Некоторые сведения из микробиологии

В семнадцатом веке прошедшего тысячелетия нео­жиданно выяснилось, что мы в этом мире не одиноки, вместе с нами на нашей территории в большом количе­стве обитают во всех средах и на любой поверхности крошечные живые существа — микробы. Первым их увидел выдающийся голландский ученый Антоний Левенгук с помощью собственноручно изготовленного микроскопа. Микробы — это одноклеточные организ­мы, участвующие в природном круговороте веществ. Микробы обитают в почве, воде и в воздухе. Например, воздух закрытого помещения считается чистым, если число микроорганизмов в одном кубическом метре по­мещения не превышает 1500. Микробам присущи все основные функции живого существа: дыхание, пита­ние, размножение. В процессе питания микрорганиз- мы расщепляют сложные органические вещества на простые неорганические, которые затем вступают в новый виток круговорота веществ. Именно микробы возвращают в атмосферу кислород, азот и углекислый газ, связанные органическими соединениями, а в по­чву — фосфор и другие микроэлементы. Этот процесс называется минерализацией элементов. Микроорганиз­мы отличаются высокой энергией обмена. Попадая в благоприятную среду, они начинают активно питаться и размножаться, преобразуя большое количество орга­нических веществ. Размножение микроорганизмов мо­жет происходить весьма интенсивно. В благоприятных условиях клетка может делиться каждые 20-30 ми­нут, за сутки может произойти 48-72 цикла удвоения. Столь активному размножению препятствует истоще­ние питательной среды, накопление продуктов обмена и воздействие внешних факторов.

В семнадцатом веке прошедшего тысячелетия нео­жиданно выяснилось, что мы в этом мире не одиноки, вместе с нами на нашей территории в большом количе­стве обитают во всех средах и на любой поверхности крошечные живые существа — микробы. Первым их увидел выдающийся голландский ученый Антоний Левенгук с помощью собственноручно изготовленного микроскопа. Микробы — это одноклеточные организ­мы, участвующие в природном круговороте веществ. Микробы обитают в почве, воде и в воздухе. Например, воздух закрытого помещения считается чистым, если число микроорганизмов в одном кубическом метре по­мещения не превышает 1500. Микробам присущи все основные функции живого существа: дыхание, пита­ние, размножение. В процессе питания микрорганиз- мы расщепляют сложные органические вещества на простые неорганические, которые затем вступают в новый виток круговорота веществ. Именно микробы возвращают в атмосферу кислород, азот и углекислый газ, связанные органическими соединениями, а в по­чву — фосфор и другие микроэлементы. Этот процесс называется минерализацией элементов. Микроорганиз­мы отличаются высокой энергией обмена. Попадая в благоприятную среду, они начинают активно питаться и размножаться, преобразуя большое количество орга­нических веществ. Размножение микроорганизмов мо­жет происходить весьма интенсивно. В благоприятных условиях клетка может делиться каждые 20-30 ми­нут, за сутки может произойти 48-72 цикла удвоения. Столь активному размножению препятствует истоще­ние питательной среды, накопление продуктов обмена и воздействие внешних факторов.

Интересной и важной особенностью микроорганиз­мов является способность образовывать споры. Споры — форма существования некоторых микроорганизмов, особенно палочек и реже — кокков. В процессе спорооб­разования под воздействием неблагоприятных факто­ров в определенном месте бактериальной клетки ци­топлазма начинает сгущаться и покрывается плотной многослойной оболочкой. Оставшаяся часть клетки постепенно отмирает. Микробы преобразуются в споры в случае опасности: при неблагоприятных условиях среды или обеднении питания.

Спорообразование — хитрый способ самоконсервации микроорганизма. Споры способны, не разрушаясь, выдерживать очень суровые условия: воздействие ра­диации, ультразвука, высушивание, замораживание, разрежение, давление, воздействие ядовитых и агрес­сивных веществ, например, кислот. Переносимость од­них и тех же условий микроорганизмами одного вида может быть различной (индивидуальность!). При попа­дании в благоприятные условия каждая спора в тече­ние нескольких часов развивается в здоровую вегета­тивную клетку, способную питаться и размножаться. Споры, которые называют «дремлющими», прораста­ют медленнее: от нескольких суток до многих лет.

