Food contamination by pathogens of acute intestinal infections and survival of microorganisms in them under some variants of thermal processing and storage

• V.I. Sergevnin

AbstractThe contamination of the surface of vegetables and fruits with conditionally pathogenic enterobacteria, intestinal protozoa and enteric viruses has been revealed. The experiment showed an opportunity of penetration of enteric viruses inside of vegetables and fruits with intact (without visible damages) surface. S. enteritidis survive on the shells of the eggs 4 months in the refrigerator, in the albumen and yolk – more than 5 months and in the long storage (more than one month) of chicken eggs in the refrigerator S. enteritidis could penetrate into the egg through the intact shell and multiply in the yolk. It was shown in the experiment on the condition laying of chicken eggs of room temperature in cold water and their subsequent cooking S. enteritidis full destruction of pathogens comes on the 5 minute of heat processing, when the temperature inside the eggs reaches more than 80 °С. In mayonnaise at the temperature of the refrigerator S. еnteritidis reproduce, but remain viable for 13 days. In the egg powder at the room temperature noted smooth death of S. enteritidis, term viability of microorganisms is 5 months. Addition 10% acetic acid to egg powder in the ratio 1:2 provides for the death of S. enteritidis for a minute. In experimental conditions was established that the processing of chicken on the grill in the process of cooking «Shaverma» provides exemption meat from Salmonella only in the thickness of a piece of up to 2 centimeters. The deeper layers of meat and meat juice which accumulates on the pallet grill, throughout the duration of thermal processing may remain contaminated Salmonella.

Keywords:foodstuffs, pathogens of acute intestinal infections, contamination, survival

При многих острых кишечных инфекциях (ОКИ) ведущим путем передачи возбудителя является пищевой. Он преобладает при дизентерии Зонне, сальмонеллезе, иерсиниозах, кампилобактериозе, энтероинвазивных и энтерогеморрагических эшерихиозах, стафилококкозе, энтерококкозе, псевдомонозе, цереус-инфекции, клостридиозах, аэромонозе, плезиомонозе, галофилезах, НАГ-инфекции, кишечных инфекциях, вызванных потенциально-патогенными энтеробактериями [11].

При одних ОКИ (дизентерия Зонне, энтероинвазивные эшерихиозы, стафилококкоз, энтерококкоз, псевдомоноз, клостридиозы) приоритетная значимость пищевого пути передачи связана с относительно низкой вирулентностью возбудителей и невозможностью достижения заражающей дозы без предварительного размножения микроорганизмов в пищевых продуктах, содержащих достаточное количество необходимых питательных веществ. При других (сальмонеллез, кампилобактериоз) пищевой путь передачи обусловлен прижизненным проникновением микроорганизмов в ткани животных, являющихся пищевыми продуцентами. Соответственно связь таких инфекций к определенным пищевым продуктам обусловлена прежде всего адаптацией возбудителей к тем или иным видам животных. Известно также, что из числа пищевых продуктов, участвующих в передаче возбудителей ОКИ, например, при сальмонеллезе, приоритетную роль играют куриные яйца и блюда, их содержащие, в том числе салаты. Вместе с тем механизмы микробной контаминации этих продуктов, а также длительность сохранения в них возбудителей ОКИ при различных условиях хранения и обработки недостаточно изучены.

Цель настоящей работы - изучение контаминации возбудителями ОКИ пищевых продуктов и выживаемости микроорганизмов в них при некоторых вариантах термической обработки и хранения.

Распространенным фактором передачи возбудителей ОКИ является салатная продукция.

Вместе с тем в научной литературе чаще представлены результаты оценки роли салатов лишь при вспышках отдельных нозологических форм ОКИ, тогда как эпидемиологическая значимость салатной продукции при спорадической заболеваемости населения остается мало изученной.

Кроме того, следует иметь в виду, что до средины 1990-х гг. реализация салатов в Российской Федерации осуществлялась исключительно в условиях предприятий общественного питания (столовые, кафе, рестораны), имеющих собственное производство, расположенное непосредственно на объекте, а не через торговую сеть. В настоящее время ситуация изменилась. Появилось большое количество малых предприятий, производящих готовые кулинарные изделия, в том числе салаты, и реализующих их в торговой сети.

