Введение в микробиологию

Зооантропонозы - инфекционные заболевания, которыми болеют и человек и животные. Эти инфекции передаются через зараженные продукты (молоко и молочные продукты, мясо и мясопродукты). К зооантропонозам относятся бруцеллез, сибирская язва, туберкулез, ящур.

Мерами профилактики зооантропонозов являются систематический ветеринарно - санитарный надзор за убойными животными, пастеризация молока, микробиологический контроль сырья и готовой продукции.

Понятие об иммунитете. Виды иммунитета. Вакцины и сыворотки

Иммунитет - невосприимчивость макроорганизма к инфекционным заболеваниям и чужеродным антигенам. Он представляет собой сложный комплекс физиологических приспособлений, которые сохраняют относительное постоянство внутренней среды и предохраняют организм от проникновения в него живых тел и веществ, несущих в себе признаки генетически чужеродной информации.

Иммунитет может быть инфекционный и неинфекционный. Инфекционный иммунитет, в свою очередь, подразделяется на наследственный (видовой) и приобретенный.

Наследственный (видовой, врожденный) иммунитет представляет собой невосприимчивость некоторых видов животных и человека к возбудителям инфекционных заболеваний, поражающим другие виды.

Приобретенный иммунитет. Подразделяется на активный и пассивный.

Активный приобретенный иммунитет возникает в результате перенесения инфекционного заболевания (естественный) или в результате введения вакцин (искусственный). Вакцина - медицинский препарат, состоящий из ослабленных возбудителей инфекционных болезней, а также из обезвреженных токсинов. В обоих случаях макроорганизм вырабатывает защитные вещества - антитела против возбудителя инфекционного заболевания и его токсинов. Активный приобретенный иммунитет сохраняется на протяжении всей жизни макроорганизма.

Пассивный приобретенный иммунитет - это естественный иммунитет новорожденных и искусственный иммунитет, который создается при введении в организм иммунных сывороток - медицинских препаратов, содержащих готовые антитела. Пассивный приобретенный иммунитет непродолжителен по времени.

Механизм возникновения иммунитета установил И.И. Мечников. Он создал фагоцитарную теорию иммунитета, согласно которой в макроорганизме в ответ на проникновение патогенных микроорганизмов возникает местный воспалительный очаг, куда устремляются подвижные клетки из крови (микро- и макрофаги), которые захватывают и переваривают болезнетворные микроорганизмы.

Пищевые отравления: токсикоинфекции и интоксикации. Характеристика возбудителей пищевых отравлений

Пищевые отравления связаны с употреблением пищи, содержащей живые токсигенные микроорганизмы или токсины микробов.

Пищевые отравления делятся на токсикоинфекции и интоксикации.

Токсикоинфекции - отравления, связанные с приемом пищи, содержащие живые токсигенные микроорганизмы. Отравления возникают только при обильном обсеменении пищевых продуктов (10⁵ - 10⁷ клеток в одном грамме).

Протекают по типу кишечных инфекций с коротким инкубационным периодом (1-3 суток). Возбудителями токсикоинфекций являются условно - патогенные микроорганизмы: Proteus vulgaris, Escherichia coli, Clostridium perfringens, Bacillus cereus и др.

К пищевым токсикоинфекциям относятся также сальмонеллез, вызываемый при употреблении продуктов животного происхождения (мяса, яиц и т.д.), инфицированных патогенными сальмонеллами.

Интоксикации - отравления, связанные с приемом пищи, содержащей экзотоксины микроорганизмов. При этом живые микроорганизмы могут отсутствовать. Признаки отравления проявляются через 4 - 5 часов после приема такой пищи. В зависимости от вида возбудителя интоксикации бывают бактериальной и грибковой природы.

Бактериальные интоксикации вызывают Stafylococcus aureus (стафилококковая интоксикация) и Clostridium botulinum (ботулизм).

Грибковые интоксикации вызывают грибы родов Fusarium, Aspergillus, Penicillium и др.

Профилактика пищевых отравлений: строгое соблюдение установленного уровня санитарно - гигиенического режима содержания предприятий пищевой промышленности; соблюдение режимов и сроков хранения пищевой продукции; соблюдение правил личной гигиены работниками; систематический санитарно - микробиологический контроль перерабатываемого сырья, полуфабрикатов, готовой продукции.

Понятие о санитарно - показательных микроорганизмах. Бактерии группы кишечной палочки и их значение при санитарной оценке пищевых продуктов

Микробиологическое исследование пищевых продуктов проводится с целью выяснения степени их опасности для людей в аспекте возникновения пищевых инфекций и пищевых отравлений.

