Кишечная палочка и колиформы

Сегодня, когда здоровье стало не только необходимостью, но и модным брендом, мы все больше внимания уделяем правильному питанию и физическим нагрузкам. Но очень часто забываем, что наше самочувствие во многом определяется водным балансом организма. И тут важно не только, сколько воды мы пьем, но и какую. В определении качества воды уже давно нашими помощниками стали колиформные бактерии. Этот живой индикатор качества питьевой воды легок в обнаружении и подсчете и применяется в микробиологическом анализе. Бактерий в питьевой воде быть не должно – это факт. А вот о колиформных бактериях в питьевой воде мы знаем мало.

Немного общих знаний

Напомним, бактерии – это целое царство одноклеточных прокариот (организмов, у которых нет ядра). Они были первыми жителями нашей планеты, появившись почти четыре миллиона лет назад. И благодаря их существованию мы обязаны возможности развития всех остальных форм жизни. Ведь именно они начали насыщать атмосферу планеты кислородом и формировать почвы. Сегодня их насчитывается более 10 тысяч видов, но в реальности (как говорит наука) таких организмов существует порядка миллиона видов. Благодаря своим колоссальным репродуктивным способностям они заселили все экологические ниши. Среди них есть автотрофы и гетеротрофы, аэробы и анаэробы, сапротрофы и паразиты. Кроме того, огромное количество бактерий-симбионтов существует в нашем пищеварительном тракте.

Армия их неисчислима

По форме клетки бактерии бывают как шарики (кокки) и палочки (бациллы), спиральки (спириллы) и изогнутые (вибрионы). Автотрофные бактерии сами синтезируют органические вещества из неорганических (фотосинтетики и хемосинтетики). Но их меньшинство. Большая часть бактерий – гетеротрофы, среди которых выделяют сапротрофов (используют органические вещества продуктов жизнедеятельности и отмершие части живых организмов) и симбионты (используют органические вещества живых организмов или их продукты жизнедеятельности). Симбионты человека называются энтеробактериями, и интересующие нас колиформные бактерии именно такие.

Кто же это?

В условно выделенную по морфологии и культуре группу колиформных бактерий объединяют представителей родов Escherichia, Citrobacter, Enterobacter и Klebsiella, которые используются в санитарной микробиологии как маркеры попадания потенциально опасных микроорганизмов на объекты внешней среды. Простым языком – это бактерии группы кишечной палочки, то есть все, что похожи на кишечную палочку (Escherichia coli). Это грамотрицательные (чисто микробиологическая характеристика по отношению организмов к способности окрашиваться или нет в мазках) палочки, которые живут в нижних отделах кишечника человека и многих теплокровных животных (домашние скот и птица). В воде они оказываются с фекальными стоками и могут служить маркерами ее загрязнения.

Биохимические характеристики

Все бактерии группы кишечной палочки обладают способностью к ферментации лактозы, но делают это при разных температурных показателях. Выделяют две группы бактерий:

• Общие колиформные бактерии. Сбраживают углеводы в температурном интервале 35-37°C.
• Фекальные или термотолерантные колиформные бактерии. Сбраживание углеводов происходит при 44,0-44,5°C.

Это разделение важно при проведении микробиологического анализа. В питьевой воде общих колиформных бактерий быть не должно. Допускается их попадание в распределительные системы подачи питьевой воды, но не более чем в 5% проб, взятых в течение 12 месяцев. Кроме того, при обнаружении общих колиформных бактерий в воде обязателен тест на присутствие термотолерантных видов.

Насколько они опасны

Среди всех представителей колиформных бактерий условно-патогенными считаются представители 15 видов различных родов. Среда их обитания – нижние отделы кишечного тракта человека и животных. Это не одно и то же, что патогенные бактерии. Такие организмы всегда присутствуют в микрофлоре пищеварительного тракта, многие их них помогают организму усваивать и синтезировать витамины, разлагать белки и углеводы. Патогенными (вызывающими заболевания) они могут стать при изменении условий среды, что приведет к их избыточному размножению. Такими причинами может стать снижение иммунитета, гибель нормальной микрофлоры после приема лекарств, угнетение защитных свойств слизистых оболочек и многое другое. Но не факт, что человек, выпивший воды, даже содержащей данные микроорганизмы, заболеет.

А нам это надо?

Выявить колиформные бактерии в питьевой воде не так просто – их не почувствуешь на вкус и не увидишь. Но тем, кто строит дом или хочет купить смягчитель воды, желательно проверить воду на их наличие. Далее в таблице даны нормативы для воды центрального водоснабжения, но стоит учесть, что даже в обычном кулере могут обнаружиться бактерии.

