Под влиянием биологических, химических и физических воздействий на горную породу образовалась почва.
Почвообразование - сложный исторический процесс. В зависимости от сочетания многих факторов и их интенсивности формируются различные типы почв.
Микроорганизмам принадлежит основная роль в первичном почвообразовательном процессе. Минералы и горные породы разрушаются под влиянием специфических микроорганизмов, так называемых силикатных бактерий, к которым Аристовская причисляет нитрификаторы, тиобактерии, а также спорообразующие бактерии.
Участие микроорганизмов в разрушении минералов бывает прямым и косвенным. При прямом разрушении микрофлора воздействует на горную породу двумя способами: ферментативно и посредством микробной слизи. Более значимым является ферментативное разрушение, при котором высвобождается сера, железо, марганец и др. Менее существенное значение имеет разрушение горной породы под действием слизеобразования, поскольку этот процесс очень специфичен. Слизь содержит обычно полисахариды, уроновую кислоту, карбоксильные и фенильные группы, которые воздействуют на минералы. В результате образуются комплексные соединения, и минералы разрушаются. В косвенном воздействии на почвообразующие породы принимают участие метаболические продукты микроорганизмов, которые являются очень сильными реагентами. К ним относятся, помимо прочих, минеральные и органические кислоты, основания, хелатообразующие вещества, характеризующиеся выраженными восстановительными свойствами. Одни микроорганизмы высвобождают серную кислоту, другие - азот. Установлено, что неорганические кислоты, выделенные микроорганизмами, наиболее активно участвуют в разрушении горной породы. Это самая ранняя стадия почвообразовательного процесса, в ходе которой развиваются автотрофные микроорганизмы, использующие минеральные питательные вещества. Гетеротрофные микроорганизмы развиваются более интенсивно там, где имеются органические вещества. Кислоты, выделяемые микроорганизмами, вызывают разрушение горных пород, при этом сами нейтрализуются, и создается благоприятная среда для развития микрофлоры. Многие микроорганизмы при своем развитии выделяют щелочные соединения, которые разрушают труднорастворимые соединения, в частности почвенные минералы. Следовательно, микроорганизмы активно участвуют в первичном почвообразующем процессе. Микроорганизмы, органические соединения, содержащие азот, и горная порода - это необходимые факторы формирования почвы. Автотрофные микроорганизмы являются первыми обитателями безжизненной породы, они образуют органическое вещество и создают условия для развития гетеротрофных микроорганизмов и более высших форм жизни - лишайников, мхов, растений. В связи с этим одна из основных задач - это исследование микробиологических процессов в первичном и современном почвообразовательном процессе.
Почвенная микрофлора играет важную роль в жизни растений. Она образует вблизи корней биологически активный слой, улучшает питание растений, предохраняет их от болезней и т. д. Однако до настоящего времени сравнительно мало известно об огромной роли микроорганизмов в питании растений, о естественном симбиозе растений и микроорганизмов, который, вероятно, постоянно совершенствовался в ходе эволюции растений и, бесспорно, играл и играет большую роль в жизни каждого растительного вида. Не случайно еще древние римляне утверждали, что для успешного развития растений необходима хорошая почва. В настоящее время наукой доказано, что в почве обитают микроорганизмы, с помощью которых растения приспосабливаются к среде и которые поставляют растениям питательные вещества и защитные средства.