Непосредственное выявление патогенных микроорганизмов в пищевых продуктах невозможно, так как содержание их незначительно по сравнению с содержанием сапрофитной микрофлоры. Поэтому, при санитарной оценке пищевых продуктов используются косвенные методы, позволяющие определить уровень загрязнения продуктов выделениями человека (уровень фекального загрязнения). Чем выше этот уровень, тем вероятнее попадание в объект патогенных микроорганизмов - возбудителей кишечных инфекций.

Санитарная оценка пищевых продуктов проводится по двум микробиологическим показателям: по содержанию мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (бактериальная обсемененность) и по содержанию в продукте бактерий группы кишечной палочки.

Высокая бактериальная обсемененность в пищевых продуктах свидетельствует о недостаточной термической обработке сырья, недостаточно тщательной мойке и дезинфекции оборудования, неудовлетворительных условиях хранения.

В отношении кишечных заболеваний функцию индикатора фекального загрязнения выполняют представители нормальной микрофлоры кишечника, к которым относятся бактерии группы кишечной палочки (БГКП). В эту группу объединены представители семейства Enterobacteriaceae, родов Escherichia, Citrоbacter, Enterobacter, Klebsiella, Serratia. Это грамотрицательные палочки, не образующие сопр и факультативные анаэробы. Бактерии группы кишечной палочки являются санитарно - показательными микроорганизмами для пищевых продуктов.

К санитарно - показательным микроорганизмам относятся такие микроорганизмы, которые удовлетворяют следующим требованиям:

они должны размножаться и содержаться в больших количествах в организме человека и животных;

должны выделяться из микроорганизма в окружающую среду в больших количествах;

в окружающей среде эти микроорганизмы должны длительное время сохранять свою жизнеспособность, но не размножаться;

санитарно - показательные микроорганизмы должны легко обнаруживаться в пищевых продуктах и определяться простыми методами.

В нормативных документах на различные виды пищевых продуктов указывается количество продукта, в котором БГКП не допускается. Наличие большого количества БГКП в пищевых продуктах (выше предельно допустимых значений) свидетельствует о несоблюдении санитарно - гигиенического режима и правил личной гигиены на пищевом предприятии, недостаточной термической обработке сырья, нарушении режимов хранения и транспортировки пищевой продукции.

Распространение микроорганизмов в природе

Микроорганизмы широко распространены в окружающей среде. Их обнаруживают в почве, воде, воздухе, растениях, в пищевых продуктах, в организме человека и животных. Они встречаются в виде биоценозов - совокупности живых существ, населяющих одну и ту же среду обитания. Сложные взаимоотношения микроорганизмов со средой обитания, которые определяют их размножение, развитие и выживание изучает специальная наука - экология.

Экосистема - основная единица в экологии, представляющая собой совокупность биоценоза и внешних условий (физических, химических), в которых этот биоценоз существует. Все жизненное пространство нашей планеты в совокупности - биосферу - можно рассматривать как гигантскую экосистему. Окружающая среда поддерживает взаимоотношения определенного микроорганизма (или популяции) с окружающими его (ее) биотическими (факторами живой природы) и абиотическими (факторами неживой природы) компонентами экосистемы.

Местообитание. В пределах экосистемы для каждого микроорганизма можно описать его местообитание. В рамках определенной экосистемы микрооганизм имеет, как правило, только одно-единственное местообитание, хотя некоторые микроорганизмы могут иметь несколько таких мест, каждое в отдельной экосистеме. Иными словами местообитание - это «адрес» данного организма. Некоторые организмы могут иметь несколько «адресов».

Экологическая ниша - функция какого-то вида или популяции в сообществе организмов. Таким образом, экологическая ниша характеризует «профессию» данного вида организма.

Примерами экосистем являются почва, вода, воздух с населяющими их микроорганизмами.

Микрофлора почвы. Ее роль в инфицировании пищевых продуктов. Санитарная оценка почвы

Почва - благоприятная среда для обитания и размножения различных микроорганизмов. В состав микробных биоценозов почвы входят бактерии, грибы, простейшие и бактериофаги. Микроорганизмы почвы участвуют в круговороте веществ в природе, минерализации органических отбросов, самоочищении почвы. Существенную роль в формировании микробного биоценоза почвы играют высшие растения, насекомые и животные.

Содержание микроорганизмов в почве зависит от ее химического состава, влажности, температуры, рН и других показателей.

