэлектрофокусирования было выявлено две активных фракции со
значением их изоэлектрических точек (pIs), равных 3,29 (ST-1) и 3,00 (ST-2)
[97]. Антисыворотка, полученная от морских свинок после их иммунизации
очищенным термостабильным токсином (ST), нейтрализовала активность токсинов Yersinia enterocolitica и Escherichia coli [97]. Подобно термостабильному
токсину Escherichia coli, аналогичный токсин, вырабатываемый бактериями
Yersinia enterocolitica, дает положительную реакцию на тесты у молочных поросят и в изолированной петле кишечника кроликов и негативную реакцию в случае тестов с использованием CHO клеток и Y-1 клеток надпочечников (см.
гл. 12). ST Yersinia enterocolitica растворим в метаноле и стимулирует гуанилатциклазу и циклический аденозинмонофосфат (цАМФ) в кишечнике, но в то же
время не стимулирует аденилатциклазу [98, 107]. Токсин ST производится при
температуре, равной или ниже 30 °С [100], и его продукции способствуют рН
в пределах от 7 до 8. Из 46 изолятов, выделенных из молока, только 3 продуцировали термостабильный токсин (ST) в молоке при 25 °С, в то время как при 4 °С
выделения ST не отмечалось. В синтетической среде продукция энтеротоксина
стимулировалась с помощью аэрации, но ингибировалась высоким содержанием железа [3]. При культивировании бактерий Yersinia enterocolitica в сложных
средах при 25 °С необходимо более 24 ч для продукции энтеротоксина ST. Ген,
кодирующий синтез этого токсина, очевидно, является хромосомным. В 1996 г.
бактерии Vibrio vulnificus стали причиной 16 случаев инфекционных заболеваний и 3 смертельных исходов в Лос-Анджелесе, связанных с употреблением
в пищу сырых устриц [27]. Эти устрицы были выловлены в Галвестон Бэй, штат
Техас, а также в Эллой Бэй, штат Луизиана, США.
При исследовании 232 изолятов, выделенных от человека, 94% продуцировали энтеротоксин, в то время как только 32% из 44 изолятов, выделенных из молока, и 18% изолятов, выделенных из других продуктов питания, были энтеротоксигенными [101]. Что касается сероваров, то было показано, что такие из
них, как 0:3, 0:8, 0:5,27, 0:6,30 и 0:9 в 97% случаев из 196 были энтеротоксигенными. Было обнаружено, что большинство вод естественного происхождения
в США содержат рамнозо-положительные штаммы, которые являются или серологически нетипируемыми или состоят из многих различных сероваров [54].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

788

Часть VII. Пищевые заболевания

В другом исследовании 43 штамма бактерий Yersinia enterocolitica, выделенных
от детей, страдающих гастроэнтеритом, а также 18 лабораторных штаммов
были проверены на предмет выделения ими термостабильного токсина (ST).
При этом, с помощью тестов, проведенных на молодых мышах, было установлено, что все клинические штаммы и семь лабораторных штаммов продуцировали
этот энтеротоксин, однако тесты с использованием клеток Y-1 надпочечников
дали отрицательные результаты [100].
Что касается продукции термостабильного энтеротоксина (ST) другими видами иерсиний, отличающихся от Yersinia enterocolitica, то ни один из 21, 8
и 1 штаммов соответственно Yersinia intermedia, Yersinia frederiksenii и Yersinia
aldovae не показывали соответствующей положительной реакции в одном из исследований образцов сырого молока, в то время как 62,5% изолятов Yersinia
enterocolitica были положительными по термостабильному энтеротоксину
[135]. С другой стороны, в двух других исследованиях было показано, что около
одной трети видов иерсиний, не относящихся к Yersinia enterocolitica, включая
Yersinia intermedia и Yersinia kristensenii, были положительными по термостабильному энтеротоксину (ST) [129, 136]. Бактерии Yersinia bercovieri продуцируют другой термостабильный энтеротоксин (YbST). Хорошо определяемый
уровень продуцирования этого энтеротоксина регистрируется в условиях культивирования при 4 °С в течение периода 144–168 ч [122].
Несмотря на то что патогенные штаммы иерсиний продуцируют термостабильный энтеротоксин (ST), есть данные о том, что этот токсин не является
абсолютно необходимым для проявления вирулентности. Некоторые доказательства того, что этот токсин не играет критической роли в вирулентности иерсиний были представлены Schiemann [112], который продемонстрировал положительный ответ на бактерии штамма 0:3, не продуцирующего энтеротоксин
ST, в тестах с использованием клеток HeLa и в тесте Шереня на инвазивность.
С другой стороны, каждый из 49 изолятов, принадлежащих к группе серовара
0:3, а также другие 4 вирулентные серовара продуцировали этот энтеротоксин
[88]. Помимо того, что роль энтеротоксина ST в вирулентности иерсиний не
является критической, также и некоторые другие свойства этого токсина в настоящее время представляются не столь важными [22, 81]. Yop-вирулон является наиболее значительным фактором вирулентности иерсиний, и этот фактор,
наряду с другими, недавно открытыми особенностями патогенеза этих микроорганизмов, обсуждается в гл. 22.

Частота встречаемости бактерий Yersinia enterocolitica
в продуктах питания
Эти микроорганизмы были выделены из тортов, мясных продуктов в вакуумной
упаковке, морепродуктов, овощей, молока и других продуктов питания. Они
были изолированы также из говядины, баранины и свинины [77]. Из всех этих
источников свинина является, очевидно, наиболее важным источником патогенных штаммов для человека. Точнее говоря, показано, что миндалевидные
железы свиньи представляют собой первичный источник заражения других
органов, таких как печень, сердце и почки [43]. Сведения о частоте встречаемости бактерий Yersinia enterocolitica и их росте в молоке представлены в гл. 7, а
в случае мясных продуктов соответствующая информация представлена в гл. 4.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 28. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями родов Vibrio, Yersinia и Campylobacter 789

Синдром гастроэнтерита и его распространенность
Помимо гастроэнтерита, эти микроорганизмы связывали также с псевдоаппендицитом, мезентериальным лимфаденитом, воспалением терминальной части подвздошной кишки, реактивным артритом, перитонитом, абсцессами толстого кишечника и шеи, холециститом и нодозной эритемой. Эти бактерии выделяют из
мочи, крови, цереброспинальной жидкости и из глаз инфицированных людей.
Кроме того, эти микроорганизмы выделяют, безусловно, из кала больных гастроэнтеритом. Ниже приведена только информация по синдрому гастроэнтерита.
Распространенность этого синдрома имеет сезонную закономерность. Наименьшее число массовых вспышек этого заболевания отмечается весной, а наибольшее их количество регистрируется в октябре и ноябре. Чаще всего заболевают очень молодые и старые люди. Одна из массовых вспышек этого заболевания исследовалась Gutman с соавторами [49]. В качестве симптомов эти авторы
отмечали следующие: лихорадка (жалобы поступали от 87% заболевших), диарея (жалобы поступали от 69% заболевших), сильная боль внизу живота (жаловались 62% заболевших), тошнота (жаловались 56% заболевших), фарингит
(жаловались 31% заболевших) и головная боль (жаловались 18% заболевших).
В результате этой массовой вспышки заболеваний было проведено две операции по аппендэктомии и зарегистрировано два смертельных исхода.
Молоко (сырое, ненадлежащим образом пастеризованное или вновь зараженное после термической обработки) является наиболее распространенным
продуктом питания, после употребления которого происходят заражения иерсиниозом. Впервые документированная массовая вспышка этих заболеваний в
США произошла в штате Нью-Йорк в 1976 г. Ответственным за эти заболевания
был штамм бактерий Yersinia enterocolitica 0:8, а продуктом питания, ставшим
источником заражений, было шоколадное молоко, приготовленное при добавлении шоколадного сиропа к предварительно пастеризованному молоку [12].
Массовая вспышка заражений бактериями штамма 0:3 произошла среди детей
(15 заболевших) в штате Джорджия (США) в период 1988–1989 гг. Продуктом
питания, ставшим источником заражения, были сырые свиные рубцы.
Симптомы гастроэнтерита развиваются через несколько дней после употребления в пищу зараженных продуктов питания и характеризуются болями внизу
живота и диареей. Дети, по всей видимости, более чувствительны, чем взрослые. Бактерии, вызвавшие заражение, могут присутствовать в фекалиях до
40 дней после начала заболевания [4]. Последствиями синдрома гастроэнтерита
могут стать самые различные системные изменения в организме человека.

Кампилобактериоз (Campylobacter jejuni)
В роду бактерий Campylobacter по крайней мере одним видом, имеющим первостепенную важность для продуктов питания, является Campylobacter jejuni
subsp. jejuni. В отличие от Campylobacter jejuni subsp. doyley эти бактерии устойчивы к цефалотину, могут расти при температуре 42 °С и могут восстанавливать
нитраты. Далее в тексте Campylobacter jejuni subsp. jejuni будет обозначаться как
Campylobacter jejuni. Бактерии последнего вида отличаются от бактерий Campylobacter coli тем, что они способны гидролизовать гиппураты. Кампилобактеры
более тесно связаны с родом Arcobacter, чем с представителями любых других

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

790

Часть VII. Пищевые заболевания

групп. Бактерии Campylobacter jejuni были первыми из пищевых патогенов, чей
геном был секвенирован (он содержит 1,64 млн пар оснований).
До 1970-х гг. кампилобактеры были известны в основном ветеринарным
микробиологам как микроорганизмы, вызывающие спонтанные аборты у коров
и овец, а также являющиеся причиной других патологий у животных. Однажды
они даже были классифицированы как Vibrio spp.
Бактерии Campylobacter jejuni представляют собой узкие удлиненные спирально закрученные палочки, обладающие одиночным полярным жгутиком на
одном или на обоих концах клетки. Они положительны по оксидазе и каталазе и
не растут в присутствии 3,5% NaCl и при 25 °С. Они являются микроаэрофилами, требующими для роста небольшого количества кислорода (3–6%). При использовании автобиолюминесцентного штамма Campylobacter jejuni были установлены минимальные (30 °С), оптимальные (40 °С) и максимальные (45 °С)
температуры роста на плотной агаризованной среде методом градиентного чашечного формата [68]. При оптимальной температуре роста, равной для этого
штамма 40 °С, бактерии хорошо растут в интервале значений рН от 5,5 до 8,0 и
в присутствии NaCl в концентрациях до 1,75%. Полное ингибирование роста
осуществляется при содержании кислорода в среде в 21%. Для хорошего роста
необходимой также является двуокись углерода (около 10%). При введении бактерий Campylobacter jejuni в мясо индейки в вакуумной упаковке количество
клеток кампилобактера понижалось, но при этом некоторые бактерии сохраняли жизнеспособность в течение 28 дней при 4 °С [105]. Campylobacter jejuni обладает респираторным метаболизмом. Известно, что наряду с Campylobacter
jejuni некоторые другие виды, принадлежащие к роду Campylobacter и, в частности такие, как Campylobacter coli и Campylobacter intestinalis также вызывают
диарею у человека, однако Campylobacter jejuni как патоген является гораздо более важным.
Поскольку бактерии Campylobacter jejuni обладают довольно малым размером, они могут быть отделены от большинства других грамотрицательных бактерий с помощью использования фильтра с размером пор 0,65 мкм. Бактерии
Campylobacter jejuni являются температурночувствительными. Значение D55o C
для смешанной культуры микроорганизмов, состоящей из равных количеств
бактерий пяти разных штаммов, равно 1,09 мин при культивировании в среде
с пептоном и 2,25 мин при культивировании в среде с измельченной автоклавированной курицей [14]. При нагревании говяжьего фарша, содержащего 107 клеток/г, до 70 °С уже через 10 мин жизнеспособных бактерий не обнаруживается
[120]. Кроме того, кампилобактеры, по всей видимости, чувствительны к замораживанию. При –18 °С клетки бактерий, содержащиеся в количестве 105 на куриную тушку, значительно сокращались в числе или полностью уничтожались.
При такой же температуре число бактерий Campylobacter jejuni в искусственно
зараженном мясе для гамбургеров было сокращено на 1 log за цикл в течение семидневного периода [47].

Распространение
В отличие от Yersinia enterocolitica и Vibrio parahaemoliticus бактерии Campylobacter jejuni не распространены в природных условиях, но являются одними из
тех, которые связаны с теплокровными животными. Было показано, что боль-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 28. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями родов Vibrio, Yersinia и Campylobacter 791

шой процент животных содержат эти бактерии в фекалиях, главным образом это
домашняя птица и дичь. В образцах фекалиев кампилобактеры превалируют и
часто достигают содержания в пределах от 30 до 100%. Сообщения о выделении
этих микроорганизмов разными исследователями были суммированы Blaser
[15]. Процентное содержание бактерий Campylobacter jejuni в положительных
образцах различных продуктов питания было следующим: содержимое кишечника кур — 39–83%, фекалии свиней — 66–87%, фекалии овец — до 73%, содержимое кишечника свиней — 61%, туши овец — 24%, туши свиней — 22%, потрошенные куры — 72–80% и потрошенные индейки — 94%.
В ходе исследований в период с 1989 по 1994 г. на ферме по разведению домашних птиц в Южной Англии было исследовано 12 233 бройлера и из них 27%
давали положительные реакции на тест по бактериям Campylobacter jejuni [102].
Из 251 образца, взятого от животных, 35,5% содержали бактерии Campylobacter
jejuni и только в 9,2% случаев обнаруживали эти микроорганизмы в образцах,
взятых от птиц из удаленных загонов. В целом наблюдали низкий уровень передачи этих микроорганизмов среди поголовья. Наиболее общим путем передачи инфекции считают вертикальную трансмиссию в инкубаторных станциях
вследствие отсутствия большого разнообразия типов [102]. Сведения по экологии и распространению кампилобактеров в других свежих пищевых продуктах
и природной среде представлены в обзорной работе [91].
В образцах фекалий людей, страдающих диареей, обнаруживают бактерии
Campylobacter jejuni, и это, по всей видимости, является наиболее распространенной причиной острой формы диареи у человека. Из 8097 образцов, взятых
для анализа в восьми лабораториях при больницах в разных районах США в течение пятнадцатимесячного периода, эти микроорганизмы выделяли только из
4,6%, сальмонеллы — из 2,3%, шигеллы — из 1% [16]. В наибольшем количестве бактерии Campylobacter jejuni выделяли у людей из возрастной группы от 10
до 29 лет. Пик выделений кампилобактеров происходит в летние месяцы. Отмечается, что в развитых странах в этот период у 3–14% пациентов, страдающих
диареей, в образцах кала обнаруживали бактерии Campylobacter jejuni [15]. Пик
выделений кампилобактеров от кур, индивидуально содержащихся в клетках,
наблюдали в октябре, а также в последних числах апреля — первых числах мая
[39]. В последнем исследовании 8,1% куриц хронически выделяли эти микроорганизмы, в то время как 33% давали отрицательные анализы даже в тех случаях,
когда они, вероятно, были инфицированы. Было обнаружено, что наиболее вероятным источником бактерий Campylobacter jejuni на утиных фермах являются испражнения крыс и мышей. Установлено, что 86,7% образцов этих фекалий
являются положительными по этому виду бактерий [67]. По-видимому, консенсус заключается в том, что эти микроорганизмы не передаются через инкубаторную станцию, а, как отмечалось, передаются через животных-вредителей. Слепая кишка представляется главным местом колонизации бактерий Campylobacter jejuni и они, как правило, не являются патогенными для взрослых птиц.
Количество бактерий Campylobacter jejuni на некоторых продуктах птицеводства колеблется от log 2,00 до 4,26 на грамм. Как только на птицеферме устанавливается наличие этих микроорганизмов, большинство поголовья птиц становится со временем инфицированным. В одном из исследований было выявлено, что эти микроорганизмы появляются у всех цыплят, обитающих в пределах

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

792

Часть VII. Пищевые заболевания

данной инкубаторной станции в течение недели, как только они обнаруживаются у каких-либо отдельных особей [117]. Помимо домашней птицы, другим распространенным первичным источником этих микроорганизмов является сырое
молоко. Вследствие того что эти бактерии присутствуют в фекалиях коров, неудивительно, что их можно обнаружить и в сыром молоке. При этом следует
ожидать, что степень заражения молока варьирует в зависимости от технологии
его получения на ферме. При обследовании 108 образцов из больших цистерн
для хранения сырого молока в штате Висконсин, США только один дал положительный ответ на присутствие бактерий Campylobacter jejuni, в то время как в
фекалиях 64% коров в стадах аналогичные тесты были положительными [40].
Исследование, проведенное в Нидерландах, показало, что в 22% фекалий из
904 коров и в 4,5% образцов сырого молока содержались бактерии Campylobacter jejuni [11].
Значение перекрестного заражения как источника этих микроорганизмов для
человека можно проиллюстрировать на нескольких примерах массовых вспышек пищевых отравлений: в штате Оклахома, США, было зарегистрировано
14 случаев энтерита, вызванного бактериями Campylobacter, причиной которого
было употребление в пищу салата-латука и лазаньи [26]. Пищу приготавливали
в очень тесном помещении, где также забивали кур, и, по всей вероятности, продукты питания были заражены. В гл. 4 и 9 представлена информация о количестве бактерий Campylobacter, содержащихся в различных продуктах питания.

Вирулентные свойства
По крайней мере некоторые штаммы бактерий Campylobacter jejuni продуцируют термолабильный энтеротоксин (CJT), который имеет некоторые общие свойства с энтеротоксинами Vibrio cholerae (CT) и Escherichia coli (LT). Термолабильный энтеротоксин Campylobacter jejuni повышает уровень циклического
аденозинмонофосфата, индуцирует изменения в CHO клетках, а также вызывает
накопление жидкости в петле подвздошной кишки крыс [108]. Максимальная
степень продукции CJT в специальной среде достигается при 42 °С в течение
24 ч; количество выделяемого термолабильного энтеротоксина повышалось под
воздействием полимиксина [72]. Количество продуцируемого штаммами энтеротоксина CJT значительно варьирует от нуля до 50 нг/мл. При использовании
теста на адренальных клетках Y-1 было установлено, что под воздействием линкомицина и затем полимиксина количество выделяемого бактериями токсина
удваивается [83]. Термолабильный энтеротоксин Campylobacter jejuni (CJT)
нейтрализуется при взаимодействии с антисыворотками, выработанными против CT Vibrio cholerae и LT Escherichia coli, что указывает на иммунологическую гомологию Campylobacter jejuni CJT с этими двумя энтеротоксинами [72].
Показано, что Campylobacter jejuni CJT связывается с теми же клеточными рецепторами, что и CT Vibrio cholerae и LT Escherichia coli, и что содержащаяся
в его составе В-субъединица иммунологически аналогична В-субъединицам энтеротоксинов CT Vibrio cholerae и LT Escherichia coli [73]. Кроме того, бактерии
Campylobacter продуцируют также цитотоксин, который, как показано, является
активным против культуры клеток Vero и HeLa. Как энтеротоксин, так и цитотоксин, вырабатываемые бактериями Campylobacter, индуцируют накопление
жидкости в петле подвздошной кишки крыс, но не в кишках мышей, свиней или

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 28. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями родов Vibrio, Yersinia и Campylobacter 793

телят. Частично очищенный энтеротоксин содержит три фракции с молекулярными массами, равными 68, 54 и 43 кДа [61]. Как показывают результатй тестов
на культуре CHO клеток, из 202 штаммов, принадлежащих к Campylobacter
jejuni и Campylobacter coli, выделенных от людей, страдающих энтеритом и от
здоровых кур-несушек соответственно 34% и 22% штаммов Campylobacter jejuni и Campylobacter coli выделяли энтеротоксины [78].
При сравнении изолятов Campylobacter jejuni, выделяемых из домашней птицы и человека, было установлено, что инвазивность или токсичность для Vero
клеток была значительно выше у изолятов Campylobacter jejuni человека, чем у
изолятов Campylobacter jejuni, выделяемых из домашней птицы [89]. Инвазивность была связана с биотипами 1 и 2, в то время как токсичность (тестированная на клетках CHO INT-407) была связана с биотипами 3 и 4.
Заболевание энтеритами, вызываемое заражением бактериями Campylobacter jejuni, связано отчасти с инвазивной способностью этих микроорганизмов.
Доказательства этого предположения исходят из природы клинических симптомов, быстрого развития высоких показателей титров агглютинации после инфицирования, выделения этих микроорганизмов из периферических кровеносных
сосудов в ходе острой фазы заболевания, а также из наблюдений, что бактерии
Campylobacter jejuni способны проникать в клетки HeLa [80]. Тем не менее
ряд тестов свидетельствует о неинвазивности бактерий Campylobacter jejuni
и, в частности, такие тесты, как пробы Шереня и Антона.
Инвазия бактерий Campylobacter в клетки культуры Caco-2 осуществляется
по энергетически зависимому механизму, а не в результате эндоцитоза [109].
Кампилобактериоз вызывает некоторые серьезные последствия, включая синдром Гиллана–Баре (GBS). Обзор по этому синдрому можно найти в работе
[116]. По оценкам клиницистов, приблизительно у одной трети пациентов, страдающих энтеритом, вызываемым бактериями Campylobacter jejuni, через одну–
три недели развиваются симптомы болезни Гиллана–Баре. Согласно схеме серотипирования Пеннера, сейчас различают свыше 48 серотипов бактерий Campylobacter jejuni. Серотип 19 является одним из тех, с которым, по всей видимости,
связано развитие болезни Гиллана–Баре. Этот штамм обладает олигосахаридной структурой, которая является идентичной терминальному тетрасахариду
ганглиозида GM1 хозяина. Поскольку ганглиозиды являются поверхностными
компонентами нервной ткани, логично предположить, что антитела, вырабатываемые к олигосахаридным структурам бактерий Campylobacter jejuni, будут
проявлять антинейронный эффект [142].
В бактериях Campylobacter jejuni было продемонстрировано наличие плазмид. Показано, что из 17 изученных штаммов 11 имели плазмиды, размер которых варьировал от 1,6 до 70 Мда. Роль и функциональное значение этих плазмид
в заболеваниях пока не выяснены.
Что касается бактерий Campylobacter jejuni, то для этих микроорганизмов
разработана схема серотипирования. 82% изолятов бактерий Campylobacter
jejuni, выделяемых из кур, и 98% изолятов бактерий Campylobacter jejuni, выделяемых от человека, принадлежат к биовару 1 [113].
В целом специфический механизм патогенеза бактерий Campylobacter пока
не определен. В одной из обзорных работ отмечалось, что подвижность и инвазия имеют большое значение в патогенезе и что роль токсинов еще далека от
полного понимания [71].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

794

Часть VII. Пищевые заболевания

Синдром энтерита и его распространение
Первая из зарегистрированных в США вспышка массового заражения бактериями Campylobacter jejuni была вызвана употреблением питьевой воды [29], при
которой этой инфекцией было заражено около 2000 человек. Симптомы заболевания и процент заболевших индивидуумов были следующими: боли внизу живота и спазмы кишечника (88%), диарея (83%), чувство тревоги и беспокойства
(76%), головная боль (54%) и лихорадка (52%). Продолжительность этих симптомов составляет от 1 до 4 дней. В более серьезных случаях наблюдается кровавый понос, диарея может напоминать по своим проявлениям язвенные колиты, а боли внизу живота такие же, как и при остром аппендиците [15]. Инкубационные периоды для энтеритов сильно варьируют по времени. Как правило,
инкубационный период составляет 48–82 ч, но в отдельных случаях может
продолжаться в течение 7–10 дней и даже более. Диарея может продолжаться
в течение 2–7 дней, но при этом организм может продолжать быть распространителем инфекции в течение более 2 месяцев после ослабления остроты симптомов.
Изоляты бактерий Campylobacter, выделенные в лабораториях США за период с 1996 по 1998 г., превышали по количеству изоляты бактерий Salmonella (см.
рис. 28.1). Эти изоляты были выделены в клинических лабораториях, входящих
в Сеть Надзора за Пищевыми предприятиями [24] в отдельных городах пяти
штатов. Они представлены в гл. 22 настоящего издания.
Следует, однако, отметить, что количество представленных изолятов не является в действительности отражением случаев пищевых заболеваний. Предполагается, что отмеченные микроорганизмы связаны с продуктами питания, даже

Рис. 28.1. Уровень лабораторно подтвержденных инфекций (на 100 000 населения) при заражении
определенными выбранными патогенами, выявленные Сетью Надзора за Пищевыми предприятиями (FoodNet) в СШАи в 1996–1998 гг. Результаты за 1998 г. являются предварительными.
Источник: Morbidity and Mortality Weekly Report 48: 190 U. S. Center for Disease Control and
Prevention, 1999.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 28. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями родов Vibrio, Yersinia и Campylobacter 795

если эта связь и не была продемонстрирована. В случае бактерий Campylobacter
считается, что 90% из них пищевого происхождения. Хотя подобный метод наблюдения за микробиологической ситуацией и может являться ценным показателем действительных случаев пищевых заболеваний, он не имеет прецедентов.
Вообще представляется очень необычным то, что такие достаточно нежные
и чувствительные к условиям окружающей среды микроорганизмы являются
основными причинами инфекционных пищевых заболеваний. Интересно отметить, что наиболее значительная из зарегистрированных массовых вспышек пищевых заболеваний энтеритом, как отмечалось выше, в которых причиной было
заражение бактериями Campylobacter, произошла в результате снабжения некачественной водой в городе Вермонт, где было инфицировано более 2000 человек [29].

Предотвращение гастроэнтеритов
Vibrio parahaemolyticus, Yersinia enterocolitica и Campylobacter jejuni являются
температуро-чувствительными бактериями, которые разрушаются при температурах, используемых при пастеризации молока. Воздержание от употребления
сырых морепродуктов и своевременно принимаемые меры по предотвращению
перекрестного заражения от инфицированных сырых материалов, несомненно,
приводят к предотвращению или значительному снижению случаев пищевых
гастроэнтеритов, вызываемых бактериями Vibrio parahaemolyticus и Yersinia
enterocolitica. Для предотвращения раневых инфекций, вызываемых бактериями Vibrio, пациенты с порезами, царапинами, ссадинами, занозами и заусенцами
на теле должны избегать купания в реках и морях. Заражения иерсиниозом можно безусловно избежать или значительно минимизировать эти заболевания, не
употребляя питьевую воду, которая не была надлежащим образом обработана
для обеззараживания, а также при избегании употребления сырого или плохо
обработанного молока. Заболевания кампилобактериозом можно избегать, не
употребляя в пищу недоваренных, недожаренных или непастеризованных продуктов животного происхождения. В особенности это относится к молоку и продукции птицеводства.

Литература
1. Abbott, S.L., C. Powers, C.A. Kaysner, Y. Takeda, M. Ishibashi, S.W. Joseph, and J. M. Janda. 1989.
Emergence of a restricted bioserovar of Vibrio parahaemolyticus as the predominant cause of Vibrioassociated gastroenteritis on the West Coast of the United States and Mexico. J. Clin. Microbiol. 27:
2891–2893.
2. Amin, M.K., and F.A. Draughon. 1987. Growth characteristics of Yersinia enterocolitica in pasteurized skim
milk. J. Food Protect. 50:849–852.
3. Amirmozafari, N., and D.C. Robertson. 1993. Nutritional requirements for synthesis of heat-stable enterotoxin by Yersinia enterocolitica. Appl. Environ. Microbiol. 59:3314–3320.
4. Asakawa, Y., S. Akahane, N. Kagata, and M. Noguchi. 1973. Two community outbreaks of human infection
with Yersinia enterocolitica. J. Hyg. 71:715–723.
5. Baross, J., and J. Liston. 1970. Occurrence of Vibrio parahaemolyticus and related hemolytic vibrios
in marine environments of Washington state. Appl. Microbiol. 20:179–186.
6. Barrow, G.I., and D.C. Miller. 1976. Vibrio parahaemolyticus and seafoods. In Microbiology in Agriculture,
Fisheries and Food, ed. F.A. Skinner and J.G. Carr; 181–195. New York: Academic Press.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

796

Часть VII. Пищевые заболевания

7. Krieg, N.R. ed. 1984. Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology. Vol. 1. Baltimore: Williams & Wilkins.
8. Beuchat, L.R. 1973. Interacting effects of pH, temperature, and salt concentration on growth and survival
of Vibrio parahaemolyticus. Appl. Microbiol. 25:844–846.
9. Beuchat, L.R. 1974. Combined effects of water activity, solute, and temperature on the growth of Vibrio
parahaemolyticus. Appl. Microbiol. 27:1075–1080.
10. Beuchat, L.R., and R.E. Worthington. 1976. Relationships between heat resistance and phospholipids fatty
acid composition of Vibrio parahaemolyticus. Appl. Environ. Microbiol. 31:389–394.
11. Beumer, R.R., J.J.M. Cruysen, and I.R.K. Birtantie. 1988. The occurrence of Campylobacter jejuni in raw
cows’ milk. J. Appl. Bacteriol. 65:93–96.
12. Black, R.E., R.J. Jackson, T. Tsai, M. Medvesky, M. Shayegani, J.C. Feeley, K.I.E. MacLeod, and
A.M. Wakelee. 1978. Epidemic Yersinia enterocolitica infection due to contaminated chocolate milk.
N. Engl. J. Med. 298:76–79.
13. Blake, P.A., R.E. Weaver, and D.G. Hollis. 1980. Diseases of humans (other than cholera) caused by vibrios.
Ann. Rev. Microbiol. 34:341–367.
14. Blankenship, L.C., and S.E. Craven. 1982. Campylobacter jejuni survival in chicken meat as a function
of temperature. Appl. Environ. Microbiol. 44:88–92.
15. Blaser, M.J. 1982. Campylobacter jejuni and food. Food Technol. 36 (3):89–92.
16. Blaser, M.J., P. Checko, C. Bopp, A. Bruce, and J.M. Hughes. 1982. Campylobacter enteritis associated with
foodborne transmission. Am. J. Epidemiol. 116:886–894.
17. Brackett, R.E. 1987. Effects of various acids on growth and survival of Yersinia enterocolitica. J. Food
Protect. 50:598–601.
18. Bradshaw, J.G., D.B. Shah, A.J. Wehby, J.T. Peeler, and R.M. Twedt. 1984. Thermal inactivation of the
Kanagawa hemolysin of Vibrio parahaemolyticus in buffer and shrimp. J. Food Sci. 49:183–187.
19. Brocklehurst, T.F., and B.M. Lund. 1990. The influence of pH, temperature and organic acids on the
initiation of growth of Yersinia enterocolitica. J. Appl. Bacteriol. 69:390–397.
20. Buchrieser, C., V.V. Gangar, R.L. Murphree, M.L. Tamplin, and C.W. Kasper. 1995. Multiple Vibrio
vulnificus strains in oysters as demonstrated by clamped homogeneous electric field gel electrophoresis.
Appl. Environ. Microbiol. 61:1163–1168.
21. Calia, K.E., M. Murtagh, M.J. Ferraro, and S.B. Calderwood. 1994. Comparison of Vibrio cholerae 0139
with V. cholerae 01 classical and El Tor biotypes. Infect. Immun. 62:1504–1506.
22. Carter, P.B., R.J. Zahorchak, and R.R. Brubaker. 1980. Plague virulence antigens from Yersinia enterocolitica. Infect. Immun. 28:638–440.
23. Centers for Disease Control and Prevention. 1999. Outbreak of Vibrio parahaemolyticus infection associated with eating raw oysters and clams harvested from Long Island Sound — Connecticut, New Jersey,
and New York, 1998. Morb. Mortal. Wkly. Rep. 48:48–51.
24. Centers for Disease Control and Prevention. 1998. Incidence of foodborne illnesses — FoodNet, 1997.
Morb. Mortal. Wkly. Rep. 47:782–786.
25. Centers for Disease Control and Prevention. 1998. Outbreak of Vibrio parahaemolyticus infections associated with eating raw oysters — Pacific Northwest, 1997. Morb. Mortal. Wkly. Rep. 47:457–462.
26. Centers for Disease Control and Prevention. 1998. Outbreak of Campylobacter enteritis associated with
cross-contamination of food — Oklahoma, 1996. Morb. Mortal. Wkly. Rep. 47:129–131.
27. Centers for Disease Control and Prevention. 1996. Vibrio vulnificus infections associated with eating raw
oysters — Los Angeles, 1996. Morb. Mortal. Wkly. Rep. 45:621–624.
28. Centers for Disease Control and Prevention. 1995. Cholera associated with food transported from El Salvador — Indiana, 1994. Morb. Mortal. Wkly. Rep. 44:385–386.
29. Centers for Disease Control and Prevention. 1978. Waterborne Campylobacter gastroenteritis — Vermont.
Morb. Mortal. Wkly. Rep. 27:207.
30. Centers for Disease Control and Prevention. 1990. Yersinia enterocolitica infections during the holidays
in black families — Georgia. Morb. Mortal. Wkly. Rep. 39:819–821.
31. Centers for Disease Control and Prevention. 1989. Toxigenic Vibrio cholerae 01 infection acquired in Colorado. Morb. Mortal. Wkly. Rep. 38:19–20.
32. Centers for Disease Control and Prevention. 1993. Isolation of Vibrio cholerae 01 from oysters — Mobile
Bay, 1991–1992. Morb. Mortal. Wkly. Rep. 42:91–93.
33. Centers for Disease Control and Prevention. 1993. Vibrio vulnificus infections associated with raw oyster
consumption — Florida, 1981–1992. Morb. Mortal. Wkly. Rep. 42:405–407.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 28. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями родов Vibrio, Yersinia и Campylobacter 797

34. Chan, K.-Y., M.L. Woo, L.Y. Lam, and G.L. French. 1989. Vibrio parahaemolyticus and other halophilic
vibrios associated with seafood in Hong Kong. J. Appl. Bacteriol. 66:57–64.
35. Cherwonogrodzky, J.W., and A.G. Clark. 1981. Effect of pH on the production of the Kanagawa hemolysin
by Vibrio parahaemolyticus. Infect. Immun. 34:115–119.
36. Corrales, M.T., A.E. Bainotti, and A.C. Simonetta. 1994. Survival of Vibrio cholerae 01 in common
food-stuffs during storage at different temperatures. Lett. Appl. Microbiol. 18:277–280.
37. DePaola, A., J. Ulaszek, C.A. Kaysner, B.J. Tenge, J.L. Nordstrom, J. Wells, N. Puhr, and S.M. Gendel.
2003. Molecular, serological, and virulence characteristics of Vibrio parahaemolyticus isolated from
environmental, food, and clinical sources in North America and Asia. Appl. Environ. Microbiol. 69:
3999–4005.
38. DePaola, A., M.W. Presnell, R.E. Becker, M.L. Motes, Jr., S.R. Zywno, J.F. Musselman, J. Taylor, and
L. Williams. 1984. Distribution of Vibrio cholerae in the Apalachicola (Florida) Bay estuary. J. Food
Protect. 47:549–553.
39. Doyle, M.P. 1984. Association of Campylobacter jejuni with laying hens and eggs. Appl. Environ.
Microbiol. 47:533–536.
40. Doyle, M.P., and D.J. Roman. 1982. Prevalence and survival of Campylobacter jejuni in unpasteurized milk.
Appl. Environ. Microbiol. 44:1154–1158.
41. Faghri, M.A., C.L. Pennington, L.B. Cronholm, and R.M. Atlas. 1984. Bacteria associated with crabs from
cold waters, with emphasis on the occurrence of potential human pathogens. Appl. Environ. Microbiol.
47:1054–1061.
42. Francis, D.W., P.L. Spaulding, and J. Lovett. 1980. Enterotoxin production and thermal resistance of Yersinia enterocolitica in milk. Appl. Environ. Microbiol. 40:174–176.
43. Fredriksson-Ahomaa, M., T. Korte, and H. Korkeala. 2000. Contamination of carcasses, offals, and the
environment with yadA-positive Yersinia enterocolitica in a pig slaughterhouse. J. Food Protect. 63:31–35.
44. Fredriksson-Ahomaa, M., S. Hielm, and H. Korkeala. 1999. High prevalence of yadA-positive Yersinia
enterocolitica in pig tongues and minced meat at the retail level in Finland. J. Food Protect. 62:123–127.
45. Fujino, T., G. Sakaguchi, R. Sakazaki, and Y. Takeda. 1974. International Symposium on Vibrio parahaemolyticus. Tokyo: Saikon.
46. Funk, J.A., H.F. Troutt, R.E. Isaacson, and C.P. Fossler. 1998. Prevalence of pathogenic Yersinia enterocolitica in groups of swine at slaughter. J. Food Protect. 61:677–682.
47. Gill, C.O., and L.M. Harris. 1984. Hamburgers and broiler chickens as potential sources of human
Campylobacter enteritis. J. Food Protect. 47:96–99.
48. Guerry, P., and R.R. Colwell. 1977. Isolation of cryptic plasmid deoxyribonucleic acid from Kanagawapositive strains of Vibrio parahaemolyticus. Infect. Immun. 16:328–334.
49. Gutman, L.T., E.A. Ottesen, T.J. Quan, P.S. Noce, and S.L. Katz. 1973. An inter-familial outbreak of Yersinia enterocolitica enteritis. N. Engl. J. Med. 288:1372–1377.
50. Hanna, M.O., J.C. Stewart, Z.L. Carpenter, and C. Vanderzant. 1977. Heat resistance of Yersinia enterocolitica in skim milk. J. Food Sci. 42:1134–1136.
51. Hanna, M.O., J.C. Stewart, D.L. Zink, Z.L. Carpenter, and C. Vanderzant. 1977. Development of Yersinia
enterocolitica on raw and cooked beef and pork at different temperatures. J. Food Sci. 42:1180–1184.
52. Hanna, M.O., D.L. Zink, Z.L. Carpenter, and C. Vanderzant. 1976. Yersinia enterocolitica-like organisms
from vacuum-packaged beef and lamb. J. Food Sci. 41:1254–1256.
53. Harmon, M.C., B. Swaminathan, and J.C. Forrest. 1984. Isolation of Yersinia enterocolitica and related
species from porcine samples obtained from an abattoir. J. Appl. Bacteriol. 56:421–427.
54. Highsmith, A.K., J.C. Feeley, and G.K. Morris. 1977. Yersinia enterocolitica: A review of the bacterium and
recommended laboratory methodology. Health Lab. Sci. 14:253–260.
55. Hlady, W.G. 1997. Vibrio infections associated with raw oyster consumption in Florida. 1981–1994. J. Food
Protect. 60:353–357.
56. Hшi, L., J.L. Larsen, I. Dalsgaard, and A. Dalsgaard. 1998. Occurrence of Vibrio vulnificus biotypes
in Danish marine environments. Appl. Environ. Microbiol. 64:7–13.
57. Honda, T., K. Goshima, Y. Takeda, Y. Sugino, and T. Miwatani. 1976. Demonstration of the cardiotoxicity
of the thermostable direct hemolysin (lethal toxin) produced by Vibrio parahaemolyticus. Infect. Immun.
13:163–171.
58. Hughes, J.M., D.G. Hollis, E.J. Gangarosa, and R.E. Weaver. 1978. Noncholera vibrio infections in the
United States: Clinical, epidemiologic and laboratory features. Ann. Intern. Med. 88:602–606.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

798

Часть VII. Пищевые заболевания

59. Hunt, M.D., W.E. Woodard, B.H. Keswick, and H.L. Dupont 1988. Seroepidemiology of cholera in Gulf
coastal Texas. Appl. Environ. Microbiol. 54:1673–1677.
60. Islam, M.S., M.K. Hasan, M.A. Miah, M. Yunus, K. Zaman, and M.J. Albert. 1994. Isolation of Vibrio
cholerae 0139 synonym Bengal from the aquatic environment in Bangladesh: Implications for disease
transmission. Appl. Environ. Microbiol. 60:1684–1686.
61. Kaikoku, T., M. Kawaguchi, K. Takama, and S. Suzuki. 1990. Partial purification and characterization of the
enterotoxin produced by Campylobacter jejuni. Infect. Immun. 58:2414–24 19.
62. Kaneko, T., and R.R. Colwell. 1973. Ecology of Vibrio parahaemolyticus in Chesapeake Bay. J. Bacteriol.
113:24–32.
63. Kaper, J., H. Lockman, R.R. Colwell, and S.W. Joseph. 1979. Ecology, serology, and enterotoxin production
of Vibrio cholerae in Chesapeake Bay. Appl. Environ. Microbiol. 37:91–103.
64. Karaolis, D.K.R., R. Lan, and P.R. Reeves. 1995. The sixth and seventh cholera pandemics are due to
independent clones separately derived from environmental, nontoxigenic, non-01 Vibrio cholerae. J. Bacteriol. 177:3191–3198.
65. Karunsagar, I. 1981. Production of hemolysin by Vibrio parahaemolyticus in a chemically defined medium.
Appl. Environ. Microbiol. 41:1274–1275.
66. Karunsagar, I., S.W. Joseph, R.M. Wedt, H. Hada, and R.R. Colwell. 1984. Enhancement of Vibrio
parahaemolyticus virulence by lysed erythrocyte factor and iron. Infect. Immun. 46:141–144.
67. Kasrazedeh, M., and C. Genigeorgis. 1987. Origin and prevalence of Campylobacter jejuni in ducks and
duck meat at the farm and processing plant level. J. Food Protect. 50:321–326.
68. Kelana, L.C., and M.W. Griffiths. 2003. Growth of autobioluminescent Campylobacter jejuni in response
to various environmental conditions. J. Food Protect. 66:1190–1197.
69. Kelly, M.T., and E.M. Dan Stroh. 1989. Urease-positive, Kanagawa-negative Vibrio parahaemolyticus from
patients and the environment in the Pacific Northwest. J. Clin. Microbiol. 27:2820–2822.
70. Kenyon, J.E., D.R. Piexoto, B. Austin, and D.C. Gilles. 1984. Seasonal variation in numbers of Vibrio
cholerae (non-01) isolated from California coastal waters. Appl. Environ. Microbiol. 47:1243–1245.
71. Ketley, J.M. 1997. Pathogenesis of enteric infection by Campylobacter. Microbiology 143:5–21.
72. Klipstein, F.A., and R.F. Engert. 1984. Properties of crude Campylobacter jejuni heat-labile enterotoxin.
Infect. Immun. 45:314–319.
73. Klipstein, F.A., and R.F. Engert. 1985. Immunological relationship of the B subunits of Campylobacter
jejuni and Escherichia coli heat-labile enterotoxins. Infect. Immun. 48:629–633.
74. Kothary, M.H., and S.H. Richardson. 1987. Fluid accumulation in infant mice caused by Vibrio hollisae and
its extracellular enterotoxin. Infect. Immun. 55:626–630.
75. Lee, L.A., J. Taylor, G.P. Carter, B. Quinn, J.J. Farmer, III, R.V. Tauxe, and the Yersinia enterocolitica
Collaborative Study Group. 1991. Yersinia enterocolitica O:3: An emerging cause of pediatric gastroenteritis in the United States. The Yersinia enterocolitica Collaborative Study Group. J. Infect. Dis.
163:660–663.
76. Lee, W.-C., M.-J. Lee, J.-S. Kim, and S.-Y. Park. 2001. Foodborne illness outbreaks in Korea and Japan
studied retrospectively. J. Food Protect. 64:899–902.
77. Leistner, L., H. Hechelmann, and R. Albert. 1975. Nachweis von Yersinia enterocolitica in Faeces and
Fleisch von Schweinen, Hindern und Geflugel. Fleischwirtschaft 55:1599–1602.
78. Lindblom, G.-B., B. Kaijser, and E. Sjogren. 1989. Enterotoxin production and serogroups of Campylobacter jejuni and Campylobacter coli from patients with diarrhea and from healthy laying hens. J. Clin.
Microbiol. 27:1272–1276.
79. Liston, J. 1973. Vibrio parahaemolyticus. In Microbial Safety of Fishery Products, ed. C.O. Chichester and
H.D. Graham. 203–213. New York: Academic Press.
80. Manninen, K.I., J.F. Prescott, and I.R. Dohoo. 1982. Pathogenicity of Carnpylobacter jejuni isolates from
animals and humans. Infect. Immun. 38:46–52.
81. Martinez, R.J. 1983. Plasmid-mediated and temperature-regulated surface properties of Yersinia enterocolitica. Infect. Immun. 41:921–930.
82. Mattй, G.R., M.H. Mattй, I.G. Rivera, and M.T. Martins. 1994. Distribution of potentially pathogenic vibrios
in oysters from a tropical region. J. Food Protect. 57:870–873.
83. McCardell, B.A., J.M. Madden, and E.C. Lee. 1984. Campylobacter jejuni and Campylobacter coli
production of a cytotonic toxin immunologically similar to cholera toxin. J. Food Protect. 47:943–949.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 28. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями родов Vibrio, Yersinia и Campylobacter 799