Некоторые микробы участвуют в процессах, проис­ходящих при приготовлении пищи: брожении, кваше­нии. Задолго до всех научных открытий люди научи­лись практически использовать микроорганизмы. Без них невозможно было бы приготовить дрожжевое тес­то, квас, вино, пиво, такие молочные продукты, как сыр, творог, кефир. Готовить нам помогают некоторые виды плесневых грибов, дрожжи. Характером и интен­сивностью жизнедеятельности микроорганизмов, уча­ствующих в этих процессах, определяется вкусовая и питательная ценность получаемых продуктов.

Многие микробы вызывают заболевания человека и животных, но с их же помощью получают важные ме­дицинские препараты: вакцины, сыворотки, антибио­тики, играющие важную роль в профилактике и лече­нии многих болезней. Впервые связь между микроор­ганизмами, преобразовательными процессами, проис­ходящими в пищевых продуктах, и болезнями была установлена выдающимся французским ученым Луи Пастером.

Чтобы безбедно сосуществовать со столь активными соседями, как микроорганизмы, полезно знать их по­вадки, вкусы и предпочтения. Жизнь соседей вызыва­ет живой интерес большей части граждан. Жизнь мик­робов даже при поверхностном знакомстве оказалась не менее поучительной и интересной. Внешняя среда и микроорганизмы взаимно влияют друг на друга. Рас­смотрим влияние различных факторов внешней среды на жизнедеятельность микроорганизмов.

Температура. Микробы — такие же живые существа, как и мы с вами (правда, чуть попроще), и наиболее приемлемыми для них являются условия, которые пред­почтительны и для нас. Однако, ввиду своего разнооб­разия, микробы могут переносить различные темпера­турные условия, от -10 (психрофилы) до +95 °С (тер­мофилы). Наиболее комфортной для абсолютного боль­шинства микроорганизмов (мезофилов) является тем­пература 25-30 °С тепла. При такой температуре они прекрасно себя чувствуют и активно размножаются. Именно при такой температуре пищевые продукты быстро портятся.

Воздействие низких температур. Если мы хотим сохранить продукты от активного воздействия неизбеж­но поселившихся в них микробов, необходимо снизить их температуру (поместить продукты в холодильную камеру). При снижении температуры на 10 градусов скорость размножения снижается в 2-3 раза. При этом микробы не погибают, а лишь замедляют или приоста­навливают свою жизнедеятельность. При дальнейшем потеплении активность микробов возобновляется, по­этому охлаждение должно продолжаться весь период хранения.

Перепады температуры крайне нежелательны для сохранности продукта. При замораживании продук­тов вода, содержащаяся в тканях животных или рас­тительных продуктов, переходит в лед. Обезвожива­ние также отрицательно влияет на жизнедеятельность микроорганизмов, поэтому замораживание является более надежным способом сохранения продуктов. При последующем неправильном размораживании клетки продукта могут разрушаться, выделяя тканевый сок, который является питательной средой для микробов. При замораживании и размораживании продуктов следует придерживаться определенных правил. Для наилучшей сохранности питательных свойств продук­та замораживание должно быть быстрым. При быст­ром замораживании лед образует мелкие кристаллы, не травмирующие ткани продукта. Размораживание, наоборот, должно происходить максимально медлен­но, чтобы ткани успевали впитывать воду, образую­щуюся при таянии льда.

Микробы, приживающиеся в холодильных камерах, могут приспосабливаются к существующим условиям, поэтому для их уничтожения эффективно периодическое оттаивание и повторное замораживание холодильной ка­меры в отсутствие продуктов — температурная встряска.