Почва населена различными микроорганизмами. Среди них азотфиксирующие бактерии рода Azotobacter, клубеньковые бактерии рода Rhisobium. нитрифицирующие и денитрифицирующие бактерии, грибы, серо- и железобактерии, актиномицеты, гнилостные бактерии и др. В плодородной почве обнаружены энтеробактерии, псевдомонады, бациллы и клостридии. Эти микроорганизмы изменяют рН почвы в кислую сторону, и в ней начинают развиваться молочнокислые бактерии, дрожжи, грибы и др. микроорганизмы.

Патогенные и условно-патогенные микроорганизмы не входят в состав микробных биоценозов почвы и через определенное время погибают, чему способствуют неблагоприятные условия обитания, отсутствие необходимых питательных веществ, а также антагонизм почвенных бактерий.

Тем не менее, возбудители многих инфекционных болезней и пищевых отравлений могут длительное время сохранять свою жизнеспособность в почве, поэтому почва является источником инфицирования пищевых продуктов патогенной микрофлорой. Так, установлена прямая зависимость между уровнем заболеваемости человека и животных кишечными инфекциями и неудовлетворительным состоянием почвы.

Санитарная оценка почвы по микробиологическим показателям. При проведении текущего санитарного надзора за состоянием почвы осуществляют краткий санитарно-микробиологический анализ, который заключается в определении общей бактериальной обсемененности и титра кишечной палочки. Общая бактериальная обсемененность характеризует загрязнение почвы органическими веществами, а присутствие в ней бактерий группы кишечной палочки свидетельствует об уровне фекального загрязнения почвы. Титр кишечной палочки загрязненных участков почвы составляет от 0,001 до 0,00001 г, а чистых - 1г и более.

При полном санитарно-микробиологическом анализе кроме вышеуказанных показателей в почве определяют количество анаэробов, палочку протея и термофильные микроорганизмы. Так, по соотношению вегетативных и споровых форм анаэробной палочки перфрингенс можно судить о времени фекального загрязнения, наличие палочки протея указывает на загрязнение почвы органическими веществами животного происхождения, а наличие термофилов - на загрязнение почвы навозом или компостами

Микрофлора воздуха. Оценка качества воздуха по микробиологическим показателям. Методы очистки и дезинфекции воздуха

Воздух является неблагоприятной средой для развития микроорганизмов, что обусловлено недостатком питательных веществ и влаги, а также бактерицидным действием солнечных лучей. Поэтому, количественный и видовой состав микрофлоры воздуха зависит от ряда факторов: климатических, метеорологических, сезонных, общего санитарного состояния местности и др. Наиболее часто в воздухе встречаются споры аэробных палочек рода Bacillus, пигментированные (окрашенные) штаммы бактерий (родов Sarcina, Staphylococcus и др.), а также грибы (родов Penicillium, Aspergillus и др.), дрожжи Rhodotorula.

Патогенные микроорганизмы попадают в воздух из почвы и выделений человека и животных (при кашле, чихании). Выживаемость патогенных микроорганизмов в воздухе зависит от биологических свойств возбудителя, а также влажности и температуры.

Воздух может быть источником загрязнения пищевых продуктов. Поэтому к воздуху производственных помещений на пищевых предприятиях предъявляются определенные санитарно-гигиенические требования.

Санитарно-гигиеническое состояние воздуха оценивают по двум микробиологическим показателям: общей бактериальной обсемененности и содержанию гемолитических стрептококков и стафилококков (санитарно-показательные микроорганизмы воздуха). В 1 м³ воздуха производственных помещений не допускается содержания более 500 клеток микроорганизмов в зимнее время года и 1500 - летом. По содержанию гемолитических стрептококков и стафилококков судят о присутствии в воздухе болезнетворных микробов. В 1 м³ воздуха не должно содержаться более 16 гемолитических стрептококков и стафилококков

Для снижения бактериальной обсемененности воздуха на пищевых предприятиях проводят проветривание и влажную уборку помещений, а иногда осуществляют фильтрацию поступающего воздуха через специальные воздушные фильтры. Для дезинфекции воздуха применяют физические и химические методы уничтожения микроорганизмов - обработку ультрафиолетовыми лучами (бактерицидные лампы), а также обработку хлорсодержащими препаратами в виде их испарений и аэрозолей. Эффективным способом является озонирование воздуха.

Микрофлора воды. Санитарная оценка воды по микробиологическим показателям. Способы очистки и дезинфекции воды

Вода является благоприятной средой для развития многих микроорганизмов.

