uchebnik_Mikrobiologia_pischevykh_proizvodstv_1

Sarcina, спорообразующие и неспорообразующие, подвижные и неподвижные палочки - Pseudomonas, Achromobacter, Flavobacterium, Bacillus, микобактерии, миксобактерии (род

Cytophaga), коринебактерии (род Corinebacterium), вибрионы (род Vibrio),а также дрожжи

(Candida, Debariomyces, Hansenula, Saccharomyces, Torulopsis,Rhodotorula, Pichia и др.),

актиномицеты и некоторые грибы.

Загрязнение водоемов патогенными микроорганизмами может происходить самыми различными путями: попадание в источники организованного водоснабжения неочищенных хозяйственно-фекальных (бытовых) стоков, спуск сточных вод с плавающих судов, боен мясокомбинатов, ветлечебниц, предприятий, обрабатывающих животное сырье; перегон через реки домашнего скота, загрязнение воды дикими животными – переносчиками ряда инфекционных заболеваний; аварий на канализационных сооружениях и др. Поверхностный сток современного города по степени его загрязнения микроорганизмами, основная масса которых представлена микроорганизмами кишечной группы, приравнивается к хозяйственно-бытовым сточным водам.

Некоторое количество микроорганизмов попадает в воду из воздуха, оседая с пылью или атмосферными осадками, вымывается из почвы дождями, при таянии снега.

Незагрязненные реки, озера и водохранилища, в которых развивается нормальная флора и фауна, является неблагоприятной средой для развития болезнетворных бактерий.

В водоемах с высоким содержанием кислорода развиваются аэробные микроорганизмы, активно окисляющие и минерализующие органическое вещество,

вследствие чего патогенные бактерии лишаются источника питания и фактически не размножаются, а лишь сохраняют жизнеспособность. Вода обычно имеет более низкую температуру, чем организм человека и животных – естественное местообитание патогенных бактерий, что также препятствует их развитию.

Несмотря на факторы, ограничивающие развитие болезнетворных микроорганизмов,

вода часто является источником ряда кишечных инфекционных заболеваний – брюшного тифа, паратифа, дизентерии, холеры. Через воду передаются и такие заболевания, как инфекционная желтуха, туляремия, бруцеллез, водная лихорадка, полиомиелит,

лептоспироз, шигеллез, туберкулез и др. Продолжительность сохранения патогенных бактерий в речной воде колеблется в зависимости от ее состава и свойств. Холерный вибрион может сохраняться в ней более года. Однако, если в воде присутствует бактериофаг, то холерный вибрион быстро гибнет.

Требования к качеству воды для производственных нужд зависят от ее назначения.

Если вода входит в состав готовой продукции (безалкогольные напитки, пиво, вино и т.п.), то она должна быть прозрачной, не должна содержать посторонних примесей,

влияющих на здоровье человека, а также патогенных микроорганизмов, должна быть свободна от животных и растительных организмов, паразитов, их яиц и личинок. Вода должна отвечать требованиям СанПиН 2.1.4. 1074-01 «Вода питьевая. Гигиенические требования к качеству централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». При использовании микробиологически грязной воды в производство, могут попасть возбудители инфекционных заболеваний, пищевых отравлений, а также различные сапрофиты - гнилостные, кислотообразующие, споровые формы бактерий,

которые могут оказать неблагоприятное влияние не только на ход технологического процесса, но и на качество и стойкость готовой продукции.

Наиболее полно удовлетворяют оптимальным требованиям СанПиН воды из природных подземных источников - артезианские и родниковые. Их можно использовать без предварительной очистки.

Воду из открытых водоемов подвергают специальной обработке на

водоочистительных станциях. Первым этапом является отстаивание воды в

специальных бассейнах (отстойниках) для удаления взвесей, осветления, обесцвечивания,

удаления нежелательных привкусов и запахов, обессоливания и т.д. Для ускорения отстаивания и более эффективного осветления и обесцвечивания воды, применяют коагулянты (обычно соли аммония и железа). При взаимодействии коагулянтов с содержащимися в воде углекислыми солями, образуются гидроксиды алюминия и трехвалентного железа, выпадающие в осадок в виде хлопьев. Оседая, хлопья увлекают за собой взвеси и клетки микроорганизмов.

