Вопросы к ГИА по дисциплине «Микробиология пищевых производств» 1. Возможные источники микробиологического загрязнения в пищевом производстве, условия их развития. Способы обсеменения продуктов микроорганизмами: Воздух наполнен вокруг спорами грибов и бактерий. Попадая на продукты и оказываясь в благоприятной среде, микроорганизмы начинают развиваться. Возбудители порчи могут находится в сырье. При нарушении технологического процесса обработки продукции. В пищевые продукты извне могут попадать механические примеси (земля, песок, стекло) с возбудителями порчи. Нарушение правил хранения и перевозки продукции. Нарушение санитарно-гигиенических норм. Нарушение санитарно-гигиенических правил мытья и содержания инвентаря и инструментов может стать причиной обсеменения микробами пищевых продуктов, а следовательно, возникновение пищевых отравлений и кишечных инфекций. Микробиология продуктов питания. Качество любого пищевого продукта (мяса, рыбы, молока, фруктов, овощей и тд.) зависит прежде всего от качественного и количественного состава содержащегося в нем микроорганизмов. Виды порчи. При благоприятных условиях они развиваются, вызывая быструю порчу продуктов питания- гниение, прокисание, брожение и тд. Чтобы сохранить продукты длительное время свежими, создают особые условия, в которых развитие микроорганизмов исключается, замедляется или приостанавливается. Заражение микроорганизмами мяса. Мышцы и кровь здорового скота микроорганизмов не содержат. Мясо заражается микроорганизмами при обработке его на мясокомбинатах. В процессе убоя скота, первичной обработки туш микробы со шкуры животных, из кишечника, с орудия убоя и обработки попадают на поверхность, а через лимфатические, кровеносные сосуды, вдоль сухожилий и костей проникают внутрь мясных туш. Чем ниже температура туш, чем упитаннее, чем больше жира, про наличии корочки подсыхания на поверхности туш проникновение микробов внутрь мяса происходит медленнее. Развитию микробов способствует повышенная температура и влажность окружающего воздуха. Возбудители и признаки порчи мяса 2 На 1 см поверхности мяса обнаруживают до нескольких сотен тысяч микроорганизмов – гнилостные бактерии, сальмонеллы, сарцины, мицелиальные грибы. Все они вызывают порчу мяса с изменением цвета (синюшный, зеленоватый, ярко-красные пятна), появлением ослизнения, липкой поверхности, гнилостного запаха. Мясо меняет свой товарный вид и кулинарному использованию не подлежит. Мясной фарш Более обсеменен микроорганизмами, чем куски мяса, т.к. увеличивается поверхность соприкосновения фарша с воздухом, мясорубкой, происходит разрушение ткани, частичное вытекание сока мяса, что создает благоприятные условия для развития микробов. Фарш хранят непродолжительно и при низкой температуре. Мясо птицы Представляет большую санитарную опасность, чем мясо животных, т.к. птица часто бывает полупотрошеной: с головой, ножками, внутренними органами, в которых много микроорганизмов. Колбасные изделия Обсеменены микробами внутри и снаружи. Внутрь батонов микробы попадают с колбасным фаршем. В процессе тепловой обработки колбас (варка паром, копчение горячим дымом) большинство микробов погибает. Жизнеспособными остаются споры бацилл, особенно опасны споры ботулинуса. На поверхности батонов колбас микроорганизмы более активны (гнилостные и кишечные палочки, мицелиальные грибы и др.). Они портят качество колбас, вызывая гниение, плесневение. Мясные субпродукты Сильно загрязнены микроорганизмами в результате попадания их из внешней среды на наружные органы при жизни животных (ноги, хвосты, головы, уши) и повышенного содержания влаги (печень, мозги, почки). Поэтому субпродукты на предприятия общественного питания поступают всегда замороженными и обрабатывают их в мясном цехе на отдельных рабочих местах. Микробиология рыбы и рыбных продуктов Рыба является скоропортящимся продуктом, т.к. она сильно обсеменена микробами снаружи, внутри кишечника и в жабрах головы. После улова микробы проникают внутрь ткани рыбы, вызывая ее гниение. В рыбе обнаруживают микрококки, сарцины, гнилостные палочки. Особенно опасна палочка ботулинуса. Для предупреждения ботулизма выловленную крупную рыбу (осетровые) немедленно потрошат и замораживают. Порча соленой рыбы Основными видами порока соленой рыбы являются окрашивание в розово-красный цвет, появление коричневых пятен, бактериальное гниение. Причиной появления коричневых пятен («ржавление») на поверхности рыбы являются мицелиальные грибы. Яйца Яйца являются хорошим питательным субстратом для микроорганизмов. Однако содержимое яйца (белок и желток) защищено от их проникновения скорлупой и оболочками. Свежеснесенное яйцо от здоровой птицы, как правило, не содержит микроорганизмов. Два пути обсеменения яиц 1. Эндогенный (микроорганизмы проникают в яйцо в процессе его формирования в яичнике или яйцеводе больной птицы). 2. Экзогенный (связана с Загрязнением скорлупы пометом, почвой, подстилкой, пером). Фрукты и ягоды На поверхности плодов, ягод и других видов растительного сырья содержат большое количество микроорганизмов, попадающих на них из почвы, воды, воздуха, заносятся насекомыми, птицами и др. Неповрежденные свежие плоды и овощи обладают природным иммунитетом к микробным поражениям. Фрукты и овощи В процессе хранения плодов, овощей и фруктов их порча обычно начинается с развития мицелиальных грибов, которые с помощью выделяемых гидролитических ферментов (гниль). У овощей, содержащих больше белковых веществ и имеющих кислую реакцию сока, чаще всего встречается бактериальная гниль. 