84. Miliotis, M.D., B.D. Tall, and R.T. Gray. 1995. Adherence to an invasion of tissue culture cells by Vibrio
hollisae. Infect. Immun. 63:4959–4963.
85. Miyoshi, S.-I., H. Nakazawa, K. Kawata, K.-I. Tomochika, K. Tobe, and S. Shinoda. 1998. Characterization
of the hemorrhagic reaction caused by Vibrio vulnificus metalloprotease, a member of the thermolysin
family. Infect. Immun. 66:4851–4855.
86. Molenda, J.R., W.G. Johnson, M. Fishbein, B. Wentz, I.J. Mehlman, and T.A. Dadisman, Jr. 1972. Vibrio
parahaemolyticus gastroenteritis in Maryland: Laboratory aspects. Appl. Microbiol. 24:444–448.
87. Morris, J.G., R. Wilson, B.R. Davis, I.K. Wachsmuth, C.F. Riddle, H.G. Wathen, R.A. Pollard, and
P.A. Blake. 1981. Non-O group 1 Vibrio cholerae gastroenteritis in the United States. Ann. Intern. Med.
94:656–658.
88. Mors, V., and C.H. Pai. 1980. Pathogenic properties of Yersinia enterocolitica. Infect. Immun. 28:292–294.
89. Nadeau, E., S. Messier, and S. Quessy. 2003. Comparison of Campylobacter isolates from poultry and
humans: Association between in vitro virulence properties, biotypes, and pulsed-field gel electrophoresis
clusters. Appl. Environ. Microbiol. 69:6316–6320.
90. Nakasone, N., and M. Iwanaga. 1990. Pili of Vibrio parahaemolyticus strain as a possible colonization
factor. Infect. Immun. 58:61–69.
91. National Advisory Committee on Microbiological Criteria for Foods. 1994. Campylobacter jejuni/coli.
J. Food Protect. 57:1101–1121.
92. Nishibuchi, M., S. Doke, S. Toizumi, T. Umeda, M. Yoh, and T. Miwatani. 1988. Isolation from a coastal
fish of Vibrio hollisae capable of producing a hemolysin similar to the thermostable direct hemolysin
of Vibrio parahaemolyticus. Appl. Environ. Microbiol. 54:2144–2146.
93. Nishibuchi, M., M. Ishibashi, Y. Takeda, and J. B. Kaper. 1985. Detection of the thermostable direct
hemolysin gene and related DNA sequences in Vibrio parahaemolyticus and other Vibrio species by the
DNA colony hybridization test. Infect. Immun. 49:481–486.
94. Nishibuchi, M., and J.B. Kaper. 1985. Nucleotide sequence of the thermostable direct hemolysin gene
of Vibrio parahaemolyticus. J. Bacteriol. 162:558–564.
95. Ogawa, A., J.-I. Kato, H. Watanabe, B.G. Nair, and T. Takeda. 1990. Cloning and nucleotide sequence
of a heat-stable enterotoxin gene from Vibrio cholerae non-01 isolated from a patient with traveler’s
diarrhea. Inject. Immun. 58:3325–3329.
96. Ogg, J.E., R.A. Ryder, and H.L. Smith, Jr. 1989. Isolation of Vibrio cholerae from aquatic birds in Colorado
and Utah. Appl. Environ. Microbiol. 55:95–99.
97. Okamoto, K., T. Inoue, H. Ichikawa, Y. Kawamoto, and A. Miyama. 1981. Partial purification and characterization of heat-stable enterotoxin produced by Yersinia enterocolitica. Infect. Immun. 31:554–559.
98. Okamoto, K., T. Inoue, K. Shimizu, S. Hara, and A. Miyama. 1982. Further purification and characterization
of heat-stable enterotoxin produced by Yersinia enterocolitica. Infect. Immun. 35:958–964.
99. Pace, J., and T.-J. Chai. 1989. Comparison of Vibrio parahaemolyticus grown in estuarine water and rich
medium. Appl. Environ. Microbiol. 55:1877–1887.
100. Pai, C.H., and V. Mors. 1978. Production of enterotoxin by Yersinia enterocolitica. Infect. Immun.
119:908–911.
101. Pai, C.H., V. Mors, and S. Toma. 1978. Prevalence of enterotoxigenicity in human and nonhuman isolates
of Yersinia enterocolitica. Infect. Immun. 22:334–338.
102. Pearson, A.D., M.H. Greenwood, R.K.A. Feltham, T.D. Healing, J. Donaldson, D.M. Jones, and R.R. Colwell. 1996. Microbial ecology of Campylobacter jejuni in a United Kingdom chicken supply chain:
Intermittent common source, vertical transmission, and amplication by flock propagation. Appl. Environ.
Microbiol. 62:4614–4620.
103. Peffer, C.S., M.F. Hite, and J.D. Oliver. 2003. Ecology of Vibrio vulnificus in estuarine waters of eastern
North Carolina. Appl. Environ. microbiol. 69:3526–353 1.
104. Popovic, T., P.I. Fields, O. Olsvik, J.G. Wells, G.M. Evins, D.N. Cameron, J.J. Farmer III, C.A. Bopp,
K. Wachsmuth, R.B. Sack, M.J. Albert, G.B. Nair, T. Shimada, and J.C. Feeley. 1995. Molecular subtyping
of toxigenic Vibrio cholerae 0139 causing epidemic cholera in India and Bangladesh, 1992–1993. J. Infect.
Dis. 171:122–127.
105. Reynolds, G.N., and F.A. Draughon. 1987. Campylobacter jejuni in vacuum packaged processed turkey.
J. Food Protect. 50:300–304.
106. Rippey, S.R. 1994. Infectious diseases associated with molluscan shellfish consumption. Clin. Microbiol.
Rev. 7:419–425.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

800

Часть VII. Пищевые заболевания

107. Robins-Browne, R.M., C.S. Still, M.D. Miliotis, and H.J. Koornhof. 1979. Mechanism of action of Yersinia
enterocolitica enterotoxin. Infect. Immun. 25:680–684.
108. Ruiz-Palacios, G.M., J. Torres, E. Escamilla, B.R. Ruiz-Palacios, and J. Tamayo. 1983. Cholera-like
enterotoxin produced by Campylobacter jejuni. Lancet 2:250–253.
109. Russell, R.G., and D.C. Blake, Jr. 1994. Cell association and invasion of Caco-2 cells by Campylobacter
jejuni. Infect. Immun. 62:3773–3779.
110. Sakazaki, R. 1979. Vibrio infections. In Food-Borne Infections and Intoxications, ed. H. Riemann and
F.L. Bryan, 173–209. New York: Academic Press.
111. Sakazaki, R. 1983. Vibrio parahaemolyticus as a food-spoilage organism. In Food Microbiology, ed.
A.H. Rose, 225–241. New York: Academic Press.
112. Schiemann, D.A. 1981. An enterotoxin-negative strain of Yersinia enterocolitica serotype 0:3 is capable
of producing diarrhea in mice. Infect. Immun. 32:571–574.
113. Shanker, S., J.A. Rosenfield, G.R. Davey, and T.C. Sorrell. 1982. Campylobacter jejuni: Incidence in processed broilers and biotype distribution in human and broiler isolates. Appl. Environ. Microbiol. 43:
1219–1220.
114. Shayegany, M., I. Deforge, D.M. McGlynn, and T. Root. 1981. Characteristics of Yersinia enterocolitica and
related species isolated from human, animal, and environmental sources. J. Clin. Microbiol. 14:304–312.
115. Shirai, H., H. Ito, T. Hirayama, Y. Nakamoto, N. Nakabayashi, K. Kumagai, Y. Takeda, and M. Nishibuchi.
1990. Molecular epidemiologic evidence for association of thermostable direct hemolysin (TDH) and
TDH-related hemolysin of Vibrio parahaemolyticus with gastroenteritis. Infect. Immun. 58:3568–3573.
116. Smith, J.L. 2002. Campylobacter jejuni infection during pregnancy: Long-term consequences of associated
bacteremia, Guillain–Barrй syndrome, and reactive arthritis. J. Food Protect. 65:696–708.
117. Smitherman, R.E., C.A. Genigeorgis, and T.B. Farver. 1984. Preliminary observations on the occurrence
of Campylobacter jejuni at four California chicken ranches. J. Food Protect. 47:293–298.
118. Sperandio, V., J.A. Girуn, W.D. Silveira, and J.B. Kaper. 1995. The OmpU outer membrane protein, a potential adherence factor of Vibrio cholerae. Infect. Immun. 63:4433–4438.
119. Stelma, G.N., Jr, P.L. Spaulding, A.L. Reyes, and C.H. Johnson. 1988. Production of enterotoxin by Vibrio
vulnificus isolates. J. Food Protect. 51:192–196.
120. Stern, N.J., and A.W. Kotula. 1982. Survival of Campylobacter jejuni inoculated into ground beef. Appl.
Environ. Microbiol. 44:1150–1153.
121. Stern, N.J., M.D. Pierson, and A.W. Kotula. 1980. Effects of pH and sodium chloride on Yersinia
enterocolitica growth at room and refrigeration temperatures. J. Food Sci. 45:64–67.
122. Sulakvelidze, A., A. Kreger, A. Joseph, R.M. Robins-Browne, A. Fasang, G. Wauters, N. Harnet, L. DeTolla, and J.G. Morris, Jr. 1999. Production of enterotoxin by Yersinia bercovieri, a recently identified Yersinia
enterocolitica-like species. Infect. Immun. 67:968–971.
123. Sun, Y., and J.D. Oliver. 1995. Hot sauce: No elimination of Vibrio vulnificus in oysters. J. Food Protect.
58:441–442.
124. Sun, Y., and J.D. Oliver. 1994. Effects of GRAS compounds on natural Vibrio vulnificus populations
in oysters. J. Food Protect. 57:921–923.
125. Swaminathan, B., M.C. Harmon, and I.J. Mehlman. 1982. Yersinia enterocolitica. J. Appl. Bacteriol.
52:151–183.
126. Takeda, T., G.B. Nair, K. Suzuki, and Y. Shimonishi. 1990. Production of a monoclonal antibody to Vibrio
cholerae non-01 heat-stable enterotoxin (ST) which is cross-reactive with Yersinia enterocolitica ST. Infect.
Immun. 58:2755–2759.
127. Takeda, Y. 1983. Thermostable direct hemolysin of Vibrio parahaemolyticus. Pharm. Ther. 19:123–146.
128. Taylor, J.L., J. Tuttle, T. Pramukul. K. O’Brien, T.J. Barrett, B. Jolbitado, Y.L. Lim, D. Vugia, J. Glenn
Morris, Jr., R. V. Tauxe, and D.M. Dwyer. 1993. An outbreak of cholera in Maryland associated with
imported commercial frozen fresh coconut milk. J. Infect. Dis. 167:1330–1335.
129. Tibana, A., M.B. Warnken, M.P. Nunes, L.D. Ricciardi, and A.L.S. Noleto. 1987. Occurrence of Yersinia
species in raw and pasteurized milk in Rio de Janeiro, Brazil. J. Food Protect. 50:580–583.
130. Toma, S., and L. Lafleur. 1974. Survey on the incidence of Yersinia enterocolitica infection in Canada. Appl.
Microbiol. 28:469–473.
131. Twedt, R.M., J.T. Peeler, and P.L. Spaulding. 1980. Effective ileal loop dose of Kanagawa-positive Vibrio
parahaemolyticus. Appl. Environ. Microbiol. 40:1012–1016.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 28. Пищевые гастроэнтериты, вызываемые бактериями родов Vibrio, Yersinia и Campylobacter 801

132. Twedt, R.M., P.L. Spaulding, and H.E. Hall. 1969. Morphological, cultural, biochemical, and serological
comparison of Japanese strains of Vibrio parahaemolyticus with related cultures isolated in the United
States. J. Bacteriol. 98:511–518.
133. Vanderzant, C., and R. Nickelson. 1972. Survival of Vibrio parahaemolyticus in shrimp tissue under various
environmental conditions. Appl. Microbiol. 23:34–37.
134. Vugia, D.J., A.M. Shefer, J. Douglas, K.D. Greene, R.G. Bryant, and S.B. Werner. 1997. Cholera from raw
seaweed transported from the Philippines to California. J. Clin. Microbiol. 35:284–285.
135. Walker, S.J., and A. Gilmour. 1990. Production of enterotoxin by Yersinia species isolated from milk.
J. Food Protect. 53:751–754.
136. Warnken, M.B., M.P. Nunes, and A.L.S. Noleto. 1987. Incidence of Yersinia species in meat samples
purchased in Rio de Janeiro, Brazil. J. Food Protect. 50:578–579, 583.
137. Wright, A.C., and J.G. Morris, Jr. 1991. The extracellular cytolysin of Vibrio vulnificus: Inactivation and
relationship to virulence in mice. Infect. Inmun. 59:192–197.
138. Wu, V.C.H., D.Y.C. Fung, and R.D. Oberst. 2004. Evaluation of a 5’-nuclease (TaqMan) assay with the thin
agar layer oxyrase method for the detection of Yersinia enterocolitica in ground pork samples. J. Food
Protect. 67:271–277.
139. Yamamoto, K., Y. Ichinose, H. Shinagawa, K. Makino, A. Nakata, M. Iwanaga, T. Honda, and T. Miwatani.
1990. Two-step processing for activation of the cytolysin/hemolysin of Vibrio cholerae 01 biotype El Tor:
Nucleotide sequence of the structural gene (hlyA) and characterization of the processed products. Infect.
Immun. 58:4106–4116.
140. Yamamoto, K., A.C. Wright, J.B. Kaper, and J.G. Morris, Jr. 1990. The cytolysin gene of Vibrio vulnificus:
Sequence and relationships to the Vibrio cholerae El Tor hemolysin gene. Infect. Immun. 58:2706–2709.
141. Yamamoto, T., and T. Yokota. 1989. Adherence targets of Vibrio parahaemolyticus in human small
intestines. Infect. Immun. 57:2 410–2419.
142. Yuki, N., T. Taki, M. Takahashi, K. Saito, T. Tai, T. Miyatake, and S. Hande. 1994. Penner’s serotype 4
of Campylobacter jejuni has a lipopolysaccharide that bears a GM1 ganglioside epitope as well as one that
bears a GD1a epitope. Infect. Immun. 62:2101–2103.
143. Zen-Yoji, H., Y. Kudoh, H. Igarashi, K. Ohta, and K. Fukai. 1975. Further studies on characterization and
biological activities of an enteropathogenic toxin of Vibrio parahaemolyticus. Toxicon 13:134–135.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

29
Паразиты животных

Паразиты животных, которые могут быть приобретены путем потребления
определенных пищевых продуктов, принадлежат трем отдельным группам:
простейшие, плоские черви и круглые черви. Некоторые наиболее важные с точки зрения питания человека члены каждой группы рассматриваются в этой главе
с приведением их классификации.
В отличие от бактерий, вызывающих пищевых отравления, паразиты животных не размножаются в пищевых продуктах, и их присутствие может быть обнаружено прямыми методами, так как они не растут в культуральной среде. Так
как все паразиты имеют больший размер, чем бактерии, их присутствие может
быть определено довольно легко использованием соответствующих процедур
концентрирования и окрашивания. Так как многие являются внутриклеточными
патогенами, устойчивость к этим заболеваниям часто обусловлена клеточными
явлениями, как и при листериозе (см. гл. 25). Наконец, другой существенный
признак, которым некоторые паразиты животных отличаются от бактерий, —
это их потребности в более, чем одном животном-хозяине, в котором они осуществляют свой жизненный цикл. Дефинитивный (окончательный) хозяин —
животное, в котором взрослый паразит осуществляет свой половой цикл; промежуточный хозяин — животное, в котором развиваются личиночная и ювенильная формы. В некоторых случаях существует только окончательный хозяин (например, криптоспоридиоз (инфекция, вызванная представителями рода
Cryptosporidium)), в других окончательным хозяином может служить больше
чем одно животное (например, дифиллоботриоз); также возможен вариант, при
котором как личиночная, так и взрослая стадии находятся в одном и том же хозяине (например, трихинеллез).

Простейшие
Простейшие принадлежат царству Protista (Protoctista), которое также включает
водоросли и жгутиковые грибы. Они являются наименьшими и самыми примитивными из форм животных, пять родов, касающихся пищевых продуктов, классифицируют следующим образом:
Царство Protista
Тип Sarcomastigophora
Тип Sarcomastigophora
Класс Zoomastigophorea
Отряд Diplomonadida
Семейство Hexamitidae
Род Giardia

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 29. Паразиты животных

803

Подтип Sarcodina
Надкласс Rhizopoda
Класс Lobosea
Отряд Amoebida
Семейство Endamoebidae
Род Entamoeba
Тип Apicomplexa (= Sporozoa)
Класс Sporozoea
Класс Lobosea
Отряд Eucoccidiida
Семейство Sarcocystidae
Род Toxoplasma
Род Sarcocystis
Семейство Cryptosporidiidae
Род Cryptosporidium
Род Cyclospora

Лямблиоз
Giardia lamblia — жгутиковые простейшие, которые содержатся в воде окружающей среды в более высоком уровне, чем Entamoeba histolytica. Протозойные
клетки (трофозоиты) образуют цисты, которые являются основными формами в
воде и пищевых продуктах. Цисты имеют грушевидную форму, и их размер находится в диапазоне 8–20 мкм в дину и 5–12 мкм в ширину. Трофозоиты имеют
8 жгутиков, которые располагаются на вентральной поверхности попарно около
двух симметрично расположенных овальных ядер и обусловливают подвижность, похожую на движение падающего листа.
При алиментарном заражении циста Giardia эксцистируется в пищеварительном тракте под действием кислой среды желудка и протеаз и вызывает клинический лямблиоз у некоторых пациентов. Эксцистирование трофозоитов происходит в верхней части тонкой кишки, и этот этап рассматривается в качестве
эквивалента вирулентному фактору [9]. Трофозоиты не являются активными
фагоцитами и получают свои питательные вещества эндоосмотически (всасыванием). Иногда поражаются желчные протоки, что ведет к холециститу. По сравнению с некоторыми другими кишечными протозойными паразитами трофозоиты Giardia проникают глубоко в парентеральные ткани.

Распространение в окружающей среде
Вода — наиболее распространенный источник лямблиоза. Первая зарегистрированная вспышка произошла на лыжном курорте в Аспене, Колорадо в 1965 г.
со 123 случаями [22]. Между 1965 и 1977 гг. было зарегистрировано 23 вспышки, связанные с водой, которые затронули свыше 7000 человек [23]. Между 1971
и 1985 гг. в США было зафиксировано 92 вспышки [22]. Цисты Giardia, как правило, устойчивы к концентрациям хлора, используемым для дезинфекции водопроводной воды. Бобры и ондатры, как было показано, являются главными
источниками этих организмов в водоемах. В исследовании 200 образцов фекалий ондатр, собранных из природной воды на юго-западе Нью-Джерси, 70% содержали цисты Giardia [59]. Считается, что до 15% популяций ондатр в США
инфицированы этим организмом.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

804

Часть VII. Пищевые заболевания

Симптомы, диагностика и лечение
Инкубационный период для клинического лямблиоза составляет 1–4 недели; цисты появляются в стуле через 3–4 недели. Бессимптомный проход цисты — самое
мягкое проявление инфекции G. lamblia у людей, но при клиническом лямблиозе
симптомы могут продлиться от нескольких месяцев до года или дольше. Каждый
день пациентами распространяется до 9,0 ´ 108 цист, которые могут сохранять
жизнеспособность до трех месяцев в иле сточных вод [3]. G. lamblia являются вообще неинвазивными, и симптомы обусловлены в основном нарушением всасывания [96]. Росту организма способствует высокое содержание желчи в двенадцатиперстной кишке и верхнем отделе тонкой кишки [79].
По результатам исследования вспышки лямблиоза среди 1400 американцев
на острове Мадейра в 1976 г. симптомы, с указанием процентного уровня среди
пострадавших, были следующие: спастические боли в животе (75%), вздутие
живота (72%), тошнота (70%) и потеря в весе (40%). Средний инкубационный
период составлял 4 дня, и G. lamblia были выделены от 47% из 58 больных пациентов. Потребление водопроводной воды, мороженого или сырых овощей было
в значительной степени связано с заболеванием [66]. У 29 пострадавших во время вспышки 1979–1980 гг., вызванной консервированным в домашних условиях
лососем (см. ниже), наблюдались следующие симптомы: понос (100%), усталость (97%), спастические боли в животе (83%), лихорадка (21%), рвота (17%) и
потеря в весе (59%) кроме прочих [77]. В другом исследовании у 183 пациентов
пятью основными симптомами (и процент жалоб) были понос (92%), судороги
(70%), тошнота (58%), лихорадка (28%) и рвота (23%) [96]. Потеря в весе приблизительно 5 фунтов — общая черта лямблиоза, и это было отмечено во время
вспышки 1985 г., вызванной салатом из лапши [78].
Лямблиоз — очень заразная болезнь. Она была зарегистрирована в дневных
детских садах, где преобладали антисанитарные условия. Инфицирование человека колеблется от 2,4 до 67,5% [19]. Минимальная инфекционная доза цист
G. lamblia для людей — 10 или меньше [82].
Лямблиоз диагностируется обнаружением трофозоитов в анализе кала методом
микроскопирования влажных препаратов или окрашенных образцов. G. lamblia может быть выращен в аксенической культуре, но это не подходит для быстрой диагностики. Был разработан эффективный метод иммуно-ферментного анализа
(ИФА). Во время инфекции G. lamblia выявляются циркулирующие антитела
и Т-лимфоциты. Поскольку какого-либо энтеротоксина не было обнаружено,
понос был вызван другими факторами [96].
Лекарственные средства для лечения лямблиоза — акрихин, производные
акридина. Также эффективны метронидазол и тинидазол [96].
Частота заболеваний, вызванных пищевыми продуктами,
и случаи алиментарных заболеваний
Giardia, как оказалось, встречаются в некоторых овощах, и можно предположить, что организм присутствует в продуктах, которые были вымыты зараженной водой или загрязнены асимптоматическими носителями. Из 64 кочанов салата, исследованных в Риме, Италия, в 1968 г., 48 содержали цисты Giardia; также цисты были выделены из земляники, выращенной в Польше в 1981 г. [3].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 29. Паразиты животных

805

Еще в 1928 г. было высказано предположение, что работники пищеблока
в больницах были вероятным источником протозойных инфекций у пациентов.
Из 844 пациентов в городском центре 36% заразились лямблиозом, и считалось,
что инфекции были приобретены при употреблении в пищу загрязненных цистами сырых фруктов и овощей. Эти и некоторые другие ранние инциденты возможного алиментарного лямблиоза обсуждались Barnard и Jackson [3]. Ниже
представлен список предполагаемых и доказанных случаев алиментарного лямблиоза:
1. Три из четырех членов семьи, которая в 1960 г. съела рождественский пудинг,
как предполагалось, загрязненный фекалиями грызунов, были заражены [21].
Были найдены лямблиоподобные цисты.
2. В своем наблюдении алиментарных заболеваний в США за период 1968–
1969 гг. Gangarosa и Donadio [39] отметили вспышки лямблиоза с 19 случаями
за 1969 г., но не представили дальнейших результатов исследований.
3. В декабре 1979 г. 29 из 60 школьных служащих в сельском населенном пункте
Миннесоты заразились от консервированного в домашних условиях лосося,
приготовленного рабочим после того, как он поменял подгузник у младенца, который, как позже выяснилось, имел бессимптомную инфекцию Giardia [77]. Это
была первая документально зарегистрированная вспышка с общим источником
заболевания.
4. В июле 1985 г. 13 из 16 людей на пикнике в Коннектикуте заразились лямблиозом; наиболее вероятным пищевым источником патогена был салат из лапши
[78]. Хотя большинство заболевших обнаруживало признаки между 6-м и 20-м
днями после пикника, приготовивший салат заболел на следующей день после
того, как пищу съели другие. Это было второй хорошо задокументированной
вспышкой с общим источником, вызванной пищевыми продуктами.
5. В 1988 г. заразились 21 из 108 членов церковной молодежной группы в Альбукерке, Нью-Мексико. Ингредиенты маисовой лепешки, которая входила в церковный обед, были наиболее вероятными источниками заражения [18].
Американские Центры Контроля и Предотвращения Заболеваний (CDCP) зарегистрировали вспышки алиментарного лямблиоза в 1985 и 1986 гг., 1 вспышку и 13 случаев в 1985 г. и 2 вспышки и 28 случаев в 1986 г. [5]. Всеобщая распространенность этого организма предполагает, что он может быть более частой
причиной алиментарных инфекций, чем сообщается. Одним из факторов занижения сведений о количествах заболеваний является то, что инкубационный
период составляет более 7 дней. Другой возможный фактор — необходимость
обнаружения этого организма в стуле и остатках продуктов методом микроскопирования — практика, которая не является обычной в микробиологической
экспертизе продуктов при вспышках алиментарного гастроэнтерита.

Амебиаз
Амебиаз (амебная дизентерия), вызванный Entamoeba histolytica, часто передается фекально-оральный путем, хотя передача, как известно, происходит через
воду, через работников пищевой промышленности или сферы общественного
питания и через пищевые продукты. Согласно Jackson [48], случаи распространения алиментарной амебной дизентерии через пищевые продукты задокумен-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

806

Часть VII. Пищевые заболевания

тированы более подробно, чем для других кишечных протозойных болезней.
Организм необычен тем, что является анаэробным, и трофозоиты (бесполая стадия амебы) не имеют митохондрий. Это — аэротолерантный анаэроб, которому
необходима глюкоза или галактоза в качестве главного дыхательного субстрата
[69]. Трофозоиты E. histolytica имеют размер в диапазоне от 10 до 60 мкм, тогда
как размеры цист обычно составляют от 10 до 20 мкм. Трофозоиты подвижны,
а цисты — нет. Амебы часто обнаруживаются вместе с Entamoeba coli, с которым они связаны в кишечнике и стуле. В теплом стуле в случае сильной дизентерии E. histolytica очень подвижны и обычно содержат эритроциты, которые поглощаются псевдоподиями. Хотя чаще всего в стуле преобладает Entamoeba
coli, последний никогда не поглощает эритроциты. Хотя трофозоиты не выживают в условиях окружающей среды, инцистированные формы могут сохранить
жизнеспособность целых 3 месяца в осадке сточных вод [3]. Человек с этой болезнью может передавать до 4,5 ´ 107 цист каждый день [3].
Возможное попадание цист в продукты становится реальным, когда не
поддерживается личная гигиена. Случаи заболевания амебиазом значительно
варьируют — так, 1,4% случаев зарегистрировано в Такоме, Вашингтон, и до
36,4% — в сельском районе Теннеси [19]. Считается, что 10% населения в мире
заражены E. histolytica и что каждый год происходят до 100 млн случаев амебного колита или абсцессов печени.
В своей трофозоитной стадии организм вызывает инфекцию в форме абсцессов в клетках слизистой оболочки кишечника и язв в ободочной кишке. Его приверженность к гликопротеинам клеток хозяина-носителя установлена при помощи галактозо-специфичного лектина (фитогемагглютина). Амебы размножаются
делением надвое в толстой кишке. Они инцистируются в подвздошной кишке, и
цисты могут встречаться неприкрепленными в просвете кишки. Организм производит белок-энтеротоксин с молекулярным весом 35 000–45 000 Дa [19].

Симптомы, диагностика и лечение
Инкубационный период для амебиаза составляет 2–4 недели, а признаки могут сохраниться в течение нескольких месяцев. Начало заболевания часто протекает без
явных симптомов, с частым жидким стулом и, как правило, без лихорадки. Слизь
и кровь характерны для стула пациентов. Более поздние признаки состоят из явной боли в животе, лихорадки, сильной диареи, рвоты и люмбаго (прострела, приступообразной интенсивной боли в поясничной области), и несколько напоминают симптомы шигеллеза (бактериальная дизентерия). Часто наблюдается потеря
веса, и у всех пациентов есть гемо-положительный стул. Согласно Jackson [48],
скоротечный амебиаз с изъязвлением толстой кишки и токсичностью встречается в 6–11% случаев, особенно у женщин, беременных и кормящих. В толстой
кишке могут сформировываться массы амеб и слизи, приводя к кишечной непроходимости. Амебиаз может длиться у некоторых людей в течение многих
лет, в отличие от лямблиоза, где признаки болезни редко длятся более 3 месяцев
[3]. При некоторых условиях амебиаз может возникать в результате синергистических отношений с определенными внутрикишечными бактериями.
Амебиаз диагностируется обнаружением трофозоитов и цист в стуле или
в соскобе слизистой оболочки. Иммунологические методы, такие как непрямая
гемагглютинация, непрямая иммунофлюоресценция, латекс-агглютинация и

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 29. Паразиты животных

807

ИФА, позволяют диагностировать амебиаз. Чувствительность этих тестов высока при внекишечном амебиазе, и титр 1 : 64, определенный методом непрямой
гемагглютинацией, считают существенным.
Этот синдром можно лечить при помощи амебоцидных лекарств — метронидазола и хлорохина (делагил, резохин, хингамин). Невосприимчивость к этому заболевания обусловлена клеточным иммунитетом. Лимфоциты пациентов
в присутствии антигенов к E. histolytica производят g-интерферон, который активизирует макрофаги, обладающие амебоцидными свойствами [90].

Токсоплазмоз
Эта болезнь вызывается Toxoplasma gondii, кокцидиозным простейшим, которое является облигатным внутриклеточным паразитом. Родовое название основывается на характерной форме амебной стадии простейшего (греч. toxo,
«дуга»). Впервые он был выделен в 1908 г. от африканского грызуна гонди, откуда и пошло его видовое название. В большинстве случаев попадание ооцист
T. gondii в организм человека алиментарным путем не вызывает характерных
симптомов, или инфекция является самоизлечивающейся. В этих случаях простейшее инцистируется и становится латентным. Однако когда иммунокомпетентный статус ослаблен, опасный для жизни токсоплазмоз проявляется в результате обострения латентной инфекции.
Домашние и дикие кошки — единственные окончательные хозяева (носители) кишечной или половой фазы этого организма, что делает их первичными источниками токсоплазмоза человека. Обычно болезнь передается от кошки к
кошке, но фактически все позвоночные животные восприимчивы к ооцистам,
распространяющимся кошками. Доза в 100 ооцист может вызвать клинический
токсоплазмоз у человека, и ооцисты могут оставаться жизнеспособными более
года в теплой сырой окружающей среде [33]. Свиньи — главный источник токсоплазмоза среди животной пищи для человека.

Симптомы, диагностика и лечение
Для большинства людей токсоплазмоз является бессимптомным, но когда симптомы появляются, они заключаются в лихорадке с сыпью, головной и мышечной боли и воспалении лимфатических узлов. Мышечная боль довольно сильна
и может продлиться до месяца или более. Некоторые из признаков схожи с симптомами инфекционного мононуклеоза. Инкубационный период у взрослых составляет 6–10 дней, в то время как у младенцев токсоплазмоз — врожденное заболевание.
Болезнь начинается с попадания в организм алиментарным путем ооцист (от
кошачьих фекалий), которые поступают в кишечник, где под действием пищеварительных ферментов высвобождаются восемь подвижных спорозоитов. Ооцисты яйцевидной формы, имеют размеры 10–12 мкм в диаметре и обладают
толстой стенкой. Спорозоиты имеют форму полумесяца, их размер приблизительно 3 ´ 7 мкм. Они не способны выживать долгое время вне организма животного-хозяина, и при этом они не сохраняют жизнеспособность в условиях желудка. В кишечнике спорозоиты выходят из ооцист, проходят через стенки кишечника и быстро размножаются во многих других частях тела, обусловливая
клинические признаки. Наиболее быстро размножающиеся формы называются

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

808

Часть VII. Пищевые заболевания

тахизоитами (овальные или в форме полумесяца трофозоиды T. gondii, обнаруживаемые в острый период токсоплазмоза во всех тканях, кроме безъядерных
эритроцитов) (греч. tachy — быстрый), и в иммунокомпетентных людях, они,
в конечном счете, обусловливают скопление клеток, окруженных защитной
стенкой. Это — тканевые цисты, простейшие внутри которых называются брадизоитами (греч. bradus — медленный). Эти цисты имеют размер 10–200 мкм в
диаметре, брадизоиты меньше по размеру, чем более активные тахизоиты. Брадизоиты могут сохраняться в организме человека в течение всей жизни, но если
цисты подверглись механическому разрушению или разрушены под действием
иммунодепрессии (подавление иммунного ответа), брадизоиты высвобождаются и начинают быстро размножаться как тахизоиты и, таким образом, приводят
к активной инфекции. Развитие стенки цисты вокруг брадизоитов совпадает
с развитием постоянного иммунитета хозяина. Токсоплазмы обычно сохраняются в виде внутриклеточных цист в клетках хозяина («клетка в клетке»).
В большинстве случаев инфекции, вызванные T. gondii, являются у людей
бессимптомными (иммунокомпетентными), но при врожденных инфекциях и
в хозяевах с ослабленным иммунитетом, таких как пациенты с синдромом приобретенного иммунодефицита (СПИД), болезнь гораздо более серьезна. У беременных женщин с недавно приобретенным токсоплазмозом тахизоиты, как сообщают, проникают через плаценту приблизительно в 45% случаев.
В отличие от некоторых других кишечных заболеваний, вызванных простейшими, токсоплазмоз не может быть диагностирован обнаружением ооцисты в
стуле, поскольку эти формы обнаруживаются только в фекалиях кошек. Различные серологические методы широко используются для диагностики острой инфекции. Четырехкратное повышение титра антител иммуноглобулина G (IgG)
между образцами сыворотки больных с острой инфекцией и выздоравливающих — показатель для острой инфекции. Более быстрое подтверждение острой
инфекции может быть сделано обнаружением иммуноглобулина М (IgM), который появляется в течение первой недели инфекции, достигая пика между второй
и четвертой неделями [80]. Среди других диагностических методов — окраска
метиленовым синим, непрямая гемагглютинация, непрямая иммунофлюоресценция и иммуноэлектрофорез. При использовании метода непрямой гемагглютинации титры антител выше 1 : 256 показательны для активной инфекции.
Хотя инфекция токсоплазмой вызывает защитный иммунитет, он частично
клеточно-опосредованный. Во многих бактериальных инфекциях, при которых
фагоциты поглощают клетки, содержащиеся в них гранулы высвобождают ферменты, которые разрушают бактерии. Во время этого процесса аэробное дыхание уступает анаэробному гликолизу, который приводит к образованию молочной кислоты и последовательному снижению уровня pH. Последний способствует разрушению бактерий наряду с образованием супероксида, который
при кислом значении pH приводит к появлению весьма токсичного синглетного
кислорода (1О2). Тахизоиты T. gondii в этом отношении отличаются, при фагоцитозе синтез H2O2 не инициируется и ни снижение уровня pH, ни появление
синглентного кислорода не наблюдаются. Кроме того, тахизоиты временно находятся в вакуолях фагоцитов и препятствуют слиянию с вторичными лизосомами. Таким образом, оказывается, что характер их патогенности заключается
в изменении мембран фагоцитов таким способом, чтобы они были не в состоя-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 29. Паразиты животных

809

нии объединиться с другими эндоцитическими или биосинтетическими органеллами, в дополнение к другим отмеченным явлениям [55]. Т-клетки играют
роль в иммунитете к T. gondii, это было продемонстрировано при помощи бестимусных крыс, где Т-клетки из T. gondii-инфицированных нормальных крыс наделили бестимусных крыс способностью сопротивляться инфекции, вызванной
высоковирулентным штаммом T. gondii [29].
Антибактериальная терапия для токсоплазмоза состоит из сульфаниламидов, пириметамина, пириметамина и клиндамицина или флуконазола. Пириметамин — антагонист фолиевый кислоты, который ингибирует дигидрофолатредуктазу.

Распространение T. gondii
Токсоплазмоз рассматривается как универсальная инфекция, частота возникновения заболевания выше в тропиках и ниже в более холодных странах. Считается, что у 50% взрослых американцев есть циркулирующие антитела к T. gondii
ко времени взрослой жизни [80]. В исследовании новобранцев армии США
у 13% были обнаружены антитела к токсоплазмозу [36]. Считается, что в США
более 3000 младенцев ежегодно заражаются T. gondii, потому что их матери
приобретают инфекцию во время беременности [33]. Эмбриональные инфекции
возникают во время первого триместра в 17% случаев и в 65% случаев во время
третьего триместра, при этом случаи первого триместра являются более серьезным [8]. Среди 3000 беременных женщин, проверенных на антитела к T. gondii,
32,8% были положительны [58].
Обширные исследования на предмет наличия антител к T. gondii у мясных
животных были рассмотрены Payer и Dubey [33], которые сообщили, что среди
более чем 16 000 голов протестированного рогатого скота в среднем 25% содержали антитела и инфекционные цисты, которые были приобретены от кошек и сохраняли жизнеспособность до 267 дней, при этом наиболее часто они
встречались в печени. Среди более чем 9000 овец в среднем 31% имели антитела и ооцисты, которые выживали в течение 173 дней, при этом большинство
протистов было обнаружено в сердце. У 29% свиней также были обнаружены
антитела и ооцисты, сохранявшие жизнеспособность в течение 171 дня, при
этом чаще всего они находились в мозге и сердце, тогда как у коз ооцисты сохранялись в организме в течение 441 дня и обнаруживались чаще всего в скелетных мышцах. Поскольку отмеченные мясные животные являются травоядными, Payer и Dubey [33] заключили, что контаминация корма и воды ооцистами из кошачьих фекалий должна быть основным источником инфекции, чему
способствует применяемая на некоторых фермах практика содержания кошек
для ловли мышей.

Случаи, связанные с продуктами питания
Число случаев токсоплазмоза, вызванных продуктами питания, неизвестно, но
предполагаемое число заражений в США из всех источников в 1985 г. было
определено в 2,3 миллиона (см. табл. 29.1). Это предполагаемое значение сильно превышает зарегистрированные случаи общего числа всех других протозойных болезней.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

810

Часть VII. Пищевые заболевания

Таблица 29.1. Приблизительно подсчитанное количество клинических случаев
протозойных инфекций в США, 1985 г.
Инфекции
Aмебиаз
Криптоспоридиоз
Лямблиоз
Токсоплазмоз*

Случаи
12 000
50
120 000
2 300 000

* Исключая врожденный.

Источник: по Bennett и др. [7].

1.

2.

3.

4.
5.

Свежее мясо может содержать ооцисты токсоплазмы. Уже в 1954 г. недоваренное мясо, как подозревали, было источником токсоплазмоза у людей [51].
В исследовании 1960 г. свежего, полученного сразу после убоя мяса 24% из 50
свиных, 9,3% из 86 бараньих и только 1 из 60 коровьих образцов содержали
ооцисты [53]. T. gondii с большей частотой обнаруживаются у овец, чем у других
мясных животных [51]. Следующие случаи были доказаны или подозревались:
Во Франции в начале 1960-х гг. 31% из 641 детей в туберкулезном госпитале
стали серопозитивны по T. gondii после госпитализации. После двух дополнительных приемов пищи в день случаи токсоплазмоза удвоились. Исследователи
заключили, что тот факт, что в этой больнице кормили недоваренным мясом,
стал причиной высокого числа инфекций [28]. В образовательном учреждении
771 мать была расспрошена о своем предпочтении кулинарной обработки мяса.
У 78% из тех, кто предпочитал хорошо прожаренное мясо, были обнаружены
антитела к токсоплазме; из тех, кому нравилось менее прожаренное мясо, 85%
содержали антитела; а из тех, кто ел мясо с кровью или сырое, у 93% были антитела к токсоплазме [28]. Исследователи были неспособны сделать различия
между говядиной, бараниной или кониной. Они далее отметили, что 50% детей
во Франции заражены T. gondii в возрасте до 7 лет, и полагают, что это происходило из-за потребления недоваренного мяса.
У одиннадцати из 35 студентов-медиков в Нью-Йорке в 1968 г. было отмечено
увеличение количества антител к токсоплазме после потребления гамбургеров,
приготовленных с кровью в одной и той же закусочной, и 5 из них заразились
клиническим токсоплазмозом [58].
В 1974 г. 7-месячный младенец, который потреблял непастеризованное козье
молоко, приобрел клинический токсоплазмоз. Хотя T. gondii не были выделены
из молока, у некоторых коз в стаде были титры антител к T. gondii не ниже
1 : 512, а у ребенка титр был выше 1 : 16000 [83].
В 1978 г. 10 из 24 членов расширенной семьи в Северной Калифорнии заразились токсоплазмозом после питья сырого молока от зараженных коз [89].
В Сан-Паулу, Бразилия, 110 студентов перенесли острый токсоплазмоз после
потребления недоваренного мяса [19].
Так как большинство вышеупомянутых случаев было связано с мясом, потребление сырого или недоваренного мяса несет риск заражения этой инфекцией. Другие зарегистрированные вспышки, связанные с потреблением мяса, также были рассмотрены [95].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 29. Паразиты животных

811

Контроль
Токсоплазмоз у людей может быть предотвращен, если избегать экологического
загрязнения кошачьими фекалиями из окружающей среды (из кошачьих туалетов, например) и потреблять мясо и мясные продукты, которые не содержат
жизнеспособных цист. Цисты T. gondii могут быть разрушены термообработкой
мяса выше 60 °C или облучением на уровне 30 крад (0,3 кГр) или выше [33]. Паразит может быть разрушен замораживанием, но так как результаты являются
переменными, замораживание не гарантирует инактивации ооцисты. См. [8] для
детального обзора цикла Toxoplasma gondii.