Вторым этапом является фильтрование воды на песчаных фильтрах с кварцевым песком. При этом удаляются мелкие взвеси, не осевшие в процессе отстаивания.

Третий этап - обеззараживание профильтрованной воды, т.е. уничтожение оставшихся в воде микроорганизмов, среди которых могут быть и патогенные.

Обеззараживание проводят различными способами: фильтрованием через мелкопористые фильтры, облучением УФ-излучением, применяя химические дезинфицирующие вещества.

В качестве обеззараживающих современная промышленность предлагает довольно хорошие и производительные фильтры с размерами пор, меньшими, чем размеры бактериальных клеток. При использовании обеззараживающих фильтров важна хорошая

подготовка воды на предшествующих этапах, так как в противном случае фильтр слишком быстро выйдет из строя.

При облучении воды УФ-лучами микроорганизмы погибают. Этот способ дает отличные результаты при соблюдении ряда условий, а именно: толщина облучаемого слоя должна быть небольшой, облучаемая вода должна быть бесцветной и не содержать мути.

Кроме того, УФ-лампы следует периодически менять и контролировать их работу.

Для химической дезинфекции воды, как правило, используют хлор, двуокись хлора и

озон.

При введении в воду газообразного хлора (хлорировании) образуется

хлорноватистая кислота (НОСl). Она разлагается на НСl и атомарный кислород,

убивающий микроорганизмы в результате окисления структурных элементов клеточных

мембран. Этот способ достаточно дешев, но при его применении образуются вредные

вещества – хлорфенолы, тригалогенметаны и другие – особенно если вода содержит органические вещества.

Использование для обеззараживания воды двуокиси хлора имеет ряд преимуществ, а

именно, не вызывает изменения вкусовых качеств воды, образуется меньше вредных веществ, применение двуокиси хлора безопасно, так как это нестабильный газ,

получаемый из соляной кислоты (НС1) и гипохлорита натрия (NaClO2) и сразу же дозируемый в воду.

Озонирование воды используется пока очень ограниченно, несмотря на надежность и экологическую чистоту метода. Это связано с тем, что озон получают из воздуха с помощью электрических разрядов, что требует больших материальных затрат.

Санитарная оценка воды

Питьевая вода считается хорошей, если показатель КМАФАнМ не превышает 50

КОЕ/см3, сомнительной – при 50-100 КОЕ/см3 , загрязненной – при 500 КОЕ/см3 и более.

Коли-титр питьевой воды из водопровода должен быть не менее 300 см3, из колодцев – не менее 100 см3. Коли-индекс (количество кишечных палочек в 1 дм3 воды) в

водопроводной воде должен быть не более 3, в колодцах – не более 10.

Микроорганизмы воздуха

Воздух как среда обитания для микроорганизмов менее благоприятен, чем почва и вода, так как в нем содержится очень мало или не содержится совсем питательных веществ для размножения микроорганизмов. Тем не менее, попадая в воздух, многие микроорганизмы могут сохраняться в нем более или менее долго. В воздухе

микроорганизмы распределены неравномерно. В пыльном и грязном воздухе микроорганизмов больше, чем в чистом, так как они адсорбируются на поверхности твердых частиц. Воздух особенно загрязнен вблизи земной поверхности, а по мере удаления от нее он становится все более чистым. В воздухе центра города микроорганизмов больше, а на окраинах меньше. Летом микроорганизмов в воздухе содержится больше, зимой меньше.

Микроорганизмы обнаружены даже в облаках. На больших высотах встречают микроорганизмы, образующие пигменты, которые повышают их устойчивость к неблагоприятным условиям жизни, особенно к ультрафиолетовым лучам. Выше 84 км над уровнем моря микроорганизмы не обнаруживаются.

