Микробиология
Системные решения для эффективного микробиологического контроля
В настоящее время обеспечение устойчивого качества продуктов питания является одной из важнейших задач для пищевых предприятий. При этом традиционные методики микробиологического контроля зачастую недостаточно эффективны.
Традиционные микробиологические методы, как правило, трудоемки и не обладают универсальностью и экспрессностью. Они могут быть реализованы только при наличии на предприятии хорошей лабораторной базы и профессиональных кадров.
Для обеспечения контроля микробиологических показателей безопасности и качества пищевых продуктов в производственных условиях, активно разрабатываются быстрые и простые методы санитарно-гигиенического мониторинга.
Компания СТАЙЛАБ предлагает широкий выбор современных высокоэффективных технологий микробиологического контроля качества продуктов питания, многие из которых официально утверждены в статусе Методических указаний и Методических рекомендаций Роспотребнадзора и Минсельхоза России. Многие наши предложения учтены в ГОСТ Р 54354-2011 «Мясо и мясные продукты. Общие требования и методы микробиологического анализа», который введен в действие 01.01.2013 г.
В состав нашего предложения входят следующие технологии:
Экспресс-контроль чистоты поверхности и жидкостей с помощью набора LuciPac Pen и по остаточному белку с помощью индикаторных тампонов RIDA®Check (визуальная оценка результата)
Контроль чистоты поверхностей (стен, столов), инструментов, оборудования, пищевого сырья и пищевых продуктов с помощью штампов RIDA®STAMP с селективными хромогенными средами
Ускоренный контроль санитарно-показательных, условно-патогенных и патогенных микроорганизмов, а также микроорганизмов порчи с помощью подложек Compact Dry по ГОСТ Р 54354-2011 (МР 02.011-06 и МУК 5-1-14/973)
Определение сальмонелл, кампилобактера
Определение
Выделение и очистка бактериальной ДНК с помощью тест-систем SureFast® PREP по ISO 20837
Определение сальмонелл, кампилобактера, листерий, золотистого стафилококка, токсикогенной E.coli, вибрионов, легионелл, бацилл группы эхиноцереус, кронобактера, норовируса и вируса гепатита А с помощью с помощью тест-систем SureFast® по ГОСТ Р 52833 –2007 (ИСО 22174:2005), ГОСТ ISO 22119-2013, ГОСТ ISO 22118-2013
Определение микроорганизмов порчи методом ПЦР
Микробиология – это наука о микроорганизмах, к которым относятся бактерии, дрожжи и плесени, некоторые простейшие, а также одноклеточные водоросли. Иногда в список микробиологических объектов включают и вирусы, которые не являются живыми организмами, поскольку они имеют не клеточное строение и неспособны к самовоспроизведению вне клеток. Но основными объектами микробиологии являются бактерии.
Бактерии – одни из древнейших живых существ на Земле. Они являются прокариотами, что означает, что в их клетках отсутствуют ядра. Их ДНК, чаще всего кольцевая, в отличие от ДНК эукариот, находится непосредственно в цитозоли. Помимо нее у бактерий имеются плазмиды – небольшие замкнутые ДНК, содержащие дополнительные гены, обычно не требующиеся клетке. За исключением цианобактерий и актиномицетов, бактерии – одноклеточные организмы. Бактерии способны к горизонтальному переносу генов – передаче генетической информации клеткам, которые не являются их потомками. Горизонтальный перенос генов увеличивает количество различных сочетаний генов и ускоряет распространение новых, полезных для данных организмов. Именно он обуславливает способность бактерий массово вырабатывать устойчивость к антибиотикам. В бактериальных клетках присутствуют рибосомы, обеспечивающие синтез белков. Они отличаются от рибосом эукариот, что позволяет использовать для борьбы с бактериями вещества, действующие только на такие рибосомы.
Формы бактериальных клеток различны: она может быть палочковидной (у бацилл, клостридий и др.), шарообразной (у кокков), извитой (у вибрионов) и т.д. Большинство бактерий имеет клеточную стенку, защищающую клетку от внешних воздействий. Различия в строении этого слоя позволяют разделить бактерий на два основных типа: грамположительные, т.е. прокрашивающиеся анилиновыми красителями, которые, после фиксации их йодом, не отмываются спиртом, и грамотрицательные, у которых краситель вымывается из клеточной стенки. В некоторых случаях бактериальные клетки дополнительно защищены капсулами или слизистыми чехлами.
Многие бактерии подвижны. Некоторые из них передвигаются с помощью одного или нескольких жгутиков – белковых структур, закрепленных в клеточной мембране и клеточной стенке, движение которых осуществляется за счет химической энергии. Другие бактерии, не имеющие жгутиков, способны скользить по поверхности или же, как, например, спирохеты, извиваться.
Бактерии присутствуют везде, где есть хотя бы немного воды. Некоторые из них обитают в горячих источниках на океаническом дне, другие – в засоленных (до 32%) почвах, третьи – подо льдом. Даже те микроорганизмы, которые неспособны жить в экстремальных условиях, зачастую способны в течение некоторого времени выдерживать их. К примеру, они образуют споры, устойчивые к высоким температурам и пересыханию. Широкая распространенность бактерий обуславливает их влияние на мировую экологию: эти организмы участвуют в обмене азота и фосфора, образовании почв и полезных ископаемых, наряду с растениями выделяют кислород, и, естественно, взаимодействуют – как симбионты или как патогены – с живыми организмами, включая и человека. К примеру, кишечная палочка, обитающая в кишечнике млекопитающих, защищает их от поражения многими другими бактериями или грибками и вырабатывает витамин K. Однако патогенные штаммы этой бактерии вызывают заболевания.