Саркоцистоз
Из более чем 13 известных видов рода Sarcocystis, два вызывают внекишечные
заболевания у людей. Один из них выделен из рогатого скота (S. hominis), а другой — из свиней (S. suihominis). Человек — окончательный (дефинитивный) хозяин обоих видов: промежуточным хозяином S. hominis является КРС, а S. suihominis — свиньи.
Когда люди проглатывают саркоцист, брадизоиты высвобождаются и пронизывают базальную пластинку подслизистой оболочки тонкой кишки, где происходит половое размножение, которое приводит к образованию спороцист. Последние проходят через кишечник и попадают в фекалии. Когда спороцисты
проглатываются свиньями или КРС, спорозоиты высвобождаются и распространяются по всему телу. Они размножаются бесполо (вегетативно) и приводят
к формированию саркоцист в скелетных и сердечных мышцах. В этой стадии
они иногда упоминаются как «мишеровы мешочки». Брадизоитосодержащие
саркоцисты видимы невооруженным глазом и могут достигать 1 см в диаметре [19].
Был проведен ряд исследований по определению относительной инфекционности Sarcocystis spp. Из 20 людей-добровольцев в пяти исследованиях, которые
съели сырую говядину, контаминированную S. hominis, 12 заразились и выделяли
с фекалиями ооцисты, но только у 1 были клинические признаки заболевания [34].
Симптомы наблюдались в течение 3–6 ч и состояли из тошноты, боли в желудке и
диареи. Среди 15 других добровольцев, которые съели сырую свинину, контаминированную S. suihominis, 14 заразились и выделяли ооцисты с фекалиями, и у 12 из
них наблюдалась клиническая картина спустя 6–48 ч после потребления свинины
[34]. Шестеро съевших хорошо прожаренную свинину не заразились. В другом исследовании другого вида Sarcocystis собаки не заражались после того, как съедали
говядину средней готовности (60 °C) или хорошо прожаренную (71,1–74,4 °C), но
говядина была инфекционной, если употреблялась сырой или приготовленной с
кровью (37,8–53,3 °C). Собаки, накормленные той же самой сырой говядиной, хранившейся в течение 1 недели в домашнем морозильнике, не заражались [35]. В другом исследовании два человека-добровольца выделяли с фекалиями спороцисты
в течение 40 дней после употребления в пищу 500 г сырого фарша из говяжьей
мышцы диафрагмы, зараженной Sarcosporidia [85].
Поскольку КРС и свиньи служат промежуточными хозяевами этих паразитов, то очевидна способность Sarcosporidia служить патогенами человека, распространяющимися через пищеварительный тракт.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

812

Часть VII. Пищевые заболевания

Криптоспоридиоз
Простейшее Cryptosporidium parvum было впервые описано в 1907 г. у бессимптомных мышей, и в течение многих десятилетий оно известно как патоген по
крайней мере 40 млекопитающих и различного числа рептилий и птиц. Хотя зарегистрированных случаев заболевания человека не было до 1976 г., эта болезнь
распространена по всему миру у 1–4% среди пациентов с диареей [104], и процент, как оказывается, увеличивается. В Англии и Уэльсе в течение 5 лет
(1985–1989 гг.) число идентифицированных случаев составило 1874, 3694, 3359,
2838 и 7769 соответственно [2]. Это заболевание было четвертой по частоте причиной диареи в течение отмеченного периода. Организм, как считается, вызывает инфекции в некоторых больницах от 7 до 38% у больных СПИДом [104]. Широкая распространенность C. parvum в диарейных стулах подобна таковой для
Giardia lamblia [104]. У иммунокомпетентных лиц болезнь самоизлечивается,
но это — серьезная инфекция для людей с ослабленным иммунитетом, таких как
больные СПИДом. Простейшие, как известно, присутствуют, по крайней мере,
в некоторых водоемах (см. ниже), и таким образом существует возможность передачи их по пищевой цепи (алиментарно). Фекально-оральный путь передачи — самый важный, но имеет место и косвенная передача через пищевые продукты и молоко.
C. parvum — облигатный внутриклеточный кокцидиальный паразит, который осуществляет свой жизненный цикл в одном хозяине. После проглатывания
толстостенная ооциста эксцистируется в тонкой кишке, в результате чего высвобождаются спорозоиты, которые пронизывают микроворсинчатую область энтероцитов (абсорбирующие эпителиальные клетки тонкого кишечника) хозяина, где половое размножение приводит к развитию зигот. Они инвагинируют
апикальную мембрану в основании микроворсинок, которые, вытягиваясь и
слипаясь над ними, образуют паразитофомную вакуоль. Полимеризация актина
клеток хозяина в области контакта между паразитом и цитоплазмой клетки хозяина необходима для заражения [30]. Приблизительно 80% зигот формируют
толстостенные ооцисты, которые спорулируют в пределах клетки хозяина [24].
Устойчивые к воздействию окружающей среды ооцисты выделяются с фекалиями, и инфекция передается другим хозяевам при ее проглатывании.
Ооцисты C. parvum имеют сферическую или яйцевидную форму, и средний
размер — 4,5–5,0 мкм. Каждая спорулирующая ооциста содержит четыре спорозоита. Ооцисты являются очень устойчивыми в естественной окружающей среде и могут оставаться жизнеспособными в течение нескольких месяцев, находясь в холодных и влажных условиях [24]. Они, как сообщалось, разрушаются
обработкой 50%-м или более аммиаком и 10%-м или более формалином в течение 30 мин [24]. Последний исследователь сообщил, что температуры выше
60 °C и ниже –20 °C могут убить ооцисты C. parvum. Паразит разрушается высокотемпературной кратковременной (ВТКВ) пастеризацией молока. Нахождение ооцист при 45 °C в течение 5–20 мин, как сообщали, нейтрализовало их инфекционность [1]. В одном исследовании инфекционность была нейтрализована
после 2 месяцев нахождения цист в дистиллированной воде или при 15–20 °C
в течение 2 недель, или при 37 °C через 5 дней [92]. В последнем исследовании
цисты не пережили замораживание, даже когда хранились в различных крио-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 29. Паразиты животных

813

протекторах. В одном исследовании в Шотландии было оценено выживание
ооцист C. pavum человеческого и овечьего происхождения в негазированных
природных минеральных водах. После внесения в минеральную воду и выдерживания при 20 °C было отмечено прогрессивное снижение жизнеспособности
обоих типов, но при хранении в течение 12 недель при 4 °C жизнеспособность
оставалась неизменной [73]. Часто используемые дезинфицирующие средства
неэффективны против ооцист [10]; это было доказано для смесей, содержащих
хлор и озон. Для инактивации 90% или более ооцист C. parvum требуется воздействие 1 ppm озона в течение 5 мин, 1,3 ppm диоксида хлора в течение 60 мин
и по 80 ppm хлора и монохлорамина в течение приблизительно 90 мин [62].
Ооцисты были в 14 раз более устойчивыми к ClO2, чем цисты Giardia, и поэтому
исследователи предположили, что на одну только дезинфекцию нельзя положиться, чтобы инактивировать ооцисты C. parvum в воде.
Криптоспоридиоз у человека может быть приобретен по крайней мере одним
из пяти известных способов передачи: зоонозным, от человека к человеку, через
воду, нозокомиальным или через пищевые продукты. Зоонозная передача (от
позвоночных животных человеку) наиболее вероятна, при этом зараженные животные (такие как телята) откладывают фекальный материал, через который и
заражаются люди. Болезнь может быть приобретена при питье необработанной
воды. Ооцисты в количестве на уровнях 2–112 на литр были найдены в 11 образцах воды из четырех рек в Вашингтоне и Калифорнии [74]. Хотя минимальная
инфекционная доза для людей не известна, два из двух приматов стали зараженными после приема с пищей 10 ооцист [2]. Организм, как показано, был этиологическим агентом диареи путешественников [102].

Симптомы, диагностика и лечение
Клинический курс криптоспоридиоза для людей зависит от иммунного статуса:
самые серьезные случаи происходят у людей с ослабленным иммунитетом.
У иммунокомпетентных лиц паразит заражает прежде всего кишечный эпителий и вызывает диарею. Болезнь самоизлечивается, с инкубационным периодом
6–14 дней, симптомы обычно сохраняются 9–23 дня. У людей с ослабленным
иммунитетом диарея обильная и водянистая до 71 стула в день, максимально отмечалось до 171 стула в день [32]. Диарея иногда сопровождается слизью, но
редко кровью. Боль в животе, тошнота, рвота и небольшая лихорадка (< 39 °C)
являются менее частыми, чем диарея, признаки могут продлиться более 30 дней
у людей с ослабленным иммунитетом, но менее 20 дней (диапазон: 4–21 день)
у иммунокомпетентных людей. По данным вспышки в Милуоки (см. ниже),
симптомы, отмеченные у 285 заболевших, были следующие: водянистая диарея — 93%; спастические боли в животе — 84%; лихорадка — 57%; рвота —
48% [67]. Средная продолжительность болезни составляла 9 дней (диапазон:
1–55), среднее максимальное число стулов в день — 12 (диапазон: 1–90). Во время вспышки, связанной с плавательным бассейном в Калифорнии в 1988 г., следующие признаки были характерны для 44 из 60 заболевших: водянистая диарея
(88%), спастические боли в животе (86%) и лихорадка (60%) [17]. Паразит был
идентифицирован в культуре стула некоторых пациентов модифицированной
краской для прокрашивания кислотоустойчивых бактерий. Ооцисты сохраняются после диарейной стадии.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

814

Часть VII. Пищевые заболевания

Диагностика криптоспоридиоза требует идентификации ооцист в стуле больных. Используются окрашивающие методы, включая модификацию метода окраски кислотоустойчивых бактерий, фоновое (негативное) окрашивание (негативное
контрастирование в электронной микроскопии) и метод флотации в сахарном растворе. Другой диагностический метод — прямой тест иммунофлюоресценции,
используемый для обнаружения ооцист в фекалиях [101]. Последний метод использует моноклональные антитела против антигенов клеточной стенки ооцист.
Более чем 100 химиотерапевтических режимов были проверены, и, как обнаружили, они были неэффективны [25], хотя спирамицин, флуконазол и амфотерицин B и обладали некоторым эффектом. Позже было установлено, что
аминогликозидные антибиотики паромомицин и генетицин тормозят рост
внутриклеточного C. parvum в клетках линии Caco-2 [41].

Вспышки, связанные с водой и пищевыми продуктами
Первая продемонстрированная вспышка криптоспоридиоза, связанная с водой,
произошла в Браун Стейшн, Техас в 1984 г. после потребления воды из артезианской скважины. Было фактически две вспышки — одна в мае и другая в июле —
с 79 заболевшими [26]. Вторая вспышка с 13 000 заболевшими произошла в Кэрроллтоне, Джорджия в 1987 г., и ооцисты были найдены в стуле 58 из 147 больных
[43]. Три отдельных вспышки произошли в Великобритании в 1988–1989 гг. В одной было 500 подтвержденных случаев, которые были связаны с потреблением
обработанной воды, и 5000 человек, возможно, были заражены [97]. В другой
вспышке 62 случая были связаны с загрязненной водой плавательного бассейна.
В начале 1990 г. была зарегистрирована вспышка в Шотландии.
Хотя криптоспоридиоз, связанный с потреблением пищевых продуктов, подозревался в 1980-х гг., лишь относительно недавно были задокументированы
четкие вспышки, суммарная информация по которым представлена в табл. 29.2.
Вспышка 1993 г., связанная с яблочным сидром, затронула, по крайней мере,
759 студентов и служащих персонала, посетивших однодневную школьную ярмарку [70]. Средний инкубационный период составлял 6 дней (диапазон от 10
часов до 13 дней). В истории со вспышкой, связанной с салатом с курицей, домработница, которая его приготовила, до этого осуществляла уход за детьми и
призналась, что меняла малышам подгузники за 2 недели до вспышки [14].
Единственная зафиксированная крупная вспышка, связанная с водой, произошла в Милуоки, Висконсин, весной 1993 г. Считалось, что были заражены
403 000 человек [67]. Ооцисты проходили через одну из городских водоочистных станций, максимальные количества сопровождались увеличенной мутносТаблица 29.2. Обзор вспышек криптоспоридиоза, связанных с пищевыми продуктами
Продукт питания
(переносчик)

Год

Место

Яблочный сидр*
Салат с курицей
Яблочный сидр †
Сырой зеленый лук

1993
1995
1996
1997

Мэн
Миннесота
Нью-Йорк
Вашингтон

* Свежевыжатый и непастеризованный.
†

Непастеризованный.

Количество
заболевших
около 150
15
20
54

Источник
70
14
13
12

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 29. Паразиты животных

815

тью в рассматриваемой воде. Инфекционные ооцисты C. parvum были выделены
из устриц в области Чесапикского залива, у которых были низкие колиформные
числа [31].
Нагревание яблочного сидра в течение 10–20 с или при 70 °C, или при
71,7 °C, как сообщалось, приводило к гибели log 4,9 ооцист [27]. Была продемонстрирована эффективность УФ-облучения для разрушения ооцист Cryptosporidium parvum в сидре. Из 106 ооцист в сидре ультрафиолет при 14,32 мДж
инактивировал все, что доказано путем заражения мышей линии BALB/c [42].
Для обзора C. parvum, Cyclospora и Giardia см. [86].

Циклоспориаз
Простейшие, которые вызывают это заболевание, — Cyclospora cayetanensis, кокцидии, которые близкородственны криптоспоридиям, поэтому некоторые инфекции
человека, обусловленные последними, часто диагностируются как циклоспориаз.
До 1990 г. этот организм рассматривался как морская водоросль или цианобактерия благодаря своему виду под ультрафиолетовым светом. Современная классификация была осуществлена Ortega и др. [75, 76]. Для раннего обзора см. [98].
Ооцисты C. cayetanensis имеют размеры примерно 8–10 мкм в диаметре, и
они содержат две спороцисты (около 4 мкм в ширину и 6 мкм в длину). Каждая
спороциста содержит два серповидных спорозоита около 1 мкм в ширину и
9 мкм в длину [75]. Ооцисты кислотоустойчивые и чувствительны к высушиванию, но устойчивы к хлору. Ооцисты спорулируют на 5–13 день выращивания
(в культуре) [76], и лучше всего при 22 или 30 °С, но не при 4 или 37 °С [94]. Передача этого заболевания от человека к человеку маловероятна, так как выделяемые ооцисты должны спорулировать, чтобы стать инфекционными. В исследовании их распространенности в стулах детей младше 2,5 лет в Перу 6 и 18%
были положительными в двух группах [75]. В отличие от криптоспоридий эти
простейшие чувствительны к бактриму (триметоприм-сульфаметоксазолу).
Ооцисты в стуле могут быть идентифицированы микроскопированием влажного (нефиксированного) препарата, фазово-контрастной микроскопией, кислотоустойчивым окрашиванием или флуоресцентной микроскопией. Подтверждение
или выявление может быть сделано полимеразной цепной реакцией (ПЦР). Был
разработан протокол последнего метода, который позволяет детектировать 19
C. сayetanensis за одну ПЦР или 10 очень близких простейших Eimeria tenella [54].
C. cayetanensis — кишечный патоген, который паразитирует в клетках эпителиальной ткани тонкой кишки. Симптомы заболевания схожи с симптомами
криптоспоридиоза. Диарея длительная, но самоизлечивающаяся, продолжается
в среднем 43 ± 24 дня [93], но она тяжелее протекает у людей, инфицированных
вирусом иммунодефицита человека [98]. Инкубационный период длится от 2
до 11 дней, в среднем составляет приблизительно 7 дней. Во время крупной
вспышки в 1996 г. преобладающими симптомами были диарея (98,8%), потеря
аппетита (92,9%), апатия (92,4%) и потеря веса (90,7%) [43].

Распространенность и вспышки заболевания
Первый задокументированный случай циклоспориаза у человека произошел в
1977 г. в Папуа — Новой Гвинее [98]. Первая вспышка в США отмечена в июле
1990 г. в общежитии терапевтической больницы в Чикаго и включала 21 случай

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

816

Часть VII. Пищевые заболевания

заболевания [47]. Водопроводная вода была источником паразитов, она была
получена из цистерн с водой на крыше здания [47]. Являясь кишечным патогеном, кокцидии, как ожидается, обнаруживаются в загрязненных фекалиями водах, и их ооцисты выявляются в сточной воде с помощью ПЦР [99]. Заболевание
поразило британских солдат в Непале в 1994 г.; источником патогена была хлорированная вода, хранившаяся в цистернах [81]. Случаи заражения имели место
у людей во время круиза на корабле.
Крупнейшая вспышка, связанная с пищевыми продуктами, произошла в
1996 г. в США и в двух канадских провинциях. Было зарегистрировано по меньшей мере 1465 случаев и 66,8% были подтверждены в лаборатории [44]. Продуктом-переносчиком была малина, импортированная из Гватемалы. Тот же самый продукт был переносчиком в более поздней вспышке в Онтарио, Канада,
где заболели по меньшей мере 29 человек [15]. Пищевым источником заражения
служил ягодный десерт, состоящий из малины, ежевики, земляники и, возможно, черники; 26% из 108 человек, съевших этот десерт, заболели. Малина из Гватемалы была статистически связана с паразитом. В дополнение к малине салат
месклюн (или месклан, смесь из разных сортов салата и ароматических трав)
также был возможным источником циклоспориаза [16]. Вспышка циклоспориаза произошла в Торонто в мае 1999 г. среди людей, которые обслуживали свадьбу. При этом было около 79 заболевших, но источник не был определен.

Плоские черви
Все плоские черви относятся к типу Platyhelminthes, и рода, описанные в этой
главе, принадлежат двум классам:
Тип Platyhelminthes
Класс Trematoda (трематода, сосальщики)
Подкласс Digenea
Отряд Echinostomata
Семейство Fasciolidae
Род Fasciola
Род us Fasciolopsis
Отряд Plagiorchiata
Семейство Troglotrematidae
Род Paragonimus
Отряд Opisthorchiata
Семейство Opisthorchiidae
Род Clonorchis
Класс Cestoidea
Подкласс Eucestoda (ленточный червь)
Отряд Pseudophyllidea
Семейство Diphyllobothridae
Род Diphyllobothrium
Отряд Cyclophyllidea
Семейство Taeniidae
Род Taenia

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 29. Паразиты животных

817

Фасциолез
Этот синдром (также известный как паразитный желчный цирроз и гниль печени) вызван дигенетическими трематодами Fasciola hepatica. Болезнь среди людей распространена повсеместно, этот паразит обитает там, где разводят овец и
рогатый скот, которые, наряду с людьми, являются его основными окончательными хозяевами.
Паразит развивается в желчных протоках, крупные оперкулятные яйца с
крышечкой (150 ´ 90 мкм в размере) поступают в пищеварительный тракт из
желчных протоков и, в конечном счете, выводятся из организма с калом. После
периода в 4–15 дней в воде развиваются мирацидии, которые внедряются в
улитку и трансформируются в спороцисту. Спороциста образует материнскую
редию (третья стадия развития личинки паразитирующих трематод), которая
позже становятся дочерней редией и церкарией (личиночная стадия дигенетических сосальщиков). Когда церкарии покидают улитку, они становятся свободно плавающими, прикрепляются к злакам и крессу водяному (жерухе) и инцистируются с образованием метацеркарий (церкария, инцистированная в промежуточном хозяине). Когда они проглатываются окончательным хозяином,
метацеркарии эксцистируются в двенадцатиперстной кишке, проходят через
стенку кишечника и поступают в целомическую полость. Из полости они поступают в печень, поедают ее клетки и укрепляются в желчных протоках, где они
созревают [19, 79].
Фасциолез у крупного рогатого скота и овец — серьезная экономическая
проблема, которая служит причиной некондиционности печени. Случаи заболевания людей известны, особенно во Франции, и они обусловлены сырым или ненадлежащим образом приготовленным крессом водяным, который содержит
прикрепленные к нему метацеркарии. Случаи заболевания людей в США редки
[48]. Фарингеальный (глоточный) фасциолез (halzoun) у людей обусловлен поеданием сырой говяжьей печени, зараженной Fasciola, когда молодые трематоды
присоединяются к щечным или фарингеальным мембранам, что заканчивается
болью, дисфонией и кашлем [19].

Симптомы, диагностика и лечение
Симптомы развиваются у людей спустя приблизительно 30 дней после инфицирования; они включают в себя лихорадку, общее недомогание, усталость, потерю аппетита и веса и боли в области печени. Болезнь типично сопровождается
эозинофилией. Фасциолез может быть диагностирован обнаружением яиц в стуле или желчных, или дуоденальных жидкостях. Эффективное лечение достигается назначением празиквантела [79].

Фасциолопсидоз
Фасциолопсидоз вызван Fasciolopsis buski, среда обитания этого организма схожа
со средой обитания F. hepatica. Люди служат окончательным хозяином, несколько
видов улиток — первым промежуточным хозяином, а водные растения (орехи
кресса водяного) — вторым промежуточным хозяином. В отличие от F. hepatica
этот паразит встречается в двенадцатиперстной кишке и тонкой кишке людей и
свиней; в некоторых областях Таиланда, где определенные сырые водные растения
употребляют в пищу, уровень зараженности людей достигает 40% [19].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

818

Часть VII. Пищевые заболевания

Симптомы фасциолопсидоза у человека связаны с количеством паразитов,
при этом симптомы не проявляются, когда в теле существует только несколько
паразитов. Когда симптомы встречаются, они развиваются в течение 1–2 месяцев после начальной инфекции и состоят из сильного поноса, боли в животе, потери веса и общей слабости. Смерть возможна только в исключительных случаях [79]. Симптомы возникают в результате общего токсического воздействия
продуктов обмена веществ трематод.
Диагностика проводится обнаружением яиц в стуле. Яйца F. buski имеют размеры 130–140 мкм ´ 80–85 мкм. Никлозамид и празиквантел эффективны при
лечении этой болезни [79].

Парагонимоз
Эта паразитарная болезнь (также известная как паразитное кровохарканье) вызвана Paragonimus spp., особенно P. westermani. Они обнаруживаются прежде
всего в Азии, но также в Африке, в Южной и Центральной Америке. P. kellicotti
найден на Севере и в Центральной Америке. В отличие от трематод, P. westermani — легочные сосальщики.
Яйца этого паразита выделяются из мокроты окончательных хозяев (люди и
другие животные), мирацидии развиваются через 3 недели во влажной среде.
Мирацидий проникает в улитку (первый промежуточный хозяин) и позже дает
начало дочерней редии и церкарии спустя приблизительно 78 дней после внедрения в улитку [19]. Церкарии поступают во второго промежуточного хозяина
(краба или речного рака) и инцистируются. Ракообразный хозяин в восточных
странах и на Филиппинах — различные виды пресноводных крабов, в которых
паразиты обычно формируют метацеркарии в мышцах клешней и хвоста [79].
P. kellicotti формирует цисты в сердечной области [79]. Когда окончательный
хозяин съедает зараженное ракообразное, метацеркарии вылупляются из своих
оболочек, проходят через стенки двенадцатиперстной кишки и затем двигаются
в легкие, где внедряются в паренхиму легких [79]. Золотисто-коричневатые
яйца могут появиться в мокроте 2–3 месяца спустя.

Симптомы, диагностика и лечение
Парагонимоз сопровождается тяжелым хроническим кашлем и острыми болями
в груди. Мокрота часто красновато-коричневая или кровавая. Другие неопределенные симптомы могут встречаться, когда паразиты не добрались до легких
[79]. Диагноз ставят при наличии золотисто-коричневых яиц в мокроте или стуле. Яйца P. westermani имеют длину 80–120 мкм и ширину 50–60 мкм. Также
титр реакции связывания комплемента (реакция Борде–Жангу), равный, по
меньшей мере, 1 : 16, является диагностическим, кроме того, можно использовать для диагностики твердофазный ИФА. Болезнь можно лечить при помощи
празиквантела [79].

Клонорхоз
Класс Trematoda состоит из паразитов, обычно называемых сосальщиками, которые заражают печень, легкие или кровь млекопитающих. Clonorchis (Opisthorchis) sinensis является китайским печеночным сосальщиком, который вызы-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 29. Паразиты животных

819

вает восточный желчный цирроз печени. У сосальщиков типично есть три хозяина: два промежуточных, где развивается личиночная или ювенильная стадия,
и дефинитивный или окончательный, где развивается половозрелая взрослая
особь. C. sinensis является эндопаразитом (внутренний паразит), у которого передняя присоска окружает рот. У него также есть присоска, лежащая посередине
брюшка. Наряду с кошками, собаками, свиньями и другими позвоночными животными, люди также могут служить окончательными хозяевами.
В воде яйца C. sinensis превращаются в покрытые ресничками личинки (мирацидий), которые внедряются в первого хозяина, обычно улитку. Как только
личинка входит в улитку, она начинает размножаться бесполым путем с образованием эмбрионов. Каждый эмбрион развивается в редию, которая выходит из
спороцисты и начинает питаться тканями хозяина. Эмбрионы редии развиваются в церкарии, которые выходят из редии через родовую пору. Церкария —
уменьшенная копия сосальщика, имеющая хвост. Церкарии покидают улитку
и плавают в воде в поисках следующего хозяина, обычно рыбы, моллюсков,
и т. п. Они внедряются в нового хозяина, теряют хвост и инцистируются. Внутри
цисты дальнейшее развитие приводит к образованию метацеркарий, которые
развиваются далее в окончательном хозяине, обычно позвоночном животном,
включая людей. При приеме в пищу рыбы, зараженной метацеркариями, стенка
цисты распадается в кишечнике, и появляются молодые сосальщики. Они мигрируют по телу к своему конечному месту обитания — желчным протокам печени в случае с C. sinensis, где среди других проблем они могут вызвать цирроз печени (см. ниже).
Печеночные сосальщики распространены в Китае, Корее, Японии и странах
Юго-Восточной Азии. Считается, что более 20 млн человек в Азии заражены
этим паразитом [45]. В Китае клонорхоз часто связывается с потреблением
в пищу блюд из сырой рыбы — язя. Более 80 видов рыбы, как известно, способны выступать в роли промежуточного хозяина C. sinensis [45].

Симптомы, диагностика, лечение и профилактика
Если инфекция умеренна, симптомы, возможно, наблюдаться не будут, но в
серьезных случаях может произойти поражение печени, что грозит циррозом
печени и отеком, иногда встречается и рак печени [79].
Диагностика проводится при неоднократном микроскопическом исследовании фекалий и дуоденальной жидкости на предмет обнаружения яиц. Может
быть полезен ИФА, но могут иметь место перекрестные реакции с другими трематодами. Празиквантел — эффективный химиотерапевтический агент.
Профилактика этого заболевания достигается при недопущении попадания
фекалий человека в рыбопромышленные водоемы, но это кажется маловероятным ввиду его широкого распространения. Отказ от сырых рыбных продуктов и
надлежащая кулинарная обработка рыбы — более просто реализуемые альтернативы. C. sinensis может быть инактивирован в рыбе в соответствии с теми же
самыми процедурами, которые применяются для круглых и плоских червей.
Согласно Rodrick и Cheng [84], вся выловленная рыба должна считаться потенциально зараженной паразитами. Это относится ко всем сосальщикам, плоским
и круглым червям и простейшим.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

820

Часть VII. Пищевые заболевания

Дифиллоботриоз (диботриоцефалез)
Этой инфекцией заражаются в результате потребления сырой или недоваренной
рыбы; болезнетворный организм, Diphyllobothrium latum, часто упоминается
как широкий лентец. Окончательными хозяевами D. latum являются люди и другие употребляющие в пищу рыбу млекопитающие; промежуточными хозяевами — различные пресноводные рыбы и лосось, в которых развиваются личинки-плероцеркоиды.
Когда люди потребляют мясо рыбы, которое содержит плероциркоидов, личинки прикрепляются к слизистой оболочке подвздошной кишки двумя липкими бороздками (ботриями — щелевидными присосками на головке лентецов) на
сколексе (головке ленточного червя) и развиваются через 3–4 недели в зрелые
особи. Поскольку червь созревает, его стробила (лентовидное тело взрослых
цестод, состоящее из члеников), составленная из проглоттид — члеников тела
гельминтов класса цестод, — увеличивается в длину до 10 м, иногда и до 20 м,
каждый червь может образовывать 3000–4000 проглоттид, которые в ширину
больше, чем в длину (отсюда, рыбный широкий лентец) (см. рис. 29.1). Более
1 млн яиц может выделяться ежедневно со стулом больных. Яйца чаще обнаруживаются в стуле, чем проглоттиды, и они не являются инфекционными для
людей.
Когда фекалии людей попадают в водоем, из яиц высвобождаются шестикрючные свободно плавающие личинки или корацидии (личиночная стадия лентецов). Когда эти формы внедряются в рачков, таких как циклопы Cyclops или
Diaptomus, они переходят в ювенильную стадию, известную как плероцеркоид
или процеркоидная личинка. Когда рыба проглатывает ракообразное, личинки
мигрируют в ее мышцы и развиваются в плероцеркоидные личинки. Если эту
рыбу съест более крупная рыба, плероцеркоид мигрирует, но он не будет развиваться далее. Люди заражаются при приеме в пищу рыбы, содержащей эти
формы.

Рис. 29.1. Проглоттида Taenia saginata (слева) и Diphyllobothrium latum (справа), увеличение:
360´. Источник: из S.H. Abadie, J.H. Miller, L.G. Warren, J.C. Swartzwelder, and M.R. Feldman,
Manual of Clinical Microbiology, 2nd ed.; copyright © 1974, American Society for Microbiology.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 29. Паразиты животных

821

Распространенность
Хотя о первом случае заболевания человека сообщалось в 1906 г., был отмечен
ряд случаев в течение начала 1980-х гг., которые вызвали новое внимание к этой
болезни в США и Канаде. Рассматриваемые случаи были связаны с потреблением
суши, продукта из сырой рыбы, который долго был популярен в Азии, но только
относительно недавно стал популярным в США. Коэффициент заболеваемости
дифиллоботриозом высок в Скандинавии и Балтийских регионах Европы. Считается, что 5 млн случаев встречается в Европе, 4 млн — в Азии и 100 000 — в США.
Однако только у 1 из 275 бессимптомных уроженцев Лабрадора, Канада, исследованных в 1977 г., этот паразит был обнаружен в стуле [100].
Симптомы, диагностика и лечение
Хотя большинство случаев дифиллоботриоза является бессимптомным, заболевшие могут жаловаться на эпигастральную боль, колики в животе, рвоту, потерю аппетита, головокружения и потери в весе. Бывает также кишечная непроходимость. Одно из последствий этой инвазии — дефицит витамина В12, наряду
с макроцитарной анемией.
Эта болезнь диагностируется обнаружением яиц в стуле. Лечение — то же самое, что и при тениозе. Отсутствие явных симптомов не означает отсутствие солитера в кишечнике, потому что черви могут сохраняться на протяжении многих лет.
Профилактика
Дифиллоботриоз может быть предотвращен у людей исключением потребления
сырой или недоваренной рыбы. Хотя устранение попадания неочищенных сточных вод в водопроводную воду, несомненно, поможет уменьшить уровень заболеваемости, такая мера не будет ломать цепь жизненного цикла этого организма, поскольку люди — не единственные окончательные хозяева. Приготовление
рыбных продуктов до достижения температуры 60 °C в течение 1 мин или 65 °C
в течение 30 с разрушает паразита [6], его гибель может быть также достигнута
замораживанием при –20 °C в течение по крайней мере 60 ч [56, 57].

Цистицеркоз (финноз)/Тениоз
Этот синдром у людей вызван двумя видами плоских червей: Taenia saginata (также
Taeniarhynchus saginatus; бычий цепень) и Taenia solium (свиной цепень). Они уникальны и среди плоских червей, и среди круглых, поскольку люди являются их
окончательными хозяевами; взрослые и половозрелые особи развиваются у людей,
тогда как личиночная или молодая стадии развиваются в травоядных животных.
У этих гельминтов нет ни сосудистой, ни дыхательной, ни пищеварительной систем, ни полости тела. Во всем своем питании они зависят от пищеварительной активности своего хозяина-человека. Их метаболизм является анаэробным.
Структура проглоттиды T. saginata представлена на рис. 29.1. Взрослый
червь состоит из сколекса (головки), который имеет приблизительно 1 мм в диаметре и не имеет крючьев, но имеет четыре присасывательных диска. Позади
сколекса находится генеративная шейка, которая сегментируется (делится на сегменты) для формирования стробилы, составленной из проглоттид. Последние
увеличиваются в длину, при этом самая старая наиболее отдалена от сколекса.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

822

Часть VII. Пищевые заболевания

У каждой проглоттиды есть полный набор репродуктивных органов, и взрослый
червь может содержать до 2000 проглоттид. Эти организмы могут жить в течение 25 лет и достигать в длину 4–6 м в кишечнике. T. saginata теряет 8–9 проглоттид ежедневно, каждая из которых содержит 80 000 яиц. Яйца не являются
инфекционными для людей.
Когда проглоттиды попадают в почву, они выпускают свои яйца, которые
имеют в диаметре 30–40 мкм, содержат полностью развитые эмбрионы, и могут
сохранять жизнеспособность в течение многих месяцев. Когда яйца проглатываются травоядными животными, такими как крупный рогатый скот, эмбрионы
высвобождаются, проникают через стенку кишечника и направляются к поперечнополосатым мышцам языка, сердца, диафрагмы, челюсти и крестца, где они
трансформируются в личиночные формы, называемые цистицерками (финнами). Цистицеркоз — термин, используемый для того, чтобы определять существование этих паразитов в промежуточных хозяевах. Финнам обычно необходимо 2–3 месяца для развития после того, как яйца проглатываются травоядным
животным. Когда они присутствуют в больших количествах, финны создают
определенные проблемы для говядины. Люди заражаются при приеме в пищу
мяса, которое содержит финны.
Инфекция, вызванная свиным цепнем (T. solium), очень схожа с описанной
для бычьего цепня, но имеется также и ряд значительных различий. Хотя люди — также окончательные хозяева, личиночные стадии развиваются и в свиньях, и в людях. Другими словами, люди могут служить промежуточным (цистицеркоз) и окончательным (тениоз) хозяевами, таким образом делая возможным
возникновения самозаражения. Поэтому инфекции T. solium потенциально более опасны, чем инфекции T. saginata. Инфекция, вызванная личиночными формами T. solium, иногда обозначается как Cysticercus cellulosae. У сколекса T. solium есть крючья вместо присасывательных дисков, а стробила может достигать
2–4 м в длину и содержать около 1000 проглоттид. Эмбрионы T. solium разносятся по всем тканям тела, включая глаза и мозг, в отличие от T. saginata. Хотя
T. saginata существует и в США, и во многих других частях мира, T. solium
в США был ликвидирован. Однако инфекция существует в Латинской Америке,
Азии, Африке и Восточной Европе. Присутствие T. saginata в говядине в США
ниже 1% в результате федеральной и местной инспекции мяса.

Симптомы, диагностика и лечение
Большинство случаев тениоза является бессимптомными независимо от видов
Taenia, но симптомы отличаются, когда люди служат промежуточным хозяином. В этих случаях цистицеркоза финны развиваются в тканях тела, включая и
ткани центральной нервной системы, и, как правило, приводят к повышенному
содержанию эозинофилов.
Тениоз человека диагностируется обнаружением яиц или проглоттид в стуле, а цистицеркоз — тканевой биопсией кальцинированной финны или иммунологическими методами. Ценными диагностическими методами являются реакция связывания комплемента, непрямая гемагглютинация и иммунофлюоресцентные методы.
Единичная доза перорального лекарства с никлозамидом, который действует
непосредственно на паразитов, эффективна для избавления от взрослых червей.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 29. Паразиты животных

823

Это лекарственное средство ингибирует реакцию фосфорилирования в митохондриях червей. Другое эффективное химиотерапевтическое средство — празиквантел. При цистицеркозе может быть показано хирургическое вмешательство.

Профилактика
Общий подход в профилактике и устранении болезней, которые требуют нескольких хозяев, должен пресечь цикл передачи от одного организма к другому.
Поскольку яйца выходят с фекалиями человека, тениоз может быть ликвидирован правильным избавлением от сточных вод и человеческих отходов, хотя инфекции T. solium у людей представляют более сложную проблему.
Финна может быть разрушена в говядине и свинине во время кулинарной обработки при температуре по крайней мере 60 °C [52]. Замораживание и хранение мяса при –10 °C в течение 10–15 дней или погружение в концентрированные
рассолы в течение 3 недель инактивирует этих паразитов. Время и температура
замораживания, необходимые для гарантированной гибели всех финн в зараженной телятине, были установлены одной из групп исследователей, и составляют 360 ч при –5 °C, 216 ч при –10 °C и 144 ч при –15, –20, –25 или –30 °С [46].

Круглые черви
Болезнетворные круглые черви первостепенной важности, обнаруживаемые
в пищевых продуктах, принадлежат двум отрядам типа Nemathelmintes. Отряд
Rhabditida включает Turbatrix aceti (уксусная угрица), который не является человеческим инфекционным агентом и не обсуждается далее.
Тип Nemathelmintes
Класс Adenophorea (= Aphasmidia)
Отряд Trichinellida
Род Trichinella
Класс Secernentea (= Phasmidia)
Отряд Rhabditida
Род Turbatrix
Отряд Ascaridida
Род Ascaris
Подсемейство Anisakinae
Род Anisakis
Род Pseudoterranova
(Phocanema)
Род Toxocara

Трихинеллез
Trichinella spiralis является этиологическим агентом трихинеллеза — заболевания, вызываемого круглым червем, которое представляет значительный интерес
с точки зрения передачи через пищевые продукты, особенно в США. Организм
был впервые описан в 1835 г. J. Paget в Лондоне, и первый случай заболевания
человека трихинеллезом был отмечен в Германии в 1859 г. [61]. Хотя большинству круглых червей необходимо по меньшей мере два различных животных-хо-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

824

Часть VII. Пищевые заболевания

Рис. 29.2. Trichinella spiralis в мышце, увеличение 350´. Источник: S.H. Abadie, J.H. Miller,
L.G. Warren, J.C. Swartzwelder и M.R. Feldman, Manual of Clinical Microbiology, 2d ed.; copyright
© 1974, American Society for Microbiology.

зяина, трихина передается от хозяина к хозяину; никаких свободноживущих
стадий не существует. Другими словами, и личиночные, и взрослые стадии развития T. spiralis проходят в одном и том же организме. Они часто попадают в
организм из сырой или ненадлежащим образом приготовленной свинины или
медвежатины.
Взрослые формы T. spiralis живут в слизистых оболочках двенадцатиперстной кишки млекопитающих, таких как свиньи, собаки, медведи, морские млекопитающие и люди, которые потребляли инвазированное трихиной мясо. Взрослые женские особи 3–4 мм длиной, а взрослые мужские — приблизительно наполовину короче. Хотя они могут оставаться в кишечнике в течение
приблизительно месяца, при этом не наблюдается никаких симптомов. Каждая
самка может произвести около 1500 яиц. Личинки, каждая приблизительно 0,1
мм в длину, зарываются в стенки кишечника, проходят через них, разносятся по
всему телу и в конечном счете оседают в мышцах. Только те, которые внедряются в скелетные мышцы, живут и растут; другие разрушаются. Пораженные
мышцы включают мышцы глаз, языка и диафрагмы. При анализе личинок трихины в свинине американский Департамент сельского хозяйства (USDA) использует мышцу диафрагмы или ткани языка. В недавнем исследовании ножек
диафрагмы было обнаружено, что они содержат больше личинок на грамм, чем
некоторые другие мышцы [64]. Через несколько недель после того, как личинки
зарываются в мышцы, появляются сильные боли, лихорадка и другие симптомы, которые иногда приводят к смерти от сердечной недостаточности (см.
ниже). Личинки вырастают в мышцах приблизительно до 1 мм и затем инцистируются, сворачиваясь и приобретая кальцинированную стенку приблизительно
6–18 месяцев спустя (см. рис. 29.2). Личинки не развиваются до тех пор, пока не
проглатываются другим животным (включая людей), но они могут остаться
жизнеспособными в течение 10 лет в живущем хозяине. Когда зараженное мясо
употребляется вторым хозяином, инцистированные личинки высвобождаются
под действием ферментов желудка и созревают в полости кишечника.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 29. Паразиты животных

825

Распространенность
Приблизительно 75 видов животных могут быть инфицированы T. spiralis, но
птицы, как было установлено, устойчивы к возбудителю [69]. В течение 1930–
1940-х гг. около 16% американцев были заражены [69]. В течение периода
1966–1970 гг. 4,7% свинины, исследованных после убоя в США, содержали трихин в мышцах диафрагмы. В течение 5-летнего периода 1977–1981 гг. в США
сообщили о 686 случаях заражения с 4 смертельными исходами [91]. По данным
обзора CDC (Центров контроля заболеваний) в течение 1983–1987 гг. было отмечено 33 вспышки с 162 случаями и 1 смертью, что составляет в среднем приблизительно 32 случая ежегодно в течение этого 5-летнего периода [5]. В течение 15-летнего периода 1973–1987 гг. CDC зарегистрировали 128 вспышек и
843 случая, что составило в среднем 56 случаев в год [4]. Однако фактическое
количество случаев в США в 1985 г. было оценено в 100 000 [7]. Только три случая были зарегистрированы в Канаде в 1982 г., и ни одного в 1983 и 1984 гг.
[103]. В течение 3-летнего периода 1987–1989 гг. сообщалось менее чем о 50
ежегодных случаях, но в 1990 г. было отмечено 120 случаев. Девяносто из них
произошли в Айове среди 250 иммигрантов из Юго-Восточной Азии, которые
потребляли сырую свиную колбасу. Еще 15 случаев были зарегистрированы
в Вирджинии; свиная колбаса была в этом случае переносчиком паразитов.
Свинина считалась причиной заболевания в 79% случаев в течение 1975–
1981 гг., медвежатина — в 14%, а говяжий фарш — в 7%. Исследования наличия
свинины в розничном говяжьем фарше показали, что от 3 до 38% образцов говядины содержали свинину. Наличие свинины в говяжьем фарше может быть
преднамеренным со стороны некоторых магазинов или обусловлено использованием одного и того же волчка для измельчения обоих видов сырья.
Случаи, зарегистрированные в США (см. рис. 29.3) в течение периода 1997–
2001 гг., перечислены в табл. 28.3 [88]. Из этих 33 случаев среднее количество за
год составило приблизительно 6, 21 случай связан с медвежатиной. Хотя T. spi-

Рис. 29.3. Зарегистрированные случаи трихинеллеза в период с 1970 по 2000 г., США (данные
CDC, 02).