Численность и видовой состав микроорганизмов в воздухе. В естественных условиях в воздухе обнаруживаются сотни видов сапрофитных микроорганизмов,

представленных кокками (в том числе сарцинами), спорообразующими бактериями и мицелиальными грибами, отличающимися большой устойчивостью к ультрафиолетовым лучам и к другим неблагоприятным воздействиям внешней среды. Воздух открытых пространств относительно чист, а воздух закрытых помещений загрязнен значительно больше. В воздухе закрытых помещений при плохом проветривании накапливаются микроорганизмы, выделяемые через дыхательные пути человека. Патогенные микроорганизмы попадают в воздух из мокроты и слюны при кашле, разговоре, чихании.

Даже здоровый человек при чихании и кашле выделяет в воздух 10…20 тысяч КОЕ, а

больной человек – во много раз больше.

Количество микроорганизмов в воздухе варьирует в больших диапазонах: от единичных бактерий до десятков тысяч КОЕ/1м3. Так воздух Арктики содержит 2…3

КОЕ в 20 м3, а в городах с промышленными предприятиями в воздухе обнаруживается огромное количество бактерий. В лесу, особенно хвойном, микроорганизмов в воздухе очень мало, на них губительно действуют фитонциды леса. Над Москвой на высоте 500 м

в 1м3 воздуха обнаружено от 1100 до 2700 КОЕ микроорганизмов, а на высоте 2000м –

500-700 КОЕ. Спорообразующие бактерии и мицелиальные грибы были найдены на высоте 20 км, другие группы микроорганизмов – на высоте 61…77 км.

Человек в среднем вдыхает за сутки 12000…14000 дм3 воздуха. При этом в дыхательных путях задерживаются 99,8% микроорганизмов, содержащихся в воздухе.

Загрязнение воздуха патогенными микроорганизмами. При чихании, кашле и разговоре в воздух выбрасывается множество капелек жидкости, внутри которых содержатся микроорганизмы. Эти капельки могут часами удерживаться в воздухе во взвешенном состоянии, т.е. образуют стойкие аэрозоли. За счет влаги микроорганизмы в

капельках живут дольше. Таким воздушно-капельным путем происходит заражение многими острыми респираторными заболеваниями (грипп, корь, дифтерия, легочная чума и др.). Подобный путь распространения возбудителей – одна из основных причин развития не только эпидемий, но и крупных пандемий гриппа, а в прошлом и легочной чумы.

Помимо воздушно-капельного пути патогенные микроорганизмы могут распространяться через воздух «пылевым» путем. Объясняется это тем, что находящиеся в выделениях больных (каплях мокроты, слизи и т.п.) микроорганизмы окружены белковым субстратом, поэтому они более устойчивы к высыханию и другим факторам.

Когда такие капли высыхают, они превращаются в своеобразную микробную пыль,

содержащую многие патогенные микроорганизмы.

Частицы микробной пыли имеют диаметр от 1 до 100 мкм. У частиц диаметром более

100 мкм сила тяжести превышает сопротивление воздуха, и они быстро оседают. Скорость переноса пыли зависит от интенсивности воздушных перемещений. Микробная пыль играет особенно важную роль в эпидемиологии туберкулеза, дифтерии, туляремии и других заболеваний.

Для снижения микробной обсемененности воздуха в производственных

помещениях применяют физические способы его очистки и обеззараживания. С

помощью системы приточно-вытяжной вентиляции загрязненный воздух удаляется из помещений, а на его место поступает более чистый атмосферный воздух. Фильтрация поступающего воздуха через специальные воздушные фильтры значительно повышает эффективность вентиляции.

Наибольшее распространение получил метод фильтрации воздуха через волокнистые пористые или зернистые материалы. Несмотря на то, что волокнистые фильтры имеют диаметр не менее 5 мкм и слабое уплотнение (промежутки не менее 50

мкм), они легко задерживают большинство микроорганизмов со средним размером около

1 мкм.