2. Влияние физических факторов жизнедеятельность микроорганизмов. внешней среды на К числу основных физических факторов, воздействующих на микроорганизмы как в естественной среде обитания, так и в условиях лаборатории, относят температуру, свет, электричество, высушивание, различные виды излучения, осмотическое давление и др. Температура. О влиянии температуры на микроорганизмы судят по их способности расти и размножаться в определенных температурных границах. Для каждого вида микроорганизмов определена оптимальная температура развития. В зависимости от пределов этой температуры бактерии разделены на три физиологические группы: · Психрофильные микроорганизмы (психрофилы) – способны расти и размножаться от 00С до 30…350С, а температурный оптимум составляет 15…200С. Среди представителей этой группы обитатели северных морей, почвы, сточных вод. · Мезофильные бактерии – способны расти и размножаться при температуре от 100С до 40…450С, температурный оптимум – 30…370С. Наиболее обширная группа микроорганизмов, в нее включают большинство сапрофитов и все патогенные микроорганизмы. · Термофильные бактерии – способны расти и размножаться в температурных границах от 350С до 70…750С, температурный оптимум – 50…600С. Микроорганизмы этой группы довольно часто встречаются в природе: почве, воде, теплых минеральных источниках, пищеварительном тракте животных и человека · Экстремально-термофильные бактерии – способны существовать при температурах от 40 до 930С и выше. Возможность существования при высоких температурах обусловлена особым составом липидных компонентов клеточных мембран, высокой термостабильностью белков, ферментов и клеточных структур. Высокие и низкие температуры по-разному влияют на микроорганизмы. При низких температурах клетка переходит в состояние анабиоза, в котором она может существовать длительное время. Так, эшерихии сохраняют жизнеспособность при -1900С до 4 месяцев, возбудитель листериоза при -100С до 3 лет. Низкие температуры приостанавливают гнилостные и бродильные процессы. На этом принципе основано сохранение продуктов в холодильниках. Высокая температура губительно действует на микробы. Чем выше температура, тем меньшее время необходимо для инактивации микроорганизмов. В основе бактерицидного действия высоких температур лежит разрушение ферментов за счет денатурации белков и нарушения осмотического барьера. Разные виды микроорганизмов обладают различной устойчивостью к высоким температурам, значительно отличается устойчивость спор и вегетативных клеток. Так большинство вегетативных форм патогенных микроорганизмов гибнут при температуре 80…1000С в течение 1 минуты, а споры возбудителя сибирской язвы выдерживают кипячение более 1 часа. Действие видимого излучения (света). Видимый (рассеянный свет), имеющий длину волны 300…1000 нм, обладает способность угнетать рост и жизнедеятельность большинства микроорганизмов. В связи с этим культивирование микроорганизмов осуществляют в темноте. Видимый свет положительно влияет только на бактерии, которые используют свет для фотосинтеза. Прямые солнечные лучи действуют на микроорганизмы более активно, чем рассеянный свет. Бактерицидное действие света связано с образованием гидроксильных радикалов и других высокореактивных веществ, разрушающих вещества, входящие в состав клетки. Например, происходит инактивация ферментов. Микроорганизмы-сапрофиты более устойчивы к воздействию света, чем патогенные. Это объясняется тем, что они, чаще подвергаясь действию прямых солнечных лучей, более адаптированы к ним. В связи с этим следует отметить большую гигиеническую роль солнечного света. Именно под воздействием солнечного излучения происходит самоочищение воздуха, верхних слоев почвы и воды. Ультрафиолетовое излучение. Ультрафиолетовое излучение с длиной волны 295…200 нм является бактерицидно активным, то есть способным губительно действовать на микроорганизмы. Механизм действия ультрафиолетового излучения заключается в его способности частично или полностью подавлять репликацию ДНК и повреждать рибонуклеиновые кислоты (особенно мРНК). Ультрафиолетовое излучение широко применяют для санации воздуха в животноводческих помещениях, в лабораториях, в промышленных цехах, микробиологических боксах. Для дезинфекции воздуха промышленность выпускает различные лампы. В животноводческой практике широко применяют установки ИКУФ-1, как источник ультрафиолетового и инфракрасного излучения. Ионизирующее излучение. Ионизирующее (рентгеновское) излучение представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны 0,006…10нм. В зависимости от длины волны различают гамма-излучение, бета-излучение и альфа-излучение. Наиболее активным действие на биологические объекты отличается гамма- излучение, но даже его бактерицидные свойства значительно ниже, чем бактерицидные свойства ультрафиолетового излучения. Гибель бактерий наступает только при облучении их большими дозами от 45000 до 280000 рентген. Отдельные виды способны выживать в воде атомных реакторов, где величина радиоактивного облучения достигает 2…3 млн. рентген. Более того, получены данные, что воздействие небольших доз гамма-излучения на патогенные микроорганизмы, способны усилить их вирулентные свойства. Механизм действия рентгеновского излучения заключается в поражении ядерных структур, в частности нуклеиновых кислот цитоплазмы, что приводит к гибели микробной клетки или изменению ее генетических свойств (мутации). Электричество. Электрический ток малой и высокой частоты уничтожает микроорганизмы. Особенно сильным бактерицидным действием обладают токи ультравысокой частоты. Они приводят в колебание молекулы всех элементов клетки, вследствие чего происходит быстрое и равномерное нагревание всей массы клетки не зависимо от температуры окружающей среды. Кроме того, установлено, что длительное воздействие токов высокой частоты приводит к электрофорезу некоторых компонентов питательной среды. Образующиеся при этом соединения инактивируют микробную клетку. Ультразвук. Механизм бактерицидного действия ультразвука (волны с частотой 20 000 Гц) заключается в том, что в цитоплазме микроорганизмов, находящихся в жидкой среде, образуется кавитационная