Микробиология пищевых продуктов растительного происхождения
План 1. 2. 3. 4. Микрофлора плодов и овощей Микрофлора зерна и хлебопродуктов Микрофлора кондитерских и вкусовых товаров Микрофлора консервов
Микрофлора плодов и овощей 1. Микрофлора свежих плодов и овощей 2. Производство и торговля
Производство яблок • Всемирное производство яблок составило 55 млн т. в • 2005 г. , стоимостью 10 млрд долл. Китай произвел две пятых этого объёма. США — второй по величине производитель яблок, — 7, 5 % от мирового производства 60 % яблок, выращиваемых в США, выращены в штате Вашингтон. Импорт яблок из Новой Зеландии и других стран с более умеренным климатом конкурирует с американским производством и увеличивается из года в год. В РФ площади садов и производство яблок сокращаются за счет интенсивной раскорчевки сильнорослых садов и медленной замены их карликовыми.
Крупнейшие производители яблок (2008 ) • Страна Производство( тонн) КНР 27 507 000 4 237 730 США 2 660 000 Иран 2 266 437 Турция 2 211 000 Россия 2 072 500 Италия 2 001 400 Индия 1 800 000 Франция 1 390 000 Чили 1 300 000 Аргентина 64 255 520 Всего в мире
Способы хранения плодоовощной продукции, ягод и винограда • сушка(конвективная, кондуктивная, сублимационная, высокочастотная, современная экологически чистая инфракрасная технология ), • замораживание(процесс быстрого замораживания ), • хранение в холодильниках.
Период хранения фруктов и овощей в зависимости от температуры и влажности Наименование Яблоки Баклажаны Брокколи Вишня Земляника Капуста Морковь Цветная капуста Сельдерей Температура, °С -1+4 8 -12 0 -1 -1+2 0 0 -1 0 -1 Влажность, % Период хранения 90 -95 1 -8 месяцев 90 -95 1 -2 недели 95 -100 1 -2 недели 90 -95 3 -7 дней 90 -95 5 -7 дней 95 -100 3 -7 месяцев 95 -100 4 -8 месяцев 95 -100 2 -4 недели 0 -1 95 -100 1 -3 месяца
Период хранения фруктов и овощей в зависимости от температуры и влажности Температура, °С Влажность, % Период хранения Наименование Слива Смородина Огурцы Чеснок Виноград Дыни Лук Груши Картофель (молодой) Картофель Малина Перец Персик Черешня 1+2 -0, 5 -0 8 -11 0 -1 -0 4 -15 -1 -0 -1+3 90 95 70 90 95 85 90 70 80 90 95 1 - 8 недель 7 -28 дней 1 -2 недели 6 -8 месяцев 4 -6 месяцев 1 -3 недели 6 -8 месяцев 1 -6 месяцев 4 -5 -0, 5 -0 7 -10 -1+2 90 95 90 3 -8 недель 4 -8 месяцев 2 -3 дня 1 -3 недели 2 -6 недель
Состав микрофлоры свежих плодов и овощей • Основной причиной значительных потерь плодов и овощей является поражение их микроорганизмами. На поверхности плодов и овощей постоянно обитают различные виды микроорганизмов: типичные (эпифитная микрофлора) и случайные (они заносятся насекомыми, птицами, ветром, а также попадают с тары, упаковочных материалов и других объектов).
Эпифитная микрофлора • Видовой состав микрофлоры и ее численность • • зависят от вида растений, географических, климатических и прочих условий их произрастания. Молочнокислые бактерии: Streptococcus spp. , Уксуснокислые бактерии: Acetobacter spp. , Спороносные и бесспоровые бактерии Bacillus spp. , Pseudomonas spp. , Erwinia spp. , Proteus spp. Грибная флора: Alternaria spp. , Aspergillus spp. , Botrytis spp. , Penicilliun spp. , Rhizopus spp. , Cladosporium spp. , Fusarium spp. • Дрожжевая флора: Saccharomyces spp. , Schizosaccharomyces spp. , Candida spp. , Hansenula spp. , Torulopsis spp. , Cryptococcus spp. • Патогенные для человека: Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Salmonella typhi, Schigella disenteriae.