Воздействие высокой температуры. Другой способ сохранения продуктов, открытый французским уче­ным Луи Пастером — кратковременно повысить темпе­ратуру продукта до 60-90 градусов. Этот способ в честь его изобретателя называется пастеризацией. Первым пастеризованным продуктом было «заболевшее» вино, которое Пастеру удалось спасти кратковременным на­гревом. Различают низкую пастеризацию — нагрев до 63-65 градусов в течение 30 минут и высокую — крат­ковременный (от 0,5 до 2 минут) нагрев до 80-90 гра­дусов. При пастеризации погибают вегетативные фор­мы микроорганизмов, но их споры выживают.

Дальнейшее повышение температуры убьет оставши­еся микробы, но может денатурировать продукт. Под воздействием высоких температур белок коагулирует­ся. Некоторые термофильные бактерии и споры могут оставаться жизнеспособными после пастеризации, по­этому пастеризованные продукты следует хранить ох­лажденными.

Повышение температуры до 100-120 градусов пол­ностью уничтожает все живые клетки в продуктах. Уничтожаются сами микробы и их споры, более устой­чивые к повышению температуры; не остается возмож­ности для возобновления жизнедеятельности в более благоприятных условиях. Этот процесс называется сте­рилизацией («стерилис» означает — бесплодный). Не­достаток этой процедуры в том, что вместе с вредными погибают и полезные микроорганизмы, необходимые для нашей микрофлоры, и разлагаются многие вита­мины и биоактивные вещества. Пища перестает быть живой. Нагрев продукта до 120 градусов возможен при промышленной стерилизации в автоклавах, где за счет вакуума создается и повышенное давление и повышен­ная температура.

Влажность. На условия существования микроорга­низмов значительно влияет влажность окружающей среды. Вода необходима для питания микроорганиз­мов. Повышенная влажность увеличивает количество растворимых питательных веществ, способствует пита­нию и развитию микробов. Продукты, содержащие боль­шое количество влаги, быстрее портятся. В складских помещениях должна поддерживаться нормируемая влажность воздуха. Помещения должны хорошо вен­тилироваться. Надежным способом сохранения продук­тов является сушка. При относительной влажности 20% развитие большинства микробов прекращается. При этом все полезные вещества и витамины в продуктах сохраняются. Продукт остается живым со всей своей микрофлорой. При увлажнении высушенного продук­та возобновляется жизнедеятельность всех находящихся в нем микроорганизмов. Поэтому при хранении сухих продуктов особенно важно избегать их увлажнения. Современный способ сохранения продуктов — быстрая сушка в условиях вакуума. Другой интересный вид консервации — лиофильная сушка. Это сушка при от­рицательных температурах. Во время хранения различ­ные виды продуктов в большей или меньшей степени изменяют свою влажность. Это зависит от их химичес­кого состава и строения. Продукты могут обменивать­ся влагой через воздушную среду. Во избежание вза­имного влияния совместное хранение различных по влажности продуктов нежелательно.

Излучения. Прямой солнечный свет вреден для мик­роорганизмов, особенно для болезнетворных. Однако фотосинтезирующим бактериям свет необходим. Осо­бенно губителен для микробов ультрафиолет. Ультра­фиолетовые лампы активно применяются для обеззараживания воздуха, воды, тары и оборудования. Ульт рафиолетовые лучи слабо проникают в плотные слои, поэтому для дезинфекции продуктов, особенно содер жащих жиры, подходят плохо.

Рентгеновские лучи и малые дозы радиоактивного излучения могут стимулировать развитие микробов, а при увеличении дозы убивают их. Наибольшей устой­чивостью к радиоактивному излучению обладают плес­невые грибы и споры бактерий.

Химические свойства среды. Для осуществления нор­мальной жизнедеятельности микробам необходимо оп­ределенное соотношение концентрации минеральных веществ внутри клетки и в окружающей среде. Напри­мер, для хлористого натрия оптимальная концентра­ция — 0,5% . Если эта концентрация выше, вода из клет­ки переходит в окружающую среду. Происходит обез­воживание микроорганизмов, цитоплазма в клетках сморщивается, микроб погибает. Это свойство исполь­зуется при консервировании продуктов сахаром (варе­нья) или солью (соленья). Существуют микробы-лю­бители крепких растворов (как и среди нас!), они назы­ваются осмофилами. Например, дрожжи обожают са­харок. Плесневые бактерии весьма устойчивы к соли и сахару. Любители соленого называются галофилами. Изначально они обитают в морях, а к нам попадают, чтобы портить соленую рыбу.