полость, которая заполняется парами жидкости, в пузырьке возникает давление, что приводит к дезинтеграции цитоплазматических структур. Ультразвук используют для стерилизации пищевых продуктов и дезинфекции предметов. Аэроионизация. Аэроионы, несущие положительный или отрицательный заряд, возникают в воздухе при искусственной или естественной ионизации. Наибольшее влияние на бактерии оказывают отрицательно заряженные ионы, действуя уже в средних концентрациях (5*104 в 1 см3 воздуха). Положительно заряженные ионы обладают менее выраженным бактерицидным действием, они способны задерживать рост и развитие микроорганизмов только в больших концентрациях (106 в 1 см3 воздуха). Сила действия аэроионов зависит от их концентрации, длительности экспозиции и расстояния от источника. Используют аэроионы для обеззараживания воздуха жилых помещений, цехов предприятий, медицинских учреждений. Почти все факторы физического воздействия на микроорганизмы могут быть использованы с целью стерилизации. Стерилизация – уничтожение патогенных и непатогенных микроорганизмов, их вегетативных и споровых форм в каком-либо объекте. Стерилизации подвергают питательные среды, стеклянную посуду, инструменты, перевязочный материал, халаты. Стерилизации также подвергают воздух и предметы в микробиологических боксах. Механизм действия различных методов стерилизации не одинаков, но в основе каждого лежит способность нарушать жизненные процессы микробной клетки (денатурация белков, угнетение функции ферментных систем). 3. Влияние химических факторов жизнедеятельность микроорганизмов. внешней среды на Влияние концентрации водородных ионов (рН среды) В зависимости от отношения к рН среды микроорганизмы делятся на три группы: • нейтрофилы - предпочитают нейтральную реакцию среды. Растут в диапазоне значений рН от 4 до 9. К нейтрофилам относятся большинство бактерий, в то числе гнилостные бактерии; • ацидофилы (кислотолюбивые). Растут при рН 4 и ниже. К ацидофилам относятся молочнокислые, уксуснокислые бактерии, грибы и дрожжи. • алкалофилы (щелочелюбивые). К этой группе относятся микроорганизмы, которые растут и развиваются при рН 9 и выше. Примером алкалофилов является холерный вибрион. Если рН не соответствует оптимальной величине, то микроорганизмы не могут нормально развиваться, так как активная кислотность оказывает влияние на активность ферментов клетки и проницаемость цитоплазматической мембраны. Некоторые микроорганизмы, образуя продукты обмена и выделяя их в среду, способны изменять реакцию среды. Для бактерий кислая среда более опасна, чем щелочная (особенно для гнилостных бактерий). Это используется для консервирования продуктов путем маринования или квашения. При мариновании к продуктам добавляют уксусную кислоту, при квашении создаются условия для развития молочнокислых бактерий, которые образуют молочную кислоту и тем самым способствуют подавлению роста гнилостных бактерий. Окислительно-восстановительные условия среды. Степень аэробности среды (насыщения среды кислородом) может быть охарактеризована величиной окислительно-восстановительного потенциала, который выражают в единицах гН2. В среде, окислительные свойства которой соответствуют насыщению среды кислородом rН2 = 41. В среде с высокими восстановительными условиями гН2 = 0. При равновесии окислительных и восстановительных процессов гН2 = 28. Облигатные анаэробы (микроорганизмы, для которых кислород является ядом) живут при гН2 меньше 12-14, но размножаются при rH2 менее 3-5. Факультативные анаэробы (микроорганизмы, способные расти как в аэробных, так и в анаэробных условиях) развиваются при rH2 от 0 до 20-30, а аэробы - при гН2 от 12-15 до 30. Регулируя окислительно-восстановительные условия среды можно затормозить или вызвать активное развитие той или иной группы микроорганизмов. Например, в виноделии, для предотвращения развития уксуснокислых бактерий емкости с вином нужно заполнять полностью, чтобы снизить степень насыщения среды кислородом. Химические вещества. Многие химические вещества действуют губительно на микроорганизмы. Такие вещества называют антисептиками. Их действие зависит от концентрации и продолжительности воздействия, а также от рН среды и температуры. Из неорганических соединений наиболее сильно действуют на микроорганизмы соли тяжелых металлов (золота, меди и, особенно, серебра). Например, ионы серебра адсорбируются на поверхности клетки, вызывая изменения свойств и функций цитоплазматической мембраны. Бактерицидным действием обладают многие окислители (хлор, йод, перекись водорода, калий марганцево-кислый), минеральные соли (сернистая, борная, фтористо-водородная). Эти вещества вызывают активные окислительные процессы, не свойственные метаболизму клетки, а также разрушают ферменты. Органические соединения (формалин, фенол, карболовая кислота, спирты, органические кислоты - салициловая, уксусная, бензойная, сорбиновая) также могут губительно воздействовать на микроорганизмы. Органические соединения вызывают коагуляцию клеточных белков, растворяют липиды и т. д. Бактерицидным действием обладают также эфирные масла, дубильные вещества, многие красители (фуксин, метиленовая синь, бриллиантовая зелень). Многие химические вещества используются в медицине, сельском хозяйстве, пищевой промышленности как дезинфицирующие вещества. Дезинфицирующие вещества вызывают быструю (в течение нескольких минут) гибель бактерий. Они более активны в средах бедных органическими веществами. Уничтожают не только вегетативные клетки, но и споры. Они не вызывают появления устойчивых форм микроорганизмов. В пищевой промышленности в качестве дезинфицирующих веществ применяют вещества, содержащие активный хлор (хлорамин, хлорная известь и т. д.). Применение антисептиков для консервирования пищевых продуктов ограничено, к использованию допущены немногиехимические консерванты (бензойная, сорбиновая кислоты и их соли) в малых дозах (от сотых до десятых процента). 