В состав микрофлоры воды входят сапрофиты: флуоресцирующие бактерии, микрококки, реже встречаются бактерии рода Bacillus. Содержание в воде микроорганизмов зависит от содержания в ней органических веществ. Степень обсеменения воды организмами характеризуется понятием сапробность воды - это совокупность живых существ, обитающих в водах, загрязненных органическими веществами животного или растительного происхождения.

Количество микроорганизмов в 1 см³ воды может варьировать в широких пределах - от единиц до миллионов. Вода открытых водоемов более богата сапрофитными микроорганизмами, чем воды подземных источников. В речной воде встречаются гнилостные, нитрифицирующие, азотфиксирующие, серо- и железобактерии и др.

Вода не является благоприятной средой для размножения болезнетворных микроорганизмов, однако, многие из них сохраняются и выживают в ней определенное время.

Требования к качеству воды для производственных нужд зависят от ее назначения. Если вода входит в состав готовой продукции (компоты, маринады, рассолы), то она должна быть прозрачной, бесцветной, без постороннего запаха и вкуса; не должна содержать посторонних примесей, а также патогенных микроорганизмов; должна быть свободна от животных и растительных организмов, паразитов, их яиц и личинок.

При использовании микробиологически загрязненной воды в производство могут попасть возбудители инфекционных заболеваний, пищевых отравлений, а также гнилостные, кислотообразующие, споровые формы бактерий, которые могут оказать неблагоприятное влияние не только на ход технологического процесса, но и на качество и стойкость готовой продукции при хранении.

Санитарная оценка воды по микробиологическим показателям

О безопасности воды в эпидемиологическом отношении судят по результатам ее санитарно-бактериологического исследования. Микробиологические показатели питьевой водопроводной воды нормированы ГОСТ 2874-80 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством». Общая бактериальная обсемененность (микробное число) не более 100 клеток в 1 г, коли-титр - не менее 300 мл, коли индекс - не более 3.

Коли-титр - наименьший объем воды, в котором содержится одна кишечная палочка.

Коли-индекс - количество кишечных палочек в 1 дм³ воды.

Очистка и дезинфекция питьевой воды состоит из нескольких этапов:

1. Отстаивание в специальных отстойниках. При этом удаляются взвеси, нежелательные привкусы и запахи, происходит обесцвечивание, обессоливание и опреснение воды. Для ускорения отстаивания применяют коагулянты

2. Фильтрование через слой речного песка. В верхних слоях фильтра формируется биологическая пленка, состоящая из содержащихся в воде примесей и хлопьев коагулянтов, на которых оседает большое количество микроорганизмов;

Обеззараживание профильтрованной воды, т. е. удаление оставшихся в воде микроорганизмов, среди которых могут быть и патогенные и помощью различных дезинфицирующих средств (с помощью окислителей, путем озонирования, облучения ультрафиолетом, обработка ультразвуком).

Очистка сточных вод. Биологические методы очистки делятся на аэробные и анаэробные.

В свою очередь аэробная очистка может протекать в естественных и в искусственно создаваемых условиях.

Очистка в естественных условиях проводится путем фильтрования сточных вод через слой почвы на полях орошения или полях фильтрации (почвенные методы очистки), а также в очистных прудах.

При аэробной очистке в искусственных условиях процесс очищения ведут в специальных сооружениях: в биофильтрах и аэротенках. В аэротенках процесс очистки близок к естественным способам очистки, но интенсифицируется путем дополнительного насыщения кислородом. При этом активный ил (биоценоз микроорганизмов, с помощью которых осуществляется очистка) свободно плавает в воде в виде хлопьев. В биофильтрах биологическая очистка происходит при участии микроорганизмов, прикрепленных к биопленке. При аэробной очистке протекают интенсивные процессы по минерализации органических веществ различными гетеротрофными микроорганизмами, а также протекает активная нитрификация.

Анаэробная очистка проводится в искусственно создаваемых сооружениях - метантенках, септиктенках и двухярусных отстойниках. В них осуществляется обработка твердой фазы сточных вод (осадков с решеток из первичных отстойников, а также активный ил и биопленка). При анаэробной очистке происходят различные микробиологические процессы (гниение, различные типы брожения). В результате сложные органические соединения сточных вод (белки, жиры, углеводы) превращаются в жирные кислоты, спирты и газообразные вещества (диоксид углерода, аммиак, метан, водород). Остаток твердой фазы сточных вод, не разрушенный микроорганизмами обезвоживают, сушат и используют в виде удобрения, а спрессованный в виде брикетов - в качестве топлива.

Размещено на Allbest.ru