12

1. Сравнительная характеристика строения и способов размножения бактерий и дрожжей

Дрожжи - это эукариотические клетки разнообразной формы, размерами от 1,5-2.0 до 10-12 мкм, либо удлиненные до 20 мкм . Дрожжи относятся к сборной группе, не имеющих типичного мицелия и существующих в виде отдельных почкующихся или делящихся клеток и их колоний.

Известно около 500 видов дрожжей. Клетки дрожжей содержат витамин В.

В природе клетки дрожжей встречаются на поверхности растений, в нектаре цветков, в сокоистечениях деревьев, на плодах и ягодах, в почве.

Некоторые дрожжи патогенны, вызывают болезни растений, животных и человека, вызывают криптококкоз, кандидозы.

Дрожжи широко используются в науке как модели эукариотических клеток (работы по биоэнергетике, радиобиологии, генетике), а также в пищевой (пивоварение, виноделие, спиртовая промышленность, хлебопечение) и микробиологической промышленности (дрожжи-основные продуценты кормового белка, белково-витаминных концентратов, ферментов и др.).

Бактерии (от греч. bacteria -- палочка) -- одноклеточные организмы, характеризующиеся разнообразной формой и довольно сложной структурой, отвечающей многообразию их функциональной деятельности. Термин «бактерия» употребляется для обозначения всех одноклеточных микроорганизмов, относящихся к шизомицетам, и в более узком смысле -- для наименования бесспоровых палочковидных форм. Бактерии бывают различной формы: шаровидные -- кокки, палочковидные -- собственно бактерии или бациллы, извитые--вибрионы и спириллы. Размножаются простым поперечным делением. Бактерии являются гаплоидными клетками. В состав бактериальной клетки входит капсула, клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, цитоплазма, где располагаются мезосомы, рибосомы, нуклеоид, и включения. Некоторые бактериальные клетки имеют жгутики и образуют споры. В отличие от животных клеток такие внутренние структуры бактериальной клетки, как мезосомы, рибосомы, нуклеоид, не имеют мембран, отграничивающих их от цитоплазмы. По способу питания бактерий делят на автотрофов и гетеротрофов, по способу дыхания -- на аэробов и анаэробов.

Дрожжи и бактерии применяются в процессах брожения.

Брожение -- процесс диссимиляции микроорганизмами органических веществ, как правило, углеводов; протекает с освобождением энергии как в аэробных, так и в анаэробных условиях. В процессе брожения образуются такие органические кислоты, как молочная, муравьиная, уксусная и др., а также этиловый, пропиловый спирты, глицерин и другие вещества. Типы брожения обычно именуются по продуктам, которые образуются: молочнокислое, уксуснокислое, спиртовое и т. п. Образующиеся в процессе брожения продукты и энергия расходуются микробами для различных биосинтетических целей. Одним из видов брожения является гликолиз. Многие виды брожения используются в пищевой и микробиологической промышленности для получения спиртов, органических кислот и других веществ. Микробная природа брожения была открыта Пастером в 1857 г.

Бактерии размножаются бесполым способом размножения, наиболее простой ее формой - делением. В бесполом размножении принимает участие только одна родительская особь.

У бактерий отсутствует мейоз. Эти прокариотические организмы делятся пополам, образуюя две дочерние особи, каждая из которых представляет собой самостоятельный организм.

Дрожжи также размножаются бесполым способом - почкованием. При почковании небольшой участок тела родительской особи отделяется, т.е. отпочковывается, растет и превращается в новую особь.

2. Санитарная оценка питьевой воды и воздуха по микробиологическим показателям. Нормы и способы обеззараживания

Сейчас в мире очень остро стоит проблема загрязнения вод в результате неразумной деятельности человека. На поверхности земли практически не осталось пресноводных водоемов, качество воды в которых не изменилось. Это происходит за счет отходов химической, целлюлозо-бумажной, металлургической, текстильной и особенно нефтеперерабатывающей отраслей промышленности. Загрязнение воды происходит за счет скопления в ней множества неорганических и органических веществ, микроорганизмов, радионуклидов. Только пройдя предварительную очистку (отстаивание, фильтрование, хлорирование и др.) вода поступает в водопроводную сеть.

