CC BY
47
УДК 579.672'87:664
Талаб Абдель Рахман Саид, И. С. Дзержинская, Н. В. Долганова
ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИНОМИЦЕТОВ В СОСТАВЕ МАФАнМ РЫБНЫХ ФАРШЕЙ В ПРОЦЕССЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ХОЛОДИЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ
Talab Abdel Rakhman Said, I. S. Dzerzhinskaya, N. V. Dolganova
STUDY OF ACTINOMY CETES IN THE COMPOSITION OF MINCED FISH IN THE PROCESS OF LONG-TERM STORAGE
При ужесточении требований к санитарно-гигиеническому контролю и расширении перечня контролируемых показателей актиномицеты остаются практически незамеченными в общем микробном пейзаже. Анализ их физиологических свойств позволяет предположить, что в процесс микробиальной порчи продуктов питания длительного хранения при низкой температуре актиномицеты вносят свой вклад. Целью исследований было выделение актиномицетов из скоропортящегося белкового продукта (рыбного фарша) в процессе холодильного хранения при температуре 4 °С. Для более полной характеристики процессов развития актиномицетов в рыбном фарше, кроме исходного продукта, анализировали рыбный фарш с добавками 10 % раствора хитозана с витамином С в количестве 3 % к массе фарша. Для выделения актиномицетов использовали простые агары (голодный и питательный), агар картофельный с рыбным экстрактом, агар с отваром картофеля, крахмальный агар Ваксмана, агар картофельный аммиачный. Результаты экспериментов позволили предположить, что разница в количестве клеток, выросших на картофельном агаре Ваксмана и картофельном агаре на пятые и десятые сутки, и есть количество актиномицетов, находящихся в рыбном фарше. Их количество может составлять до 100 % клеток, выявляемых после первых суток культивирования.
Ключевые слова: актиномицеты, рыбный фарш, микробный пейзаж.
Actinomycetes remain practically unnoticed in the general microflora, when the requirements for sanitary and hygienic control are toughened, and the list of monitorable indicators is enlarged. The analysis of their physiological properties suggests that actinomycetes contribute into the process of microbial spoilage of food products with long term storage at low temperature. The purpose of these studies was the selection of actinomycetes from perishable protein product (minced fish) during cold storage at 4 °C. Minced fish with the addition of 10 % chitosan solution with vitamin C in the amount of 3 % from the mass of minced fish was analyzed together with the original product for a more complete description of development process of actinomycetes in minced fish. Simple agars (non-nutrient and nutrient), potato agar with fish extract, agar with potato broth, Waxman starch agar, and potato-ammonia agar were used in order to isolate actinomycetes. The results of the experiments suggest that the difference in the number of cells grown on Waxman potato agar and potato agar on the fifth and tenth days, is the number of actinomycetes, found in the minced fish. Their quantity can be up to 100 % of cells detected after the first day of cultivation.
Key words: actinomycetes, minced fish, microflora.
В настоящее время санитарно-гигиеническому контролю на предприятиях пищевой промышленности и в торговле придается все большее значение, и в связи с введением технических регламентов на различные виды продукции расширяется перечень контролируемых показателей.
Однако до сего времени практически незамеченными в общем микробном пейзаже остаются такие весьма распространенные в природе микроорганизмы, как актиномицеты.
Они наиболее распространены в почве: в ней обнаруживаются представители почти всех родов актиномицетов. Актиномицеты обычно составляют четверть бактерий, вырастающих на традиционных средах при посевах их разведенных почвенных суспензий, и 5-15 % прокариотной биомассы, определяемой с помощью люминесцентной микроскопии. Их экологическая роль заключается чаще всего в разложении сложных устойчивых субстратов [1-3].
