3. Харчові токсикоінфекції та токсикози мікробного походження

Харчові отруєння — гострі (рідше хронічні) неконтагіозні хвороби, що виникають внаслідок споживання продуктів харчування, масивно заражених різними видами мікроорганізмів або тих, що містять токсичні для організму речовини мікробної або немікробної природи.

Відповідно до етіологічних ознак, харчові отруєння поділяють на 3 групи: мікробного походження, немікробного походження та невстановленої етіології. Для працівників, зайнятих у виробництві м'яса та м'ясних продуктів, найбільше значення мають знання про харчові отруєння мікробного походження. Для цих хвороб властиві явища інтоксикації та шлунково-кишкові розлади. Харчові отруєння мікробного походження відрізняються від інших кишкових інфекцій раптовістю виникнення, коротким інкубаційним періодом (від моменту споживання їжі до появи перших клінічних симптомів хвороби), одночасним захворюванням групи людей та коротко часовим перебігом хвороби (2—7 днів).

Харчові токсикоінфекції — гострі захворювання, що виникають внаслідок споживання продуктів харчування, які містять масивну кількість живих клітин специфічного збудника та їх токсинів. Вміст цих мікроорганізмів у їжі визначає ступінь важкості хвороби.

Вважається, що у здорової середнього віку людини клінічні ознаки харчової токсикоінфекції виникають у тих випадках, коли в організм надходить10⁵—10⁷ живих мікробних кліти Механізм виникнення харчової токсикоінфекції такий: шлунковий сік не викликає загибелі збудників, у кишечнику вони проникають у слизову оболонку, розмножуються з наступною їх деструкцією. В результаті загибелі мікроорганізмів виділяються ендотоксини (комплекс ліпополісахаридів з білками стінок клітин бактерій), що характеризуються пірогенністю (здатність підвищувати температуру тіла) та токсичністю, що підвищує проникність судин з відхиленням від норми кровообігу, нервової системи, водно-сольового обміну [3,5,6].

3. Морфологічні та культуральні властивості. Ci. Botulinum, токсиноутворення

Морфологічні та культуральні властивості. CI. Botulinum — грампозитивна, малорухлива паличка із заокругленими кінцями, довжиною 4—8 мкм та шириною 0,6—1,2 мкм, має 3—20 джгутиків, що розташовані перитрихіально, добре фарбується аніліновими фарбами.

За умов утворення спор, що розташовуються субтермінально, збудник набуває форми тенісної ракетки. Відомо 6 серотипів CI. botulinum:. А, В, С, D, Е, F. Особливо небезпечними для людей є бактерії типу А, В, Е, F. Мікроорганізми ботулізму добре ростуть в умовах анаеробіозу на штучних поживних середовищах (кров'яному агарі, печінковому агарі, м'ясо- пептонному бульйоні та ін.), володіє цукролітичною та протеолітичною активністю, причому остання більш виражена у серотипів A, D та F. Температурний оптимум для типів А, С, В, D становить 34—35 °С, для Е та F —28—30 °С. Мінімальною температурою розвитку протеолітичних штамівCI. botulinum типів А та В, при якій токсин накопичується у продукті, вважається 12 °С. Однак інші типи збудника в умовах нижче 5 °С токсин не утворюють. Температура 50 °С є максимальною, при якій відбувається розвиток CI. botulinum На розвиток CI. Botulinum впливають різні фактори. Величина рН істотно впливає на розвиток мікроорганізмів. Де-які вчені вважають, що при значенні рН 4,5—4,6 та нижчезбудник не розвивається і неутворює токсину. Дослідженнями встановлено, що при рН нижче 3,7 CI. botulinum не розвивається, а при рН 3,7—4,1 розвиток відбувається погано та повільно. Додавання у продукт 0,6—0,7 % оцтової кислоти затримує розвиток CI. botulinum. Різні кислоти мають неоднаковий пригнічуюючий вплив. Максимальна величина рН кислот, що пригнічують розвиток СІ. botulinum, наведена в табл №1.

