Влияние факторов окружающей среды на рост и метаболические функции мик­роорганизмов.

Классификация факторов воздействия на микроорганизмы. Жизнедеятельность микроорганизмов тесно связана с окружающей средой.

С одной стороны, деятельность микроорганизмов значительно изменяет окружающую среду в результате удаления из нее питательных веществ и выделения продуктов обмена. С другой стороны, интенсивность обменных процессов зависит от условий окружающей среды.

Наука о взаимоотношениях живых организмов с окружающей средой называется экологией, а отдельные свойства среды обитания, воздействующие на организмы, называют экологическими факторами. Некоторые из этих факторов необходимы клетке, а некоторые, наоборот, вредны, так как могут вызывать приостановление роста и развития микроорганизмов, а при интенсивном воздействии неблагоприятных факторов может наступить гибель микроорганизмов.

Гибель микроорганизмов – необратимая утрата способности к росту и размножению. Воздействие фактора внешней среды, вызывающее гибель микроорганизма, называют бактерицидным действием. Восстановление способности к росту и размножению после воздействия неблагоприятного фактора носит название реактивация. Действие неблагоприятного фактора в этом случае называется бактериостатическим.

Под действием экологических факторов возможен также мутагенез – изменение наследственных свойств клетки.

Воздействие каждого фактора внешней среды определяется степенью воздействия или его интенсивностью.

Кроме того, при оценке воздействия некоторых внешних факторов различают три кардинальные точки: минимум, оптимум и максимум. Развитие микроорганизмов возможно между минимальной и максимальной границами. При оптимальных условиях жизнедеятельность микроорганизма проявляется наиболее интенсивно.

Закон минимума:если хотя бы один фактор воздействия будет находиться ниже минимума или выше максимума, микроорганизм не сможет развиваться даже при оптимальных значениях всех остальных факторов.

В технической микробиологии закон минимума применим в двух случаях: когда нужно создать наилучшие условия для развития микроорганизмов и тем самым интенсифицировать технологический процесс и когда необходимо подавить развитие посторонней микрофлоры или полностью уничтожить микроорганизмы.

Экологические факторы весьма многообразны и изменчивы, поэтому микроорганизмы постоянно приспосабливаются к ним и регулируют свою жизнедеятельность в соответствии с их изменениями.

Внешние факторы можно также разделить в зависимости от их природы на: физические – воздействие температуры, лучистой энергии, электромагнитных колебаний; физико-химические – влияние влажности, осмотического давления; химические – влияние рН, окислительно-восста­новительных условий среды, химических факторов; биологические – взаимоотношения между микроорганизмами, влияние антибиотиков и фитонцидов.

Влияние физических факторов на микроорганизмы. Температура – один из основных факторов, определяющих возможность и интенсивность размножения микроорганизмов.

Действие высоких температур на микроорганизмы. Повышение температуры выше максимальной может привести к гибели клеток. Гибель микроорганизмов наступает не мгновенно, а во времени. При незначительном повышении температуры выше максимальной микроорганизмы могут испытывать «тепловой шок» и после недлительного пребывания в таком состоянии они могут реактивироваться.

Влияние низких температур на микроорганизмы. К низким температурам микроорганизмы более устойчивы, чем к высоким. Несмотря на то, что размножение и биохимическая активность микроорганизмов при температуре ниже минимальной прекращаются, гибели клеток не происходит, т.к. микроорганизмы переходят в состояние анабиоза (скрытой жизни) и остаются жизнеспособными длительное время. При повышении температуры клетки начинают интенсивно размножаться.

Лучистая энергия. В природе микроорганизмы постоянно подвергаются воздействию солнечной радиации. Свет необходим для жизнедеятельности фототрофов. Хемотрофы могут расти и в темноте, а при длительном воздействии солнечной радиации эти микроорганизмы могут погибнуть.

Электромагнитные колебания и ультразвук. Радиоволны-это электромагнитные волны, характеризующиеся относительно большой длиной (от миллиметров до километров) и частотами от 3·10⁴ до 3·10¹¹ герц.

Гибель микроорганизмов в электромагнитном поле высокой интенсивности наступает в результате теплового эффекта, но полностью механизм действия СВЧ-энергии на микроорганизмы не раскрыт.