4. Микробиологический контроль качества товаров. Микробиологический контроль должен проводиться систематически. Он осуществляется на всех этапах технологического процесса, начиная с сырья и кончая готовым продуктом, на основании государственных стандартов (ГОСТ), технических регламентов (ТР), технических условий (ТУ), инструкций, правил, методических указаний и другой нормативной документации, разработанной для каждой отрасли пищевой промышленности. Для отдельных пищевых производств имеются свои схемы микробиологического контроля, в которых определены объекты контроля, точки отбора проб, периодичность контроля, указываются, какой микробиологический показатель необходимо определить, приводятся нормы допустимой общей бактериальной обсемененное. Согласно СанПиН 2.3.2.1078-01 гигиенические нормативы но микробиологическим показателям безопасности пищевых продуктов включают следующие группы микроорганизмов: 1 группа - санитарно-показательные микроорганизмы - количество мезофильных аэробных и факультативноанаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ), бактерии группы кишечных палочек (БГКП),бактерии семейства Enterobacteri- асеае, энтерококки; 2 группа - условно-патогенные микроорганизмы - Е. coli, S. aureus, бактерии рода Proteus, В. cereus, Cl. Perfringens, Vibrio parahaemolyticus; 3 группа - патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы, Listeria monocytogenes, бактерии рода Y ersinia; 4 группа - микроорганизмы порчи - дрожжи и плесневые грибы, молочнокислые микроорганизмы; 5 группа - микроорганизмы заквасочной микрофлоры и пробиотические микроорганизмы(молочнокислые, проиионовокислые, дрожжи, бифидобактерии, ацидофильные бактерии и др.) - в продуктах с нормируемым уровнем биотехнологической микрофлоры и в пробиотических продуктах. Нормирование микробиологических показателей безопасности пищевых продуктов осуществляется для большинства групп микроорганизмов но альтернативному принципу: - нормируется масса продукта, в которой не допускаются бактерии группы кишечных палочек (БГКП), большинство условно-патогенных микроорганизмов, а также патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы и Listeria monocytogenes; - норматив отражает количество колониеобразующих единиц в 1 г (мл) продукта (КОЕ/г, мл). Критериями безопасности консервированных пищевых продуктов (промышленная стерильность) является отсутствие в консервированном продукте микроорганизмов, способных развиваться при температуре хранения, установленной для конкретного вида консервов, и микроорганизмов и микробных токсинов, опасных для здоровья человека. Одним из основных санитарно-показательных микроорганизмов является КМАФАнМ (общая микробная обсеменен- носгь) различных объектов, в том числе сырья, полуфабрикатов, вспомогательных материалов, готовой продукции. КМАФАнМ - количество мезофильных аэробных и факультативноанаэробных микроорганизмов, образующих на плотной универсальной питательной среде колонии (колониеобразующие единицы - КОЕ) при культивировании в течение 72 ч при 30 °С. Определение КМАФАнМ - наиболее распространенный тест. Он применяется во всех странах для оценки качества продуктов, за исключением тех, в производстве которых используются специальные микробные культуры (например, пиво, квас, кисломолочные продукты и т.п.). Показатель КМАФАнМ характеризует степень контаминации продукта микроорганизмами различных таксономических групп, его величина зависит от многих факторов, например, от режима термической обработки продукта, от температурного режима транспортировки, хранения и реализации, от влажности самого продукта и атмосферного воздуха, от наличия кислорода, кислотности продукта и г.д. Увеличение КМАФАнМ свидетельствует о размножении микроорганизмов, в числе которых могут оказаться патогенные микробы и микробы порчи. Он позволяет контролировать уровень санитарно-гигиенических условий производства и выявлять нарушения режимов хранения и транспортировки, способствующие размножению микроорганизмов. Для потребителя этот показатель характеризует качество, свежесть и безопасность продуктов питания. Но оценка качества по этому показателю имеет ряд недостатков: - учитываются только сапрофитные мезофильные бактерии (аэробы и факультативные анаэробы); - не учитываются анаэробные микроорганизмы; - не учитываются психрофильные и термофильные микроорганизмы; - не образуют колоний мертвые клетки; - не учитываются патогенные микроорганизмы; не применим для продуктов, содержащих технологические микроорганизмы. Таким образом, полученные результаты будут меньше истинного обсеменения продукта. Однако эти недостатки можно не учитывать и ошибкой анализа не считать, поскольку сапрофиты являются основными возбудителями порчи пищевых продуктов. В некоторых производствах (консервном, хлебопекарном, сахарном и др.) используются дополнительные микробиологические показатели, например, количество анаэробных, термофильных, спорообразующих и других микроорганизмов, характерных для каждого вида исследуемого объекта. Для их учета имеются специальные методические приемы, представленные в соответствующей нормативной документации. Например, для определения процентного содержания спорообразующих бактерий посев производят из пробирок с разведениями проб, предварительно прогретых несколько минут в кипящей водяной бане. При посевах из прогретых проб вырастают только спороносные бактерии, а из непрогретых все остальные. Затем рассчитывают процентное содержание спорообразующих форм микроорганизмов. В пищевых производствах, основанных на использовании микроорганизмов, необходим систематический микробиологический контроль за чистотой производственной культуры, условиями ее хранения, разведения и т.