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

826

Часть VII. Пищевые заболевания

Таблица 29.3. Вспышки трихинеллеза среди пациентов с указанием года,
штата, количества случаев, месяца начала заболевания и мяса,
считающего причиной заболевания — США, 1997–2001 гг. [88]
Год

Штат

Количество
случаев

Месяц начала
заболевания

1997
1998

Монтана
Огайо

5
8

Декабрь
Октябрь–ноябрь

1999
2000
2000
2001
2001
2001
2001
Итого:

Иллинойс
Иллинойс
Аляска
Калифорния
Калифорния
Калифорния
Калифорния

2
2
4
2
6
2
2
33

Март–май
Январь
Август–сентябрь
Май
Май–июнь
Август
Ноябрь

Вовлеченное мясо
Вяленая медвежатина
Жаркое из медвежатины, фарш
из медвежатины
Свиная колбаса, вяленая свинина
Свиная колбаса, копченая свинина
Бифштекс из медвежатины (жареный)
Домашняя свинина
Домашняя свинина (сырая)
Медвежатина
Медвежатина

ralis является самой известной причиной трихинеллеза, эта болезнь может быть
вызвана также T. pseudospiralis и T. nativa. В 1999 г. во Франции четыре случая
зараждения T. pseudospiralis были связаны с непрожаренным мясом дикого кабана, и инкубационный период длился от 3 до 14 дней. T. nativa вызывают трихинеллез в арктических и близких к ним районах, паразит является устойчивым
к замораживанию [37].

Симптомы и лечение
Через 1–2 дня после употребления в пищу сильно зараженного мяса трихины
проникают через слизистую оболочку кишечника, вызывая тошноту, боль в животе, понос и иногда рвоту. Если проглочено лишь несколько личинок, инкубационный период составлять до 30 дней. Симптомы могут сохраниться в течение
нескольких дней или могут быть ослабленными или нераспознанными. Личинки начинают вторгаться в поперечно-полосатые мышцы спустя приблизительно
7–9 дней после первоначальных симптомов. Если 10 или менее личинок находится в 1 грамме мышечной ткани, обычно нет никаких симптомов. При наличии 100 или более личинок на 1 г мышцы обычно развиваются симптомы клинического трихинеллеза, тогда как при 1000 или более на 1 г ткани могут встречаться серьезные и тяжелые последствия. Мышечная боль (миалгия) является
универсальным симптомом поражения мышцы, могут встречаться трудности в
дыхании, жевании и глотании [69]. Спустя приблизительно 6 недель после начала инфекции может происходить инцистирование, сопровождаемое болью в
мышцах, опухолями и лихорадкой. К повторной инфекции развивается иммунитет, который обусловлен Т-лимфоцитами. Тиабендазол и мебендазол — эффективные препараты при этой болезни.
Диагностика
Поскольку трихины существуют в виде свернутых кольцом личинок в яйцевидных капсульных цистах в скелетных мышцах, биопсия иногда берется с дельтовидной мышцы, бицепса или икроножных мышц. Сильная эозинофилия обычно

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 29. Паразиты животных

827

развивается в течение второй недели болезни. Антитела могут быть обнаружены
после третьей недели инфекции; иммунологические методы, которые могут
быть использованы, включают флокуляцию с бентонитом и латекс-агглютинацию. Титр бентонита 1 : 5 значителен, но этот тест не дает результата до достижения по крайней мере 3 недели после заражения. Это заболевание диагностируется положительно, если серологический тест (например, НФА) положителен
для антител IgG и/или IgM к Trichinella в сыворотке заболевших.

Профилактика и контроль
Трихинеллез можно контролировать, избегая кормления зараженными мясными отходами или мясом диких животных свиней и предотвращая потребление
инвазированных тканей другими животными. Скармливание нетермообработанных отбросов свиньям помогает сохранить эту болезнь. Если перед скармливанием свиньям отбросы проходят термообработку, уровень трихинеллеза резко падает.
Эта болезнь может быть предотвращена полной кулинарной готовностью
мяса, такого как свинина или медвежатина. В исследовании тепловой деструкции личинок трихины в жареной свинине все образцы, приготовленные при
внутренней температуре 60 °C или выше, как впоследствии обнаружили, были
свободными от паразита [11]. Личинки были найдены во всех образцах, жарившихся при 54,4 °C и ниже, и в некоторых, приготовленных при 57 °С. Рекомендация USDA (Департамент сельского хозяйства США) для продуктов из свинины заключается в следующем: продукт должен быть проверен при помощи термометра сразу после термообработки и, если какая-нибудь часть не достигла
температуры 76,7 °C, продукт должен быть направлен на дальнейшую термообработку [105].
Замораживание разрушает инцистированные формы, но время и температура замораживания зависят от толщины продукта и характерных особенностей
штамма T. spiralis (см. табл. 29.4). Чем ниже температура замораживания, тем
более деструктивно она воздействует на T. spiralis, как было продемонстрировано в следующем исследовании. Четыре разных температуры были применены
для замораживания зараженного свиного фарша, упакованного в коробки. При
замораживании и хранении при –17,8 °C трихины потеряли инвазионную способность через 6–10 дней; при –12,2 °C инвазионная способность была потеряна
Таблица 29.4. Требуемые температура и продолжительность замораживания
и хранения в замороженном состоянии
Температура (°С)

Группа 1 (дни)

Группа 2 (дни)

–15
–23
–29

20
10
6

30
20
12

Примечание: Группа 1 = менее 15,24 см в глубину; группа 2 = более 15,24 см в глубину. По Sec.
18.10. Regulations Governing the Meat Inspection of the United States Department of Agriculture (9 CFR
18.10, 1960).
Источник: A.W. Kotula, K.D. Murrell, L. Acosta-Stein, L. Lamb и L. Douglass.
J. Food Sci. 48:765–768; copyright © 1983, Institute of Food Technologists.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

828

Часть VII. Пищевые заболевания

Рис. 29.4. Различные стадии передвижения свинины от фермы к потребителю, на которых могут быть предприняты попытки контроля. Источник: K.D. Murrell. 1985. Food Technol. 39(3):
65–68, 110; copyright © Institute of Food Technologists.

через 11–15 дней [91]. Когда замораживание и хранение осуществлялись при
–9,4 °C, они оставались инфекционными до 56 дней и в течение 71 дня в случае
замораживания при –6,7 °C [108]. При замораживании в сухом льду (–70 °C) и
в жидком азоте (–193 °C) личинки разрушаются [63]. Деструкция личинок трихины облучением обсуждается в гл. 15.
Влияние посола и копчения на жизнеспособность трихины в свиных окороках
и лопатках было исследовано Gammon и др [38]. Они использовали мясо кабанов,
экспериментально инвазированных T. spiralis на стадии поросенка-отъемыша.
После посола мясо было подвешено на 30 дней, в этот период оно подвергалось
копчению в течение приблизительно 24 ч при 32,2–37,7 °С с последующим созреванием. Живые трихины были найдены и в окороках, и в лопатках спустя
3 недели после копчения, но ни одной не было обнаружено через 4 недели. Влияние концентрации NaCl, активности воды (аw) и метода ферментации на жизнеспособность T. spiralis в генуйской салями было оценено Childers и др. [20]. Для
приготовления салями использовалось мясо от экспериментально зараженных
свиней. Все личинки трихины погибли к 30-му дню и после этого в салями,
выработанной с содержанием NaCl 3,33% и подвергавшейся высокотемпературной ферментации (46,1 °C), независимо от уровня рН, никаких личинок обнаружено не было. Через 30 дней личинки не были обнаружены в продуктах, выработанных с содержанием NaCl 3,33% и подвергавшихся низкотемпературной
ферментации. В салями, выработанной без соли, 25% личинок сохраняли жизнеспособность 15–25 дней, но ни одной — после этого периода. Резюме главных
контрольных шагов по профилактике, обнаружению и инактивации проиллюстрировано на рис. 29.4.

Кулинарная обработка микроволнами
Эффективность микроволновых печей в разрушении личинок T. spiralis была
исследована несколькими группами. В исследовании, в котором жареная сильно
зараженная трихиной свинина была приготовлена в микроволновых печах, причем время обработки соблюдалось более тщательно, чем температура продукта,
Zimmerman и Beach [107] обнаружили, что из 51 продукта (48 жаркое и 3 отбивные из свинины), приготовленных в 6 различных печах, 9 оставались инфекци-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 29. Паразиты животных

829

онными. Шесть из этих 9 не достигали температуры средней прожарки 76,7 °C,
тогда как другие 3 превысили эту температуру в некоторый момент в процессе
приготовления. Исследователи отметили, что экспериментально зараженная
свинина, используемая в исследовании, была получена от свиней, зараженных
250 000 T. spiralis, который произвел приблизительно 1000 трихин на 1 г ткани
по сравнению с приблизительно 1 трихиной на 1 г в естественно зараженных
свиньях. Хотя большое количество трихин в грамме ткани, возможно, было фактором их выживания при используемых методах и параметрах кулинарной обработки, обязательная равномерность термообработки (прогрева) в микроволновых печах представляет интерес. В другом исследовании личинки трихины не
были инактивированы при 77 °C или 82 °C в микроволновых печах, тогда как
прогрев до температуры внутри продукта в 77 °C в обычной печи с конвективным обогревом, на плоском гриле, на углях или во фритюре инактивировал личинки [64]. Инфекционные личинки пережили быструю кулинарную обработку,
которая заключалась в прогреве размораживаемой отбивной из свинины в промышленной микроволновой печи с последующей термообработкой на углях до
71 °C или 77 °C [65].
Кулинарная обработка свинины в микроволновых печах, очевидно, причина
для беспокойства в вопросе разрушения личинок трихин, и два фактора могут
объяснить большую эффективность печи с конвективным обогревом по сравнению с микроволновой печью. Во-первых, прогрев под действием микроволн
быстрый, и в этом может заключаться проблема. Термообработка в печи, как
было показано, более разрушительна для личинок трихин в жареном мясе при
медленном прогреве при 93,3 °C, чем при быстром прогреве при 176,7 °C [11].
Во-вторых, печи с конвективным обогревом более однородно прогревают, чем
некоторые микроволновые печи. Неравномерность прогрева минимизирована,
если продукт вращается в печах последнего типа или если печь оборудована автоматическим вращающим устройством. Другими словами, имеет место неравномерное прогревание, что приводит к неполной кулинарной готовности некоторых частей жареного мяса, в то время как другие части могут быть перегреты.
Было показано, что ряд критериев, которые приводят к полной готовности продуктов из свинины в микроволновых печах, в результате позволяют получить
безопасный продукт [106].

Анизакиаз
Эта инфекция вызывается круглыми червями двух близкородственных родов и
видов: Anisakis simplex (селедочный червь или китовый червь) и Pseudoterranova decipiens (прежде Phocanema; тресковый червь или котиковый червь). У обоих из этих паразитов есть несколько промежуточных хозяев и более одного
окончательного хозяина. Люди — не окончательные хозяева для каждого из
них, и заболевание человека встречается у лиц, являющихся случайными нарушителями жизненного цикла этих червей.
Окончательные хозяева — морские млекопитающие: киты в случае с A. simplex и серые (и другие) тюлени в случае с P. decipiens. Кал этих животных содержит тысячи яиц, которые в воде претерпевают свою первую линьку (от стадии
LI к стадии L2). Свободноплавающие личинки в результате проглатываются
рачками (веслоногие ракообразные), и с ними, в свою очередь, поступают

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

830

Часть VII. Пищевые заболевания

внутрь больших ракообразных, которые служат промежуточными хозяевами во
время второй линьки (от стадии L2 к L3). Окончательный хозяин может проглотить внутрь личинки L3 наряду с ракообразным-промежуточным хозяином, но
чаще L3 проглатываются рыбой или кальмаром, который может, в свою очередь, быть съеден большей рыбой прежде, чем достигнет окончательного хозяина. Последние две линьки (L3 и L4) приводят к появлению взрослых особей,
которые спариваются, и этот процесс происходят в окончательном хозяине.
Инфекционная личинка L3 обычно обнаруживается в виде тугой, плоской спирали на внутренних органах рыбы, и некоторые личинки могут встречаться
в мышцах тонких стенок брюшка рыбы. Из-за предпочтения паразитом в качестве окончательного хозяина кита A. simplex чаще обнаруживается в рыбе из северной части Тихого океана.
В случае с P. decipiens яйца в кале тюленей проглатываются веслоногими ракообразными, и личинки L2 или ранняя L3-стадия проглатываются первым промежуточным хозяином — рыбой. В рыбе они проникают через стенку желудка,
поступают в полость тела, и многие зарываются в мышцы рыбы. В рыбе личинки L3 вырастают до 25–50 мм в длину и имеют цвет от красного до коричневого.
Окончательный хозяин, тюлень, проглатывает паразита преимущественно в корюшке или другой мелкой рыбе.
Инфекции человека встречаются при употреблении в пищу рыбы, которая
содержит личинки на стадии L3 и L4. Таким образом, анизакиды не созревают
в теле человека. Симптомы болезни зависят от активности молодых червей. Личинки A. simplex более вредны, чем личинки P. decipiens, потому что они часто
проникают через слизистые оболочки, тогда как большинство личинок P. decipiens передается через кал или кашель, или рвоту после раздражения слизистой
оболочки. Anisakis чаще всего обнаруживается в Японии и Нидерландах; Pseudoterranova чаще встречается в Северной Америке.

Симптомы, диагностика и лечение
Симптомы анизакиаза у человека могут развиться в течение 4–6 ч после потребления инвазированной рыбы, и они состоят из эпигастральной боли, тошноты и
рвоты. В более тяжелых случаях лихорадка и кровавый стул могут встречаться в
течение 7 дней после употребления инфекционной рыбы. Если черви проникают через слизистую оболочку, может развиться эозинофильная гранулема или
они могут проникнуть через стенку кишечника и вызвать перитонит. Однако
в 23 случаях в Северной Америке до 1982 г. только 5 были вызваны Anisakis sp.,
и встречалась только переходная инфекция [60]. Среди четырех случаев, о которых сообщает Kliks [60], симптомы заключались в умеренной боли в желудке и
тошноте после проглатывания паразита в течение 20 ч, и черви были обнаружены в мокроте или найдены во рту спустя 2 недели после потребления инфекционного сырого лосося.
Диагностика этого синдрома затруднена из-за отсутствия яиц или других
частей червей в кале. Личинки в кишечнике могут быть обнаружены эндоскопически, может быть выполнена и хирургическая резекция поврежденной ткани.
Реакция связывания комплемента и непрямые тесты иммунофлюоресценции
имеют некоторую диагностическую ценность. Тиабендазол — эффективное химиотерапевтическое средство при этой болезни.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 29. Паразиты животных

831

Распространенность и распространение
Обзор известных случаев анизакиаза до 1989 г. представлен в табл. 29.5. Первый
задокументированный случай произошел в 1955 г. в Нидерландах, между 1955 и
1965 гг. сообщалось о более чем 149 случаях в этой стране. В следующем году,
после введения обязательного замораживания сельди при –20 °C в течение 24 ч,
ни одного случая не было отмечено [49]. Более чем о 1000 случаев сообщили в
Японии за период с 1964 по 1976 г. [72]. В обоих случаях сырые рыбные продукты, такие как суши и сашими, были источником паразита, тогда как сельдь слабого посола («зеленая сельдь») была источником в Нидерландах. До 1976 г.
6 случаев были зарегистрированы в США и по одному в Канаде, Англии и Гренландии [68]. Эта болезнь связана с блюдом из сырой рыбы севиче в Южной
Америке, где D. padficum является обычным этиологическим агентом [84]. Первый зарегистрированный случай в Северной Америке произошел в Бостоне
в 1973 г., и до 1990 г. сообщалось менее чем о 100 случаях в США, вызванных
обоими этиологическими агентами. Анизакиаз был замечен в Бельгии, Великобритании, Чили, Дании, Франции, Германии, Корее и Tайване. За 15-летний период, начинающийся в начале 1960-х гг., 1200 случаев были отмечены в Японии. Сырая макрель — вероятно самый важный источник среди рыбы в Азии
[84], хотя более чем 160 видов костистой рыбы, как полагают, являются «приютом» для этих организмов [45].
В отношении распространенности личинок анизакид в рыбе два обширных
исследования проводились в конце 1970-х гг. В одном 1010 рыб, принадлежащих 20 родам и 23 видам, были исследованы в области Вашингтона, округ Колумбия, и из 703, которые содержали паразитарные нематоды, были выделены
6547 нематод, из которых только 11 были Anisakis sp. [50]. Среднее значение отношения количества личинок нематод к количеству зараженной рыбы составило 6,48. Двухлетний обзор рыб и моллюсков в американских прибрежных водах
Тихого океана в Вашингтоне, Орегоне и Калифорнии за период с 1974 по 1975 г.
включал 2074 образца [65]. Anisakis sp. был наиболее часто обнаруживаемым
видом и чаще всего локализовался на внутренних органах рыбы. Рыба, пойманная на Калифорнийском побережье, в 41,6% случаев содержала личинки анизакид [69]. Anisakis sp. обнаруживался чаще, чем Phocanema sp. (Pseudoterranova),
в значительной степени благодаря количеству китов — ситуации, которая полностью обратна в восточных канадских водах залива Святого Лаврентия [65].
Таблица 29.5. Обзор некоторых случаев анизакиаза
1955
1955–1965
1964–1976
1973
1980
1977–1981
1981–1989

Первый достоверный случай, зарегистрированный в Нидерландах
Около 149 случаев, зарегистрированных в Нидерландах
Свыше 1000 случаев, зарегистрированных в Японии
Первый задокументированный случай в Северной Америке (в Бостоне)
Свыше 500 случаев, отмеченных в Японии
Около 5 случаев, отмеченных в Калифорнии (два вызваны A. simplex
и три — P. decipiens)
Приблизительно 50 случаев, вызванных A. simplex, и 30 — P. decipiens,
наблюдавшиеся в Северной Америке

Источник: Jackson [49], Margolis [68] и Myers [72].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

832

Часть VII. Пищевые заболевания

Личинок анизакид в 2000 исследованных моллюсках не было найдено. В еще
одном обзоре в Анн-Арборе, Мичиган, была обнаружена плотность жизнеспособных личинок, равная от 63 до 91/кг ткани лосося [87].
Есть ряд противоречий относительно того, увеличивается ли количество личинок анизакид в промысловой рыбе по сравнению с несколькими десятилетиями назад. Очевидно, эти организмы не новы в промышленных водах, так как их
наличие в рыбе уже было признано с 1767 года. Существует мнение, что болезнь
у людей начала процветать, когда рыбу стали охлаждать на борту рыболовецких
судов в середине 1950-х гг. До этого времени рыбу после того, как ее поймали,
потрошили, и таким образом избавлялись от инфекционных паразитов. Некоторые исследователи полагают, что, если рыба сохраняется на льду в течение нескольких дней, паразиты мигрируют от брыжеек в мышцы после смерти рыбы
[45, 71]. С другой стороны, миграция паразитов в мертвой рыбе не была доказана ни одним из исследователей.

Профилактика
Анизакиаз может быть предотвращен путем исключения из рациона сырой или
недоваренной рыбы. Суши, севиче и сушими должны потребляться только в
том случае, если они приготовлены должным образом из рыбы, которая прошла
осмотр на отсутствие инфекционных личинок. Инфекционные формы могут
быть разрушены термообработкой рыбы до достижения температуры внутри
нее не ниже 60 °C в течение 1 мин или 65 °C в течение 30 с [6]. Замораживание и
хранение при –20 °C или ниже в течение по крайней мере 60 ч, как сообщают,
делает личинки неинфекционными [56], хотя один североамериканский вид выжил после 52 ч при –20 °C [6]. Засаливание в течение 4 недель делает личинки
неинфекционными [40].

Литература
1. Anderson, B.C. 1985. Moist heat inactivation of Cryptosporidium sp. Am. J. Public Health 75:1433–1434.
2. Barer, M.R., and A.E. Wright. 1990. Cryptosporidium and water. Lett. Appl. Microbiol. 11:271–277.
3. Barnard, R.J., and G.J. Jackson. 1984. Giardia lamblia: The transfer of human infections by foods. In
Giardia and Giardiasis: Biology, Pathogenesis, and Epidemiology, ed. S.L. Erlandsen and E.A. Meyer,
365–378. New York: Plenum.
4. Bean, N.H., and P.M. Griffin. 1990. Foodborne disease outbreaks in the United States, 1973–1987:
Pathogens, vehicles, and trends. J. Food Protect. 53:804–817.
5. Bean, N.H., P.M. Griffin, J.S. Goulding, and C.B. Ivey. 1990. Foodborne disease outbreaks, 5-year
summary, 1983–1987. J. Food Protect. 53:711–728.
6. Bier, J.W. 1976. Experimental anisakiasis: Cultivation and temperature tolerance determinations. J. Milk
Food Technol. 39:132–137.
7. Bennett, J.V., S.D. Holmberg, M.F. Rogers, and S.L. Solomon. 1987. Infectious and parasitic diseases.
In The Burden of Unnecessary Illness, ed. R.W. Amler and H.B. Dull, 102–114. New York: Oxford
University Press.
8. Black, M.W., and J.C. Boothroyd. 2000. Lytic cycle of Toxoplasma gondii. Microbiol. Mol. Biol. Rev.
64:607–623.
9. Boucher, S.-E.M., and F.D. Gillin. 1990. Excystation of in vitro-derived Giardia lamblia cysts. Infect.
Immun. 58:3516–3522.
10. Campbell, L., S. Tzipori, G. Hutchinson, and K.W. Angus. 1982. Effect of disinfectants on survival of cryptosporidium oocysts. Vet. Rec. 111:414–415.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 29. Паразиты животных

833

11. Carlin, A.F., C. Mott, D. Cash, and W. Zimmerman. 1969. Destruction of trichina larvae in cooked pork
roasts. J. Food Sci. 34:210–212.
12. Centers for Disease Control and Prevention. 1998. Foodborne outbreak of cryptosporidiosis — Spokane,
Washington, 1997. Morb. Mort. Wkly. Rep. 47:565–567.
13. Centers for Disease Control and Prevention. 1997. Outbreaks of Escherichia coli 0157:H7 infection and
cryptosporidiosis associated with drinking unpasteurized apple cider — Connecticut and New York, October
1996. Morb. Mort. Wkly. Rep. 46:4–8.
14. Centers for Disease Control and Prevention. 1996. Foodborne outbreak of diarrheal illness associated with
Cryptosporidium parvum — Minnesota, 1995. Morb. Mort. Wkly. Rep. 45:783–784.
15. Centers for Disease Control and Prevention. 1998. Outbreak of cyclosporiasis — Ontario, Canada, May
1998. Morb. Mort. Wkly. Rep. 47:806–809.
16. Centers for Disease Control and Prevention. 1997. Update: Outbreaks of cyclosporiasis — United States and
Canada, 1997. Morb. Mort. Wkly. Rep. 46:521–523.
17. Centers for Disease Control and Prevention. 1990. Swimming-associated cryptosporidiosis — Los Angeles
County. Morb. Mort. Wkly. Rep. 39:343–345.
18. Centers for Disease Control and Prevention. 1989. Common-source outbreak of giardiasis — New Mexico.
MMWR Morb. Mort. Wkly. Rep. 38:405–407.
19. Cheng, T.C. 1986. General Parasitology, 2nd ed. New York: Academic Press.
20. Childers, A.B., R.N. Terrell, T.M. Craig, T.J. Kayfus, and G.C. Smith. 1982. Effect of sodium chloride
concentration, water activity, fermentation method and drying time on the viability of Trichinella spiralis in
Genoa salami. J. Food Protect. 45:816–819.
21. Conroy, D.A. 1960. A note on the occurrence of Giardia sp. in a Christmas pudding. Rev. Iber. Parasitol.
20:567–571.
22. Craun, G. 1988. Surface water supplies and health. J. Am. Water Works Assoc. 80:40–52.
23. Craun, G.F. 1979. Waterborne giardiasis in the United States: A review. Am. J. Public Health 69:817–819.
24. Current, W.L. 1988. The biology of Cryptosporidium. ASM News 54(11):605–611.
25. Current, W.L. 1987. Cryptosporium: Its biology and potential for environmental transmission. CRC Crit.
Rev. Environ. Com. 17:21–51.
26. D’Antonio, R.G., R.E. Winn, J.P. Taylor, T.L. Gustafson, W.L. Current, M.M. Rhodes, G.W. Gary, Jr., and
R.A. Zajac. 1985. A waterborne outbreak of cryptosporidiosis in normal hosts. Ann. Intern. Med. 103:886–888.
27. Deng, M.Q., and D.O. Cliver. 2001. Inactivation of Cryptosporidium parvum oocysts in cider by flash
pasteurization. J. Food Protect. 64:523–527.
28. Desmonts, G., J. Couvreur, F. Alison, J. Baudelot, J. Gerbeaux, and M. Lelong. 1965. Etude epidemiologique sur la toxoplasmose: De l’influence de la cuisson des viandes de boucherie sur la frequence de
l’infection humaine. Rev. Fr. Etudes Clin. Biol. 10:952–958.
29. Duquesne, V., C. Auriault, F. Darcy, J.-P. Decavel, and A. Capron. 1990. Protection of nude rats against
Toxoplasma infection by excreted-secreted antigen-specific helper T cells. Infect. Immun. 58:2120–2126.
30. Elliott, D.A., D.J. Coleman, M.A. Lane, R.C. May, L.A. Machesky, and D.P. Clark. 2001. Cryptosporidium
parvum infection requires host cell actin polymerization. Infect. Immun. 69:5940–5942.
31. Fayer, R., T.K. Graczyk, E.J. Lewis, J.M. Trout, and C.A. Farley. 1998. Survival of infectious Cryptosporidium parvum oocysts in seawater and eastern oysters (Crassostrea virginica) in the Chesapeake Bay.
Appl. Environ. Microbiol. 64:1070–1074.
32. Fayer, R., and B.L.P. Ungar. 1986. Cryptosporidium spp. and cryptosporidiosis. Microbiol. Rev. 50:458–483.
33. Fayer, R., and J.P. Dubey. 1985. Methods for controlling transmission of protozoan parasites from meat
to man. Food Technol. 39(3):57–60.
34. Fayer, R. 1982. Other protozoa: Eimeria, Isospora, Cystoisospora, Besnoitia, Hammondia, Frenkelia,
Sarcocystis, Cryptosporidium, Encephalitozoon, and Nosema. In CRC Handbook Series in Zoonosis, ed.
J.H. Steele, 187–197. Boca Raton, FL: CRC Press.
35. Fayer, R. 1975. Effects of refrigeration, cooking and freezing on Sarcocystis in beef from retail food stores.
Proc. Helm Soc. Wash. 42:138–140.
36. Feldman, H.A., and L.T. Miller. 1956. Serological study of toxoplasmosis prevalence. Am. J. Hyg.
64:320–335.
37. Forbes, L.B., I. Measures, A. Gajadhar, and С. Kapel. 2003. Infectivity of Trichinella nativa in traditional
northern (country) foods prepared with meat from experimentally infected seals. J. Food Protect. 66:1857–
1863.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

834

Часть VII. Пищевые заболевания

38. Gammon, D.L., J.D. Kemp, J.M. Edney, and W.Y. Varney. 1968. Salt, moisture and aging times effects
on the viability of Trichinella spiralis in pork hams and shoulders. J. Food Sci. 33:417–419.
39. Gangarosa, E.J., and J.A. Donadio. 1970. Surveillance of foodborne disease in the United States. J. Infect.
Dis. 62:354–358.
40. Grabda, J., and J.W. Bier. 1988. Cultivation as an estimate for infectivity of larval Anisakis simplex from
processed herring. J. Food Protect. 51:734–736.
41. Griffiths, J.K., R. Balakrishnan, G. Widmer, and S. Tzipori. 1998. Paromomycin and geneticin inhibit
intracellular Cryptosporidium parvum without trafficking through the host cell cytoplasm: Implications for
drug delivery. Infect. Immun. 66:3874–3883.
42. Hanes, D.E., R.W. Worobo, P.A. Orlandi, D.H. Burr, M.D. Miliotis, M.G. Robl, J.W. Bier, M.J. Arrowood,
J.J. Churey, and G.J. Jackson. 2002. Inactivation of Cryptosporidium parvum oocysts in fresh apple cider by
UV irradiation. Appl. Environ. Microbiol. 68:4168–4172.
43. Hayes, E.B., T.D. Matte, T.R. O’Brien, T.W. McKinely, G.S. Logsdon, J.B. Rose, B.L.P. Ungar, D.M. Word,
P.F. Pinsky, M.L. Cummings, M.A. Wilson, E.G. Long, E.S. Hurwitz, and D.J. Juranek. 1989. Large
community outbreak of cryptosporidiosis due to contamination of a filtered public water supply. N. Engl.
J. Med. 320:1372–1376.
44. Herwaldt, B.L., M.-L. Ackers, and the Cyclospora Working Group. 1997. An outbreak in 1996 of cyclosporiasis associated with imported raspberries. N. Engl. J. Med. 336:1548–1556.
45. Higashi, G.I. 1985. Foodborne parasites transmitted to man from fish and other aquatic foods. Food Technol.
39(3):69–74, 111.
46. Hilwig, R.W., J.D. Cramer, and K.S. Forsyth. 1978. Freezing times and temperatures required to kill
cysticerci of Taenia saginata in beef. Vet. Parasitol. 4:215–219.
47. Huang, P., J.T. Weber, D.M. Sosin, P. M. Griffin, E.G. Long, J.J. Murphy, F. Коска, С Peters, and С Kallick.
1995. The first reported outbreak of diarrheal illness associated with Cyclospora in the United States. Ann.
Intern. Med. 123:409–414.
48. Jackson, G.J. 1990. Parasitic protozoa and worms relevant to the U.S. Food Technol. 44(5): 106–112.
49. Jackson, G.J. 1975. The “new disease” status of human anisakiasis and North American cases: A review.
J. Milk Food Technol. 38:769–773.
50. Jackson, G.J., J.W. Bier, W.L. Payne, T.A. Gerding, and W.G. Knollenberg. 1978. Nematodes in fresh
market fish of the Washington, D.C. area. J. Food Protect. 41:613–620.
51. Jackson, M.H., and W.M. Hutchinson. 1989. The prevalence and source of Toxoplasma infection in the
environment. Adv. Parasitol. 28:55–105.
52. Jacobs, L. 1962. Parasites in food. In Chemical and Biological Hazards in Food, ed. J.C. Ayres et al.,
248–266. Ames: Iowa State University Press.
53. Jacobs, L., J.S. Remington, and M.L. Melton. 1960. A survey of meat samples from swine, cattle, and sheep
for the presence of encysted Toxoplasma. J. Parasitol. 46:23–28.
54. Jinneman, K.C., J.H. Wetherington, W.E. Hill, A.M. Adams, J.M. Johnson, B.J. Tenge, N.-L. Dang,
R.J. Manger, and M.M. Wekell. 1998. Template preparation for PCR and RFLP of amplification products for
the detection and identification of Cyclospora sp. and Eimeria spp. oocysts directly from raspberries. J. Food
Protect. 61:1497–1503.
55. Joiner, K.A., S.A. Furhman, H.M. Miettinen, L.H. Kasper, and I. Mellman. 1990. Toxoplasma gondii:
Fusion competence of parasitophorous vacuoles in Fc receptor-transfected fibroblasts. Science 249:
641–646.
56. Karl, H. 1988. Vorkommen von Nematoden in Konsumfischen. Verfah. Feststel. Abtoetung. Rundsch.
Fleisch. Lebensmittelhyg. 40:198–199.
57. Karl, H., and M. Leinemann. 1989. Ueber lebensfaehigkeit von Nematodenlarven (Anisakis sp.) in gefrosteten Heringen. Arch. Lebensmittelhyg. 40:14–16.
58. Kean, B.H., A.C. Kimball, and W.N. Christenson. 1969. An epidemic of acute toxoplasmosis. J. Am. Med.
Assoc. 208:1002–1004.
59. Kirkpatrick, C.E., and C.E. Benson. 1987. Presence ofGiardia spp. and absence of Salmonella spp. in New
Jersey muskrats (Ondatra zibethicus). Appl. Environ. Microbiol. 53:1790–1792.
60. Kliks, M.M. 1983. Anisakiasis in the western United States: Four new case reports from California. Am.
J. Trop. Med. Hyg. 32:526–532.
61. Kolata, G. 1985. Testing for trichinosis. Science 227:621, 624.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 29. Паразиты животных

835

62. Korich, D.G., J.R. Mead, M.S. Madore, N.A. Sinclair, and C.R. Sterling. 1990. Effects of ozone, chlorine
dioxide, chlorine, and monochloramine on Cryptosporidium parvum oocyst viability. Appl. Environ.
Microbiol. 56:1423–1428.
63. Kotula, A.W., A.K. Sharar, E. Paroczay, H.R. Gamble, K.D. Murrell, and L. Douglass. 1990. Infectivity of
Trichinella spiralis from frozen pork. J. Food Protect. 53:571–573.
64. Kotula, A.W., RJ. Rothenberg, J.R. Burge, and M.B. Solomon. 1988. Distribution of Trichinella spiralis in
the diaphragm of experimentally infected swine. J. Food Protect. 51:691–695.
65. Kotula, A.W. 1983. Postslaughter control of Trichinella spiralis. Food Technol. 37(3):91–94.
66. Lopez, C.E., D.D. Juranek, S.R Sinclair, and M.G. Schultz. 1978. Giardiasis in American travelers to Madeira Island, Portugal. Am. J. Trop. Med. Hyg. 27:1128–1132.
67. MacKenzie, W.R., N.J. Hoxie, M.E. Proctor, M.S. Gradus, K.A. Blair, D.E. Peterson, J.J. Kazmierczak,
D.G. Addiss, K.R. Fox, J.B. Rose, and J.R Davis. 1994. A massive outbreak in Milwaukee of Cryptosporidium infection transmitted through the public water supply. N. Engl. J. Med. 331:161–167.
68. Margolis, L. 1977. Public health aspects of “codworm” infection: A review. J. Fish. Res. Bd. Canada
34:887–898.
69. Marquardt, W.C., and R.S. Demaree. 1985. Parasitology. New York: Macmillan.
70. Millard, P.S., K.F. Gensheimer, D.G. Addiss, D.M. Sosin, G.A. Beckett, A. Houck-Jakoski, and A. Hudson.
1994. An outbreak of cryptosporidiosis from freshpressed apple cider. JAMA 272:1592–1596.
71. Myers, B.J. 1979. Anisakine nematodes in fresh commercial fish from waters along the Washington, Oregon
and California coasts. J. Food Protect. 42:380–384.
72. Myers, B.J. 1976. Research then and now on the anisakidae nematodes. Trans. Am. Microscop. Soc.
95:137–142.
73. Nichols, R.A.B., C.A. Paton, and H.V. Smith. 2004. Survival ofCryptosporidium parvum oocysts after
prolonged exposure to still natural mineral waters. J. Food Protect. 67:517–523.
74. Ongerth, J.E., and H.H. Stibbs. 1987. Identification of Cryptosporidium oocysts in river water. Appl.
Environ. Microbiol. 53:672–676.
75. Ortega, Y.R., R.H. Oilman, and C.R. Sterling. 1994. A new coccidian parasite (Apicomplexa: Eimeriidae)
from humans. J. Parasitol. 80:625–629.
76. Ortega, Y.R., C.R. Sterling, R.H. Gilman, V.A. Cama, and F. Diaz. 1993. Cyclospora species — A new
protozoan pathogen of humans. N. Engl. J. Med. 328:1308–1312.
77. Osterholm, M.T., J.C. Forfang, T.L. Ristinen, A.G. Daan, J.W. Washburn, J.R. Godes, R.A. Rude, and
J.G. McCulllough. 1981. An outbreak of foodborne giardiasis. N. Engl. J. Med. 304:24–28.
78. Petersen, L.R., M.L. Cartter, and J.L. Hadler. 1988. A foodborne outbreak of Giardia lamblia. J. Infect. Dis.
157:846–848.
79. Piekarski, G. 1989. Medical Parasitology. New York: Springer-Verlag.
80. Plorde, J.J. 1984. Sporozoan infections, la Medical microbiology: An Introduction to Infectious Diseases,
ed. J.C. Sherris, K.J. Ryan, C.G. Ray, et al., 469–483. New York: Elsevier.
81. Rabold, J.G., C.W. Hoge, D.R. Shlim, С Kefford, R. Rajah, and P. Echevema. 1994. Cyclospora outbreak
associated with chlorinated drinking water. Lancet 344:360–361.
82. Rendtorff, R.C. 1954. The experimental transmission of human intestinal protozoan parasites. II. Giardia
lamblia cysts given in capsules. Am. J. Hyg. 59:209–220.
83. Riemann, H.P., M.E. Meyer, J.H. Theis, G. Kelso, and D.E. Behymer. 1975. Toxoplasmosis in an infant fed
unpasteurized goat milk. J. Pediatr. 87:573–576.
84. Rodrick, G.E., and T.C. Cheng. 1989. Parasites: Occurrence and significance in marine animals. Food
Technol. 43(11):98–102.
85. Rommel, M., and A.-O. Heydorn. 1972. Beitrage zum Lebenszyklus der Sarkosporidien. III. Isospora
hominis (Railliet and Lucet, 1891) Wenyon, 1923, eine Dauerform der Sarkosporidien des Rindes und des
Schweins. Berl. Munchen. Tierarztl. Wochens. 85:143–145.
86. Rose, J.B., and T.R. Slifko. 1999. Giardia, Cryptosporidium, and Cyclospora and their impact on foods:
A review. J. Food Protect. 62:1059–1070.
87. Rosset, J.S., K.D. McClatchey, G.I. Higashi, and A.S. Knisely. 1982. Anisakis larval type 1 in fresh salmon.
Am. J. Clin. Pathol. 78:54–57.
88. Roy, S.L., A.S. Lopez, and P.M. Schantz. 2003. Trichinellosis surveillance—United States, 1997–2001.
Morb. Mort. Wkly. Rep. 52(SS-6):1–7.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

836

Часть VII. Пищевые заболевания

89. Sacks, J.J., R.R. Roberto, and N.F Brooks. 1982. Toxoplasmosis infection associated with raw goat’s milk.
J. Am. Med. Assoc. 248:1728–1732.
90. Salata, R.A., A. Martinez-Palomo, L. Canales, H.W. Murray, N. Revino, and J.I. Ravdin. 1990. Suppression
of T-lymphocyte responses to Entamoeba histolytica antigen by immune sera. Infect, lmmun. 58: 3941–
3946.
91. Schantz, P.M. 1983. Trichinosis in the United States — 1947–1981. Food Technol. 37(3):83–86.
92. Sherwood, D., K.W. Angus, D.R. Snodgrass, and S. Tzipori. 1982. Experimental cryptosporidiosis in
laboratory mice Infect. Immun. 38:471–475.
93. Shlim, D.R., M.T. Cohen, M. Eaton, R. Rajah, E.G. Long, and B.L.P. Unger. 1991. An alga-like organism
associated with an outbreak of prolonged diarrhea among foreigners in Nepal. Am. J. Trop. Med. Hyg.
45:383–389.
94. Smith, H.V., C.A. Paton, M.M.A. Mtambo, and R.W.A. Girdwood. 1997. Sporulation of Cyclospora sp.
oocysts. App. Environ. Microbiol. 63:1631–1632.
95. Smith, J.L. 1993. Documented outbreaks of toxoplasmosis: Transmission of Toxoplasma gondii to humans.
J. Food Protect. 56:630–639.
96. Smith, P.D. 1989. Giardia lamblia. In Parasitic Infections in the Compromised Host, ed. P.D. Walzer and
R.M. Genta, 343–384. New York: Marcel Dekker.
97. Smith, H.V., R.W.A. Girdwood, WJ. Patterson, R. Hardie, L.A. Green, С Benton, W. Tulloch, J.C.M. Sharp,
and G.J. Forbes. 1988. Waterborne outbreak of cryptosporidiosis. Lancet 2:1484.
98. Soave, R. 1996. Cyclospora: An overview. Clin. Infect. Dis. 23:429–437.
99. Sturbaum, G.D., Y.R. Ortega, R.H. Gilman, C.R. Sterling, L. Cabrera, and D.A. Klein. 1998. Detection
of Cyclospora cayetanensis in wastewater. Appl. Environ. Microbiol. 64:2284–2286.
100. Sole, T.D., and N.A. Croll. 1980. Intestinal parasites in man in Labrador, Canada. Am. J. Trop. Med. Hyg.
29(3):364–368.
101. Sterling, C.R., and M.J. Arrowood. 1986. Detection of Cryptosporidium sp. infections using a direct
immunofluorescent assay. Pediatr. Infect. Dis. 5:139–142.
102. Sterling, C.R., K. Seegar, and N.A. Sinclair. 1986. Cryptosporidium as a causative agent of traveler’s
diarrhea. J. Infect. Dis. 153:380–381.
103. Todd, E.C.D. 1989. Foodborne and waterborne disease in Canada — 1983 annual summary. J. Food Protect.
52:436–442.
104. Tzipori, S. 1988. Cryptosporidiosis in perspective. Adv. Parasitol. 27:63–129.
105. U.S. Department of Agriculture. 1982. USDA advises cooking pork to 170 degrees Fahrenheit throughout.
News release, USDA, Washington, DC.
106. Zimmermann, W.J. 1983. An approach to safe microwave cooking of pork roasts containing Trichinella
spiralis. J. Food Sci. 48:1715–1718, 1722.
107. Zimmermann, W.J., and P.J. Beach. 1982. Efficacy of microwave cooking for devitalizing trichinae in pork
roasts and chops. J. Food Protect. 45:405–409.
108. Zimmermann, W.J., D.G. Olson, A. Sandoval, and R.E. Rust. 1985. Efficacy of freezing in eliminating
infectivity of Trichinella spiralis in boxed pork products. J. Food Protect. 48:196–199.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

30
Микотоксины

Большое число плесеней продуцируют токсические соединения, называемые
микотоксинами. Некоторые являются мутагенами и канцерогенами, некоторые
показывают специфичную органическую токсичность, и некоторые имеют другой механизм токсичности. Хотя токсичность многих микотоксинов для человека не продемонстрирована, действие этих соединений на экспериментальных
животных и их эффект в опытах in vitro в живых системах позволяют предположить наличие у них реальной и потенциальной токсичности для людей. По крайней мере 14 микотоксинов являются канцерогенами, среди которых афлатоксины наиболее важны. Известно, что около 93% мутагенных соединений являются
канцерогенными. Что касается микотоксинов, испытаниями в микробиологических системах обнаружена 85%-я корреляция между канцерогенностью и мутагенезом [84].
Микотоксины продуцируются как вторичные метаболиты. Первичные метаболиты грибов, также хорошо известные и для других организмов, — это соединения, которые являются необходимыми для роста. Вторичные метаболиты
образуются в конце экспоненциальной фазы роста и имеют неявное значение
в отношении роста или метаболизма для продуцирующего их организма. В основном показано, что они формируются, когда достигается большой пул предшественников — первичных метаболитов, таких как аминокислоты, ацетат, пируват и т.д. Синтез микотоксинов объясняется необходимостью уменьшения
пула метаболических предшественников, которые в дальнейшем не требуются
для метаболизма.
Некоторые методы для обнаружения микотоксинов в пищевых продуктах
представлены в гл. 11. Для подробного обзора наличия этих веществ в плодах,
фруктовых соках и сухофруктах см. [27].

