Микроорганизмы для противодействия деятельности других микроорганизмов, растения и животные для защиты себя от вредоносных микробов выделяют особые вещества, называемые антибиотиками.
Еще Пастер обратил внимание на то, что сибиреязвенные бактерии, помещенные в одну пробирку с гнилостными микробами, погибают.
Известно, что ацидофильные бактерии, выделяя молочную кислоту, губят гнилостные микробы. Установлено также, что применение зеленой плесени способствует заживлению ран и излечению некоторых болезней.
Мысль об использовании явления антагонизма для подавления болезнетворных микробов принадлежит И. И. Мечникову, который предложил использовать молочнокислые бактерии в простокваше для подавления гнилостных бактерий в кишечнике человека.
Антибиотики в настоящее время широко используют в борьбе со многими заболеваниями, достаточно назвать хотя бы такие, как пенициллин, стрептомицин, тироцитрин, грамицидин, биомицин, которые нашли весьма распространенное применение в медицине.
Антибиотики выделяют и растения. К их числу относятся выделения лука, чеснока, редьки, горчицы, хрена, черемухи и многих других растений. Еще Пастер указал, что сок лука приостанавливает развитие дрожжей. Проф. Б. П. Токин, начавший изучение этих веществ, назвал их фитонцидами.
В последнее время антибиотики начинают применять и в различных областях пищевой промышленности. Применение различного вида фитонцидов при производстве овощных консервов позволяет несколько сократить режим их стерилизации и тем самым улучшает их качество.
Введение ферментализатов плодов шиповника предохраняет масло от окислительной порчи и плесневения.
Антибиотики обладают избирательным действием на определенные группы бактерий, а фитонциды на различные микроорганизмы, а также на простейшие организмы (инфузории) и насекомых.
Использование антибиотиков различного вида намечает новые пути в деле создания условий длительного хранения пищевых продуктов при относительно высоких температурах.
В мясной промышленности также ведутся исследования по применению антибиотиков для консервирования мяса и мясопродуктов (исследования А. М. Казакова, В. К. Дыклоп, Г. В. Бабина и др.).
В Ленинградском институте советской торговли (Г. Б. Дуброва и другие) в 1950 г. были поставлены первые опыты по хранению мяса в парах горчицы при температуре 18° (мясо подвешивали над 10%-ным раствором горчицы). Мясо было свежим в течение 6 суток. В дальнейшем усиление бактерицидного действия паров горчицы было достигнуто при нулевых температурах. Мясо в этих условиях оставалось свежим и через 50 дней.
Недостаткам фитонцидов является их малая стойкость. Установлено, что фитонциды хрена, горчицы, чеснока есть не что иное, как аллилизотиоционат, который обладает сильным антибактериальным действием: в концентрации 1:10 000 при воздействии 24—48 час. он убивает В. coli, задерживает рост дрожжей, плесеней, а также В. proteus и пр.
В настоящее время удалось уже выделить и приготовить из чеснока сухой, стойкий препарат аллицин, убивающий бактерии. Аллицин получен и синтетически. Из листьев томата выделен томатин. Из тканей животных, из яичного белка, а также из слюны, слез, легких, селезенки и др. был выделен лизоцим, способный в большом разведении растворять многие сапрофиты, но плохо действующий на патогенные бактерия. Действие его выражается в быстром разрушении — растворении микробов или в задержке их роста и размножения. Лизоцим готовят также из рыбьей икры и из молока, причем лизоцим из икры лучше действует на микрофлору икры, а лизоцим из молока — на микрофлору молока (опыты проф. З. В. Ермольевой).
При проведении опытов по предупреждению развития микробов на мясе использовали антибиотики субтилин (полученный из сенной палочки), пенициллин, стрептомицин. Лучшие результаты получались при применении смеси субтилина и стрептомицина.
По данным А. М. Казакова и В. К. Дыклоп, хорошей активностью против микроорганизмов — вредителей мясных продуктов обладают синтетические антибиотики актиномицетного происхождения — левомицетин и гриземин.
Добавление этих антибиотиков к котлетному фаршу и студню в количестве 20—40 γ/г, а к фаршу ливерных колбас 50—76 γ/г удлиняет их срок хранения на 1—3 суток при температуре 20—22°; большие концентрации антибиотиков придают продукту горький привкус.
γ = 0,001 мг.