Для большинства микробов комфортной является нейтральная или слабощелочная среда. Поэтому при консервации часто используют кислоты: уксус, спирт, аскорбиновую и ацетилсалициловую кислоты. Все кис­лоты подавляют деятельность гнилостных микробов, изменяют направление и активность биохимических процессов.

Одним из способов сохранения продуктов является квашение, когда кислота образуется в самом продукте. В основе этого процесса лежит образование молочной кислоты.

Н последнее время для дезинфекции помещений и сред активно применяют озон. Озон является актив­ным окислителем и подавляет развитие плесневых гри­бов, дрожжей и бактерий. Кроме того, озон способству­ет насыщению воздуха отрицательно заряженными ионами. Периодическое, 2-3 раза в неделю по 3 часа, озонирование холодильных камер позволяет увели­чить срок хранения копченых колбас и сыров в не­сколько раз.

Некоторые химические соединения губительно дей­ствуют на микроорганизмы и являются для них ядови­тыми. Они называются антисептиками и применяются для дезинфекции помещений и инвентаря. Самое изве­стное из таких веществ — хлор и его производные. Важно помнить, что большинство антисептиков ядовито и для человека, и проводить дезинфекцию с соблюдением всех правил безопасности.

Из безвредных антисептиков чаще всего применяют углекислый газ. Он подавляет развитие микроорганиз­мов и широко используется в пищевой промышленнос­ти, особенно при производстве напитков. Углекислый газ создает давление в посуде и легко улетучивается. Его все чаще используют при хранении овощей и фрук­тов, закачивая в пленочные контейнеры.

Дезинфицирующим действием обладают и благород­ные металлы: серебро, золото, с некоторыми оговорка­ми — медь. Присутствие в жидкости даже малого коли­чества ионов этих металлов дает бактерицидный эф­фект. Не случайно знать ушедших эпох предпочитала посуду из благородных металлов.

Биологические факторы. Между микроорганизмами могут складываться различные стили отношений: доб­рососедские (симбиоз), дружеские (метабиоз), когда одни микроорганизмы создают условия, благоприятные для других, паразитические, когда один вид развивается за счет другого, и антагонистические, когда различные виды микроорганизмов конфликтуют между собой, подавляя один другого. Этот последний стиль отноше­ний наиболее широко используется человеком (разде­ляй и властвуй!). При квашении молока и овощных продуктов используется антагонизм между молочнокис­лыми и гнилостными микробами. Плесневые грибы — антибиотики, убивающие другие микроорганизмы, широко используются в медицине. Вирусы-паразиты микробов, бактериофаги, приводят к их разрушению.

Такие растения, как лук, чеснок, хрен, цитрусовые выделяют фитонциды — летучие соединения, уничто­жающие болезнетворные микробы, а также отпугива­ющие мелких насекомых. Эти растения широко исполь­зуются при консервировании.

Патогенные микроорганизмы. Микробы не только портят пищу. Некоторые из них вызывают болезни че­ловека и животных. Такие микроорганизмы называ­ются патогенными. При их проникновении в организм развиваются инфекционные болезни. Патогенные мик­робы передаются человеку через почву, воздух, воду, предметы, пищу, насекомых и грызунов. Они могут проникать в организм человека через дыхательные орга­ны, рот, кожу и другими путями. Заболевания, возни­кающие от микробов, попавших в организм вместе с пищей или водой, называются пищевыми инфекция­ми. К ним относятся острые кишечные инфекции, та­кие, как брюшной тиф, холера, дизентерия, сальмо­неллез, вирусный гепатит, которыми болеют только люди. Заболевания, передающиеся человеку от живот­ных, называются зоонозами. Это туберкулез, бруцел­лез, ящур, сибирская язва.