Продуценты микотоксинов • Botrytis cinerea • Rhizopus nigricans • Phoma rostrupii • Fusarium solani
Количество микроорганизмов на поверхности здоровых плодов и овощей • колеблется в очень широких пределах — от • • десятков до сотен тысяч, а иногда и более на 1 см 2; изменяется в зависимости от многочисленных факторов: сорта, условий и района выращивания (климатических, метеорологических, состава почвы, агротехнических приемов и др. ), срока и способов уборки и транспортировки; степени зрелости плодов (овощей): количество дрожжевых клеток на перезрелых ягодах малины в тысячи раз больше, чем на ягодах неперезрелых.
Лежкоспособность плодов при хранении • При искусственном инфицировании яблок различных • помологических сортов возбудителем мягкой сизо зеленой гнили (Penicillium expansum) плоды одних сортов заболевали при температуре хранения 18 "С на 2— 3 й день, других — на 7— 8 й, а плоды наиболее устойчивых сортов — лишь на 12— 14 й день после заражения; Поражаемость плодов одного сорта различными патогенами: яблоки сорта Джонатан, например, инфицированные возбудителем плодовой гнили (Monilia fructigena), заболевали на 1— 2 й день, а инфицированные возбудителем черного рака (Sphaeropsis malorum) — на 7— 10 й день после заражения.
Заражение плодов и овощей микроорганизмами • Активное возбудитель болезни проникает в ткани • • самостоятельно через поврежденные покровы; Пассивное патоген проникает через раны или непосредственно от материнского растения; Интенсивность развития микроорганизмов в плодах и овощах определяется их видовыми особенностями, физиолого биохимическим состоянием инфицированного плода (корнеплода и др. ), температурой, влажностью и газовым составом среды в помещениях для хранения; Болезни овощей и особенно плодов, так называемые «гнили» , чаще всего вызывают плесневые грибы, реже - дрожжи и бактерии ; Грибы сапрофиты развиваются на мертвых тканях; паразиты (биотрофы) развиваются в живых тканях; факультативные паразиты (некротрофы) — развиваются на мертвых тканях, гибель которых
Возбудители болезней Плодовая гниль Monilia fructigena
Фитофтороз картофеля Phytophtora intestans
Фузариоз (сухая гниль) картофеля Fusarium solani
Шейковая гниль лука – Botrytis allii, капусты – B. cinerea
Консервированные плоды
Виды плодово ягодных консервов • • • • Варенье Джем Повидло Мармелад Желе Пастила Компоты Цукаты Охлажденные Замороженные плоды, ягоды и овощи Сушеные плоды, ягоды и овощи Соленые овощи Квашеные овощи Моченые плоды и ягоды Маринованные овощи, плоды и ягоды
МИКРОБИОЛОГИЯ консервов • • 1. 2. 3. 4. Соленые овощи Квашеные овощи Моченые плоды и ягоды Маринованные овощи, плоды и ягоды Бомбаж – Развитие газообразующих бактерий (Clostridium botulinum , Clostridium pasteurianum, Escherichia coli, Proteus vulgaris ). и др. Плесневение – Развитие плесневых грибов (Penicillium, Aspergillus, Rhizopus, Fusarium и др. ) Ослизнение – Развитие аммонификаторов (Bac. Subtilis, Bac. Mesentericus, Escherichia coli, Proteus vulgaris и др. ). Закисание – Развитие молочнокислых бактерий (Streptococcus lactis, Lactobac. Bulgaricus и др. ).
МИКРОБИОЛОГИЯ КОРМОВ • По происхождению различают растительные, • животные и минеральные корма. Из всех кормов наибольший удельный вес занимают растительные (грубые), к которым жвачные и другие виды животных приспособились в процессе эволюции. В зависимости от содержания влаги в заготовленных растительных кормах различают сено (12 17 %), сенаж (40 50 %) и силос (70 80 %).