Исследования Г. Б. Дубровы и Е. Лазарева совместного действия советского биомицина и аллилгорчичного масла (аллилизотиционата) на микрофлору мяса дали такие результаты:
- биомицин концентрации 1—1000 у/мл значительно задерживает развитие гнилостных микроорганизмов на мясе при погружении его на весь срок хранения в раствор;
- добавление к (биомицину аллилгорчичного масла усиливает его антибактериальное действие. Обработка мяса в течение 1 часа раствором, содержащим 100 γ/мл биомицина и 0,5% аллилгорчичного масла, позволяет хранить его при температуре 5° и относительной влажности воздуха 100% в течение 10 суток. Сардельки, выдержанные в течение 1 часа в этом растворе, хранились при температуре 25° и относительной влажности воздуха 100% без изменений 3 суток, а при температуре 5° — до 14 суток.
Упаковка мяса, обработанного вышеуказанным раствором, в целлофан, полиэтилен и т. п. удлиняет срок его хранения.
За рубежом проводили многочисленные опыты по применению антибиотиков для консервирования мяса и мясопродуктов. Так, проведены были опыты по исследованию влияния шести антибиотиков — пенициллина, бацитрацина, стрептомицина, ауреомицина, хлоромицетина и тетрамицина — на сохранность говядины и на активность против чистых культур двенадцати различных видов микроорганизмов, выделенных из лимфатических узлов, костного мозга и мышечной ткани. Раствор антибиотика брали четырех концентраций: 0,15 γ/мл, 1,0 γ/мл, 1,5 γ/мл, 2,0 γ/мл.
Результаты получились такие: пенициллин, бацитрацин и стрептомицин оказались неэффективными — мясо испортилось через 5 дней хранения при температуре 10°, как и контрольное; хлоромицетин, тетрамицин и ауреомицин сохранили говядину свежей в течение 9 дней и были высокоактивны против выделенной из тканей органов крупного рогатого окота микрофлоры.
В других исследованиях хлоромицетин, тетрамицин и ауреомицин также обладали высокой активностью в отношении ряда микроорганизмов, выделенных из мяса.
Однако внешний вид говядины, в которую были введены антибиотики, несколько изменился, хотя по вкусовым свойствам ее нельзя было отличить от нормальной. Было установлено, что субтилин не предотвращает обесцвечивания измельченного мяса, содержащего нитраты, а стрептомицин дает в этом отношении некоторый эффект. Ауреомицин способен задерживать порчу свежей свиной колбасы.
Хорошо сохранялось измельченное мясо в течение 5—10 дней при комнатной температуре при обработке его смесью субтилина и стрептомицина. В то время как каждый антибиотик — пенициллин, стрептомицин, субтилин — в отдельности оказались неэффективными, смеси их давали некоторый положительный результат.
Исследования по применению ряда антибиотиков с целью их использования для облегчения условий производства баночных консервов показали, что в настоящее время нет еще такого антибиотика, который мог бы заменить тепловую стерилизацию продуктов.
Что касается действия антибиотиков на бактерии, вызывающие порчу пищевых продуктов, то один ряд исследований показал, что в отношении В. botulinus оказались активными пенициллин и тетрамицин в концентрации 0,2 части на 1 000 000 частей воды, субтилин при концентрации 1 : 1 000 000, хлорамфеникол и метилол — грамицидин — в концентрации 5 : 1 000 000, ауреомицин, актиномицин, низин, тиолутин в концентрации 20 : 1 000 000.
Установлено также, что субтилин оказался эффективным против В. botulinus при минимальной концентрации при pH 5,5—6,5 и 8,5—9,0, а при промежуточных значениях не давал положительных результатов.
По другим материалам пенициллин не оказывал никакого влияния на В. botulinus.
Исследования по определению влияния антибиотиков на термоустойчивость бактерий, вызывающих порчу продуктов, показали что такой антибиотик, как субтилин в концентрации 14 : 1 000 000, вызывает некоторое снижение термоустойчивости. Изменение термоустойчивости находилось в зависимости от pH среды выделения, характера растворителя, стадии развития опор и т. д.
В последнее время в США для сохранения мяса птицы и животных применяют антибиотик модификации ауреомицина — хлортетрациклин в виде порошка. Тушки птицы после потрошения охлаждают в ледяной воде, в которой растворен вышеуказанный антибиотик в количестве 1 г на 10 л. Птица, обработанная этим антибиотиком, может храниться 10—14 дней (без охлаждения). На 100 кг птицы достаточно 1,3 г вышеуказанного активного антибиотика. Санитарными правилами установлен допустимый остаток хлортетрациклина в сырой птице в размере 7 мг на 1 кг, исходя из того расчета, что такое количество антибиотика полностью разрушается в процессе приготовления пищи (варке и т. д.) еще до того, как она полностью готова.