Пищевые отравления — острые заболевания, возни­кающие от употребления пищи, содержащей ядовитые для организма вещества микробной и немикробной природы. К веществам немикробной природы относят­ся примеси вредных химических соединений: меди, цинка, мышьяка, свинца, нитритов.

Вредные химические соединения могут вырабаты­ваться животными и растениями. Может произойти отравление ядовитыми грибами.

Ядовитыми могут оказаться ядра косточковых пло­дов: слив, персиков, абрикосов, вишен и горького мин­даля. В них образуется синильная кислота. При недо­статочной тепловой обработке может произойти отрав­ление сырой фасолью. В ней образуется токсическое вещество — фазин.

Такие продукты, как рыба и картофель, могут быть временно ядовитыми Виной тому соланин, который образуется в позеленевшем картофеле. Ядовитыми мо­гут оказаться глазки проросшего картофеля, их нужно тщательно вырезать. Для профилактики отравлений картофель отваривают в очищенном виде. Ядовитыми могут быть икра и молоки таких рыб, как маринка, усач, иглобрюх. На предприятия эта рыба должна по­ступать выпотрошенной.

Пищевые отравления бактериального происхожде­ния — возникают от употребления пищи, содержащей живых микробов или их яды. Такие отравления назы­ваются пищевыми токсикоинфекциями. При этом об­разование токсина (яда) происходит уже в организме человека. Микробы, вызывающие такие отравления, называют условно-патогенными. К ним относятся ки­шечная палочка и микроб — протей. Эти микробы на­званы условно-патогенными потому, что для возникно­вения заболевания требуется значительное загрязнение ими пищи. Количество кишечной палочки на инвента­ре, оборудовании, посуде, продуктах служит показате­лем санитарного состояния торговой организации.

Отравления, вызванные ядами, накопившимися в пище, называют бактериальными токсикозами. К ним относятся ботулизм и стафилококковое отравление.

Другой вид пищевых отравлений, микотоксикозы — вызывается ядами микроскопических грибов. Эти за­болевания: эрготизм, фузариотоксикоз, афлотоксикоз. Они могут возникать от употребления в пищу заражен­ных продуктов из зерновых и зернобобовых культур. Для предотвращения таких случаев мука должна про­сеиваться, крупы перебираться. Недопустимо увлаж­нение и заплесневение продуктов.

Глистные заболевания. Другой вид опасности — за­ражение гельминтами. Гельминты, или глисты — пара­зитические черви, поселяющиеся в различных органах и тканях человека и животных. Вызываемые ими бо­лезни называются гельминтозами. Известно 150 видов гельминтов, способных паразитировать в теле челове­ка. Их можно разделить на 4 группы: плоские черви, круглые черви, кольчатые черви и скребни. Зараже­ние человека и животных глистами происходит при заглатывании яиц и личинок гельминтов вместе с за­раженной ими пищей (мясо, рыба, немытые овощи) и водой. Глисты могут поселяться не только в пищевари­тельном тракте, но и в крови, печени, легких, почках, сердце, мозге. Гельминты могут вызвать повреждение тканей и органов, их сдавливание и закупорку трубча­тых органов: кишечника, желчных протоков. В про­цессе своей жизнедеятельности гельминты выделяют ядовитые вещества, повреждающие ткани, нервную и кровеносную системы.

При кишечных гельминтозах возникают запоры, диарея, кишечные кровотечения. При легочных гельминтозах появляется кашель, провоцируется воспале­ние легких. При печеночных гельминтозах в брюшной полости накапливается жидкость, появляется желтушность. При поражении нервной системы могут возни­кать судороги и расстройства движений. Общие при­знаки поражения гельминтами: исхудание, задерж­ка роста и развития, понижение умственных способ­ностей.