Для развития почвенной микробиологии огромное значение имеют исследования ученых-микробиологов: Виноградского, Омелянского, Буткевича, Костычева, Худякова и др. В 1880 г. Каменский открыл у растений микоризу и сделал вывод, что корни некоторых растений покрыты мицелием грибов. Костычев в 1882-1885 гг. изучал роль почвенных грибов в образовании гумуса. Виноградский открыл процесс хемосинтеза и тем самым новую эру в развитии почвенной микробиологии. Он изолировал и изучил сернистые, железистые и нитрифицирующие бактерии, а в 1894 г. обнаружил и выделил клостридию - G. pasteurianum, - анаэробный азотфиксатор. Вслед за этим голландский микробиолог Бейеринк открыл азотобактер (Azotobacter chroococcum) - аэробный азотфиксатор. Исследования Буткевича были посвящены интенсивности и закономерностям процесса разложения органического вещества, связи между содержащимся в нем азотом и углеродом. Омелянский изучал разложение целлюлозы в почве и поведение азотфиксирующих бактерий. Русские и советские микробиологи установили, что микробиологическая активность в почвах бывает различной и зависит не только от состава микрофлоры, но и от условий, которые созданы для ее развития. Это еще одна из наиболее важных задач почвенной микробиологии: определение факторов, от которых зависит развитие микрофлоры, и оптимальных условий для биологических процессов в почве.
Почва густо населена микроорганизмами, которых она обеспечивает питательными веществами, воздухом, влагой, благоприятной температурой. Развитие микрофлоры в большой степени зависит от водно-физических и физико-химических свойств почвы.
В структурной почве такие факторы, как хорошая аэрация и влажность, создают условия, благоприятные для развития микроорганизмов. Кроме того, многие микроорганизмы в процессе жизнедеятельности выделяют вещества, в свою очередь положительно влияющие на структуру почвы, и таким образом сами создают и улучшают условия для своего развития. Ведущая роль в этом отношении отводится аэробным микроорганизмам, которые соединяют разложившиеся органические остатки, как будто цементируя их. По мнению Мишустина (1956), в создании устойчивой структуры почвы активно участвуют грибы и актиномицеты, они образуют мицелий, опутывающий почвенные частицы. Бактерии (азотобактер, различные бациллы и т. д.) выделяют слизь, с помощью которой формируется водопрочная структура. При разложении органических веществ под влиянием некоторых микроорганизмов выделяется уроновая кислота; соединяясь с белками, она формирует уропротеиновые комплексы, обладающие цементирующими свойствами.
Структурные почвы наиболее богаты микроорганизмами, развивающимися в порах, в связи с чем порозность почвы имеет большое значение для их жизнедеятельности. Почвенные поры обычно заполнены водой, которая используется микроорганизмами. Последние скапливаются на поверхности почвенных частиц, где адсорбированы различные питательные вещества. Бактерии обычно адсорбируются почвой, но это не препятствует их развитию.
Почвенный раствор содержит много питательных веществ, обеспечивающих развитие популяций микроорганизмов.
Для жизнедеятельности микроорганизмов большое значение имеет реакция почвенного раствора (pH), поскольку она влияет на растворимость солей. Однако не сама величина pH, а концентрация водородных ионов в почвенном растворе оказывает влияние на растворимость питательных веществ. Кислая реакция не благоприятствует развитию микрофлоры.
В поверхностных слоях почвы интенсивно протекают окислительные процессы, активно развивается микрофлора, тогда как в более глубоких горизонтах снижается содержание кислорода и усиливаются процессы восстановления. Граница между этими двумя противоположными процессами определяется свойствами почвы и зависит от глубины, на которой развиваются аэробные и анаэробные микроорганизмы.
Важным фактором, способствующим развитию микроорганизмов, является наличие в почве воздуха с высоким содержанием двуокиси углерода. Кислород в достаточном количестве содержится лишь в поверхностном горизонте, где и отмечается наибольшая численность микрофлоры.
Буферная способность, которой обладает почва, инактивирует различные вещества, такие как кислоты, токсины и др., создавая таким образом условия, благоприятные для жизнедеятельности микрофлоры.
Температурные условия также положительно влияют на развитие микрофлоры, поскольку значительные колебания температуры происходят лишь в поверхностном горизонте, тогда как в более глубоких слоях почвы температура бывает довольно постоянной. Микроорганизмы выдерживают относительно низкую температуру. Установлено, что при оттаивании замерзшей почвы стимулируется их развитие. Почвенные микроорганизмы могут страдать от вредоносного влияния солнечных лучей, но, с другой стороны, солнце положительно влияет на микрофлору. По данным Красильникова, азотфиксирующие микроорганизмы более активны в почвенно-климатических условиях с высокой температурой.
