Пищевая микробиология: микробиологическая безопасность сырья и продуктов животного и растительного происхождения

ПИЩЕВАЯ 

МИКРОБИОЛОГИЯ

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ 

БЕЗОПАСНОСТЬ СЫРЬЯ И ПРОДУКТОВ 

ЖИВОТНОГО И РАСТИТЕЛЬНОГО 

ПРОИСХОЖДЕНИЯ

В.Н. КИСЛЕНКО
Т.И. ДЯЧУК

Допущено

в качестве учебника для студентов вузов,

обучающихся по направлениям подготовки

36.04.01 «Ветеринарно-санитарная экспертиза»,

19.04.03 «Продукты питания животного происхождения»,

19.04.02 «Продукты питания из растительного сырья»

(квалификация (степень) «магистр»)

Москва

ИНФРА-М

2020

УЧЕБНИК

УДК 579.67(075.8)
ББК 36-1я73
 
К44

Кисленко В.Н.

К44 
 
Пищевая 
микробиология: 
микробиологическая 
безопасность 

сырья и продуктов животного и растительного происхождения : 
учебник / В.Н. Кисленко, Т.И. Дячук. — М. : ИНФРА-М, 2020. — 
257 с. — (Высшее образование: Магистратура). — www.dx.doi.
org/10.12737/23908.

ISBN 978-5-16-012413-1 (print)
ISBN 978-5-16-105439-0 (online)

В учебнике рассмотрены теоретические основы микробиологической безо
пасности пищевых продуктов, изложены методы пробоподготовки, культивирования и индикации и идентификации микроорганизмов, приведена характеристика микробиоты порчи. Также даны подробные сведения о химическом 
составе и микрофлоре различного сырья и продуктов питания; рассмотрены 
свойства пяти групп микроорганизмов-индикаторов санитарного состояния 
и безопасности сырья и пищевых продуктов; описано влияние на микроорганизмы различных факторов и показано их использование в обеспечении микробиологической безопасности пищевых продуктов.

Отличительная особенность книги состоит в том, что авторы дали описа
ние как основных систематических групп, так и свойств отдельных видов микроорганизмов, играющих важную роль в пищевой микробиологии, что имеет 
прикладное значение.

Учебник соответствует требованиям Федерального государственного обра
зовательного стандарта высшего образования последнего поколения и предназначен для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 36.04.01 
«Ветеринарно-санитарная экспертиза», 19.04.03 «Продукты питания животного 
происхождения», 19.04.02 «Продукты питания из растительного сырья», квалификация «магистр».

УДК 579.67(075.8)

ББК 36-1я73

А в т о р ы:

Кисленко В.Н., доктор ветеринарных наук, профессор, профессор кафедры 

эпизоотологии и микробиологии ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный аграрный университет»;

Дячук Т.И., кандидат биологических наук, доцент, директор Испытатель
ного лабораторного комплекса ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный 
аграрный университет»
Р е ц е н з е н т ы:

Василевич Ф.И., академик РАН, профессор, ректор ФГБОУ ВО «Москов
ская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии» — 
МВА имени К.И. Скрябина;

Госманов Р.Г., доктор ветеринарных наук, профессор, старший научный 

сотрудник центральной научно-исследовательской лаборатории по анализу 
продукции животноводства ФГБОУ ВО «Казанская государственная академия 
ветеринарной медицины»;

Донченко А.С., академик РАН, профессор, научный руководитель ФГБУН 

«Сибирский федеральный центр наук “Агробиотехнология”» РАН;

Донченко Л.В., доктор технических наук, профессор, директор НИИ Био
технологии и сертификации пищевой продукции ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина»

ISBN 978-5-16-012413-1 (print)
ISBN 978-5-16-105439-0 (online)

© Кисленко В.Н., 

Дячук Т.И., 2017

Введение

Приготовление пищи началось, как считают антропологи, около

8—10 тыс. лет назад, что породило проблемы порчи исходных и готовых пищевых продуктов, а значит, распространения болезней.
Первые глиняные горшки для варки начали использовать примерно
8 тыс. лет назад.
Развитие хлебопечения, пивоварения и хранения продуктов датировано примерно этим же временем и началось благодаря появлению горшков.
Шумеры за 3 тыс. лет до н.э. стали заниматься производством