д. Посторонние микроорганизмы в производственной культуре выявляют путем микроско- нирования и посевов на различные питательные среды. Микробиологический контроль производственной культуры, кроме проверки биологической чистоты, включает также определение ее физиологического состояния, биохимической активности, наличия производственно-ценных свойств, скорости размножения и т.п. В тех пищевых производствах, где применяются ферментные препараты, также обязателен микробиологический контроль их активности и биологической чистоты. Критерием безопасности консервированных пищевых продуктов (промышленная стерильность) является отсутствие в консервированном продукте микроорганизмов, способных развиваться при температуре хранения, установленной для конкретного вида консервов, и микроорганизмов и микробных токсинов, опасных для здоровья человека. Определение санитарно-ноказагельных микроорганизмов также позволяет судить о наличии в исследуемых объектах патогенных микроорганизмов: чем больше в объекте исследования санитарно-показательных микроорганизмов, тем выше степень фекального и орального загрязнения и тем вероятнее в нем присутствие патогенных микроорганизмов. Санитарно-показательные микроорганизмы выявляют как при использовании метода прямого подсчета, так и методом культивирования на элективных (избирательных) питательных средах. Определение бактерий группы кишечных палочек (БГКП) основано на способности кишечной палочки сбраживать лактозу до кислоты и газа. При санитарно-гигиеническом контроле сырья, полуфабрикатов, готовой продукции исследование на наличие бактерий кишечной группы ограничивают проведением так называемой первой бродильной пробы. Бродильную пробу осуществляют путем посева в пробирки со специальной дифференциально-диагностической средой для кишечной палочки (среда Кесслера с лактозой) различных объемов (или навесок) исследуемого объекта: 1,0; 0,1; 0,01; 0,001 мл (или г). Пробирки с посевами помещают в термостат при 37 °С на 24 ч, затем их просматривают и устанавливают бродильный титр, т.е. те пробирки, в которых наблюдается рост (помутнение среды) и образование газа в результате брожения. При отсутствии газообразования объект контроля считают не загрязненным кишечной палочкой. Существуют нормы допустимой общей бактериальной обсемененности и содержания кишечной палочки в объектах контроля. Содержание санитарно-показательных микроорганизмов в объектах окружающей среды принято выражать в титрах и индексах. Титр - наименьшие объем (мл) или масса (г) исследуемых образцов, в которых обнаруживается хотя бы одна микробная клетка СПМ. Индекс - количество микробных клеток, обнаруживаемых в определенном объеме или массе исследуемого образца. Индекс и титр - величины обратные: зная один из них, можно легко выразить другой. 5. Условно – патогенные микроорганизмы: определение, общая характеристика, примеры. Возбудителями пищевых отравлений являются условно – патогенные микроорганизмы. Эти организмы, постоянно обитающие в организме, в окружающей среде и в обычных условиях не вызывающие заболеваний. Однако, при снижении иммунитета организма эти микроорганизмы могут в больших количествах накапливаться в организме и вызывать незаразные заболевания воспалительного характера. Условно – патогенные микроорганизмы могут размножаться и в пищевых продуктах и, накапливаясь в больших количествах, являться причиной пищевых отравлений. Общим свойством патогенных и условно – патогенных микроорганизмов является их способность образовывать токсины. Микроорганизмы могут вырабатывать эндо- и экзотоксины, которые отличаются по химической природе и характеру действия на микроорганизм. Эндотоксины (внутренние токсины) прочно связаны с микробной клеткой, при жизни микроорганизма не выделяются в окружающую среду. Эндотоксины образуют только грамотрицательные бактерии. По химической природе это липополисахаридный комлпекс, который входит в состав липополисахаридного комлпекса клеточной стенки грамотрицательных микроорганизмов. Экзотоксины (внешние токсины) выделяются микроорганизмами в процессе их жизнедеятельности. Экзотоксины образуют в основном грамположительные бактерии. По характеру действия на организм эндотоксины отличаются от экзотоксинов тем, что не обладают строгой специфичностью и вызывают общие признаки отравления: головную боль, слабость, одышку, повышение температуры, кишечные расстройства. Экзотоксины строго специфичны – действуют только на определенные клетки и ткани, нервные клетки, мышцу сердца и т.д. Кроме того, эндотоксины более устойчивы к высокой температуре (выдерживают длительное кипячение и даже автоклавирование в течение 30 мин.), а экзотоксины разрушаются уже при 60 – 80 С в течение 10 – 60 мин. 6. Санитарно-показательные микроорганизмы: характеристика и определение. Нарушение санитарно-гигиенических правил изготовления, транспортировки, хранения продуктов питания может привести к их контаминации патогенными и условно-патогенными микроорганизмами, что способствует возникновению пищевых инфекций и отравлений. Патогенные микроорганизмы попадают на пищевые продукты, в воду, почву, воздух из выделений больных людей и животных, а также из выделений бактерио- и вирусоносителей. Индикация патогенных бактерий из объектов внешней среды вызывает ряд трудностей, так как они присутствуют в объектах среды в низких концентрациях и их наличие не удается зафиксировать в межэпидемические периоды. Для их обнаружения и культивирования требуются довольно сложные питательные среды, а работу с патогенными микроорганизмами должны осуществлять специально подготовленные специалисты. Показателями санитарного неблагополучия объектов внешней среды избраны в том числе микроорганизмы, постоянно обитающие в организме человека и теплокровных животных (толстом отделе кишечника и верхнем отделе дыхательных путей). Они являются комменсалами и проявляют условно-патогенные свойства лишь при изменении условий. Эти микроорганизмы и были названы