Различные антибиотики резко отличаются по своим физическим и химическим свойствам. Сочетание безвредности для животного организма с подавляющим действием на микроорганизмы наблюдается лишь у небольшого числа антибиотиков. У их большинства избирательное действие направлено не только на отдельные виды микробов, но и на некоторые животные ткани. Они обладают токсичностью для человека.
Поэтому применение антибиотиков для сырых пищевых продуктов строго ограничивается с тем, чтобы потребление продуктов, обработанных антибиотиками, было безвредно для человека.
В настоящее время разрабатываются приемлемые дозировки хлортетрациклина для обработки говядины. По данным университета в Огайо, обработанная этим антибиотиком говядина при комнатной температуре может 24—48 час. сохраняться в свежем виде.
Для консервирования мяса применяют антибиотики не только введением в мясную тушу или ее части (под давлением в сосудистую систему, орошением и погружением в раствор), но и в живой скот перед убоем — внутривенным, внутрибрюшинным и пероральным (через рот).
В США хорошие результаты были получены при внутрибрюшинной инъекции раствора окситетрациклина всем видам животных за 1—2 часа до убоя, а также при вливании в туши крупного скота и овец через яремную вену иди сонную артерию физиологического раствора, содержащего 55 частей хлортетрациклина на 1 млн. частей раствора.
Работы ВНИИМПа 1957 г. (В. К. Дыклоп, Г. В. Бабин и другие) показали, что отечественные антибиотики тетрациклиновой группы — биомицин (аналог зарубежного ауреомицина — хлортетрациклина) и террамицин (окситетрациклин), а также зарубежные — акронайз (компаунд ауреомицина) и биостат (компаунд окситетрациклина) — обладают большой активностью по отношению кокковых и споровых форм микробов, наиболее часто встречающихся в мясе, но меньшей — к группе кишечной палочки. Рост палочки протея, дрожжей и спор плесеней эти антибиотики не задерживают.
Хорошие результаты показали на культурах плесеней сорбиновая кислота и N-цетил-пиридиновый хлорид.
Опыты обработки мяса молодняка крупного рогатого скота биомицином при температуре 4—9° дали лучшие результаты при внутривенном вводе его животным в дозировках 5 мг/кг и 10 мг/кг; орошение туш растворами биомицина в концентрациях 50—100 мг/л является также перспективным, причем расход антибиотика в этом случае в 3—4 раза меньше, чем при инъекции.
Срок хранения удлинялся на 4—5 суток по сравнению с необработанными.
Обработка поверхности мяса раствором биомицина обеспечивает задержку роста бактериальной микрофлоры, но не оказывает подавляющего действия на развитие плесеней.
Мясо крупного рогатого скота, обработанное биомицином в сыром виде и при кулинарном использовании, не изменяло своего вкуса, цвета, запаха и консистенции.
Исследования ВНИИМПа, проведенные в 1958 г. (В. И. Красикова и другие), показали, что обработка остывшего мяса хлортетрациклином (биомицином) в концентрациях 50—100 мг/л увеличивает длительность его хранения без каких-либо признаков порчи при температуре от 0,7 до —0,8° на 7 суток по сравнению с мясом, не обработанным антибиотиком.
Обработка этим же антибиотиком мяса перед замораживанием дает также возможность соответственно удлинить срок хранения дефростированного мяса на 2—6 суток, а поверхностная обработка в момент дефростации — в первые 24—48 час. (в разведывательных опытах) — на 4—6 суток. При этом было установлено, что антибиотическое действие оказывается как за счет введения хлортетрациклина, так и за счет не выявленных пока конкретно каких-то угнетающих веществ, присущих мышцам и органам животных. Установлено также, что хлортетрациклин воздействует на бактерии, но не только не уничтожает, а даже содействует развитию плесеней.
Распределение биомицина в организме животных неравномерно: большее количество его находится во внутренних органах (почки, печень) и меньшее — в мышечной ткани. Количество остаточного биомицина и длительность его задержки в организме зависят, согласно этим исследованиям, от дозировки и метода введения, но в полной мере вопрос этот не получил еще достаточно ясного решения.
Лучший эффект обработки антибиотиком мясных туш получается при поверхностной их обработке. Исследования обработки мяса антибиотиками продолжаются, испытывают и новый антибиотик — полимицин.
Для борьбы с патогенными грибками Институтом антибиотиков предложен велютинин, а с бактериями и плесенями Институтом переливания крови — дипрозин и этазин для консервирования крови.
Исследования, проведенные во Франции, показали хорошие результаты при консервировании мяса ауреомицином следующим методом: внутривенная инъекция скота за 2 часа до убоя в дозировке 1 г на 100 кг живого веса и последующее орошение туш составом ауреомицина (25 сантиг на 1000 мл) в количестве 0,5 л на тушу.