Афлатоксины
Афлатоксины, несомненно, наиболее изученные из всех микотоксинов. Первые
данные об их существовании относятся к 1960 г., когда 100 000 индюшат погибли в Англии после употребления муки из арахиса, импортируемой из Африки и
Южной Америки. Из ядовитого корма был выделен Aspergillus flavus, и токсин,
продуцируемый этим организмом, был назван афлатоксином (Aspergillus flavus
toxin — A-fla-toхin). Изучение природы токсической субстанции выявило четыре составляющих ее соединения:

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

838

Часть VII. Пищевые заболевания

Aspergillus flavus продуцирует AFB1 и AFB2, и A. parasiticus продуцирует все
четыре основных афлатоксина (B1, G1, и G2). AFB1, продуцируемый всеми афлатоксин-положительными штаммами, является наиболее важным среди остальных. Другой известный афлатоксин продуцируется видами A. nominus [47],
A. bombycis, A. pseudotomartii, A. ochraceoroseus и Emericella venezuelensis.
Эти соединения являются высокозамещенными кумаринами, и по крайней
мере 18 из них токсичны. AFM1 является гидроксилированным продуктом AFB1
и обнаруживается в молоке, моче и фекалиях как метаболический продукт [30].
AFL, AFLH1, AFQ1 и AFP1 являются производными AFB1, AFB2 представляет собой 2,3-дигидро-AFB1, а AFG2 является 2,3-дигидро-AFG1. Токсичность шести наиболее важных афлатоксинов уменьшается в порядке: B1 > M1 > G1 > B2 > M2 ¹ G2 [4].
При облучении ультрафиолетовым светом шесть токсинов флюоресцируют:
B1 и B2 — голубые
G1 — зеленый
G2 — зелено-голубой
M1 — фиолетово-голубой
M2 — фиолетовый
Они являются поликетидами, вторичными метаболитами, углеродный скелет
которых построен из ацетата и малоната.
Предложенный неполный путь синтеза AFB1 представлен следующей схемой: ацетат > ацетат норсолорина > аверантин > аверуфанин > аверуфин > ацетат
гемиацетальверсиконаля > версиколорин А > стеригматоцистин > О-метилстеригматоцистин > AFB1. Версиколорин А — первый компонент в пути обмена,
содержащий необходимую С 2–С3 — двойную связь.

Необходимые условия для роста и продукции токсинов
Не наблюдалось продукции афлатоксинов 25 изолятами A. flavus/parasiticus на
суслоагаре при 2, 7, 41 или 46 °С в течение 8 дней, и ни один не продуцировал токсин при температурах ниже 7,5 °С или выше 40 °С даже при прочих благоприятных условиях [75]. В других исследованиях с использованием агара Сабуро максимальный рост A. flavus и A. parasiticus отмечался при 33 °С, рН 5,0 и активности
воды (aw) 0,99 [41]. При 15 °С рост отмечался при aw 0,95, но не при 0,90, в то вре-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 30. Микотоксины

839

Рис. 30.1. Рост и продукция афлатоксина на мальт-экстракт агаре при различной активности
воды и температуре. Белые колонки: скорость роста; черные колонки: среднее величина продукции AFB1. Источник: по Northolt et al. Copyright © 1976, International Association of Milk,
Food and Environment Sanitarians.

мя как при 27 °С и 33 °С незначительный рост был обнаружен при aw 0,85. Оптимум температуры для токсинообразования был установлен в пределах между 24 и
28 °С. В одном исследовании максимальный рост A. parasiticus был при 35 °С, но
самый высокий уровень образования токсинов был при 25 °С [78].
Лимитирующее значение влажности для продукции AFB1 и AFB2 на зерне
было 17,5% при температуре 24 °С или выше, при которых продуцировалось до
50 мг/г. Не отмечено продукции токсинов при 13 °С. В целом продукция токсинов наблюдалась при aw в пределах 0,93–0,98, с минимумом в пределах 0,71–
0,94 [58]. В других исследованиях недетектируемые количества AFB1 были синтезированы A. parasiticus при значениях aw 0,83 и температуре 10 °С [63]. Оптимум температуры при aw 0,94 составлял 24 °С (см. рис. 30.1). Рост без токсинообразования на мальт-экстракт агаре, содержащем сахарозу, был возможен при
aw 0,83. Рядом исследований было доказано, что рис стимулирует продукцию
высоких уровней афлатоксинов при благоприятной температуре, но при 5 °С
продукции не происходит на любом рисе или сыре Чеддер.
В целом минимальные и максимальные параметры, допускающие рост и токсинообразование этими эукариотическими организмами, сложно установить,
отчасти потому, что они имеют несходные местообитания в природе. Очевидно,
что рост может иметь место и без продукции токсинов.
AFG1 продуцируется при более низком значении температур, чем AFB1, в то
время как некоторыми исследователями при 30 °С было обнаружено больше
AFB1, чем AFG1. A. flavus и A. parasiticus синтезируют в основном только AFB1
и AFG1 [22]. Аэрация способствует продукции афлатоксинов, и в количествах до
2 мг/г они могут быть синтезированы на натуральных субстратах, таких как рис,
зерно, соевые бобы [22]. До 200–300 мг/л может быть продуцировано в жидкой
питательной среде, содержащей достаточное количество Zn2+. Высвобождение
AFB1 грибом A. flavus происходит с использованием энергетически зависимых
транспортных систем.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

840

Часть VII. Пищевые заболевания

Продукция и встречаемость в продуктах питания
Что касается синтеза в пищевых продуктах, афлатоксины были выявлены на
свежем мясе, ветчине и беконе, инокулированных токсигенными культурами
при 15, 20 и 30 °С [9] и окорочках во время созревания, когда температура достигала 30 °С, но не при температуре 15 °С или влажности выше 75%. Они были
найдены в больших количествах в таких продуктах, как молоко, пиво, какао, рисовые продукты, соевая мука и прочих (см. ниже). В сырокопченой колбасе при
25 °С, 160 и 426 ppm AFB1 продуцировано в течение 10 и 18 дней соответственно, при этом AFG1 было обнаружено в 10 раз больше, чем B1 [51]. Афлатоксины
продуцировались в ржаном и пшеничном хлебах, тильзитском сыре и яблочном
соке при 22 °С. Они были обнаружены в наружном слое хранящегося при 22 °С
в течение трех месяцев сыра Чеддер и в брикете сыра при 12,8 °С для A. parasitica после 1 недели, но не для A. flavus [78]. AFB1 был обнаружен в 3 из 63 коммерческих образцов арахисового масла в количестве менее 5 ppm [69]. В течение пятилетних обследований около 500 образцов пшеницы и кукурузы в Виргинии токсины были обнаружены в 25% образцов зерна из урожая каждого года,
18–61% образцов содержало 20 нг/г или более и 5–29% содержало более 100 нг/г
[80]. Среднее выявляемое количество в 5-летний период составило 21–137 нг/г.
Ни один из афлатоксинов, таких как зеараленон и охратоксин А, не был выявлен
ни в одном образце пшеницы. Засуха 1988 г. привела к снижению продукции
афлатоксинов в зерне в некоторых штатах среднего запада США, что было вызвано уменьшением на 2 дюйма количества осадков в июне и июле. Около 30%
образцов содержали более 20 ppm.
Изучение AFB1 в пищевых продуктах и кормах на Кубе в период 1990–
1996 гг. показало, что 17% из 4529 образцов было заражено, токсины содержались в 83% сорго и 40% арахиса [32]. Степень поражения кукурузы составила
23%, пшеницы — 25%. В Ботсване из 120 протестированных на афлатоксин образцов арахиса он был обнаружен у 78% в количествах от 12 до 329 мг/кг; 49%
зараженных орехов содержали более 20 мг/кг [59]. 21% этих образцов содержал
циклопиазоновую кислоту в количестве от 1 до 10 мг/кг.
Циклопиазоновая кислота продуцируется некоторыми штаммами A. flavus и
считается токсической детерминантой афлатоксина. При обследовании семи
партий кукурузы было найдено четыре уровня значений — 25–250 нг/г [49]. Также в четырех из пяти партий был найден дезоксиниваленон (ДОН, вомитоксин)
в количестве 46–676 мг/г.
Влияние температуры на цикл развития лежит в пределах 5–25 °С для продукции в рисе и сыре. A. parasiticus продуцирует больше токсина при температуре 15, 18 или 25 °С, в то время как A. flavus при этих условиях продуцирует меньше токсина [68]. В сыре Чеддер, однако, продуцировалось меньше афлатоксина
и, как было установлено исследованиями, сыр не является хорошим субстратом
для продукции афлатоксина, если он хранится при температуре более низкой,
чем необходима для токсинообразования.
В дополнение к этому продемонстрировано, что продукция афлатоксинов
встречается на бесконечном числе пищевых продуктов. При оптимальных условиях роста, некоторые токсины могут обнаруживаться в течение 24 ч — в противном случае в пределах 4–10 дней. На арахисовых зернах Hasseltine [40] провел следующие наблюдения:

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 30. Микотоксины

841

1) рост и образование афлатоксина встречаются обычно во время затвердевания
орехов после извлечения из почвы;
2) в токсинсодержащей партии арахиса сравнительно немного ядер содержит
токсин, и успех выявления токсинов зависит от размера образца;
3) содержание токсина может быть очень существенным даже для одного зерна;
4) для формирования токсина наибольшее значение имеют два фактора — температура и влажность.
Управление контроля качества пищевых продуктов и медикаментов установило допустимый уровень афлатоксина в пищевых продуктах следующим: 20
ppb для пищевых продуктов, кормов, бразильских орехов, арахисовых орехов,
продуктов арахиса и фисташек; и 0,5 ppb для молока [48]. Комитет международной комиссии по продовольствию рекомендовал следующие максимальные количества микотоксинов в пищевых продуктах: 15 мг/кг афлатоксинов в арахисе
для последующего созревания; 0,05 мг/кг афлатоксина М1 в молоке; 50 мг/кг
канцерогенных антибиотиков в яблочном соке и ингредиентах яблочного сока в
других напитках; и 5 мг/кг охратоксина А в злаках и зерновых продуктах [61].
Действие афлатоксинов, особенно AFB1, выражается в мутагенном эффекте
и действии на системы метаболизма млекопитающих. Также доказано их связывание с нуклеиновыми кислотами, особенно с РНК. AFB1 показал возможность
связывания с митохондриальной ДНК, не задевая ядерную ДНК [62]. Кроме
нуклеиновых кислот другие клеточные макромолекулы, возможно, являются
местами локализации афлатоксинов. Участок молекул афлатоксинов, отвечающий за мутагенный эффект, — это С2–С3, двойная связь в фрагменте дигидрофурофурана. Его восстановление до 2,3-дигидро-(AFB2) формы уменьшает мутагенность AFB1 до 200–500 раз [84]. Последующее связывание с ДНК, точечные
мутации являются доминантными генетическими повреждениями, индуцируемыми афлатоксинами, хотя встречаются мутации сдвига рамки считывания. Показано, что мутагенность AFB1 может быть усилена бутилатгидроксианизолом
(BHA) и бутилатгидрокситолуолом (BHT) и в меньшей степени пропилфенолом, используемым в тесте Эймса, но имеет ли место усиление рефлекторной
реакции у животных — неясно [77].
LD50 AFB1 для крыс при оральном пути введения составляет 1,2 мг/кг и 1,5–
2,0 мг/кг для AFG1. Относительная восприимчивость различных видов животных к афлатоксину представлена в табл. 30.1. Молодые утята и молодая форель
являются наиболее чувствительными, после этого идут крысы и другие виды.
Большинство видов чувствительных животных умирают в течение 3 дней после
введения токсинов из-за сильного повреждения печени, которое регистрируется
после гибели; установлено также канцерогенное действие афлатоксинов [100].
Токсичность выше для молодых животных и особей мужского пола, чем для старых животных и самок, токсический эффект усиливается понижением содержания белка или способствующим развитию цирроза питанием.
Экспериментальные данные позволяют предположить, что афлатоксины
канцерогенны для человека. Из числа обстоятельств, подтверждающих это
предположение, — синдром EFDV, гепатоцеребральный синдром [12, 13] и
острое состояние гепатомы у детей в Уганде. Наконец, летальный случай
острой печеночной болезни позволил выявить гистологические изменения
в печени, аналогичные таковым в экспериментальных испытаниях афлатокси-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

842

Часть VII. Пищевые заболевания

Таблица 30.1. Сравнительная смертность при определенных дозах афлатоксина В 1
Животные
Утята
Крысы

Хомяки
Морская свинка
Кролик
Собака
Форель

Возраст (или вес)

Пол

1 день
1 день
1 день
21 день
21 день
100 г
100 г
150 г
30 дней
Взрослая особь
Сосунок, отнятый от груди
Взрослая особь
Взрослая особь
100 г

Муж
Муж
Муж-жен
Муж
Жен
Муж
Муж
Жен
Муж
Муж
Муж-жен
Муж-жен
Муж-жен
Муж-жен

Способ
применения

LD50 (мг/кг)

ПО
ПО
ПО
ПО
ПО
ПО
ВБ
ПО
ПО
ВБ
ВБ
ВБ
ПО
ПО

0,37
0,56
1,0
5,5
7,4
7,2
6,0
17,9
10,2
порядка 1
порядка 0,5
порядка 1
порядка 0,5
порядка 0,5

Примечание: ПО — перорально; ВБ — внутрибрюшинно.
Источник: Wogan [100].

нов на обезьянах; проведенными исследованиями была точно выявлена этиология афлатоксинов [76].
Два исследователя указали, что очищенный афлатоксин вызывает карциному ободочной кишки [24]. С другой стороны, было показано, что микотоксины
вызывают специфический рак в присутствии хронической инфекции вируса гепатита В [87]. Риск рака печени при употреблении афлатоксина примерно в
30 раз выше у людей, больных гепатитом В (HbsAg+), чем у больных HbsAg–.
Относительная канцерогенная активность для людей и некоторых животных
представлена на рис. 30.2.

Рис. 30.2. Относительная канцерогенная эффективность у различных видов. Эффективность
выражена как количество случаев заболевания в год через нанограммы афлатоксина В1 на килограмм тела веса в день [39]. Copyright © 1999, Amer. Assoc. Adv. Science, используется с разрешения.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 30. Микотоксины

843

Деградация
Количество AFB1 и AFB2 в зернах кукурузы может быть снижено с помощью
бисульфита. Когда в сухом инжире содержание AFB1 составило 250 частей на
миллиард, проведение нескольких обработок 1%-м раствором бисульфита натрия в течение 72 ч уменьшило его количество на 28,2%; 0,2% Н2О2 (добавленной за 10 мин до бисульфита натрия) вызывало уменьшение на 65,5%; нагревание при 45–65 °С в течение 1 ч — на 68,4% и ультрафиолетовое облучение — на
45,7% [3].
Содержащие афлатоксин семена хлопчатника, обработанные аммонием,
скармливали коровам, что приводило к понижению уровня AFB1 и AFM1 в молоке в сравнении с необработанными продуктами [42]. Когда желтое помятое
зерно, естественно контаминированное 1600 частями афлатоксина на миллиард,
было обработано 3%-м раствором NaOH при 100 °С в течение 4 мин, в дальнейшем обработано и поджарено, 99% афлатоксина было разрушено.
Как было отмечено, Flavobacterium autantiacum устраняет AFB1 из различных пищевых продуктов. На первой стадии эти бактерии в количестве 1010
КОЕ/мл в культуральной жидкости из старой (72-часовой) культуры были более
эффективны, чем клетки из молодой (24- или 48-часовой) культуры [53]. Ионы
Mg2+ и Ca2+ увеличивают деструктивную активность этих бактерий [28]. Хотя
они не разрушают афлатоксины, бифидобактерии [64] и молочнокислые бактерии, как было показано, связывают AFB1 и AFM1 в культуре и пищевых субстратах [66]. Микотоксины связывают как живые, так и мертвые клетки. Было исследовано влияние обитающих в почве миксобактерий (Nannocystis exedens) на
споры, гифы и склероции продуцирующих афлатоксин плесеней Aspergillus
flavus и A. parasitica и результаты показали, что оба гриба ингибировались после
14 дней при 28 °С [91]. Миксобактерии лизируют колонии плесеней после 24 ч.
Вполне возможно, что активное начало может быть экстрагировано и использовано в очищенной форме против других грибов и возможно некоторых бактерий. Полученные данные позволяют предположить, что некоторые миксомицеты (слизистая плесень) могут быть эффективными в разрушении микотоксигенных грибов.

Токсины Alternaria
Несколько видов Alternaria (включая A. citri, A. alternata, A. solani и A. tenuissima) продуцируют токсические соединения, которые были найдены в яблоках,
томатах, чернике, зерне хлебных злаков и других пищевых продуктах [85, 86].
Продуцируемые токсины включают альтернариол, монометиловый эфир альтернариола, тенюазоновую кислоту и альтертоксин-1 [85]. На дольках яблок, томатов или дробленных ягодах черники, инкубирующихся в течение 21 дня при
21 °С, некоторые грибы Alternaria продуцировали каждый из перечисленных
токсинов в количестве, достигавшем 137 мг/100 г [85]. В другом исследовании
тенюазоновая кислота была основным токсином, продуцируемым в томатах
в количестве более 13,9 мг/100 г; в апельсинах и лимонах A. citri продуцировал
альтернариол, монометиловый эфир альтернариола, тенюазоновую кислоту в
концентрациях 1,15–2,66 мг/100 г [86]. Фрукты инкубировали при комнатной
температуре в течение 21–28 дней.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

844

Часть VII. Пищевые заболевания

При исследовании 150 образцов семян подсолнечника из Аргентины, 85%
содержали альтернариол (в среднем 187 мг/кг), 47% содержали монометиловый
эфир альтернариола (в среднем 194 мг/кг) и 65% содержали тенюазоновую кислоту (в среднем от 6692 мг/кг) [19]. Последующая ферментация A. alternata в течение 28 дней масла и муки показали в масле отсутствие альтернариола, присутствие 1,6–2,3% тенюазоновой кислоты, 44–45% монометилового эфира альтернариола, но ни один из этих токсинов не был обнаружен в муке. Ames в своих
исследованиях Alternaria alternata обнаружил штаммы, продуцирующие стемфолтоксин III, который является мутагеном. Более подробную информацию по
токсинам альтернарий можно найти в [17].

Цитринин
Микотоксин цитринин продуцируется Penicillium citrinum, P. veridicatum и другими грибами. Он был выделен из полированного риса, плесневелого хлеба,
очищенной ветчины, пшеницы, овсяных зерен, ржи и других продуктов. Под
ультрафиолетовым излучением он флюоресцирует лимонно-желтым цветом.
Известен как канцероген. Среди семи штаммов P. veridicatum, выделенных из
деревенской ветчины, все продуцировали цитринин на картофельно-декстрозном бульоне, на деревенской ветчине в течение 14 дней при 20–30 °С, но не при
10 °С [101]. При 10 °С рост был слабый. Цитринин был обнаружен в плесневелых продуктах, контролируемых в Германии, и вместе с другими микотоксинами продуцировался на синтетических средах [50].

Хотя цитринин-продуцирующие организмы были обнаружены на бобах какао и кофе, эти микотоксины, как и другие, не найдены на этих продуктах
в процессе их роста. Очевидная причина — ингибирование синтеза цитринина
кофеином. Ингибирование цитринина является, вероятнее всего, специфичным,
поскольку отмечается лишь небольшое уменьшение в росте продуцирующих
его организмов [6].

Охратоксины
Охратоксины объединяют группу по крайней мере семи структурно связанных
вторичных метаболитов, среди которых охратоксин А (ОА) — наиболее известный и наиболее токсичный. ОВ-дехлорированный ОА и наряду с ОС, по-видимому, не встречается в природе. ОА продуцируется большим числом плесневых
грибов, включающих A. ochraeceus, A. alliaceus, A. ostianus, A. mellus, A. niger и
A. carbonarius. Позднее в Испании было установлено, что в основном ОА нахо-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 30. Микотоксины

845

дится в сушеных плодах (ягоды смородины, изюма и кишмиша); 97% из 91 изолята являются продуцентами ОА. Среди пенициллов, которые продуцируют
охратоксин А, можно назвать P. viridicatum, P. cyclopium, P. variable и другие.
Охратоксин А продуцируется в максимальных количествах при температуре
около 30 °С и aw 0,95. Минимум aw для образования охратоксинов A. ochraceus
при 30 °С в продуктах из домашней птицы составляет 0,85. Пероральная LD50
для крыс составляет 20–22 мг/кг и является гепатотоксичной и нефротоксичной.

Эти микотоксины были найдены в зерне, сушеных бобах, бобах сои, овсе, ячмене, плодах цитрусов, бразильских орехах, прессованном табаке, обработанной ветчине, земляных орехах, кофейных зернах и других подобных продуктах. Два штамма A.ochraeceus, изолированные из прессованной (обработанной) ветчины, продуцировали охратоксин А и охратоксин В на рисе, обезжиренной арахисовой муке и в
инокулированной ими ветчине. Второй и третий токсины проникали внутрь на расстояние 0,5 см после 21 дня. Среди шести штаммов P. viridicatum и четырех изолятов из обработанной ветчины не отмечено продуцентов охратоксинов. В результате
изучения четырех химических ингибиторов как роста, так и продукции охратоксина А при рН 4,5, активность убывала в порядке: сорбат калия > пропионат натрия >
метилпарабензоат > бисульфит натрия; в то время как при рН 5,5 были более эффективны метилпарабензоат и сорбат калия. Подобно другим микотоксинам, охратоксин А термостабильный. На первой стадии наибольшая скорость разрушения,
достигаемая при приготовлении бобов фаба была 20%, и исследователи пришли к
заключению, что ОА не может быть разрушен при нормальной процедуре приготовления пищи. При ультрафиолетовом освещении ОА флюоресцирует зеленым
цветом, в то время как ОВ показывает голубую флюоресценцию. Они индуцируют
нарушения митоза в клетках детенышей обезьян.

Патулин
Патулин (клавицин, элспансин) продуцируется большим числом пенициллов,
включая P. claviforme, P. expansum, P. patulum; некоторыми аспергиллами (A. clavatus, A. terreus и другими); и Byssochlamys nivea и B. fulva.
Их биологические свойства подобны таковым пеницилловой кислоты. Некоторые патулин-продуцирующие грибы могут синтезировать это соединение при
температуре ниже 2 °С. Эти микотоксины были обнаружены в заплесневевшем
хлебе, колбасе, фруктах (включая бананы, груши, ананасы, виноград и персики),
яблочном соке, сидре и других продуктах. В яблочном соке были обнаружены
уровни содержания до 440 мг/л, и в сидре было зафиксировано до 45 частей на
миллион. В Германии на проверенных заплесневевших продуктах были найдены как цитринин, так и охратоксин А.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

846

Часть VII. Пищевые заболевания

Минимальная aw для роста P. expansum, и P. patulum составляет 0,83 и 0,81
соответственно. При инкубировании в картофельно-декстрозном бульоне при
12 °С патулин продуцировался после 10 дней. P. patulum и P. roqueortii с упомянутыми выше организмами продуцировали токсины в количестве до 1033 частей на миллион [8]. Патулин продуцировался в яблочном соке при 12 °С B. nivea,
но наибольшая концентрация была достигнута после 20 дней при 20 °С после
9-дневной задержки [71]. Следующее наибольшее количество продуцировалось
при 30 °С со значительным уменьшением при 37 °С. Эти исследования подтвердили, что продукция патулина более интенсивна при температуре ниже оптимума роста, что было установлено Sommer и др. [82]. Позднее исследователи использовали P. expansum и обнаружили продукцию в пределах 5–20 °С, и только
незначительную продукцию при 30 °С. В пяти образцах в Джорджии был обнаружен уровень патулина от 244 до 3993 мг/л со средним значением 1902 мг/л
[99]. Присутствие патулина в яблочном соке рассмотрено в обзоре [38].
Атмосфера СО2 и N2 уменьшает продукцию патулина в сравнении с продукцией
на воздухе. Наиболее эффективным ингибитором продукции оказался SO2 , за
которым следовали сорбат натрия и бензоат калия [71].

LD50 для патулина у крыс при подкожном способе введения составляет
15–25 мг/кг; инъекция при этом индуцирует у некоторых животных подкожную
саркому. Как патулин, так и пеницилловая кислота связываются с –SH- и –NH2группами, образуя ковалентную связь, образуя продукты с ослабленной токсичностью. Патулин вызывает хромосомные аберрации в животных и растительных клетках и является канцерогеном.

Пеницилловая кислота
Этот микотоксин имеет биологические свойства, подобные свойствам патулина. Он продуцируется большим числом грибов, включающих многие пенициллы (P. puberulum, например), а также представителей группы A. ochraceus. Один
из лучших продуцентов — P. cyclopium. Он был обнаружен в зернах, бобах
и других сельскохозяйственных культурах и продуцировался в швейцарском
сыре в лабораторных условиях. Его LD50 для мышей при подкожном введении
составляет 100–300 мг/кг, и он является канцерогеном.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 30. Микотоксины

847

Из 346 изолированных из салями культур около 10% продуцировали пеницилловую кислоту в жидкой культуре, но пять, которые были инокулированы в
колбасу, потеряли способность продуцировать токсин после 70 дней [20]. В другом исследовании некоторые из 183 плесеней были изолированы из швейцарского сыра; 87% были пенициллами, 93% из которых были способны расти при
5 °С. Тридцать пять процентов изолятов пенициллов были токсичны для эмбрионов кур, и из 5,5% токсичной смеси извлекалась пеницилловая кислота, наряду
с патулином и афлатоксином [7]. Пеницилловую кислоту при 5 °С продуцировали 4 из 33 штаммов грибов.

Стеригматоцистин
Этот микотоксин структурно и биологически родственен афтлатоксинам, и подобно последним, он вызывает гепатокарциногенное действие на животных.
Известно, по крайней мере, восемь его производных. Среди продуцирующих
его организмов такие, как A. versicolor, A. nidulans, A. rugosus и другие. Доза
LD50 для крыс при внутрибрюшинном введении составляет 60–65 мг/кг. При
действии ультрафиолетового света токсин флюоресцирует кирпично-красным
цветом. Хотя его редко обнаруживают в натуральных продуктах, он был найден
в пшенице, овсе, датском сыре, кофейных зернах. Хотя эти вещества родственны афлатоксинам, но не столь сильно действуют. Они ингибируют синтез ДНК.

Фумонизины
Фумонизины продуцируются видами рода Fusarium в зернах пшеницы и других
хлебных злаков, и некоторые болезни человека и животных связаны с употреблением зерна и зерновых продуктов, которые содержат в себе высокий уровень
этих плесеней.
Виды, способные продуцировать фумонизины, включают F. sacchari, F. sudglutinans, F. sapsinum, F. globosum, F. antophilum, F. dlamini, F. napiforme, F. nygami, F. miniliforme, и F. proliferatum [60]. Позднее количество продуцентов
было расширено. F. moniliforme (в настоящий момент F.verticillioides; Gibberella fujikuroi) был первым связанным с тремя микотоксинами и наиболее изученным. Распространенность F. miniliforme значительно выше в зерне из регионов,
где имеется высокий уровень встречаемости рака пищевода у человека, чем в
районах с более низким уровнем рака пищевода [54].
Известно, по крайней мере, 15 фумонизинов, наиболее известные из которых — FB1, FB2, FB3, FB4, FA1, FA2, FA3. Главными являются первые — FB1–
FB3, тогда как другие рассматриваются как несущественные и менее хорошо
охарактеризованы. Среди трех главных токсинов FB1 (также называемый макрофузин) продуцируется в наибольших количествах. Так, например, среди девяти штаммов F. miniliforme пределы продукции FB1 на автоклавированном зерне
были 960–2350 мг/г, в то время как для FB 2 предел был 120–320 мг/г [72].
Фузарин С продуцируется F. moniliforme, но, по всей видимости, не связан с
гепатокарциногенной активностью [35]. Он является мутагеном в тестах Эймса,
но только после активации печеночной фракции [98]. В культуральной среде
токсин продуцировался интенсивнее при рН <6,0, чем при более высоких значе-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

848

Часть VII. Пищевые заболевания

ниях, и наибольший уровень был достигнут между двумя и шестью днями при
температуре 28 °С [33]. Изоляты из зерна показали способность продуцировать
около 19–332 мг/г при выращивании на зерне [33].

Рост и продукция
В отношении оптимальных температуры и рН для роста, максимум продукции
FB1 штаммом F. moniliforme в зерновой культуре отмечался в течение 13 недель
при 20 °С с продуктивностью 17,9 г/кг сухого веса [2]. Высокая скорость роста
грибной культуры отмечалась при 25 °С, но не при 20 °С, и стационарная фаза
достигалась в течение 4–6 недель при любой температуре [2]. В той же самой
стадии продукция FB1 начинается после двух недель активного роста и уменьшается после 13 недель. В целом оптимум времени и температуры для продукции FB1 составил 7 недель при 25 °С. Хороший рост штамма F. moniliforme был
продемонстрирован при температуре 25 и 30 °С и уровне рН 3–9,5 [97]. Незначительный рост отмечался при 37 °С в тех же пределах рН. Была использована среда для культивирования с кислым рН, отрегулированным с помощью фосфорной кислоты [97]. Для одного штамма стандартного роста на стерильном зерне
в течение 6 недель при 25 °С, продукция FB1 была равна 6,8, 14,4, 93,6 и 102,6
при соответственных значениях aw 0,925, 0,944, 0,956 и 0,968 [57]. Уровень FB1
с воздушным охлаждением был в 5 раз выше в пророщенных зернах кукурузы,
чем в ткани зародыша. Значение рН проростка уменьшается от 6,4 до 4,7 после
10 дней, в то время как в колонизированной ткани — увеличивается до 8,5 [79].
Кислая среда способствует продукции FB1, в то время как щелочные условия ее
подавляют. Когда F. moniliforme и F. proliferatum были посеяны в зерна облученной кукурузы, пшеницы и ячменя, FB1 продуцировался только на кукурузе [55].
Бензойная кислота и карвакрол показали способность ингибировать или задерживать рост мицелия видов рода Fusarium, при этом бензойная кислота была
наиболее эффективна. Совместное влияние этих веществ на продукцию фумонизина не выяснялось.

Распространение в зерновых и пищевых продуктах
В середине 1980-х гг. было отмечено, что лейкоэнцефаломаляция у лошадей,
легочная водянка свиней и опухоль пищевода (рак пищевода EC) у людей встречаются в регионах мира, где в зерновых продуктах имеется высокий уровень
фумонизина [102]. Обстоятельство, сопутствующее встречаемости фумонизинов, — присутствие видов Fusarium, особенно F. moniliforme. Встречаемость
фумонизина FB1 в округе с повышенным риском в Китае была в два раза выше,
чем в районах с пониженным риском, хотя различия были статистически незначительными [102]. Трихотецины (преимущественно дезоксиниваленол) в дополнение к фуманизинам были обнаружены в зерне из районов с повышенным
риском. Из зерна и зерновых пищевых продуктов из четырех штатов Америки
FB1 был обнаружен в 65% из 34 образцов, в то время как FB2 был обнаружен
только в 29% [37]. Наибольшее содержание FB1 было 2679 мг/кг и 797 мг/кг для
FB2. Численность Fusarium колебалась в пределах 102–105.
Частота и распространенность FB1 в зерне и некоторых зерновых продуктах
в шести странах приведены в табл. 30.2. Повышенные значения были обнаруже-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 30. Микотоксины

849

Таблица 30.2. Степень и распространенность фумонизина FB 1 в зерне
и зерновых продуктах из некоторых стран
Продукты

Овсяная крупа
Овсяная крупа
Овсяная крупа
Кукурузная мука/
смесь для кексов
Кукурузная мука
Кукурузная мука
Кукурузная мука
Кукурузная мука
Кукурузная мука
Кукурузная мука
Зерно*
Зерно*
Зерно (пригодное)*
Зерно (пригодное)†
Зерно (заплесневелое)†
Зерно (заплесневелое)†
Белая пшеничная мука
Желтая пшеничная мука
Тортилья белая
Желтая пшеничная мука
Желтая пшеничная мука
Тортилья белая
Тортилья белая
Маис + мука
Маис

Страна

Образец
Пределы
Среднее Ссыл(средн./
содержания
(нг/г)
ки
общее) фумонизина (нг)
260
125
601
–

Швейцария
Южная Африка
США
США

34/55
10/18
10/10
10/17

0–790
0–190
105–2545
<200–15 600

Швейцария
Южная Африка
США
Канада
Египет
Перу
Чарлстон, Юж. Каролина
Транскей, Юж.Африка
Транскей, Юж.Африка
Транскей, Юж.Африка
Транскей, Юж.Африка
Транскей, Юж.Африка
США (Мэриленд)
США (Мэриленд)
США (Мэриленд)
США (Аризона)
США (Небраска)
США (Аризона)
США (Небраска)
Ботсвана
Кения

2/7
46/52
15/16
1/2
2/2
1/2
7/7
6/6
12/12
2/12
12/12
11/11

85
0–110
138
0–475
1048
0–2790
50
0–50
2380
1780–2980
660
0–660
635
105–1915
53 740
3020–117 520
1600
50–7900
375
0–550
23 900
3450–46 900
6520
450–18 900
3500–7450
500–4750
200–400
450–650
500–2500
250–1450
200–550
247 мг/кг
20–1270
670
110–12 000

28/33
92/197

67
90
90
65
67
90
90
90
90
90
90
90
70
70
70
70
15
15
15
15
15
15
15
81
44

*
Из
†

районов соответствующих стран, где был высокий уровень рака пищевода.
Из районов, где был низкий уровень рака пищевода.

ны в зерне из областей Южной Африки, в которых рак пищевода встречается
с высокой степенью. Содержание в этих шести образцах было 3020–117520 нг/г
со средним значением 53 740 нг/г [89]. Эти уровни превышают содержание токсина в 12 образцах заплесневевшего зерна из тех же самых основных районов,
где среднее значение составило 23900 нг/г [70]. Повсеместно FB1 имел низкую
концентрацию в зернах овсяной крупы, в то время как в пшеничной муке крупного помола уровни токсина были достаточно высокими (табл. 30.2). Образцы
кормов из 11 штатов США были проверены на наличие FB1 [72]. Из 83 образцов
кормов для лошадей, связанных с лейкоэнцефаломаляцией (LEM), 75% содержали более 10 мг/г в пределах 1,0–126 мг/г. Среди 42 ассоциированных с синдромом легочной водянки свиней, 71% содержали более 10 мг/г в пределах
1,0–330 мг/г. С другой стороны, 51 образец непроблемного корма содержал менее 9 мг/г FB1, и 94% из этих 51 содержали менее 6 мг/г [72]. Среди 71 розничного образца зерновых в Мичигане 11 содержали фумонизин; 10 из 17 образцов ку-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

850

Часть VII. Пищевые заболевания

курузы были положительными [65]. Наивысший уровень FB1, обнаруженный
твердофазным иммуноферментным анализом, составил 15,6 мг/г в голубой кукурузной муке [65]. На основании опубликованных данных о FB1 в кукурузе было установлено, что в Нидерландах люди могут потреблять 1000 нг в день [25].
Когда зерно, контаминированное Fusarium, связанное со вспышкой микотоксикозов у различных животных в Бразилии, было проанализировано на FB1
и FB2, 20 из 21 образцов показали уровень FB1 в пределах 200–38 500 нг/г, и
18 из 21 содержали FB2 в пределах 100–12 000 нг/г [88]. За исключением одного
изолята из этого зерна, все они были сильно токсичны для утят. В 1996–1997 гг.
изучалось присутствие фумонизинов в образцах испанского пива, 14 образцов
содержали от 4,76 до 85,53 нг/мл [95]

Физико-химические свойства FB1 и FB2
Химическая структура FB1 и FB2 показана ниже [26]. Различия между FB1 и
FB2 — только в наличии –ОН-группы вместо Н в С-10-положении. Эти токсины
отличаются от большинства других в этой главе по двум свойствам: они не имеют циклических или кольцевых групп, и они являются водорастворимыми.
С другой стороны, они термостабильны, как и многие другие токсины. В первом
исследовании лиофилят культуры, содержащей FB1, кипятили в течение 30 мин
и затем высушивали в печке при 60 °С в течение 24 ч, при этом он не потерял
токсинообразующей активности [2].

В другом исследовании была оценена термостабильность этих токсинов при
уровне 5 мг/г FB1 в обработанных пищевых продуктах [16]. Незначительная потеря выявлена при горячей сушке при 204 °С в течение 30 мин. Почти полная
потеря отмечается при обжиге образцов пшеничной муки при 218 °С в течение
15 мин. Значительное, но не полное снижение было отмечено в кукурузном хлебе при 232 °С в течение 20 мин. В отношении термостабильности в консервированных продуктах питания, 5 мг/г были добавлены в консервированные продукты, которые затем были реконсервированы. Незначительная потеря происходит
в кремовой кукурузе для детей и консервированных продуктах для собак, но
значительное восстановление происходит в зерне кукурузы кремового типа и
неповрежденном в сердцевине зерне, хотя это не было исключено [16]. Полное
обжаривание было более эффективно, чем высушивание.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 30. Микотоксины

851

Патология
В экспериментальных животных печень является первичной мишенью FB1. В
исследованиях с использованием крыс в течение 26-месячного периода, все животные, среди которых каждое умерло или было убито после 18 месяцев, имели
микро- и макроузелковый цирроз и большие, способные расширяться узелковые утолщения холангиофиброза в воротах печени [34]. (Холангиофиброз рассматривается как предшественник повреждения холангиокарциномой у крыс.)
Среди 15 крыс, которые погибли или были убиты между 18 и 26 месяцами, у
66% развивалась преимущественно гепатоцитарная карцинома. Некоторое поражение болезнью почек происходило, но только к концу исследования. В тестах на животных отмечено отсутствие повреждения пищевода, и было показано,
что нет неопластических изменений у 25 контролей [34]. Гепатокарциногенная
активность FB1 у крыс была продемонстрирована при добавлении 50 000 нг/г
в пищевой рацион в течение 26-месячного периода [34]. В более ранних исследованиях было показано, что FB1 провоцирует начало канцерогенеза вследствие
способности повышать г-глютамилтранспептидазную активность у крыс [2].
Лейкоэнцефаломаляция (LEM) воспроизводилась у лошадей путем внутривенной (i.v.) инъекции в течение семидневного периода дозами FB1 в количестве
0,125 мг/г живой массы после 10 дней введения (см. [73]). Лейкоэнцефаломаляция была вызвана у двух лошадей путем перорального введения FB1 при уровне
1,25–4 мг/г веса тела, и симптомы проявлялись к 25-м суткам (см. [81]). Отек
легких был вызван у свиней после ежедневной инъекции 0,4 мг FB1 на г веса
тела в течение 4 дней [92]. Распространение рака пищевода человека в Транскее,
Южная Африка, статистически корреллирует с высоким уровнем FB1 и FB2
в зерне [90].

Самбутоксин
Микотоксин самбутоксин был впервые описан в 1994 г. [45], его структура показана ниже. Он ассоциирован с сухим картофелем и продуцируется преимущественно штаммами Fusarium sambucinum и F. oxysporum. Среди 13 изученных видов Fusarium, около 90% штаммов двух видов показали продукцию этого токсина. Из 21 образцов прогнившего картофеля в Корее, 9 содержали 15,8–78,1 нг/г
самбутоксина со средним значением 49,2 нг/г [46]. На пшеничной среде получена продукция самбутоксина на уровне 1,1–101 мг/г. Токсин обнаружен в картофеле из тех областей Ирана, где часто встречается рак пищевода [45].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

852

Часть VII. Пищевые заболевания

Самбутоксин вызывает кровотечение в желудке и кишках крыс, животные
отказываются принимать пищу и теряют вес [45]. Крысы погибали в течение
4 дней, когда их диета содержала 0,1% самбутоксина. Он токсичен для куриных
эмбрионов с LD50 29,6 мг/яйцо [45].