Влияние физико-химических факторов на микроорганизмы. Влажность. Влажность среды оказывает большое воздействие на жизнедеятельность микроорганизмов. Вода входит в состав клеток и поддерживает тургорное давление в них. Кроме того, питательные вещества проникают внутрь клетки лишь в растворенном состоянии. Обезвоживание субстрата приводит к задержке развития микроорганизмов (состояние анабиоза). При повышении влажности жизнедеятельность микроорганизмов восстанавливается.

Осмотическое давление (концентрация растворенных веществ в среде). Осмотическое давление внутри клеток микроорганизмов несколько выше, чем в среде. Это является условием нормальной жизнедеятельности микроорганизмов.

Влияние химических факторов на микроорганизмы. Влияние концентрации водородных ионов (рН среды)

В зависимости от отношения к рН среды микроорганизмы делятся на три группы:

• нейтрофилы – предпочитают нейтральную реакцию среды. Растут в диапазоне значений рН от 4 до 9. К нейтрофилам относятся большинство бактерий, в том числе гнилостные бактерии;

• ацидофилы (кислотолюбивые). Растут при рН 4 и ниже

алкалофилы (щелочелюбивые). К этой группе относятся микроорганизмы, которые растут и развиваются при рН 9 и выше.

Если рН не соответствует оптимальной величине, то микроорг-мы не могут нормально развиваться, так как активная кислотность оказывает влияние на активность ферментов клетки и проницаемость цитоплазматической мембраны.

Некоторые микроорганизмы, образуя продукты обмена и выделяя их в среду, способны изменять реакцию среды.

Для бактерий кислая среда более опасна, чем щелочная (особенно для гнилостных бактерий).

Окислительно-восстановительные условия среды. Степень аэробности среды (насыщения среды кислородом) может быть охарактеризована величиной окислительно-восстановительного потенциала, который выражают в единицах rН₂. В среде, окислительные свойства которой соответствуют насыщению среды кислородом rН₂ = 41. В среде с высокими восстановительными условиями rН₂ = 0. При равновесии окислительных и восстановительных процессов rН₂= 28.

Химические вещества. Многие химические вещества действуют губительно на микроорганизмы. Такие вещества называют антисептиками. Их действие зависит от концентрации и продолжительности воздействия, а также от рН среды и температуры.

13. Обмен веществ у микроорганизмов. Метаболизмом или обменом веществ называется сумма целенаправленных реакций, протекающих под действием ферментных систем клетки, которые регулируются различными внешними и внутренними факторами, и обеспечивающих обмен веществами и энергией между средой обитания и клеткой.

Несмотря на физиологические и морфологические различия между микроорганизмами, обмен веществ в клетке идет тремя основными метаболическими путями:

1. Из внешней среды в клетку поступает энергия либо в виде химической энергии органических веществ, либо в виде энергии солнечного света.

2. Из веществ среды, перенесенных в клетку, собираются «строительные блоки», из которых формируются биополимеры клетки и синтезируются белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и другие клеточные компоненты.

3. В клетке постоянно происходят синтез и разрушение биомолекул, выполняющих различные специфические функции.

Обмен веществ можно рассматривать как сумму двух явлений:

• катаболизма (энергетического обмена), представляющего собой ферментативное расщепление крупных органических молекул с выделением свободной энергии, которая запасается в виде макроэргических связей в молекулах АТФ;

• анаболизма (конструктивного обмена), представляющего собой синтез биополимеров клетки и протекающего с затратой энергии.

Катаболизм и анаболизм – два самостоятельных пути в обмене веществ, хотя отдельные участки их могут быть общими. Такие общие участки, свойственные катаболизму и анаболизму, называются амфиболитическими.

Катаболитические и анаболитические превращения осуществляются последовательно, так как продукт реакции предыдущей стадии является субстратом для последующей.

Энергетический обмен тесно связан с конструктивным (рис. 7.1). В ходе биологического окисления образуются разнообразные промежуточные продукты (фосфорные эфиры сахаров, пировиноградная, уксусная, щавелевоуксусная, янтарная, a-кетоглутаровая кислоты), из которых вначале синтезируются монополимеры (аминокислоты, азотистые основания, моносахариды), а затем основные макромолекулы клетки. Синтез компонентов клетки идет с затратой энергии, которая образуется при энергетическом обмене. Эта энергия затрачивается также на осуществление активного транспорта веществ, необходимых для анаболизма.