санитарно-показательными. Санитарно-показательные микроорганизмы должны отвечать следующим требованиям: • постоянно содержаться в выделениях человека и теплокровных животных во внешнюю среду в больших количествах; • после выделения сохранять жизнеспособность в течение времени, близкого к срокам выживаемости патогенных микробов; • не размножаться в окружающей среде и не изменять свои биологические свойства; • не зависеть от присутствия других микроорганизмов, которые способны подавлять или стимулировать их рост; • быть достаточно типичными, чтобы их дифференциальная диагностика не вызывала затруднений. Причем методы идентификации СП МО должны быть простыми, доступными и экономичными. БГКП. Понятие БГКП утилитарное (санитарно-бактериологическое и экологическое), но не таксономическое. Группа БГКП представлена микроорганизмами родов Esherichia, Citrobacter, Enterobacter, Serratia, Klebsiella,экологические особенности которых определяют их индикаторную значимость. Это грамотрицательные, не образующие спор, короткие палочки, сбраживающие глюкозу и лактозу с образованием кислоты и газа при 37,0 + 0,5°С в течение 24—48 ч, не обладающие оксидазной активностью. ОКБ (общие колиформные бактерии) — это грамотрицательные оксидазонегативные палочки, которые на среде Эндо расщепляют лактозу при 37°С в течение 48 ч. Род Escherichia включает типовой вид Е. coli и служит показателем свежего фекального загрязнения. Для идентификации Е. coli используют биохимические тесты, учитывая способность к ферментации лактозы при 44,0 ± 0,5°С и отсутствие роста на цитратсодержащих средах. Обнаруженных в воде представителей рода Escherichiaотносят к термотолерантным колиформным бактериям, в лечебных грязях — к фекальным колиформным бактериям, в пищевых продуктах — к Е. coli. Кишечная палочка не является идеальным санитарно-показательным микроорганизмом. Недостатки кишечной палочки как СП МО: обилие аналогов во внешней среде; изменчивость во внешней среде; недостаточная устойчивость к неблагоприятным воздействиям; недостаточно длительное выживание в продуктах по сравнению с шигеллами Зонне, сальмонеллами, энтеровирусами; способность к размножению в воде; нечеткий индикатор в отношении присутствия сальмонелл. Бактерии рода Citrobacter доказательно обнаружены при эпидемических вспышках, протекающих по типу диспепсий, гастроэнтероколитов, пищевых токсикоинфекций. Энтерококки (Enterococcus faecalis и Enterococcus faecium) имеют следующие преимущества. Преимущества энтерококка как СП МО: постоянно находится в кишечнике человека и животных; постоянно выделяется во внешнюю среду; Е. faecalis в основном обитает в кишечнике человека; Е. faecium обнаруживается в кишечнике животных, хотя сравнительно редко также отмечается и Е. faecalis faecalis; не способен размножаться во внешней среде; не изменяет своих свойств во внешней среде; не имеет аналогов во внешней среде; устойчив к неблагоприятным воздействиям внешней среды. К хлору энтерококк в четыре раза устойчивее по сравнению с кишечной палочкой. Благодаря этому признаку энтерококк используют при проверке качества хлорирования воды, а также как индикатор качества дезинфекции. Он выдерживает температуру 60°С, что позволяет применять его как показатель качества пастеризации. Может быть использован в качестве индикатора при исследовании соленых продуктов, морской воды, так как по сравнению с кишечной палочкой устойчив к растворам, имеющим концентрацию поваренной соли 6,5—17%, в которых кишечная палочка гибнет или становится атипичной. Устойчив к pH в диапазоне 3—12, что делает его индикатором фекального загрязнения при исследовании кислых продуктов. Для индикации энтерококков разработаны высокоселективные среды. Показателем свежего фекального загрязнения воды в настоящее время узаконена энтерококкометрия. При обнаружении в воде атипичных кишечных палочек присутствие энтерококков становится главным показателем свежего фекального загрязнения. В настоящее время узаконена энтерококкометрия молока, котлет в целях выяснения эффективности их термической обработки. Протей. Бактерии рода Proteus встречаются в 98% случаев в выделениях из кишечника человека и животных, из них в 82% случаев — это Р. mirabilis. На загрязнение объектов разлагающимися субстратами указывает обнаружение протея в воде и продуктах, что свидетельствует о крайнем санитарном неблагополучии. При обнаружении протея в пищевых продуктах их бракуют, а воду не разрешают употреблять для питья. Clostridium perfringens. У С. perfringens как СП МО есть свои достоинства и недостатки: • не постоянно обнаруживается в кишечнике человека; • длительно сохраняется во внешней среде за счет спорообразования, поэтому не свидетельствует о свежем фекальном загрязнении; • погибает от действия сопутствующей микрофлоры; • имеет споры, устойчивые к концентрациям активного хлора 1,2—1,7 мг/л воды; • может служить косвенным показателем наличия в воде энтеровирусов. Для прорастания спор клостридий необходим температурный шок (прогревание при 75°С в течение 15—20 мин). Определение титра С. perfringens рекомендовано при текущем санитарном надзоре за состоянием территории. Тесты на обнаружение сульфитре- дуцирующих клостридий в воде предусматривают стандарты России, Румынии, США. Определение С. perfringens проводят в воде открытых водоемов, почве, лечебных грязях, мясных продуктах. Термофилы. Эта группа СП МО, в основном спорообразующих видов, растет при температуре 55—60°С. Обитают они во внешней среде и являются показателем загрязнения навозом и компостом. Под действием термофилов при гниении навоза или компоста температура поднимается более 60°С, и термофилы бурно размножаются. Их определяют при исследовании почвы, а также в консервах, используя как индикатор термической обработки. Бактериофаги кишечной палочки, фаги сальмонелл и шигелл используют в качестве СПМО. Они