Споры различных видов спорообразующих микроорганизмов обладают неодинаковой устойчивостью к высоким температурам. Так, споры многих мезофильных аэробных бацилл отмирают уже при 100°С, тогда как споры сенной палочки могут сохранять жизнеспособность при 130°С. Устойчивы к действию высоких температур также споры термофильных аэробных бацилл, сохраняющих жизнеспособность при 125-130°С. Споры анаэробных микроорганизмов отмирают при высоких температурах медленнее, чем споры аэробов. Споры разных штаммов одного и того же вида микроба также могут иметь неодинаковую устойчивость к высоким температурам. Наиболее термоустойчивыми являются зрелые покоящиеся споры.

Следовательно, результаты стерилизации во многом зависят от того, какова устойчивость микроорганизмов, содержащихся в продукте, к температурам, применяемым при его консервировании.

В не меньшей степени на результаты стерилизации влияет количественный состав микрофлоры, т. е. общее количество микроорганизмов и их спор, содержащихся в консервируемом продукте. Чем выше начальная микробная контаминация консервов, тем больше времени требуется для полного уничтожения микроорганизмов и тем больше их может выжить при нагревании.

При значительной микробной контаминация продукта перед стерилизацией увеличивается вероятность попадания в банки термоустойчивых спор, а следовательно, эффективность стерилизации при прочих равных условиях зависит от числа микроорганизмов, содержащихся в стерилизуемом продукте.

Скорость отмирания микроорганизмов в процессе стерилизации зависит также от консистенции и гомогенности продукта. В консервах, имеющих жидкую консистенцию, образуются конвекционные токи, в результате чего температура при стерилизации быстро становится почти одинаковой во всех частях банки. При плотной консистенции продукта конвекция затруднена и тепло в основном распространяется вследствие теплопроводности банки, поэтому температура в разных точках продукта неодинакова. В периферических зонах она выше, чем в центре банки. Например, при одинаковых условиях стерилизации в банке с зеленым горошком температура 110°С достигается через 25 мин, а в банке с мясом — только через 50 мин. Поскольку консервы, имеющие жидкую заливку, быстрее прогреваются, то микроорганизмы в них гибнут быстрее, чем в сухих плотных консервах.

При стерилизации консервов от концентрации водородных ионов в среде в значительной степени зависит термоустойчивость микроорганизмов. В продуктах с нейтральной и слабощелочной реакцией среды большинство спорообразующих микроорганизмов обладают максимальной устойчивостью к высоким температурам. Например, палочка ботулинум сохраняет свою жизнеспособность при рН 6,3-6,9, а сенная палочка — при 6,8-7,6.

Кислая реакция ускоряет денатурацию белков и отмирание микроорганизмов, а также вызывает снижение термоустойчивости вегетативных микробных клеток и их спор. Чем выше кислотность продукта, тем большее влияние она оказывает на снижение термоустойчивости микроорганизмов и, следовательно, их гибель наступает при менее высокой температуре.

На устойчивость микроорганизмов к высоким температурам влияет также наличие жира в консервируемом продукте. Жир — плохой проводник тепла — способствует выживанию микроорганизмов при стерилизации. Жир проводит тепло в 1,82 раза медленнее, чем мясо. При увеличении содержания жира в мясных консервах понижается теплопроводность продукта, а термоустойчивость микробных клеток повышается. На поверхности микробных клеток образуется гидрофобная пленка жира, которая препятствует проникновению воды в клетку и тем самым защищает белки цитоплазмы от денатурации. При этом создаются условия, близкие к условиям стерилизации “сухим жаром”, в силу чего для уничтожения микробов требуется более продолжительное время. Например, споры сенной палочки в бульоне при 106°С погибают через 10 мин, тогда как в животном жире даже при 150°С — только через 1 ч. Бактерии группы кишечных палочек в бульоне при 100°С гибнут моментально, а в масле при этой же температуре — только через 30 мин. После прогревания в течение 10 мин при 100°С в мясе без жировой ткани от общего количества микробов, содержащихся до нагревания, сохраняется только 1% жизнеспособных клеток, в мясе с 5% жира — до 6, а в мясе с 15% жира — около 9%.

Присутствие соли в консервируемом продукте влияет на термоустойчивость микроорганизмов в зависимости от ее концентрации и вида микробов.

Небольшие концентрации хлорида натрия (1-2%) повышают устойчивость к высокой температуре многих микроорганизмов и их спор, в том числе палочки ботулинум. Наивысший эффект действия соли на термоустойчивость некоторых споровых (картофельная палочка, палочка спорогенес) и бесспоровых микроорганизмов — микрококков, лактобацилл и др. — наблюдается при концентрации соли 5,8%. Споры палочки перфрингенс наиболее устойчивы к нагреванию в присутствии 3% хлорида натрия.

Значительные концентрации соли (выше 10%) оказывают обратное действие, т. е. уменьшают термоустойчивость палочки перфрингенс, палочки ботулинум и других микроорганизмов.

Повышение термоустойчивости микроорганизмов при небольших концентрациях хлорида натрия объясняется осмотическим отсасыванием влаги из микробных клеток, в результате чего их устойчивость к нагреванию повышается. Если же концентрация соли достигает 10 %, то начинает проявляться ее высаливающее действие на белки, что приводит к снижению термоустойчивости микробов и их спор. Сахар в небольших концентрациях (2-18%) заметно не влияет на устойчивость микроорганизмов к высоким температурам. Сахар в несколько больших концентрациях (30%) оказывает защитное действие на дрожжи и плесени. Высокие концентрации сахара (70 %) повышают устойчивость многих микроорганизмов, в том числе палочки ботулинум, к нагреванию. В этом случае повышение термоустойчивости также объясняется потерей клетками части свободной воды в результате осмоса.

РОЛЬ ОСТАТОЧНОЙ МИКРОФЛОРЫ НА КАЧЕСТВО КОНСЕРВОВ

Микроорганизмы, которые при тепловой обработке, т.е. в процессе стерилизации консервов, сохранили свою жизнеспособность, принято называть остаточной микрофлорой. Состав остаточной микрофлоры стерилизованных консервов, как правило, бывает представлен спорообразующими микроорганизмами, споры которых обладают значительной устойчивостью к действию высокой температуры.

В некоторых мясных пастеризованных консервах в состав остаточной микрофлоры кроме спорообразующих входят также кокковые формы микроорганизмов.

Из спорообразующих микроорганизмов значительную долю остаточной микрофлоры мясных и мясо-растительных консервов обычно составляют термофильные бациллы, имеющие очень термоустойчивые споры.

Часто в состав остаточной микрофлоры, особенно консервов, богатых белковыми веществами (в том числе мясных и мясо-растительных), входят мезофильные облигатные клостридии. Споры этих микроорганизмов могут сохранять жизнеспособность даже после длительного нагревания продукта при 115-120°С. Реже в консервах обнаруживают токсигенный облигатный анаэроб — палочку ботулинум. Споры палочки ботулинум имеют несколько меньшую термоустойчивость, чем споры других анаэробных клостридии. Гибель этого микроорганизма принимается как минимальная стандартная норма при разработке режимов стерилизации низкокислотных и среднекислотных консервов, в том числе различных мясных и мясо-растительных.