Количественный и видовой состав естественной микрофлоры живой рыбы зависит от условий ее обитания, т. е. микробного населения толщи воды и донного ила. Количество микроорганизмов у свежевыловленной рыбы колеблется в очень широких пределах: от 102 до 107 на 1 см2. Такие широкие колебания обсемененности рыбы микроорганизмами зависят от многих факторов. Одним из наиболее важных является сезон вылова. Установлено, что наибольшее количество микроорганизмов на поверхности рыбы наблюдается в июле, а также в марте — апреле.
Содержание микроорганизмов на поверхности рыбы зависит также от способа лова. Так, при вылове тралом рыба загрязняется донными осадками, а также кишечным содержимым при сдавливании рыбы в трале во время подъема. У рыбы, выловленной леской в чистых поверхностных слоях воды, слизь, покрывающая кожу, прозрачна и содержит небольшое количество бактерий.
Качественный состав микрофлоры, находящейся на поверхности свежей рыбы, близок к микрофлоре морской воды. В основном это психрофильные микроорганизмы. Большинство из них представлены грамотрицательными бактериями и относятся к родам Pseudomonas, Achromobacter, Flavobacteriumи Cytophada. Грамположительные бактерии представлены родами Micrococcusи Corynebacterium. Спорообразующие аэробйые бактерии на поверхности рыбы встречаются редко и в небольшом количестве. Строгие анаэробы в слизи только что выловленной рыбы отсутствуют.
Количественный состав микрофлоры различных видов рыб неодинаков и зависит от района лова. Так, на рыбе, обитающей в холодных водах Северного моря, преобладают психрофилы (родов Pseudomonas, Achromobacter), а на рыбе из теплых вод Средиземного моря, Австралии и Индии — мезофилы (рода Micrococcus).
Особенно богаты микроорганизмами жабры. Жаберный аппарат, наполненный кровью, легко обсеменяется микрофлорой воды и придонного ила. После смерти рыбы вследствие интенсивной аэрации, высокого содержания органических веществ, приносимых омывающей жабры водой, и слабощелочной реакции микрофлора быстро размножается в них. Количественный состав микрофлоры жаберных пластинок может быть разным с преобладанием аэробных форм — Pseudomonas fluorescens liquefaciens.
Желудочно-кишечный тракт содержит большое количество микроорганизмов и служит источником обсеменения мяса рыбы. Количество микроорганизмов в кишечнике рыбы подвержено значительным колебаниям, что связано со степенью наполнения желудка и характером питания. У голодной рыбы кишечник обсеменен в слабой степени. Количество микроорганизмов в кишечнике рыбы, питающейся донной пищей и заглатывающей вместе с нею донные осадки, выше, чем у рыбы, питающейся планктоном. В кишечнике свежей рыбы обнаружены представители родов Pseudomonas, Achromobacter, Flavobacterium, Micrococcus, Aeromonas и др., в незначительном количестве — микроскопические грибы и дрожжи, Е. coli. В содержимом кишечника часто присутствуют спорообразующие анаэробные микроорганизмы: CI. sporogenes, CI. putrificus, CI. perfringens. Возможно присутствие возбудителей пищевых отравлений — CI. botulinum, Salmonella, Vibrioparahaemolyticus.
Влияние внешней среды отражается и на микрофлоре кишечника. Так, botulinum часто содержится в кишечнике рыб тех районов, где этот организм обнаружен в пробах морского ила или донных осадков. Обычно свежевыловленная рыба редко и в небольшом количестве содержит токсигонную или патогенную микрофлору. Группа Е. coli в свежевыловленной рыбе отсутствует, за исключением случаев, когда она выловлена в загрязненных водах. Свежевыловленная рыба быстро погибает (засыпает). После смерти рыбы в ее теле происходит ряд сложных физиологических изменений: отделение слизи, окоченение, автолиз, микробиологические процессы.
Отделение слизи рассматривается как реакция организма в момент агонии.
