ОСНОВЫ МИКРОБИОЛОГИИ - В. М. Самыгин - 2015

ГЛАВА 3. РАСПРОСТРАНЕНИЕ МИКРОБОВ В ПРИРОДЕ

Микроорганизмы чрезвычайно широко распространены в природе, они населяют почву, воду, воздух, растения, организм животных и человека.

3.1. Микрофлора почвы

Почва является основным местом обитания микробов. Их количество зависит как от природных особенностей почвы, так и от ее химического состава. В почве имеются питательные вещества и влага, вследствие чего количество микробов в 1 г почвы достигает колоссальных размеров: от 200 млн бактерий в глинистой почве до 5 млрд - в черноземной. В 1 г пахотного слоя почвы содержится до 10 млрд бактерий. Поверхностный слой почвы неблагоприятен для обитания микробов в связи с губительным действием на них прямых солнечных лучей и высушивания. Наиболее богат микробами пахотный слой на глубине 5-15 см.

В состав микрофлоры почвы входят нитрифицирующие, азотфиксирующие и денитрифицирующие бактерии, микробы, разлагающие целлюлозу, серобактерии, пигментные микробы, грибы и простейшие. Особенное значение имеют азотфиксирующие бактерии, способные усваивать азот из воздуха и связывать его в химические соединения, используемые другими живыми организмами. В почву могут попадать патогенные микроорганизмы. Наиболее длительное время в почве живут спорообразующие микробы: возбудители столбняка, газовой гангрены, ботулизма, сибирской язвы и др.

Многие микробы живут в самых неблагоприятных условиях. Так, нитрифицирующие бактерии живут на голых скалах. Минеральные вещества они получают непосредственно из камня, на поверхности которого обитают, или с пылью, приносимой с ветром. Важный для жизни азот они получают в форме аммиака и его соединений, образующихся в атмосфере при электрических разрядах и попадающих на скалу с росой или каплями дождя.

3.2. Микрофлора воды

Вода является древнейшим местом обитания микробов, их обнаруживают в различных водоемах: стоячих и проточных, мелких и глубоких, горячих и ледяных, соленых и пресных, чистых и загрязненных, в озерах, болотах, морях и океанах.

Состав микрофлоры пресноводных водоемов и рек во многом определяется микробным населением прибрежных почв. Количество микробов в 1 мл речной воды достигает 5 млн микроорганизмов. Наибольшее количество микробов отмечается у берегов; по мере удаления от них и увеличения глубины, это количество уменьшается. Исследования Тихого океана обнаружили бактерии на глубине 10462 м, в одной из самых глубоких впадин Мирового океана.

Живут микроорганизмы и в горячих источниках (термофильные микроорганизмы). В умеренно кислых водах бактерии живут при температурах свыше 90 °С, а в щелочных выдерживают даже 100 градусов. В Антарктиде удалось выделить многие виды психрофильных (холодостойких) бактерий, в 1 г льда обнаруживали до 100 бактерий, некоторые виды выделили из нижних слоев трехметрового льда. Из водоемов с высоким содержанием солей (Мертвое море) обнаруживали галофильные бактерии, приспособившиеся к жизни в гипертонической среде. Своеобразный рекорд принадлежит микроорганизмам (бактериям и дрожжам), выделенным из небольшого антарктического озера Дон Жуан, воды которого отличаются высокой концентрацией солей и низкой температурой. Вода в нем не замерзает даже при -24 °С, что объясняется высоким содержанием солей - в 13 раз большим, чем в морской воде. Бактерии могут расти даже в дистиллированной воде.

В зависимости от степени загрязнения в водоемах могут содержаться и определенное время сохраняться жизнеспособными патогенные бактерии. Так, например, в водопроводной, речной и колодезной воде сальмонеллы могут находиться от 2 суток до 3 месяцев, холерный вибрион выживает в воде рек, морей до нескольких месяцев.

3.3. Микрофлора воздуха

Воздух является непригодной средой для размножения микроорганизмов. Отсутствие питательных веществ, солнечное облучение и высушивание обусловливают быструю гибель микробов в воздухе. Состав микрофлоры воздуха зависит от микрофлоры почвы и воды, а также от времени года и метеорологических условий. Чем выше концентрация в воздухе пыли, дымов, копоти, тем больше микробов. Каждая частица пыли или дыма обладает способностью адсорбировать на своей поверхности множество микроорганизмов. Воздух лесов, особенно хвойных, оказывает губительное действие на микробов вследствие бактерицидных свойств фитонцидов - летучих веществ растений.

Летом воздух загрязнен микроорганизмами в 2 раза больше, чем зимой. Благодаря осадкам воздух освобождается от пыли и в нем уменьшается содержание микробов.

Видовой состав микроорганизмов в воздухе разнообразен, наиболее часто они представлены споровыми формами, сарцинами, дрожжами, пигментообразующими формами, стафилококками, плесневыми грибами.