молока и одними из первых — приготовлением масла, также они
засаливали мясо и рыбу, выращивали пшеницу и ячмень. Египтяне
употребляли молоко, масло и сыр в 3000 г. до н.э. В ХХХ—ХII вв.
до н.э. соль Мертвого моря евреи использовали для консервирования различных продуктов питания. Соление, сушка, маринование, сбраживание использовались для сохранения рыбы, мяса
и других пищевых продуктов китайцами, греками, ассирийцами
и древними вавилонянами уже в XV в. до н.э.
Люди того времени не понимали сути технологий консервирования, а также роли пищи в распространении заболеваний и опасности употребления мяса больных животных. Понимание природы
пищевых отравлений и порчи пищевых продуктов пришло в период
между I и XI в. н.э. Причиной смерти в этот период нередко был
эрготизм, вызываемый грибом Claviceps purpurea. Например,
в 943 г. н.э. во Франции умерло 40 тыс. человек, употребивших продукты, зараженные этим грибом.
Одним из первых предположение о роли микроорганизмов

в порче пищевых продуктов выдвинул А. Кирхер (1658). Спалланцани (1765), а затем Шванн (1837) своими исследованиями показали,
что термическая обработка предотвращает порчу пищевых продуктов, но ни один из них не воспользовался этой идеей на практике.
Николя Аппера (1749—1841) объяснил и разработал технологию

консервирования пищи. 50 лет спустя Л. Пастер продемонстрировал влияние микроорганизмов на порчу вина.
Метаболизм микроорганизмов, находящихся в мертвом или стареющем органическом веществе, представляет собой естественный
процесс, необходимый для круговорота питательных веществ.
Обмен веществ микроорганизмов в пищевых продуктах, который
нарушает их структуру или делает их непригодными к употреблению, обычно называют микробиологической порчей. В инте

ресах производителей пищевых продуктов предотвратить или приостановить этот процесс на максимально длительный срок. Очень
важно выявить начало контаминации и ее источники на современных высокоавтоматизированных пищевых производствах, так
как порча продукции может привести к огромным экономическим
потерям и распространению желудочно-кишечных инфекций.
Микробиологическая порча пищевых продуктов всегда была

проблемой и известна давно. Молочные продукты, яйца, фрукты,
овощи, соки, рыба, мясо могут подвергаться микробиологической
порче, так как они являются идеальным источником питательных
веществ для бактерий и грибов.
Продукты, поскольку они широко распространены и представляют собой источник белка, являются важным для здоровья населения пищевым сырьем с общепризнанными питательными свойствами.
В связи с употреблением пищи, испорченной или контаминированной микроорганизмами, риски возникновения заболеваний
весьма велики: можно заболеть чумой, сибирской язвой, туберкулезом, листериозом, кампилобактериозом или геморрагическим
колитом. Токсигенные микроорганизмы могут вызвать у человека
тяжелейшие токсикозы и токсикоинфекции.
Болезни пищевого происхождения оказывают значительное воздействие на здоровье. Миллионы людей заболевают и многие умирают в результате употребления в пищу небезопасных продуктов.
Глубоко обеспокоенные этим фактом государства — члены ВОЗ
в 2000 г. приняли резолюцию о признании обеспечения безопасности пищевых продуктов в качестве одной из основных функций
общественного здравоохранения.
Обеспечение безопасности продуктов питания должно быть

максимально возможным и касаться всех пищевых продуктов. Политика и действия по обеспечению микробиологической безопасности пищевых продуктов должны охватывать пищевую цепь
на всем ее протяжении — от производства до потребления.
К возбудителям, вызывающим пищевые заболевания и токсикоинфекции, относятся бактерии, вирусы, многоклеточные животные
паразиты, простейшие, микромицеты и прионы. С продуктами питания тем или иным образом могут быть связаны многие инфекционные болезни. Среди них есть такие, которые возникают исключительно или преимущественно в результате потребления продуктов питания, например, геморрагические колиты и листериоз.
Ниже представлены группы и виды патогенов, вызывающих заразные заболевания и токсикоинфекции:

• грибы — продуценты микотоксинов: афлатоксины, фумонизины, токсины альтернарии, охратоксины;

• бактерии:

– грамположительные — Staphylococcus aureus, Bacillus cereus,  
B. anthracis, Clostridium botulinum, С. perfringes, Listeria monocytogenes, Mycobacterium avium subsp. Рaratuberculosis;

– грамотрицательные — Salmonella, Shigella, Escherichia, Yersinia 
pestis, Vibrio, Campylobacter, Aeromonas (краснуха карпов),
Brucella, Pseudomonas.
По данным санитарных служб, причиной гастроэнтеритов чаще

всего является заражение норовирусами. Сальмонеллез составляет
26% заболеваний, а кампилобактериоз — 17%. Около 75% смертных
случаев в результате заражения пищевыми токсикоинфекциями
было вызвано такими патогенными бактериями, как Listeria monocytogenes и Salmonella.
Возбудители пищевых инфекций, либо выделяемые ими токсические продукты должны быть проглочены, чтобы инициировать
пищевое заболевание. Кроме ботулинических токсинов, микотоксинов и токсинов фитопланктона, все возбудители, передаваемые
с пищей, могут распространяться фекально-оральным путем. Патогены могут передаваться от зараженных экскрементов через загрязненные пальцы, летающими или ползающими насекомыми или
через воду. Такой путь распространения не является характерным
для таких заболеваний, как стафилококковое пищевое отравление.
Он признается основным путем инфекционных заражений в случаях передаваемых с пищей вирусов, энтеропатогенных простейших
и бактерий.
Места обитания патогенов в организме человека коррелируют

с их вирулентностью.
Пищевые продукты чрезвычайно важны в экономическом

плане. Микроорганизмы представляют для их производства серьезную угрозу не только как патогенные и токсигенные агенты, но и
как источники порчи.
Считают, что из-за деятельности микроорганизмов теряется четверть всей мировой пищевой продукции.
Современные потребители предъявляют к пищевым продуктам

противоречивые требования: с одной стороны, они должны быть
свежими, а с другой — обладать высоким качеством, быть гарантированно безопасными для здоровья, иметь длительный срок годности и приемлемую цену. Потребительский «прессинг» накладывает на микробиологический контроль огромную ответственность.
При этом цена ошибки микробиологов бывает разной — от перера

ботки больших объемов некачественной продукции или направления ее в отходы до полного отзыва продукта из торговой сети.
Настоящий учебник разработан на основании требований Федерального государственного образовательного стандарта высшего
профессионального образования последнего поколения по направлению подготовки 36.04.01 «Ветеринарно-санитарная экспертиза»
(степень «магистр»), утвержденного приказом Министерства образования и науки от 8 апреля 2015 г. № 368.
Цели и задачи дисциплины Б.1.Б5 «Микробиологическая безопасность сырья и продуктов животного и растительного происхождения»:
• дисциплина «Микробиологическая безопасность сырья и продуктов животного и растительного происхождения» относится
к дисциплинам профессионального цикла;

• процесс изучения дисциплины направлен на формирование общекультурных, а также общепрофессиональных и профессиональных компетенций.
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:

• идентифицирующие признаки основных групп микроорганизмов;

• нормативно-правовую базу микробиологической оценки качества сырья и пищевых продуктов животного и растительного
происхождения;

• основные понятия микробиологического контроля качества отдельных групп пищевых продуктов;

• основные микробиологические показатели качества пищевых

продуктов, средства и методы определения микробиологического состояния объектов окружающей среды, безопасности
и качества пищевых продуктов по микробиологическим критериям;

• способы обнаружения основных санитарно-показательных микроорганизмов в окружающей среде и пищевых продуктах;

• влияние контаминации пищевых продуктов патогенными

и условно-патогенными микроорганизмами на безопасность
пищевых продуктов и здоровье потребителей;

• взаимодействие микроорганизмов с микробиотой окружающей

среды;