Взаимосвязь конструктивного и энергетического обмена заключается и в том, что процессы биосинтеза, кроме энергии, требуют поступления извне восстановителя в виде водорода, источником которого также служат реакции энергетического обмена.Скорость течения реакций и в целом обмен веществ клетки зависят от состава питательной среды, условий культивирования микроорганизмов и, главное, от потребности клетки в каждый данный момент в энергии (АТФ) и «строительных блоках». Клетка очень экономно высвобождает энергию и нарабатывает строительных блоков ровно столько, сколько необходимо ей в настоящий момент. Этот принцип лежит в основе регуляции и контроля всех стадий метаболических путей в клетке.

Регуляция метаболизма в микробной клетке имеет сложную взаимозависимую систему, которая «включает» и «выключает» определенные ферменты с помощью самых различных факторов: рН среды, концентрации субстратов, некоторых промежуточных и конечных метаболитов и т.д. Изучение путей регуляции определенных продуктов обмена веществ в клетке открывает неограниченные возможности для определения оптимальных условий биосинтеза микроорганизмами целевых продуктов.

 

 

14. Методы качественного и количественного учета микроорганизмов: получение смывов с навески продукта, приготовление разведений, техника посева. Посев — один из стационарных методов культивирования микроорганизмов на питательных средах, применяемый для культуральной диагностики в медицинской микробиологии, а также для исследования биохимических и биологических свойств в различных биотехнологических целях. В зависимости от содержания исследуемых бактерий в образце, проводят посев на плотные питательные среды (для получения изолированных колоний и определения чистоты культуры). Если в исследуемом материале содержание микроорганизмов незначительное, то посев проводят на жидкие среды обогащения.

Различают различные методы посева методы посева:

- простые мясо-пептонный бульон (мпб) — жидкая среда

- мясо-пептонный агар (мпа) — плотная среда

- специальные

Специальные методы характеризуются добавлением специфического компонента или заменой основы.

- казеиново-угольный агар

- сывороточный агар

- кровяной бульон

- яичная среда Левенштейна-Йенсена

Элективные методы характеризуются получением роста только интересующего микроорганизма.

- желточно-солевой агар (ЖСА) — для стафилококка

- пептонная вода (1 %,pH=8) — для холерного вибриона

- среда Мюллера — для сальмонелл

- селенитовая среда — для сальмонелл

- среда Леффлера — эффективна для коринебактерий дифтерии

Дифференциально-диагностические. Позволяют произвести идентификацию отдельных типов, видов и групп бактерий.

- среды Гисса («пёстрый ряд»)

- среда Сабуро — с добавлением антибиотика

Техника посева. Для посевов применяют микробиологические петли, реже — иглы и шпатели. Чаще всего для культивирования используются пробирка и чашка Петри. Универсальным инструментом для засева культуры является бактериальная петля. Помимо неё, для посева уколом применяют специальную бактериальную иглу, а для посевов на чашках Петри — металлические или стеклянные шпатели. Для посевов жидких материалов наряду с петлёй используются градуированная и пастеровская пипетки. Посев на плотные питательные среды (в пробирке). При посеве берут пробирку в левую руку, а правой, плотно обхватив пробку четвёртым и пятым пальцами, вынимают её. Удерживая другими пальцами той же руки петлю, ввертикальном положении её вносят в открытое пламя и прожигают до красного каления. Остывшей петлёй набирают посевной материал, после чего закрывают пробирку пробкой, предварительно пронося её над пламенем спиртовки. Затем в пробирку со скошенным агаром вносят петлю с посевным материалом, опуская её до конденсата в нижней части среды, и зигзагообразным движением распределяют материал по скошенной поверхности агара. Вынув петлю, обжигают край пробирки и закрывают её пробкой. Петлю стерилизуют в пламени горелки и ставят в штатив рукояткой вниз. Пробирки с посевами подписывают заранее, указывая дату посева, номер исследования и название культуры.