Фильтры, пропитанные специальной пылесвязывающей жидкостью, задерживают до 90-95% микроорганизмов и частиц пыли, находящихся в воздухе. После очистки воздух подвергают обеззараживанию. Применяя воздушные фильтры тонкой очистки

(ФТО) можно добиться эффективности очистки до 99,999%. Требуемая степень очистки воздуха в помещении определяется условиями и характером выпускаемого продукта.

Современное оборудование для биологической очистки воздуха обеспечивает организацию общих и специальных зон. Линия биологической очистки воздуха, как правило, включает несколько работающих последовательно технологических элементов:

масляный фильтр, фильтр грубой очистки, головной и индивидуальные фильтры тонкой очистки. Набор отдельных элементов в системе определяется конкретной задачей производства.

Обеззараженный воздух можно получить, используя УФ-облучение. С этой целью помещение оборудуется стационарными или переносными бактерицидными лампами из расчета 2,0-2,5 Вт/м3 объема помещения. Работа ламп в течение 6 час позволяет уменьшить количество микроорганизмов в воздухе на 80-90%. Однако следует иметь в виду, что работа обычных ламп должна проводиться в отсутствии людей, так как их

только используя ультрафиолетовые бактерицидные облучатели-рециркуляторы, которые рассчитаны на периодическую и непрерывную работу.

Обычно в воздухе производственных помещений пищевых предприятий должно содержаться не более 500 КОЕ/м3. Для некоторых производств допустимые показатели содержания микроорганизмов в воздухе более жесткие, их значения приводятся в нормативной документации.

Санитарная оценка воздуха. Для определения микроорганизмов воздуха используют следующие методы:

седиментационный (метод Коха), фильтрационный (воздух пропускают через стерильную воду);

методы, основанные на принципе ударного действия воздушной струи с использованием специальных приборов. Последние методы надежнее, так как они позволяют точно определить количественное загрязнение воздуха микроорганизмами и изучить их видовой состав.

На предприятиях пищевой промышленности, в производственных цехах и в местах хранения продуктов необходимо соблюдать определенную влажность, температуру и микробиологическую чистоту воздуха.

Санитарную оценку воздуха закрытых помещений осуществляют по следующим показателям: КМАФАнМ (количество мезофильных аэробных и факультативно-

анаэробных микроорганизмов); содержание плесневых (мицелиальных) грибов и дрожжей; количество санитарно-показательных стрептококков в 1м3 воздуха.

По числу клеток (КОЕ) в 1 м3 воздуха судят о степени обсеменения стрептококком носоглоточных микроорганизмов человека и, следовательно, о возможном присутствии в воздухе патогенных микроорганизмов.

Патогенные микроорганизмы и их особенности

Среди посторонних микроорганизмов, попадающих в пищевое производство, на пищевые продукты могут встречаться и патогенные, вызывающие тяжёлые инфекционные заболевания и пищевые отравления.

Патогенными называют такие микроорганизмы, которые вызывают заболевания человека, животных и растений. Они характеризуются тремя основными свойствами:

патогенностью, вирулентностью и токсинообразованием.

Патогенность - это потенциальная способность определённого вида микробов приживаться в макроорганизме, размножаться в нем и вызывать определённое заболевание (греч. pathos – страдание, болезнь; genes – рождающий). Патогенность является постоянным видовым признаком болезнетворных микроорганизмов.

Для сравнения и оценки патогенности возбудителей того или иного заболевания предложено понятие вирулентности (лат.virulentus – ядовитый), которое характеризует степень болезнетворного действия микроорганизма. Вирулентность не является видовым

(постоянным) признаком данного микроорганизма. Под влиянием условий внешней среды

(воздействие света, химических веществ, высушивание и т.п.) она может быть повышена,

понижена и даже утеряна. Искусственное понижение вирулентности патогенных микробов широко используют при изготовлении вакцин, применяемых для профилактики ряда инфекционных заболеваний. Вирулентность микроорганизмов присуща только живым, активно функционирующим клеткам.