Под влиянием микроорганизмов в почве разлагаются растительные и животные остатки. Получаемые продукты разложения органических веществ подвергаются биохимическим превращениям, в результате которых в почве накапливаются специфические вещества, называемые гумусом. В процессах минерализации и синтеза при образовании гумуса участвуют различные ферменты, синтезируемые микроорганизмами. В органических остатках в первую очередь разлагаются запасающие углеводы, затем белки, жиры и в последнюю структурные углеводы - гемицеллюлоза, целлюлоза и лигнин. Органические вещества, которые не минерализуются под влиянием микроорганизмов, в почве практически отсутствуют.
Синтез органических веществ в почве происходит при участии различных видов микроорганизмов. Особую роль играют автотрофные микроорганизмы: серобактерии, железобактерии, нитрифицирующие бактерии и др., которые в процессе жизнедеятельности превращают минеральные вещества в органические, служащие источником питания для гетеротрофных микроорганизмов.
Корни растений и микроорганизмы выделяют в почву различные биологически активные вещества: витамины, ауксины, пантотеновую и никотиновую кислоту и ферменты, находящиеся в активном состоянии и стимулирующие развитие микрофлоры. В почве присутствуют и выделяемые микроорганизмами антибиотики, которые ингибируют или полностью подавляют жизнедеятельность некоторых вредных видов, способствуя развитию полезных микроорганизмов.
Бактериальные клетки обычно адсорбированы на поверхности почвенных частиц, что особенно сильно проявляется в поверхностных горизонтах и на почвах с высокой сорбционной способностью. В кислых почвах бактерии адсорбируются более интенсивно. Для высокой адсорбции на нейтральных почвах требуется низкая влажность и высокая температура. Адсорбция - обратимый процесс: изменение температуры, почвенной реакции, влажности и других факторов приводит к десорбции бактериальных клеток. Адсорбированные микроорганизмы защищены от неблагоприятных условий, однако обладают меньшей активностью, поскольку их адсорбция носит не физико-химический, а биологический характер. Почвой адсорбируются также продукты жизнедеятельности микроорганизмов. Особо важное значение для развития микрофлоры имеет адсорбция продуктов метаболизма, поскольку при этом почва освобождается от токсических веществ. При адсорбции ферментов, антибиотиков, стимуляторов роста и других веществ их активность сохраняется продолжительное время, что имеет важное значение для плодородия почвы и развития микрофлоры.
Клетки микроорганизмов распределены в почве неравномерно. Они образуют различные по величине колонии. Наиболее часто сожительствуют неантагонистические виды. Микроорганизмы обычно размещены в крупных порах, хотя могут проникать в мелкие поры и капилляры. Они подвижны и способны перемещаться на 1,5-3,5 м.
В почве практически нет участков, не заселенных микроорганизмами, их расселению помогает способность менять форму в зависимости от внешних условий. Они могут становиться палочковидными, кокковидными, а кроме того, изменять размер и т. д.
О специфическом влиянии типа почвы на количество и состав микрофлоры мнения различны. Так, Мишустин считает, что микроорганизмы распространены в строгой географической зональности. Например, соотношения Azotobacter, клубеньковых бактерий, В. mycoides и др. меняются в соответствии с почвенно-географическими условиями. По мнению Красильникова (1958), Пошона и де Бержака (1969), численность и состав почвенной микрофлоры зависят от окружающих условий - растительного покрова, влажности, температуры и других факторов, т. е. распространение микроорганизмов определяется не географической зональностью, а экологическими факторами. Температура - один из важнейших экологических факторов. В почве наиболее многочисленны мезофильные микроорганизмы. В зависимости от географической зональности различают психрофильные и термофильные микроорганизмы.
