Безопасность продовольственного сырья и продуктов питания. Микробиологические аспекты. Часть 1. Учебное пособие

и факультативными анаэробами. Наряду с сапрофитными существуют и патогенные виды, вызывающие заболевания у людей и животных, а также пищевые отравления.

Род микрококков относится к строгим аэробам. Оптимальная температура развития 20 – 25 °С, но могут расти и при 5 – 8 °С. Микрококки устойчивы к нагреванию (пастеризации), к повышенной концентрации соли и сахара. Вызывают распад белков с накоплением пептонов, а также разлагают жир и придают продуктам прогорклый вкус.

Молочнокислые бактерии широко распространены в природе. По морфологии их делят на стрептококки и палочки. В обеих группах имеются гомо- и гетероферментативные бактерии. Все они окрашиваются по Граму положительно, неподвижные, устойчивы к кислоте и спирту, очень требовательны к составу питательной среды. Молочнокислые бактерии являются антагонистами гнилостных, маслянокислых бактерий, т. к. способствуют повышению кислотности среды. Кроме того, многие виды продуцируют антибиотические вещества.

Молочнокислые стрептококки входят в состав семейства стрептококков. К ним относятся мезофильные, ароматобразующие, термофильные стрептококки и энтерококки – молочнокислые стрептококки кишечного происхождения. Клетки энтерококков имеют круглую или яйцевидную форму, располагаются попарно или в коротких цепочках. Они развиваются в широком температурном диапазоне от 10 до 45 °С, устойчивы к поваренной соли до 6,5 %, желчи, щелочной реакции среды до рН 9,5, к высокой температуре (выдерживают нагревание при 65 °С в течение 30 мин).

Молочнокислые палочки относятся к семейству лактобацилл, роду Lactobacillus. Они представляют собой палочки среднего размера, нередко расположенные попарно и короткими цепочками. Молочнокислые палочки устойчивы к поваренной соли, некоторые виды термостабильны, способны развиваться в кислой среде при температурах от 15 – 20 до 38 – 50 °С. По ферментативным свойствам эти бактерии сходны между собой.

61

Маслянокислые бактерии представляют собой крупные подвижные палочки, окрашиваются по Граму положительно, образуют споры, относятся к роду Clostridium. Споры выдерживают кипячение в течение 1 – 2 мин. В цитоплазме клеток содержатся зерна гранулезы (крахмалоподобного вещества), которые окрашиваются йодом в синий цвет. Оптимальная температура развития 30 – 35 °С. Маслянокислые бактерии сбраживают молочный сахар и молочную кислоту с образованием масляной кислоты и большого числа побочных продуктов брожения, способны усваивать белки и аминокислоты. Развиваются в средах с рН 7,4 – 7,6 и прекращают развитие при рН 5,5 и ниже.

4. САНИТАРНО-ПОКАЗАТЕЛЬНАЯ МИКРОФЛОРА

Основными переносчиками возбудителей большинства инфекционных болезней являются люди и теплокровные животные. Наиболее массивное выделение ими микроорганизмов в окружающуюсреду происходит воздушно-капельным ифекальным путями.

Сообщающиеся с внешним миром полости тела людей и животных заселены обильной нормальной микрофлорой, довольно постоянной по качественному составу и сравнительно мало изменяющейся при инфекционных заболеваниях. Для многих видов микробов (обитателей тела здорового человека) полость рта или кишечник являются биотопом – единственной природной средой обитания. Поэтому находки таких микробов вне организма свидетельствуют о загрязнении соответствующими выделениями. Находя в исследуемом материале представителей микрофлоры полости рта, можно предположить о попадании слизи из дыхательных путей, в которой могут содержаться и возбудители дифтерии, скарлатины, туберкулеза и пр., а обнаруживая нормальных обитателей кишечника, можно сделать вывод о наличии фекального загрязнения и возможной опасности присутствия брюшнотифозных, дизентерийных палочек, возбудителей других кишечных инфекций. Выделяемые в этих случаях микробы служат показателями санитарного неблагополучия, потенциальной

62

опасности исследуемых объектов, а потому названы «санитарнопоказательными».

Однако не все микроорганизмы, входящие в состав нормальной флоры тела человека или животных, могут быть признаны санитарно-показательными. На основании многочисленных исследований были сформулированы требования, которым должны отвечать санитарно-показательные микроорганизмы.

1. Должны:

-постоянно содержаться в выделениях человека и теплокровных животных и поступать в окружающую среду в больших количествах;

-после выделения в окружающую среду сохранять жизнеспособность в течение сроков, близких к срокам выживания патогенных микробов, выводимых из организма теми же путями;

-быть достаточно типичными, с тем чтобы их дифференциальная диагностика осуществлялась без особого труда.