Развитие микробиологии
С результатами деятельности микроорганизмов человечество знакомо с древнейших времен. Сыр, хлеб, вино и уксус, квашеные овощи и рыбу невозможно изготовить без участия бактерий или дрожжей. Такая обработка продуктов не только повышала их пищевую ценность, но и защищала их, а заодно и людей, от действия других микроорганизмов. На эти же цели направлены все способы приготовления пищи. Естественно, к деятельности микроорганизмов относятся и многие заболевания, в том числе, эпидемические, распространяющиеся в условиях большой скученности населения (то есть, в крупных городах, а также в армиях), антисанитарии и, в некоторых случаях, незнания или нежелания применять меры профилактики заражения. Микроорганизмы могли остановить войска, готовые разрушить город, но они также могли сами уничтожить практически все его население, как это бывало при эпидемиях чумы или оспы. Известны случаи, когда тела умерших от этих болезней или вещи, контактировавшие с больными, использовали в качестве биологического оружия.
Однако микроорганизмы длительное время оставались неизвестными людям. Причинами эпидемий считали «неправильную» воду или ветер, колдовство, расположение звезд, гнев высших сил, влияние сверхъестественных сущностей, дисбаланс жидкостей в организме или дурной запах (теория миазмов была распространена до конца XIX века, несмотря на работы Пастера и Коха, опровергающие ее) – иными словами, что угодно кроме истинных виновников – бактерий или вирусов. Возможность их существования и активной роли в возникновении заболеваний предполагали Гиппократ и Джироламо Фракасторо, но технологий, позволяющих убедиться в этом или хотя бы увидеть микроорганизмы не было до работ Антони ван Левенгука. Он увлекался разглядыванием различных объектов под увеличительными стеклами и в результате начал изготавливать линзы сам. Комбинация нескольких линз в одном футляре позволяла увидеть предмет в еще больших подробностях. 24 апреля 1676 года, посмотрев на каплю дождевой воды, Левенгук увидел в ней «очень маленьких животных». Это и были микроорганизмы. Левенгук сообщил о своем наблюдении Лондонскому Королевскому Обществу. Наблюдения Левенгука стали началом таких наук, как микробиология и цитология.
В XVIII веке итальянский исследователь Ладзаро Спалланцани, прокипятив отвары семян в запаянных колбах, доказал, что микроорганизмы не способны появляться «из ничего», опровергнув тем самым теорию самозарождения живого, распространенную с древнейших времен. Впоследствии это было подтверждено экспериментами Пастера и стало основой для метода пастеризации, используемого до сих пор. Спалланцани также выяснил, что микроорганизмы размножаются делением.
В XIX веке Теодор Шванн изучил процессы гниения и предположил, что они связаны с деятельностью микроорганизмов. Наблюдения Шванна, а также Каньяра де Латура и Фридриха Кютцинга позволили им предполагать, что спиртовое брожение – процесс, необходимый для приготовления пива и вина – обеспечивают дрожжи. Но окончательно доказал это Луи Пастер. Исследования Луи Пастера и Роберта Коха показали, что микроорганизмы – бактерии и вирусы – являются возбудителями многих заболеваний. Пастер разработал методы, позволяющие значительно ослабить болезнетворные микроорганизмы. В сочетании с методом получения чистых культур микробов, разработанным Кохом это открыло возможность эффективной и практически безопасной вакцинации для профилактики многих болезней. Роберт Кох, помимо метода культивирования микроорганизмов на твердых средах, выявил возбудителей туберкулеза, сибирской язвы и холеры.
Русский микробиолог Илья Ильич Мечников учился у Пастера. Среди его открытий – введение понятия фагоцитоза и выявление роли фагоцитов в иммунном ответе. Мечников исследовал чуму, сифилис и туберкулез.
В XX и XXI веках микробиология продолжает развиваться. Помимо борьбы с опасными микроорганизмами к этой науке также относится работа с микроорганизмами полезными. Это относится не только к пищевой промышленности. Бактерии могут вырабатывать вещества, используемые в качестве лекарств, например, инсулин, витамины, а также многие антибиотики. Бактерии, чувствительные к определенным веществам, позволяют выявлять их. Метансинтезирующие микроорганизмы в перспективе можно использовать для получения экологически чистого топлива. Ведутся исследования обогащения руд и очистки территорий от загрязнения, например, нефтью с помощью бактерий. Существуют бактериальные инсектициды и удобления. Все это было бы невозможно без эффективных методов исследования и выявления микроорганизмов.
Методы микробиологии
Многие из методов исследования микроорганизмов были разработаны в ходе развития микробиологии как науки. Микроскопия используется в ней со времен Левенгука. Культивирование микроорганизмов в жидких и на твердых средах, как это делали Пастер и Кох, применяется до сих пор, как и заражение подопытных животных. Метод окраски бактерий по Граму был разработан Гансом Граммом в 1884 году. Селективную среду для определения микроорганизмов впервые использовал Сергей Виноградский, исследователь возбудителей инфекционных заболеваний и почвенных бактерий, в 1891 году.
К более современным методам, используемым в микробиологии, относится полимеразная цепная реакция (ПЦР). Это способ увеличить концентрацию требующихся последовательностей ДНК или РНК в пробе, что облегчает их выявление. Метод ПЦР точен, но достаточно трудоемок.
Метод иммуноферментного анализа (ИФА) также используется в микробиологии. Он основан на реакции антиген-антитело. Эта реакция является высокоспецифичной, что и позволяет использовать ее для определения микроорганизмов.
Литература
Поль де Крюи. Охотники за микробами. Санкт-Петербург, Амфора, 2000.
М.В.Гусев, Л.А.Минеева. Микробиология. Издательство Московского Университета, 1992.