ОБЩАЯ И ПИЩЕВАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ ЧАСТЬ I - Л. В. Красникова - 2016

14. ХАРАКТЕРИСТИКА БАКТЕРИИ, ВЫЗЫВАЮЩИХ ПОРЧУ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Цель работы: ознакомиться с морфологическими и физиологическими признаками бактерий, наиболее часто размножающихся на пищевых продуктах и вызывающих их порчу.

14.1. Род Micrococcus

Представители рода Micrococcus имеют клетки сферической формы диаметром 0,5-2,0 мкм, располагающиеся поодиночке или в неправильных скоплениях. У некоторых видов микрококков наблюдается тенденция к соединению клеток в тетрады. Микрококки грамположительны, неподвижны, спор не образуют.

Облигатные аэробы. Каталазоположительны.

Многие представители этого рода образуют пигменты, в результате чего колонии окрашены в белый, желтый, оранжевый, розовый, золотистый цвет.

Род Micrococcus luteus (рис. 14.1). Клетки крупные, диаметром до 1,5 мкм, располагаются одиночно. На плотной среде образует круглые выпуклые колонии правильной формы с блестящей поверхностью желтого цвета.

Рисунок 14.1. Micrococcus luteus

Micrococcus roseus. Клетки мелкие диаметром около 0,6 мкм. На плотной среде образует круглые блестящие колонии небольшого размера с ровными краями, окрашенные в розовый цвет.

Оптимальная температура роста микрококков от 25 до 30 °С. Отдельные виды могут выдерживать нагревание до 63-65 °С в течение 30 мин и кратковременную пастеризацию при температуре 72-75 °С.

Микрококки часто встречаются в воздухе, откуда попадают в пищевые продукты. Интенсивное размножение микрококков в молоке приводит к появлению в нем горького вкуса и свертыванию при низкой кислотности (40-60 °Т), что обусловлено их способностью выделять фермент типа сычужного. В сгущенном молоке с сахаром наряду с появлением горького вкуса образуются хлопья или происходит его загустевание. При размножении на поверхности пищевых продуктов микрококки образуют окрашенные в разные цвета пигментные пятна.

14.2. Род Enterococcus

По современной систематике, род Enterococcus входит в семейство Enterococcaceae, порядок Lactobacillales. Энтерококками называют стрептококки кишечного происхождения, они являются представителями нормальной микрофлоры кишечника человека и животных. В настоящее время энтерококки, как и кишечные палочки, считаются санитарно-показательными микроорганизмами.

Клетки энтерококков сферические или овальные диаметром от 0,6 до 2,5 мкм, располагаются попарно или цепочками (рис. 14.2). Грамположительные, неподвижные, спор и капсул не образуют.

Рисунок 14.2. Enterococcus faecalis

По отношению к кислороду воздуха энтерококки являются факультативными анаэробами. На поверхности плотных питательных сред образуют мелкие выпуклые бесцветные колонии, глубинные колонии напоминают лодочку. Типичными представителями рода являются Enterococcus faecalis, E. faecies.

Энтерококки осуществляют метаболизм бродильного типа, сбраживают углеводы с образованием, в основном, молочной кислоты. Оптимальная температура роста энтерококков 30-37 °С, температурный диапазон роста от 10 до 45 °С. Энтерококки довольно устойчивы к воздействию факторов внешней среды, выдерживают кратковременное нагревание до температуры 75-80 °С, могут расти в среде, содержащей 6,5 % хлорида натрия, и в щелочной среде с рН 9,6. Энтерококки расщепляют белки с образованием горьких пептидов, что приводит к появлению горечи в пищевых продуктах.

14.3. Род Sarcina

Род Sarcina включен в семейство Peptococcaceae. Клетки почти сферические, диаметром 1,5 — 3,0 мкм, собранные в пакеты (кубы) по восемь или более кокков, поскольку деление клеток происходит в трех взаимно перпендикулярных плоскостях (рис.14.3).

Грамположительные, неподвижные, не образующие эндоспор. Исключение составляет вид Sporosarcina urea, имеющий жгутики и образующий споры.

Тип питания - хемоорганотрофы. Типовой вид - Sarcina ventriculi.