• санитарно-гигиенические требования, предъявляемые к персоналу, оборудованию, устройству и функционированию торговых
предприятий и микробиологической безопасности пищевых
продуктов в процессе их жизненного цикла;

уметь:

• выделять микроорганизмы из объектов окружающей внешней

среды: воды, воздуха, смывов, сырья и пищевых продуктов; проводить первичную идентификацию микроорганизмов основных
групп по культуральным, морфологическим, биохимическим
и антигенным признакам классическими методами; определять
влияние различных факторов на жизнедеятельность микроорганизмов и микробиологическую безопасность товаров по основным нормативным микробиологическим критериям;
владеть:

• методами оценки качества сырья и пищевых продуктов животного и растительного происхождения по основным санитарномикробиологическим критериям и методами анализа санитарно-гигиенического состояния окружающей внешней среды
в процессе полного жизненного цикла.
Дисциплина «Микробиологическая безопасность сырья и продуктов животного и растительного происхождения» позволяет подготовить специалиста:
• владеющего методами санитарно-гигиенической оценки качества пищевого сырья и готовой продукции в соответствии
с СанПиН по пяти группам микроорганизмов: патогенным,
условно-патогенным, санитарно-показательным и вызывающим микробную порчу, микроорганизмам заквасочной микрофлоры и пробиотическим микроорганизмам в продуктах
с нормируемым уровнем биотехнологической микрофлоры 
и в пробиотических продуктах;

• имеющего глубокие теоретические и практические навыки проведения микробиологических исследований сырья и пищевых
продуктов животного и растительного происхождения с использованием современных методик и экспресс-методов;

• умеющего давать обоснованные заключения о качестве сырья

и пищевых продуктов животного и растительного происхождения.
Знания по дисциплине «Микробиологическая безопасность

сырья и продуктов животного и растительного происхождения» базируются на принципах естественнонаучной методологии, на знаниях по биологии, органической и неорганической химии, физике
с основами биофизики, молекулярной биологии, генетике, микробиологии, вирусологии и санитарной микробиологии.

Раздел I 
ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.  
ТАКСОНОМИЯ.  
ПРЕДМЕТ НАУКИ

Глава 1 
ЗАРОЖДЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ  
И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ 
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ 
ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

1.1. ЗАРОЖДЕНИЕ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ КАК НАУКИ

Наука о микробиологической безопасности сырья и пищевых

продуктов животного и растительного происхождения в историческом аспекте развивалась по следующим направлениям практической и научной деятельности:
А — разработка методов сохранения сырья и пищевых продуктов;
В — выяснение и изучение причин их порчи и отравлений человека недоброкачественной и токсичной пищей;
С — выяснение роли условно патогенных, патогенных и токсигенных микроорганизмов в санитарном состоянии сырья и пищевых продуктов;
D — создание законодательной базы в области биологической,

в том числе микробиологической, безопасности сырья и пищевых
продуктов.
А. Разработка методов сохранения сырья и пищевых продуктов.

В донаучный период человечество накопило богатый опыт защиты
некоторых продуктов питания от порчи (см. во «Введении»). Началом использования научных достижений в консервировании

продуктов можно назвать использование для этих целей в Швеции
уксуса (1782). В XIX в. консервирование продуктов получило широкое распространение после открытия эффекта термообработки
Аппером (1749—1841). Затем были изобретены следующие процессы консервирования продуктов: кипячение в воде и в солевом
растворе (L.А. Fastier, Франция), автоклавирование (R. ChevallierAppert, 1853), замораживание (Н. Benjamin, 1842), пастеризация 
(Л. Пастер, 1854), обработка озоном (Кракович, 1882), высушивание молока (Гримвейд, 1855), механическая сушка фруктов
и овощей (A.F. Spawn, 1886). В 1895 г. Расселлом (Russell) проведено первое бактериологическое исследование процесса консервирования.
В ХХ в. были впервые обнаружены молочнокислые бактерии 
(И. Мечников, 1907). Бензоат натрия для консервирования некоторых пищевых продуктов был официально разрешен в 1908 г.
В 1917 г. разработан метод сохранения фруктов и овощей при помощи СО2. В 1928 г. впервые использовали хранилища с контролируемой атмосферой для хранения яблок в промышленных масштабах. В 1943 г. В.Е. Proctor первым использовал ионизирующее
излучение для сохранения мяса для гамбургеров. В 1955 г. для консервирования пищевых продуктов одобрено использование сорбиновой кислоты. В 1967 г. в США создана первая промышленная
установка для облучения пищевых продуктов.
В. Выяснение и изучение причин порчи сырья и пищевых продуктов