Слизь состоит из глюкопротеида муцина, свободных аминокислот, окиси триметиламина и других экстрактивных веществ и поэтому является благоприятной средой для развития микроорганизмов.
Посмертное окоченение рыбы выражается в сокращении и напряжении мышц. Тело рыбы становится твердым. Основой этого процесса является комплекс биохимических реакций: снижение рН, набухание мышечных волокон. Посмертное окоченение затрудняет проникновение микроорганизмов внутрь мышечных тканей. Продолжительность окоченения зависит от ряда факторов. Большое влияние на продолжительность окоченения оказывает температура: чем ниже температура, тем позднее наступает окоченение и дольше продолжается. У активно подвижных рыб окоченение менее продолжительно, чем у рыб малоподвижных. Чем дольше рыба находится в сети и бьется о снасти, тем скорее наступает и заканчивается посмертное окоченение.
Состояние посмертного окоченения, характеризующее свежесть рыбы, сменяется автолитическими и микробиологическими процессами, происходящими под влиянием ферментов самой рыбы и специфических микроорганизмов. После окоченения мышечные волокна отдают воду, размягчаются, повышается рН. Эти изменения способствуют проникновению микроорганизмов внутрь мышечных тканей. Под действием тканевых ферментов в рыбе происходят автолитические процессы, ведущие к расщеплению белков, жиров и других веществ. Автолиз происходит без участия микроорганизмов. Мясо свежевыловленной рыбы стерильно. Естественный иммунитет, выражающийся в бактерицидном и бактериостатическом действии живых клеток на микроорганизмы, препятствует их проникновению внутрь мышечных тканей.
С прекращением жизни рыбы сопротивляемость тканей снижается. Микроорганизмы, даже в условиях холодильного хранения при 0°С, через 1 — 2 дня начинают размножаться, количество их на 9 — 10-й день хранения достигает 107 — 108 в 1 г. Прежде всего происходит размножение микроорганизмов, находящихся на поверхности кожи, в слизи и на жабрах. В ткани снулой рыбы микроорганизмы проникают из кишечника, с поверхности рыбы, из крови жабер. Чем выше общая обсемененность рыбы, тем большее количество микроорганизмов будет в толще тканей и внутренних органах. При этом качественный состав микрофлоры не изменяется, если исключена возможность обсеменения ее из окружающей среды.
При хранении различных видов рыб при 0°С наблюдается уменьшение числа бактерий родов Micrococcusи Corynebacterium, преобладающими становятся бактерии рода Pseudomonas. Это объясняется различной скоростью размножения. Так, время генерации клеток рода Pseudomonas составляет 31 ч, а рода Micrococcus — 70 ч. Поэтому к моменту порчи рыбы, примерно на 14-й день, более 90% микрофлоры состоит из различных видов рода Pseudomonas.
Пути и скорость проникновения микроорганизмов в мышечную ткань рыбы различны. Предполагают, что проникновение микроорганизмов в ткань рыбы происходит в основном через кожу. Послойное исследование ткани пбказало, что поверхностные слои обсеменены значительно больше, чем нижележащие. Скорость проникновения микроорганизмов в глубину тканей у различных видов неодинакова. Так, подвижные формы микроорганизмов при комнатной температуре в течение 1 — 2 дней могут проникать на глубину 14 см, а неподвижные — на 4 — 5 см.
Большое количество микроорганизмов на поверхности рыбы не всегда свидетельствует о ее несвежести. Из 503 исследованных бактерий, выделенных из Адриатического моря, только 30 штаммов, включая бактерии родов Pseudomonas, Aeromonas, Corynebacterium, развиваясь при низких температурах на мышцах рыбы, вызывали появление неприятного запаха и порчу. Но общая обсемененность определяет потенциальную способность рыбы к хранению: чем она выше, тем быстрее снижается качество рыбы. Решающее значение при этом имеет преобладающая микрофлора. По мере увеличения бактериальной обсемененности, в особенности протеолитическими формами, снижается сортность рыбы. В тканях рыбы II сорта в 1 г содержалось более 90 тыс. бактерий, из них 41% относились к гнилостным; в некондиционной рыбе насчитывалось 347,5 тыс. бактерий, из которых более 50% составляла гнилостная микрофлора.