В отличие от других живых существ, гельминты на разных стадиях развития меняют место обитания. Взрослые гельминты паразитируют в телах человека и животных (основной хозяин), здесь они выделяют яйца и личинки. Развитие яиц и личинок происходит, в ос­новном, в почве. Из почвы развившиеся личинки гель­минтов вместе с загрязненными продуктами питания попадают в организм человека и животных. Некото­рые виды гельминтов проходят более сложный путь развития. При этом яйца и личинки развиваются не в почве, а в теле другого животного (промежуточный хозяин). Промежуточным хозяином может быть круп­ный рогатый скот, свиньи или рыбы. При употребле­нии в пищу мяса этих животных может произойти за­ражение человека.

Для предотвращения заражения гельминтами необ­ходим ветеринарный осмотр туш и внутренних орга­нов животных, после которого туши обязательно клей­мят. Мясо без ветеринарного клейма не должно прини­маться к продаже и переработке. Важное значение для профилактики глистных инвазий (заражений) имеет тщательная термическая обработка мяса и рыбы. Не последнюю роль играет соблюдение персоналом правил личной гигиены и чистоты в производственных поме­щениях.

Продукты — питательная среда для микробов.

Верх комфорта для такого примитивного существа, как микроб — жить в еде. Пищевые продукты содержат все вещества, необходимые для питания микроорганиз­мов: белки, жиры, углеводы, поэтому микробы охотно заводятся в продуктах и начинают их употреблять, то есть разлагать, развиваются процессы гниения, скиса­ния, плесневения. Происходит накопление продуктов распада, обладающих неприятным вкусом и запахом. Промежуточные продукты распада являются подходя щей питательной средой для развития патогенных мик­робов. При гниении могут размножиться и болезнет­ворные микробы. Тепло, наличие белка и влаги, невы­сокая кислотность — условия, благоприятствующие раз­множению микробов. Такие условия способствуют рас­щеплению продуктов и ферментами, содержащимися в самом продукте. В результате накапливается еще боль­ше продуктов распада.

Все требования, предъявляемые к организациям продовольственной торговли, имеют одну конечную цель: создать наитягчайшие условия для микробов и не позволить им портить продукты и вредить потре­бителю .

* * *

Государственная санитарно-эпидемиологическая служба образована при Министерстве здравоохранения Российской Федерации. Ее главная задача — обеспече­ние безопасности реализуемых товаров. К таким това­рам относятся пищевые продукты и контактирующие с ними материалы и изделия, парфюмерная и космети­ческая продукция, средства и изделия для гигиены полости рта и табачные изделия.

Все требования, предъявляемые к предприятиям мелкорозничной торговли, устанавливаются с учетом общих требований и правил, которые диктует гигиена. Так называется наука о сохранении и улучшении здо­ровья путем проведения предупредительных меропри­ятий. Гигиена изучает влияние факторов и условий среды на организм человека и разрабатывает нормы, правила и мероприятия по оздоровлению внешней сре­ды. Практическое претворение в жизнь гигиенических норм и правил называется санитарией. С целью осуще­ствления гигиенических требований разрабатываются санитарные правила, которые предписывают соблюде­ние гигиенических нормативов. Контроль за выполне­нием санитарных правил осуществляют территориаль­ные подразделения Государственного санитарно-эпиде­миологического надзора. Главное требование к пред­приятиям торговли — обеспечение безопасности потре­бителей. Санитарные требования, предъявляемые к организациям розничной торговли, имеют целью свес­ти к минимуму микробную обсемененность пищевых продуктов, возможность возникновения пищевых за­болеваний, попадания в продукты питания вредных для людей органических и неорганических веществ. С мо­мента создания торгово-розничного предприятия под­разделения Государственного санитарно-эпидемиологи­ческого надзора контролируют его деятельность, про­веряют безопасность его услуг, организуют и проводит санитарно-эпидемиологические профилактические ме­роприятия, направленные на предотвращение заболе­ваний потребителей. Главным нормативным докумен­том для организаций торговли сегодня являются не­давно изданные «Санитарно-эпидемиологические тре­бования к организациям торговли, обороту в них про­довольственного сырья и пищевых продуктов. Санитар­но-эпидемиологические правила СП 2.3.6.1066 — 01», требования которых обязательны к исполнению всеми организациями торговли.