Брожение и гниение органических соединений

Брожение и гниение органических соединений, как правило, связаны с проявлениями жизненных функций микроорганизмов, выражением которых является ферментативная активность. Однако распад органического вещества может происходить ибез микробного метаболизма, при этом клеточные ферменты, например, разлагающегося трупа животного освобождаются и поддерживают автолиз.

В общем все эти процессы ведут к минерализации распадающихся веществ, причем термин «гниение» обычно относится к процессу разложения белков, а «брожение» - кдекомпозиции углеводов и жиров. «Тление»- аналогичный процесс, имеющий окислительную природу, включая нитрификацию питательных веществ в почве.

Терминологическое различие четырех упомянутых процессов распада органического вещества справедливо, так как все они, являясь выражением существующего в природе круговорота веществ, отражают многообразие происходящих при этом химических и физических про­цессов. Это обнаруживается, в частности, в образовании различных осмогенов (пахучих веществ).

Полная минерализация органического вещества означает абсолютную потерю его кормовой (или пищевой) ценности. Следовательно, процессы брожения и гниения, протекающие первый при кислой реакции среды, второй при щелочной, необходимо на определенной ступени прервать, чтобы получить из органических соединений пригодные к длительному хранению кормовые средства и удобрения для питания животных и растений.

Процессы гниения, брожения, автолиза, которые частично протекают одновременно или переходят один в другой, проявляются прежде всего в изменениях величины рН и естественной окраски, часто с образованием запаха; у вещества мозга эти явления обнаруживаются уже через час после наступления клинической смерти.

Все способы, которые сдерживают начало распада органических веществ после смерти организма, практически сохраняют пищевую ценность этих веществ и уменьшают или даже полностью исключают образование запахов. Это явление называется консервацией, т. е. сохранением субстанции тела в таком биохимическом состоянии, в котором она еще представляет кормовую и пищевую ценность. Важным консервирующим средством при утилизации трупов животных является уничтожающая микробы температура ималая микробная обсемененность полученного продукта (кормового средства) во время его храпения и подготовки для скармливания животным Решающее значение для обеспечения высокого качества конечного продукта обеззараживания и утилизации трупов животных имеет сухое состояние продукта (незначительное содержание воды в продукте и низкая относительная влажность, поддерживаемая в помещении для его хранения), сравнительно ограниченное количество жира, определенная величина рН (если продукт вырабатывается в жидком или пастообразном виде) и, конечно, охлаждение и замораживание продукта.

Само собой разумеется, что применяемые для ослабления активности микроорганизмов технологические процессы не должны оказывать на конечные продукты утилизации химическое или физическое воздействие, в результате которого теряется или уменьшается кормовая ценность продукта (ядовитость, субтоксичность, остатки антибиотиков и инсектицидов, неперевариваемость, зна­чительный уровень радиоактивности и т. д.).

Решение утилизационными предприятиями основной гигиенической и ветеринарно-санитарной задачи с помощью щадящих окружающую среду средств отвечает требованиям народнохозяйственных планов. Применение новых технологических процессов, позволяющих избежать экономически неоправданного захоронения органических отходов животноводства с целью их безопасного обезвреживания, не может вызвать возражения, если эти процессы соответствуют уже упомянутым юридическим, экономико-политическим, медицинским, а также зоогигиеническим нормам и прогрессивны в научно-техническом и экономическом смысле.

При естественном созревании мяса, безупречного в санитарном отношении продукта убоя, уровень кислотности достигает такой величины, которая имеет практически бактериостатическое действие, особенно если ту­ши подвешиваются в холодном и проветриваемом помещении. Однако, если туши висят в холодильном помеще­нии настолько близко друг к другу, что мясо не может «избавиться» от своего тепла, бактериостатическое действие отсутствует («Heated beef», «Sour side», «Green Struck» у мяса диких животных). Как уже было упомянуто, сырье утилизационных предприятий не испытывает на себе действие бактериостатических процессов.

Если не брать в расчет клеточные ферменты, освобождающиеся в результате автолиза, именно названные ферменты бактерий расщепляют белок на его фрагменты, затем на основные составные части (пептиды, ами­нокислоты), зловонные промежуточные продукты (индол, скатол) и газы (H2S, CO2, CH₄, NH₃). Под их действием мясо становится серым, желтым, зеленым, размягчается и выделяет осмогены. При этом его щелочность усиливается. Белок расщепляют в зависимости от своих химических возможностей такие ферменты, как гидролазы и протеазы, амидазы, карбогидразы, полиазы и олигазы, а также эстеразы (липазы, фосфатазы и таназы). Определенные грамположительные кокки содержат фибринолитические протеазы, бациллы газовой гангрены - коллагеназу, определенные стафиллококки - коагулязу, а типичные молочные бактерии - сычужные ферменты. Однако перечень ферментов этим не заканчивается. Одни экзо- и эндоферменты микробов образуют системы, которые способны осуществлять окислительное и неокислительное брожение, например, спиртов. Другие способны разлагать мочевину, фекалии и т. д. Таким об­разом, из органических соединений получаются основные неорганические вещества, т. е. происходит минерализация.

Следовательно, микробы могут разрушать морфологическую и химическую структуру мяса точно так же, как это делают горячий пар, сильные щелочи или кислоты.

Углеводородные соединения и жиры тоже неустойчивы к действию микробов. Липиды подвергаются гидролизу, но они и сами по себе окисляются кислородом воздуха, особенно при доступе дневного света. Это ведет к прогорканию жира. Жир с большим количеством ненасыщенных жирных кислот (свыше 20 %) особенно легко прогоркает, образуя кетоны и альдегиды. Если из трупа животного не удалены почки, то признаки начи­нающегося гниения (отклонения цвета и запаха мяса от нормы) обнаруживаются прежде всего в почечном жире (и, возможно, также в глубине мышечной ткани задней конечности), поскольку здесь не происходит закисания мяса с бактериостатическим действием. Кроме того, почечный жир - место наибольших отложений ДДТ, особенно у овец, часто подвергавшихся при жизни обработке акарицидами этого типа.

Итак, если бы технологический процесс утилизации не останавливал гниение органических веществ, поступающих для переработки на утилизационное предприятие, получение мясо-костной муки и весьма пенного технического жира (в виде масла) было бы невозможно, поскольку (теоретически) произошла бы полная минерализация. В случае сжигания органического материала, как это делается с покойниками при официальной кремации, происходит более или менее полная минерализация. С химической точки зрения конечный продукт в этом случае будет идентичен продукту декомпозиции. Различие состоит лишь в том, что сжигание сокращает продолжительность процесса до полутора часов (продолжительность кремации при 990°С без непосредственного воздействия пламени). Зола, полученная из органического материала животного происхождения, практически не имеет никакой питательной ценности. Поэтому ее получение не может быть целью процесса утилизации. Тот же результат дает и сжигание трупов и частей тру­пов животных на открытом пламени: чтобы сжечь таким образом труп одной коровы, для поддержания пламени требуется 350-400 кг дров или 400-500 л бензина (Гус-сель, 1980).

Однако в отношении производства мясо-костной муки следует подчеркнуть, что процесс разложения возобновляется и продолжается в направлении окончательной минерализации, как только микробы, оставшиеся в продукте (если полной стерилизации не происходит) или по­павшие в продукт во время хранения из окружающей среды, начинают размножаться в геометрической прогрессии. В этом случае правомерно утверждение о су­ществовании постоянной опасности порчи корма (результат неокончательного устранения возможности корма к декомпозиции на микробной основе).

По Пельчару и Райду (1954), дрожжи и грибы рассматриваются как неотъемлемая составная часть коло­ний микробов пищевых и кормовых продуктов. Выявле­ние патогенных микроорганизмов - это одна из задач микробиологического контроля. Другой не менее важной его задачей является определение вида и количества апатогенных сапрофитических микроорганизмов, которые в данном случае считаются как нежелательные или портящие продукт.

Если для консервации подверженного гниению сырья применяется термическая обработка, то необходимо располагать, с одной стороны, сведениями о резистентности микробов и спор, а с другой - сведениями о параметрах теплопроводности консервируемого вещества. Следует пересмотреть представление о термическом консервировании пищевых продуктов и кормов как о процессе, который, сохраняя пищевую или кормовую ценность продукта, способен уничтожить все содержащиеся в нем микроорганизмы. Полного уничтожения микрофлоры не происходит даже при консервации небольших порций отборного высококачественного мяса, предназначенного для расфасовки в консервные банки, не говоря уже о тонне сплошь покрытого микроорганизмами мяса павших животных, к которому в автоклаве были добавлены желудочно-кишечные каналы вместе с содержимым. Поэтому после консервации продукт обязательно нужно хранить в прохладном и сухом месте либо добавить к нему химикаты (например, слабый раствор пропионовой кислоты). Это исключит возмож­ность размножения оставшихся в воздухе, на стенах и полу помещения микроорганизмов и остановит дальнейшее развитие автолиза.

Консервация пищевых продуктов и кормов возможна при помощи почти полной дегидратации, а также при повышенном осмотическом давлении. Однако все микробы уничтожить таким путем не удастся, так что впоследствии микрофлора может вновь активизироваться в результате гигроскопических и других процессов.

Для консервирования пищевых продуктов и кормов официально разрешено применять лишь несколько видов химикатов, таких, как пропионовая кислота, бензоат натрия, двуокись серы, сульфит натрия. Иногда степень кислотности продукта достигает такой величины, что сама по себе препятствует пролиферации микробов, вызывающих разложение продукта. В качестве консервирующих сред с переменным успехом применялись ультрафиолетовые и гамма-лучи, а также антибиотики. В случае использования их для предотвращения гниения свежего мяса они должны как минимум «поражать» Escherichia coli, Proteus vulgaris, Psettdomonas fluore-scens, Clostridium spp., а также Clostridium putrifaciens, если окорок не должен «прокисать». Протеолитическое разложение рыбы почти всегда поддерживается Clostridium spp.

Дата добавления: 2014-11-20