Микробиологические процессы начинаются почти одновременно с автолитическими, но вскоре значительно опережают их и влекут за собой существенные органолептические изменения, а также изменения химического состава. У начавшей портиться рыбы тело теряет упругость, глаза мутнеют и проваливаются в орбиты, количество слизи на поверхности и в жабрах увеличивается, она становится более жидкой и мутной, появляется неприятный запах, чешуя тускнеет и легко удаляется. Жабры приобретают розовый или серый цвет, мясо размягчается, отстает от костей в области позвоночника, становится красным, издает кисловатый запах. Основной причиной порчи рыбы является расщепление микроорганизмами белковых и экстрактивных веществ, гидролиз и окисление жира.
Возбудителями бактериальной порчи рыбы являются палочки рода Pseudomonas, способные вызывать расщепление белка с образованием большого количества летучих оснований, в том числе триметиламина. Самые большие химические и органолептические изменения происходят в период наибольшего развития Pseudomonasfragi.
Их количество в микрофлоре свежей рыбы минимально, тогда как после 12 — 15 дней хранения во льду они составляют 20 — 50% численности бактерий группы Pseudomonas. Кроме Pseudomonasпорчу рыбы способны вызывать бактерии родов Micrococcus, Achromobacterи Flavobacterium, но в меньшей степени.
Характер и интенсивность процессов разложения белковых веществ рыбы определяется как составом микрофлоры, так и особенностями химического состава тела рыбы. Порча морских костистых рыб, содержащих большое количество окиси триметиламина, сопровождается выделением значительных количеств различных аминов, образуемых в результате его восстановления, тогда, как при порче пресноводных рыб основную массу летучих оснований составляет аммиак, выделяемый при дезаминировании аминокислот. Для хрящевых рыб, содержащих большое количество мочевины, характерно образование аммиака за счет разложения рыбы. Таким образом, в появлении и развитии порчи большое значение имеет первоначальный состав и содержание в рыбе экстрактивных азотистых веществ. Поэтому мясо морских рыб, содержащих большое количество экстрактивных азотистых веществ, портится быстрее, чем мясо пресноводных рыб.
Применение льда, приготовленного из чистой воды и не хранившегося длительное время в бункерах, не вызывает увеличение численности микрофлоры рыбы. В том случае, когда лед приготовлен из нечистой воды, количество микроорганизмов в 1 г льда достигает 107 клеток. Такой лед является источником дополнительного обсеменения рыбы, в основном за счет психрофильной флоры — родов Pseudomonas, Achromobacter. Применение льда с антибиотиком биомицином задерживает развитие микроорганизмов.
В процессе переработки рыбы ее подвергают мойке. Мойка рыбы приводит к уменьшению количества микроорганизмов. Промывка проводится проточной морской водой. Такая промывка приводит к удалению слизи, в которой находятся бактерии, что сокращает количество поверхностной микрофлоры на 80 — 90%, а при тщательной промывке — до 99%. Тщательно вымытая рыба хранится дольше, чем немытая. При разделке рыбу потрошат. Потрошение рыбы связано с удалением кишечника. Поэтому мойка как целой, так и потрошеной рыбы приводит к уменьшению микроорганизмов, почти не отражаясь на их качественном составе.
Филетирование рыбы изменяет как количество микроорганизмов, так и их качественный состав. Обсемененность филе составляет 103 — 105 клеток на 1 г. Механическое снятие кожи значительно уменьшает уровень обсемененности (до 90%). В качественном составе микрофлоры филе наблюдаются различия по сравнению с кожей и жабрами. Из воздуха, с оборудования, рук обработчиков кроме бактерий рода Pseudomonas попадают различные виды рода Micrococcus, споровые аэробы, возрастает количество мезофильных микроорганизмов.