и отравлений человека недоброкачественной и токсичной пищей.
Kircher (1759) продемонстрировал присутствие бактерий в молоке.
Sceele (1780) идентифицировал молочную кислоту как основную
кислоту в прокисшем молоке. Latour (1836) впервые научно описал
дрожжи. Л. Пастер (1857) показал, что прокисание молока обусловлено размножением в нем микроорганизмов. Gayón (1873)
сделал первое сообщение об исследовании роли микроорганизмов
в процессе порчи яиц. Lister (1873) первым выделил Lactococcus 
lactis в чистой культуре. Тиндаль (1876) наблюдал, что в разлагающихся субстанциях всегда в следовых количествах обнаруживаются
бактерии (в самой субстанции, в воздухе либо на сосуде-контейнере). Фостер (1887) впервые продемонстрировал возможность
роста чистых культур бактерий при температуре 0°С. Ван Гойнс
(1895) обнаружил в молоке большое количество бактерий.
Немецкий поэт Justinus Kerner (1820) описал «колбасное отравление» (которым, вероятно, был ботулизм). W. Taylor (1857) отметил распространение (передачу) тифозной лихорадки через молоко. Gaertner (1888) впервые изолировал Salmonella enteritidis

из мяса, вызвавшего пищевое отравление в 57 случаях. Т. Denys
(1894) впервые связал пищевое отравление со стафилококками. Van
Ermengem (1896) открыл Clostridium botulinum. G. Landman (1904)
идентифицировал штамм С. bоtulinum типа А. В 1906 г. были исследованы случаи пищевого отравления, вызванные Bacillus cereus.
Linden, Turner и Thom (1926) впервые сообщили о пищевом отравлении, вызванном стрептококками. В 1938 г. вспышки энтерита,
вызванного Campylobacter, были связаны с употреблением в пищу
молока.
Гастроэнтериты, вызываемые Yersinia enterocolitica, были впервые

изучены Schleifstein и Coleman (1939). McClung (1945) впервые доказал этиологическую роль Clostridium perfringens (welchii) в пищевых
отравлениях.
Т. Fujino (1951, Япония) показал, что Vibrio parahaemolyticus является одним из агентов пищевого отравления.
С. Выяснение роли условно патогенных, патогенных и токсигенных

микроорганизмов в санитарном состоянии сырья и пищевых продуктов. S. Thompson (1955) показал сходство между гастроэнтеритом, вызываемым Escherichia coli, и холерой у детей. В 1960 г.
опубликовано первое сообщение о продукции афлатоксина
Aspergillus flavus. С.L. Duncan и D.Н. Strong (1969) впервые исследовали энтеротоксин С. perfringens. В 1971 г. зарегистрирована
вспышка гастроэнтерита пищевого происхождения, вызываемого
Vibrio parahaemolyticus, и впервые документально зафиксирована
вспышка гастроэнтерита пищевого происхождения, вызываемого
Е. coli. L.R. Koupal и R.Н. Deibel (1975) впервые исследовали энтеротоксин Salmonella. В 1976 г. зарегистрирована первая вспышка
гастроэнтерита пищевого происхождения, вызываемого Yersinia 
enterocolitica. В 1981 г. зарегистрирована вспышка листериоза пищевого происхождения. Ruiz-Palacios и соавторы в 1983 г. описал энтеротоксин Campylobacter jejuni. В 1985 г. проведены опыты по радиоактивному облучению свиней дозой от 0,3 до 1,0 кГр для контроля
Trichinella spiralis. В 1986 г. губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота впервые выявлена у коров в Великобритании.

1.2. КОНТРОЛь МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Ветеринарный надзор за микробиологической безопасностью

пищевых продуктов осуществляют территориальные органы Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей
и благополучия человека.