Табл. №1 Максимальна величина рН кислот,що пригнічують розвиток

Cl. botulinum

Кислота	рН розчину	Кислота	рН розчину
Соляна	3,65-4,46	Мурашина	4,26-4,41
Яблучна	4,03—4,44	Янтарна	4,35-4,46
Молочна	4,09	Масляна	4,35-4,57
Винна	4,11—4,46	Оцтова	4,54—4,84
Щавлева	4,15—4,18	Лимонна	4,00-4,85

Сорбінова кислота та її солі, особливо у сполученні з нітритом, має інгібуючий вплив на спори. Так, у м'ясних виробах шинкового посолу з вмістом 0,2 % сорбіту калію та 40—80 мг/кг нітритів вони не розвиваються. Механізм впливу кислот на мікробну клітину полягає у проникненні їх у клітинні мембрани та зміні їх проникності з порушенням транспорту електронів, що супроводжується зміною вмісту клітин у кислий бік і, як наслідок, — пригнічення життєдіяльності або загибель мікробної клітини.

У м'ясних продуктах нітрити, особливо разом з кухонною сіллю, істотно впливають на життєдіяльність СІ. botulinum, вони пригнічують розвиток та розмноження вегетативних клітин. Наприклад, у м'ясних шинкових виробах з концентрацією NaN0₂ 10—20 мг/кг та 1,5—2,0 % NaCl, що були попередньо піддані тепловій обробці до 70 °С усередині продукту, за умов зберігання нижче 10 °С інгібувався розвиток цих мікроорганізмів.

Оптимальними умовами для розвитку CI. botulinum є активність води (a_w)0,99. При більш низьких величинах збільшується лагфаза, зменшується кількість клітин, що розвиваються. За цим показником продукти поділяють на сухі (a_w<0,65), з проміжною вологістю (a_w=0,65—0,85) та вологі (a_w> 0,85).

У сухих та з проміжною вологістю харчових виробах (незалежно від величини рН та температури зберігання) CI. botulinum не розвивається.

Кухонна сіль є консервантом харчових продуктів та затримує розвиток збудників ботулізму внаслідок зв'язування доступної для мікроорганізмів води та зниження a_w. Поряд з цим вона інгібує проростання спор та розвиток вегеттативних форм. З підвищенням концентрації NaCl у продукті збільшується її інгібуюча дія (табл. 2), а наявність 3—4,5 % кухонної солі пригнічує життєдіяльність CI. botulinum типу Е.

Табл. №2 Вплив NaCl та температури на розвиток Cl. botulinum типу Е у поживному середовищі

Температура, °С	Масова частка NaCl, %		Температура, °С	Масова частка NaCl, %
	наявність розвитку	відсутність розвитку		наявність розвитку	відсутність розвитку
36,6	2,5	3,0	15,5	3,0	4,0
29,4	3,5	4,0	10,0	3,0	3,5
21,1	4,0	4,5	7,8	3,0	3,5

Іонізуюча радіація уражає репродуктивний апарат мікроорганізмів, викликаючи їх загибель. Крім того, трапляється "непрямий" летальний ефект радіації внаслідок утворення реактивних молекул [12-16].

У температурній межі від -196 до -20 °С радіостійкість спор CI. botulinum залишається на одному рівні, при від -20 до 0 °С різко знижується, а при від 0 до 80 °С зростає, досягаючи максимуму в останньому значенні.

Ультрафіолетові промені можуть пригнічувати мікроорганізми, які містяться лише на поверхні того чи іншого об'єкта. Максимальний спороцидний ефект досягають з довжиною хвилі близько 260 нм.

Вегетативні клітини клостридій мало відрізняються від бактерій за своєю стійкістю у довкіллі. Термостійкість клітин, що перебувають у лугаг - та стаціонарній фазах розвитку, вища, порівнянно з експотенціальною фазою. Нагрівання при 60 °С протягом 1 год. забезпечує можливість виживання не більше 1,0—10"⁸ клітин. Теплові режими обробки м'ясних продуктів, що використовуються у промисловості, забезпечують загибель вегетативних форм CI. botulinum. При встановлених термінах зберігання м'ясних продуктів в умовах низьких плюсових температур вегетативні клітини добре зберігаються. У заморожених продуктах їх стійкість не відрізняється від резистентності бактерій [17-19].