Таблица 1 Микробиологические показатели воды

В реальном водоеме микробиологические показатели зависят от времени года. Например:

Таблица 2. Микробиологические показатели воды Верхне-Выйского гидроузла

Обеззараживание питьевой воды - это санитарно-технические мероприятия по уничтожению в воде бактерий и вирусов, вызывающих инфекционные заболевания. Различают химические, или реагентные, и физичические, или безреагентные, способы обеззараживания питьевой воды. К химическим способам обеззараживания питьевой воды относят хлорирование воды, озонирование, обеззараживание ионами тяжёлых металлов и др., к физическим - обеззараживание ультрафиолетовыми лучами, ультразвуком и т.д. Перед обеззараживанием вода обычно подвергается водоочистке, при которой удаляются яйца гельминтов и значительная часть микроорганизмов.

При химических способах обеззараживания питьевой воды для достижения стойкого обеззараживающего эффекта необходимо правильно определить дозу вводимого реагента и обеспечить достаточную длительность контакта его с водой. Доза реагента определяется пробным обеззараживанием или расчётными методами. Для поддержания необходимого эффекта при химических способах обеззараживания питьевой воды доза реагента рассчитывается с избытком (остаточный хлор, остаточный озон), гарантирующим уничтожение микроорганизмов, попадающих в воду некоторое время после обеззараживания.

Озонирование основано на свойстве озона разлагаться в воде с образованием атомарного кислорода.

Из физических способов индивидуального обеззараживания воды наиболее распространённым и надёжным является кипячение, при котором, кроме уничтожения бактерий, вирусов, бактериофагов, антибиотиков и др. биологических факторов, часто содержащихся в открытых водоисточниках, удаляются растворённые в воде газы и уменьшается жёсткость воды. Вкусовые качества воды при кипячении меняются мало.

При контроле эффективности обеззараживания питьевой воды на водопроводах исходят из содержания в обеззараженной воде сапрофитной микрофлоры и, в частности, кишечных палочек, т.к. все известные возбудители инфекционных болезней человека, распространяющихся водным путём (холера, брюшной тиф, дизентерия), более чувствительны к бактерицидному действию химических и физических средств обеззараживания питьевой воды, чем кишечная палочка. Вода считается годной для водопользования при содержании в 1 л не более 3 кишечных палочек. На водопроводных станциях, использующих хлорирование или озонирование, каждый 1 ч (или 30 мин) проверяется содержание остаточного хлора или озона как косвенного показателя надёжности обеззараживания питьевой воды.

Микробиологический анализ воздуха необходим в следующих случаях:

В фармацевтической промышленности:

В производстве продуктов питания и напитков:

Оценка загрязнения воздуха - одна из критических точек контроля по нормам НАССР.

В больницах:

Анализ воздуха на патогенные микроорганизмы в помещениях для приготовления лекарств, хирургических палатах и других критических больничных зонах.

В электронной промышленности:

Микробиологические загрязнения в "чистых" комнатах.

Анализ воздуха на содержание микробов имеет определенную специфику. Поскольку содержание микрофлоры в воздухе гораздо ниже, чем в жидкости, для получения адекватных результатов необходимо анализировать большой объем воздуха. Фильтрование воздуха через мембранный фильтр с последующим его инкубированием на питательной среде не дает вполне достоверного результата, в связи с чем общепринятой методикой определения содержания микроорганизмов в воздухе является их фиксация непосредственно в питательную среду. В частности, удерживание микроорганизмов на агаровой питательной среде рекомендовано Фармакопеей США как метод анализа воздуха на микробную загрязненность. Пропускание большого объема воздуха на агаровую среду, однако, приводит к ее обезвоживанию и потере питательных свойств, что, очевидно, уменьшает достоверность получаемых результатов.

Микробиологический анализ можно производить с помощью приборов. Прибор для анализа воздуха M Air Ta имеет конструкцию, позволяющую избежать дегидратации питательной среды и тем самым получать адекватные результаты. Прибор имеет сито с тысячей микроотверстий, через которые воздух засасывается на кассеты с агаровой питательной средой. Большое количество отверстий способствует тому, что микроорганизмы из воздуха попадают в разные места питательной среды и, таким образом, после инкубирования выросшие колонии не накладываются друг на друга. Далее производится подсчет колоний.