Посев на твёрдые питательные среды (в чашке Петри). Посевы «газоном» производят на плотную питательную среду в чашке Петри. Для этого, приоткрыв левой рукой крышку, петлёй или пипеткой наносят посевной материал на поверхность питательного агара по методу Дригальского. После инкубации посева появляется равномерный сплошной рост бактерий с разделением их на колонии. Идентификацию выделенных бактериальных культур проводят путём изучения морфологии бактерий, их культуральных, биохимических и других признаков, присущих каждому виду.

Колония — это видимое изолированное скопление представителей одного вида микроорганизмов, образующееся при размножении одной колониеобразующей единицы (КОЕ) на плотной питательной среде (на поверхности или в глубине её). Колонии бактерий разных видов отличаются друг от друга по своей морфологии, цвету и другим культуральным признакам.

Культуральная дифференцировка микроорганизмов. Колонии различаются по величине, форме, цвету, консистенции, контуру края, структуре и характеру поверхности:

- по величине — крупные (диаметр более 4—5 мм), средние (2—4 мм) и малые (1—2 мм)

- по форме — круглые, розеткообразные, листовидные и т. д.

- по цвету, зависящему от пигмента — белого, ярко-синего, красного цветов и т. д.

- по консистенции — сухие, влажные, сочные, слизистые

- по поверхности — гладкие, морщинистые, исчерченные, плоские, выпуклые, плосковыпуклые, вдавленные

- по краю — с ровными, волнистыми, бахромчатыми краями

- по структуре — могут иметь аморфную, зернистую, волокнистую внутреннюю структуру

- в чистой культуре, выращенной на скошенном питательном агаре, характер роста может быть сухим, влажным, ползучим, складчатым, пигментированным

В жидкой питательной среде одни бактериальные культуры дают диффузное помутнение, другие характеризуются придонным, пристеночным ростом. Некоторые культуры образуют плёнки на поверхности среды, другие — осадок на дне пробирки.

Культивирование анаэробов значительно отличается от культивирования аэробов: так как атмосфера содержит значительное количество кислорода, для его удаления из среды применяют специальные техники посева, среды и анаэростат

15. Выделение чистых культур микроорганизмов и изучение морфологии, цитоло­гии, культуральных и физиолого-биохимических свойств микроорганизмов. Выращивание микроорганизмов на питательных средах называется культивированием, а развившиеся в таких средах микроорганизмы – культурой. При культивировании происходит рост культуры – физиологический процесс, в результате которого увеличивается биомасса – масса клеточного вещества данного микроорганизма.

Чистой культурой микроорганизма называют культуру, которая представлена потомством одной клетки. Естественным путем получить чистую культуру почти невозможно, поэтому ее получают искусственно. Для выделения чистой культуры используют плотные питательные среды, на которых каждая клетка вырастает в виде изолированной колонии – популяции микроорганизмов одного вида.

Перед выделением чистой культуры из какого-либо пищевого продукта или природного субстрата (например: почвы, воды), в котором данный микроорганизм находится в небольших количествах, вначале получают накопительные культуры, проводя культивирование в элективных условиях.

Накопительные культуры состоят преимущественно из клеток микроорганизмов одного вида. Элективные (накопительные) условия – условия, способствующие развитию одной культуры и ограничивающие развитие сопутствующих микроорганизмов. Создать накопительные условия можно путем использования накопительных сред. Примером элективных условий может быть повышенная температура (для выделения термоустойчивых форм бактерий), повышенная кислотность, повышенная концентрация соли и т.д.

Инкубация – культивирование микроорганизмов при определенной температуре. Хранят чистые культуры обычно на плотных питательных средах в пробирках. При этом постоянно необходимо делать пересевы на свежую питательную среду. К другим способам хранения чистых культур относятся сохранение их на накопительной среде под слоем вазелинового масла и хранение в лиофилизованном состоянии (сушка под вакуумом замороженных клеток микроорганизмов).

В пищевой промышленности применяют чистые культуры дрожжей, молочнокислых, уксуснокислых, пропионовокислых бактерий, обладающих ценными свойствами для производства. В последнее время находят успешное применение многокомпонентные чистые культуры, состоящие из двух и более видов микроорганизмов.