Зеараленон
Известно по крайней мере пять природных зеараленонов, и они продуцируются
видами Fusarium spp., главным образом F. graminearum (ранее F. roseum, = Gibberella zeae) и F. triticum. Ассоциированные с зерном, эти организмы распространяются в поле в фазе выхода в трубку, особенно во время интенсивных осадков. Если уровень влажности остается достаточно высоким во время уборки
урожая, грибы растут и продуцируют токсин. Другие зерновые культуры, такие
как пшеница, овес, ячмень и кунжут, также могут быть поражены.

Токсины флюоресцируют под действием длинноволнового ультрафиолета
зелено-голубым цветом и зеленоватым — под коротковолновым ультрафиолетом. Хотя они являются немутагенными в испытаниях (пробах) Эймса, они вызывают положительный ответ на тест-объектах Bacillus subtilis [84].

Контроль синтеза
Большое количество организмов, особенно других грибов, показали способность контролировать рост токсигенных грибов и ингибировать синтез токсинов (см. [36, 74]). Среди ранних исследований по детоксикации афлатоксинов
были такие, как работа Ciegler с соавт. [21], который показал, что Flavobacterium
aurantiacum устраняет афлатоксин из раствора. Показано, что активный рост
дрожжей приводит к деградации патулина [11]. Среди лактобацилл L. acidophilus показала себя как эффективный ингибитор роста и продукции токсина
для A. flavus [43]. Обсеменение (колонизация) кукурузы видами Fusarium spp.
явно ингибировалось Aspergillus и Penicillium spp. при 25 °С в зависимости от aw
и тестируемого вида. Взаимодействия, которые привели к сниженной колонизации Fusarium spp., не дали негативного эффекта на продукцию фумонизина.
Попытки контролировать рост B. cinerea в яблоках включили тестирование
Burkholderia cepatica, Ervinia sp., Pichia guillermondii, Cryptococcus sp., Acremonium breve и Trichoderma pseudokoningii и все они были эффективны [26]. Наиболее эффективной была Ervinia sp., особенно в условиях внешней среды.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 30. Микотоксины

853

Литература
1. Abarca, V.L., F.Accensi, M.R.Bragulat, G. Castella, and F.J.Cabanes. 2003. Aspergillus carbonarius as
main source of ochratoxin A contamination in dried vine fruits from the Spanish market. J. Food Protect.
66:504–506.
2. Alberts, J.F., W.C.A. Gelderblom, P.G. Thiel, W.F.O. Marasas, D.J. van Schalkwyk, and Behrend. 1990.
Effects of temperature and incubation period on production of fumonisin B1 by Fusarium moniliforme. Appl.
Environ. Microbiol. 56:1729–1733.
3. Altug, T.,A. E. Yosef, and E.H. March. 1990. Degradation of aflatoxin B1 in dried figs by sodium bisulfate
with or without heat, ultraviolet energy or hydrogen peroxide. J. Food Protect. 53:581–582.
4. Ayres, J.C., J.O. Mondt, and W.E. Sandine. 1980. Microbiology foods, 658–683. San Francisco:Freeman.
5. Bacon C.W., J.G. Sweeney, J.D. Hobbins, and D. Burdick. 1973. Production of penicillic acid and
ochratoxin A on poultry feed be Aspergillus ochraceus: Temperature and moisture requirements. Appl.
Microbiol. 26:155–160.
6. Buchanan, R.L., M.A. Harry, and M.A. Gealt. 1983. Caffeine inhibition of sterigmatocystin, citrinin, and
patulin production. J. Food Sci. 48:1226–1228.
7. Bullerman, L.B. 1976. Examination of Swiss cheese for incidence of mycotoxin producing molds. J. Food
Sci.41:26–28.
8. Bullerman, L.B. 1984.Effect of potassium sorbate on growth and patulin production by Penicillium patulum
and Penicillium roquefortii. J. Food Sci. 47:312–316.
9. Bullerman, L.B., P.A. Hartman, and J.C. Ayres. 1969. Aflatoxin production in meats. I. Stored meats. Appl.
Microbiol.18:714–717.
10. Bullerman, L.B., P.A. Hartman, and J.C. Ayres. 1969. Aflatoxin production in meats. II. Aged dry salamis
and aged country cured hams. Appl. Microbiol. 18:718–722.
11. Burroughs, L.F. 1977. Stability of patulin to sulfur dioxide and to yeast fermentation. J. Assoc. Off. Anal.
Chem. 60:100–103.
12. Busby, W.F., Jr., and G.N. Wogan. 1979. Food-borne mycotoxins and alimentary mycotoxicoses. In Foodborne Infections and Intoxications, ed. H. Reimann and F.L. Bryan, 519–610. New York: Academic Press.
13. Butler, W.H. 1974. Aflatoxin. In Mycotoxins, ed. I.F.H. Purchase, 1–28. New York: Elsevier.
14. Camou-Arriola, J.P., and R.L. Price. 1989. Destruction of aflatoxin and reduction of mutagenicity of naturally-contaminated corn during production of a corn snack. J. Food Protect. 52:814–817.
15. Castelo, M.M., S.S. Sumner, and L.B. Bullerman. 1998. Occurrence of fumonisins in corn-based food
products. J. Food Protect. 61:704–707.
16. Castelo, M.M., S.S. Sumner, and L.B. Bullerman. 1998. Stability of fumonisins in thermally processed corn
products. J. Food Protect. 61:1030–1033.
17. Chelkowski, J., and A. Visconti, eds. 1992. Alternaria: Biology, Plant Diseases and Metabolites. New York:
Elsevier.
18. Christensen, C.M. 1971. Mycotoxins. CRC Crit. Rev. Environ. Cont. 2:57–80.
19. Chulze, S.N., A.M. Torres, A.M. Dalcero, M.G. Etcheverry, M.L. Ramirez, and M.C. Farnochi. 1995.
Alternaria mycotoxins in sunflower seeds: Incidence and distribution of the toxins in oil and meal. J. Food
Protect. 58:1133–1135.
20. Ciegler, A., H.-J., Mintzlaff, D. Weisleder, and L. Leistner. 1972. Potential production and detoxification of
penicillic acid in mold-fermented sausage (salami). Appl. Microbiol. 24:114–119.
21. Ciegler, A., E.B. Lillehoj, R.E. Peterson, and L. Leistner. 1996. Microbial detoxification of aflatoxin. Appl.
Microbiol. 14:934–939.
22. Davis, N.D., and U.L. Diener. 1987. Mycotoxins. In Food and Beverage Mycology, 2nd ed., ed. L.R. Beuchat, 517–570. New York: Kluwer Academic Publishers.
23. Davis, V.M., and M.E. Stack. 1991. Mutagenicity of stemphyltoxin III, a metabolite of Alternaria alternate.
Appl. Environ. Microbiol. 57:180–182.
24. Deger, G.E. 1976. Aflatoxin-human colon carcinogenesis? Ann. Intern. Med. 85:204–205.
25. de Nijs, M., H.P. van Egmond, M. Nauta, F.Rombouts, and S.H.W. Notermants. 1998. Assessment of human
exposure to fumonisin B1. J. Food Protect. 61:879–884.
26. Dock, L.L., P.V. Neilsen, and J.D. Floros. 1998. Biological control of Botrytis cinerea growth on apples
stored under modified atmospheres. J. Food Protect. 61:1661–1665.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

854

Часть VII. Пищевые заболевания

27. Drash, S., and W. Ragab. 2003. Mycotoxins in fruits, fruit, juices, and dried fruits. J. Food Protect.
66:1514–1527.
28. D’Souza, D.N., and R.E. Brackett. 2000. The influence of divalent cations and chelators on aflatoxin B1
degradation by Flavobacterium auranticum. J. Food Protect. 63:102–105.
29. El-Banna, A.A., and P.M. Scott. 1984. Fate of mycotoxins during processing of foodstaffs. III. Ochratoxin A
during cooking of faba beans (Vicia faba) and polished wheat. J. Food Protect. 47:189–192.
30. Enomoto, M., and M. Saito. 1972. Carcinogenes produced by fungi. Annu. Rev. Microbiol. 26:279–312.
31. Esher, F.E., P.E. Koehler, and J.C. Ayres. 1973. Production of ochratoxin A and B on country cured ham.
Appl. Microbiol. 26:27–30.
32. Esobar, A., and O.S. Reguerio. 2002. Determination of aflatoxin B1 in food and feedstuffs in Cuba (1990
through 1996) using immunoenzymatic reagent kit (Aflacen). J. Food Protect. 65:219–221.
33. Farber, J.M., and G.W. Sanders. 1986. Fusarin C production by North American isolates of Fusarium
moniliforme. Appl. Environ. Microbiol. 51:381–384.
34. Gelderblom, W.C.A., N.P.J. Kriek, W.F.O. Marasas, and P.J. Thiel. 1991. Toxicity and carcinogenicity
of the Fusarium moniliforme metabolite, fumonisin B1, in rats. Carcinogenesis 12:1247–1251.
35. Gelderblom, W.C.A., K. Jaskiewicz, W.F.O. Marasas, P.J. Thiel, R.M. Horak, R. Vleggaar, and N.P.J. Kriek.
1988. Fumonisins — novel mycotoxins with cancer-promoting activity produced by Fusarium moniliforme
Appl. Environ. Microbiol. 54:1806–1811.
36. Gourama, H., fnd L.B. Bullerman. 1995. Antimycotic and antiaflatoxigenic effect of lactic acid bacteria:
A review. J. Food Protect. 58:1275–1280.
37. Gutema, T., C. Munimbazi, and L.B. Bullerman. 2000. Occurrence of fumonisins and moniliformin in corn
and corn-based food products of U.S. origin. J. Food Protect. 63:1732–1737.
38. Harrison, M.A.1989. Presence and stability of patulin in apple products: A review. J. Food Saf. 9:147–153.
39. Henry, S.H., F.X. Bosch, T.C. Troxell, and P.M. Bolger. 1999. Reducing liver cancer — global control
of aflatoxin. Science 286:2453–2454.
40. Hesseltine, C.W. 1967. Aflatoxins and other mycotoxins. Health Lab. Sci. 4:222–228.
41. Holmquist, G.U., H.W. Walker, and H.M. Stahr. 1983. Influence of temperature, pH, water activity and
antifungal agents on growth of Aspergillus flavus and A. parasiticus. J. Food Sci. 48:778–782.
42. Jorgenssen, K.V., D.L. Park, S.M. Rua, Jr., and R.L. Price. 1990. Reduction of mutagenic potentials in
milk: Effects of ammonia treatment on aflatoxin-contaminated cotton-seed. J. Food Protect. 53:777–
778, 817.
43. Karunaratne, A., E. Wezenberg, and L.B. Bullerman. 1990. Inhibition of mold growth and aflatoxin
production by Lactobacillus spp. J. Food Protect. 53:230–236.
44. Kedera, C.J., R.D. Plattner, and A.E. Desjardnis. 1999. Incidence of Fusarium spp. And levels of fumonisin
B1 in maize in western Kenya. App. Environ. Microbiol. 65:41–44.
45. Kim, J.-C., and Y.-W. Lee. 1994. Sambutoxin, a new mycotoxin produced by toxic Fusarium isolates
obtained from rotted potato tubers. App. Environ. Microbiol. 60:4380–4386.
46. Kim, J.-C., and Y.-W. Lee, and S.-H. Yu. 1995. Sambutoxin-producing isolates of Fusarium species and
occurrence of sambutoxin in rotten potato tubers. App. Environ. Microbiol. 61:3750–3751.
47. Kurtzmann, C.P., B.W. Horn, and C.W. Hesseltine. 1987. Aspergillus nominus, a new aflatoxin-producing
species related to Aspergillus flavus and Aspergillus tamari. Antonie van Lttuwenhoek. 53:147–158.
48. Labuza, T.P. 1993. Regulation of mycotoxins in food. J. Food Protect. 46:260–265.
49. Lee, Y.J., and W.M. Hagler, Ir. 1991. Aflatoxin and cyclopiazonic acid production by Aspergillus flavus
isolated from contaminated maize. J. Food Protect. 56:8 71–872.
50. Leistner, L., and Eckardt. 1979. Vorkommen toxigener Penicillium bei Fleischerzeugnissen. Fleischwirtsch.
59. 1892–1896.
51. Leistner, L., and F.Tauchmann. 1979. Aflatoxinbildung in Rohwurst durch veschiedene Aspergillus flavus
Stamme und einer Aspergillus parasiticus-Stamm. Fleischwirtschaft. 50:965–966.
52. Lie, J.L., and E.H. Marth. 1967. Formation of aflatoxin in cheddar cheese by Aspergillus flavus and
Aspergillus parasiticus. J. Dairy Sci. 50:1708–1710.
53. Line, L.E., R.E. Brackett, and R.E. Wilkinson. 1994. Evidence for degradation of aflatoxin B1 by Flavobacterium auranticum. J.Food Protect. 57:788–791.
54. Marasas, W.F.O., K. Jaskiewicz, F.S. Venter, and D.J. van Schalkwyk. 1988. Fusarium moniliforme
contamination of maize in oesophageal cancer areas in Transkei. S. Afr. Med. J. 74:110–114.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 30. Микотоксины

855

55. Marin, S., N. Magan, J. Serra, A.J. ramos, R. Canela, and V. Sanchis. 1999. Fumonisin B1 production and
growth of Fusarium moniliforme and Fusarium proliferatum on maize, wheat, and barley grain. J. Food Sci.
64:921–924.
56. Marin, S., V. Sanchis, F. Rull, A.J. Ramos, and N. Magan. 1998. Colonization of maize grain by Fusarium
moniliforme and Fusarium proliferatum in the presence of competing fungi and their impact on fumonisin
production. J.Food Protect. 61:1489–1496.
57. Marin, S., V. Sanchis, I. Vines, R. Canela, and N. Magan. 1995. Effect of water activity and temperature on
growth and fumonisin B1 and B2 production Fusarium proliferatum and F. moniliforme on maize grain. Lett.
Appl. Microbiol. 21:298–301.
58. Marth, E.H., and B.G. Calanog. 1976. Toxigenic fungi. In Food Microbiology: Public Health and Spoilage
Aspects, ed. M.P. deFigueiredo and D.F. Splittstoesser, 210–256. New York: Kluwer Academic Publishers.
59. Mphande, F.A., B.A. Siame, and J.E. Taylor. 2004. Fungi aflatoxins, and cyclopiazonic acid associated with
peanut retailing in Botswana. J. Food Protect. 67:96–102.
60. Nelson, P.E., R.D. Plattner, D.D. Shackelford, and A.E. Desjardins. 1992. Fumonisin B1 production by
Fusarium species other than F.moniliforme in section Liseola and by some related species. App. Environ.
Microbiol. 58:984–989.
61. Newsome, R. 1999. Issues in international trade: Looking to the Codex Alimentarius Commision. Food
Technol. 53(6):26.
62. Niranjan, B.G., N.K. Bhat, and N.G. Avadhani. 1982. Preferential attack of mitochondrial DNA by aflatoxin
B1 during hepatocarcinogenesis. Science 215:73–75.
63. Northolt, M.D., C.A.H. Verhulsdonk, P.S.S. Soentoro, and W.E. Paulsch. 1976. Effect of water activity
and temperature on aflatoxin production by Aspergillus parasiticus. J. Milk Food Technol. 39:170–174.
64. Oatley, J.T., M.D. Rarick, G.E. Ji, and J.E. Linz. 2000. Binding of aflatoxin B1 to bifidobacteria in vitro.
J.Food Protect. 63:1133–1136.
65. Pestka, J.J., J.I. Azcona-Olivera, R.D. Plattner, F. Minervini, M.B. Doke, and A. Visconti. 1994. Comparative assessment of fumonisin in grain-based foods by ELISA, GC-MS, and HPLC. J. Food Protect.
57:169–172.
66. Pierides, M., H. El-Nezami, K. Peltonen, S. Salminen, and J. Ahokas. 2000. Ability of dairy strains of lactic
acid bacteria to bind aflatoxin M1 in food model. J. Food Protect. 63:645–650.
67. Pittet, A., V. Parisot, and M. Schellenberg. 1992. Occurrence of fumonisins B1 and B2 in corn-based products
from the Swiss market. J. Agric. Food Chem. 40:1352–1354.
68. Park, K.Y., and L.B. Bullerman. 1983. Effect of cycling temperatures on aflatoxin production by Aspergillus
parasiticus and Aspergillus flavus in rice and cheddar cheese. J. Food Sci. 48:889–896.
69. Ram, B.P., P. Hart, R.J. Cole, J.J. Pestka. 1986. Application of ELISA to retail survey of aflatoxin B1
in peanut butter. . J. Food Protect. 49:792–795.
70. Rheeder, J.P., W.F.O. Marasas, P.G. Thiel, E.W. Syderham, and D.J. van Schalkwyk. 1992. Fusarium
moniliforme and fumonisins in corn relation to human cancer in Transkei. Phytopathology 82:353–357.
71. Roland, I.O., and L.R. Beuchat. 1984. Biomass and patulin production by Byssochlamys nivea in apple juice
as affected by sorbate, benzoate, SO2 and temperature. J. Food Sci. 49:402–406.
72. Ross, P.F., L.G. Rice, R.D. Plattner, G.D. Osweiler, T.M. Wilson, D.L. Owens, H.A. Nelson, and J.L. Richard.
1991. Concentration of fumonisin B1 in feeds associated with animal health problems. Mycopathology 114:
129–135.
73. Ross, P.F., P.E. Nelson, J.L. Richard, G.D. Osweiler, L.G. Rice, R.D. Plattner, and T.M. Wilson. 1990.
Production of fumonisins by Fusarium moniliforme and F. proliferatum isolated with equine leukoencephalomalacia and pulmonary edema syndrome in swine. App. Environ. Microbiol. 56:3225–3226.
74. Schillinger, U., R. Geisen, and W.H. Holzapfel. 1996. Potential of antagonistic microorganisms and
bacteriocins for the biological preservation of foods. Trends Food Sci. Technol. 7:158–164.
75. Schindler, A.F. 1977. Temperature limits for production of aflatoxin by twenty-five isolates of Aspergillus
flavus and Aspergillus parasiticus. J. Food Protect. 40:39–40.
76. Serck-Hanssen, A. 1970. Aflatoxin-induced fatal hepatitis? Arch. Environ. Health 20:729–731.
77. Shelef, L.A., and B. Chin. 1980. Effect of phenolic antioxidants on the mutagenicity of aflatoxin B1. Appl.
Environ. Microbiol. 40:1039–1043.
78. Shih, C.N., and E.N. Marth. 1974. Some cultural conditions that control biosynthesis of lipid and aflatoxin
by Aspergillus parasiticus. Appl. Environ. Microbiol. 27:452–456.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

856

Часть VII. Пищевые заболевания

79. Shim, W.-B., J.E. Flaherty, and C.P. Woloshuk. 2003. Comparison of fumonisin B1 biosynthesis in maize
germ and degermed kernels by Fusarium verticillioides. . J. Food Protect. 66:2116–2122.
80. Shotwell, O.L., and C.W. Hesseltine. 1983. Five-year study of mycotoxins in Virginia wheat and dent corn
J. Assoc. Off. Anal.Chem. 66:1466–1469.
81. Siame, B.A., S.F. Mpuchane, B.A. Gashe, J. Allotey, and G. Teffera. 1998. Occurrence of aflatoxins, fumonisin B1, and zearalenone in foods and feeds in Botswana. J. Food Protect. 61:1670–1673.
82. Sommer, N.F., J.R. Buchanan, and R.J. Fortlage. 1974. Production of patulin by Penicillium expansum.
Appl. Microbiol. 28:589–593.
83. Stahr, H.M., R.L. Pfeiffer, P.J. Imerman, B. Bork, and C. Hurburgh. 1990. Aflatoxins — The 1988 outbreak.
Dairy Food Environ. Sanit. 10:15–17.
84. Stark, A.A. 1980. Mutagenicity and carcinogenicity of mycotoxins: DNA binding as a possible mode
of action. Annu. Rev. Microbiol. 34:235–262.
85. Stinson, E.E., D.D.Bills, S.F.Osman, J. Ceponis, and E.G. Heisler. 1980. Mycotoxin production by Alternaria species grown on apples, tomatoes, and blueberries. J. Agric. Food Chem. 28:960–963.
86. Stinson, E.E., S.F.Osman, E.G. Beisler, J.Siciano, and D.D.Bills.1981. Mycotoxin production in whole
tomatoes, apples, oranges, and lemons. J. Agric. Food Chem. 29:790–792.
87. Stoloff, L. 1987. Carcinogenicity of aflatoxins. Science 237: 1283–1284 (letter to editor with two responses).
88. Sydenham, E.W., W.F.O. Marasas, G.S. Shephard, P.G. Thiel, and E.Y. Hirooka. 1992. Fumonisin concentrations in Brazilian feeds associated with field outbreaks of confirmed and suspected animal mycotoxicoses.
J. Agric. Food Chem. 40:994–997.
89. Sydenham, E.W., G.S. Shephard, P.G. Thiel, W.F.O. Marasas, and S. Stockenstrom.1991. Fumonisin contamination of commercial corn-based foodstuffs. J. Agric. Food Chem. 39:2014–2018.
90. Sydenham, E.W., P.G. Thiel, W.F.O. Marasas, G.S. Shephard, D.J. van Schalkwyk and K.R. Koch.1990.
Natural occurrence of some Fusarium mycotoxins in corn from low and high esophageal cancer prevalence
areas of the Transkei, southern Africa. J. Agric. Food Chem. 38:1900–1903.
91. Taylor, W.J., and Draughon. 2001. Nannocystis exedens: A potential biocompetive agent against Aspergillus
flavus and Aspergillus parasiticus. J. Food Protect. 64:1030–1034.
92. Thiel, P.G., W.F.O. Marasas, E.W. Sydenham, G.S. Shephard, and C.A. Gelderblom. 1992. The implications of naturally occurring levels of fumonisins in corn human health. Mycopathologia 117:3–9.
93. Thompson, D.P. 1997. Effect of phenolic compounds on mycelial growth of Fusarium and Penicillium
species. J. Food Protect. 60:1262–1264.
94. Tong, C.-H., and F.A. Draughon. 1985. Inhibition by antimicrobial food additives of ochratoxin A production by Aspergillus sulphureus and Penicillium veridicatum. Appl. Environ. Microbiol. 49:1407–1411.
95. Torres, M.R., V. Sanchis, and A.J. Ramos. 1998. Occurrence of fumonisins in Spanish beers analyzed
by an enzyme-linked immunosorbent assay method. Int. J. Food Microbiol. 39:139–143.
96. Trenk, H.L., and P.A. Hartman. 1970. Effect of moisture content and temperature on aflatoxin production
in corn. Appl. Microbiol. 19:781–784.
97. Wheeler, K.A., B.F. Hurdman, and J.I. Pitt. 1991. Influence of pH on the growth of some toxigenic species
of Aspergillus, Penicillium and Fusarium. Int. J. Food Microbiol. 12:141–150.
98. Wiebe, L.A., and L.F. Bjeldanes. 1981. Fusarin C, a mutagen from Fusarium moniliforme grown on corn.
J. Food Sci. 46:1424–1426.
99. Wheeler, J.L., M.A. Harrison, and P.E. Koehler. 1987. Presence and stability of patulin in pasteurized apple
cider. J. Food Sci. 52:479–480.
100. Wogan, G.N. 1966. Chemical nature and biological effects of the aflatoxins. Bacteriol. Rev. 30:460–470.
101. Wu, M.T., J.C. Ayres, and P.E. Koehler. 1974. Production of citrinin by Penicillium viridicatum on countrycured ham. Appl. Microbiol. 27:427–428.
102. Yoshizawa, T.A., Yamashita, and Y. Luo. 1994. Fumonisin occurrence in corn from high and low-risk areas
for human esophageal cancer in China. Appl. Environ. Microbiol. 60:1626–1629.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

31
Вирусы и некоторые другие
доказанные и предполагаемые
пищевые биологические
опасности
Вирусы
По ряду причин о случаях обнаружения в продуктах вирусов известно намного
меньше, чем о бактериях и грибах. Во-первых, вирусы — облигатные паразиты,
которые не растут на культуральных питательных средах как бактерии и грибы.
Обычно для культивирования вирусов применяют культуру ткани или методики, использующие куриный эмбрион. Во-вторых, вирусы не размножаются в
продуктах, их число, как предполагают, ниже по сравнению с бактериальным
числом, и для их выделения необходимы методы экстракции и концентрирования. Хотя этой методологии было посвящено много исследований, трудно получить больше 50%-го выделения вирусных частиц из таких продуктов, как говядина. В-третьих, лабораторные вирусологические методики неосуществимы во
многих микробиологических лабораториях, исследующих пищевые продукты.
Наконец, не все вирусы, потенциально интересные для пищевой микробиологии, могут быть культивированы существующими методами (один из примеров — вирус Норуолк). Однако развитие методологии детекции, основанной на
ревертазной полимеразной цепной реакции, позволило непосредственно обнаружить некоторое количество вирусов, вызывающих пищевые отравления тканями моллюсков и устриц [5]. Эффективность методики обнаружения вирусов ревертазной ПЦР в продуктах была доказана в многочисленных исследованиях.
В одном исследовании сравнили четыре метода экстракции и концентрирования
для выделения добавленных астровирусов, гепатита A и полиовирусов из мидий,
при этом методы, использующие глициновый раствор и боратный буфер, оказались лучшими [106]. Использование ревертазной ПЦР позволило эффективно обнаружить эти три вируса в анализируемых образцах. При использовании устриц
в качестве тканевой культуры, зараженных 101–105 бляшкообразующими единицами (БОЕ) полиовируса 1 или гепатита A при концентрировании их полиэтиленгликолем и использовании комбинированной схемы концентрирования и очистки, были обнаружены полиовирус и гепатит A, и 105 фрагментов вируса Норуолк,
амплифицированных методом ревертазной ПЦР [53]. В другом исследовании
дот-блот-гибридизация ампликонов ПЦР позволила обнаружить 8 БОЕ гепатита
на грамм устричного мяса [32]. Использование других методов концентрирования вирусов для венерок, зараженных 103 БОЕ полиовируса 1 или гепатита, позволило выделить 7–50 % полиовируса 1 и 0,3–8% гепатита [34]. При заражении
мяса моллюска вирусом Норуолк методом ревертазной ПЦР был обнаружен
уровень заражения ниже 450 единиц/50 г экстракта моллюска [34].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

858

Часть VII. Пищевые заболевания

Поскольку в антисанитарных условиях любой кишечный патоген может
быть обнаружен в продуктах, то же самое предположили и для энтеровирусов,
притом, что они не размножаются в продуктах. Cliver и др. [30] отметили, что
фактически любая пища может служить переносчиком вируса, они подчеркнули
важность фекально-орального способа передачи, особенно для вирусного гепатита пищевого происхождения. Как некишечные бактерии антропогенного происхождения иногда обнаруживаются в продуктах питания, так же обнаруживаются и вирусы, однако из-за тканевого сродства продукты могут служить средством передачи только для кишечных вирусов или энтеровирусов. Эти вирусы
могут быть накоплены в моллюсковых в 900-кратном количестве [41]. Считается, что вирусный гастроэнтерит, вызванный норовирусом, — это сезонное заболевание, отмечаемое в основном в зимние месяцы.

Распространение в продуктах и окружающей среде
Обычный пищевой источник, вызывающий вирусный гастроэнтерит — моллюск. Хотя ракообразные не накапливают вирусы, моллюски их концентрируют, поскольку являются биофильтраторами. Синие крабы были заражены при
добавлении полиовируса 1 в воду, но не концентрировали вирус [47]. В устрицах, искусственно загрязненных 104 БОЕ полиовируса, жизнеспособными во
время хранения в условиях охлаждения в течение 30–90 дней осталось 10–13%
[33]. Было сообщено, что поглощение энтеровирусов устрицами и моллюсками
маловероятно, если вирусов в открытой воде меньше 0,01 БОЕ/мл [66]. Метод
выделения, используемый последними авторами, был способен обнаружить
1,5–2,0 БОЕ в моллюске.
Хотя коли-индекс является достоверным показателем наличия кишечных патогенов в воде, он не распространяется на энтеровирусы, которые являются более
устойчивыми к неблагоприятным экологическим условиям, чем патогенные бактерии [90]. В исследовании более 150 образцов рекреационных вод из верховья
Техасского залива энтеровирусы были обнаружены в 43% случаев, допустимые
уровни колиформ обнаружили в 44% случаев в образцах с допустимым числом по
фекальным колиформным стандартам [42]. В том же самом исследовании энтеровирусы были найдены в 35% случаев в образцах вод, которые удовлетворяли
стандартам чистоты для промысла моллюска, и исследователи заключили, что
стандарт колиформ для вод не отражает присутствие вирусов. При исследовании
венерок недалеко от берега Северной Каролины были найдены энтеровирусы в
открытых и закрытых водах [113] (Закрытые воды запрещены для коммерческого
промысла из-за количества колиформ.) Из открытых вод 3 из 13 100-граммовых
образцов содержали вирусы, тогда как во всех 13 ни сальмонелл, ни шигелл или
иерсиний обнаружено не было. В 6 из 15 образцов закрытых вод были обнаружены сальмонеллы, ни в одном из образцов ни шигелл, ни иерсиний обнаружено не
было [113]. Последние исследователи не нашли корреляции между числом энтеровирусов и общим числом колиформ или фекальных колиформ в водах, в которых
обитает моллюск, или общим числом колиформ, фекальных колиформ, «фекальных стрептококков» или числом АПК в моллюсках. Энтеровирусы в моллюсках из
открытых вод, исследованных Управлением контроля качества пищевых продуктов и медикаментов, содержались меньше чем в 1% образцов [67]. (Для более полной информации об индикаторах безопасности и энтеровирусах см. гл. 20.)

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 31. Вирусы и другие доказанные и предполагаемые пищевые биологические опасности

859

Относительно способности определенных вирусов сохраняться в продуктах:
энтеровирусы сохраняются в говядине до 8 дней при 23 °C или 24 °C, на них не
влияет рост бактерий, вызывающих порчу [48]. В исследовании 14 образцов
овощей по выявлению вирусов естественного происхождения не обнаружили
ни одного, но вирус Коксаки B5 при инокулировании овощей выживал при 4 °C
в течение 5 дней [62]. Ранее эти исследователи показали, что вирус Коксаки B5
не терял своей активности при введении его в салат-латук и хранении при 4 °C
в условиях повышенной влажности в течение 16 дней. Некоторые энтеровирусы
не выживали на поверхности фруктов, и ни один из вирусов природного происхождения не был найден ни в одном из девяти исследованных плодов [63].
ECHO-вирус 4 и полиовирус 1 были найдены в каждом из 17 образцов сырых
устриц, исследованных Fugate и др. [38], полиовирус 3 был найден в 1 из 24 образцов устриц. Из семи готовых к употреблению продуктов растительного происхождения, исследованных на наличие вирусов человека, ни в одном вирусов
найдено не было, так же как и в трех готовых к употреблению продуктах животного происхождения [64]. Последние исследователи проверили 60 образцов
продуктов с рынка, но вирусов ни в одном не обнаружили. Они заключили, что
количество вирусов в продуктах питания, составляющих продовольственный
запас США, очень маленькое.

Выживаемость в продуктах
McKercher и др. исследовали выживаемость вируса холеры свиней (HCV) и вируса африканской свиной лихорадки (ASFV) в готовом к употреблению мясе
[72]. Из свиней, зараженных этими вирусами, выработали пастеризованные ветчины, сухую колбасу пепперони и колбасы типа салями; вирусы не были выделены из пастеризованной ветчины, но были выделены из ветчин после посола,
но не после термической обработки. ASFV сохранил жизнеспособность в двух
колбасных продуктах после добавления посолочных ингредиентов и стартовых
культур и не был обнаружен после 30 дней. HCV также выжил после внесения
посолочных ингредиентов и стартовых культур, но сохранил жизнеспособность
даже после 22 дней.
Действие нагрева на выживаемость вируса ящура (foot-and-mouth virus,
FMDV) было исследовано Blackwell и др. [8]. После контаминации говядины
вирусом ящура и обработки ее до температуры внутри куска 93,3 °C вирус был
разрушен. Однако в лимфоузлах крупного рогатого скота вирус выживал в течение 15, но не 30 мин при 90 °C. В другом исследовании гибель вируса ящура
в свином навозе при термической инактивации, наряду с двумя другими, была
достигнута в течение 3 мин при 67 °C или 3 мин при 60 °C или 62 °C [108]. Кипячение крабов было достаточным, чтобы инактивировать 99,9% полиовируса 1,
ротавирус и ЕСНО-вирус погибли в течение 8 мин [47]. Полиовирус был способен выдержать тушение, жарку, запекание и пропаривание устриц [33].
В жареных гамбургерах энтеровирусы могли быть обнаружены в 8 из 24 не
прожаренных пирожков (до температуры внутри пирожка 60 °C) при немедленном охлаждении пирожков до 23 °C [99]. Вирусов не было обнаружено при
охлаждении пирожков в течение 3 мин при комнатной температуре перед их
исследованием.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

860

Часть VII. Пищевые заболевания

Вирус гепатита А
До 1990-х гг. вспышек гепатита А, обнаруживаемого в продуктах, было зарегистрировано больше, чем любой другой вирусной инфекции. Вирус принадлежит
семейству Picornaviridae так же, как и полиомиелит, ЕСНО-вирус и вирус Коксаки, все они имеют геномы из односпиральной РНК (ssРНК). Инкубационный
период при гепатите длится от 15 до 45 дней с пожизненным иммунитетом к повторному заражению. Способ передачи — фекально-оральный, самое обычное
средство передачи — сырой или частично приготовленный моллюск из загрязненных вод.
В США в 1973, 1974 и 1975 гг. было зарегистрировано 5, 6 и 3 вспышки, соответственно, с 425, 282 и 173 случаями заболевания. В 1975 г. вспышки были связаны с салатом, сэндвичами и глазированными пончиками из ресторанов. Зарегистрированные вспышки и случаи в США за период 1983–1987 гг. представлены в табл. 31.1. Согласно Центрам контроля и профилактики заболеваний
(CDC), количество случаев гепатита А увеличилось в США с 1983 г. по 1989 г.
на 58% — с 9,2 до 14,5 на 100 000 человек [25]. Источниками отравления в 7,3%
случаев в 1988 г. были пищевые продукты или вода [25]. Среди 88 учеников и
учителей начальной школы в 1990 г. в штате Джорджия 15 заболели гепатитом
A. Среди 641 нетрудоспособных жителей и персонала учреждения в Монтане у
13 обнаружили гепатит A. Продуктом, зараженным вирусом, в обеих вспышках
было земляничное песочное печенье. Замороженная земляника была получена
с одной и той же плантации земляники в Калифорнии [81].
Крупнейшая вспышка пищевого отравления, вызванного гепатитом А, когда-либо зарегистрированная в США, произошла в ноябре 2003 г., жертвами стали 600 человек с 3 смертельными случаями. Источником отравлений был импортный зеленый лук, используемый сетью ресторанов фаст-фуда. Между 1992
и 2001 гг. CDC сообщили о приблизительно 230 000 случаев гепатита A.
В 2001 г. вспышка с более чем 46 случаями произошла в Массачусетсе, она была
связана с потреблением сэндвичей, которые очевидно были контаминированы
работниками сферы общественного питания [16].

Таблица 31.1. Число вспышек, случаев заболевания и летальных исходов,
вызванных вирусным гастроэнтеритом, связанным с пищевыми
отравлениями в США, 1983–1987 гг.
Год
1983
1984
1985
1986
1987
Итого:

Число вспышек/случаев/смертей
Гепатит А

Вирус Норуолк

Другие вирусы

10/530/1
2/29/0
5/118/0
3/203/0
9/187/0
29/1067/1

1/20/0
1/137/0
4/179/0
3/463/0
1/365/0
10/1164/0

–
1/444/0
1/114/0
–
–
2/558/0

Источник: по N.H. Bean, P.M. Griffin, J.S. Goulding и C.B. Ivey, 1990. J. Food Protect. 53:711–728.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 31. Вирусы и другие доказанные и предполагаемые пищевые биологические опасности

861

Норовирусы
Вышеупомянутый вирус Норуолк, а также подобные ему округлые оболочечные вирусы (SRSV) были помещены в одну группу как род Norovirus калицивирусов человека (HuCV). Норовирусы составляют две геногруппы, I и II. Вирус
Норуолк — прототип геногруппы I, вирус Снежных гор относится к геногруппе
II. Все эти безоболочечные вирусы с оцРНК диаметром 27–40 нм, их геном состоит из 7300–8300 пар оснований. Калицивирусы относятся к роду Sapovirus.
Для получения дополнительной информации см. [40, 86, 96].
Вирус Норуолк впервые был обнаружен во время вспышки в школьной столовой в Норуолке, штат Огайо, в 1968 г.; подозревали его присутствие в воде, но
то, что он стал причиной отравления, доказано не было. Из норовирусов в продуктах он является самым распространенным. Вирус более устойчив к разрушению хлором, чем другие энтеровирусы. При исследовании на добровольцах
было установлено, что 3,75 ppm хлора в питьевой воде не инактивировали вирус, тогда как полиовирус типа 1 и ротавирус человека и человекообразной обезьяны были инактивированы [58]. Незначительное количество вируса Норуолк
оставалось инфекционным при остаточном уровне хлора 5–6 ppm. Вирус гепатита А не является столь же устойчивым, как вирус Норуолк, но оба являются
более устойчивыми к хлору, чем ротавирусы. Воздействие на норовирусы в воде
озоном 0,37 мг/л при pH 7 и 5 °C до 5 мин вызвало > 3 log10 снижение после 10 с
обработки.
Из 430 вспышек пищевых отравлений в США в 1979 г. 4% гастроэнтеритов
были вызваны формами вируса Норуолк [57]. Этот вирус, как предполагали,
был причиной в штате Миннесота в 1985 г. бульшего количества случаев пищевого гастроэнтерита, чем любая отдельно взятая бактерия [65]. Норовирусы —
главная причина гастроэнтеритов в США приблизительно с 23 миллионами случаев в год [17]. От нескольких вспышек на круизных судах в 2000 г. пострадало,
по крайней мере, 1786 человек. За один и тот же период времени на судах произошло до 21 вспышки, экологические источники вируса определены не были.
Из 1412 вспышек кишечных болезней, связанных с пищевыми отравлениями
в Англии в Уэльсе за период 1992–1999 гг., 82 (5,8%) были вызваны норовирусами (ранее названными SRSVs). В том же самом обзоре 12 из 60 (20%) случаев
были связаны с фруктами и овощами [96]. Так как эти вирусы могут быть культивированы в лаборатории, для исследований выбрали метод ревертазной ПЦР
(см. гл. 11).
Осенью 2001 г. редкая вспышка норовирусного гастроэнтерита, связанная с
водой, произошла в штате Вайоминг приблизительно с 84 жертвами. Грунтовые
воды были загрязнены сточными водами, которые были источником HuCV человека. Этиологические агенты были опознаны при помощи метода ревертазной
ПЦР, который обнаружил, главным образом, геногруппу I, подтип 3, но один
штамм из образца стула принадлежал к геногруппе II, подтипу 6 [86].
Среди самых ранних известных вспышек, вызванных норовирусами, та, что
произошла в 1976 г. в Англии. С 21 декабря 1976 г. по 10 января 1977 г. произошли 33 вспышки с 797 случаями, в возникновении которых подозревали моллюсков [4]. Инкубационный период составлял 24–30 ч, и в 12 из 14 образцов стула
были обнаружены мелкие округлые вирусные частицы 25–26 нм в диаметре, но
в моллюсках они найдены не были. Хотя исследователи полагали, что ни вирус

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

862

Часть VII. Пищевые заболевания

Норуолк, ни гавайский вирус не были возбудителями, эти вспышки некоторыми
исследователями были расценены как вспышки вируса Норуолк. В задокументированной вспышке 1978 г. в Австралии, в которой пострадало по крайней
мере 2000 человек, путем передачи были устрицы [74]. Вирус был найден в 39%
фекальных образцов, исследованных электронной микроскопией, в 75% проверенных парных сыворотках был обнаружен ответ на антитела. Инкубационный
период колебался от 18 до 48 ч, а в большинстве случаев — 34–38 ч. Первым
признаком была тошнота, обычно сопровождаемая рвотой, бескровным поносом и коликами в животе, продолжительность симптомов составляла 2–3 дня.
Другая вспышка в Австралии произошла от консервированных устриц в стеклянной таре, симптомы отравления появлялись через 24–48 ч [36]. У устриц
AПК составила 2,2 ´ 104/г и число фекальных колиформ — 500/100 г. Первые зарегистрированные вспышки пищевых отравлений в США те, что произошли в
Нью-Джерси в 1979 г., в которых путем передачи был салат, и Флоридская
вспышка в 1980 г., которая была связана с сырыми устрицами. В последнем случае возбудитель был распознан радиоиммунологическим методом.