Почти все возбудители заболеваний по отношению к организму-хозяину (человек,

животное, растение) являются паразитами. Патогенные микроорганизмы вырабатывают ядовитые вещества - токсины. Такие микроорганизмы называют токсигенными. Токсины обуславливают болезненные явления в организме человека и животных. Поступая в кровь и лимфу, они поражают внутренние органы и вызывают отравление организма различной степени тяжести. Микроорганизмы вырабатывают экзотоксины и эндотоксины.

Экзотоксины синтезируют как грамположительные, так и грамотрицательные бактерии. У грамположительных бактерий они выделяются клеткой в окружающую среду.

У грамотрицательных бактерий (холерный вибрион, токсигенные кишечные палочки,

сальмонеллы) некоторые экзотоксины синтезируются только при определенных условиях непосредственно в инфицированном организме, освобождаясь из клетки только после ее разрушения.

Все известные экзотоксины являются белками, среди которых есть термолабильные и термостабильные. Как правило экзотоксины неустойчивы к высоким температурам -

разрушаются при 60-80°С в течение 10-60 минут. Исключение составляют

ботулинический, стафилококковый и некоторые другие экзотоксины, выдерживающие кипячение в течение нескольких минут.

Все они обладают высокой силой действия (токсины микробного происхождения –

Экзотоксины разрушают эритроциты, лейкоциты, тромбоциты и другие элементы формулы крови, а также культур тканей. Многие экзотоксины подавляют жизненно важные процессы в клетке: синтез белка (дифтерийный токсин), перенос электронов по

цепи. Например, экзотоксин Clostridium botulinum подавляет выделение ацетилхолина в

нервно-мышечном синапсе и блокирует передачу нервного импульса на мышечное волокно. Экзотоксины очень ядовиты. Например, человек погибает от 0,00025г

столбнячного токсина, что в 20 раз меньше смертельной дозы яда кобры и в 150 раз меньше смертельной дозы стрихнина.

Эндотоксины прочно связаны с микробной клеткой, при жизни микроорганизма они не выделяются во внешнюю среду и освобождаются только после их гибели.

Вырабатывают их только грамотрицательные бактерии, например, салмонеллы -

возбудители брюшного тифа и паратифов, а также условно-патогенные микроорганизмы,

в том числе некоторые разновидности кишечной палочки и протея. Эндотоксины

липополисахаридами и связанными с ними белками. В отличие от экзотоксинов, они более устойчивы к высокой температуре. Некоторые из них выдерживают кипячение и автоклавирование при 120°С в течение 30 минут. Эндотоксины являются воспалительными агентами: они увеличивают проницаемость капилляров и оказывают разрушительное действие на клетки. Они не обладают такой строгой специфичностью действия на организм, как экзотоксины и вызывают общие признаки отравления:

головную боль, слабость, отдышку, повышение температуры и т.п. Воздействие

эндотоксинов на макроорганизм более слабое, чем у экзотоксинов.

Роль патогенных микроорганизмов в развитии инфекционного процесса.

Инфекционный процесс – это сложный биологический процесс взаимодействия макро- и

микроорганизма, который проявляется совокупностью разнообразных симптомов,

возникающих в результате внедрения и размножения патогенных микробов в макроорганизме. Крайней степенью этого взаимодействия являются инфекционные заболевания. Они характеризуются рядом признаков. Прежде всего, возбудители подобных заболеваний могут передаваться от больного человека здоровому, что приводит к широкому распространению инфекционных заболеваний (эпидемиям).

Заболевание проявляется не сразу после проникновения в макроорганизм возбудителя заболевания. Время от внедрения его в организм до проявления первых признаков болезни называется инкубационным (скрытым) периодом.

Инфекционный процесс может быть острым (длится несколько дней или недель) или хроническим (длится месяцами и даже годами).