обнаруживаются там, где есть соответствующие бактерии, к которым эти фаги специфичны. Во внешней среде фаги выживают более 9 мес. Они ценны как показатель фекального загрязнения, особенно энтеровирусами, так как фаги выделяются из сточных вод с той же частотой, что и энтеровирусы. Сальмонеллы. Сальмонеллы относятся к наиболее распространенным микроорганизмам, вызывающим острые кишечные заболевания (ОКЗ). Они могут служить индикатором других ОКЗ с аналогичными патогенезом и эпидемиологией. Поступают во внешнюю среду только с фекалиями человека и животных. Размножаются в почве при наличии в ней большого количества органических веществ, однако могут размножаться даже в чистой воде. При определении сальмонелл в воде следует вычислять не только процент положительных обнаружений, но и НВЧ. По этому показателю можно оценить эпидемиологическую ситуацию. Синегнойная палочка. Способна размножаться во внешней среде. Обнаруживается в фекалиях здоровых людей в 11 %, а у животных — в 7% (т.е. непостоянно). Методы индикации просты, но только в отношении пигментных форм, а во внешней среде преобладают безпигментные формы, которые распознавать трудно. Обнаруживается в 90% случаях в сточных водах, в больничных палатах. Наличие синегнойной палочки свидетельствует о неблагополучном санитарном состоянии лечебного учреждения. Роль ее выросла в связи с распространением антибиотикоустойчивых штаммов и появлением большого количества носителей на коже и в моче. Грибы рода Candida постоянно присутствуют в организме человека: в фекалиях в 10—90% случаев, в слизи верхних дыхательных путей — в 15— 50%, на коже — в 1 — 100%. Они обнаруживаются везде, где есть сахаросодержащие вещества. Первоисточниками в природе являются человек и животные. Они очень устойчивы к неблагоприятным воздействиям внешней среды, причем даже более, чем патогенные бактерии. Их можно использовать в качестве индикаторов эффективности дезобработки. К СПМО относится а-зеленящий стрептококк (S. salivarius). У него есть двойники, такие как S. lactis, bovis, equinus, cremoris. Но эти двойники редко обнаруживаются в жилых помещениях. Зеленящими могут быть и энтерококки, но они сами являются СПМО. Другим санитарно-показательным стрептококком является Р-гемолитический стрептококк, он обнаруживается в 80% у людей, в основном страдающих воспалительными заболеваниями верхних дыхательных путей. Он обладает гемолитическими свойствами. Показателем санитарного неблагополучия является и золотистый стафилококк. Именно этот вид стафилококка связан с присутствием людей и некоторых животных. В среднем у здоровых людей золотистый стафилококк обнаруживается в 30% случаев, а у медицинского персонала — до 96%. Этот вид стафилококка отличается длительностью выживания и устойчивостью во внешней среде. Он может быть косвенным индикатором загрязнения воздуха вирусами. Использование золотистого стафилококка, как наиболее информативного СПМО, рекомендовано при исследовании воздуха жилых помещений, жилых отсеков космических кораблей, подводных лодок, лечебно-профилактических учреждений. На роль СПМО выдвигаются также антибиотикорезистентные стафилококки и микрококки. Причем 5—6-кратное превышение указанных СПМО в воздухе больничных помещений по сравнению с воздухом небольничных помещений следует оценивать как плохой прогностический признак. Бделловибрионы предложены в качестве СПМО. Это аэробные грамотрицательные палочки, подвижные, имеют жгутики. Размеры 0,25 х 1,2 мкм. Являются хищниками по отношению к другим бактериям, поражают только грамотрицательные палочки. На одном из полюсов бделловибрионов есть полость, где скапливается экзотоксин и липолитический фермент, который и растворяет клеточную стенку бактерий. Отличают их друг от друга по литической активности: одни лизируют только псевдомонады, другие — только аэромонады. Бделловибрионы применяют для биологической очистки воды (искусственно выпускают в воду плавательных бассейнов), используют как СПМО по загрязнению воды. В местах сброса сточных вод количество бделловибрионов достигает 3,0 • 103 КОЕ/см3, а дальше от сброса — 10 КОЕ/см3. Выделяют бделловибрионы по методу Грация, но для постановки пробы необходимо иметь индикаторный штамм Е. coli. К-12. Количество их выражают в бляшкообразующих единицах (БОЕ/см3). Аэромонады. Они в больших количествах содержатся в сточных водах и обладают большой энергией размножения. Служат показателем нагрузки сточных вод на водоем и имеют такое же значение, как ОМЧ. При большой концентрации аэромонад в воде может наступить пищевое отравление. 7. Охарактеризуйте группы бактерий по их отношению к температуре окружающей среды. Бактериальные организмы могут существовать и развиваться в весьма широких температурных границах. Различают три экологические группы бактерий по их отношению к температуре окружающей среды: психрофилы, мезофилы, термофилы. К психрофилам относятся формы, развивающиеся при сравнительно низкой температуре. Оптимум развития у этих бактерий лежит при 20—25 °C, а минимум может лежать даже ниже нуля, если эти бактерии развиваются в растворе, замерзающем при температуре ниже нуля. К мезофильным бактериям относится огромное большинство бактерий. Оптимум развития мезофилов лежит при 25—35 °C, максимум — при 45—50 °C и минимум — около 10 °C. Из приведенных для мезофилов температурных границ видно, что эта группа микроорганизмов наиболее соответствует температурам, наблюдающимся в природе в летнее время, и поэтому не удивительно весьма широкое распространение мезофилов в почве, воде и других субстратах. К термофильным микроорганизмам относятся бактерии и близкие к ним актиномицеты, а также некоторые водоросли, по преимуществу синезеленые. Все они характеризуются тем, что развиваются при высоких температурах (40—75 °C). Водоросли и ряд представителей животного мира (моллюски и др.), живущие в горячих источниках и гейзерах, развиваются при несколько более низких температурах, чем бактерии и актиномицеты. Из микроорганизмов к термофилам обычно относятся бациллярные формы, образующие споры, а также группа актиномицетов. В состоянии спор термофилы хорошо переносят температуры ниже 30 °C, при которых они в вегетирующем состоянии быстро гибнут. Особенностью термофилов является их очень интенсивный обмен, благодаря чему они гораздо энергичнее размножаются и значительно быстрее заканчивают осуществляемые ими микробиологические процессы. Клетки термофилов делятся быстрее, чем у мезофилов, и быстрее стареют и отмирают.