В табл. 6.8. показаны оптимальные значения и границы некоторых физико-химических факторов, в которых возможен рост и токсинообра­зование стафилококков.

Активная кислотность. Оптимальный pH для роста стафилококков лежит в пределах 6,0-7,0, для синтеза токсина А - 6,5-7,0, токсина В -примерно 8,0 в отсутствие и 7,0-7,5 в присутствии гидролизатов белка. Минимальное значение pH для синтеза токсина В равно 5,1, для синтеза токсина А в аэробных условиях - 4,9, в анаэробных - 5,7. Токсин В быстро денатурируется при pH 5,3 .

Органические кислоты (молочная, и особенно уксусная) оказывают более сильное ингибиторное действие на стафилококки, чем неоргани­ческие. При pH 4,5 и прочих оптимальных условиях соляная кислота не оказала влияния на размножение S. aureus, молочная кислота ингибиро­вала рост на 78%, уксусная - на 82% и муравьиная - на 88%. Чем менее благоприятны другие физико-химические условия среды для раз­вития стафилококков, тем уже интервал pH для его роста и токсинооб- разования. В среде без соли стафилококки образуют токсин С в интер­вале pH 4,0-9,8, а при концентрации соли в водной фазе 10% - в интер­вале pH 5,45-7,30 (Genigeorgis et al., 1971).

Температура. Оптимальная температура для роста стафилококков равна 37° С. Оптимальная температура для образования токсинов не­сколько выше: по Titini, она лежит в интервале 40-45° С, а при темпера­турах ниже 12° С токсины не образуются, по Pereira et al., токси­ны А и В наиболее интенсивно образовывались при температуре 39,4° С, а при температурах ниже 20 и выше 45° С их образование пре­кращалось. По Marland (1967), токсин В образуется при темпера­турах от 15,2 до 43,2° С. Снижение температуры культивирова­ния стафилококка с 40° С до 20° С уменьшило накопление биомассы за 25 ч в 4 раза, а количество образованного энтеротоксина снизило в 100 раз по сравнению его выходом при 37° С.

Read в молоке, инокулированном 10⁶ клеток/мл энтеротоксигенных штаммов S. aureus, обнаружил энтеротоксины через 6 ч инкубации при 37° С, через 9 ч при 30° С, через 18 ч при 25° С, через 36 ч при 20° С, через 72 ч при 18° С; дальнейшее понижение температуры до 10° С или полностью подавило синтез токсинов, или замедлило их образование до 7 сут. По Робертс, стафилококки не образуют энтеротоксины при температуре ниже 16° С. Образование стафилококковых энтеро­токсинов при температурах ниже 20° С возможно после длительной инкубации и массивного первоначального обсеменения продукта ста­филококками.

Повышенные по сравнению с температурами для роста температу­ры для образования энтеротоксинов можно рассматривать как одно из доказательств того, что стафилококки не нуждаются для своего разви­тия в смерти хозяина: наоборот, они быстрее всего размножаются при температурах, наиболее благоприятных для самого хозяина, а токсины быстрее образуют при ненормальных для хозяина температурах.

Устойчивость к тепловой обработке и дезинфицирующим веще­ствам. Исследования 171 штамма коагулазоположительных стафило­кокков установили, что Д_72°с (продолжительность выдержки при 12° С в мин, необходимой для снижения количества жизнеспособных клеток в 10 раз) для наиболее термоустойчивых штаммов равна 0,128 (7,7 с), зна­чение Z (количество °С, на которое нужно повысить температуру обра­ботки, для того чтобы снизить количество выживающих клеток при по­стоянном времени выдержки в 10 раз) для стафилококков равно 5-6° С, по другим данным, оно равно 9,46° С. Пастериза­цию молока (71,7° С, 15 с), зараженного смесью 171 штамма стафило­кокков, выдержало 0,38% клеток стафилококков. При проверке в запаянных капиллярах без доступа воздуха стафилококки показали не­много меньшую термоустойчивость: Д₇₀°с = 0,1 и Д₇₅°_с = 0,02 мин. Подобные же результаты получили Свешникова с соавт. Буткус с соавт. обнаружили единичные клетки стафилококков в 1 мл всех об­разцов пастеризованного при 70° С в течение 20 с молока и в 2,7% мо­лока, пастеризованного при 75° С в течение 20 с. В опытах Sylvester пастеризацию молока при 10° С в течение 30 с выдержало 0,19% клеток коагулазоположительных стафилококков.

Количество выдержавших пастеризацию молока клеток стафило­кокков определяют посевом на питательный агар с 7,5% соли, которая требуется для подавления роста других термостойких бактерий. Однако, клетки стафилококков, получившие сублетальные повреждения во вре­мя пастеризации, тоже не образуют колонии на солевом агаре. В дальнейшем клетки репарируют полученные повреждения и полно­стью восстанавливают свою активность. Поэтому общее число выдер­жавших пастеризацию (получивших и не получивших сублетальные повреждения) клеток стафилококков может быть выше, чем определяет­ся посевом молока в солевой агар сразу после тепловой обработки. 0 справедливости этого говорят результаты опыта, приведенные в табл. 6.9. В посевах А выявляются только клетки, выдержавшие пасте­ризацию молока без каких-либо повреждений, в посевах В выявляются неповрежденные клетки и часть клеток, получивших сублетальные по­вреждения во время пастеризации, но репарировавших их во время трехчасовой выдержки молока после пастеризации (эти клетки будут восстанавливать активность и во время выработки мелких сыров, про­ходящей при температурах, близких к оптимальным для развития ста­филококков). Количество жизнеспособных клеток стафилококков, выявляемых методом В, было в 5-23 раза выше, чем выявляемых методом А. По другим данным, при температурах выше 60° С нет различий в степени выявления клеток стафилококков, сохранивших жизнеспособность в результате тепловой обработки, на оптимальной среде и солевом агаре.