Попадание патогенных микроорганизмов в макроорганизм далеко не всегда приводит к возникновению инфекционного заболевания. Для развития инфекционного процесса необходимо: внедрение в организм достаточного количества микробов, обладающих определенной степенью патогенности (при малом их количестве болезнь может не развиться), и наличие восприимчивости к инфекции со стороны макроорганизма. Так,

недостаточное питание, охлаждение, чрезмерное физическое или психическое напряжение, возраст и т.д. повышают восприимчивость к инфекции, поскольку снижаются защитные силы организма, нарушается процесс образования антител.

Источники и пути передачи инфекции. Источниками инфекции могут быть больной человек и животные, а также бактерио- и вирусоносители. Даже после выздоровления иногда люди и животные остаются носителями патогенных микробов на более или менее длительный срок и выделяют их в окружающую среду через слюну, слизь при чихании,

мочу, кал, тем самым, способствуя их распространению без проявления явных признаков болезни. Такое носительство возникает после кишечных инфекций (брюшного тифа,

дизентерии, паратифа, холеры), а также после ангины, полиомиелита, менингита и др.

Пути передачи инфекции от больного человека здоровому различны. Это может быть либо путь прямого контакта, либо косвенными путями. К косвенным путям передачи относятся фекально-оральный (через воздух, воду, почву, пищевые продукты,

загрязненные руки, предметы обихода и т.п.) и воздушно-капельный или воздушно-

пылевой. Фекально-оральным путем передается инфекция, локализованная в кишечнике и

попадающая в фекалии (брюшной тиф, холера, дизентерия и др.). Возбудители инфекции,

локализованные на слизистых оболочках верхних дыхательных путей (коклюш, грипп,

туберкулез легких, ангина и т.д.), передаются воздушно-капельным и воздушно-пылевым способом. В первом случае патогенные микроорганизмы передаются через воздух, в

котором они находятся в виде аэрозолей (в капельках, попадающих при чихании, кашле).

Во втором – с пылью (при высыхании капелек слизи). К косвенным путям относится также трансмиссионный, когда переносчиками инфекции являются некоторые насекомые

(клещи, блохи, вши, комары, мухи) и грызуны.

Место, через которое происходит заражение патогенными микроорганизмами,

называют входными воротами. Так, при кишечных инфекциях входными воротами является пищеварительный тракт, при вирусном гриппе – верхние дыхательные пути. Но есть микроорганизмы, которые могут проникать через любые ворота (например,

стафилококк, возбудитель чумы).

Иммунитет. Обычно люди, перенесшие какие-либо инфекционные заболевания,

вторично ими не заболевают. Невосприимчивость макроорганизма к инфекции называется

иммунитетом. Он бывает врожденным и приобретенным.

Врожденный (видовой, наследственный) иммунитет представляет собой невосприимчивость некоторых видов животных к возбудителям болезней, поражающих другие виды. Он передается наследственным путем от одного поколения другому, как и другие наследственные признаки. Например, люди невосприимчивы к возбудителям чумы рогатого скота и собак, куриной холере, а животные устойчивы к ряду инфекционных болезней человека (брюшному тифу, скарлатине, ветряной оспе и др.).

Приобретенный иммунитет по наследству не передается. Он подразделяется на активный и пассивный. Активный иммунитет возникает либо в результате перенесенного заболевания (постинфекционный), либо в результате введения вакцин

(поствакциональный). В обоих случаях макроорганизм сам активно участвует в выработке защитный веществ (антител) против возбудителя и его токсинов. Активный иммунитет,

полученный после перенесенного заболевания, сохраняется длительное время, а иногда и всю жизнь (после оспы, кори). Вакцина – это медицинский препарат, состоящий из ослабленных или убитых возбудителей инфекционных болезней, а также их обезвреженных токсинов (антитоксинов). После вакцинации организм через 2-10 сут вырабатывает активный иммунитет, сохраняющийся от нескольких месяцев до года и более. К пассивному иммунитету относится естественный иммунитет новорожденных,

когда, когда иммунитет передается им с кровью матери через плаценту или молоко (он сохраняется 6-7 мес), и искусственный иммунитет (постсывороточный), который