Обеззараживание воздуха ультрафиолетовым излучением.

Воздух является одним из путей распространения инфекционных заболеваний. Для предотвращения распространения аэрогенных заболеваний воздух обеззараживают. В связи с опасностью УФ облучения людей на практике применяются два способа обеззараживания воздуха в помещении: без присутствия людей в помещении, где производится обеззараживание, и в их присутствии. Обеззараживание воздуха осуществляется УФ облучателями. По конструктивному исполнению УФ облучатели бывают открытого типа - ОБП01 или закрытого - ОБП02 (УФ рециркулятор). У УФ облучателей открытого типа поток УФ излучения распространяется в широкой зоне в пространстве, что позволяет эффективно обеззараживать не только воздух, но и само помещение. В УФ рециркуляторах излучение сконцентрировано в небольшом замкнутом пространстве и не имеет выхода наружу. Обеззараживание воздуха осуществляется в процессе его протока через вентиляционные отверстия рециркулятора, что позволяет применять УФ рециркуляторы для обеззараживания воздуха в присутствии людей. Для эффективного обеззараживания воздуха и помещений рекомендуется совместное использование УФ облучателей открытого и закрытого типов.В облучателях серии ОБП применяются безозонные лампы серии TUV производства Philips.

3. Радиоактивный фон и проблема его снижения. Возможные пути загрязнения пищевой продукции

В результате техногенной деятельности человека (ядерные взрывы, аварии на АЭС - и др.) повышение радиоактивного фона далеко не адекватно повышенным уровням ПРФ (природный радиоактивный фон). Особенно ярко это проявляется при внутреннем облучении, когда в организм попадают радионуклиды, такие, как стронций-90, рубидий-87, цезий- 1 37, церий- 14, кобальт-60, плутоний-238, кюрий-244, америций-241 и другие, с их своеобразным распределением в организме, и локальном облучении, к которым человек не адаптирован в процессе эволюции.

Действие радиации проявляется очень быстро лишь после облучения в больших дозах высокой мощности (десятки и сотни рад при мощности дозы свыше 1 рад/мин). В этом случае наблюдается гибель значительного числа клеток. Облучение в таких дозах приводит к быстрой гибели организма.

Наиболее серьезные изменения при облучении в меньших дозах обычно регистрируют в кроветворных тканях. Величина ЛД₅₀ (доза, вызывающая гибель 50 % живых организмов) в условиях острого облучения человека составляет около 400--600 рад, смерть наступает от геморрагии, вследствие уменьшения числа кровяных телец или от инфекционных заболеваний из-за ослабления иммунологической защиты, связанной с белыми кровяными клетками и продуктами их жизнедеятельности.

Раннее же проявление поражения органов кроветворения может наблюдаться после облучения в дозах 10--50 рад.

Отдаленные последствия воздействия радиации могут проявиться спустя некоторый латентный период. Последствия облучения, связанные с радиоактивным загрязнением пищевых продуктов, представляют результаты последнего типа облучения.

Важнейшей мерой является профилактика заражения окружающей среды радиоактивными веществами, защита от ионизирующего облучения, снижение радиоактивного фона планеты, т.к. они являются мощными мутагенными факторами. Ни одна цивилизованная страна не желает хранить у себя радиоактивные отходы и предпочитает за "захоронения" их платить бешенные деньги странам третьего мира, но обеспечить в своей стране благоприятный радиоактивный фон.

Возможными путями загрязнения пищевой продукции могут быть: попадение элементов радиоактивных отходов в воду рек, прудов и озер. Через воду радионуклиды попадают в организм рыб и водоплавающей птицы, в случае, когда водоем используется для разведения птиц. Загрязнение сельскохозяйственной продукции происходит из-за выпадения радиоактивных осадков. Источником загрязнения продуктов может быть избыточное содержание в воздухе помещений радона. Радон является радиоактивным химическим элементом, относится к благородным (инертным) газам. Источниками поступления радона на поверхность земли, в гидросферу и атмосферу служат радиоактивные руды (распад радия). Радон обладает высокой токсичностью. Известны три основных источника радона, проникающего в воздух жилого помещения: почвы и породы, на которых расположен дом (за счет естественной повышенной их радиации или искусственного заражения почвы, как, например, при аварии на Чернобыльской АЭС); вода; радиоактивные отходы, попадающие в строительные материалы при их изготовлении. Иногда радон накапливается в жилом помещении от старых приборов, имеющих в составе радиоактивные элементы.