Кроме данных показателей, бактериологический анализ оперирует и другими стандартами. Но важно одно – бактерий в воде быть не должно. А их обнаружение чревато эпидемиями и массовым заражением патогенными формами. В России и странах Таможенного союза действуют нормы для содержания в пищевых продуктах и воде колиформных бактерий в соответствии с ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевых продуктов» и других нормативных актов.

Если вы решили сдать воду на анализ

Прежде всего, ознакомьтесь с правилами забора проб (стерильная емкость, личная гигиена перед отбором проб, которые действительны в течении двух часов). Это важно – а ведь это показатель чистоты анализа. В лаборатории проведут посевы на различные среды (агар или бульон), где вырастут разноцветные колонии бактерий (именно по их цвету и форме проходит определение колиформных бактерий) и подсчитают количество микроорганизмов в пробе. Но колиформы в образцах имеют различное санитарное и эпидемиологическое значение. Так, представители рода Escherichia показывают совсем недавнее заражение воды фекальными стоками. ПрисутствиеCitrobacter или Enterobacter показывают загрязнения, произошедшие в течении нескольких недель.

Способы устранения бактерий из воды

Для устранения колиформных бактерий существует всего два способа: дезинфекция и обеззараживание. В первом случае воздействие на бактерии химическое, во втором – физическое, а именно:

• термообработка;
• воздействие сильных окислителей (хлор, гипохлорит натрия);
• олигодинамия (воздействие ионов серебра и золота);
• использование ультразвука, радиоактивного излучения, ультрафиолета.

Дезинфекция сточных вод проводится с помощью элементов, содержащих хлор. В таких случаях обязательно проведение доочистки для удаления излишков хлорсодержащих элементов, негативно влияющих на организм человека. Обеззараживание помощью ультрафиолетовых излучателей воздействует только на бактерии и не оставляет следов в воде. Для дезинфекции применяют и озон – концентрированный жидкий кислород. Этот способ дорогостоящий и трудный в производстве, но за ним будущее. Он полностью экологичен и не оставит следов в воде, которую мы пьем. Ранее популярный метод обеззараживания – йодирование – сегодня применяется лишь кратковременно и в областях, где содержание йода в окружающей среде ниже норм.

Профилактические мероприятия

Пути попадания в наш организм патогенных колиформных штаммов – фекальный и оральный. Для обеспечения личной безопасности важно соблюдать очень простые правила:

• Не употреблять в пищу немытые овощи, зелень, фрукты, ягоды.
• Тщательно следить за соблюдением личной гигиены.
• Не применять воду, не прошедшую соответствующую очистку. В том числе и для полива сельскохозяйственных культур. Кстати, опытные садоводы и огородники даже дождевую воду не применяют для полива.
• Прямыми путями заражения является употребление воды и молока, которые не прошли термическую обработку. При кипячении (100°C) в течение минуты большая часть бактерий погибает.
• Осторожное купание в озерах и других водоемах со стоячей водой. Именно они относятся к группе риска по развитию условно-патогенной флоры. Исключение составляют только океаны – высокая солёность почти полностью обеззараживает их воду.

Кстати, популярные сегодня среди населения кулеры далеко не так безопасны. Чем большее количество людей ими пользуется, тем выше вероятность обнаружения в воде различных организмов – как безвредных, так и патогенных.

Подводя итог

Бактерий в нашей питьевой воде быть не должно. Никаких. И не только потому что они могут стать причиной серьёзных расстройств желудочно-кишечного тракта, вплоть до летального исхода. Не должно в ней быть и условно-патогенных колиформных бактерий, которые сегодня используются как маркеры загрязнения воды органикой, фекалиями и прочим. Именно поэтому государственными структурами ведется контроль и мониторинг за состоянием не только воды наших систем подачи, но и воды водоемов и подземных источников. А целью каждого, кто заботится о своем здоровье и здоровье своих близких должно стать соблюдение личных правил гигиены, техники безопасности при использовании воды для питья и мытья посуды. Берегите себя и будьте здоровы!

В группу БГКП входят представители нескольких родов семейства Enterobacteriaceae, в том числе Escherichia, Citrobacter, Enterobacter, Klebsiella, Serratia. Эти микроорганизмы обладают многими общими морфологическими, культуральными и биохимическими свойствами.

Бактерии группы кишечных палочек – короткие (длина 1-3 мкм, ширина 0,5-0,8 мкм) полиморфные подвижные и неподвижные грамотрицательные палочки, не образующие спор. Бактерии этой группы хорошо растут на простых питательных средах: мясопептонном бульоне (МПБ), мясопептонном агаре (МПА). На МПБ дают обильный рост при значительном помутнении среды; осадок небольшой, сероватого цвета, легкоразбивающийся. Образуют пристеночное кольцо, пленка на поверхности бульона обычно отсутствует. На МПА колонии прозрачные с серовато-голубым отливом, легко сливающиеся между собой. На среде Эндо образуют плоские красные колонии средней величины. Красные колонии могут быть с темным металлическим блеском (Е. coli) или без блеска (Е. aerogenes). Для лактозоотрицательных вариантов кишечной палочки (В. paracoli) характерны бесцветные колонии. Им свойственна широкая приспособительная изменчивость, в результате которой возникают разнообразные варианты, что усложняет их классификацию.