Работа по получению и поддержанию чистых культур промышленных микроорганизмов осуществляется в научно-исследовательских лабораториях. Там они выделяются из различных субстратов, изучаются, и наиболее продуктивные, пригодные для производства, хранятся в коллекции музея чистых культур, откуда рассылаются отраслевыми научно-исследовательскими институтами на предприятия. В заводской лаборатории микробиолог подготавливает культуру для производственного цикла, проверяет ее биологическую чистоту, активность.

Способы культивирования микроорганизмов. Способ культивирования зависит от конечной цели культивирования (целью является либо накопление биомассы, либо получение определенного продукта жизнедеятельности – метаболита).

Поверхностное культивирование заключается в выращивании аэробных микроорганизмов на поверхности жидких и сыпучих питательных сред. При этом микроорганизмы получают кислород непосредственно из воздуха. При поверхностном культивировании на жидких средах микроорганизмы растут в виде пленок. Осуществляется поверхностное культивирование в специальных ваннах – кюветах.

Глубинное культивирование проводится на жидких питательных средах, в которых микроорганизмы развиваются во всем объеме питательной среды. Сочетание питательной среды и растущих в ней микроорганизмов называют культуральной жидкостью. Осуществляется глубинное культивирование в специальных аппаратах – ферментаторах,снабженных мешалками и системой подвода стерильного воздуха для обеспечения роста аэробных микроорганизмов. Аэрирование – продувание стерильного воздуха через культуральную жидкость.

При периодическом культивировании весь объем питательной среды засевают чистой культурой, которую выращивают в оптимальных условиях определенный период времени до накопления нужного количества целевого продукта. Следует отметить, что, так как культивирование ведется на невозобновляемой питательной среде (в стационарных условиях), то клетки все время находятся в меняющихся условиях. Таким образом, периодическую систему можно рассматривать как замкнутую систему.

При непрерывном культивировании культура находится в специальном аппарате, куда постоянно притекает питательная среда и откуда с такой же скоростью отводится культуральная жидкость. Для микроорганизма создаются неизменные условия среды, поэтому непрерывную систему можно рассматривать как открытую систему.

Поверхностное культивирование может быть только периодическим, в то время как глубинное культивирование может осуществляться и периодическим, и непрерывным способом.

16.Национальная коллекция микроорганизмов Республики Беларусь. Правила па­тентования и регистрации музейных культур.Под депонированием штамма микроорганизма понимается передача его в коллекцию, регистрация, хранение и выдача образца микроорганизма заинтересованным лицам в соответствии с установленными правилами. Депонированному штамму микроорганизма присваивается регистрационный номер, использующийся в дальнейшем для его идентификации в коллекции. В зависимости от целей осуществления депонирования, в БКМ различают следующие формы депонирования: хранение, гарантийное хранение, национальное патентное депонирование. На хранение принимаются штаммы, представляющие интерес для научных исследований и практического применения. Информация о штаммах, находящихся на хранении, помещается в каталог и электронную базу данных БКМ (открытые ресурсы), а сами штаммы выдаются по запросам заинтересованных лиц.

Проводится с целью обеспечения сохранности штаммов, представляющих интерес для депозитора. Депозитору выдается справка о приеме культуры на гарантийное хранение по установленной форме. Размер оплаты, взимаемой за гарантийное хранение штамма микроорганизма, определяется Приказом о размере оплаты, взимаемой за депонирование микроорганизмов и другие услуги, предоставляемые Белорусской коллекцией непатогенных микроорганизмов (далее Приказ). Коллекция сохраняет конфиденциальность информации о депонированном штамме в течение всего срока гарантийного хранения. Если в последующем на штамм или способ с его использованием подается заявка на патент, то по письменному заявлению депозитора, штамм может быть переведен на депонирование по форме «национальное патентное депонирование». При этом депозитору выдается свидетельство о депонировании по соответствующей форме с указанием даты первоначального депонирования. Гарантийное хранение осуществляется в течение срока, оговоренного при депонировании. По желанию депозитора и в случае осуществления соответствующей оплаты, срок гарантийного хранения может быть продлен. Если в течение 6 месяцев после окончания установленного срока гарантийного хранения от депозитора не поступит заявление об изъятии штамма или иное распоряжение (продление срока гарантийного хранения, перевод на национальное патентное депонирование и др.), штамм переводится на депонирование по форме «хранение».

