Работа микробиологом. Найти. Определить. Уничтожить⁠⁠

Введение

Приветствую, друзья! Давно в блоге не было статей про микробиологию, поэтому сегодня хотел бы прервать долгое молчание и рассказать немного о том, как микробиологи на пищевых предприятиях проверяют качество своей продукции.

Как всегда, постараюсь рассказать всё максимально просто и наглядно, чтобы даже очень далёкий от темы человек мог вникнуть в суть основных процессов.

Пищевая безопасность

При выпуске любой продукции, будь то готовая еда, полуфабрикаты, молоко, мясо, напитки и даже обычная питьевая вода, производитель должен быть уверен, что она безопасна для потребителя.

Современный производственный процесс состоит из множества этапов, и на каждом из них существует риск, что что-то пойдёт не так. Например, будет нарушен температурный режим при транспортировке сырья, работники плохо помоют оборудование или директор решит искупаться в чане с молоком.

Поскольку никто не хочет получать иски от торговых сетей, а уж тем более садиться в тюрьму в случае массового отравления или, не дай бог, смерти покупателей. Поэтому к вопросам пищевой безопасности относятся довольно серьёзно.

По моему опыту, чем крупнее бренд, тем строже на его производственных площадках относятся к пищевой безопасности. Им есть что терять, да и деньги на выполнение всех процедур и найм специалистов имеются. Впрочем, даже у крупных фирм бывают факапы.

Отбор образцов

После того как предприятие выпустило партию готовой продукции, часть из неё отбирается на исследование.

Партией называют определённое количество продукции одного наименования, одинаково упакованной и произведённой по одним и тем же стандартам.

Если производственный процесс непрерывен, то образцы для исследований отбираются с определённой периодичностью (раз в несколько часов, дней и т.д.).

Затем отобранные образцы отправляют в лабораторию. Обычные мелкие производства отправляют их в сторонние организации, а крупные имеют на заводе свою лабораторию.

Найти

Но как же нам теперь узнать, есть ли в исследуемых образцах какие-то зловредные микроорганизмы? Задача довольно сложная, ведь ещё из школьного курса биологии мы помним, что размер большинства микробов не превышает 5–10 микрометров (1 мм = 1 000 микрометров).

Распознать их на «глазок» не получится.

Для решения этой проблемы и были придуманы питательные среды. Питательная среда — это специальный субстрат, который применяют для культивирования различных микроорганизмов.

Обычно она продаётся в сухом виде. Её разбавляют водой, стерилизуют и разливают по чашкам Петри.

Если микроорганизмы попадают на поверхность питательной среды, то они начинают активно размножаться, образуя колонии, видимые даже невооруженным глазом.

Вот как это выглядит вживую:

Мы можем просто взять небольшую пробу из продукта (несколько миллилитров) и распределить эту жидкость по поверхности чашки или взять смывы ватной палочкой с поверхности кусочка.

В случае мяса и другой твёрдой пищи её можно перемолоть в суспензию с помощью специального прибора (гомогенизатора).

Затем помещаем чашки с питательной средой в термостат (оптимальная температура для большинства бактерий ~37 градусов) и наблюдаем, вырастут ли на их поверхности колонии.

Определить

На следующий день вся поверхность чашки оказалась заполнена маленькими колониями. Отлично! Мы узнали, есть ли в наших образцах микроорганизмы, но как нам теперь определить, что это? Безопасны ли они или стоит бить тревогу?

Ведь, например, в кисломолочных продуктах присутствуют полезные лактобактерии, как же нам отличить их, например, от вредной кишечной палочки?

Это уже более сложная задача. Во-первых, мы можем взять мазок из выросшей колонии и хорошенько изучить его под микроскопом.

Микроскопирование

Оно подскажет нам внешний вид (морфологию) микроорганизма (дрожжи это, плесень или бактерии), форму (палочки, кокки), а также их размер и наличие спор.

Если это бактерии, то мы можем применить специальные красители и посмотреть, каким образом они окрашиваются. Это даст нам дополнительную информацию об устройстве их клеточной стенки (грамположительные или грамотрицательные).

Так, например, кишечная палочка относится к грамотрицательным бактериям, поэтому, если мы проводим анализ на наличие этой бактерии, то можем исключить её в случае положительной окраски всех колоний в чашке.

Диагностические (селективные) среды

Ещё мы можем перенести интересующие нас колонии на специальные диагностические питательные среды. Их фишка в том, что метаболизм разных бактерий отличается. Т. е. в процессе жизнедеятельности они (какают) выделяют разными веществами.

Диагностические среды содержат в своём составе особые вещества, которые вступают в химическую реакцию с теми веществами, что выделяют бактерии, и изменяют цвет колонии.

Наглядный пример. Колония кишечной палочки, помещенная на специальную диагностическую среду, окрашивается в тёмно-синий или фиолетовый цвет.

Если мы заранее определили в микроскоп, что бактерии имеют вид коротких палочек, отрицательно окрашиваются по Граму, а их колонии на диагностической среде имеют синий или фиолетовый оттенок, то с вероятностью 95% можно сказать, что это бактерии из группы кишечной палочки (БГКП).

Дополнительные тесты

Конечно, для этой статьи я сильно упростил процесс. Для выявления каждого микроорганизма существуют свои проверенные методики. Есть методические рекомендации, протоколы и ГОСТы.

Микробиологам порой требуются провести кучу тестов. Пересеять образцы на несколько питательных сред, посмотреть на взаимодействие с различными ферментами, изучить подвижность с помощью полужидких питательных сред. Всё это очень трудоёмкий и времязатратный процесс.

Однако в последнее время ситуация меняется, и появляются новые технологии, которые могут существенно облегчить процесс идентификации.

Например, вот такие наборы:

На этой подложке расположены лунки с различными биохимическими тестами (помните, я говорил, что разные бактерии какают выделяют в окружающую среду разные химические вещества).

Так вот, можно приготовить суспензию из интересующей нас колонии, а затем добавить её по капле в каждую из этих лунок, а затем после термостатирования снять результаты.

Получается цифровой ключ. Реакция в первой лунке прошла, значит, +, реакция во второй нет, значит, -. В итоге мы имеем уникальную последовательность, сравнив которую с базой, можно определить, что это за микроорганизм. Очень удобно, быстро и точно.

Эта замечательная технология, но к сожалению, довольно дорогостоящая, что пока ограничивает её широкое использование.

Уничтожить

Итак, мы прошли долгий путь. Исследовали образцы вдоль и поперёк на присутствие всех патогенных микроорганизмов и готовы вынести вердикт.

В зависимости от вида продукции у него есть допуски на присутствие микроорганизмов, например в кефире, питьевой воде, кондитерских изделиях, однако во всех случаях патогенных видов, вызывающих заболевания у человека, в них быть не должно.

Далее лаборатория выдаёт заключение. Если всё хорошо, то продукцию снимают с карантина и отправляют на реализацию в торговые сети, если нет, то проводят расширенное повторное исследование, а в случае нового негативного результата партию утилизируют, а на производстве проводят расследование корневой причины заражения.

Спасибо, друзья! Больше материалов про биологию и микромир Вы можете найти в моём профиле. Подписывайтесь на канал и до скорых встреч.

Дзен | ВК | Ютуб | Телеграм-канал