2. Не должны:

-иметь другого природного резервуара, кроме организма человека и животных;

-размножаться в окружающей среде;

-сколько-нибудь значительно изменять свои биологические свойства в окружающей среде.

3. Индикация, идентификация и количественный учет должны производиться современными, простыми, легко доступными и экономичными микробиологическими методами.

Длительное время кишечную палочку признавали индикатором фекального загрязнения, а зеленящий стрептококк – показателем воздушно-капельного загрязнения.

Преимущество кишечных палочек как санитарнопоказательных микроорганизмов связано с их свойствами, которые соответствуют основным критериям: они являются постоянными обитателями кишечника человека и животных, выделяются

вокружающую среду с фекалиями, их выживаемость и устойчивость в окружающей среде несколько превышает подобные свойства патогенных энтеробактерий, они не обладают способностью размножаться ни в воде, ни в почве.

63

Преимущество кишечных палочек заключается еще и в том, что в загрязненных объектах количество их превалирует над всей остальной кишечной флорой. Бактерии группы кишечных палочек признаются бактериологами всего мира основным показателем фекального загрязнения и, следовательно, косвенным индикатором эпидемической опасности объектов окружающей среды.

Однако в ряде случаев при обнаружении превышения нормативных показателей контаминации БГКП проводится дополнительное определение показателей свежего фекального загрязнения – Е. colli, энтерококков, колифагов. Обнаружение энтерококков подтверждает наличие свежего фекального загрязнения, так как они быстрее отмирают в окружающей среде и в то же время более устойчивы к действию пестицидов и детергентов.

В настоящее время в категорию санитарно-показательных (индикаторных) микроорганизмов включены представители кишечной микрофлоры человека: БГКП; фекальные кишечные палочки (ФКП), к которым в основном относится Е. coli; энтерококки, основная разновидность S. faecalis; клостридии (Сl. perfringens); бактериигруппы протея; термофилы; колифаги.

Показателем биологического загрязнения воздуха помещений являются стрептококки и стафилококки (табл. 3).

Таблица 3

Санитарно-показательные микроорганизмы, определяемые в объектах окружающей среды

Объединение санитарно-показательных бактерий в так называемые группы связано с учетом небольшого количества при-

64

знаков, положенных в основу их идентификации и легко и быстро определяющихся в обычных лабораторных условиях.

Под общим названием «бактерии группы кишечных пало-

чек» объединяются бактерии семейства Ente-robacteriaceae, родов

Escherichia, Citrobacter, Enterobacter, Klebsiella.

КБГКП относятся грамотрицательные, не образующие спор палочки, ферментирующие лактозу и глюкозу до кислоты и газа при температуре 37 °С за 24 ч и не обладающие оксидазной активностью. БГКП выделяются в окружающую среду только из кишечника человека и теплокровных животных.

Для дифференциации энтеробактерий по биохимическим свойствам предложено 30 тестов, из которых для практической деятельности можно выбрать ограниченное число.

Энтерококки являются представителями нормальной микрофлоры кишечника человека и животных и выделяются в окру-

жающую среду в довольно значительных количествах (в 1 г фекалий до 108 – 109 жизнеспособных особей), но примерно в 10 раз меньше, чем БГКП. В настоящее время энтерококки считаются вторым после БГКП санитарно-показательным микроорганизмом при исследовании воды водоемов, особенно в местах рекреации плавательных бассейнов, сточных вод, почвы, предметов обихода.

Кэнтерококкам относят два вида стрептококков семейства

Streptococcaceae рода Streptococcus – S. faecalis и S. faecium.

Энтерококки представляют собой диплококки ланцетовидной, овальной или круглой формы, иногда располагающиеся цепочками, они грамположительны, спор не образуют.

Энтерококки принято считать показателями свежего фекального загрязнения, что связано с их биологическими свойствами. Прежде всего, энтерококки быстрее отмирают в окружающей среде в сравнении с БГКП, не способны размножаться в объектах внешней среды, за исключением некоторых пищевых продуктов. Следует помнить, что чистые культуры отдельных видов энтерококков применяются в производстве молочнокислых продуктов, сыров и т. д. благодаря их высокой ферментативной деятельности.

Клостридии, так же как энтерококки и БГКП, являются обитателями кишечника человека и некоторых теплокровных жи-

65

вотных и выделяются в окружающую среду с фекалиями в срав-

С. perfringens относится к семейству Bacillaceae и представляет собой крупные (5 – 8 мкм в длину и 1 – 2 мкм в ширину) неподвижные полиморфные грамположительные спорообразующие палочки. В организме человека и животных они способны образовывать капсулы. Споры С. perfringens термоустойчивы (особенно типов С и А, которые выдерживают кипячение до 2 ч). С. perfringens является анаэробом, одним из возбудителей газовой анаэробной инфекции, некоторые серологические варианты (А и С) способны вызывать пищевые токсикоинфекции.