Важным фактором для жизнедеятельности микроорганизмов является влага: в зонах с низкой влажностью преобладают ксерофитные формы, к основным представителям которых относятся микобактерии и актиномицеты. Распространение и состав микроорганизмов зависят не от типа почвы, а от сочетания факторов, характерных для данной местности. По мнению Мишустина (1948), Сушкиной (1949), по распространению отдельных микроорганизмов можно судить о характере и плодородии почвы. Наиболее часто в качестве такого показателя принимают численность и активность бактерий рода Azotobacter, которые особенно чувствительны к изменению почвенно-экологических условий. Следовательно, почва - это естественный субстрат, в котором микроорганизмы находят условия для своего существования. Необходимо отметить, что в природе нет стерильной почвы, т. е. не заселенной микроорганизмами. Численность микроорганизмов, соотношение между отдельными группами, интенсивность процессов, в которых они участвуют, видовой состав и т. д. существенно зависят от почвенно-климатических условий.
При определении заселенности почвы микроорганизмами важно знать не только их численность, но и активность микрофлоры. Количество микроорганизмов в сущности определяет степень биологической активности почвы. В экологических системах вследствие сочетания различных факторов в почве устанавливается биологическое равновесие, которое наиболее сильно нарушается антропогенным воздействием. Различные агротехнические приемы - удобрение, орошение, обработка почвы, чередование культур в севообороте и др., применяемые при возделывании культур, оказывают существенное влияние на почвенную микрофлору. При внесении удобрений микрофлора, как правило, активизируется. Орошение и обработка почв значительно меняют условия существования микроорганизмов. Изменения биологических свойств почвы в зависимости от технологии возделывания культур отражаются на ее свойствах и плодородии, при этом меняется численность, состав и активность микрофлоры, нарушаются основные процессы, происходящие в почве, изменяется степень ее плодородия. Поэтому особую актуальность приобретает изучение биологических свойств почвы, особенно при интенсивном возделывании и удобрении культур как одного из основных факторов антропогенного влияния.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Микробы широко распространены в природе: в почве, воде, воздухе, которые являются очагами деятельности разнообразной микрофлоры.
Микрофлора почвы. Самой благоприятной средой для развития микробов является почва, в 1 г которой находится до нескольких миллиардов микробов. Развитию микробов в почве способствуют имеющиеся в ней питательные вещества (органические, минеральные), постоянная влажность и температура, отсутствие солнечного света, губительно действующего на микробы. Больше всего микробов содержится на глубине от 1 до 30 см. В песчаной почве их меньше, чем в черноземной. Некоторые микробы очищают почву от остатков животного и растительного происхождения путем минерализации сложных органических веществ. Однако почва может быть загрязнена и болезнетворными микробами, попавшими туда с трупами животных, отбросами, которые вызывают различные заболевания человека.
Болезнетворные микробы, как правило, постоянно в почве не обитают, но попадая в нее могут некоторое время сохраняться. Так в почве могут находиться возбудители дизентерии, брюшного тифа, холеры, которые выживают в ней до 30-40 дней, а споры сибирской язвы, столбняка, ботулинуса, газовой гангрены сохраняются в ней годами.
Корни растений своими выделениями, микробы-антагонисты, частые перепады влажности и температуры почвы оказывают губительное действие на микробы.
Почва является основным резервуаром, из которого микробы попадают в воду и воздух.
Микрофлора воды. Для некоторых микроорганизмов вода является естественной средой обитания, особенно, в открытых водоемах - в реках, озерах, прудах, меньше в артезианской воде. Загрязненность воды может составлять до миллиона микробов в 1 мл.
Со сточными водами, выделениями больных людей и животных в воду могут попадать болезнетворные микробы: холерный вибрион, возбудители брюшного тифа, дизентерии, бациллы сибирской язвы и др. Они сохраняются в воде длительное время. Так холерный вибрион выживает в воде до нескольких месяцев, возбудитель туберкулеза до 5 месяцев, сальмонеллы до 3 месяцев.
