Microbiologia cărnii şi a preparatelor de carne

Carnea este un produs alimentar valoros şi reprezintă un mediu foarte bun pentru microorganisme, care beneficiază de un pH = 6,4-6,5, substanţe uşor asimilabile (glicogen şi acid lactic) şi substanţe asimilabile cu azot. Mai vezi: Carnea caracterizarea merceologică a cărnii

Surse de contaminare microbiană a cărnii

Contaminarea internă

Contaminarea internă a cărnii ca şi a organelor este produsă de microorganisme patogene care dau îmbolnăvirea animalului şi se localizează în ţesutul muscular şi organic. Dintre microorganismele patogene, care se pot transmite pe cale digestivă prin consum de carne contaminată fac parte:

• Mycobacterium tuberculosis de tip bovis agent al tuberculozei este inactivat prin tratamentul termic al cărnii la 80-85ºC timp de 10 minute.
• Bacillus anthracis , agent al antraxului, se poate transmite prin carnea de ovine.
• Alte specii pot aparţine genurilor Leptospira, Brucella, Coxiella ş.a. care se transmit pe cale cutanată.

Contaminarea cărnii se poate produce şi în momentul sacrificării; prin contactul cuţitului cu plaga jugulară pot fi antrenate microorganisme de pe suprafaţa pielii şi părului care sunt transmise prin circulaţia sângelui în organism. Dacă după sacrificare nu se realizează rapid răcirea şi eviscerarea se poate produce un transfer al microorganismelor din viscere şi se produce contaminarea cărnii cu microorganisme de origine intestinală, enterobacterii, dintre care sunt facultativ patogene/patogene: Salmonella typhi, Klebsiela, Listeria monocytogenes, Proteus, Escherichia coli.

Contaminarea externă

În funcţie de condiţiile mediului ambiant şi condiţiile igienice la procesarea cărnii (jupuire, eviscerare, despicare, toaletare) are loc contaminarea externă, când numărul de celule poate ajunge la 10²-10³/cm² suprafaţă carne/carcasă. Prin contaminarea externă pot ajunge pe carne bacterii din genurile:

• Pseudomonas
• Flavobacterium alcaligenes
• Bacillus
• Clostridium
• Micrococcus etc.
• bacterii de putrefacţie, care se pot dezvolta pe carne chiar în condiţii de refrigerare.

De la indivizii bolnavi, pe cale aeriană sau prin contact cu mâinile celor care manipulează carnea se pot transmite microorganisme patogene.

În cazul bovinelor, contaminarea externă se poate face la jupuire atunci când accidental, părul cu o încărcătură microbiană de 10⁷-10 ⁸/g vine în contact cu carnea, din surse umane, prin mâini murdare şi mai ales când eviscerarea este defectuoasă. Pielea şi părul sunt surse importante pentru răspândirea lui Listeria monocytogenes cu diseminarea acesteia pe carcase de carne prin contact direct/indirect la tăiere, sângerare, jupuire.

Prin respectarea regulilor de igienă se reduce numărul şi numai 1,2% din carcase de bovine şi 8,7% de porcine au conţinut Listeria . Deoarece îndepărtarea acestora este imposibilă aceste bacterii ar putea fi folosite ca indicator sanitar al condiţiilor globale de igienă în abatoare.

Carnea obţinută în condiţii igienice de la animale sănătoase este lipsită de microorganisme sau poate conţine la suprafaţă un număr redus de cel mult 100 celule per gram ce pot aparţine genurilor: Clostridium, Bacillus, Streptococcus , Lactobacillus şi numai în cazuri rare pot fi prezente salmonele.

În cazul porcinelor contaminarea microbiană se poate realiza mai intens dacă opărirea se efectuează pe orizontală prin imersare în bazine cu apă la 64-65ºC. Prin opărire repetată, apa se încarcă cu microorganisme de pe păr şi piele şi există pericolul ca pulmonii să se încarce cu un număr mare de microorganisme, mărind riscul de contaminare. O contaminare secundară a cărnii cu mucegaiuri se poate transmite pe calea aerului existent în abatoare.

Alterări microbiene ale cărnii

Alterările microbiene ale cărnii sunt dependente de natura şi concentraţia de microorganisme, de tipul de carne, de umezeala relativă din depozit şi de temperatura de păstrare. Se pot întâlni următoarele tipuri de alterări:

Alterarea superficială – prin păstrarea cărnii la temperatura de 0-10ºC se produce lent deoarece temperaturile scăzute scad viteza de metabolism a microorganismelor, iar modul de alterare este dependent de umezeala relativă a aerului din depozit. Dacă aceasta este mai mare de 80-90% şi suprafaţa cărnii este umedă, este favorizată multiplicarea bacteriilor psihrofile şi psihrotrofe ale genului Pseudomonas, Psihrobacter .

La suprafaţa cărnii se formează un mucus format prin unirea coloniilor şi modificarea structurii coloniilor din zona superficială a cărnii, este sesizat mirosul de putrefacţie. Dintre bacteriile producătoare de mucus fac parte cele ce aparţin genului Pseudomonas, bacterii Gram negative, aerobe, cu activitate lipolitică şi proteolitică. Dacă se păstrează carnea la 20ºC (temperatura camerei) alterarea are loc mai rapid, ea este mai profundă şi poate fi produsă de bacterii mezofile din g. Achromobacter, Escherichia, Moraxella, Proteus, Bacillus .

Alterarea începe de la suprafaţă spre interior şi după consumarea oxigenului de bacterii aerobe, se produce alterarea profundă. Are loc înmuierea ţesuturilor, modificarea culorii (roşu – cenuşiu), hidroliza şi fluidificarea grăsimilor cu formarea produşilor finali de putrefacţie (amine şi substanţe toxice). În carnea de vita ambalată în vacuum, modificarea culorii roşii şi apariţia culorii verzi a fost produsă de specii de Clostridium , după 10-12 săptămâni de păstrare.

Mucegăirea – la păstrarea cărnii în depozit cu umezeală relativă a aerului mai mică de 75% când suprafaţa cărnii este zvântată, alterarea poate fi produsă de către drojdii şi mucegaiuri. Drojdiile produc rar alterări ale cărnii, ele se înmulţesc mai bine în carnea tocată.

Mucegăirea este vizibilă după 1-2 săptămâni de păstrare. În domeniul temperaturilor de refrigerare se dezvoltă multe mucegaiuri. Mucegăirea porneşte de la suprafaţă spre interior şi apar pete colorate şi miceliul vegetativ poate să pătrundă în ţesut. Dacă mucegăirea s-a instalat, prin spălarea cărnii rămân pete mate colorate diferenţiat. Dintre mucegaiurile care se pot dezvolta pe carne în condiţii de refrigerare fac parte:

• Penicillium
• Aspergillus
• Mucor
• Cladosporium
• Sporotrichum

Alterarea totală , superficială şi de profunzime, poate avea loc prin păstrarea cărnii la temperaturi de 10-25ºC. Această alterare are loc şi atunci când răcirea se face lent după sacrificare şi are loc păstrarea la temperatura mediului ambiant. Alterarea globală a cărnii poate să fie evidenţiată după 2-3 zile de la sacrificare şi este datorată dezvoltării bacteriilor aerobe de putrefacţie psihotrofe şi mezofile, aparţinând genurilor:

• Pseudomonas
• Lactobacillus formatoare de mucus

Carnea alterată prezintă o culoare cenuşie-verzuie, ca urmare a formării de către microorganisme a apei oxigenate care reacţionează cu pigmenţii cărnii.

Alterarea profundă poate avea loc în carne cu contaminare internă, păstrată la temperaturi de 20-45ºC. Această alterare se produce când nu se realizează răcirea după sacrificare şi climatizarea spaţiilor de depozitare a cărnii este necorespunzătoare. Alterarea poate să fie sesizată după 4-8 ore mai ales dacă eviscerarea nu este realizată imediat după moartea animalului şi este datorată bacteriilor anaerobe ale genului Clostridium.

Pe lângă analizele microbiologice, pentru detectarea alterării se pot folosi markerii chimici care pot reflecta modificările în compoziţie până la limita de acceptabilitate, mai rapid decât metodele microbiologice. Astfel, ca un indice de alterare se poate folosi detectarea cadaverinei, histaminei, a acidului D-lactic şi gluconic tec.

Microbiologia cărnii de pasăre

Carnea de pasăre are valoare nutritivă ridicată şi un conţinut variabil de apă de la 58% la carnea de curcan la 71% în carnea de pui, încât este un produs uşor alterabil.

Contaminarea internă

Carnea păsărilor vii poate suferi o contaminare internă cu bacterii ale genurilor Salmonella, Corynebacterium şi Moraxella .

Contaminarea externă

În timp ce contaminarea internă este ocazională şi limitată, contaminarea externă este dificil de evitat şi are loc în cursul diferitelor etape tehnologice.

Sacrificarea în abatoarele de păsări este un proces foarte important, de aceea respectarea regulilor de igienă este obligatorie ţinând cont că nivelul de contaminare al cărnii depinde de acest proces, iar contaminarea ridicată a cărnii are efect negativ asupra proceselor ulterioare şi asupra duratei de păstrare a calităţii cărnii.

La opărire cu apă cu temperatura de 50-65ºC şi deplumare (îndepărtarea penelor) se produce concomitent cu reducerea numerică a celulelor microbiene, o diseminare a microorganismelor (provenite din sol, apă, materii de dejecţie), aflate pe suprafaţa penelor şi transferul acestora pe carne. La deplumarea mecanică datorită deplasărilor bruşte se pot elimina materii fecale, caz în care are loc contaminarea masivă cu enterobacterii.

Eviscerarea în abatorul de păsări se face prin vacuumare şi dacă au loc accidental rupturi ale intestinelor are loc contaminarea cu bacterii din microbiota intestinală, respectiv cu enterococi şi enterobacterii:

• Escherichia
• Salmonella ş.a.

La eviscerare este posibil de asemenea transfer direct de microorganisme pe carne, prin intermediul ustensilelor, a mâinilor. Spălarea cu apă sub presiune prin duşare conduce la o reducere cu 50-90% a bacteriilor colifome mai ales dacă apa conţine 40-60 ppm clor.

Răcirea cărnii de pui se face în căzi cu apă cu gheaţă. Dar apa poate fi contaminată cu microorganisme nedorite, ca de exemplu salmonele, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens ş.a., care pot ajunge în carne.

La cântărire şi ambalare poate avea loc o creştere a numărului de microorganisme pe suprafaţa carcaselor, prin contact direct/indirect, în funcţie de gradul de igienă. În condiţii igienice adecvate, microbiota cărnii de pui cuprinde specii de microorganisme din genurile Moraxella, Acinetobacter, Pseudomonas, Micrococcus şi în număr redus, lactobacterii.

Alterarea cărnii de pui – se realizează mai rapid decât a cărnii de vită şi este datorată bacteriilor din genul Pseudomonas şi genul Moraxella . Când concentraţia de bacterii ale genului Pseudomonas ajunge la valori de 10⁸/cm² se observă formarea de mucus. Viteza de formare a mucusului este dependentă de temperatură şi durata de păstrare.

Astfel prezenţa de mucus şi a mirosului de alterat devine evidentă după 6 zile prin păstrare la 5ºC şi se reduce la 3 zile când temperatura creşte la 10ºC. În cazul în care prin activitatea bacteriilor de putrefacţie au rezultat amine toxice, consumul cărnii este riscant deoarece aminele sunt termostabile şi rezistente la tratamente termice lejere.

În carnea de pasăre ambalată prin vacuumare se poate produce acrirea cărnii datorată activităţii bacteriilor facultativ anaerobe din genul Lactobacillus şi ale genului Brochothrix .

Prin carnea de pui se pot transmite bacterii patogene din genul Salmonella , a cărei contaminare este greu de evitat ţinând cont că peste 40% din păsări pot elimina aceste bacterii prin materii de dejecţie. Mai pot fi întâlnite Clostridium perfringens, Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus.

Controlul microbiologic al cărnii de pui impune absenţa bacteriilor din genul Salmonella în 50 g, iar bacteriile din genul Clostridium într-un gram.

Microbiologia cărnii de peşte

Peştii în stare vie prezintă la suprafaţă un mucus cu proprietăţi bactericide şi care previne îmbolnăvirea sa în timpul creşterii. Acest mucus reţine microorganismele din apa în care peştii trăiesc, astfel încât microflora peştelui este asemănătoare cu a apei. În microflora peştelui de apă sărată se întâlnesc bacterii din g. Flavobacterium, Achromobacter , în microflora peştelui de apă dulce se întâlnesc bacterii din g. Alcaligenes, Pseudomonas . Mai vezi: Peştele si produsele din peşte

După scoaterea peştelui din mediul natural mucusul îşi pierde proprietăţile bactericide şi reprezintă un mediu pentru dezvoltarea microorganismelor reţinute de mucus. Dacă peştele este păstrat neeviscerat sub acţiunea permeazelor este posibilă pătrunderea microflorei din intestin în ţesut.

Alterarea peştelui se produce mai întâi în zona capului pentru că bronhiile filtrând apa reţin o cantitate mare de molecule ce devin active după moartea peştelui. După scoaterea din apă apare faza de rigiditate, carnea este rigidă, cu pH acid, ce nu permite multiplicarea bacteriilor şi rigiditatea se păstrează la 0ºC.

Dacă peştele este neeviscerat apare defectul de umflare datorat dezvoltării bacteriilor anaerobe din genul Clostridium . Dacă peştele este eviscerat şi păstrat la temperatura de refrigerare sau la 20ºC defectele sunt produse de Escherchia coli , Pseudomonas, Achromobacter . Prin activitatea bacteriilor de putrefacţie se acumulează amine toxice, astfel încât prin consum de peşte alterat se produc intoxicaţii grave. Peştele se poate păstra doar în stare congelată sau uscat, sărat, afumat.

Microbiologia preparatelor din carne

Preparatele din carne se obţin într-o gamă largă de sortimente diferenţiate prin compoziţie, conţinutul de apă liberă/valoare a_w, tehnologie şi din punct de vedere microbiologic. Mai vezi: Prelucrarea cărnii şi produse obţinute prin prelucrare

Microbiota materiilor prime şi auxiliare

În funcţie de tehnologia de fabricaţie, pe lângă carne, organe, grăsimi, ca materii prime, aditivii, ingredientele şi alte materii auxiliare introduc un număr variat, cantitativ şi calitativ de microorganisme, care suferă modificări importante în etapele tehnologice de preparare.

Carnea tocată . La fabricarea preparatelor din carne se foloseşte carnea tocată, care poate prezenta o contaminare bacteriană de 10⁴-10⁶ ufc/g. Pe suprafaţa cărnii tocate la refrigerare, se dezvoltă bacterii ale genurilor Pseudomonas, Acinetobacter, Aeromonas , care dau modificări ale culorii (cenuşiu-brun), cu formare de amoniac şi amine, în timp ce în interiorul cărnii tocate, ca urmare a consumului de oxigen de către bacteriile aerobe, se dezvoltă bacterii facultativ anaerobe şi se produce acrirea.

Dintre microorganismele patogene întâlnite cu o frecvenţă mai mare în carnea tocată, fac parte bacterii din g. Salmonella, Staphylococcus şi Clostridium perfringens. O carne tocată cu peste 10⁷/g celule bacteriene, nu este admisă la fabricarea preparatelor din carne, iar la creşterea concentraţiei de celule la valori de 10⁸/g apar evidente modificări senzoriale, specifice putrefacţiei.

Sarea şi amestecurile de sărare . O sursă importantă de microorganisme (10²-10⁶/g), o prezintă sarea, care aduce în compoziţie bacterii sporulate, bacterii tolerante la sare, inclusiv drojdii halotolerante. Sarea influenţează legarea apei în preparatele din carne tratate termic şi ca urmare a reducerii valorii de a_w este considerată factorul cel mai stabilizator din punct de vedere microbiologic.

La fabricarea salamurilor crude se mai pot folosi în calitate de aditivi săruri – nitriţi sau nitraţi – glucide, glucono-δ-lactona (GDL), acid ascorbic sau ascorbaţi, care adaugă în compoziţie un număr de microorganisme şi influenţează microbiota produsului. Prin adăugarea de nitriţi şi nitraţi se menţine culoarea roşie a cărnii. Nitriţii pe lângă efectul de menţinere a culorii roşie caracteristică au rol în dezvoltarea aromei, în protejarea lipidelor de oxidare şi cel de inhibare a unor microorganisme. Se cunoaşte că nitritul inhibă creşterea multor specii de microorganisme chiar la concentraţii relativ reduse.

Condimentele , deşi se adaugă în proporţii mici, au o încărcătură microbiană foarte mare mai ales în cazul plantelor aromatice care se încarcă cu microorganisme în timpul perioadei de vegetaţie. Piperul, ienibaharul pot conţine 10⁵-10⁶ ufc/g. Din microbiota condimentelor au fost izolate bacterii sporulate şi mucegaiuri ce produc micotoxine, de aceea există orientarea de a fi sterilizate înainte de folosire, pe cale chimică.

Membranele , cele naturale (conservate prin sărare) au o încărcătură microbiană ridicată deoarece au venit în contact cu microbiota intestinului (bacterii coliforme şi alte bacterii de putrefacţie). Din punct de vedere microbiologic membranele artificiale au o încărcătură foarte redusă şi deci nu contribuie la încărcarea produsului cu microorganisme de alterare.

Culturi starter utilizate în industria preparatelor din carne

În tehnologia preparatelor din carne se pot folosi microorganisme sub formă de culturi starter, care se pot adăuga în pastă înainte de umplere sau sunt folosite la pulverizarea superficială a salamurilor uscate.

Culturi bacteriene

Bacteriile lactice - în monoculturi sau culturi mixte, capabile să suprime creşterea microorganismelor nedorite pot fi folosite drept culturi de protecţie în diferite preparate de carne:

• Lactobacillus
• Micrococcus 

Culturile mixte de lactobacili şi micrococi dau rezultate bune în reducerea timpului de maturare, o mai bună dezvoltare a calităţilor senzoriale, inhibarea bacteriilor de putrefacţie şi astfel prelungesc durata de păstrare a acestor produse.

Culturile se adaugă într-un mediu nesteril, de aceea cantitatea culturii de producţie adăugată trebuie calculată astfel încât numărul de celule introduse în pasta de carne să fie de cel puţin 1000 de ori mai mare decât cel existent în microbiota cărnii/compoziţiei. Aceste culturi produc o fermentaţie lactică determinând astfel o scădere a pH-ului care inhibă activitatea bacteriilor de putrefacţie, iar acidul lactic contribuie la obţinerea gustului plăcut.

Pentru obţinerea salamurilor fermentate se pot folosi culturi mixte alcătuite din lactobacili, micrococi şi drojdii.

Culturi fungice

Dintre culturile fungice folosite drept culturi starter cele mai importante sunt cele din genul Penicillium , folosite la obţinerea salamurilor crude, care influenţează pozitiv uscarea naturală şi maturarea. Aceste microorganisme se dezvoltă ca un fetru de culoare albă la suprafaţa batoanelor şi prin intermediul hifelor penetrante asigură o difuzie a umidităţii şi o uscare uniformă, iar prin intermediul enzimelor (lipaze, proteaze) contribuie la formarea compuşilor de gust şi aromă specifice acestor produse.

Sporii de Thamnidium elegans inoculaţi prin pulverizare la suprafaţa carcaselor de carne de bovine, inhibă dezvoltarea bacteriilor de alterare ceea ce face posibilă creşterea temperaturii şi a umezelii aerului din depozit, pentru a reduce timpul necesar pentru maturarea cărnii de la 2 săptămâni la 2-3 zile.

Defecte şi alterări microbiene ale preparatelor din carne

Preparatele din carne au o durată de conservare şi condiţii recomandate de depozitare diferite, în funcţie de conţinutul de apă liberă pe care îl conţin. Astfel, prospăturile (parizer, crenwurşti, lebăr) cu umiditate mai mare de 65% au o durată de conservare de 48-72 ore la temperaturi de refrigerare, în schimb ce salamurile semiafumate cu umiditate mai mică de 45% au durate de conservare 12-14 zile, iar salamurile afumate semiuscate (salamul de vară) timp de 30 zile la temperatura camerei. Alterarea salamurilor bine maturate şi uscate este rar întâlnită. Dintre defectele mai frecvente se menţionează:

a) Formarea de mucus – are loc la suprafaţa batoanelor este datorată dezvoltării bacteriilor sau drojdiilor, favorizată de umiditatea ridicată sau de apariţia apei de condens. Se poate forma frecvent la suprafaţă sau sub membrană, datorită bacteriilor aerobe şi facultativ anaerobe din genurile/speciile:

• Pseudomonas
• Aeromonas
• Lactobacillus viridiscens
• Brochothrix thermosphacta

b) Alterări produse de drojdii – în câteva cazuri formarea de mucus şi apariţia petelor albe poate fi datorată dezvoltării de drojdii halotolerante cu specia Debaryomyces hansenii.

c) Mucegăirea – este un defect de suprafaţă şi poate fi datorată mucegaiurilor ce se pot dezvolta în domeniul de refrigerare şi care pot proveni din contaminare externă (aer, mâini, utilaje). Dintre mucegaiurile ce dau pete inestetice şi colorate fac parte genurile Penicillium, Thamnidium, Aspergillus, Cladosporium .

d) Colorarea – se caracterizează prin apariţia de pete albastre, rar întâlnită, este determinată de unele bacterii din genul Chromobacterium cianogenum ce pot proveni din sare sau aer.

e) Acrirea şi înverzirea pastei – este un defect întâlnit la prospături (parizer, polonez) şi este datorată dezvoltării bacteriilor heterofermentative care se pot înmulţi în anumite condiţii, dând acrirea ca rezultat al formării de acid lactic.

Deoarece aceste bacterii produc apă oxigenată, în absenţa catalazei inactivată prin pasteurizare, aceasta poate produce oxidarea pigmenţilor roşii ai cărnii cu formare de porfirine de culoare verde. Acest defect se caracterizează şi prin modificarea gustului şi este dat de bacterii lactice din g. Leuconostoc şi Lactobacillus , frecvent întâlnite la preparatele din carne cu adaos de ficat, splină.

f) Umflarea – apare la prospături şi este un defect rar întâlnit, atunci când în pastă sunt prezente bacterii ale speciei Clostridium perfringens . Dacă concentraţia în celule este mare, se produce o fermentaţie cu producere de gaze (CO₂ şi H₂), se produce umflarea, pasta devine buretoasă şi în caz de consum, există riscul de toxiinfecţie alimentară