Серия «Наглядная микробиология»
Промышленная микробиология. Чем занимается микробиолог на заводе
Приветствую друзья, ранее я уже писал про то, как устроено производство различных сладких напитков и питьевой воды на заводах "Добрый", "Everless" и т.д. Пост был тепло принят пользователями, поэтому сегодня хотел бы продолжить эту тему и рассказать про один из аспектов производства более подробно, а именно про микробиологический контроль.
Зачем это нужно?
Ни одно крупное пищевое производство не может обойтись без микробиолога. Он является одним из важнейших элементов обеспечения пищевой безопасности и гарантирует, что выпускаемая продукция не содержит патогенных бактерий, грибков и других микроорганизмов.
Устройство микробиологической лаборатории
Для работы микробиологу необходима лаборатория. К её устройству по СанПину предъявляются довольно жёсткие требования. Это должны быть отдельные, не связанные с основным производством помещения (поскольку есть риск того, что в лаборатории могут быть обнаружены условно-патогенные микроорганизмы).
В лаборатории должен быть свой тамбур, окна для передачи образцов, раздельные помещения для стерилизации, приготовления сред, хранения и работы с пробами, а также отдельная вентиляция с HEPA фильтрами.
Даже просто построить микробиологическую лабораторию стоит очень дорого, не говоря уже о закупке оборудования и расходных материалов, которые могут обходиться заводу в миллионы рублей. Однако о самом оборудовании и о том, что на нём делают поговорим немного дальше.
Микробиологический контроль
В задачи микробиолога входит не только анализ выпускаемой продукции, но и контроль окружающей среды и оборудования на всех этапах производства.
Допустим мы выпускаем сладкий напиток, например колу. Микробиологу необходимо будет отдельно взять следующие пробы:
1) Сахар, который используют для производства сиропа;
2) Воду, которую используют на производстве;
3) Смывы с труб, по которым подаётся вода и сироп;
4) Смывы с оборудования на котором производится розлив напитка;
5) Смывы с бутылки и колпачка;
6) Смывы с рук работников, контактирующих с продукцией;
7) Пробы воздуха в помещениях, где происходит розлив и упаковка;
Если на каком-то этапе обнаруживается, что результаты выше или приближаются к критическим значениям, то проводят дополнительные санитарные мероприятия: промывают оборудование, дезинфицируют поверхности специальными растворами, проводят CIP мойку, облучают помещение ультрафиолетом и т.д.
Всё это нужно для того, чтобы уничтожить или хотя бы существенно снизить популяцию микроорганизмов.
Отбор проб
Теперь давайте расскажу как происходит отбор и "посев" проб микробиологом.
1) Готовая продукция отбирается в том виде, в котором она поступает потребителю, т.е. просто несколько бутылок с каждой партии всегда отправляются в лабораторию на анализ;
2) Для отбора воды, сиропа, концентратов и других жидкостей, используют стерильные стаканчики или вот такие пакеты. Это гарантирует, что в образце не будет микроорганизмов из посторонних источников;
3) Для проверки оборудования используют вот такие пробирки с длинной ватной палочкой внутри (swab). Для анализа необходимо провести ею по поверхностям, которые контактируют с продуктом, а затем залить внутрь пробирки немного стерильной воды.
4) Для отбора проб воздуха используют специальный прибор внутрь которого вставляется чашка Петри.
Питательная среда и чашки Петри
После отбора проБ необходимо подготовить чашки Петри с питательной средой на которой будут расти те или иные микроорганизмы. Для идентификации различных групп микроорганизмов используют разные питательные среды и температурные условия.
Так например, для определения энтеробактерий используют среду Эндо, а для дрожжей и плесеней питательную среду с другими параметрами (pH) и добавками.
Питательная среда поставляется в порошковом виде. Для приготовления её необходимо взвесить, разбавить водой и простерилизовать при температуре 121 градус в течение 15 минут (чтобы убить все посторонние бактерии), а затем разлить её в асептических условиях по чашкам Петри пока она ещё жидкая.
После застывания среда готова к использованию.
Если в лаборатории нет автоклава или нет желания возиться с приготовлением сред, то можно купить стерильные чашки Петри, в которых находится уже готовая к использования питательная среда.
Посев проб методом мембранных фильтров
Далее нам необходимо посеять те пробы, которые мы отобрали. Существует несколько методов посева, в зависимости от задач производства. Мы чаще всего используем метод мембранных фильтров.
Суть метода заключается в фильтровании определенных объемов исследуемой жидкости (или твердого вещества, разведенного в воде) через мембранные фильтры, на которых задерживаются бактерии.