Количество микроорганизмов на поверхности листьев растений, тыс. на 1 г сухого вещества (по Е. И. Квасникову) Вид растения Физиологические группы микроорганизмов аммонифи Люцерна 5 600 каторы молочно к масляно кислые дрожжи 1 0, 0 1, 7 0 15 Кукуруза 23 000 10 10 БГКП нитрифи денитри каторы фикаторы 15, 5 3, 6 3, 5 0 0, 1 0
Состав микрофлоры • М. Возняковская и Я. П. Худяков (1960) из 18 видов • • • растений выделили 46 видов микробов. При изучении эпифитной микрофлоры строгой специфичности к определенным растениям не выявлено. После скашивания исчезают преграды, которые препятствуют проникновению микробов в их ткани. Проявляется деятельность находящихся в анабиотическом состоянии эпифитов, среди которых большое число гнилостных, грибов, маслянокислых и др. . При их развитии происходят потери больших количеств питательных веществ и порча корма. Для жизни бактерий требуется более высокая влажность, чем для плесневых грибов. Поэтому при относительно одинаковых ус ловиях корма чаще подвергаются плесневению, чем каким нибудь другим изменениям. Такие корма бывают нередко причиной от равлений.
СЕНО • . При попадании воды внутрь скирды или стога деятельность микроорганизмов начинает усиливаться. Процесс характеризуется повышением температуры до 40 50 °С и выше. Происходят гибель мезофилов и активация деятельности термофилов. Через 4— 5 дней температура повышается до 70 80 °С, наблюдается обугливание, растения вначале становятся бурыми, а затем черными. При 90 °С микроорганизмы прекращают свою деятельность.
СЕНАЖ • Это способ консервирования провяленных трав, • главным образом бобовых, убранных в начале бутонизации. Бобовые содержат незаменимые аминокислоты: лизин, метионин, триптофан, которые не могут синтезироваться в организме животных. Сенаж совмещает в себе положительные качества сена и силоса. Основной фактор сохранения провяленной массы — «физиологическая сухость» субстрата, т. е. превышение водоудерживающей силы растений над сосущей силой микробов (А. М. Михин, 1973 ).
Качество сенажа • По аминокислотному составу сенаж приближается к зеленым растениям. В нем содержится (в % к протеину): лизина 4, 14, гистидина 1, 22, аргинина 4, 02, аспарагиновой кислоты 10, 39, треонина 3, 97, глутаминовой кислоты 7, 35, пролина 4, 09, аланина 5, 35, валина 5, 44, метионина 0, 98, изолейцина 4, 63, лейцина 7, 36, тирозина 4, 74, фенилаланина 3, 76 (по В. Г. Рядчикову).
Взаимосвязь между влажностью растений и водоудерживающей силой их клеток • Максимальная «сосущая сила» большинства • бактерий равна 5, 0— 5, 5 МПа, плесневых грибов — 22, 0 29, 5 МПа. Таким образом, чтобы замедлить развитие бактерий, необходимо понизить влажность растений до 45 50 %, а для угнетения роста плесневых гри бов—до 15%.
Количество молочнокислых и гнилостных микробов в сенаже и силосе Вид корма Влажнос р. Н ть, % Число микробов, тыс. в 1 г абсолютно сухого вещества молочно гнилостн кислых ых Сенаж 54, 8 4, 83 66 33 Силос 76, 0 3, 97 66 150
СИЛОС • Силосование — это сложный биохимический процесс • • превращения свежей растительной массы в заквашенный корм. Силосуемую массу закладывают в траншеи, ямы, башни, уплотняют и изолируют от воздуха. В таком состоянии корм хорошо сохраняется благодаря происходящим в нем микробиологическим процессам. Существует два способа силосования кормов: холодный и горячий. Холодный способ силосования проходит при сравнительно невы сокой температуре (25— 35 °С). . В таких условиях развитие аммонификаторов не только сдерживается, но и подавляется. Уменьшаются распад ве ществ и образование энергии. Горячий способ силосования применяется сравнительно редко: при квашении грубостебельных малоценных кормов. Чтобы температуру повысить до 50 "С, корм укладывают рыхло и постепенно, что создает условия для более бурного развития микробиологических процессов. При такой технологии происходит потеря больших количеств питательных веществ.