Бактерии группы протея широко распространены в природе, участвуют в процессах аэробного гниения и служат показателем присутствия органических веществ животного происхождения в воде водоемов. Протеи обнаруживаются в фекалиях только у 5 – 10 % здоровых людей, причем значительно чаще в летнее время. Их нередко обнаруживают в различных пищевых продуктах, что в лучшем случае свидетельствует о гнилостном распаде и их порче. При массовом обсеменении употребленного в пищу продукта протеи могут вызвать пищевую токсикоинфекцию.

Распространение протеев возможно через предметы обихода, воздух помещений, где находятся больные с воспалительными процессами или кишечными инфекциями, вызванными бактериями этого рода. Поэтому вопрос о принадлежности бактерий группы протея к санитарно-показательным микробам не решается однозначно и, по-видимому, самостоятельного значения как показатель фекального загрязнения окружающей среды они не имеют.

Протеи относятся к семейству Enterobacteriaceae, роду Proteus, в состав которого входят 5 видов. Наиболее распространены P. vulgaris и P. mirabilis. Морфологически это грамотрицательные палочки, бескапсульные, с перитрихиальными жгутиками, не образуют спор.

Стафилококки являются представителями нормальной микрофлоры. Основным местом локализации их служат слизи-

66

стые оболочки верхних дыхательных путей человека и некоторых теплокровных животных, а также кожные покровы. Присутствуют стафилококки и в кишечнике здоровых людей. В окружающую среду – в воздух, на предметы обихода – стафилококки попадают со слюной и мокротой при разговоре, кашле, чихании, пении, а также с поверхности кожи, из мест воспалений и раневых поверхностей. Загрязнение воды водоемов стафилококками происходит при купании людей. При этом титр стафилококков изменяется в зависимости от количества купающихся, что особенно легко учесть в бассейнах, где число стафилококков может достигать десятков тысяч в 1 л воды. Стафилококки являются важным показателем загрязненности воды, позволяющим контролировать состояние воды в зонах рекреации водоемов. Стафилококки более длительно выживают в воде (особенно в морской) по сравнению с БГКП и энтерококками. С распространением стафилококков в окружающей среде тесно связана проблема внутрибольничных инфекций стафилококковой природы, которая, в свою очередь, неотделима от проблемы носительства патогенных стафилококков у людей, особенно среди медицинского персонала, что позволяет отнести стафилококки к бактерияминдикаторам воздушно-капельного загрязнения и использовать их определение при санитарно-микробиологической оценке объектов окружающей среды.

Стафилококки относятся к семейству Micrococcaceae роду

Staphylococcus и представлены тремя видами: S. aureus, S. epidermidis и S. saprophyticus, встречающимися у человека.

Стафилококки имеют сферическую форму, располагаются в виде гроздей винограда, грамположительны, споры и капсулы не образуют, неподвижны, являются факультативными анаэробами.

Стрептококки, так же как и стафилококки, являются обитателями верхних дыхательных путей человека и многих животных. Они постоянно и в больших количествах присутствуют в полости рта, носу и носоглотке больных с хроническими стрептококковыми инфекциями верхних дыхательных путей, а также здоровых людей и поэтому могут попадать в воздух помещений со слюной и мокротой при разговоре и кашле.

67

Основная трудность использования стрептококков в качестве санитарно-показательных микроорганизмов заключается в том, что стрептококки представляют обширную группу, объединяющую большое количество видов: от сапрофитов до патогенных стрептококков, вызывающих такие заболевания, как скарлатина, рожа, сепсис и многие гнойно-воспалительные процессы.

Стрептококки относятся к семейству Streptococcaceae, роду

Streptococcus. Вид Streptococcus pyogenes имеет наибольшее зна-

чение в патологии человека. Морфологически они представляют собой цепочки круглых или слегка овальных кокков диаметром 0,6 – 1 мкм, грамположительные. Споры не образуют, неподвижны, некоторые патогенные штаммы образуют капсулу.

Стрептококки находятся на поверхности миндалин здоровых людей. Не устойчивы в окружающей среде, они могут сохраняться только в течение нескольких дней в пыли помещений, на белье, предметах обихода больного. Однако сроки сохранения их жизнеспособности близки к продолжительности жизни других патогенных бактерий, попадающих в окружающую среду воздушно-капельным путем (например, возбудитель дифтерии).