Актиномицеты - грамположительные бактерии, образующие нити диаметром 0,5-1,0 мкм. Нити могут распадаться на коковые и палочковидные элементы разных размеров или сохраняться целыми и образовывать артроспоры. Споры одиночные, в цепочках разной длины или спорангиях, обычно неподвижные, но у некоторых родов споры со жгутиками. Этим организмам филогенетически близок ряд родов, представители которых не образуют разветвленных нитей. Роды различаются по морфологическим признакам, а также по наличию или отсутствию маркерных химических компонентов клеточной стенки, мембран и гидромуатов целых клеток. В большинстве актиномицеты аэробы, но некоторые роды представлены факультативными или обмиатными анаэробами. Они могут окислять Н2, серу, метан, метанол; являясь хемогетеротро-фами, они используют различные источники энергии, могут проявлять автотрофные и гетеротрофные свойства; они голо- и ацидофильны. В большинстве своем встречаются как свободно-живущие в разнообразных местах обитания [4].
Актиномицеты растут медленно. Споры у них нетермостойкие, но хорошо выдерживают высушивание, а вегетативные клетки могут развиваться при температуре до 2 °С [1, 2].
Резонно предположить, что в процесс микробиальной порчи продуктов питания, особенно длительного хранения при пониженной температуре, актиномицеты вносят свой вклад. Этот факт констатируется во многих работах [5], однако нам не удалось (в доступной русско-и англоязычной литературе) обнаружить публикации, касающиеся изучения развития актино-мицетов в пищевых продуктах, и факторов, влияющих на этот процесс. А ведь только определив размер этого вклада, можно сделать вывод о воздействии группы прокариотных бактерий микробного пейзажа продукта на его сохраняемость.
Нормативные документы определяют срок выращивания посевов для определения количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) в течение 24 часов, тогда как актиномицеты могут расти до 5 суток, а иной раз до 14.
Целью настоящих исследований было выделение актиномицетов из скоропортящегося белкового продукта (рыбного фарша) в процессе холодильного хранения при температуре 4 °С.
Для достижения поставленной цели проводилось исследование микробного пейзажа рыбного фарша, изучение представителей актиномицетоподобных микроорганизмов и определение их вклада в микробный пейзаж. Для более полной характеристики процессов развития актино-мицетов в рыбном фарше, кроме исходного продукта анализировали рыбный фарш с добавками антиоксиданта - 10 % раствора хитозана с витамином С в количестве 3 % к массе фарша.
Методика постановки эксперимента: филе толстолобика пропускали через мясорубку, а из фарша формировали 10 проб. В 5 проб добавляли антиоксидант - раствор хитозана с витамином С, а 5 проб оставили в качестве контроля. Оптимальная массовая доля ранее вносившегося антиоксиданта (3 % к массе фарша 10 % раствора) была определена по органолептическим и физико-химическим показателям, и было установлено, что добавление этого антиоксиданта позволяет увеличить срок хранения фарша.
Посев на чашки Петри с питательными средами осуществляли из 2, 3, 4 разведения (10-2, 10-3 и 10-4 продукта в 1 мл стерильной воды). Для выделения актиномицетов использовали простые агары (голодный и питательный), агар картофельный с рыбным экстрактом, агар с отваром картофеля, крахмальный агар Ваксмана, агар крахмальный аммиачный [1, 6] (табл. 1).
Таблица 1
Рецептура приготовления питательных сред
Агар картофельный с рыбным экстрактом Агар с отваром картофеля Крахмальный агар Ваксмана Агар крахмальный аммиачный
Очищенный отвар картофеля 151,5 г Отвар картофеля 30,3 мл Растительный крахмал 3 г Растительный крахмал 3 г
Пептон 3,0 Пептон 3,0 NN03 0,3 г КН2РО4 0,3 г
Рыбный экстракт 3,0 г Глюкоза 1,5 г Агар 9,1 г Мд8О4 • 7Н2О 0,3 г
Агар 5 г Агар 9,1 г Вода 300 мл Агар 4,5 г
Вода 300 мл Вода 300 мл №С1 0,15 г Вода 300 мл
Мд804 • 7Н2О 0,1 г КН2РО4 0,09 г ШС1 0,3 г
КН2РО4 0,1 г СаСО3 0,91
Температура инкубирования составляла 35 °С.