Рисунок 14.3. Sarcina ventriculi

На поверхности плотной среды в чашках Петри сарцины образуют округлые, выпуклые колонии средних размеров с ровными краями, гладкие или бугристые, зернистой структуры, желтого, лимонно-желтого, иногда розового или белого цвета. Вызывают пигментацию пищевых продуктов.

14.4. Род Staphylococcus

Стафилококки встречаются в основном на кожных покровах и слизистых оболочках теплокровных животных, но часто могут быть выделены из воздуха, пищевых продуктов. Некоторые виды способны вызывать оппортунистические инфекции у человека и животных.

Клетки бактерий рода Staphylococcus имеют сферическую форму диаметром 0,5 — 1,5 мкм, встречаются поодиночке или парами, а также образуют характерные неправильные скопления, напоминающие виноградную гроздь, что является результатом деления клеток в трех взаимно перпендикулярных плоскостях (рис.14.4).

Стафилококки грамположительны, неподвижны, спор и капсул не образуют.

Рисунок 14.4. Staphilococcus aureus

Факультативные анаэробы. Это хемоорганотрофы, обладающие дыхательным и бродильным типами метаболизма.

На плотной среде стафилококки образуют круглые, выпуклые, блестящие колонии белого, желтого или золотистого цвета. Основными представителями рода являются S. epidermidis, S. saprophyticus, S. aureus (золотистый стафилококк).

Оптимальная температура роста стафилококков 30-37 °С. Представители этого рода устойчивы к повышенной температуре, которая применяется при тепловой обработке пищи. Размножение золотистого стафилококка в пищевых продуктах вызывает в них накопление экзотоксина, являющегося причиной пищевых отравлений.

14.5. Род Escherichia

Род Escherichia относится к семейству Enterobacteriaceae. Типичные представители этого рода - мелкие грамотрицательные палочки с закругленными концами размером (0,5-0,7) х (2,0-3,0) мкм. В мазках располагаются беспорядочно. Подвижные в жидких средах за счет перитрихиально расположенных жгутиков. У большинства клеток обнаруживаются пили. Спор, цист и капсул не образуют. Типовой вид Escherichia coli.

Escherichia coli - кишечная палочка (рис. 14.5) - факультативный анаэроб, хорошо растет на простых питательных средах при оптимальной температуре 37 °С. Колонии на мясопептонном агаре гладкие, блестящие, с ровными краями, слабовыпуклые, сероватые.

Рисунок 14.5. Escherichia coli

Размножение кишечных палочек в пищевых продуктах приводит к развитию таких пороков, как нечистый вкус, вспучивание.

Присутствие кишечной палочки в пищевых продуктах является показателем нарушения санитарного режима на производстве.

14.6. Род Proteus

Род Proteus относится к семейству Enterobacteriaceae. Представители рода часто встречаются в кишечнике человека, животных, в навозе, почве и загрязненных водах. Протеи легко идентифицировать благодаря их способности к роению. Роение протеев приводит к образованию вуалевидного налета на поверхности плотной питательной среды. Типовой вид - Proteus vulgaris.

Proteus vulgaris (палочка протея). Клетки протеев - мелкие грамотрицательные палочки размером (0,4-0,6) х (1,0-3,0) мкм. Не образуют эндоспор и капсул. Очень подвижны - перитрихи (рис. 14.6).

Рис. 14.6. Proteus vulgaris

Факультативные анаэробы. Хемоорганотрофы, обладающие дыхательным и бродильным типами метаболизма. Оптимальная температура роста 37 °С.

Палочка протея обладает активными протеазами и вызывает гнилостную порчу мяса и мясных изделий, рыбы, молочных продуктов. При разложении белков образует сероводород, аммиак и индол. Размножение протеев в продуктах может привести к пищевому отравлению.

14.7. Род Pseudomonas

Род Pseudomonas относится к семейству Pseudomonodaceae. Псевдомонады широко распространены в природе. Их обнаруживают в почве, воде, пищевых продуктах. Клетки псевдомонад - мелкие грамотрицательные палочки размером (0,5-1,0) х (1,5-5,0) мкм, спор и капсул не образуют, подвижны за счет одного или нескольких полярно расположенных жгутиков.