Ротавирусы
Впервые эти вирусы были обнаружены в 1973 г. в Австралии, в первый раз их
удалось культивировать в лаборатории в 1981 г. Были идентифицированы шесть
групп, три из них являются контагиозными для людей. Группа A встречается
обычно среди младенцев и маленьких детей во всем мире. Группа B вызывает
диарею у взрослых и отмечена только в Китае. Ротавирусы принадлежат семейству Reoviridae; в диаметре они приблизительно 70 нм, безоболочечные и содержат двухцепочечную РНК (ДЦРНК). Фекально-оральный путь — первичный
способ передачи.
Ротавирусы вызывают предположительно одну треть всех госпитализаций
с диагнозом диарея у детей младше 5 лет, пик инфекции приходится на зимние
месяцы. Самые восприимчивые к инфекции — это дети в возрасте от 6 месяцев
до 2 лет, сообщалось, что фактически каждый ребенок в США в возрасте 4 лет
инфицирован [24]. Хотя большинство людей в возрасте старше 4 лет обладает
иммунитетом, высокая инфекционная доза или низкий иммунный статус могут
привести к умеренному протеканию болезни среди детей старшего возраста и
взрослых [24]. Эти вирусы, как известно, передаются среди детей в детских садах и через воду. Среди населения Игл-Вай, Колорадо, в 1981 г. произошла
вспышка, причиной которой была вода, заболело 44% из 128 человек, большинство из них были взрослые [49]. Ротавирусы, как полагают, в редких случаях
являются причиной гастроэнтерита, вызванного пищевым отравлением [30].
Инкубационный период для ротавирусного гастроэнтерита составляет 2 дня.
Рвота в течение 3 дней сопровождается водянистой диареей в течение 3–8 дней
и часто болью в животе, а также лихорадкой [24]. Ротавирусы часто связывают с
диареей путешественников. Возможно, что эти вирусы вызывают диарею активизацией энтерической нервной системы (enteric nervous system = ENS) [70].
В течение 23-месячного периода с января 1989 г. по ноябрь 1990 г. в США
были исследованы 48035 образцов стула, 9639 (20%) содержали ротавирус [22].
Самый высокий процент положительных образцов стула наблюдали в феврале
(36%) и самый низкий — в октябре (6%). Ежегодно в США с 1979 г. по 1985 г.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 31. Вирусы и другие доказанные и предполагаемые пищевые биологические опасности

863

в среднем умирало по 500 детей от диарейной болезни, из которых 20% случаев
были вызваны ротавирусными инфекциями [22].
Рецепторный белок клетки-хозяина для ротавируса также выполняет функцию b-адренергического рецептора. Внутри клетки вирусы транспортируются
в лизосомы, где происходит их «раздевание».
Ротавирусные инфекции могут быть диагностированы иммунноэлектронной
микроскопией, ПЦР, твердофазным иммуноферментным анализом (ИФА) и латекс-агглютинационными тестами.

Бактерии
Enterobacter sakazakii
Эта бактерия, когда-то классифицированная как Enterobacter cloaceae, является
причиной неонатального некротического энтероколита (НЭК), неонатального
менингита и сепсиса, датируемых ранее 1961 г. Обычный путь распространения — сухие молочные смеси. Хотя эта бактерия рассматривается как условно-патогенный микроорганизм, некоторые штаммы образуют энтеротоксины,
вызывающие гибель мышей-сосунков. Citrobacter freundii был идентифицирован как причина неонатальных инфекций, источником которых были смеси для
младенцев (см. [105]).
В исследовании 18 штаммов E. sakazakii 4 образовывали энтеротоксин, при
внутрибрюшном введении 108 КОЕ/мышь все 18 выделенных штаммов вызвали
летальный исход у мышей-сосунков (16–18 дневных), 2 штамма вызвали летальный исход при пероральном введении [84]. В дополнение к мышам-сосункам,
потенциальная вирулентность была выявлена на монослоях клеточных линий
CHO, Vero и линии клеток коры надпочечников Y-1. Уровень детской смертности колеблется от 40 до 60%. В результате вспышки (12 случаев) в 1998 г. в отделении интенсивной терапии в Бельгии умерли 2 младенца, E. sakazakii был выделен из неиспользованной готовой молочной смеси и неоткрытых банок отдельной партии [110]. В исследовании на содержание энтеробактерий в 141
образце сухой молочной смеси из 35 стран 25% содержали Pantoea agglomerans,
21% — E. cloaceae и 14 % — E. sakazakii [75]. В исследовании 120 сухих детских
смесей из Канады 8 (6,7%) содержали E. sakazakii [80]. Минимальная температура роста проверенных выделенных штаммов в последнем исследовании была
5,5–8 °C, максимальная температура роста колебалась от 41 до 45 °C, средняя
составила 42,5 °C для 11 выделенных штаммов. Невыделенные штаммы росли
при 4 °C [79].
Термоустойчивость E. sakazakii выше, чем у большинства грамотрицательных бактерий. Для 10 штаммов (5 клинических и 5 штаммов, выделенных из
продуктов питания) в восстановленных сухих молочных смесях средняя величина D60°C составила 2,5 мин и z = 5,82 °C [80]. Средняя величина D60°C для 5 клинических штаммов была 2,15, и 3,06 — для 5 штаммов, выделенных из продуктов. В другом исследовании значение D58°C 12 штаммов из регидратированной
детской сухой молочной смеси колебалось от 30,5 до 591,9 с (от 0,508 до 9,865
мин) [35]. Регидратирование сухой молочной смеси, в которую был внесен наиболее термоустойчивый штамм E. sakazakii (z = 5,6 °C), обнаруженный в послед-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

864

Часть VII. Пищевые заболевания

нем исследовании, при 70 °C позволило достичь > 4-log снижение числа клеток
[35]. Согласно этим исследователям, предполагают, что обычный уровень этого
организма в детской молочной смеси — 1 КОЕ/100 г сухой молочной смеси, 4-D
обработка должна обеспечить его отсутствие после охлаждения перед кормлением младенца [35]. Используемый термоустойчивый штамм был наиболее
устойчивым из 12 исследованных.
Клетки E. sakazakii в стационарной фазе, как было сообщено, были более
устойчивыми к осмотическому стрессу и высушиванию, чем E. coli и некоторые
другие бактерии; его повышенная устойчивость была связана с накоплением
трегалозы клетками в стационарной фазе [10]. Последние исследователи нашли
значения D58°C, равные 0,27–0,50 для 5 штаммов E. sakazakii по сравнению
с 0,40–0,50 для трех штаммов сальмонелл.

Отравление, вызванное гистамином («скумбриевое отравление»)
Болезнь, вызванная потреблением рыбы или рыбопродуктов семейства скумбриевых, содержащих высокие уровни гистамина, часто упоминается как
«скумбриевое отравление». Среди скумбриевых рыб — тунец, макрель, скумбрия и другие. В одном сообщении гистаминовое отравление было связано с рыбой парусником, не относящейся к скумбриевым рыбам [51]. Гистамин образуется в результате бактериального декарбоксилирования большого количества
гистидина в мышцах этой группы рыб. Достаточные уровни гистамина могут
быть образованы в продукте с хорошей органолептикой, так что в итоге «скумбриевое отравление» может быть вызвано как свежей, так и испорченной рыбой.
История этого синдрома была рассмотрена Hudson и Brown [50], которые подвергли сомнению этиологическую роль гистамина. Это обсуждается ниже.
Бактериями, чаще всего связанными с этим синдромом, являются Morganella
spp., особенно M. morganii, у которых все штаммы образуют гистамин в количествах > 5000 ppm. Среди других бактерий, у которых обнаружены гистидиндекарбоксилазы, Raoulella planticola и R. ornithinolytica [55], Hafnia alvei, Citrobacterfreundii, Clostridiumperfringens, Enterobacter aerogenes, Vibrio alginolyicus
и Proteus spp. Выделенный штамм Morganella morganii из альбакора, хранившегося с нарушением температурного режима, образовал 5253 ppm гистамина
в вытяжке из тунца при 25 °C и 2769 ppm при 15 °C [59]. Роста микроорганизма
и образования гистамина не наблюдалось при 4 °C. P. phosphoreum образует гистамин при температурах ниже 10 °C.
Из полосатого тунца, испорченного при комнатной температуре, 31% выделенных бактерий образовывал от 100 до 400 мг/дл гистамина в бульоне [83].
Сильными продуцентами гистамина были M. morganiifroteus spp., Proteus spp.,
Raoutella, тогда как слабыми — H. alvei и Proteus spp. Полосатый тунец, испорченный в морской воде при 38 °C, содержал среди других продуцентов с гистидиндекарбоксилазной активностью C. perfringens и V. alginolyticus [117]. Штамм
M. morganii, выделенный из анчоусов, образовывал 2377 ± 350 ppm гистамина в
культуральной среде при 37 °C через 24 ч [91]. Этот штамм также произвел обнаруживаемые уровни путресцина и кадаверина. При вспышке «скумбриевого
отравления», связанного с сашими из тунца, была выделена K. pneumoniae, образующая 442 мг/дл гистамина в инфузионном бульоне из тунца [102]. Этот синдром был связан не только со скумбриевыми рыбными продуктами, но также

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 31. Вирусы и другие доказанные и предполагаемые пищевые биологические опасности

865

в значительной степени с сырами, включая швейцарский сыр, который в одном
из образцов содержал 187 мг/дл гистамина; симптомы, связанные со вспышкой,
появлялись через 30 мин — 1 ч после приема пищи [103].
Число вспышек, сообщенных CDC за период 1972–1986 гг., составило 178
с 1096 летальными случаями [26]. Крупнейшие вспышки с 51, 29 и 24 случаями
произошли на Гавайях, в Калифорнии и Нью-Йорке соответственно. Три самых частых продукта, служивших путем распространения, были махи-махи
(66 вспышек), тунец (42 вспышки) и голубая рыба (19 вспышек). Хотя свежая
рыба обычно содержит 1 мг/дл гистамина, некоторые могут содержать до
20 мг/дл; уровень, который может вызвать симптомы отравления, для всех индивидуален. FDA определило опасный уровень для тунца — 50 мг/дл [26].
Приготовление токсичной рыбы, возможно, не приводит к получению безопасных продуктов.
Содержание гистамина в полосатом тунце в течение срока хранения может
быть измерено, если известны время инкубации и температура. Frank и др. [37]
нашли, что 100 мг/дл гистамина образуется через 46 ч при 70 °F, через 23 ч при
90 °F и через 17 ч при 100 °F. По диапазону температур 70–100 °F была построена Номограмма, подчеркивающая важность низких температур, предотвращающих или задерживающих образование гистамина. Вакуумная упаковка менее
эффективна, чем низкотемпературное хранение при контролировании образования гистамина [114]. Лучшая среда культивирования для обнаружения бактерий, образующих гистамин, — среда Niven и др. [82].
Образованию гистамина способствует низкий показатель pH, но чаще это
происходит, когда продукты хранятся при температуре, превышающей температуры холодильника. Самая низкая температура для образования существенных уровней была 30 °C для H. alvei, C. freundii и E. coli и 15 °C для двух штаммов M. morganii [6]. Синдром связали с употреблением свежей или приготовленной рыбы определенного типа; симптомы проявляются от нескольких минут до
3 ч после приема токсичной пищи, в большинстве случаев они проявляются в течение 1 ч. Типичные симптомы заключаются в приливе крови к лицу и шее, сопровождаемом интенсивным повышением температуры, общим дискомфортом
и диареей. Часто за ними появляется сыпь на лице и шее. Прилив крови сопровождается интенсивной пульсирующей головной болью, приводящей к непрерывной тупой боли. Другие симптомы включают головокружение, зуд, слабость, жжение рта и горла и неспособность глотать [50]. Минимальный уровень
гистамина, способный вызвать эти симптомы, равен 100 мг/дл. Большое число
M. morganii в рыбе, относящейся к видам, способным вызывать этот синдром и
содержащей гистамин на уровне больше, чем 10 мг/дл, считают существенными
в зависимости от качества продукта.
Первые 50 инцидентов в Великобритании произошли между 1976 и 1979 гг.,
19 произошли в 1979 г. Консервированная и копченая макрель были самыми
распространенными рыбами, вызвавшими болезнь, наряду с бонитой, килькой и
сардинами. Самым частым симптомом среди 196 случаев была диарея [43].
Относительно этиологии, Hudson и Brown [50] полагают, что нет доказательств, свидетельствующих о причастности гистамина к этому синдрому. Они
предполагают, что причина — синергетические взаимоотношения между гистамином и другими, пока еще неидентифицированными соединениями, такими

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

866

Часть VII. Пищевые заболевания

как другие амины или факторы, влияющие на абсорбцию гистамина. Это представление основано на неспособности больших оральных доз гистамина или пораженной гистамином рыбы вызывать появление симптомов у добровольцев. С
другой стороны, нельзя игнорировать, что внезапность начала проявления симптомов совместима с действием гистамина, и связь синдрома со скумбриевой
рыбой, содержащей высокие числа бактерии, синтезирующих гистидиндекарбоксилазы, очевидна. Хотя точность этиологии будет еще подвергаться сомнению, бактерии действительно играют существенную, но необязательную роль.

Aeromonas
Этот род состоит из нескольких видов, которые часто встречаются в тканях желудочно-кишечного тракта. Среди них A. caviae, A. eucrenophila, A. schubertii,
A. sobria, A. veronii и A. hydrophila. Энтеротоксин был идентифицирован в A. caviae [76] и A. hydrophila (см. ниже) и в других видах, связанных с диареей. Поскольку чаще исследуют A. hydrophila, этот обзор посвящен в основном этому
виду. Аэромонады — в основном водные формы, которые часто связывают с диареей, но их точная роль в этиологии желудочно-кишечных синдромов не ясна.
A. hydrophila — водная бактерия, обнаруживаемая чаще в соленых водах,
чем в пресных. Это — важный патоген рыбы, черепах, лягушек, улиток и аллигаторов. Бактерия также является патогеном человека, особенно опасным для
иммунодефицитного хозяина. Этот микроорганизм всегда можно обнаружить в
бактериальной биоте свиней. Диарея, эндокардит, менингит, инфекции мягкой
ткани и бактериемия вызываются A. hydrophila.
Вирулентные штаммы A. hydrophila продуцируют единственный энтеротоксичный полипептид размером 52 кДа, который обладает цитотоксической и
гемолитической активностями. Эта многофункциональная молекула дает иммунологическую перекрестную реакцию с холерным токсином [92]. Согласно
некоторым исследователям [116], она напоминает аэролизин, в то время как
другие утверждают, что она и есть аэролизин [78]. Аэролизин — пороформирующий токсин, который убивает клетки, образуя дискретные каналы в их
плазматических мембранах [12]. Ионные каналы образуются олигомеризацией
молекул токсина. Цитотоническая активность связана с токсином A. hydrophila,
который вызывает фолликуло- и стероидогенез в клетках надпочечников линии
Y-l. Кроме того, на цитотонический токсин был получен положительный ответ
при тестировании на подвздошной кишке кролика, мышей-сосунков и клетках
линии СНО [27].
Значительное число исследований было проведено с A. hydrophila, выделенным из различных источников. В одном исследовании 66 из 96 (69%) выделенных штаммов продуцировали цитотоксины, тогда как 32 (80%) из 40 штаммов,
выделенных от больных с синдромом диареи, были токсигенными, только 41%
не вызывающих диарею выделенных штаммов синтезировал цитотоксин. Большинство энтеротоксигенных штаммов образовывали гемолизин, не ферментировали арабинозу, имели положительную реакцию VP (реакция Вогса–Проскера, Voges–Proskauer) [13], а также дали положительный ответ при тестировании
на мышах-сосунках, клетках надпочечников линии Y-l и на подвздошной кишке
кролика. При исследовании 147 штаммов, выделенных от пациентов с диареей,
91% были энтеротоксигенными, тогда как только 70% из 94 штаммов, выделен-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 31. Вирусы и другие доказанные и предполагаемые пищевые биологические опасности

867

ных из окружающей среды, как показали исследования на мышах-сосунках, образовывали энтеротоксин [14]. Все, кроме четырех из клинических выделенных
штаммов, вызывали гемолиз эритроцитов кролика. Из 116 штаммов, выделенных
из Чесапикского залива, 71% был токсичным при тестировании на клетках надпочечников линии Y-l, токсичность коррелировала с лизиндекарбоксилазой и реакцией VP [56]. В еще одном исследовании 48 из 51 культур, полученных от людей, животных, воды и сточных вод, дали положительный ответ при исследовании на
подвздошной кишке кролика с 103 или более клеток, свободные от клеток экстракты всех культур при анализе на подвздошной кишке кролика также дали положительный ответ [3].
Штаммы, выделенные из мяса и мясных продуктов, обладали биохимическими маркерами, связанными с токсичными штаммами других видов, со средней летальной дозой для мышей (LD50) 8–9 КОЕ для большинства исследованных штаммов [85]. Последние исследователи предположили, что иммуносупрессивные состояния — важные факторы пищевых инфекций, вызванных этим
организмом, это предложение могло бы объяснить трудность установления этого организма как единственного этиологического агента, вызывающего пищевой гастроэнтерит.
Что касается температуры роста и среды обитания, 7 из 13 штаммов росли
при 0–5 °C, 4 из 13 — при 10 °C и 1 штамм, как минимум, при 15 °C [93].
У психротрофов был оптимальный рост между 15 °C и 20 °C. Максимальная
температура роста для ряда штаммов была 40–45 °C с оптимумом при 35 °C
[46]. Относительно распространения: организм был найден во всех из 147
проточных и непроточных водоемов, кроме 12 [46]. Четыре из тех водоемов,
в которых организм не был обнаружен, были гипергалинными озерами или
геотермическими источниками. Некоторые воды содержали до 9000/мл. Экологическое исследование A. hydrophila в Чесапикском заливе показало числа
в пределах от <0,3/1– 5 ´ 103/мл в толще воды и приблизительно 4,6 ´ 102/г в иле
[56]. Присутствие этого организма коррелирует с общим, аэробным, жизнеспособным и гетеротрофным бактериальными числами, количество клеток было
обратно пропорционально количеству растворенного О2 и солености с наибольшим уровнем соли приблизительно 15%. В зимние месяцы его количество снижалось по сравнению с летними. Более подробную информацию см. в [2, 52].
Присутствие этих микроорганизмов в некоторых продуктах, готовых к употреблению, представлено в гл. 9 (табл. 9.3).

Plesiomonas
P. shigelloides обнаружен в поверхностных водах и грунте дна и был выделен из
рыбы, моллюсков, других водных животных, так же как из мяса сухопутных животных. Он отличается от A. hydrophila по содержанию Г + Ц-пар в ДНК: 51%
против 58–62% для A. hydrophila. Он был выделен многими исследователями от
пациентов с диареей и связан с другими распространенными инфекциями, характерными для людей. Он образует термостабильный энтеротоксин, штаммы
серогруппы 0:17 реагируют с антисывороткой группы D Shigella [1]. В исследовании 16 штаммов, выделенных от людей с кишечными болезнями, P. shigelloides не всегда связывался с красителем Конго красным, штаммы были неинвазивными по отношению к клеткам HEp-2, не образовывали Шига-подобного

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

868

Часть VII. Пищевые заболевания

токсина на клетках Vero [1]. Хотя уровень образуемого цитолизина был постоянно низким, среднее значение LD50 для аутбредных швейцарских мышей составляло 3,5 ´ 108 КОЕ. Термостабильный энтеротоксин не образовывал ни один
из 16 штаммов, и исследователи заключили, что этот организм обладает низким
патогенным потенциалом [1].
P. shigelloides был выделен Zajc-Satler и др. [118] из стула шести пациентов
с диареей. Полагали, что он был этиологическим агентом, однако от двух пациентов были выделены сальмонеллы. Две вспышки острой диареи произошли
в Осаке, Япония, в 1973 и 1974 гг., единственным бактериальным патогеном,
выделенным из стула, был P. shigelloides. В 1973 г. в ходе вспышки 978 из 2141
людям стало плохо, 88% обратились с жалобой на диарею, 82% — на боли в животе, 22% — на лихорадку и 13% — на головные боли [107]. Симптомы длились
2–3 дня. Из 124 исследованных стулов в 21 выявили P. shigelloides 017:H2. Тот
же самый серотип был выделен из воды из-под крана. В 1974 г. в ходе вспышки
у 24 из 35 заболевших людей отмечали симптомы, подобные описанным выше.
При исследовании восьми пациентов P. shigelloides серотип 024:H5 был выделен из стула трех больных «фактически в чистой культуре» [107]. Микроорганизм был выделен от 39% из 342 образцов воды и ила, так же как от рыбы, моллюсков и тритонов.
15-летняя девушка заразилась гастроэнтеритом спустя 6 ч после того, как она
приняла одну таблетку триметоприм-сульфадиазина; P. shigelloides мог быть
выделен из ее крови [87]. Последние исследователи отметили, что в 10 из 12 ранее известных случаев бактериемии P. shigelloides обнаружили у пациентов с
иммунной недостаточностью или при других подобных условиях. У 15-летней
девушки была температура 39 °C и до 10 раз водянистый стул ежедневно. Выделенный штамм вступал в реакцию с антисывороткой S. dysenteriae серотип 7, его
отнесли к группе 22 по О-P. shigelloides.
Рост P. shigelloides наблюдался при 10 °C [93], и 59% из 59 рыб реки Заир содержали этот организм [111]. В последнем исследовании организм обнаруживали чаще в речной рыбе, чем в озерной. Предполагали, что он не образует энтеротоксин, только 4 из 29 выделенных штаммов дали положительный ответ при исследовании на подвздошной кишке кролика [95]. Случаи пищевых инфекций
зафиксированы не были, но причастность организма подозревали, по крайней
мере, к двум вспышкам [73].

Bacteroides fragilis
Это облигатная анаэробная грамотрицательная бактерия имеет потенциальное значение как пищевой патоген, так как дает положительный ответ на энтеротоксин при
тестировании на подвздошной кишке и часто связана с диареей человека, как
A. hydrophila и P. shigelloides. Впервые энтеротоксин был обнаружен в 1984 г., энтеротоксические штаммы B. fragilis связали с диареей человека в 1987 г.
B. fragilis, как предполагается, составляет от 1 до 2% кишечной биоты человека. Как не образующий пор, этот микроорганизм более чувствителен к аэрированной окружающей среде, чем клостридии, также он может быть выделен из
городских сточных вод. Этот вид отличается от большинства других Bacteroides
тем, что каталазоположителен, и, как большинство других, может расти в присутствии 20% желчи.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 31. Вирусы и другие доказанные и предполагаемые пищевые биологические опасности

869

B. fragilis образует энтеротоксин в виде одиночной цепи молекулярным весом приблизительно 20 000 Дa. Он отличается от классических бактериальных
энтеротоксинов принадлежностью к классу цинк-связывающих металлопротеаз, называемых метцинкинами. Энтеротоксин имеет широкий диапазон белковых субстратов и подвергается автолизу. Кишечное расстройство, которое вызывает этот микроорганизм, как полагают, должно, по крайней мере, частично
быть связано с его протеолитической активностью. Он дает положительный ответ при тестировании на подвздошной кишке ягнят и других животных.
Так как этиологический агент опознан только в приблизительно 50% вспышек пищевых инфекций в США, понятно, что должны быть учтены ранее нераспознанные агенты. B. fragilis, наряду с Klebsiella pneumoniae [60] и Enterobacter
cloacae [61], должно быть уделено больше внимания. Последние два организма
образуют термостабильные энтеротоксины, которые подобны термостабильному энтеротоксину (ST) E. coli, также было отмечено их потенциальное значение
в продуктах [109].

Erysipelothrix rhusiopathiae
Эта бактерия (E·ry·si·pe’·lo·thrix rhu·si·o·pa’·thi·ae) филогенетически близкородственна Listeria (см. гл. 25), и как L. monocytogenes, она вызывает болезнь у животных и людей. Она — причина рожи свиней и эризипелоида у людей. Из-за
этих общих черт она, как кажется, «логичный» кандидат в пищевые патогены,
хотя о таких случаях не сообщалось. Вообще эризипелоид — болезнь, локализующаяся на руках и инструментах людей перерабатывающих свежее мясо и
рыбу, но систематическая причастность неизвестна. Эризипелоид у свиней характеризуется появлением кожных поражений (эритемных бляшек).
Организм — факультативный анаэроб, каталазоотрицательный (в отличие от
листерии), оксидазоотрицательный, образует H2S. Известны по крайней мере
23 серовара. Вид E. tonsillarum был отделен от E. rhusiopathiae из-за его первичной среды обитания — свиных языков и из-за сероварных различий [100].
Одно из первых исследований обнаружения этого организма в продуктах —
исследование Temstrцm и Molin [104], которые в 1982 г. предприняли изучение
пищевых патогенов в мясе в Швеции. Они исследовали 135 образцов, состоящих из равных количеств образцов куриного мяса, говядины и свинины, и обнаружили E. rhusiopathiae в 36% и 13% образцов свинины и куриного мяса, соответственно, но ни одного — в говядине. На одном предприятии 54% свиной корейки содержали этот организм, многие из выделенных штаммов показали
вирулентность на мышах. Из 112 исследованных розничных образцов свинины
в Японии 34% содержали эту бактерию, 38 выделенных штаммов были представлены 14 сероварами [98]. В исследовании образцов мяса от 93 кабанов и 36
оленей в Японии 44% и 50% образцов кабанов и оленей, соответственно, содержали E. rhusiopathiae, представленный 13 сероварами [54]. При исследовании
750 куриц в Японии Erysipelothrix spp. были выделены от 15,7% образцов кожи,
и от 59,2% из 179 образцов перьев [76]. Из 297 выделенных штаммов 273 были
представлены E. rhusiopathiae, остальные — E. tonsillarum. При исследовании
153 куриных образцов в Японии 30% содержали Erysipelothrix spp., 65 из 67
были E. rhusiopathiae [11].

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

870

Часть VII. Пищевые заболевания

Klebsiella pneumoniae
Спустя приблизительно 6 ч после потребления гамбургера из сети быстрого питания, человек обратился с жалобой на плохое самочувствие. После госпитализации этот организм, наряду с E. coli, был выделен из остатка гамбургера и крови
пациента с помощью культуральных методов [94]. Штамм K. pneumoniae был
LT+ и ST–. Число колиформ в остатках гамбургера было 3,0 ´ 106/г и 1,9 ´ 105 г
на булку.
Streptococcus iniae
Было, по крайней мере, шесть инфекций, вызванных этим организмом у человека, источником которых были рыбопродукты. Впервые в 1972 г. S. iniae был
признан причиной болезни у дельфинов Амазонки [20]. Затем он был зарегистрирован в Израиле в 1986 г. как причина болезни у тилапии и форели, а позже
отмечен в Tайване и США [89]. Первый случай заражения человека был зарегистрирован в 1991 г. в Техасе и второй — в 1994 г. в Оттаве [20]. Четыре случая,
связанных с человеком, произошли в Онтарио, Канада, в 1995–1996 гг. организм
был выделен из рыбы и от пациентов. Рыбой была тилапия, импортированная из
рыбоводческих хозяйств США.
S. iniae, как полагают, патоген рыбы, который вызывает болезнь у людей.
В случаях в Онтарио организм проник в тело через повреждения рук. Он вызывает бета-гемолиз крови овец. У людей организм вызывает внезапно и быстро
развивающиеся инфекции (нагноения) мягких тканей [39].

Прионные болезни
Прионы — уникальные белки, которые могут преобразовывать другие белки,
вызывая изменение их формы. Нормальные белки приона (PrP) существуют в
мембране клетки мозга, где выполняют некоторые жизненно важные функции,
потом разрушаются протеазами. Однако патогенная форма деформирована и является устойчивой к протеазам, таким образом, она накапливается в мозговой
ткани и дает начало болезни (см. ниже). Полагают, что деформированная молекула приона, действуя как шаблон, преобразовывает нормальный белок в деформированную форму [9]. Когда нормальный белок (б-спиральная форма) принимает устойчивую к протеазе форму в-слоев (PrPSc, PrPres), он становится патогенным. Патогенные формы имеют тенденцию соединяться в амилоидные
фибрилы и вызывать деградацию нервных клеток, которая приводит к клиническим признакам болезни. Хотя очевидность прионовой этиологии этих болезней наиболее вероятна, рассматривается причастность вирусного агента [28].
Назвал эти частицы приблизительно в 1982 г. Стенли Прузинер, который был
награжден в 1997 г. Нобелевской премией за свою пионерскую работу по физиологии [112]. Прионы вызывают болезнь скрапи у овец, коз и хомяков и куру
у людей. Другая прионная болезнь людей — болезнь Крейтцфельда–Якоба
(Creutzfeldt–Jakob Disease = CJD). Бычья губчатая энцефалопатия (БГЭ; Bovine
spongiform encephalopathy = BSE) является прионной болезнью крупного рогатого скота и овец и имеет общеупотребительное название «коровье бешенство».
Все они принадлежат семейству трансмиссивных губчатых энцефалопатий
(ТГЭ; transmissible spongiform encephalopathies = TSEs).

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 31. Вирусы и другие доказанные и предполагаемые пищевые биологические опасности

871

Бычья губчатая энцефалопатия (БГЭ)
БГЭ («коровье бешенство») была впервые обнаружена в Великобритании
в 1984 г. и диагностирована в крупном рогатом скоте в 1986 г. Четыре года спустя более чем 14 000 подтвержденных случаев из поголовья 10 миллионов крупного рогатого скота были зарегистрированы в Великобритании. Эпидемия, казалось, достигла максимума, когда в 1993 г. было зарегистрировано приблизительно 1000 новых случаев в неделю. К февралю 1998 г. в общей сложности
было отмечено 172 324 случаев у крупного рогатого скота в Великобритании
[9]. В общей сложности 600 случаев были зарегистрированы в 8 странах, кроме
Великобритании, из них 256 (42,7%) в Швейцарии [9]. Начиная с 1996 г., было
уничтожено 4,5 миллиона коров. Между 1986 г. и ноябрем 2003 г. в Великобритании у 183 634 голов крупного рогатого скота диагностировали БГЭ, 4,469
в 22 других странах [29]. Приблизительно 84 смертельных случая среди людей
было зарегистрировано в Великобритании в 2000 г. Первый подтвержденный
случай в Японии произошел в сентябре 2001 г., до 2003 г. было зарегистрировано приблизительно 9 случаев. О первом случае, подтвержденном в Северной
Америке, объявили 20 мая 2003 г., больным животным была корова из провинции Альберта, Канада. Первый подтвержденный случай в США произошел
в декабре 2003 г. с павшей коровой голштинской пароды из города Мозез Лейк,
Вашингтон. Корове было 6,5 лет, таким образом, следует запретить потреблять
в настоящее время корм, который вырос на земле, содержащей останки погибших животных. Приблизительно 35 миллионов голов крупного рогатого скота
возрастом до 24 месяцев забиваются в США ежегодно, и дополнительно приблизительно 6 миллионов старых молочных коров.
Тестирование на прионные белки состоит из иммунногистохимического
метода (считают золотым стандартом), конформационно-чувствительного иммунологического анализа (СDI) (разработан в 2003 г.), скринингового теста,
разработанного Bio-Rad Corporation (TeSeE), метода, разработанного IDEXX
Laboratories (HerdchekR) и 5–6 тестов ткани центральной нервной системы
крупного рогатого скота после его смерти. Два последних теста были одобрены
в начале 2004 г. Департаментом сельского хозяйства США для проверки животных. Несколько из доступных методов основаны на ИФА.

Болезни Крейтцфельда—Якоба
В связи с тем что люди восприимчивы к прионам, вопрос о том, могут ли люди
заразиться от крупного рогатого скота БГЭ, вызывал беспокойство. В марте
1996 г. в Великобритании было сообщено о новой разновидности Болезни
Крейтцфельда—Якоба (БКЯ) (нвБКЯ и вБКЯ; nvCJD, vCJD) у небольшой группы людей, все из которой были намного моложе, чем большинство людей с БКЯ.
Это вызвало предположение, что вБКЯ была получена от крупного рогатого
скота. Обычно БКЯ обнаруживается у людей в возрасте 60 лет или старше, но
в Великобритании вБКЯ поражала людей в позднем подростковом возрасте и
людей до 40 годов. Полагают, что вБКЯ — человеческий эквивалент БГЭ [115],
и возбудители БГЭ те же, что и у вБКЯ, это основано на исследованиях на мышах [11].
Между февралем 1994 г. и октябрем 1995 г. 10 человек в Великобритании,
как установили, имели новые различные формы БКЯ, 8 из них умерли. Боль-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

872

Часть VII. Пищевые заболевания

шинство было моложе 30 лет (в США большинство жертв БКЯ были старше
55 лет; см. ниже). В течение 1995–1998 гг. было 39 случаев вБКЯ [14]. В течение
2003 г приблизительно 150 случаев вБКЯ было отмечено у людей повсеместно
в Европе и приблизительно одна треть — в Великобритании.
В течение 5-летнего периода 1991–1995 гг. в США было зарегистрировано 94
смертельных случая БКЯ, и 9 были у людей моложе 55 лет [21]. Ни один не соответствовал вБКЯ. Более чем 85% пациентов с БКЯ в США умирают в течение
года при вспышке болезни. Между 1991 и 1995 гг. средним ежегодным показателем смертности от БКЯ в США было 1,2/1 миллион населения [7]. БГЭ, как
предполагают, была связана с крупным рогатым скотом через определенные отбросы (которые содержали мозг, спинной мозг и т.п.) от зараженных животных,
практика, которая была запрещена в 1989 г. Исследование прионов проводят на
мышах, так как прионы не могут быть обнаружены в говядине и молоке, полученных от зараженного крупного рогатого скота [9]. Инкубационный период
для БГЭ составляет от 1 года до 15 лет.
Необходимо проводить исследования влияния высокой температуры на прионы вБКЯ. Однако были представлены и суммированы данные по скрапи и БКЯ
[15]. Последнее предложение исследователей то, что мозговая ткань из зараженной ТГЭ коровы, как может ожидаться, будет содержать приблизительно 1011
прионов на грамм. Таким образом, необходимое время в минутах для того, чтобы достичь 22D, было рассчитано следующим образом: D160°С = 1,0; D140°С = 11,0;
D120°С = 110 [15]. Таким образом, существует потребность в новой обработке или
упаковочных технологиях, использование кратковременных высокотемпературных обработок может способствовать производству продуктов, свободных
от прионов [15]. Для получения дополнительной информации см. [9, 31, 101].

Хроническая истощающая болезнь
(Chronic wasting disease, CWD)
Это — прионная болезнь или болезнь ТГЭ, изначально обнаруженная у содержащихся в неволе чернохвостых оленей в 1967 г. в штате Колорадо. Она была диагностирована в диком олене и лосе в штатах Вайоминг, Колорадо, Небраска и в провинции Саскачеван, Канада. Эта болезнь была также отмечена на фермах по разведению лосей в других штатах. Предполагают, что она передается через слюну или
фекалии. Считается, что 4–6% чернохвостых оленей и <1% лосей, находящихся на
свободе, были заражены в эндемических областях. Первичные признаки у лося —
истощение и пускание слюней. В декабре 2003 г. Департамент сельского хозяйства
США представил на рассмотрение программу сертификации стада наряду с ограничениями в межгосударственном передвижении разводимых в неволе оленей и
лосей. По крайней мере, были разработаны и использовались два теста посмертного тестирования тканей центральной нервной системы.

Токсигенные фитопланктоны
Паралитическое отравление моллюсками
Этот синдром связан с употреблением в пищу токсичных мидий, моллюсков,
устриц, морских гребешков или сердцевидок. Двустворчатые моллюски становятся ядовитыми после питания определенными динофлагеллятами, из которых

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 31. Вирусы и другие доказанные и предполагаемые пищевые биологические опасности

873

Gonyaulax catenella является представителем биоты Тихоокеанского побережья
США. Вдоль североатлантического побережья США и далее к северной Европе
обнаружены G. tamarensis, их яд сильнее, чем яд G. catenella. G. acatenella обнаружены вдоль побережья Британской Колумбии. Эти токсичные динофлагелляты, активно размножаясь, нередко обусловливают «цветение» моря, окрашивая
поверхность воды на огромных пространствах в кроваво-красный цвет. В 1996 г.
приблизительно 150 ламантинов погибли во время «красного прилива» недалеко от берега Флориды. Другой динофлагеллят, Karenia brevis (= Gymnodinium
breve), образует бреветоксин, который может вызвать нарушение дыхания и пищевое отравление у людей [45]. Он вызвал массовую гибель рыбы вдоль восточного побережья США и был причиной смерти дельфинов-бутылконосов и ламантинов (см. [45]).
Парализующим токсином моллюска (PSP) является сакситоксин, его структурная формула следующая:

Действие сакситоксина проявляется у людей в виде сердечно-сосудистого
коллапса и сбоя дыхания. Он блокирует распространение нервных импульсов
без деполяризации, и нет никакого известного противоядия. Он устойчив к высокой температуре, растворим в воде, не разрушается при варке. Он может быть
разрушен кипячением в течение 3–4 ч при pH 3,0. Значение D для песчаной ракушки при 250 °F (121,1 °C) 71,4 мин [44].
Признаки PSP развиваются в течение 2 ч после приема пищи ядовитых моллюсков, они характеризуются парестезией (покалывание, нечувствительность
или жжение), которая начинается со рта, губ и языка и позднее распространяется
по лицу, голове и шее к кончикам пальцев рук и ног. Смертность по разным данным колеблется от 1 до 22%.
Между 1793 и 1958 гг. было зарегистрировано приблизительно 792 случая,
из них 173 (22%) смертельных [71]. За 15-летний период 1973–1987 гг. государственные отделы здравоохранения сообщили Центру контроля заболеваний
CDC о 19 вспышках (в среднем по 8 случаев). В 1990 г. было 19 случаев в ходе
двух вспышек в штате Массачусетс и одной на Аляске. В выше упомянутых
вспышках шесть рыбаков заболели после употребления вареных мидий, которые содержали 4280 мг/100 г сакситоксина [23]. Сырые мидии содержали
24 400 мг/100 г сакситоксина. Эти 13 случаев на Аляске привели к 1 смерти, в содержимом желудка жертвы обнаружили 370 мг/100 г токсина PSP, тогда как в
образце масляного моллюска, который был съеден, содержалось 2650 мг/100 г
[23]. Максимальный безопасный уровень токсина PSP 80 мг/100 г [23].
Вспышки PSP происходят с мая по октябрь на западном побережье США и с
августа по октябрь на восточном побережье. Моллюски могут стать ядовитыми
и в отсутствии «красного прилива». Детоксификация моллюсков может быть
достигнута перемещением их в чистую воду, но на это может потребоваться месяц или больше.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

874

Часть VII. Пищевые заболевания

Сигуатера (пищевое отравление рыбой)
Этот синдром связан с употреблением в пищу любой из более 300 видов рыбы
(барракуда, групер, морской окунь, сибас и т.д.), которые являются травоядными
или питаются рифовыми рыбами, которые, в свою очередь, питаются фитопланктоном, особенно динофлагеллятами. Основной возбудитель — динофлагеллят
Gambierdiscus toxicus, который производит сигуатоксин. Этот токсин больше
сконцентрирован в таких органах рыбы, как печень, чем в мышечной ткани.
После приема в пищу ядовитой рыбы симптомы возникают через 3–6 ч (так
же, как при стафилококковой пищевой инфекции), проявляются они в виде тошноты и парастезии рта, языка и горла. Вообще, симптомы подобны симптомам
паралитического отравления моллюском. Дыхательный паралич — последствие
отсутствия соответствующей терапии. Болезнь связывают с лососем, разводимым на фермах. Для обзора см. [68].
За период 1983–1992 гг. CDC сообщил о 129 вспышках с участием 508 человек без смертельных случаев [18]. Во время вспышки в Техасе в 1997 г. сообщалось о 17 заболевших членах экипажа грузового судна, источником патогена
была барракуда [18].

Домоевая кислота
Это — необычная аминокислота, которая является антагонистом глутаминовой
кислоты в центральной нервной системе. Она производится диатомовой водорослью Pseudonitzschia pungens, ее структура представлена ниже. (Диатомовые
водоросли — одноклеточные морские водоросли со стенками из кремния).

Домоевая кислота вызывает амнестическое отравление моллюсками (АSP)
после потребления мидий или промысловых морских гребешков, выловленных
из морских вод с цветением диатомовой водоросли. Первая зарегистрированная
вспышка среди людей со 107 жертвами и тремя смертельными случаями произошла в восточной Канаде в 1988 г. после потребления мидий с острова Принца
Эдуарда [88]. Начиная с этого момента, продуцирующие домоевую кислоту диатомовые водоросли были обнаружены в других частях мира. Случай АSP в северо-западной Испании в 1996 г. был связан с морскими гребешками [69]. Наибольшее количество домоевой кислоты было обнаружено в гепатопанкреасе от
52 до 88% от общего количества [69]. Во время хранения в условиях замораживания небольшое количество домоевой кислоты переходит в другие части из раковины морских гребешков. Было установлено, что консервирование раковин
не разрушало этого токсина. Согласно Leira и др. [69], допустимый уровень домоевой кислоты — 20 мг/г ткани для свежих двустворчатых моллюсков.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 31. Вирусы и другие доказанные и предполагаемые пищевые биологические опасности

875

Pfiesteria piscicida
Этот динофлагеллят был впервые обнаружен в начале 1990-х гг. как причина
смерти тысяч рыб в притоках Чесапикского залива. Он подобен животному
организму, который производит мощные токсины. Один токсин оглушает рыбу
в течение нескольких секунд, умирают животные в течение нескольких минут.
Этот токсин устойчив к высокой температуре. Другой токсин вызывает у рыбы
сброс эпидермиса. Динофлагеллят после уничтожения рыбы размножается половым путем и может инцистироваться (образовывать покоящиеся цисты из
активно питающихся клеток).
Точное назначение токсинов неясно, как и их действие на людей. У тех, кто
был подвержен их воздействию, наблюдалась потеря памяти, замешательство,
сильные ожоги кожи и обычные общие признаки, такие как головная боль, кожная сыпь, мышечные спазмы и т.п. [19].