Термостійкість спор CI. botulinum достатньо висока, причому спори типів А,В, F, більш стійкі, порівняно з типом Е, здатні зброджувати казеїн.

Наприклад, спори CI. botulinum типів А та В гинуть внаслідок прогрівання у розчині нейтрального фосфатного буфера за 10—360 хв. при 100 °С, за 7—43 хв.— при 115 °С, за 3 хв. — при 121 °С. Спори CI. botulinum типу Е втрачають життєздатність при 100 °С за 0,33—1,2 хв., а при 80 °С — за 40 хв. У консервах термостійкість спор вища у 2 рази, ніж у дистильованій воді.

Термостійкість спор та вегетативних клітин з вологими та сухими умовами нагрівання неоднакова. Чим менша насиченість повітря водяними парами, тим вища термостійкість мікроорганізмів. Так, перегріта пара та сухе повітря при 140—150 °С дає менший летальний ефект, порівняно з вологою парою при 100 °С. Стійкість спор CI. botulinum з підвищенням температури на 10 °С у повітряномусередовищі нижча у 4 рази, ніж за умов прогрівання у вологому середовищі [8-11].

За низької плюсової та мінусових температурах спори зберігають свою життєздатність тривалий час. Нині встановлено існування у природі CI. botulinum типів А, В, С, Д, Е, F. Усі вони подібні за морфологічними, культуральними властивостями та дією токсинів на організм, але відрізняються за своїми антигенними властивостями Найбільш небезпечний для людини токсин продукують мікроорганізми типів А та Е, рідше причиною хвороби людей є токсин типів В та F і дуже рідко — С та D. Токсином CI. botulinum можуть вражатися і тварини. Токсин СІ.botulinum вважається найбільш сильно діючим з усіх видів мікробного походження. За хімічним складом токсин належить до простих протеїнів і складається з амінокислот: аспарагінової, ізолейцину, лейцину, валіну, проліну, фенілаланіну, тирозину, триптофану.

Оптимальними умовами для токсиноутворення є температура 22—37 °С та відсутність кисню (анаеробні умови). Прийнято вважати, що нижче 10 °С і особливо в умовах 0—5 °С токсиноутворення не відбувається. Оптимум рН для утворення токсину становить 7,0, кисле середовище не сприяє цьому процесу, а при рН нижче 4,5 він не утворюється. За наявності у продукті більше 10—11 % кухонної солі токсин не утворюється. Нагрівання при 80 °С руйнує ботуліновий токсин через 30 хв., кип'ятіння максимум через 10—15 хв. За низьких плюсових та мінусових температур токсин зберігається тривалий час. Стійкість у водних розчинах нативних та частково очищених отрут типів С, D та ін. мало залежить від величини рН. Він не руйнується травними ферментами. Радіаційна стійкість кристалічного токсину типів А та В у буферних розчинах характеризується величиною Д₁₀ = 0,03—0,15 кГр, а у харчових продуктах може досягати 42 кГр.О

Наявність сторонніх бактерій, що розкладають білки, підсилює інтенсивність росту і токсиноутворення збудника ботулізму. Кишкова і сінна палички, стафілококи та стрептококи сприяють анаеробному росту, а молочнокислі бактерії — навпаки. Тому в продуктах, де відбувається молочнокисле бродіння, утворення токсинів значно гальмується (квашені яблука і капуста, солоні огірки і томати, кисломолочні продукти тощо). У разі в живання таких продуктів захворювань ботулізмом не зареєстровано.

Процес "холодного" копчення не діє згубно на спори CI. botulinum, але продукція холодного копчення (риба, окости тощо), з вмістом кухонної солі 5—10% та вологістю 50—60 %, насичена фенолами коптильного диму, не єсприятливим середовищем для розвитку цього мікроорганізму. Під час гарячого копчення токсин активується, але якщо при цьому спори не гинуть, то в процесі зберігання продукту при плюсовій температурі в анаеробних умовах можливий розвиток мікроорганізмів з утворенням токсину [13,17] .