Строгие аэробы. На плотных средах образуют круглые или неправильной формы колонии, плоские и выпуклые, слизистые, часто пигментированные. Метаболизм только дыхательного типа с использованием кислорода в качестве конечного акцептора электронов. Способны расти в диапазоне температур от 4 до 43 °С.

Pseudomonas fluorescens (флюоресцирующая палочка), образует на питательном агаре крупные слизистые колонии, окрашенные в желтый или желто-зеленый цвет, часто флюоресцирующие (рис. 14.7).

Рис.14.7. Pseudomonas fluorescens

Pseudomonas aeruginosa (синегнойная палочка), выделяет в среду синий пигмент пиоцианин, поэтому ее колонии окрашены в синий цвет. Является условно-патогенным микроорганизмом.

Большинство псевдомонад являются психрофилами, способными размножаться при низких температурах хранения пищевых продуктов (от 2 до 4 °С).

Псевдомонады обладают активными протеолитическими и липолитическими ферментами, вызывая распад белков и жиров, что приводит к быстрой порче мясных, молочных и рыбных продуктов.

14.8. Род Bacillus

Род Bacillus относится к семейству Bacillaceae. Бактерии этого рода представляют собой палочки разной длины и толщины, грамположительные, в большинстве подвижные, образующие эндоспоры.

Аэробы или факультативные анаэробы. Хемоорганотрофы, метаболизм дыхательного или бродильного типа.

Bacillus subtilis (сенная палочка) - тонкие, короткие, грамположительные палочки размером (0,5-2,5) х (3,0-5,0) мкм, располагающиеся одиночно или цепочками. Клетки подвижные за счет перитрихиально расположенных жгутиков. Споры овальные, размером от 0,6 до 0,9 мкм, занимают центральное положение внутри клетки (рис. 14.8, а).

На мясопептонном агаре B. subtilis образует сухие морщинистые или бархатистые плоские колонии с волнистым краем, бесцветные или розоватые.

Споры сенной палочки весьма термоустойчивы, выдерживают кратковременную стерилизацию. Оптимальная температура роста 25-37 °С. Сенная палочка относится к гнилостным бактериям, она обладает активными протеазами, разлагающими белки молока, мяса, а также амилазами, вызывающими «картофельную болезнь» хлеба.

Bacillus megaterium (земляная палочка, от лат. terra - земля) - крупные зернистые палочки с закругленными концами размером (5-7) х (1,2-1,5) мкм, располагающиеся длинными цепочками. Споры эллиптические, располагающиеся в центре клетки (рис. 14.8, б).

Рис. 14.8. Род Bacillus: а - Bacillus subtilis; б - Bacillus megaterium; в - Bacillus mycoides

На плотной питательной среде образует крупные, гладкие, матовые или блестящие колонии с волнисто-бахромчатыми краями, серовато-белые. Обладает активными протеазами, расщепляет углеводы с образованием кислоты.

Bacillus mycoides (грибовидная палочка) - мелкие палочки размером (5-7) х (0,8-1,2) мкм, в цитоплазме имеются вакуоли и гранулы запасных питательных веществ. Споры овальной формы (рис. 14.8, в).

На питательном агаре образует колонии, напоминающие рост гриба: ризоидные или мицелевидные, стелющиеся по поверхности агара.

Грибовидная палочка обладает активными протеазами, разлагает белки с образованием горьких пептидов.

Bacillus cereus (от лат. cera - восковой) - короткие толстые клетки размером (3-5) х (1,0-1,5) мкм, одиночные или соединенные в цепочки. Споры овальные (1,5х0,9) мкм, располагаются субтерминально (смещены от центра к концу клетки).

Колонии на питательном агаре восковидные, толстые, матовые со складчатым центром и ризоидными волнистыми краями, иногда мелкобугристые с бахромчатыми краями, от которых отходят тонкие сплетения нитей.

B. cereus является потенциально опасным микробом, так как контаминированные им пищевые продукты могут вызвать отравление.

14.9. Род Clostridium

Род Clostridium входит в семейство Clostridiaceae. Палочковидные бактерии, грамположительные, в молодом возрасте, как правило, подвижные (перитрихи). Образуют эндоспоры, которые обычно превышают диаметр клетки.