Вода, загрязненная болезнетворными микробами, может явиться причиной массовых заболеваний людей. Особенно опасно фекальное загрязнение воды, в которых обнаруживаются возбудители желудочно-кишечных инфекций. Вода в природе может загрязняться промышленными стоками, содержащими различные химически активные вещества: аммиак, сероводород, соли азотной кислоты, хлориды, соли фосфорной кислоты.
Такую воду следует подвергать тщательной очистке - отстаивать, фильтровать, озонировать, обрабатывать ультрафиолетовыми лучами и т.д. на специальных очистительных станциях. При умеренном загрязнении водоемов чистота воды может через некоторое время восстанавливаться в результате естественного процесса самоочищения (оседание частиц, окисление загрязняющих частиц, утилизацией химических загрязнений микробами, участие бактериофагов, личинок насекомых, мальков рыб и т.д.).Таким образом восстанавливается естественное состояние водоемов.
Микрофлора воздуха. Воздух- неблагоприятная среда для жизни микроорганизмов и чистота его зависит от степени запыленности и загрязнения выбросами промышленных предприятий. Воздух чище зимой, чем летом; над океанами и морями чище, чем над сушей; над лесными массивами чище, чем над распаханной землей; в сельской местности чище, чем в городе. Больше обсеменены микробами нижние слои воздуха (1 м 3 воздуха содержит десятки тысяч микроорганизмов). Много микробов может быть в воздухе производственных помещений. В воздухе могут находиться болезнетворные микробы туберкулеза, дифтерии, гриппа и др. заболеваний.
Оздоровление воздуха природной среды, производственных помещений является важной повседневной задачей.
Очистить воздух в помещениях можно вентиляцией, систематической влажной уборкой, бактерицидными лампами, дезинфицирующими средствами и другими способами.
Микрофлора тела человека. На коже человека и во внутренних органах постоянно обитают микробы. В результате общения с природой и с людьми у человека происходит «обменивание» микрофлорой. В организм человека микробы поступают с пищей, водой, из воздуха.
Несмотря на большое многообразие окружающей микрофлоры, у каждого человека имеет место индивидуальная специфичность ее.
Очень многообразна микрофлора полости рта. Температура, влажность, щелочная реакция слюны, остатки пищи - все это благоприятствует развитию различных микроорганизмов. Во рту много микрококков, стрептококков, стафилококков, вибрионов, спирохет, палочек, дрожжей и др. У больных людей, бактерионосителей обнаруживаются туберкулезная палочка, дифтерийная палочка, менингококки и др. Обильно обсеменены микробами зубной налет, зубы, пораженные кариесом, миндалины.
Ежедневная чистка зубов на ночь и утром, полоскание рта после приема пищи, здоровые зубы - все это убережет человека от многих заболеваний.
Органы дыхания постоянной микрофлоры не имеют и полностью зависят от содержания микробов во вдыхаемом воздухе.
Микрофлора желудочно-кишечного тракта обильна и многообразна. Ежедневно человек выделяет из кишечника сотни миллиардов микроорганизмов. В кишечнике постоянно обитают кишечная палочка, некоторые кокки, протеи и многие другие сапрофиты. У больных и бактерионосителей обнаруживают дизентерийную и брюшнотифозную палочки, сальмонеллы и др. Поэтому все работники общественного питания систематически подвергаются обследованию на бактерионосительство.
Руки человека загрязняются микробами из окружающей среды (воздух, предметы) и со всех других частей тела. На руках обнаруживаются различные микробы опасные для здоровья человека, вызывающие дизентерию, брюшной тиф, гепатит, сальмонеллез и др. Наличие на руках кишечной палочки свидетельствует о низкой санитарной культуре человека, не соблюдающего санитарные правила личной гигиены (не моет руки перед едой, перед приготовлением пищи, после туалета), о неудовлетворительных санитарно-гигиенических условиях труда и быта.