При этом в отличие от столовых, кафе и ресторанов производство такой продукции отдалено от точек ее реализации. Результаты проведенного нами в 2005-2011 гг. эпидемиологического обследования 1566 домашних очагов ОКИ, зарегистрированных на территории г. Перми, и оценка бактериологического исследования 845 проб салатов, отобранных в сети общественного питания и торговой сети изучаемой территории за тот же период, в сопоставлении с заболеваемостью населения выявили эпидемиологическую роль салатной продукции в распространении дизентерии Зонне, Флекснера, сальмонеллеза, ротавирусной и кишечной инфекции неустановленной этиологии при спорадической заболеваемости [14]. При этом было установлено, что в современных условиях на фоне расширения сети предприятий, производящих и реализующих овощные салаты, эпидемиологическая опасность этой продукции возрастает в связи с увеличением времени доставки ее из отдаленных цехов производства в точки реализации и, соответственно, возможностью дополнительной микробной контаминации и размножения бактерий в готовом продукте на этапах хранения и транспортировки.

Учитывая, что салаты в некоторых случаях могут быть контаминированы возбудителями ОКИ за счет входящих в них овощей и фруктов, мы в течение года на предприятиях торговли отбирали по 1,5 кг помидоров, капусты, зелени, яблок, бананов и винограда. Общее количество партий отобранных плодов составило 57. Пробу каждого продукта делили на 3 части - по 0,5 кг. Первую часть исследовали на наличие шигелл, сальмонелл и условнопатогенных бактерий, вторую - на наличие цист кишечных простейших, третью - на присутствие антигенов вируса гепатита А, ротавируса и РНК энтеровирусов типа Коксаки, ЕСНО, которые являются маркерами вирусной контаминации. Во всех случаях исследовали смыв с поверхности овощей и фруктов [12]. В итоге с поверхности овощей и фруктов условно-патогенные бактерии (кишечная палочка, клебсиелла, протей) были выделены в 21,1% случаев. Контаминация поверхности плодов простейшими (бластоцисты, кишечная амеба) составила 5,3%. Ротаантиген и РНК энтеровирусов в смывах с овощей и фруктов были обнаружены в 15,8% случаев. Эти данные подтверждают возможность загрязнения салатной продукции возбудителями бактериальных, вирусных и протозойных ОКИ за счет инфицированных овощей и фруктов.

Предполагается, что вирусы ОКИ могут проникать в мякоть овощных культур через корневую систему [1, 16]. Однако теоретически можно предположить и другой путь проникновения энтеровирусов внутрь овощей и фруктов при несоблюдении правил гигиенической подготовки сырьевых компонентов и технологических режимов производства кулинарных изделий - через неповрежденную (не имеющую видимых повреждений) поверхность.

В ходе экспериментального исследования нами впервые было установлено проникновение энтеровирусов (вакцинного штамма вируса полиомиелита Sabin II и энтеровируса ECHO7) внутрь овощей и фруктов с неповрежденной (не имеющей видимых повреждений) поверхности [13]. Из мякоти помидоров была выделена РНК полиовируса на 4-е и 8-е сутки, РНК энтеровируса - на 4-е, 5-е и 8-е сутки. В яблоках РНК полиовируса обнаружили на 8-е сутки, энтеровируса - на 4-е и 8-е сутки.

В этом плане исследования, направленные на выявление путей проникновения микроорганизмов внутрь растений, представляют, на наш взгляд, безусловный научный интерес.

В современных условиях в распространении сальмонеллеза, обусловленного Salmonella enteritidis, как и в прошлые годы, основными факторами передачи возбудителя являются куриные яйца, а также блюда, их содержащие. В этой связи результаты экспериментальных микробиологических исследований, проведенных нами еще в начале 1990-х гг., представляются актуальными. В частности, было установлено, что в условиях холодильника S. enteritidis выживают на скорлупе куриных яиц в течение 4 мес, в белке и желтке - более 5 мес, причем при длительном (свыше 1 мес) хранении куриных яиц в холодильнике S. enteritidis могут проникать внутрь яиц через неповрежденную скорлупу и размножаться в желтке [6].

Актуальным остается вопрос регламентации тепловой обработки куриных яиц, выступающих фактором передачи сальмонелл. В литературе имеются указания о необходимости варки яиц перед употреблением не менее 7 [3], 8 [17], 10 [4] и даже 13 [2] мин. Однако эти рекомендации не подтверждены экспериментальными данными.

В связи с этим нами была проведена экспериментальная оценка выживаемости S. enteritidis в куриных яйцах в зависимости от длительности их варки [7, 8]. Суть эксперимента заключалась в том, что искусственно инфицированные S. enteritidis диетические яйца отборной категории помещали в холодную воду, доводили воду до кипения и варили. Продолжительность варки для каждого яйца была различной и от момента полного закипания воды составляла 30 с, 1, 2, 3, 4 и 5 мин.