Динамику роста микроорганизмов на питательных средах фиксировали ежедневно в течение 10 суток.
Результаты исследований обрабатывались методами математической статистики. Повторность опытов - пятикратная. Математическая обработка результатов исследований проводилась с использованием пакета программ в MS Office 2007: MS Word 2007, MS Excel 2007.
Уже в первый день наблюдений можно было констатировать, что при глубинном посеве образцов на агар картофельный с рыбным экстрактом, на агар крахмальный аммиачный наблюдается сплошной зарост, поэтому в дальнейшем эти среды для анализа не использовались.
Осуществить комплексный анализ микробного пейзажа рыбного фарша позволяют посевы на картофельный агар и агар Ваксмана. Изучение динамики количества и морфологических свойств микроорганизмов, выросших на этих агарах, показало, что в течение 10 дней менялось не только их количество, но и форма и окраска по Грамму.
Анализ результатов культивирования показал (табл. 2), что в контрольном образце количество микроорганизмов, выросших на картофельном агаре за 1 сутки, незначительно и практически не менялось в течение вторых, а затем количество колоний на чашках Петри начинало возрастать. В течение 2-х суток увеличивалось количество как палочковидных, так и кокковидных форм, а начиная с третьих суток прирост количества палочек заметно сокращался, затем сначала полностью стабилизировался и перешел в отрицательную область.
Это можно объяснить тем, что в начале культивирования микробный пейзаж фарша был представлен бактериями родов Microccoccus и Pseudomonas.
Таблица 2
Количество и морфологические формы микроорганизмов, выявленных в процессе культивирования на картофельном агаре
Морфоло- Продолжительность культивирования, дни
Образец гические 1 2 3 4 5 б 7
формы Виды микроорганизмов
Контроль- ный Палочки Кокки (1,7 і 0,05) •104 (7,4 і 0,05) -103 (1,9 і 0,08)-104 (9,3 і 0,4) -103 (2,36 і 0,1>104 (1,23 і 0,05)-102 (2,47 і 0,4) -104 (1,56 і 0,06)-102 (8,78 і 0,2)-103 (1,78 і 0,01)-102 (2,99 і 0,15)-103 (1,99 і 0,1>104 (1,2 і 0,05)-103 (2,15 і 0,05)-104
Хитозан Палочки Кокки (3,4 і 0,15) -102 (3,4 і 0,12>102 (2,1 і 0,1) -102 (2,0 і 0,1) -102 (1,5 і 0,05)-102 1,5 і 0,07)-102 4,2 і 2,0)-10 (1,5 і 0,06)-102 (7,3 і 3,1)10
Скорость размножения микрококков в 2 раза меньше, чем у палочек, поэтому их количество через 2 дня становится меньше. С 5-го же дня, после окончания лаг-фазы, начинают развиваться актиномицеты, и дальнейшее увеличение количества кокков связано именно с их вкладом в микробный пейзаж.
Это очень хорошо видно при анализе образца фарша с добавлением раствора хитозана с витамином С. Кокки в культивируемом посеве отсутствовали в течение 5 дней и только потом стали заметны.
Хитозан с витамином С обладает не только антиокислительным, но и бактериостатиче-ским действием, поэтому жизнедеятельность микрококков и частично палочек с самого начала культивирования была подавлена, а после 5-ти суток появились актиномицеты, представленные кокковыми формами.
Эти результаты хорошо согласуются с теоретическими данными о том, что лаг-фаза акти-номицетов значительно длительнее, чем у истинных бактерий, и они начинают развиваться значительно позже.
Было установлено, что КМАФАнМ фарша через 10 суток культивирования без добавок составляет (0,5-1) • 10 кл/г с добавкой витамина С и раствора хитозана - (1,8— 1,6) • 103 (табл. 3).
