Для выяснения химической природы бактерицидных компонентов дыма в первую очередь были исследованы бактерицидные свойства формальдегида, содержащегося в больших количествах как, в дыме, так и в копченых продуктах.
Было показано, что пары формальдегида в концентрации, соответствующей концентрации их в коптильном дыме, уничтожали более 97—99,6% неспорообразующих бактерий. На этом основании считалось, что формальдегид является самым активным бактерицидным компонентом древесного дыма. Однако позднее установили, что введение даже 0,1 % формальдегида, т. е. количества, превышающего содержание его в копченом продукте, не предотвращает бактериальной порчи. Поэтому некоторые авторы полагают, что большую роль, чем формальдегид, в бактерицидном действии копчения играют такие вещества, как смолы и жирные кислоты, совокупность альдегидов, фенолов и кислот.
Другие авторы считают, что порчу продуктов предотвращают смолы, углеводороды, растворимые в воде, аммиак, углекислый газ, креозот, муравьиный альдегид, уксусная кислота и ее гомологи, карболовая кислота и другие фенолы. Установлено, что креозот подавляет развитие некоторых плесеней.
На бактерицидные свойства дыма влияет изменение условий горения древесины. В частности, при увеличении количества воздуха в зоне горения образуется дым с более сильно выраженным бактерицидным действием. Это объясняется как качественными, так и количественными изменениями состава коптильного дыма, который в определенных условиях образования может содержать оптимальное количество бактерицидных компонентов.
Чехословацкие исследователи не наблюдали существенных различий в качественном и количественном составе микрофлоры в продуктах, обработанных дымом от различных пород древесины, после 24-часового термостатирования копченых продуктов.
При этом следует отметить, что в продуктах, копченных дымом от хвойной древесины, микроорганизмы развивались медленнее.
Большинство исследователей связывает бактерицидное действие копчения прежде всего с проникновением в продукт кислот, альдегидов и. особенно, фенолов. Фенолы являются одним из наиболее сильных бактерицидных веществ дыма несмотря на то, что на копченостях осаждается небольшое количество их.
Мазякин и Рогачевская экспериментально установили, что с увеличением содержания фенолов уменьшается остаточное количество микроорганизмов в колбасе.
Аналогичные результаты получили Ху-Тенг и Крусс, установив, что копченая рыба хранится без признаков бактериальной порчи тем продолжительнее, чем больше в ней фенолов.
Фенольный коэффициент характеризует бактерицидную силу вещества по сравнению с бактерицидной силой фенола, условно принятой за единицу.
В таблице приведена бактерицидная сила (выраженная в виде фенольных коэффициентов) различных химических веществ, выделенных из продуктов термического разложения древесины.
Фенольные коэффициенты компонентов дыма и фракций смолы
Бактерицидный эффект копчения, по-видимому, обусловливается в первую очередь фенольными веществами с более высокими молекулярными весами, чем у фенола (карболовой кислоты).
Другим важным показателем степени бактерицидности фенолов является величина алкильной цепи, а также наличие в их составе метальных групп.
Данные таблицы представляют большой интерес, однако, они несколько условны, так как получены по отношению к узкой группе микроорганизмов. Кроме того, при установлении бактерицидной силы частично использованы вещества, выделенные из продуктов сухой перегонки древесины, а не из дыма.
Сведения о бактерицидных свойствах отдельных компонентов дыма имеют не только научное, но и практическое значение, особенно при разработке коптильных препаратов, которые должны содержать соединения, обеспечивающие антисептический эффект бездымного копчения. Это послужило основанием для исследования сравнительного бактерицидного действия различных фракций дыма по отношению к микрофлоре, наиболее часто встречающейся в пищевых продуктах. Бактерицидное действие устанавливали методом диффузного проникновения коптильных фракций в агар, засеянный одной из шести испытываемых тест-культур.
Бактерицидное действие коптильных фракций дыма
Бактерицидное действие различных коптильных фракций неодинаково. Углеводы не только не обладают такими свойствами (бактерицидная зона отсутствует), но, как было отмечено при анализе, наоборот, стимулируют усиленный рост культур.
Органические основания обладают самыми слабыми бактерицидными свойствами. Они не препятствовали росту В. mesentericus и В. proteus, чрезвычайно слабо задерживали рост кишечной палочки и других микробов.
Нейтральные вещества также обладают слабыми бактерицидными свойствами (однако, более выраженными по сравнению с бактерицидными свойствами органических оснований) по отношению к большинству тест-культур и совсем не действуют на В. proteus.
Наиболее сильное бактерицидное действие (максимальный размер зон) ко всем примененным тест-культурам было выявлено у суммарных фракций кислот и фенолов, причем кислоты активнее подавляли жизнедеятельность спорообразующей микрофлоры (В. mesentericus, В. subtilis, В. megaterium), фенолы — В. coli и В. proteus.
С целью более углубленного изучения фенолы и кислоты были разделены на узкие фракции, бактерицидную силу которых устанавливали методом определения фенольных коэффициентов по отношению к штаммам В. coli и В. staphylococcus aureus.
Фенольные коэффициенты узких фракций фенолов и кислот букового коптильного дыма
Наибольшей бактерицидной силой обладают высококипящие узкие фракции фенолов. Фенольные коэффициенты узких фракций кислот дыма близки между собой, за исключением низкокипящих фракций, слабее подавляющих В. coli и В. staphylococcus aureus.
Среди фенольных компонентов дыма идентифицированы 1,0-метилпирогаллол, 2,3-дигидроокиси-5-метиланизол и 2,3-ди-гидрокси-5-этиланизол (последние два — предположительно), обладающие сильными антисептическими свойствами.