ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Влажность среды

Влажность среды оказывает большое влияние на развитие микроорганизмов. В клетках большинства микроорганизмов содержится до 75–85 % воды; с водой поступают питательные вещества в клетку и удаляются из нее продукты жизнедеятельности. Микроорганизмы могут развиваться только в субстратах, имеющих свободную воду и не ниже определенного уровня. С понижением влажности субстрата (в пределах, допускающих развитие микробов) интенсивность размножения микробов

Рис. 22. Кривая роста бактериальной культуры:

а – лагфаза; б – логарифмическая фаза; в – стационарная фаза; г – фаза отмирания

Таблица 2

падает, а при удалении из субстрата влаги ниже необходимого уровня прекращается совсем (табл. 2).

Потребность во влаге у различных микроорганизмов колеблется в широких пределах. По величине минимальной потребности во влаге для роста различают следующие микроорганизмы: гидрофиты – влаголюбивые, мезофиты–средне-влаголюбивые и ксерофиты – сухолюбивые. Бактерии в преобладающем большинстве гидрофиты. Многие плесневые грибы и дрожжи мезофиты, но имеются гидрофиты и ксерофиты.

Для развития микроорганизмов имеет значение не абсолютная величина, а доступность содержащейся в субстрате воды, которую в настоящее время принято выражать термином «водная активность», или a_w.

Водная активность показывает отношение давления водяных паров раствора (субстрата) Ρ и чистого растворителя (воды) Р₀ при одной и той же температуре: a_w = P/Po· Водная активность выражается величинами от 0 до I¹ и характеризует относительную влажность субстрата.

Рост микроорганизмов наблюдается при значениях a_w от близких к 1,0 и примерно до 0,65–0,61. Оптимальное значение a_w.– 0,99–0,98; примерно в этих пределах находится a_w скоропортящихся пищевых продуктов (мяса, рыбы, плодов).

Большинство бактерий не развивается при a_w субстрата ниже 0,94–0,90.

Для дрожжей предельная величина a_w – 0,88–0,85, а для плесеней – 0,8. Однако некоторые дрожжи и плесени (преимущественно виды рода Aspergillus) растут, хотя и медленно, при a_w субстрата 0,75–0,62.

¹ 0–a_w абсолютно обезвоженного вещества; 1–a_w дистиллированной воды.

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

Эксперименты показали, что обработка поверхности охлажденной говядины 1 %-ным раствором NaCl или его смесью с 1 %-ным раствором глицерина снижает a_w говядины с 0,997 до 0,918, т. е. до уровня a_w, значительно тормозящего развитие бактерий, являющихся основными возбудителями порчи охлажденного мяса. Срок хранения говядины при 2 °С увеличивался при этом на несколько дней.

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

В высушенном состоянии многие микроорганизмы сохраняются жизнеспособными в течение длительного времени. Например, брюшнотифозные 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 плесневых грибов; в высушенном состоянии споры сохраняют способность к прорастанию в течение десятков лет. Увлажнение сухих продуктов в период хранения выше известного предела влечет за собой их порчу вследствие развития сохранившихся на них микроорганизмов.

Для сохранения сухих продуктов без порчи большое значение имеют относительная влажность и температура воздуха при хранении.

Продукты в связи с их гигроскопичностью могут отдавать или поглощать влагу. 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, т. е. влажность, установившуюся при данной относительной влажности воздуха. Так, сушеные овощи, которые хранились при относительной влажности воздуха 75 % и на которых при этом наблюдалось развитие плесеней (по данным С. А. Колесник), имели влажность: картофель–10%, свекла – 14, лук – 21, морковь – 26 %.

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

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

способствует значительно лучшему сохранению их качества (витаминов, вкусовых и пищевых достоинств). Однако микроорганизмы хорошо переносят такое высушивание и даже после многолетнего пребывания в этом состоянии сохраняют жизнеспособность. Поэтому к продуктам, подвергающимся такому высушиванию, следует предъявлять строгие санитарно-гигиенические требования.