Степень аэрации. Стафилококки в анаэробных условиях могут размножаться только при наличии доступных для них углеводов, тогда как в аэробных условиях они могут использовать в качестве источников энергии также белковые соединения. Рост стафилококков в аэробных условиях более быстрый и обильный, чем в анаэробных. Образование токсина В было максимальным при парциальном давлении кислорода 10%. При свободном доступе 0₂ в среду тер­морезистентность стафилококков повышается.

В анаэробных условиях основным продуктом метаболизма стафи­лококков является молочная кислота, и поэтому их размножение до оп­ределенного уровня не оказывает влияния на органолептические пока­затели сыров. Это делает стафилококки более опасными возбудителями пищевых заболеваний, чем энтеробактерии, поскольку их наличие в сыре нельзя определить по органолептическим показателям продукта.

Устойчивость к дезинфицирующим веществам. S. aureus инак­тивируется 0,8 частями/млн. активного хлора за 30 с при 25° С и pH 7,2; 15 частями/млн. - за 15 с при pH 8,5-8,9.

Активность воды. Стафилококки из бактерий наиболее устойчи­вы к содержанию в среде соли: они могут расти даже в насыщенных соляных растворах. Однако резистентность к соли и особенно способ­ность образовывать энтеротоксины в средах с повышенными концен­трациями соли зависят от других условий среды. Плотность популяции стафилококков при повышении в среде концентрации соли с 0 до 10% уменьшается на 20%, синтез токсина А уменьшается пропорционально выходу биомассы, а синтез токсина В полностью прекращается. На рис. 6.5 показано влияние А_в на синтез энтеротоксина В штам­мом С-243. При А_в 0,97 токсин начал медленно образовываться через 40 ч, при 0,96 он не обнаруживался до конца наблюдения. При pH 6,0-6,9 токсин В быстро образуется в среде с 2-6% соли, а при pH 5,1 не образуется в средах, содержащих более 2% соли. В среде с 2-4% соли токсины образуются только при оптимальных для роста температурах. Оптимальная температура для роста стафилококков в средах, содержа­щих соль, повышается на 2° С.

Минимальное значение А_в для роста стафилококков зависит от со­держания в среде кислорода: А_в минимальная при росте стафилококков в аэробных условиях равна 0,83-0,86, в анаэробных - 0,90.

Взаимоотношения с другими микроорганизмами. Большая часть сапрофитной микрофлоры, в том числе и молочнокислых бактерий, по­давляет или угнетает рост и токсинообразование стафилококков при со­вместном развитии. Так, Donnely et al. наблюдали скудный рост стафилококков в сыром молоке с высокой бакте­риальной обсемененностью и хороший рост и токсинообразование в том же молоке после пастеризации. Микрофлора заквасок обладает не­специфическим и специфическим антагонизмом по отношению к стафи­лококкам. Антагонистической активностью к патогенным стафилококкам в забуференной среде обладали 20% штаммов молочного, 25% штаммов сливочного, 65,7% штаммов диацетильного лактококков, 33% штаммов лейконостоков, выделенных из природных субстратов. Специфиче­ским антагонизмом по отношению к стафилококкам обладают многие штаммы Lbc. plantarum. Лактококки при совместном рос­те со штаммом Staph, aureus, образующим токсин С, немного снизили на­копление биомассы стафилококков, но на 69-89% снизили образование энтеротоксина. В то же время В. cereus стимулирует образование токсинов стафилококками при совместном выращивании.

Корейские ученые частично очистили антимикробное вещество «Бифилонг», образуемое Bifidobacterium longum. Бифилонг сохра­няет активность после нагревания в течение 30 мин при 100° С и pH 2,5-5,0. Он ингибирует рост Е. coli, сальмонелл, стафилококков.

Фаза роста и образование энтеротоксинов. Энтеротоксин А об­разуется растущими клетками энтеротоксигенных штаммов стафило­кокков в экспоненциальной (80%) и ранней стационарной (20%) фазах развития; энтеротоксин В образуется в стационарной фазе. В сыроделии экспоненциальная фаза размножения стафилококков будет проходить во время выработки сыра в сырной ванне и на первых стадиях созревания, когда pH, А_в, Eh и температура сырной массы еще находятся в об­ласти, благоприятной для образования или, в крайнем случае, допус­кающей образование энтеротоксинов. Стационарная фаза начинается после сбраживания всей лактозы, снижения pH и температуры сыра до низких величин, ассимиляции растворенного в сырной массе кислорода, т. е. когда условия в сыре становятся непригодными или малопригод­ными для образования энтеротоксинов.