Через воздух могут передаваться возбудители гриппа, кори, скарлатины, дифтерии, коклюша, стафилококковой, стрептококковой и менингококковой инфекций, ангины, туберкулеза, ОРЗ и других заболеваний.

3.4. Микрофлора пищевых продуктов

Содержание в пищевых продуктах белков, углеводов, витаминов и других питательных веществ способствует не только сохранению, но и размножению микроорганизмов. В продуктах питания различают специфическую и неспецифическую микрофлору. Специфическая микрофлора используется при приготовлении всех кисломолочных продуктов, хлеба, пива, вина, в квашении овощей и т. д. Например, для получения кефира, кумыса, простокваши, творога, сметаны, масла используют молочнокислый стрептококк (Lactococcus lactis). А для получения сметанообразного состояния добавляют сливочный стрептококк (Streptococcus cremoris). Молочнокислые кокки и палочки, гидролизуя лактозу, образуют молочную кислоту, необходимую для жизнедеятельности микроскопических грибов, вызывающих спиртовое брожение. При этом продукт насыщается углекислотой и приобретает особый вкус. То есть специфическая микрофлора придает пищевым продуктам вкусовые качества и определенную консистенцию.

Однако в продуктах могут содержаться микроорганизмы или их споры, попавшие из окружающей среды, - неспецифическая микрофлора. Ее составляют сапрофитные, условно-патогенные и патогенные микроорганизмы. Размножение некоторых микроорганизмов приводит к непригодности пищевых продуктов, при этом 25 % производимых в мире продуктов не доходит до потребителя в связи с их порчей в большинстве случаев микробами. Пищевые продукты могут быть обсеменены сальмонеллами, стафилококками, кишечной палочкой, возбудителем ботулизма и другими бактериями.

Молоко и большинство молочных продуктов являются благоприятной средой для различных микроорганизмов. В молоко микробы попадают при доении. В сыром молоке могут быть микрококки, стрептококки, а также клебсиеллы, иерсинии, протейная и кишечная палочки. Загрязненное молоко может содержать бактерии, дрожжи и микроскопические грибы. Виновники скисания свежего молока - молочнокислые бактерии, сбраживающие сахар в молочную кислоту. Вслед за молочнокислыми бактериями в молоке начинают размножаться и другие микробы, например, микроскопические грибы, использующие в своем обмене веществ молочную кислоту.

Сметана, кефир, творог, простокваша обладают большей стойкостью при хранении, чем молоко, являясь неблагоприятной средой для развития многих патогенных бактерий. Это объясняется повышенной кислотностью продуктов и антибиотическими свойствами некоторых заквасок. При изготовлении кисломолочных продуктов применяют закваски, содержащие чистые культуры кисломолочных стрептококков, болгарской и ацидофильной палочек или их смеси. При производстве кефира используют кефирный грибок - симбиоз дрожжей и других микроорганизмов. Сыры получают путем заквашивания молока молочнокислыми бактериями. Далее процесс созревания сыра идет при участии микробов, обеспечивающих молочнокислое и пропионово-кислое брожение. При выработке некоторых мягких сыров используют культуры плесневых грибов рода Pénicillium.

Мясо является очень благоприятной средой для многих микроорганизмов. Инфицирование мяса может происходить прижизненно в результате болезни животных и птиц, а также при забое, разделке, неправильном хранении и транспортировке туш. На поверхности мяса обычно содержатся гнилостные, молочнокислые, масляно-кислые, микрококки и другие бактерии. Особенно часто на сыром мясе развиваются кишечные палочки. При повышенной влажности воздуха на мясе появляются микроскопические грибы, образуя цветные пятна. В мясе больных животных могут находиться и опасные для человека болезнетворные микробы.

Рыба инфицируется самыми разнообразными видами микробов, попадающих из воды, чешуи, кишечника, а также рук лиц, обрабатывающих рыбную продукцию, и различных предметов (ножи, столы, доски, палуба и пр.). Наиболее опасными микроорганизмами являются возбудитель ботулизма, который в консервированных продуктах выделяет экзотоксин, а также сальмонеллы брюшного тифа.

Овощи и фрукты обсеменяются микробами, находящимися в почве и на руках людей, участвующих в их сборе, упаковке, транспортировке и реализации в торговых учреждениях. Неправильно консервированные овощи (томаты), грибы и др. иногда являются причиной ботулизма.

Микрофлора яиц бывает прижизненного (эндогенного), но чаще экзогенного происхождения в результате загрязнения скорлупы извне. В яйца довольно часто проникает различная, в том числе патогенная микрофлора (сальмонеллы, грибы), а в яичный порошок - стафилококки. В яйцах водоплавающих птиц часто обнаруживают сальмонеллы - возбудители пищевых отравлений.

Из всех агентов, вызывающих пищевые отравления у людей, 70 % приходится на патогенные бактерии. Особую опасность представляют сальмонеллы, стафилококки, стрептококки, которые, размножаясь и накапливаясь в пищевых продуктах, не изменяют их органолептических свойств (цвет, вкус, запах).