Строгие анаэробы. Одни представители клостридий являются сахаролитическими, которые расщепляют сахара при маслянокислом и ацетонобутиловом брожении; другие - протеолитическими, вызывающими гнилостные процессы. Некоторые клостридии способны провоцировать пищевые отравления: ботулизм - возбудитель Clostridium botulinum,токсикоинфекции - возбудитель Clostridium perfringens. Среди клостридий встречаются и патогенные для человека виды, являющиеся возбудителями газовой гангрены (Clostridium septicum, C. perfringens, C. novyi), столбняка (Clostridium tetani).

Clostridium butyricum - маслянокислые бактерии. Крупные палочки размером (0,5-1,5) х (5-12) мкм, грамположительные, подвижные до момента спорообразования. Споры располагаются терминально или субтерминально. Клетки со спорами имеют вид булавы, теннисной ракетки или ложки.

Маслянокислые бактерии относятся к группе сахаролитических клостридий; они сбраживают углеводы с образованием масляной, уксусной, муравьиной кислот и большого количества газов, в связи с чем вызывают такие пороки пищевых продуктов, как прогорклый вкус, бомбаж консервов, вспучивание сыров.

Clostridium perfringens - крупная палочка размером (1-2) х (5-8) мкм, в отличие от других клостридий неподвижная, в организме человека и животных образует капсулу. Споры располагаются терминально или субтерминально (рис. 14.9).

Рис. 14.9. Clostridium perfringens

Хемоорганотрофы, метаболизм бродильного типа.

На плотной среде бактерии образуют мелкие круглые колонии с гладким или зубчатым краем. При росте на кровяном агаре колонии палочки перфрингенс круглые, гладкие, сероватые, впоследствии приобретающие зеленую окраску и окруженные зоной β-гемолиза.

Бактерии этого вида синтезируют ряд ферментов агрессивности: лецитиназу, коллагеназу, гиалуронидазу и др.

Палочка перфрингенс относится к сахаролитическим клостридиям. Этот вид вызывает быстрое свертывание молока с образованием губчатого сгустка. Споры термоустойчивы, способны выдержать кипячение в течение 2 ч. Обладает сульфитредуцирующей способностью. Некоторые серологические варианты этого вида (А и С) образуют эндотоксины, поэтому способны вызвать пищевые токсикоинфекции.

Clostridium putrificum - крупная грамположительная палочка, имеющая овальные споры, располагающиеся на конце клетки. Микроб относится к группе протеолитических бактерий, разлагает белки с образованием сероводорода и аммиака. Вызывает порок «гниющий сыр».

Clostridium sporogenes - подвижная палочка длиной 3-4 мкм и диаметром 0,9 мкм с закругленными концами. Крупные овальные споры располагаются в центре клетки. Характерным является быстрое образование спор (в течение первых суток роста). Сбраживает углеводы с образованием кислоты и газа. При разложении белков наблюдается обильное выделение сероводорода. Оптимальная температура роста от 35 до 40 °С, минимальная 8 °С. Является возбудителем порчи баночных мясных, рыбных, овощных консервов.

Clostridium botulinum - крупные палочки размером (3,4-8,6) х (1,0-1,3) мкм, грамположительные, подвижные до момента спорообразования, капсул не образуют. Споры располагаются терминально. Клетки со спорами имеют вид теннисной ракетки, лодочки, ложки (рис. 14.10).

Рис. 14.10. Clostridium botulinum

C. botulinum образует два экзотоксина: нейротоксин и гемолизин. Накопление в пищевых продуктах нейротоксина приводит к тяжелому пищевому отравлению, часто с летальным исходом.

Контрольные вопросы

1. Какие виды порчи пищевых продуктов вызывают бактерии, обладающие высокой протеолитической активностью?

2. Какие из описанных бактерий вызывают пищевые отравления?

3. Как относятся к кислороду воздуха бациллы и клостридии?

4. Перечислите роды бактерий, образующие и не образующие эндоспоры.

5. Какие из указанных родов относятся к семейству Еnterobacteriaceae?