Таблица 3
Микробный пейзаж рыбного фарша на различных питательных средах
КМАФАнМ, кл/г Численность
Образец Время культивирования, сут
і 5 10
Картофельный агар
Рыбный фарш (1,7 і 0,05) -104 (9,1 і 0,21) •Ю3 (3,4 і 0,15) •104 (2,5 і 0,12>104
Рыбный фарш с хитозаном и витамином С (3,5 і 0,1) -102 (1,5 і 0,05>102 (2,5 і 0,12) •Ю2 (1,5 і 0,05>102
Крахмальный агар Ваксмана
Рыбный фарш (8,5 і 0,4) -103 (5 і 0,21) •Ю3 (1 і 0,03>104 (5 і 0,12>103
Рыбный фарш с хитозаном и витамином С (8 і 0,35) -10 (6 і 0,25>10 (1 і 0,05>102 (4 і 0,15>10
Таким образом, заметна довольно значительная разница между количеством клеток, выросших на картофельном агаре за сутки и за 10 суток.
На крахмальном агаре Ваксмана наблюдается такая же картина, как и на картофельном агаре, только количество выросших колоний в начале культивирования примерно на порядок меньше. Если посмотреть на разницу количества клеток, выросших на пятые и десятые сутки на том и другом агаре, то она будет примерно одинакова для каждого из исследуемых образцов. Полученные результаты позволяют предположить, что именно эта разница и есть количество актиномицетов, находящихся в рыбном фарше. Однако на агарах разного состава фиксируется различная численность актиномицетов, объясняющаяся тем, что картофельный агар содержит больше питательных веществ, усваиваемых актиномицетами.
Все вышесказанное позволяет сделать вывод, что актиномицеты вносят значительный вклад в микробный пейзаж рыбного фарша, их количество составляет до 100 % клеток, выявляемых после первых суток культивирования, и, соответственно, они играют значительную роль в изменении качества рыбного фарша при длительном холодильном хранении.
Использование в качестве антиоксиданта хитозана с витамином С позволяет уменьшить не только количество палочковидных и коковых форм, но и актиномицетов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Практикум по микробиологии: учеб. пособие для студ. вузов / под ред. А. И. Нетрусова. - М.: Изд. центр «Академия», 2005. - 608 с.
2. Гусев М. В., Минеева Л. А. Микробиология: учеб. вузов. - М.: Изд. центр «Академия», 2006. - 464 с.
3. Современная микробиология. Прокариоты: в 2 т. / под ред. Й. Лангелера, Г. Древса, Г. Шлегеля. -М.: Мир, 2005.
4. Определитель бактерий Берги. Т. 2. - М.: Мир, 1986. - 248 с.
5. Егорова Т. А., Клунова С. М., Живухина Е. А. Основы биотехнологии. - М.: Академия, 2005. - 208 с.
6. Голынкин В. А. Руководство к лабораторным занятиям по микробиологии с основами асептики и биотехнологии. - М.: Мир, 2002. - 82 с.
Статья поступила в редакцию 1.06.2011
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Талаб Абдель Рахман Саид - Астраханский государственный технический университет; аспирант кафедры «Товароведение, технология и экспертиза товаров»; n.dolganova@astu.org.
Talab Abdel Rakhman Said - Astrakhan State Technical University; Postgraduate Student of the Department "Merchandising, Technology and Examination of Goods"; n.dolganova@astu.org.
Долганова Наталья Вадимовна - Астраханский государственный технический университет; д-р техн. наук, профессор; зав. кафедрой «Товароведение, технология и экспертиза товаров»; n.dolganova@astu.org.
Dolganova Natalia Vadimovna - Astrakhan State Technical University; Doctor of Technical Science, Professor; Head of the Department "Merchandising, Technology and Examination of Goods"; n.dolganova@astu.org.
Дзержинская Ирина Станиславовна - Астраханский государственный технический университет; д-р биол. наук, профессор; профессор кафедры «Прикладная биология и микробиология»; iepo@astu.org.
Dzerzhinskaya Irina Stanislavovna - Astrakhan State Technical University; Doctor of Biological Science, Professor; Professor of the Department "Applied Biology and Microbiology"; iepo@astu.org.