Отношение разных групп микроорганизмов к реакции среды (по Е. Н. Мишустину) Группы микроорганизмов Гнилостные Молочнокислые кокки минимально е Более 4, 5 » 3, 5 максимальн ое Около 8, 5 » 8, 5 Молочнокислые палочки Маслянокислые Эшерихии Плесневые грибы Дрожжи » 3, 0 » 8, 0 » 4, 7 » 4, 5 » 1, 0 » 3, 0 » 8, 5 » 8, 0 » 9, 0 » 7, 0
Динамика процесса силосования • Первая фаза — развитие смешанной микрофлоры. • • • Нарушается целостность клеток, состояние тургора сметается со стоянием расслабления. В окружающую среду выделяется сок, а вместе с ним и легкорастворимые сахара. Нарушается целостность клеток, состояние тургора сметается состоянием расслабления. В окружающую среду выделяется сок, а вместе с ним и легкорастворимые сахара. Вторая фаза — основное брожение, в котором преобладают мо лочнокислые бактерии. Они продолжают подкислять корм. Происходят гибель и задержка роста некоторых неспорообразующих микробов, сохраняются бациллы. Молочнокислые кокки, которые интенсивно размножаются в начале фазы, заменяются молочно кислыми палочками. Третья фаза характеризуется накоплением большого количества молочной кислоты и постепенным отмиранием кокковых и палочковидных форм микробов. Этой фазой заканчиваются
ДРОЖЖЕВАНИЕ КОРМОВ • Это микробиологический способ подготовки кормов к скармливанию. Дрожжи обогащают корм не только белком, но и витаминами, ферментами. • Их много на поверхности ягод и фруктов. Это дикие дрожжи. Для хозяйственных целей выведены культурные расы дрожжей, которые отличаются высокой энергией роста и размножения, а также способностью расти на искусственных средах. алий, кальций, натрий, магний, медь, цинк, мар ганец, кобальт. В дрожжах много вита • Питательная ценность дрожжей высокая. В них содержится 48 52 % белков, 13 16 % углеводов, 2 3 % жиров, 22 40 % БЭВ, 6— 10 % золы. В состав дрожжей входят многие жизненно необходимые аминокислоты: аргинин, гистидин, лизин, лейцин, тирозин, треонин, фенилаланин, метионин, валин, триптофан. • . В золе дрожжей содержатся фосфор, калий, кальций, натрий, магний, медь, цинк, марганец, кобальт. В дрожжах много витаминов группы В (тиамин, рибофлавин, пантотеновая кислота, холин, пиродоксин, биотин, инозит, фолиевая кислота), содержится провитамина D 2 (эргостерин), а также витамины Е, С и др.
ПОЛУЧЕНИЕ МИКРОБНОГО БЕЛКА • Дрожжи Saccharamyces человек использует давно. Задача • • • состоит в том, чтобы для выращивания микроорганизмов использовать непищевое сырье. Белок из природного газа. Из 3 т метана можно получить более 1 т белка. На нем выращивают бактерии Methylophilus methylotrophus и получают до 75 тыс. т белка в год. Белок из водорода. Используют водородные бактерии, окисляющие водород. Они содержат 50— 75 % высокоценного белка, быстро растут, нетребовательны к среде. Но производство опасно. Прошел испытание водородокисляющий штамм бактерии Alkaligenes eutrophus Z 1. Источники белка — микроорганизмы-водоросли. Используют спирулину (Spirulina platensis) и Spirulina maxima.
. Цианобактерия Spirulina platensis
МИКОТОКСИКОЗЫ - КОРМОВЫЕ ОТРАВЛЕНИЯ животных • Зеараленонтоксикоз. Микотоксин зеараленон • • • (токсин Ф 2, или ферментативное экстрагенное вещество ФЭВ) выделен в 1961 г. , а его структура определена четырьмя годами позже. Зарегистрирован после скармливания животным кукурузы, пораженной плесневым грибом рода Fusarium. Трихотеценовые токсикозы. Вызывают грибы рода Fusarium, Trichotecium и др. Трихотецены высокотоксичны вызывают некроз кожи, геморрагии во внутренних органах и мышцах, разрушают клетки тимуса, селезенки, яичника, семенников. Афлатоксикоз. Афлатоксины — вторичные метаболиты аспергилловых грибов(Аspergillus flavus и A. parasiticus ). Охратоксикоз. Охратоксины по структуре являются изокумаринами. Основные продуценты охратоксинов — Aspergillus ochraceus и Penicillium viridicatum.
Скачать презентацию Микробиология пищевых продуктов растительного происхождения План 1
Микробиология раст. пищевых продуктов растительнгго происхождения (биол.).ppt