Параллельно основному эксперименту неинфицированные яйца подвергали такой же тепловой обработке, что и инфицированные, и с помощью высокочувствительного термометра измеряли температуру желтка сразу же после истечения соответствующего времени варки. Оказалось, что при условии закладки куриных яиц комнатной температуры в холодную воду и последующей их варки S. enteritidis сохраняют жизнеспособность в белке и желтке в течение 4 мин от момента закипания воды. Полная гибель возбудителей наступает на 5-й минуте тепловой обработки, когда температура внутри яиц превышает 80 °С. Отсюда следует, что варку куриных яиц необходимо проводить не менее 5 мин от момента полного закипания воды.

Важна эпидемиологическая роль при сальмонеллезе такого продукта, как майонез, в состав которого входит яичный порошок. Сведения о сроках выживаемости сальмонелл в майонезе немногочисленны и противоречивы. По материалам обследования очагов ОКИ, проведенных с использованием аналитического приема "случай-контроль", нами была выявлена значимость этого продукта в качестве фактора передачи S. enteritidis при спорадической заболеваемости [11]. Экспериментальная оценка выживаемости S. еnteritidis в майонезе при дозе заражения продукта 245,7±130,5 млн КОЕ/г показала, что при температуре холодильной камеры. наблюдалось быстрое отмирание возбудителей. В течение 13 дней количество микроорганизмов в продукте снизилось более чем в 500 тыс. раз.

Бактериологические исследования, в том числе с использованием среды обогащения, проведенные на 14-й и 15-й дни, оказались отрицательными [10]. Таким образом, S. еnteritidis в майонезе хотя и не размножаются, но сохраняют жизнеспособность достаточно долго, что подтверждает эпидемиологическую опасность этого продукта.

По результатам проведенных бактериологических исследований, среди S. enteritidis, изолированных из яичного порошка, основного ингредиента майонеза, были обнаружены штаммы, сохраняющие жизнеспособность в водяной бане при температуре 80 °С в течение 30 мин, при температуре 85 °С - 3 мин. По данным бактериологических исследований, проведенных на одной из птицефабрик, инфицированность яичного порошка сальмонеллами на конечной стадии производства составила в среднем 4,9%. Учитывая немногочисленность в научной литературе сведений о сроках сохранения жизнеспособности сальмонелл в яичном порошке, была проведена оценка выживаемости S. enteritidis в данном продукте при комнатной температуре. Было установлено, что непосредственно после его инфицирования содержание возбудителей в продукте составляло 3,3±0,9 млн КОЕ/г. В последующем наблюдалось постепенное отмирание микроорганизмов. Через 13 нед от момента инфицирования концентрация сальмонелл по сравнению с исходной уменьшилась в 458 раз. В течение 14-20-й нед сальмонеллы выделялись только из сред обогащения.

Контрольные анализы в более поздние сроки оказались отрицательными [9]. Таким образом, срок выживаемости S. enteritidis в яичном порошке при температуре помещения составил 20 нед, т.е. 5 мес.

Известно, что концентрация уксусной кислоты, которую вводят в майонез на конечной стадии его производства, невелика (0,5%), что не всегда может обеспечить должный бактерицидный эффект по отношению к сальмонеллам, находящимся в яичном порошке. Нами установлено, что добавление к яичному порошку 10%-ной уксусной кислоты в соотношении 1:2 приводит к гибели S. enteritidis в течение минуты [9]. Следовательно, в качестве одного из способов обеззараживания яичного порошка в процессе изготовления майонеза можно было бы рекомендовать добавление уксусной кислоты в яичный порошок перед его введением в майонезную пасту, т.е. когда количество уксусной кислоты на единицу объема исходного продукта может быть значительно увеличено.

Вместе с тем вопрос требует дополнительного исследования в части того, насколько уксусная кислота влияет на эмульгирующую способность яичного порошка.

В середине 1990-х гг. в России после появления широкой сети частных предприятий мелкорозничной торговли и общественного питания популярным стало кулинарное блюдо шаверма, содержащее жареное на гриле куриное мясо.

С целью изучения вопроса, гарантирует ли используемый в процессе производства шавермы режим обжаривания куриного филе на гриле полное уничтожение сальмонелл в мясе, была проведена экспериментальная оценка выживаемости S. enteritidis в курином мясе в процессе его термической обработки на оборудовании для приготовления шавермы [15]. Суть эксперимента состояла в том, что в емкость с куриным филе весом 18 кг было внесено 180 мл одномиллиардной взвеси S. еnteritidis, т.е. примерно 10 млн микробных клеток на 1 г мяса. Инфицированное мясо нанизывали на вертел гриля "МК-2.3Г" фирмы "Северная инженерная компания" (Санкт-Петербург). Через 1,5 ч термической обработки при появлении белого цвета мяса и прозрачного сока были взяты 3 пробы на глубине среза 0,5 см. Далее срезали мясо и брали по 3 пробы филе на глубине 2, 5, 8 и 10 см. Кроме того, на наличие сальмонелл проводили бактериологическое исследование куриного сока, который в процессе приготовления мяса скапливается на поддоне гриля и в условиях предприятий, реализующих шаверму, обычно используется в качестве подлива к обрабатываемому филе в течение всего периода его обжарки.