Литература
1. Abbott, S.L., R.P. Kokka, and J.M. Janda. 1991. Laboratory investigations on the low pathogenic potential
of Plesiomonas shigelloides. J. Clin. Microbiol. 29:148–153.
2. Albert, M.J., M. Ansaruzzaman, K.A. Talukder, A.K. Chopra, I. Kuhn, M. Rahman, A.S.G. Faruque,
M.S. Islam, R.B. Sack, and R. Mollby. 2000. Prevalence of enterotoxin genes in Aeromonas spp. isolated
from children with diarrhea, healthy controls, and the environment. J. Clin. Microbiol. 38:3785–3790.
3. Annapurna, E., and S.C. Sanyal. 1977. Enterotoxicity of Aeromonas hydrophila. J. Med. Microbiol.
10:317–323.
4. Appleton, H., and M.S. Pereira. 1977. A possible virus aetiology in outbreaks of food-poisoning from
cockles. Lancet 1:780–781.
5. Atmar, R.L., F.H. Neill, J.L. Romalde, F. LeGuyader, C.M. Woodley T.G. Metcalf, and M.K. Estes. 1995.
Detection of Norwalk virus and hepatitis A virus in shellfish tissues with the PCR. Appl. Environ. Microbiol.
61:3014–3018.
6. Behling, A.R., and S.L. Taylor. 1982. Bacterial histamine production as a function of temperature and time
of incubation. J.Food Sci. 47:1311–1314, 1317.
7. Belay, E.D. 1999. Transmissible spongiform encephalopathies in humans. Ann. Rev. Microbiol. 53:283–314.
8. Blackwell, J.H., D. Rickansrud, P.O. McKercher, and J.W. Me Vicar. 1982. Effect of thermal processing on
the survival of foot-and-mouth disease virus in ground meat. J. Food Sci. 47:388–392.
9. Blanchfield, J.R. 1998. Bovine spongiform encephalopathy (BSE) — A review. Int. J. Food Sci. Technol.
33:81–97.
10. Breeuwer, P., A. Lardeau, M. Peterz, and H.M. Joosten. 2003. Desiccation and heat tolerance of Enterobacter sakazakii. J. Appl. Microbiol. 95:967–973.
11. Bruce, M.E., R.G. Will, J.W. Ironside, I. McConnell, D. Drummond, A.Suttie, L. McCardle, A. Chree,
J. Hope, C. Birkett, S. Cousens, H. Fraser, and C.J. Bostock. 1997. Transmissions to mice indicate that ‘new
variant’ CJD is caused by the BSE agent. Nature 389:498–501.
12. Buckley, J.T., and S.P. Howard. 1999. The cytotoxic enterotoxin of Aeromonas hydrophila is aerolysin.
Infect. Immun. 67:466–467.
13. Burke, V., J. Robinson, H.M. Atkinson, and M. Gracey. 1982. Biochemical characteristics of enterotoxigenic Aeromonas spp. J. Clin. Microbiol. 15:48–52.
14. Burke, V, J. Robinson, M. Cooper, J. Beamons, K. Partridge, D. Peterson, and M. Gracey. 1984. Biotyping
and virulence factors in clinical and environmental isolates of Aeromonas species. Appl. Environ. Microbiol.
47:1146–1149.
15. Casolari, A. 1998. Heat resistance of prions and food processing. Food Microbiol. 15:59–63.
16. Centers for Disease Control and Prevention. 2003. Foodborne transmission of hepatitis A — Massachusetts,
2001. Morb. Mort. Wkly. Rep. 52:565-567.
17. Centers for Disease Control and Prevention. 2002. Outbreaks of gastroenteritis associated with noroviruses
on en ships — United States. Morb. Mort. Wkly. Rep. 51:1112–1114.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

876

Часть VII. Пищевые заболевания

18. Centers for Disease Control and Prevention. 1998. Ciguatera fish poisoning — Texas, 1997. Morb. Mort.
Wkly. Rep. 47:692–694.
19. Centers for Disease Control and Prevention. 1997. Results of the public health response to Pfiesteria
workshop — Atlanta, Georgia, September 29–30, 1997. Morb. Mort. Wkly. Rep. 46:951–952.
20. Centers for Disease Control and Prevention. 1996. Invasive infection with Streptococcus iniae — Ontario,
1995–1996. Morb. Mort. Wkly. Rep. 45:650–653.
21. Centers for Disease Control and Prevention. 1996. Surveillance for Creutzfeldt–Jakob disease — United
States. Morb. Mort. Wkly. Rep. 45:665–668.
22. Centers for Disease Control and Prevention. 1991. Rotavirus surveillance — United States, 1989–1990.
Morb. Mort. Wkly. Rep. 40:80–81,87.
23. Centers for Disease Control and Prevention. 1991. Paralytic shellfish poisoning — Massachusetts and
Alaska. 1990. Morb Mort. Wkly. Rep. 40:157–161.
24. Centers for Disease Control and Prevention. 1990. Viral agents of gastroenteritis. Public health importance
and outbreak management. Morb. Mort. Wkly. Rep. 39:1–23.
25. Centers for Disease Control and Prevention. 1990. Foodborne hepatitis A — Alaska, Florida, North
Carolina, Washington. Morb. Mort. Wkly. Rep. 39:228–232.
26. Centers for Disease Control and Prevention. 1989. Scombroid fish poisoning — Illinois, South Carolina.
Morb. Mort. Wkly. Rep. 38:140–142, 147.
27. Chakraborty, Т., M.A. Montenegro, S.C. Sanyal, R. Helmuth, E. Bulling, and K.N. Timmis. 1984. Cloning
of enterotox gene from Aeromonas hydrophila provides conclusive evidence of production of a cytotonic
enterotoxin. Infect. Immun. 46:435–441.
28. Chesebro, B. 1998. BSE and prions: Uncertainties about the agent. Science 279:42–43.
29. Cliver, D.O. 2004. How now, mad cow? Food Technol. 58(1):100.
30. Cliver, D.O. (and the IFT Expert Panel on Food Safety and Nutrition). 1988. Virus transmission via foods.
Food Technol. 42(10):241–248.
31. Collinge, J., and M.S. Palmer, eds. 1997. Prion Diseases. New York: Oxford University Press.
32. Cromeans, T.L., O.V Nainan, andH.S. Margolis. 1997. Detection of hepatitis A virus RNA in oyster meat.
Appl. Environ. Microbiol. 63:2460–2463.
33. DiGirolamo, R., J. Liston, and J.R. Matches. 1970. Survival of virus in chilled, frozen, and processed oysters.
Appl. Microbiol. 20:58–63.
34. Dix, A.B., and L.-A. Jaykus. 1998. Virion concentration method for the detection of human enteric viruses
in extracts of hard-shelled clams. J. Food Protect. 61:458–465.
35. Edelson-Mammel, S.G., and R.L. Buchanan. 2004. Thermal inactivation of Enterobacter sakazakii in rehydrated infant formula. J. Food Protect. 67:60–63.
36. Eyles, M.J., G.R. Davey, and E.J. Huntley. 1981. Demonstration of viral contamination of oysters responsible for an outbreak of viral gastroenteritis. J. Food Protect. 44:294–296.
37. Frank, H.A., D.H. Yoshinaga, and I.-P. Wu. 1983. Nomograph for estimating histamine formation in
skipjack tuna at elevated temperatures. Mar. Fish. Rev. 45:40–44.
38. Fugate, K.J., D.O. Cliver, and M.T. Hatch. 1975. Enteroviruses and potential bacterial indicators in Gulf
Coast oysters. J. Milk. Food Technol. 38:100–104.
39. Fuller, J.D., D.J. Bast, V Nizet, D.E. Low, and J.C.S. de Azavedo. 2001. Streptococcus iniae virulence
is associated with a distinct genetic profile. Infect. Immun. 69:1994–2000.
40. Gerba, C.P., and D. Kayed. 2003. Caliciviruses: A major cause of foodborne illness. J. Food Protect.
68:1136–1142.
41. Gerba, C.P., and S.M. Goyal. 1978. Detection and occurrence of enteric viruses in shellfish: A review.
J. Food Protect. 41:743–754.
42. Gerba, C.P., S.M. Goyal, R.L. LaBelle, I. Cech, and G.F Bodgous. 1979. Failure of indicator bacteria to
reflect the occurrence of enteroviruses in marine waters. Am. J. Public Health 69:1116–1119.
43. Gilbert, R.J., G. Hobbs, G.K. Murray, J.G. Cruickshank, and S.E.J. Young. 1980. Scombrotoxic fish
poisoning: Features of the first 50 incidents to be reported in Britain (1976–1979). Br. Med. J. 281:71–72.
44. Gill, T.A., J.W. Thompson, and S. Gould. 1985. Thermal resistance of paralytic shellfish poison in soft-shell
clams. J. Food Protect. 48:659–662.
45. Gray, M., B. Wawrik, J. Paul, and E. Casper. 2003. Molecular detection and quantitation of the red tide
dinofiagellate Karenia brevis in the marine environment. Appl. Environ. Microbiol. 69:5726–5730.
46. Hazen, T.C., C.B. Fliermans, R.P. Hirsch, and G.W. Esch. 1978. Prevalence and distribution of Aeromonas
hydrophila in the United States. Appl. Environ. Microbiol. 36:731–738.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 31. Вирусы и другие доказанные и предполагаемые пищевые биологические опасности

877

47. Hejkal, T.W., and C.P. Gerba. 1981. Uptake and survival of enteric viruses in the blue crab, Callinectes
sapidus. Appl. Environ. Microbiol. 41:207–211.
48. Herrmann, J.E., and D.O. Cliver. 1973. Enterovirus persistence in sausage and ground beef. J. Milk Food
Technol. 36:426–428.
49. Hopkins, R.S., G.B. Gaspard, F.P. Williams, Jr., R.J. Karlin, G. Cukor, and N.R. Blacklow. 1984. A community waterborne gastroenteritis outbreak: Evidence for rotavirus as the agent. Am. J. Public Health
74:263–265.
50. Hudson, S.H., and W.D. Brown. 1978. Histamine (?) toxicity from fish products. Adv. Food Res. 24:
113–154.
51. Hwang, D.-E, S.-H. Chang, C.-Y. Shiau, and C.-C. Cheng. 1995. Biogenic amines in the flesh of sailfish
(Istiophorus plarypterus) responsible for scombroid poisoning. J. Food Sci. 60:926–928.
52. Isonhood, J.H., and M. Drake. 2002. Aeromonas species in foods. J. Food Protect. 65:575–582.
53. Jaykus, L.-A., R. de Leon, and M.D. Sobsey. 1996. A virion concentration method for detection of human
enteric viruses in oysters by PCR and oligoprobe hybridization. Appl. Environ. Microbiol. 62:2074–2080.
54. Kanai, Y., H. Hayashidani, K.-I. Kaneko, M. Ogawa, T. Takahashi, and M. Nakamura. 1997. Occurrence of
zoonotic bacteria in retail game meat in Japan with special reference to Erysipelothrix. J. Food Protect.
60:328–331.
55. Kanki, M., T. Yoda, T. Tsukamoto, and T. Shibata. 2002. Klebsiella pneumoniae produces no histamine:
Raoultella planticola and Raoultella ornithinolytica strains are histamine producers. Appl. Environ. Microbiol. 68:3462–3466.
56. Kaper, J.B., H. Lockman, R.R. Colwell, and S.W. Joseph. 1981. Aeromonas hydrophila: Ecology and
toxigenicity on isolates from an estuary. J. Appl. Bacteriol. 50:359–377.
57. Kaplan, J.E., R. Feldman, D.S. Campbell, C. Lookabaugh, and G.W. Gary. 1982. The frequency of
a Norwalk-like pattern of illness in outbreaks of acute gastroenteritis. Am. J. Public Health 72:1329–1332.
58. Keswick, B.H., Т.К. Satterwhite, P.C. Johnson, H.L. DuPont, S.L. Secor, J.A. Bitsura, G.W. Gary, and
J.C. Hoff. 1985. Inactivation of Norwalk virus in drinking water by chlorine. Appl. Environ. Microbiol.
50:261–264.
59. Kim, S.-H., B. Ben-Gigirey, J. Barros-Velazquez, R.J. Price, and H. An. 2000. Histamine and biogenic
amine production by Morganella morganii isolated from temperature-abused albacore. J. Food Protect.
63:244–251.
60. Klipstein, F.A., and R.F. Engert. 1976. Purification and properties of Klebsiella pneumoniae heat-stable
enterotoxin. Infect. Immun. 13:373–381.
61. Klipstein, F.A., and R.F. Engert. 1976. Partial purification and properties of Enterobacter cloacae heatstable enterotoxin. Infect. Immun. 13:1307–1314.
62. Konowalchuk, J., and J.I. Speirs. 1975. Survival of enteric viruses on fresh vegetables. J. Milk Food Technol.
38:469–472.
63. Konowalchuk, J., and J.I. Speirs. 1975. Survival of enteric viruses on fresh fruit. J. Milk Food Technol.
38:598–600.
64. Kostenbader, K.D., Jr., and D.O. Cliver. 1977. Quest for viruses associated with ourfood supply. J. Food Sci.
42:1253–1257, 1268.
65. Kuritsky, J.N., M.T Osterholm, J.A. Korlath, K.E. White, and J.E. Kaplan. 1985. A statewide assessment of
the role of Norwalk virus in outbreaks of food-borne gastroenteritis. J. Infect. Dis. 151:568.
66. Landry, E.F., J.M. Vaughn, T.J. Vicale, and R. Mann. 1982. Inefficient accumulation of low levels of
monodispersed and feces-associated poliovirus in oysters. Appl. Environ. Microbiol. 44:1362–1369.
67. Larkin, E.P. 1981. Food contaminants — Viruses. J. Food Protect. 44:320–325.
68. Lehane, L., and R.J. Lewis. 2000. Ciguatera: recent advances but the risk remains. Int. J. Food Microbiol.
61:91–125.
69. Leira, F.J., J.M. Vieites, L.M. Botana, and M.R. Vyeites. 1998. Domoic acid levels of naturally contaminated scallops as affected by canning. J. Food Sci. 63:1081–1083.
70. Lundgren, O., A. t. Peregrin, K. Persson, S. Kordasti. I. Uhnoo, and L. Svensson. 2000. Role of the enteric
nervous system in the fluid and electrolyte secretion of rotavirus diarrhea. Science 287:491–495.
71. McFarren, E.F., M.L. Shafer, J.E. Campbell, K.H. Lewis, G.R. Davey, and R.H. Millsom. 1960. Public
health significance of paralytic shellfish poison. Adv. Food Res. 10:135–179.
72. McKercher, P.D., W.R. Hess, and F. Hamdy. 1978. Residual viruses in pork products. Appl. Environ.
Microbiol. 35:142–145.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

878

Часть VII. Пищевые заболевания

73. Miller, M.L., and J.A. Koburger. 1985. Plesiomonas shigelloides: An opportunistic food and waterborne
pathogen. J. Food Protect. 48:449–457.
74. Murphy, A.M., G.S. Grobmann, P.J. Christopher. W.A. Lopez, G.R. Davey, and R.H. Millsom. 1979.
An Australia-wide outbreak of gastroenteritis from oysters caused by Norwalk virus. Med. J. Austr.
2:329–333.
75. Muytjens, H.L., H. Roelofs-Willemse, and G.H. Jaspar. 1988. Quality of powdered substitutes for breast
milk with regard to members of the family Enterobacteriaceae. J. Clin. Microbiol. 26:743–746.
76. Nakazawa, H., H. Hayashidani, J. Higashi, K.-I. Kaneko, T. Takahashi, and M. Ogawa. 1998a. Occurrence
of Erysipelothrix spp. in broiler chickens at an abattoir. J. Food Protect. 61:907–909.
77. Nakazawa, H., H. Hayashidani, J. Higashi, K.-I. Kaneko, T. Takahashi, and M. Ogawa. 1998b. Occurrence
of Erysipelothrix spp. in chicken meat parts from a processing plant. J. Food Protect. 61:1207–1209.
78. Namdari, H., and EJ. Bottone. 1990. Cytotoxin and enterotoxin production as factors delineating enteropathogenicity of Aeromonas caviae. J. Clin. Microbiol. 28:1796–1798.
79. Nazarowec-White, M., and J.M. Farber. 1997a. Incidence, survival, and growth of Enterobacter sakazakii in
infant formula. J. Food Protect. 60:226–230.
80. Nazarowec-White, M., and J.M. Farber. 1997b. Thermal resistance of Enterobacter sakazakii in reconstituted dried-infant formula. Lett. Appl. Microbiol. 24:9–13.
81. Niu, M.Т., L.B. Polish, B.H. Robertson, B.K. Bhanna, B.A. Woodruff, С.N. Shapiro, M.A. Miller, J. D. Smith,
J.K. Gedrose, M. J. Alter, and H.S. Margolis. 1992. Multistate outbreak of hepatitis A associated with frozen
strawberries. J. Infect. Dis. 166:518–524.
82. Niven, C.F., Jr., M.B. Jeffrey, and D. A. Corlett, Jr. 1981. Differential plating medium for quantitative
detection of histamine-producing bacteria. Appl. Environ. Microbiol. 41:321–322.
83. Omura, Y., R.J. Price, and H.S. Olcott. 1978. Histamine-forming bacteria isolated from spoiled shipjack tuna
and jack mackerel. J. Food Sa. 43:1779–1781.
84. Pagotto, F.J., M. Nazarowec-White, S. Bidawid, and J.M. Farber. 2003. Enterobacter sakazakii: Infectivity
and enterotoxin production in vitro and in vivo. J. Food Protect. 66:370–375.
85. Palumbo, S.A., M.M. Bencivengo, B. Del Corral, A.C. Williams, and R.L. Buchanan. 1989. Characterization of the Aeromonas hydrophila group isolated from retail foods of animal origin. J. Clin. Microbiol.
27:854–859.
86. Parshionikar, S.U., S. Willian-True, G.S. Fout, D.E. Robbins, S.A. Seys, J.D. Cassady, and R. Harris. 2003.
Waterborne outbreak of gastroenteritis associated with a norovirus. Appl. Environ. Microbiol. 69:5263–
5268.
87. Paul, R., A. Siitonen, and P. Karkkainen. 1990. Plesiomonas shigelloides bacteremia in a healthy girl with
mild gastroenteritis. J. Clin. Microbiol. 28:1445–1446.
88. Perl, T. M., L. Bedard, T. Kosatsky, J.С. Hockin, E. С Todd, and R. S. Remis. 1990. An outbreak of toxic
encephalopathy caused by eating mussels contaminated with domoic acid. N. Engl. J. Med. 322:1775–1780.
89. Pier, G.B., S.H. Madin, and S. Al-Nakeeb. 1978. Isolation and characterization of a second isolate of Streptococcus iniae. Int. J. System. Bacterial. 28:311–314.
90. Portnoy, B.L., P.A. Mackowiak, C.T. Caraway, J.A. Walker, T.W. McKinley, and C.A. Klein. 1975.
Oyster-associated hepatitis: Failure of shellfish certification programs to prevent outbreaks. JAMA 233:
1065–1068.
91. Rodriguez-Jerez, J.J., E.I. Lopez-Sabater, A.X. Roig-Sagues, and M.T. Mora-Ventura. 1994. Histamine,
cadaverine and putrescine forming bacteria from ripened Spanish semipreserved anchovies. J. Food Sci.
59:998–1001.
92. Rose, J.M., C.W. Houston, D.H. Coppenhaver, J.D. Dixon, and A. Kurosky. 1989. Purification and chemical
characterization of a cholera toxin-cross-reactive cytolytic enterotoxin produced by a human isolate of
Aeromonas hydrophila. Infect. Immun. 57:1165–1169.
93. Rouf, M.A., and M.M. Rigney. 1971. Growth temperatures and temperature characteristics of Aeromonas.
Appl. Microbiol. 22:503–506.
94. Sabota, J. M., W. L. Hoppes, J. R. Ziegler, Jr., H. DuPont, J. Mathewson, and G. W. Rutecki. 1998. A new
variant of food poisoning: Enteroinvasive Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli sepsis from a contaminated hamburger. Am. J. Gastroenterol. 93:118–119.
95. Sanyal, S.C., S J. Singh, and P.C. Sen. 1975. Enteropathogenicity of Aeromonas hydrophila andPlesiomonas
shigelloides. J. Med. Microbiol. 8:195–198.
96. Seymour, I.J., and H. Appleton. 2001. Foodborne viruses and fresh produce. J. Appl. Microbiol. 91:759–773.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 31. Вирусы и другие доказанные и предполагаемые пищевые биологические опасности

879

97. Shin, G.-A., and M.D. Sobsey. 2003. Reduction of Norwalk virus, poliovirus 1, and bacteriophage MS2
by ozone disinfection of water. Appl. Environ. Microbiol. 69:3975–3978.
98. Shiono, H., H. Hayashidani, K.-I. Kaneko, M. Ogawa, and M. Muramatsu. 1990. Occurrence of Erysipelothrix rhu-siopathiae in retail raw pork. J. Food Protect. 53:856–858.
99. Sullivan, R., R.M. Marnell, E.R Larkin, and R.B. Read, Jr. 1975. Inactivation of poliovirus 1 and coxsackievirus B-2 in broiled hamburgers. J. Milk Food Technol. 38:473–475.
100. Takahashi, Т., Т. Fujisawa, Y. Tamura, S. Suzuki, M. Muramatsu, T. Sawata, Y. Benno, and T. Mitsuoka.
1992. DNA relat-edness among Erysipelothrix rhusiopathiae strains representing all twenty-three serovars
and Erysipelothrix tonsillarum. Int. J. System. Bacteriol. 42:469–473.
101. Taylor, D.M. 1998. Inactivation of the BSE agent. J. Food Saf. 18:265–274.
102. Taylor, S.L., L.S. Guthertz, M. Leatherwood, and E.R. Lieber. 1979. Histamine production by Klebsie/
lapneumoniae and an incident of scombroid fish poisoning. Appl. Environ. Microbiol. 37:274–278.
103. Taylor, S.L., T.J. Keefe, E.S. Windham, and J.F. Howell. 1982. Outbreak of histamine poisoning associated
with consumption of Swiss cheese. J. Food Protect. 45:455–457.
104. Ternstrom, A., and G. Molin. 1987. Incidence of potential pathogens on raw pork, beef and chicken
in Sweden, with special reference to Erysipelothrix rhusiopathiae. J. Food Protect. 50:141–146.
105. Thurm, V., and B. Gericke. 1994. Identification of infant food as a vehicle in a nosocomial outbreak
ofCitrobacterfreundii: epidemiological subtyping by allozyme, whole-cell protein and antibiotic resistance.
J. Appl. Bacteriol. 76:553–558.
106. Traore, О., С. Arnal, B. Mignotte, A. Maul, H. Laveran, S. Billaudel, and L. Schwartzbrod. 1998. Reverse
transcriptase PCR detection of astrovirus, hepatitis A virus, and poliovirus in experimentally contaminated
mussels: Comparison of several extraction and concentration methods. Appl. Environ. Microbiol. 64:3118–
3122.
107. Tsukamoto, Т., Y Konoshita, T. Shimada, and R. Sakazaki. 1978. Two epidemics of diarrhoeal disease possibly caused by Plesiomonas shigelloides. J. Hyg. 80:275–280.
108. Turner, C., S.M. Williams, and T.R. Cumby. 2000. The inactivation of foot and mouth disease, Aujeszky’s
disease and classical swine fever viruses in pig slurry. J. Appl. Microbiol. 89:760–767.
109. Twedt, R.M., and B.K. Boutin. 1979, Potential public health significance of non-Escherichia coli coliforms
in food. J. Food Protect. 42:161–163.
110. Van Acker, J., F. de Smet, G. Muyldermans, A. Bougatef, A. Naessens, and S. Lauwers. 2001. Outbreak
of necrotizing enterocolitis associated with Enterobacter sakazakii in powdered milk formula. J. Clin.
Microbiol. 39:293–297.
111. Van Damme, L.R., and J. Vandepitte. 1980. Frequent isolation of Edwardsiella tarda and Plesiomonas
shigelloides from healthy Zairese freshwater fish: A possible source of sporadic diarrhea in the tropics. Appl.
Environ. Microbiol. 39:475–479.
112. Vogel, G. 1997. Prusiner recognized for once-heretical prion theory. Science 278:214.
113. Wait, D.A., C.R. Hackney, R.J. Carrick, G. Lovelace, and M.D. Sobsey. 1983. Enteric bacterial and viral
pathogens and indicator bacteria in hard shell clams. J. Food Protect. 46:493–496.
114. Wei, C.I., C.-M. Chen, J.A. Koburger, W.S. Otwell, and M.R. Marshall. 1990. Bacterial growth and
histamine production on vacuum packaged tuna. J. Food Set. 55:59–63.
115. Williams, N. 1997. New studies affirm BSE-human link. Science 278:31.
116. Xu, X.-J., M.R. Ferguson, V.L. Popov, С W. Houston, J. W. Peterson, and A.K. Chopra. 1998. Role of cytotoxic enterotoxin in Aeromonas-mediated infections: Development of transposon and isogenic mutants.
Infect. Immun. 66:3501–3509.
117. Yoshinaga, D.R., and H.A. Frank. 1982. Histamine-producing bacteria in decomposing shipjack tuna
(Katsuwonus pelamis). Appl. Environ. Microbiol. 44:447–452.
118. Zajc-Satler, J., A.Z. Dragav, and M. Kumelj. 1972. Morphological and biochemical studies of 6 strains
of Plesiomonas shigelloides isolated from clinical sources. Zbt. Baktr. Hyg. Abt. Orig. A. 219:514–521.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Приложение

Классификация
грамположительных
и грамотрицательных
бактериальных родов
Классифицирование родов грамположительных и грамотрицательных бактерий
основано на четырех фенотипических характеристиках: окраска по Граму (GP =
положительная; GN = отрицательная), наличие оксидазы (+ или –), каталазы (+
или –) и отсутствие (n) или присутствие (p) пигментации колонии. Классифицирование для большинства аэробных бактерий, вызывающих пищевые инфекции,
может быть сделано через 24–48 ч после посева на чашки Петри и инкубации при
30 °C. Пищевые и экологические бактериальные роды не известны для следующих двух групп: GP 3 (Gr + Ox + Cat – n) и GP 4 (Gr + Ox + Cat – n). Среди грамотрицательных бактерий роды, когда-либо обнаруженные в пищевых продуктах,
редко находятся в группе GN 3 (Gr – Ox + Cat – n) и GN 4 (Gr – Ox + Cat – p).
Группы грамположительных бактерий
GP 1: Gr + Ox + Cat + n

GP 2: Gr + Ox + Cat + p

Alicyclobacillus
Aneurinibacillus
Arthrobacter
Bacillus (некоторые)
Brachybacterium
Brevibacillus
Brochothrix
Corynebacterium (некоторые)
Dermacoccus
Geobacillus
Gracilibacillus
Janibacter
Macrococcus
Micrococcus
Nesterenkonia
Paenibacillus
Propioniflex
Salibacillus
Sporosarcina
Staphylococcus lentus, sciuri, vitulus
Stomatococcus
Streptomyces (некоторые)
Terracoccus

Arthrobacter
Bacillus (некоторые)
Brachybacterium
Brevibacillus
Brevibacterium (некоторые)
Corynebacterium
Deinococcus
Dermacoccus
Exiguobacterium
Halobacillus
Janibacter
Kocuria
Luteococcus
Macrococcus
Micrococcus
Nesterenkonia
Salinococus
Streptomyces (большинство)

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Классификация грамположительных и грамотрицательных бактериальных родов

Группы грамположительных бактерий
GP 5: Gr + Ox – Cat + n

GP 6: Gr + Ox – Cat + p

Anaerobacter
Bacillus (большинство)
Brevibacterium (большинство)
Brachybacterium
Caseobacter
Clavibacter
Corynebacterium (некоторые)
Demetria
Erysipelothrix
Geobacillus (некоторые)
Janibacter
Jonesia
Kocuria
Kurthia
Kytococcus
Leucobacter
Listeria
Paenibacillus (некоторые)
Propionibacterium
Staphylococcus
Terribacter
Terracoccus

Bacillus (некоторые)
Brachybacterium
Brevibacterium linens
Caseobacter
Clavibacter
Corynebacterium (некоторые)
Demetria
Exiguobacterium
Gordona
Janibacter
Kineococcus
Kocuria
Kytococcus
Microbacterium
Planococcus
Propionibacterium
Rathayibacter
Sanguibacter
Staphylococcus aureus

GP 7: Gr + Ox – Cat – n

GP 8: Gr + Ox – Cat – p

Amphibacillus
Bifidobacterium
Clostridium
Erysipelothrix
Facklamia
Helcococcus
Lactic acid bacteriaа
Sporolactobacillus
S. aureus subsp. anaerobius

Clostridium (некоторые)
Lactobacillus (некоторые)

Группы грамотрицательных бактерий
GN 1: Gr – Ox + Cat + n

GN 2: Gr – Ox + Cat + p

Achromobacter
Acidovorax
Aeromonas
Agrobacterium
Alcaligenes
Alteromonas
Amaricoccus
Aminobacter

Acidomonas
Acidovorax
Alteromonas
Aminobacter
Azomonas
Azotobacter
Brevundimonas
Campylobacter (по крайней мере, 2 вида)

881

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

882

Приложение

Группы грамотрицательных бактерий
GN 1: Gr – Ox + Cat + n

GN 2: Gr – Ox + Cat + p

Arcobacter
Azomonas
Azotobacter
Bergeyella
Brevundimonas
Burkholderia
Campylobacter
Carnimonas
Comamonas
Delftia
Devosia
Enhydrobacter
Halomonas
Meniscus
Moraxella
Ochrobacter
Oligella
Pandoraea
Paracoccus
Pedobacter
Photobacterium
Plesiomona
Pseudoalteromonas
Pseudomonas
Psychrobacter
Ralstonia
Rhizomonas
Shewanella
Sphingomonas
Stenotrophomonas
Telluria
Vibrio
Xanthobacter

Chryseobacterium
Chromobacterim
Chryseomonas
Burkholderia cepacia
Duganella
Empedobacter
Flavobacterium
Hydrogenophaga
Hymenobacter actinosclerus
Janthinobacterium
Kingella
Methylobacterium
Myroides
Pandoraea (некоторые)
Paracoccus
Pedobacter
Persicobacter
Pseudoalteromonas
Pseudoaminobacter
Rhizomonas
Sphingobacterium
Sphingomonas
Stenotrophomonas
Telluria chitinolytica
Variovorax
Vogesella
Xanthobacter

GN 3: Gr – Ox + Cat – n
Campylobacter concisus
Cardiobacterium
Eikenella
Kingella
Suttonella

GN 4: Gr – Ox + Cat – p
Cytophaga
Hydrogenophaga
Persicobacter
Wolinella

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Классификация грамположительных и грамотрицательных бактериальных родов

GN 5: Gr – Ox – Cat + n
CaAcetobacter
Acidomonas
Acinetobacter
Asaia
Burkholderia cepacia,
B. cocovenenans
Campylobacter (некоторые)
Enterobacteriaceaet б
Gluconobacter
Moraxella bovis, ovis
Pandoraea
Pseudomonas (несколько)
Raoultella
Saccharobacter
Stenotrophomonas (некоторые)
Xylella
Xanthomonas
Zymobacter
Zymomonas

GN 7: Gr – Ox – Cat – n
Acidaminococcus
Bacteroides
Megasphera
Pectinatus
Streptobacillus
Veillonella
a
Все
б

GN 6: Gr – Ox – Cat + p
Acinetobacter radioresistens
Asaia
Azoarcus
Chemohalobacter
Citrobacter
Deinobacter grandis
Erwinia
Flavimonas
Frateuria
Pandoraea
Pantoea
Pectobacterium
Pedobacter
Serratia
Xanthomonas
Xylophilus

GN 8: Gr – Ox – Cat – p
Prevotella nigrescens

роды молочнокислых микроорганизмов, перечисленных в гл. 7.
Включая Enterobacter, Escherichia, Salmonella, Shigella и другие энтеробактерии.

883

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Предметный указатель

Arcobacter 89
Campylobacter spp. 89
Escherichia coli (биотип I) 89
Listeria 92
NaCl 369
pH 56
RITARD-модель 337
Salmonella 90
Yersinia 92
А
Агаровые капельки 257
Амебиаз 805
Анализ ДНК 30
Анализ рРНК 29
Анализ с помощью микроматриц 311
Анизакиаз 829
Антагонизм бактерий 385
Антибиотики 378
Антимикробные компоненты 72
Антиоксиданты 370
Антона проба 335
Антракноз 159
Артроспоры 43
Асептическая упаковка 541
Афлатоксины 837
Аэробный подсчет колоний (АПК) 250
Аэрозольная пушка 265
Б
Бактериальная мягкая гниль 152
Бактериофаги 393
Бактериоцины 389
Безопасность SCP 243
Бекон 124, 130
Белок одноклеточных 240
Бета-лучи 427
Биоконтроль 385
Биопленки 611
Биосенсоры 312
Бифидобактерии 563
Бланширование 431
Болезни Крейтцфельда—Якоба 871
Болезни, вызываемые молочнокислыми
бактериями 198
Болонья 124

Бонгкрек 222
Ботулизм 668
Бренди 216
Бурбон 216
Бутилированная вода 244
Бычья губчатая энцефалопатия (БГЭ) 871
В
Вакуумная упаковка 405
Верификация 584
Ветчины 130
Вибриоз 771
Вина 213
Вирус гепатита А 860
Вкусовые агенты 371
Влажные смывы 262
Влияние CO2 на микроорганизмы 407
Влияние Eh 71
Влияние низкой активности воды 65
Воздействие высушивания на
микроорганизмы 511
Воздействие замораживания на
микроорганизмы 459
Восстановление красителей 260
Время термической смерти (ВТС) 488
Вспышки болезней 169
Г
Гамма-лучи 428
Гари 222
Гель-электрофорез в пульсирующем поле
309
Гемагглютинация 295
Гидрофобные сетчатые мембранные
фильтры (HGMF) 256
Гипобарическое хранение 404
Глюкозоксидаза 385
Гниль фитофтора 159
Говарда плесени учет 262
Голубая гниль 160
Гомогенизация 252
Д
Дезинфекция 359
Детский ботулизм 682
Диарейный синдром 685

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Предметный указатель

Диарея путешественников 765
Диметилдикарбонат (DMDC) 383
Диоксид серы 351
Дистиллированный алкоголь 216
Домоевая кислота 874
Дрожжи осмофильные 67
Ж
Жгутики 497
Жизнеспособные, но не культивируемые
организмы 270
З
Замораживание продуктов питания 456
Замороженные мясные пироги 237
Заправка для салатов 234
Зерновые злаки 235
И
Иванолизин О 707
Иерсиниоз 783
Иммунологические методы 289
Иммунолюминесценция 290
Иммуномагнитное разделение 294
Иммуноферментный анализ твердофазный
292
Индикаторы безопасности продуктов 550
Индикаторы качества продуктов 548
К
Какао-бобы 220
Кампилобактериоз 789
Квашеная капуста 208
Кислая гниль159
Клетки линии Vero 341
Клеточная линия HeLa 340
Клонорхоз 818
Колбаса 124
Колиформные бактерии 551
Колониеобразующие единицы (КОЕ) 250
Комбуча 217
Консервированных продуктов порча 500
Конфеты 237
Концентрация газов в окружающей среде 77
Концепция 12-D 493
Концепция препятствия 394
Копчение 124
Кофейные бобы 217
Кривая времени термической смерти 492
Криптоспоридиоз 812
Критическая контрольная точка (ККТ) 579

885

Л
Лактопероксидазная система 73
Лейкины 392
Лепешки идли 208
Летальная доза на мышах 329
Липкая пленка 265
Листериолизин О 707
Лямблиоз 803
М
Майонез 234
Манотермозвуковое воздействие
(термоультразвуковое воздействие) 543
Маслины 209
Мезофилы 75
Мембранные фильтры 254
Метаболические пути 179
Метод высокого гидростатического давления
(ВГД) 527
Метод полинуклеотидных зондов
(ДНК-зондов) 296
Методы агарового шприца/«агаровых
колбасок» 264
Микробиологическая оценка поверхностей
262
Микробиологическая порча птицы 111
Микробиологическая порча свежего
красного мяса 98
Микробиота мяса и птицы 84
Микроволны 428
Микрокалориметрия 316
Микроскопический подсчет колоний 257
Микрофлора молока 184
Мисо 221
Мицелий 43
Мойка туш 114
Молекулярно-генетические методы 295
Моллюски 143
Молочнокислый антагонизм 386
Молочные продукты 181
Монензин 380
Моноцитогенная активность 709
Морепродукты 132
Мука 235
Мультилокусное ферментэлектрофоретическое типирование 307
Мышата-сосунки 332
Мягкая гниль 159
Мякоть ореха 238
Мясо горячей обвалки 96
Мясо механической обвалки 95

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

886

Н
Наиболее вероятное число (НВЧ) 250, 259
Натамицин 380
Непереносимость лактозы 190
Низин 389
Нитраты 352
Нитрит-сорбат 356
Нитриты 352
Нитрозамины 355
Норовирусы 861
О
Овощи свежие и замороженные 148
Оги 221
Озон (О3 ) 362
Окислительно-восстановительный
потенциал 68
Оксиды этилена 382
Онком 223
Оптоволоконные биосенсоры 313
Относительная влажность окружающей
среды 76
Охратоксины 844
Оценка биологической опасности и рисков
578
П
Пальмовое вино 216
Парагонимоз 818
Пастеризация 183
Патогенные штаммы Escherichia coli 93
Патогены молока 184
Пеницилловая кислота 846
Печени свежей порча 109
Пиво 211
Пищевые продукты средней влажности 515
Подсчет колоний стандартный 250
Позеленение 126
Полиаминокислоты 385
Полимеразная цепная реакция (ПЦР) 298
— мультиплексная 299
— ревертазная 299
Полиморфизм длины рестрикционных
фрагментов 310
Посев отпечатком 263
Посол 122
Пребиотики 188
Прионные болезни 870
Приправы 237
Пробиотики 188
Продукты из теста 235
Продукты на основе SCP 242

Предметный указатель

Продукты, имеющие низкое содержание
влаги 508
Прокисание 126
Пропионаты 351
Протеобактерии 31
Проточная цитометрия 317
Прямое флюоресцентное фильтрование 255
Прямое эпифлюоресцентное фильтрование
микроколоний 255
Прямой микроскопический подсчет (DMC)
250, 261
Прямой поверхностный метод 264
Психротрофы 464
Психрофилы 75, 464
Пьезоэлектрические кристаллы 312
Р
Равновесно-модифицированная
атмосфера 407
Радаппертизация 433
Радиоиммунологический анализ 291
Радиометрия 285
Радисидация 437
Радуризация 439
Рай-виски 216
Ракообразные 142
Растительные продукты 208
Резистентность спор 486
Репарация 268
Рестрикционный анализ 307
Рибосомы 496
Риботипирование 310
Ротавирусы 862
Рубленые мясные изделия, обогащенные
соей 93
Рыба и моллюски 132
— порча 137
Рыбные соусы 206
С
Сакэ 217
Сальмонеллез 726
Самбутоксин 851
Санитарная чистка 114
Саркоцистоз 811
Сахар 237, 369
Свеженарезанных плодов производство 162
Сгущенное молоко 183
Серая гниль 159
Серологический метод обогатительный 290
Серотипирование 289
Сигма-факторы 614
Сигуатера 874

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Предметный указатель

887

Сидр 215
Синдром ботулизма у взрослых 679
Система Probelia 299
«Скумбриевое отравление» 864
Случайная амплификация полиморфной
ДНК 308
Смывы 262
Содержание влаги 63
Соевые соусы 207, 221
Соленые огурцы 210
Сорбиновая кислота 349
Специи 372
Спиральные вращающиеся трубки 261
Спиральный плоттер 253
Стабильность хранения высушенных
продуктов 514
Стартовые культуры 190
Стафилококковые энтеротоксины 640
Стеригматоцистин 847
Субпродукты 98
Субтилин 381
Сухие пищевые продукты 239
Сухие пленки 258
Сфингомиелиназа 709
Сыры 196

Ф
Фаготипирование 304
Фактор Периго 354
Факторы, влияющие на термоустойчивость
микроорганизмов 478
Фасциолез 817
Ферментированные продукты 190, 191
Фасциолопсидоз 817
Ферментация 174, 241
Ферменты 495
Фосфаты 374
Фруктов порча 161
Фумонизины 847

Т
Таксономия (классификация) бактерий 29
Тампон/скошенный агар 265
Температура хранения 75
Темпех 221
Тениоз 821
Термическая деструкция микроорганизмов
488
Термоустойчивость микроорганизмов 485
Тетрациклины 380
Тилозин 381
Токсигенные фитопланктоны 872
Токсоплазмоз 807
Трихинеллез 823

Ш
Шереня проба 335
Шигеллез 741
Шотландское виски 216

У
Уксусная и молочная кислоты 376
Уксуснокислые бактерии 181
Ультразвуковые устройства 265
Ультрафиолетовый свет 427
Упаковка в модифицированной атмосфере
(МАР) 406
Установка BioSys-32 318

Х
Хитозаны 383
Хлеб 207
Хлебобулочные изделия 236
Хлор 365
Х-лучи 428
Хроническая истощающая болезнь 872
Ц
Циклоспориаз 815
Цистицеркоз 821
Цитринин 844

Э
Электростимуляция 97
Эль 211
Эметический синдром 685
Энтеральные питательные растворы 239
Энтероагрегативная E. coli (EAggEC) 747
Энтеровирусы 564
Энтерогеморрагическая E. coli (EHEC) 749
Энтероинвазивные E. coli (EIEC) 761
Энтеропатогенные E. coli (EPEC) 761
Энтеротоксигенные E. coli (ETEC) 762
Энтеротоксин 664
Этанол 384
Эфирные масла 372
Эффект оттаивания 462
Эффекты замораживания 456
Я
Ядро ореха 238
Яйца 229

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Учебное электронное издание
Серия: «Лучший зарубежный учебник»
Джей Джеймс М.
Лёсснер Мартин Дж.
Гольден Дэвид А.
СОВРЕМЕННАЯ ПИЩЕВАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ
Ведущий редактор канд. биол. наук В. В. Гейдебрехт
Редактор А. В. Любителев
Художник Н. А. Новак
Технический редактор Е. В. Денюкова
Компьютерная верстка: С. А. Янковая
Подписано 20.03.14. Формат 70×100/16.
Усл. печ. л. 71,99.
Издательство «БИНОМ. Лаборатория знаний»
125167, Москва, проезд Аэропорта, д. 3
Телефон: (499) 157-5272
e-mail: binom@Lbz.ru, http://www.Lbz.ru
Минимальные системные требования определяются соответствующими требованиями
программы Adobe Reader версии не ниже 10-й для операционных систем Windows,
Android, iOS, Windows Phone и BlackBerry

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

В седьмом английском издании основное внимание сосредоточено на
общей биологии микроорганизмов, обнаруживаемых в пище. Дан обзор
современных методов классификации бактерий, таксономических схем
для дрожжей и плесневых грибов. Описаны факторы роста микроорга"
низмов в пищевых продуктах. Читателя заинтересуют методы культиви"
рования микроорганизмов, используемых в пищевой промышленности,
а также способы сохранения от порчи продуктов и описание способов
дифференциации патогенов от непатогенов. Отдельные главы посвя"
щены санированию пищи, индикаторным микроорганизмам, системам
контроля качества пищевого производства.
Для студентов и преподавателей пищевых, биотехнологических и ме"
дицинских вузов, научных сотрудников, специалистов и работников
саннадзора.