Особое место среди санитарно-показательных микроорганизмов занимают термофильные микробы, присутствие которых в почве или водоемах свидетельствует о загрязнении их навозом, компостом, термами (созревающими при высоких температурах) или разложившимися фекалиями людей. Термофилы могут находиться в воздухе, обнаруживаться в различных пищевых продуктах, консервах и т. д.

К термофильным микроорганизмам относятся грамположительные бактерии, кокки, бациллы, спириллы, актиномицеты, немногие виды грибов, которые способны активно размножаться при температуре 60 оС и выше. Большая часть термофилов – аэробы.

Термофилы содержатся в кишечнике человека и животных, составляя незначительную часть микрофлоры, и, следовательно, могут обнаруживаться в фекальных выделениях, но в небольших количествах (101 – 103 в 1 г). В связи с этим термофилы не могут служить показателем фекального загрязнения окружающей сре-

68

ды. Присутствие термофилов свидетельствует о давнем загрязнении почвы компостами, при этом БГКП обнаруживаются в незначительных количествах. И, напротив, высокий титр БГКП при малом числе термофилов – показатель свежего фекального загрязнения.

Термофилы служат также санитарно-показательными микроорганизмами для характеристики отдельных этапов процесса минерализации органических отходов.

5. ВОЗБУДИТЕЛИ ПИЩЕВЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ. УСЛОВНО-ПАТОГЕННЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ. ПАТОГЕННЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ

5.1. Пищевые инфекции. Патогенные микроорганизмы

Заболевания, возникающие после употребления пищи, инфицированной патогенными и условно-патогенными микроорганизмами, называют пищевыми. Эти микробы попадают в продукты разными путями: непосредственно из организма животного, с рук персонала, из воздуха, загрязненной воды или льда, с оборудования, тары и упаковочных материалов, от насекомых. Пищевые заболевания делятся на две группы: пищевые инфекции и пищевые отравления.

Пищевые инфекции – заболевания, при которых в организм человека через пищу, воду, контактно-бытовым путем и др. попадают патогенные микроорганизмы. Большинство возбудителей пищевых инфекций в продуктах не размножаются, но сохраняют жизнеспособность и вирулентность продолжительное время. Заболевание развивается при заражении даже небольшим количеством возбудителей, которые продуцируют в основном эндотоксины. Заболевания обычно имеют длительный инкубационный период и характерную клиническую картину. Инфекции подразделяются на две группы: заболевания только людей (антропонозы); заболевания людей и животных (зооантропонозы).

К пищевым инфекциям относятся: дизентерия, вызываемая бактериями рода Shigella; брюшной тиф и паратиф, вызываемые бактериями рода Salmonella (Salmonella typhi и Salmonella

69

paratyphi A, B, C); бруцеллез, возбудитель − бактерии рода

Brucella; туберкулез, возбудитель − Mycobacterium tuberculosis;

сибирская язва, возбудитель − Bacillaceae anthracis и др.

Во время течения инфекции наблюдается поражение тонкого или толстого кишечника, сопровождающееся лихорадкой, общей слабостью, бредовым состоянием, повышенной температурой. Многие после выздоровления продолжают выделять возбудителей в окружающую среду. Однако бактерии во внешней среде длительно не сохраняются. Они довольно чувствительны к препаратам хлора, который используется как дезинфицирующее средство. Общим для всех кишечных инфекций является отсутствие эффективных средств специфической профилактики, сложность организации необходимого комплекса противоэпидемических мероприятий.

Антропонозные инфекции (кишечные инфекции). У этих инфекций имеются общие свойства: источником заражения являются люди (больные и бациллоносители); способ заражения – воздушно-капельным путем; пути распространения – инфицированная пища, вода, посуда и т. д.; все возбудители за исключением холеры относятся к семейству кишечных бактерий Enterobacteriaceae; значительную роль в распространении этих инфекций играют мухи и другие насекомые.

Общие признаки возбудителей кишечных инфекций: мелкие грамотрицательные палочки, спор не образуют, факультативные анаэробы. Многочисленные представители семейства кишечных бактерий различаются по степени патогенности для человека и биохимической активности, например, способности ферментировать лактозу (непатогенные виды лактозу сбраживают, патогенные – нет). Возбудители кишечных инфекций долго сохраняют жизнеспособность на пищевых продуктах. К примеру, палочки брюшного тифа остаются вирулентными в сливочном масле, сырах, сале в течение 6 – 8 мес. Многие возбудители устойчивы к низким температурам и сохраняются в замороженных продуктах в течение нескольких месяцев.

Холера – особо опасная кишечная инфекция, возбудителем которой является холерный вибрион (Vibrio cholerae), подвижный, не образующий спор и капсул, грамположительный. Холерный

70