Затем фильтры переносят на чашки с питательной средой и инкубируют при определённой температуре (у разных микроорганизмов она разная) в течение нескольких суток.
Вот так установка выглядит вживую.
А вот видео с процессом:
Все процедуры проводят в стерильных помещениях, используют перчатки, руки и поверхности обрабатывают спиртом, а воронки и крышки установки прожигают, чтобы избежать загрязнения образцов.
Анализ результатов
Спустя 24/48/72, а иногда даже 120 часов, (в зависимости от микроорганизма) микробиологу необходимо проверить чашки и проанализировать результаты. В идеальном варианте чашки должны быть абсолютно чистыми. Это будет свидетельствовать о том, что микроорганизмов в пробе не было.
Если же на чашках обнаружены колонии, то необходимо подсчитать их количество и если оно выходит за разрешённые СанПином допуски, то продукция помещается на карантин и проводится повторное исследование, если и оно покажет превышение, то вся партия продукта уничтожается.
Колонии микроорганизмов в Чашках Петри (1 - смывы с полов в технической зоне, 2 - плесени в вентиляции на складе).
Для дополнительного контроля и идентификации микроорганизмов используют микроскоп, а также проводят различные тесты (окрашивание по граму, тесты на ферменты и т.д.).
Утилизация чашек
После анализа чашки помещают в герметичные пакеты и снова отправляют в автоклав для уничтожения (убивки) всех микроорганизмов при температуре 130 градусов в течение 30 минут. После этого содержимое пакета можно утилизировать как обычные ТБО.
Важный момент. Микробиолог отвечает лишь за наличие микроорганизмов в продукции. Не пренебрегайте личной гигиеной, почаще мойте руки с мылом и не употребляйте продукты сомнительного качества в сомнительных местах.
Спасибо друзья, больше интересных материалов про биологию и микромир Вы можете найти в моём профиле. Подписывайтесь на канал и до скорых встреч.
Насколько малы микроорганизмы? Сравнение с человеческим волосом
В видео добавлено множество красивых футажей с обитателями микромира, отлично подойдёт для тех, кто не любит много читать или предпочитает видеоформат. В видео есть таймкоды.
У этой инфузории есть свой парус. Рассматриваем редкую инфузорию под микроскопом
Приветствую друзья, сегодня нам очень повезло. В пробе воды, что мы взяли для изучения нам попалась редкая инфузория из Рода Плеуронема.
Насколько малы микроорганизмы? Сравниваем их размеры с человеческим волосом
Приветствую друзья, в комментариях к моим статьям и видеороликам люди часто спрашивают о том насколько малы те или иные микроорганизмы и можно ли их увидеть невооруженным взглядом, без использования специальных приборов и микроскопа.
Этой статьей я бы хотел раз и навсегда закрыть эти вопросы и показать реальные размеры обитателей микромира, а чтобы это было максимально понятно и наглядно, то сравнивать их, мы будем с объектом, которым всем нам хорошо знаком, с обычным человеческим волосом.
В среднем толщина (или диаметр) волоса составляет от 0.05 до 0.08 мм, что эквивалентно 50 - 80 микрометрам. Это вполне сопоставимо с размерами большинства микроорганизмов.
Для эксперимента мы будем брать маленькие кусочки волос и помещать их под покровное стекло, вместе с каплей пробы воды, в которой находятся микроорганизмы.
1. Вольвокс (лат. Volvox)
Вольвокс - это род подвижных колониальных зелёных водорослей. Колонии могут состоят из тысяч клеток и достигать аж трёх миллиметров в ширину, однако нам попали мелкие экземпляры всего из нескольких сотен клеток.
Хорошо видно, что размеры колоний сопоставимы с толщиной волоса и составляют около 150 - 200 микрометров (~ 0.12 мм), а благодаря хлорофиллу в клетках, эти микроорганизмы ещё и имеют яркую окраску, поэтому их вполне можно увидеть в капле даже невооруженным глазом.
Подробнее узнать про Вольвокс, Вы можете в видео, которое я делал ранее, поэтому не будем долго на нём останавливаться.
2. Тихоходка (лат. Tardigrada)
Тихоходка - это самый известный и популярный обитатель микромира. Тело этого маленького животного состоит примерно из тысячи клеток, однако они настолько малы, что размеры самой тихоходки редко превышают 1 мм (1000 мкм).
В пробе нам попалась совсем крошечная, молодая тихоходка. Скорее всего она совсем недавно вылупилась из яйца и вырастет в дальнейшем. Размеры молодой особи не превышают диаметр волоса (~70-80 мкм).
