Абиотические факторы

Влажность среды

Влажность среды оказывает большое влияние на развитие микроорганизмов. В большинстве их клеток содержится до 75—85 % воды. С водой в клетку поступают питательные вещества и удаляются из нее продукты жизнедеятельности. Микроорганизмы могут развиваться только в субстратах, имеющих свободную воду, и в количестве не менее определенного уровня. С понижением влажности субстрата (в пределах, допускающих развитие микробов) интенсивность размножения микробов замедляется, а при удалении из субстрата влаги ниже необходимого уровня полностью прекращается (табл. 2), при этом микроорганизмы переходят в анабиотическое состояние, а некоторые и погибают.

Потребность во влаге у различных микроорганизмов колеблется в широких пределах. По величине минимальной потребности во влаге для роста различают следующие группы: гидрофиты — влаголюбивые, мезофиты — средневлаголюбивые и ксерофиты — сухолюбивые. Преобладающее большинство бактерий — гидрофиты. Многие мицели- альные грибы и дрожжи являются мезофитами, но имеются гидрофиты и ксерофиты.

Для развития микроорганизмов имеет значение не абсолютная величина, а доступность содержащейся в субстрате воды, которую принято обозначать термином «активность воды», или aw.

Таблица 2. Развитие микроорганизмов во влажной среде на примере мясных продуктов

Срок

исследования

Количество бактерий, тыс. на 1 г мяса, при температуре, °С

2,2-3,3

К)

1

О

о

влажного (мытого)

сухого

влажного

(мытого)

сухого

До хранения

30

30

30

30

После хранения в течение, ч:

24

400

40

1000

200

48

660

42

6000

72

760

45

Гниение

4000

96

2000

70

Посторонний запах

Посторонний запах

Водная активность показывает отношение давления водяных паров раствора (субстрата) Р и чистого растворителя (воды) Р0 при одной и той же температуре:

Водная активность выражается величинами от 0 до I[1] и характеризует относительную влажность субстрата.

Рост микроорганизмов наблюдается при значениях aw от 0,998 до 0,65—0,61. Оптимальное значение для многих составляет 0,99—0,98; примерно в этих пределах находится aw скоропортящихся пищевых продуктов (мяса, рыбы, плодов, овощей).

Большинство бактерий не развивается при aw субстрата ниже 0,94—0,90. Для дрожжей предельная величина aw составляет 0,88— 0,85, а для мицелиальных грибов — 0,8. Однако некоторые дрожжи и мицелиальные грибы, а также галофильные виды бактерий растут, хотя и медленно, при aw субстрата 0,75—0,62.

Таким образом, водная активность пищевых продуктов существенно влияет на их устойчивость в хранении. Продукты, у которых aw менее 0,7, могут длительно сохраняться без микробной порчи. С точки зрения увеличения срока хранения скоропортящихся продуктов перспективно искусственное снижение в них активности воды, т. е. создание продуктов с «промежуточной влажностью». Снижение aw может быть достигнуто добавлением в продукт веществ, способных связывать воду, которые в малых количествах не оказывают побочного влияния на качество продукта.

Издавна применяется хранение различных пищевых продуктов в сухом виде. Однако сухие продукты всегда содержат более или менее значительное количество жизнеспособных микроорганизмов, среди которых могут быть и патогенные формы.

В высушенном состоянии многие микроорганизмы сохраняют жизнеспособность в течение длительного времени. Например, брюшно-тифозные бактерии, многие стафилококки и микрококки, молочнокислые бактерии могут сохраняться в сухом виде неделями и месяцами, а уксуснокислые бактерии отмирают быстро. Устойчивы к высушиванию многие дрожжи, и особенно споры бактерий и мице- лиальных грибов; в высушенном состоянии споры могут сохранять способность к прорастанию в течение десятков лет.

Для сохранения сухих продуктов без порчи большое значение имеют относительная влажность и температура воздуха в складских помещениях.

Продукты, обладая гигроскопичностью, могут отдавать влагу или поглощать ее. Между влажностью воздуха и влажностью продукта устанавливается определенное подвижное равновесие. При одной и той же относительной влажности воздуха различные продукты могут иметь разную равновесную влажность. Так, сушеные овощи, которые хранились при относительной влажности воздуха 75 % и на которых при этом наблюдалось развитие мицелиальных грибов (по данным С. А. Колесник), имели влажность (%): картофель — 10, свекла — 14, лук — 21, морковь — 26.

Влагосодержание в продуктах, равновесное 70—65%-ной относительной влажности воздуха, является нижним критическим пределом, до которого возможен рост микроорганизмов.

Большинство бактерий способно развиваться в субстратах лишь при равновесной относительной влажности воздуха в пределах не ниже 95—90 %. Для дрожжей минимум влаги в субстрате соответствует 90—85%-ной относительной влажности воздуха, для большинства мицелиальных грибов — 80 %, а для некоторых ксерофитных видов пределом является относительная влажность воздуха 75—65 %.

Таким образом, возможность развития микроорганизмов в продуктах в связи с их влажностью можно учитывать как по величине водной активности (aw) продукта, так и по относительной влажности воздуха. Значение aw, умноженное на 100, соответствует относительной влажности воздуха, выраженной в процентах, когда система продукт-воздух находится в равновесии.

Относительная влажность воздуха изменяется в зависимости от температуры: его влагоудерживающая способность с понижением температуры воздуха уменьшается, и наоборот. Поэтому при снижении температуры в процесс хранения продуктов имеющееся количество водяных паров в воздухе может оказаться выше предела его насыщения, это приводит к увлажнению поверхности продукта, что способствует развитию находящихся на нем микроорганизмов.

При хранении и перевозке высушенных продуктов необходимо принимать меры для предупреждения изменения их влажности — соблюдать установленные режимы хранения, а также упаковывать продукты в специальную тару, что предохраняет их, кроме того, от инфицирования микробами извне.

При сублимационной сушке (высушивание под высоким вакуумом в замороженном состоянии) качество и пищевая ценность продуктов (витамины, вкусовые и биологические достоинства) сохраняются значительно лучше. Однако микроорганизмы хорошо переносят такое высушивание и даже после многолетнего пребывания в этом состоянии сохраняют жизнеспособность. Поэтому к продуктам, подвергающимся такой обработке, следует предъявлять строгие санитарно-гигиенические требования.

  • [1] 0 — aw абсолютно обезвоженного вещества; 1 — aw дистиллированной воды.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >