HIGIENICZNE I EKONOMICZNE ASPEKTY PRODUKCJI
WYBRANYCH MROŻONEK WARZYWNYCH
Celem tej pracy była ocena jakości mikrobiologicznej wybranych warzyw mrożonych bezpośrednio po procesie ich pakowania. Uwzględniano technologie wytwarzania i warunki higieniczne produkcji. Oceniono także pewne ekonomiczne aspekty produkcji.
Materiał badany stanowiły marchewka, por i seler poddawane mrożeniu techniką fluidyzacyjną w –40°C. Technologia mrożenia zapewniła osiągnięcie zamrożenia tkanki do –18°C. Warzywa były pakowane w woreczki z PE.
Oceniono ogólną liczbę drobnoustrojów, bakterii z grupy coli, grzybów strzępkowych i drożdży oraz bakterii chorobotwórczych: Stahylococcus aureus i Listeria monocytogenes. Żadne z badanych warzyw nie wykazywało obecności mikroflory patogennej. Ogólna liczba drobnoustrojów wahała się od 4,12 do 5,26 log jtk/g. Liczba grzybów dochodziła do 3,41 log jtk/g, a bakterii z grupy coli nie przekraczała 3,10 log jtk/g. Powietrze w głównych halach produkcyjnych wykazywało niski stopień zanieczyszczenia mikrobiologicznego.
Wśród czynników ekonomicznych wynikających z nieprawidłowości procesu produkcyjnego należy wymienić: straty w wyniku kar nakładanych przez organy nadzorujące żywność, straty wynikające z odszkodowań oraz koszta dochodzenia epidemiologicznego.
WPROWADZENIE
Z danych literaturowych wynika, że najczęściej spotykana mikroflora bakte-ryjna świeżych warzyw i owoców należy do rodzajów Pseudomonas i rodziny Enterobacteriaceae [8, 10]. Zanieczyszczenie mikrobiologiczne świeżych warzyw jest przede wszystkim wynikiem rozwoju drożdży i grzybów strzępkowych [17]. Mikroflora odpowiedzialna za zepsucie warzyw to głównie Aspergillus, Alternaria Fusarium, Botrytis [9, 16].
Liczba mikroorganizmów zależy od klimatu, warunków uprawy i pozyskiwa-nia i waha się od 4 do 8 log jtk/g. Natomiast wnętrze tkanki uważa się za jałowe [8]. Wielu autorów wyraża pogląd, że obecność substancji o charakterze fitoncy-dów w tkankach oraz hydrofobowe właściwości kutikuli stanowią barierę i przy-czyniają do zmniejszenia zdolności adhezji mikroorganizmów do powierzchni warzyw [2, 4]. Wśród mikroflory kształtującej jakość warzyw i owoców najistot-niejszą rolę odgrywają grzyby strzępkowe z rodzajów Penicillium Aspergillus, Botritis, Rhizopus, Candida, Rhodotoruala, Kloeckera [11]. Reinfekcja i rozwój mikroflory są ściśle związane z jej aktywnością celulolityczną i pektynolityczną,
która wywołuje rozmiękanie i wiotczenie tkanki. Utrwalanie tkanek warzyw za pomocą ujemnych temperatur i przechowywanie ich w stanie zamrożenia jest jedną z metod, która może przyczyniać się do zachowania walorów organoleptycznych tych surowców [1].
Ze względu na pracochłonność i koszty analiz mikrobiologicznych badania w krytycznych punktach kontrolnych procesu produkcyjnego warzyw nie uwzglę-dniają znacznej ilości tego rodzaju oznaczeń. Z tego powodu celem pracy była ocena jakości mikrobiologicznej wybranych warzyw mrożonych bezpośrednio po procesie ich pakowania, w zależności od technologii wytwarzania i warunków higienicznych produkcji oraz ocena ekonomicznych aspektów produkcji.
1. METODYKA BADAŃ I MATERIAŁ BADANY
Materiał badany stanowiły marchewka, por i seler – trzy rodzaje warzyw ko-rzeniowych poddawane mrożeniu techniką fluidyzacyjną w –40°C zapewniającą osiągnięcie zamrożenia tkanki do –18°C, a następnie pakowane w woreczki z PE. Zbadano 50 próbek każdego rodzaju warzyw. Zakres analiz obejmował: ocenę ogólnej liczby drobnoustrojów, bakterii z grupy coli, grzybów strzępkowych i drożdży oraz bakterii chorobotwórczych: Stahylococcus aureus i Listeria mono-cytogenes. Badania prowadzono według obowiązujących zasad z zastosowaniem pożywek Baird-Parkera RPF dla Staphylococcus aureus oraz bulionu Frasera i podłoży Oxford i Palcam dla pałeczek Listeria monocytogenes [13]. Ogólną licz-bę drobnoustrojów oceniano na podłożu z agarem odżywczym, a liczlicz-bę grzybów na podłożu YGC z chloramfenikolem. Do oznaczenia bakterii z grupy coli zasto-sowano chromogenną pożywkę Coli ID. Analizie poddano 50 próbek warzyw tuż po procesie pakowania w opakowania PE.
Ocenie mikrobiologicznej poddawano również powietrze w dwóch działach zakładu produkcyjnego odpowiedzialnych za możliwość reinfekcji produktów.
Badanie wykonano za pomocą próbnika powietrza MAS 100 w kierunku ogólnej liczby drobnoustrojów oraz grzybów strzępkowych i drożdży. Inkubację prowadzono odpowiednio przez 72 h w temperaturze 30°C i 96 h w temperaturze 25°C.
2. OMÓWIENIE WYNIKÓW BADAŃ
W pobieranych próbkach warzyw nie stwierdzono obecności mikroflory pato-gennej. Badania nie potwierdziły obecności Listeria monocytogenes i Staphylo-coccus aureus (tab. 1).
Tabela 1 Obecność mikroflory patogennej w badanych warzywach [badania własne]
The presence of pathogenic microflora in the examined vegetables
Rodzaj warzyw Liczba Staphylococcus aureus w 1 g Listeria monocytogenes w 25 g Marchew nb nb Por nb nb Seler nb nb
W badanych warzywach liczba mikroorganizmów mezofilnych tlenowych waha się od 4,12 do 5,26 log jtk/g. Bakterie z grupy coli występowały w badanych próbkach warzyw na poziomie 2,21–3,1 log jtk/g. Liczba drożdży w badanych produktach wahała się od 1,86 do 3,41 log jtk/g (tab. 2).
Tabela 2 Liczba mikroorganizmów w mrożonych warzywach [badania własne]
The count of microorganisms in frozen vegetables Marchewka
krojona Por Seler
Rodzaj mikroflory
[log jtk/g]
Ogólna liczba drobnoustrojów 4,16 5,26 4,12 Bakterie z grupy coli 2,39 3,10 2,21
Drożdże 1,86 3,41 2,19
Grzyby strzępkowe 2,21 2,13 2,20
W czasie przetwarzania warzyw oceniano poziom zanieczyszczenia powietrza w tych częściach zakładu produkcyjnego, które mogą decydować o reinfekcji pro-duktów. Poziom zanieczyszczenia powietrza w hali pakowni w trakcie pakowania warzyw wahał się od 1,19 do 1,69 log jtk/10 l. Z analizy wielkości populacji wyni-ka, że główną mikroflorę tych pomieszczeń zajmują grzyby. Przy czym stwierdza się niewielki ich poziom nieprzekraczający 1,40 log jtk w 10 litrach powietrza.
Tabela 3 Czystość powietrza na hali produkcji warzyw [badania własne]
Air quality in the vegetable production hall
Rodzaj mikroflory [log jtk/g] Miejsce CCP
Grzyby strzępkowe Drożdże Ogólna liczba drobnoustrojów Pakowalnia – hala zimna 1,19 1,40 1,69 Hala obróbki cieplnej 1,38 1,32 1,0
W trakcie procesu utrwalania warzyw obróbka wstępna – polegająca na obie-raniu i myciu – jest etapem, który powoduje znaczne obniżenie liczby mikroflory. Blanszowanie tkanek przed mrożeniem jest istotnym elementem procesu produk-cyjnego, który przyczynia się do redukcji poziomu komórek drobnoustrojów.
Kolejne etapy produkcji mogą jednak powodować rozwój E. coli i Listeria mono-cytogenes – ich obecność świadczy o złym stanie higienicznym zakładu, o ile nie ma wdrożonych warunków wstępnych funkcjonujących jako GHP i niedopatrze-niach na etapie między blanszowaniem a zamrażaniem. Rozwój pałeczek Listeria monocytogenes pochodzących z surowca jest odnotowywany w zakresie tempera-tur 1,5–50°C. Mogą one przeżywać mrożenie, a także być odporne na ogrzewanie, dlatego nieodpowiednio dobrane parametry temperatury i czasu blanszowania mo-gą być przyczyną przeżywalności określonej liczby tych mikroorganizmów [5].
Z danych literaturowych wynika, że takie procesy w trakcie obróbki warzyw, jak krojenie i plasterkowanie, mogą stanowić potencjale źródło reinfekcji tych su-rowców. Z badań Garg i wsp. [3] oraz O’Brien i wsp. [12] wynika, że ten etap pro-cesu może siedmiokrotnie nawet zwiększać poziom komórek mikroflory w tkance roślinnej. Wśród badanych warzyw por jest jedynym, które nie zostało przed pro-cesem mrożenia poddawane procesowi blanszowania.
Z badań własnych autorki wynika, że poziom drobnoustrojów w tym rodzaju warzyw jest wyższy o 1 cykl logarytmiczny w zakresie ogólnej liczby drobnoustro-jów, bakterii z grupy coli i drożdży. Brak tej obróbki termicznej przed zamraża-niem nie wpływał jedynie na wielkość populacji grzybów strzępkowych, która była porównywalna z poziomem obserwowanym dla warzyw blanszowanych. Z danych literaturowych wynika, że blanszowanie zmniejsza poziom mikroflory o 3 do 3,6 log jtk/g [15]. Mikroflora pakowanych warzyw według tych autorów nie powinna przekraczać poziomu 4,72–5,94 log jtk/g. Niniejsze badania wykazały, że w mro-żonkach warzywnych poziom ten był niższy po blanszowaniu i mieścił się w poda-wanych granicach nawet w przypadku pora, którego nie poddawano temu proce-sowi.
Z prezentowanych danych literaturowych wynikało też, że blanszowane wa-rzywa po mrożeniu nie powinny wykazywać populacji większej niż 1000 komórek w 60% badanych próbek [7]. Poziom bakterii w nieblanszowanym poddawanym badaniom mrożonym porze był nieco wyższy od wymagań pokazywanych przez zagraniczne źródła i wynosił 3,1 log jtk/g.
Poziom zanieczyszczenia hal produkcyjnych zależny jest od profilu produkcji. Zakłady produkujące mrożonki roślinne określają dopuszczalny poziom mikroflory w 10 litrach badanego powietrza w pomieszczeniach produkcyjnych stanowiących krytyczne punkty kontrolne.
Dla jakości warzyw mrożonych istotnym etapem produkcji jest pakowanie surowców. Ze względu na możliwość reinfekcji ta część zakładu produkcyjnego, w której dokonywane jest pakowanie produktów, powinna cechować się najniż-szym stopniem zanieczyszczenia mikrobiologicznego. W przemyśle mięsnym dopuszczalne limity nie przekraczają 3 log jtk/cm2.
W przetwórstwie warzywno-owocowym określone limity dopuszczają prze-ważnie nie więcej niż 200 jtk mikroorganizmów w 10 litrach powietrza, włączając w to mikroflorę mezofilną tlenową oraz grzyby strzępkowe i drożdże. Jednocześnie ze względu na tkankę roślinną koniecznością staje się założenie, że poziom pleśni powinien być najniższy i nie przekraczać 15% pozostałej mikroflory.
W przypadku badanych w niniejszej pracy hal przeznaczonych do pakowania mrożonek warzywnych jakość powietrza spełniała te założenia, co przyczyniało się do braku reinfekcji na tym etapie procesu produkcyjnego.
Pakowanie w atmosferze czystego powietrza oraz spełnianie zasad GHP w ha-lach produkcyjnych ze względu na jakość powietrza jest jednym z elementów dob-rego zarządzania jakością w przemyśle spożywczym.
3. BEZPIECZEŃSTWO MROŻONEK WARZYWNYCH
Z badań mikrobiologicznych wynika, że wiele mrożonek warzywnych pod koniec okresu przechowywania, przed ich dystrybucją do placówek handlowych, może być źródłem mikroflory potencjalnie chorobotwórczej. Obecność takich bak-terii jak Staphylococcus aureus i Listeria monocytogenes stanowi przyczynę braku bezpieczeństwa tych produktów. Badania dotyczące obecności tylko Listeria monocytogenes wykazały występowanie tych mikroorganizmów w wielu produ-kowanych warzywach (tab. 4). Brokuły, szpinak i kalafiory należały do warzyw o największym odsetku próbek zawierających pałeczki Listeria. Prezentowane wcześniej badania mikrobiologiczne w kierunku mikroflory saprofitycznej wyka-zały, że otoczenie produkcyjne jest nieznacznym źródłem drobnoustrojów. Obec-ność bakterii chorobotwórczych wynika ze źle prowadzonego procesu pozyskiwa-nia i obróbki wstępnej. We wszystkich wyszczególnionych warzywach wykryto bakterie patogenne, co mogło być również wynikiem zbyt długiego przechowywa-nia tych warzyw. Rozporządzenie Komisji WE nr 2073/2005 [14] precyzuje jedy-nie dopuszczalny poziom E. coli w surowych warzywach, ustalając limity od 100 jtk/g do 1000 jtk/g. Listeria monocytogenes nie może być obecna w surowych warzywach i dlatego obecność tych pałeczek w mrożonych warzywach może pod-ważać prawidłowość wdrożenia systemu HACCP w zakładzie.
Tabela 4 Obecność Listeria monocytogenes w mrożonych warzywach po przechowywaniu
[badania własne]
The presence of Listeria monocytogenes in frozen vegetables after storage
Rodzaj warzywa Czas prowadzenia badania
Odsetek pozytywnych próbek wykazujących Listeria monocytogenes [%] Kalafior Miesiąc przed upływem terminu
przydatności do spożycia, w terminie 60,6 Brokuły W terminie przydatności 84,2 Groszek zielony W terminie przydatności 22,8 Fasolka szparagowa W terminie przydatności 46,8 Marchew W terminie przydatności 48,1 Por W terminie przydatności 0 Szpinak W terminie przydatności 71,4 Mieszanki warzywne Po różnych okresach przechowywania 53,1
Badania bezpieczeństwa mrożonek są bardzo istotne ze względu na straty, które są odnotowywane w wyniku konieczności wycofywania żywności zepsutej pod wpływem mikroorganizmów. Analizy wykazują, że ok. 10% żywności nie trafia do konsumentów z powodu złej jakości. Producenci wolą niszczyć produkty niż narażać konsumentów na możliwe zachorowania. Jest to działanie skierowane na obniżenie ryzyka strat związanych z dochodzeniem epidemiologicznym w razie zatrucia pokarmowego.
Obecność Listeria monocytogenes wyklucza zastosowanie mrożonek do wy-twarzania surówek. Liczba pałeczek powyżej 1000 stanowi zagrożenie zdrowotne. Kalkulacja ekonomiczna wskazuje na bardziej racjonalne działanie związane z niszczeniem takich warzyw w kontekście kosztów leczenia i ewentualnych pro-cesów odszkodowania (tab. 5).
Tabela 5 Prognozowanie zysków i strat przetwórni w zależności od jakości mrożonek
[opracowanie własne]
Forecasting the profit and loss in the processing facility depending on the quality of frozen food
Konsumpcja
Prognozowanie efektów spożywania zanieczyszczonych
patogenami mrożonek
Kondycja przedsiębiorstwa
Mrożonki bezpieczne bez
obecności mikroflory patogennej Zadowolenie klienta Zysk przedsiębiorstwa
Mrożonki zawierające pałeczki Listeria monocytogenes
Spożywane po rozmrożeniu w postaci surówek – zachorowania
Straty w wyniku kar nakładanych przez organy nadzorujące żywność, straty wynikające z odszkodowań Mrożonki zwierające pałeczki
Listeria monocytogenes po obróbce termicznej (gotowaniu)
Spożywanie przez konsumenta W zależności od liczby początkowej liczby komórek Mrożonki zawierające
Staphylococcus aureus Spożywane w postaci surowych kremów – zatrucia pokarmowe
Koszta dochodzenia epidemiologicznego Mrożonki zawierające
Staphylococcus aureus Spożywane po obróbce kulinarnej Zysk przedsiębiorstwa z tytułu sprzedaży produktów
WNIOSKI
1. Liczba mikroflory badanych warzyw mrożonych nie przekraczała wartości po-dawanych w literaturze jako poziom zanieczyszczenia tkanek świeżych przed utrwalaniem.
2. Ocena jakości surowca do produkcji mrożonek powinna być wykonywana w każdej partii surowca.
3. Największy odsetek mrożonych warzyw wykazujących obecność pałeczek Listeria monocytogenes dotyczył brokułów i szpinaku.
4. Jakość powietrza ocenianego w wybranych działach zakładu nie stanowiła czynnika reinfekcji w procesie wytwarzania mrożonek.
LITERATURA
1. Collins M.A., Buick R.K., Effect of temperation the spoilage of stored peas by Rhodotorula glutinis, Food Microbiol., 1989, 6, s. 135–141.
2. Croci L., de Medici D., Scalfaro C., Fiore A., Toti L., The survival of Hepatitis A virus in fresh produce, Int. J. Food Microbiol., 2002, 73, s. 29–34.
3. Garg N., Churey J.J., Splittsloesser D.F., Effect of processing conditions on the microflora of fresk – cut vegetables, J. Food Prot., 1990, 53, s. 701–703.
4. Goznales R.J., Luo Y., Ruiz-Cruz S., McEvoy J.L., Efficacy of sanitizers to inactive Escherichia coli O157:H7 on fresh – cut carrot shreds under simulated process water conditions, J. Food Prot., 2004, 67, s. 2375–2380.
5. Heredia N., Wesley I., Garcia S., Microbiologically Safe Foods, Wiley&Sons, Inc., 2009. 6. http://europa.eu.int/como/food/fs/scf/indexen.html
7. Jay M.J., Loessner M.J., Golden D.A., Modern Food Microbiology, Springer, USA 2005. 8. Lund B.M., Ecosistem in vegetable foods, J. Appl. Bacteriol Symp. Suppl., 1992, 73, s. 1155–
1265.
9. Montville T.J., Matthews K.R., Food Microbiology. An Introduction, ASM Press, Washington, DC, 2008.
10. Nguyen C., Carlin I., The microbial of minimally processed fresh fruits and vegetables, Crit. Rev. Food Sci. Nutr., 1994, 34, s. 371–401.
11. Nguyen C., Carlin F., Fresh and processed vegetables, in the microbiological and quality of foods, Aspen Publishers Gaithesburg, MD, 2000, s. 620–684.
12. O’Brien S., Mitchel R.T., Gillespie I., Adak G.K., The microbiological status of ready-to eat fruit and vegetables, Disscusion Paper ACM/476 of the ACMSF, Food Standards Agency, The Stationary Office, London 2000.
13. PN-EN ISO 11290-1 Horyzontalna metoda wykrywania obecności i oznaczania liczby Listeria monocytogenes. Metoda wykrywania obecności.
14. Rozporządzenie Komisji WE 2073/2005 z dnia 15 listopada 2005 r. ze zmianami z 2007 r. w sprawie kryteriów mikrobiologicznych dotyczących środków spożywczych.
15. Splittsoesser D.F., Queale D.T., Bowers J.L., Wilkinson M., Coliform kontent of frozen blanche vegetables packed in United States, J. Food Safety, 1980, 2, s. 1–11.
16. Steinka I., Mikrobiologia żywności i materiałów przemysłowych, Wydawnictwo Akademii Mor-skiej w Gdyni, Gdynia 2011.
17. Tournas V.H., Spoilage of vegetable crops by bacteria and fungi and related health hazard, Crit. Rev. Microbiol., 2005, 31, s. 33–44.
HYGIENIC AND ECONOMIC ASPECTS OF PRODUCTION OF SELECTED FROZEN VEGETABLES
Summary
The aim of this study was to assess the microbiological quality of selected vegetables frozen immedi-ately after the packaging process. Manufacturing technologies and hygienic conditions of production were taken into account. Some economic aspects of production were also rated. The materials studied were carrot, leek and celery subjected to freezing using fluidization technique at –40°C. The freezing technology ensured that the tissue was frozen to â –18°C. The vegetables were packed in PE bags.
The total number of microorganisms was assessed, including coliforms, filamentous fungi and yeasts, and pathogenic bacteria: Stahylococcus aureus and Listeria monocytogenes. None of the tested vege-tables showed any presence of pathogenic microflora. Total plate count ranged from 4,12–5,26 log cfu/g. The count of fungi reached 3.41 log cfu/g, while coliform count did not exceed 3.10 log cfu/g. The air in the main manufacturing plants showed low levels of microbial contamination.
Among the economic factors resulting from the shortcomings of the production process are: Losses resulting from penalties imposed by food regulators, losses from damages, and costs of epidemiologi-cal investigations.