А вот взрослая особь, которая плавала неподалёку оказалась значительно крупнее, тут мы видим солидный 1, а может даже все 1.5 мм длины. Скорее всего это тихоходка является мамой для той, что была показана выше.
Посмотреть на живых тихоходок в движении можно тут:
3. Эвглена Кровавая (лат. Euglena sanguinea)
Эвглены - это жгутиковые одноклеточные микроорганизмы, размером от 40 до 200 мкм. Удивительной особенностью этих существ является способность как поглощать питательные вещества из внешней среды, так и производить их самостоятельно, на свету, так же как это делают наземные растения и водоросли.
В отличии от других видов эвглен, Эвглена Кровавая при интенсивном свете, образует пигмент (астаксантин), который имеет ярко-красный цвет и защищает Эвглену от избыточного солнечного излучения.
Подробнее узнать про Эвглен, Вы можете в этом видео.
4. Инфузории (лат. Ciliophora)
Инфузории - это очень разнообразный тип одноклеточных микроорганизмов. Насчитывает более 6000 видов, самых разных форм и размеров, но всех их объединяет наличие ресничек, тонких и коротких органов передвижения, которые усеивают поверхность их тела.
Размеры большинства представителей лежат в диапазоне 100 - 400 мкм, однако встречают и настоящие гиганты, например, Инфузория Бурсария (до 2 мм) и Инфузории Трубачи (до 1.5 мм)
Видео про гигантскую инфузорию Бурсарию. Обратите внимание на разницу в размерах между представителями одного типа (Бурсарией и Инфузорией Туфелькой).
5. Коловратки (лат. Rotifera)
Коловратки - это крошечные, похожие на червей животные, которые по своим размерам близки к тихоходкам и другим микроорганизмам. Они обитают в пресных и солёных водоёмах, а также встречают в почве и являются важным компонентом природных экосистем.
Представитель этого типа Ascomorpha minima — самое маленькое многоклеточное животное, его размер составляет около 40 микрон. Нам же попался экземпляр немного больше, размером примерно в 200 - 250 микрометров.
Подробнее узнать про Коловраток, Вы можете в этом видео.
6. Диатомовые водоросли (лат. Diatomeae)
Диатомовые водоросли или Диатомеи - это обширная группа одноклеточных водорослей, клетки которых имеют прочный панцирь из кремния и его соединений. Эти микроорганизмы встречаются повсюду: в воде и почве и выполняют множество функций в природе.
На долю диатомовых водорослей приходится значительной часть биомассы планеты, они служат кормом для других микроорганизмов и личинок животных, а также производят до 50% всего кислорода в атмосфере.
Размеры большинства представителей составляют от 80 до 150 мкм.
Посмотреть на другие виды диатомей можно тут:
7. Дрожжи
Дрожжи - это группа грибов, клетки которых приспособились к жизни на жидких или полужидких питательных средах. Они не склонны образовывать ветвящийся мицелий (грибницу) и поглощают питательные вещества, необходимые для жизни прямо из субстрата, в котором обитают.
На фото мы видим обычные пекарские дрожжи. Размер их клеток составляет ~1–8 мкм в диаметре. На фоне волоса они выглядят настоящими крохами. Кстати размер большинства бактерий, находится примерно в таком же диапазоне, так, что это сравнение применимо и к представителям царства Бактерий.
Подробнее узнать про дрожжи, Вы можете в этом видео:
8. Десмидиевые водоросли
Десмидиевые водоросли - это ещё одна группа одноклеточных зелёных водорослей. В отличии от диатомей, они не имеют кремниевого панциря, а их тело состоит из двух симметричных полуклеток, в центре которых располагается ядро.
В природе они выполняют те же функции, что и диатомовые водоросли. Участвуют в круговороте веществ, производят кислород, служат пищей для других организмов.
Размер большинства представителей лежит в диапазоне от 100 до 1000 мкм
9. Сперматозоиды
Сперматозоиды - это мужские половые клетки человека. Способны к активному движению и по сути представляют собой одноклеточный жгутиковый микроорганизм, который несёт генетическую информацию к яйцеклетке для зачатия и образования нового организма.
Размер человеческих сперматозоидов составляет ~35 - 55 мкм в длину. Головка составляет приблизительно 5,0 мкм в длину, 3,5 мкм в ширину и 2,5 мкм в высоту, средний участок и хвостик приблизительно 4,5 и 45 мкм в длину.
Спасибо друзья. Больше интересных материалов про биологию и микромир Вы можете найти в моём профиле. Подписывайтесь на канал и до скорых встреч.