В процессе хранения муки с повышенным содержанием влаги, свыше 20%, наблюдается его самосогревание и размножение спорообразующих форм бактерий.

Мука повышенной влажности подвергается при хранении самосогреванию. Это происходит потому, что мука насыщена микрофлорой. Самосогревание происходит по той причине, что в такой муке протекают биологические процессы дыхания, в результате которых выделяется вода и тепло. С повышением температуры и увлажнением массы возрастает интенсивность дыхания микроорганизмов. Образовавшийся вначале в каком-то отдельном месте очаг самосогревания распространяется в массе муки. На процессы дыхания расходуются белки, углеводы. При этом ухудшается качество муки. Испорченная мука имеет различные признаки, смотря по степени порчи: она содержит в себе избыток клетчатки, так как клетчатка есть наиболее прочная из органических составных частей муки; имеет комья, затхлый запах, зависящий от продуктов разложения клейковины. Испорченная мука часто уменьшается в весе.

Самосогревание муки происходит под действием микроорганизмов. В такой муке всегда остаются следы развития микроорганизмов - продукты распада их жизнедеятельности, повышенное содержание спорообразующих бактерий и т. п. Если не принять срочных мер борьбы против самосогревания, температура в массе муки (особенно в мешках, находящихся внутри штабеля) иногда достигает 50--60°С и мука может быть совершенно испорчена. Она приобретает затхлый или кислый запах, теряет сыпучесть и хлебопекарные качества.

Влажность при которой практически полностью прекращаются биологические процессы в муке, которые изменяют ее качество при длительном хранении, равна 13 %.

Очистка и сушка муки перед складированием повышают качество и сохранность муки в течение длительного времени. Важное значение имеет и сухость помещения, в котором она хранится. Муку сохраняют в амбарах и хлебных магазинах: или россыпью, в закромах, или же в рогожных кулях (ржаную) и в холщевых и джутовых мешках (пшеничную). При сырой погоде пли в сыром воздухе муку надо ссыпать плотно, чтобы она не притягивала влажность из воздуха, напротив - в жаркое время, особенно, если мука сыровата, ее следует укладывать рыхло, чтобы дать свободный выход испаряющейся воде.

Такой фактор как влага - излюбленная среда для развития спорообразующих бактерий - картофельной палочки. Ситуация обостряется ещё и силами человека: загрязнение окружающей среды, нерациональное использование удобрений, недостаточная обработка семян зерновых культур перед помолом. А в муку спорообразующие бактерии попадают именно при размоле зерна, которое заражается главным образом во время уборки. При выпечке споры не гибнут, так как даже температура в 120 градусов перед ними бессильна. Хотя употребление хлеба, поражённого «картофельной» болезнью безопасно для организма, и даже допускается ГОСТом. Чаще всего «картофельная» болезнь поражает буханки пшеничного хлеба и батоны. А вот мелкая выпечка из пшеничной муки (баранки, бублики, булочки) не подвержены заразе. Как и ржаной хлеб. Хлебопёки с началом сезона заболеваемости принимают меры борьбы с бактериями. Лабораторные исследования муки на заражённость, которые регулярно проводятся в течение всего года, учащаются. Заражённую муку при возможности заменяют «здоровой» или пускают на изготовление «противомикробных» бубликов. Увеличивается расход молочно-кислотной закваски до 12 процентов при норме 8-10 процентов. В последнее время популярной мерой борьбы с «картофельной» палочкой стало добавление в тесто такого препарата как «Фадона», которое производится в Австрии и разрешено к использованию Минздравом.

Литература:

1.Черкинский С.Н., Трахтман Н.Н., Обеззараживание питьевой воды, М., 1962; Черкинский С.Н.,

2.Гигиенические вопросы водоснабжения сельских населенных мест, 2 изд., М., 1965;

3. Марзеев А.Н., Жаботинский В.М., Коммунальная гигиена, 3 изд., М., 1968.

4. Кузин А.М. «Природный радиоактивный фон и его значение для биосферы Земли», М., Наука 1991