До подачи заявки на патент информация о депонированном штамме является конфиденциальной. После подачи заявки на патент в Патентное Ведомство Республики Беларусь (далее Патентное Ведомство) образец депонированного микроорганизма может быть выдан Патентному Ведомству по его запросу. К этому запросу прилагается декларация, свидетельствующая о том, что в это ведомство подана заявка на патент, предметом которой является упомянутый микроорганизм или его использование, и что образец и любая информация, прилагаемая к нему или связанная с ним, будут использованы исключительно для целей патентной процедуры. После публикации сведений о выдаче патента, информация о штамме с указанием номера патента может быть внесена в каталог микроорганизмов и электронную базу данных БКМ (открытые ресурсы), а сам депонированный штамм может предоставляться третьим лицам: а) по письменному разрешению депозитора;

б) по письменному указанию Патентного Ведомства после представления запрашивающей стороной декларации с обязательством не передавать предоставленный депонированный штамм или любой штамм, полученный от него, третьим лицам, не вывозить за пределы юрисдикции патента, не использовать с целью получения прибыли в течение срока действия патента без соответствующего разрешения патентовладельца. В этом случае запрос на выдачу штамма должен содержать пояснение, в рамках выполнения какого госзаказа, гранта и т.д. и с какой целью будут проводиться исследования с запрашиваемым штаммом. Коллекция письменно уведомляет депозитора о произведенной выдаче. Депозитор сообщает в коллекцию информацию о подаче заявки на патент, о получении патента по заявке или об отказе в выдаче патента, а также о прекращении действия патента. Если в течение 3-х лет с момента депонирования в коллекцию не поступила информация о подаче заявки на патент (с указанием номера заявки и объекта патентования), а также если по заявке получен отказ в выдаче патента, возможности обжалования которого исчерпаны, то депонирование переводится в категорию «хранение» или, по просьбе депозитора, в категорию «гарантийное хранение». Срок хранения по форме «национальное патентное депонирование» может быть продлен по письменному заявлению депозитора, содержащему указание причин необходимости такого продления, но не более чем на 2 года. По окончании действия патента, микроорганизм переводится на депонирование по форме «хранение» и в каталог вносится соответствующее изменение.

Депонирование в БКМ может осуществляться как физическими, так и юридическими лицами. Датой депонирования штамма в БКМ считается дата поступления в коллекцию чистой и жизнеспособной культуры и всего комплекта правильно оформленных документов.

Депонированному штамму присваивается регистрационный номер, использующийся в дальнейшем для его идентификации.

При этом коллекция уведомляет депозитора об отказе в приеме на депонирование и о причинах такого отказа. Уведомление осуществляется письменно не позднее, чем через 14 дней с момента получения комплекта оформленных документов и образца штамма микроорганизма. Депонирование считается законченным с момента отправки депозитору справки о депонировании штамма микроорганизма по соответствующей форме. Ответственность за соответствие свойств депонируемого штамма данным, указанным в паспорте, несет депозитор.

Повторное депонирование осуществляется при патентной форме депонирования в случае утраты депонированным микроорганизмом жизнеспособности. При осуществлении повторного депонирования к микроорганизму, передаваемому депозитором, прилагается: - копия свидетельства о предшествующем депонировании; - письменное заявление депозитора, содержащее указание причины осуществления повторного депонирования, даты, на которую депозитор получил уведомление о потере микроорганизмом жизнеспособности, и утверждение, что повторно депонируемый микроорганизм является тем же, что и микроорганизм, депонированный первоначально. Повторное депонирование считается осуществленным на дату первоначального депонирования, если оно было осуществлено в пределах трех месяцев с даты получения депозитором уведомления о потере жизнеспособности. При осуществлении повторного депонирования, сдаваемый штамм проверяется на чистоту и жизнеспособность и депозитору выдается свидетельство установленного образца о повторном депонировании.