Помимо бактериологических исследований в процессе обжарки мяса измеряли температуру филе на разной глубине куска с помощью технического ртутного термометра марки ТУ 25-2021.010-89 ТТМ. Результаты бактериологических исследований проб мяса на срезе 0,5 и 2 см, где температура была 85 и 82,7 °С, оказались отрицательными.

В то же время в пробах мяса на глубине 5, 8 и 10 см на фоне недостаточной температуры были обнаружены сальмонеллы, причем их количество возрастало пропорционально толщине мясного куска. Во всех пробах мясного сока, взятых с поддона гриля в процессе термической обработки мяса кур, также были обнаружены сальмонеллы.

Таким образом, термическая обработка куриного филе на гриле в процессе приготовления шавермы обеспечивает гарантированное освобождение мяса от сальмонелл только в толще куска до 2 см. Имеется вероятность, что применение в ходе приготовления шавермы куриного сока в качестве подлива к мясу, а также поддона для последующего измельчения обжаренного мяса может приводить к контаминации сальмонеллами готового продукта.

Литература

1. Багдасарьян Г.А., Влодавец В.В., Дмитриева Р.А. и др. Основы санитарной вирусологии. - М., 1977. - 200 с.

2. Загаевский И.С., Жмурко Т.В. Ветеринарно-санитарная экспертиза с основами технологии переработки препаратов животноводства. - 3-е изд., доп. - М..: Колос, 1976. - 224 с.

3. Информационное письмо Республиканского центра по сальмонеллезам Санкт-Петербургского НИИ эпидемиол. и микробиол. им. Л. Пастера от 23 мая 1993 г. № 27.

4. Окладников Н.И. // Вопр. питания. - 1989. - № 5. - С. 72-73.

5. Пушкарева В.И., Литвин В.Ю., Ермолавева С.А. // Эпидемиол. и вакцинопрофилакт. - 2012. - № 2. - С. 10-19.

6. Сергевнин В.И., Гладких Л.А., Шумилова Е.В. // Нижегород. мед. журн. - 1992. - № 4. - С. 33-36.

7. Сергевнин В.И. Современные тенденции в эпидемиологии сальмонеллезной инфекции и научно-методические основы эпизоотолого-эпидемиологического надзора: Автореф. дис. - д-ра мед. наук. - Омск, 1995. - 41 с.

8. Сергевнин В.И., Шарипова И.С., Гладких Л.А. // Нижегород. мед. журн. - 1995. - № 1. - С. 52-54.

9. Сергевнин В.И., Сармометов Е.В., Варецкая Т.А. // Здоровье населения и среда обитания. - 2003. - № 8. - С. 30-33.

10. Сергевнин В.И., Сармометов Е.В., Варецкая Т.А. и др. // Здоровье населения и среда обитания. - 2004. - № 2. - С. 28-30.

11. Сергевнин В.И. Эпидемиология острых кишечных инфекций. - Пермь: ГОУ ВПО ПГМА им. акад. Е.А. Вагнера Росздрава, 2008. - 279 с.

12. Сергевнин В.И., Подгорбунская И.Л., Сармометов Е.В. и др. // Здоровье населения и среда обитания. - 2008. - № 5. - С. 25-27.

13. Сергевнин В.И., Шицына И.В., Николова И.В. и др. // Здоровье населения и среда обитания. - 2009. - № 3. - С. 32-34.

14. Сергевнин В.И., Ладейщикова Ю.И., Девятков М.Ю. и др. // Эпидемиол. и инфекц. бол. - 2011. - № 1. - С. 31-35.

15. Сергевнин В.И., Удавихина Л.С., Горохова С.В. и др. // Гиг. и сан. - 2012. - № 1. - С. 29-32.

16. Спыну К.И. Энтеровирусы в окружающей среде и их эпидемическая значимость. - Кишинев, 1991. - 252 с.

All articles in our journal are distributed under the CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International)

© GEOTAR-Media Publishing Group. The use of textual and illustrative content from this publication for the training of any artificial intelligence systems - including machine learning models and neural networks - is strictly prohibited without the prior written consent of the copyright holder.