Материал с сайта http://worldofschool.ru Очень большой интерес представляет вопрос о происхождении термофилов. Наиболее правильное представление было развито А. А. Имшенецким, который считает, что термофилы возникли из соответственных групп мезофилов. При изменении условий окружающей среды, т. е. когда мезофилы подвергались действию высокой температуры, часть из них вымирала, а часть приспособлялась в процессе своего развития к высокой температуре. В результате менялась природа (наследственность) соответственных организмов и высокая температура становилась потребностью данных форм. К этой теории возникновения термофилов из мезофилов присоединился Е. Н. Мишустин, который считает, однако, что для некоторых водорослей, живущих в горячих источниках, возможно объяснить их термофильность реликтовым характером. Эти водоросли сохранили свою теплолюбивость с тех отдаленных времен жизни Земли, когда температура водоемов была значительно выше. 8. Охарактеризуйте группы бактерий по их отношению к влажности окружающей среды. Микроорганизмы могут развиваться только в субстратах, имеющих свободную воду и в количестве не менее определенного уровня. С понижением влажности субстрата интенсивность размножения микробов замедляется, а при удалении из субстратов ниже необходимого уровня вообще прекращается. Потребность во влаге у различных микроорганизмов колеблется в широких пределах. По величине минимальной потребности во влаге для роста различают следующие группы: гидрофиты (влаголюбивые), мезофиты (средневлаголюбивые), ксерофиты (сухолюбивые). Гидрофитами являются большинство бактерий, а мицелиальные грибы и дрожжи мезофиты, но имеются среди них и гидрофиты. Для развития микроорганизмов имеет значение не абсолютная величина, а доступность содержащейся в субстрате воды, которую в настоящее время принято обозначать термином водная активность или аw. Водная активность показывает отношение давления водяных паров раствора (субстрата ) Р и чистого растворителя (воды) Ро при одной и той же температуре: а w = Р/Ро. Водная активность выражается величинами от 0 до 1 и характеризует относительную влажность субстрата. Рост микроорганизмов наблюдается при значениях аw от 0,99 до 0,65-0,61. Оптимальное значение для многих от 0,990,98, примерно в этих пределах находится водная активность скоропортящихся пищевых продуктов (мяса, рыба, плоды, овощи). Бактерии развиваются при водной активности субстрата 0,94-0,90. Дрожжи - 0,88-0,85, мицелиальные грибы - 0,8. Но некоторые виды бактерий, дрожжей, мицелиальных грибов могут расти при водной активности -0, 75-0,62 (хотя и медленно). Таким образом, продукты, у которых водная активность менее 0,7 , могут длительно сохраняться без микробной порчи. Перспективно, с точки зрения увеличения срока хранения скоропортящихся продуктов, искусственное снижение в них водной активности. Возможно снижение аw при добавлении специфических веществ, способных связывать воду. Давно применяется хранение различных пищевых продуктов в сухом виде. В высушенном состоянии многие микробы сохраняют жизнеспособность в течение длительного времени. Устойчивы к высушиванию многие дрожжи и особенно споры бактерий и мицелиальных грибов (сохраняют способность к прорастанию десятки лет). Патогенные микробы (стафилококки, микрококки, брюшно-тифозные бактерии) могут сохраняться в сухом субстрате неделями и месяцами. Для сохранения сухих продуктов без порчи большое значение имеют относительная влажность и температура в складских помещениях. Продукты обладают гигроскопичностью (могут отдавать влагу или поглощать ее). Между влажностью воздуха и влажностью продукта устанавливается определенное подвижное равновесие. При одной и той же относительной влажности воздуха различные продукты могут иметь разную равновесную влажность. Большинство бактерий способно развиваться в субстратах при равновесной относительной влажности воздуха в пределах не ниже 95-90%. Для дрожжей минимум в субстрате соответствует 90-85% относительной влажности воздуха, для большинства мицелиальных грибов - 80%, а для некоторых ксерофитных видов пределом является относительная влажность воздуха- 75-65% Таким образом, возможность развития микроорганизмов в продуктах в связи с их влажностью можно учитывать как по величине водной активности продукта, так и по относительной влажности воздуха. Значение аw, умноженное на 100, соответствует относительной влажности воздуха, выраженной в процентах, когда система продукт - воздух находится в равновесии. Относительная влажность воздуха изменяется от температуры: с понижением температуры воздуха уменьшается его влагоудерживающая способность и наоборот. Поэтому при снижении температуры в процессе хранения это приводит к увлажнению поверхности продукта, что способствует развитию находящихся на нем микробов. При хранении и перевозке высушенных продуктов необходимо принимать меры для предупреждения изменения их влажности. При сублимационной сушке (высушивание под высоким вакуумом в замороженном состоянии) качество и пищевая ценность продуктов сохраняются значительно лучше, но микроорганизмы хорошо переносят такое высушивание и сохраняются жизнеспособными. Поэтому к таким продуктам следует предъявлять строгие санитарно-гигиенические требования.