 

17. Санитарно-показательные микроорганизмы: история использования, критерии. Чаще, чем для опред. микробиологического качества продукта, микроорг-мы-индикаторы используются для опред. его безопасности и санитарного состояния. В идеальном случае санитарно-показательный микроор-м должен удовлетворять следующим треб-ям:

– быстро и удобно определяться;

– четко отличаться от остальных представителей биоты продукта;

– однозначно ассоциировать с определяемым патогеном;

– присутствовать во всех продуктах, контаминированных патогеном и, наоборот, отсутствовать в продуктах, не контаминированных патогеном;

– прямо пропорционально коррелировать с содержанием патогена;

– иметь такие же или выше, чем у патогена, требования к среде и скорость роста;

– обладать аналогичной с патогеном резистентностью к одинаковым внешним и внутренним барьерным факторам (в идеальном случае индикатор должен обладать более высокой выживаемостью).

Эти требования применимы к подавляемому большинству пищевых продуктов, которые могут содержать тот или иной патогенный микроорганизм, независимо от его источника контаминации. В середине ХХ в. патогенные микроорганизмы пищевых продуктов рассматривались как имеющие кишечное происхождение, поскольку в большинстве случаев обнаруживались в фекалиях при помощи тех или иных методов контроля. По этой причине долгое время санитарно-показательные микроорганизмы, первым из которых была Escherichia coli, использовались для установления наличия фекального загрязнения питьевых вод и возможного присутствия в них патогенных микроорганизмов. Применение концепции фекальных загрязнений для анализа санитарного состояния и безопасности пищевых продуктов позволило ввести дополнительные критерии, сформулированные в 1961 г. Buttiaux и Mossel. Согласно им, санитарно-показательный микроорганизм должен:

– демонстрировать абсолютную специфичность и нигде, кроме кишечника не встречаться;

– присутствовать в фекалиях в очень большом количестве и определяться даже при очень больших разбавлениях;

– иметь высокую устойчивость в тех средах, загрязненность которых предполагается определять с его помощью;

– относительно просто и достоверно определяться в очень небольших количествах.

Рассмотрим представителей санитарно- показательных микроорганизмов, используемых в качестве микробиологических показателей для пищевых продуктов.

Бактерии группы кишечных палочек (БГКП) или колиформные бактерии. В 1885 г. при попытке выделить возбудителя холеры Escherich выделил и описал микроорг-м, ныне известный как Escherichia coli (кишечная палочка). В 1895 г. T. Smith впервые предложил использовать E. сoli в качестве индикатора пригодности для употребления питьевой воды, что и положило начало использованию колиформных бактерий в качестве индикатора наличия патогенных микроорг-ов сначала в воде, а затем и в пищевых продуктах. БГКП представлены четырьмя или пятью родами: Escherichia (типичный представитель E. coli), Citrobacter (типичный представитель C. coli citrovorum), Enterobacter (типичный представитель E. aerogenes) и Klebsiella (типичный представитель K. pneumonia), которые объединены в одно семейство Enterobacteriaceae, благодаря общности свойств. Пятым родом, недавно выделенным из рода Klebsiella, является род Raoultella.

Колиформные бактерии представляют собой грамотрицательные неспорообразующие палочки, ферментирующие лактозу в течение 48 ч. Колонии, образуемые БГКП на агаре, имеют металлический оттенок. Колиформные бактерии хорошо растут на большом кол-ве разных сред, в том числе и в ПП. Существуют данные о том, что они способны размножаться при t от –2 до 50°С. В пищевых продуктах при t ниже 5°С рост крайне незначителен, хотя некоторые исследователи сообщают о хорошем росте при t (3–6)°С. Значения рН, при которых отмечался рост, варьируют в пределах от 4,4 до 9,0. E. coli способна расти на минимальной среде, включающей только глюкозу в качестве источника углерода, минеральные соли и сульфат аммония в качестве источника органического азота. На полноценной агаровой среде колиформы растут хорошо и при 37°С образуют видимые колонии спустя 12–16 ч после посева. Приведенные данные подтверждают способность этих микроорганизмов развиваться на большом числе самых разнообразных пищевых продуктов.

Основным местом обитания E. coli является желудочно-кишечный тракт большинства теплокровных животных. Однако данный микроорганизм, как и другие представители БГКП, выделяют из воздуха, производственной пыли, на руках персонала и в пищевых продуктах. По этой причине основным показателем, важным для определения качества и безопасности продовольствия, является не просто присутствие колиформов, а их количество.