Большинство бактерий группы кишечных палочек (БГКП) не разжижают желатина, свертывают молоко, расщепляют пептоны с образованием аминов, аммиака, сероводорода, обладают высокой ферментативной активностью в отношении лактозы, глюкозы и других Сахаров, а также спиртов. Не обладают оксидазной активностью. По способности расщеплять лактозу при температуре 37°С БГКП делят на лактозоотрицательные и лактозоположительные кишечные палочки (ЛКП), или колиформные, которые нормируются по международным стандартам. Из группы ЛКП выделяются фекальные кишечные палочки (ФКП), способные ферментировать лактозу при температуре 44,5°С. К ним относится Е. coli, не растущая на цитратной среде.

В соответствии с ГОСТ 32901-2014 «Молоко и молочная продукция. Методы микробиологического анализа» бактерии группы кишечных палочек (БГКП, коли-формы) – это микроорганизмы семейства энтеробактерий родов эшерихия, цитробактер, энтеробактер, клебсиела, серратия; бесспоровые, грамотрицательные, аэробные и факультативно-анаэробные палочки, сбраживающие лактозу с образованием кислоты и газа.

На этих свойствах основано определение БГКП в молочных продуктах в средах Кесслер (в соответствии с 32901-2014 по образованию газа) или Кода (по изменению цвета индикатора) после термостатирования при температуре 37±1°С в течение 24 ч, а для мороженого – 48 ч. Дифференциально- диагностическая – среда Эндо, на которой Е. coli образует красные колонии с металлическим блеском. Образование полупрозрачных бесцветных или бледно-розовых колоний говорит о принадлежности микроорганизмов к лакгозоотри- цательным, в том числе патогенным энтеробактериям.

Санитарно-показательное значение родов неодинаково: наличие эшери хий свидетельствуют о свежем фекальном загрязнении, цитробактер и энтеробактер (иногда их считают измененными эшерихиями под влиянием пребывания во внешней среде) – показатели давнего или нефекального загрязнения.

В молоке БГКП хорошо размножаются, доводя его кислотность до 50- 80°Т и образуя в нем неровный ноздреватый сгусток. Молочнокислые микроорганизмы замедляют развитие БГКП. При режимах пастеризации, принятых в молочной промышленности, БГКП гибнут. Обычные дезинфицирующие средства полностью обеззараживают оборудование, инвентарь, руки от БГКП.

Дифференциацию БГКП можно проводить с помощью специальных тестов (комплекс признаков ТИМАЦ + Л):

Т – температурный тест (тест Эйкмана, выявляет способность эшери- хий ферментировать глюкозу, лактозу, маннит с образованием газа при 44- 45°С, другие не обладают такой способностью);

И– индолообразование (способность эшерихий расщеплять аминокислоту триптофан с выделением индола);

М – реакция с метиловым красным, заключается в определении кислотообразования при ферментации глюкозы: если индикатор изменяет светло-желтый цвет на красный, это свидетельствует о снижении рН до 5 и о наличии эшерихий и цитробактер, энтеробактер не изменяет цвет индикатора;

А– реакция на ацетилметилкарбинол (ацетоин), выявляет способность микроорганизмов образовывать это вещество в среде с глюкозой; проводится качественная реакция с гидроксидом калия и креатином, дающая розовый цвет, такой способностью обладают только представители рода цитробактер;

Ц – цитратный тест (способность микроорганизмов усваивать в качестве единственного источника углерода лимонную кислоту или ее соли, используют среду Козера с цитратами, цитробактер и энтеробактер растут на таких средах, называются цитратположительными бактериями, эшерихии – нет);

Л – лактозный тест (способность ферментировать лактозу).

Основные (наиболее стабильные) тесты – температурный и цитратный.

При воздействии факторов внешней среды (например, в присутствии антибиотиков) свойства БГКП могут меняться. Для дифференциации видов дополнительно определяют уреазную активность, рост на средах с цианистым калием, ферментацию различных углеводов, используют специальные таблицы.

Критерии санитарной оценки молочных продуктов и других объектов по присутствию СПМ предусмотрены действующими ГОСТ и СанПиН. Использовавшийся ранее показатель бродильного титра заменен показателем отсутствия БГКП в определенной массе продукта. Так, например, в пастеризованном молоке БГКП должны отсутствовать в 0,01 см, в ультрапастеризованном молоке – в 10 см3, ряженке – в 1 г, в кефирной закваске – в 3 мл, в твороге – в 0,001 г.