Поддержание нормального состояния здоровья, чистота рук, всего тела, ротовой полости необходимы для всех людей, особенно работников общественного питания.
Молоко является благоприятной средой для сохранения и развития микроорганизмов. Наиболее обильным и значительным источником бактериального загрязнения молока во время дойки являются шерсть и кожа коров. Молочная посуда и инвентарь, плохо вымытые или промытые неудовлетворительной в санитарном отношении водой, также представляют серьезные источники бактериального загрязнения молока. Заметным фактором загрязнения молока может стать воздух помещения в случае запыления его сухими кормами перед дойкой или во время ее. Сравнительно редко молоко загрязняется руками доярок. Возможность загрязнения молока увеличивается при перекармливании коров сочными кормами (силос, корнеплоды), вызывающими жидкий кал. В чистом молоке преобладают микрококки, немного молочнокислых бактерий, сарцин и др. В молоке, полученном в антисанитарных условиях, может оказаться значительное количество кишечных палочек, а также гнилостных и молочнокислых микробов.
При длительном хранении молока (при комнатной температуре) можно констатировать не только количественные, но и качественные изменения микрофлоры. Непосредственно после дойки в течение нескольких часов количество микробов в молоке не увеличивается или даже снижается (бактерицидная фаза). За последнее время в молоке был обнаружен антибактериальный фактор - лактенин (по-видимому, ферментативной природы). Бактерицидные свойства выдоенного молока проявляются тем длительнее, чем ниже его температура и чем меньше первичное обсеменение. Бактерицидные свойства проявляются преимущественно в отношении микрококков вымени, некоторых молочнокислых стрептококков и стрептококков группы А. Бактерицидное действие молока, по-видимому, не распространяется на кишечные и брюшнотифозные палочки. За бактерицидной фазой следует фаза смешанной микрофлоры, продолжающаяся около 12 часов. Она сменяется фазой молочнокислых стрептококков, вытесняющих благодаря накоплению молочной кислоты щелочеобразующие и гнилостные бактерии. Затем наступает фаза молочнокислых палочек, более кислотоустойчивых, чем стрептококки, постепенно вымирающие. Последняя фаза - фаза грибковой микрофлоры - характеризуется подавлением молочнокислой микрофлоры дрожжевыми и плесневыми грибками, для размножения которых высокая кислотность молочной среды является благоприятной. Все эти фазы заканчиваются гнилостным разложением молока вследствие размножения соответствующих микробов. Описанная схема закономерной смены фаз микрофлоры молока не является постоянной, ряд факторов может ее нарушить, например буферность молока или температура его хранения. Последняя не только влияет на общее размножение микробов, но обладает избирательным действием на развитие отдельных форм микробов. Например, молоко (пастеризованное или кипяченое) при длительном хранении при низкой температуре (5°), оставаясь внешне нормальным, может приобретать горький вкус вследствие преобладающего развития психрофилов, среди которых часто встречаются гнилостные споровые микробы.
Молоко может инфицироваться на первом этапе его получения от больного (или бациллоносителя) животного или человека; оно может быть инфицировано и водой, применяемой для мытья посуды и подмывания вымени. Возможно инфекционное загрязнение молока и на дальнейших этапах его продвижения к потребителю. Туберкулезная инфекция может передаваться через молоко больных коров, так как возбудитель туберкулеза рогатого скота (Mycobacterium tuberculosis, typus bovinus) патогенен и для человека; особенно восприимчивы к нему дети. Молоко от коров, больных туберкулезом легких, кишок, вымени, не допускается к употреблению в пищу и подлежит уничтожению. Молоко от коров, реагирующих на туберкулез, но не имеющих клинических признаков заболевания, допускается к употреблению в пищу после пастеризации при t° 8,5° в течение 30 мин.
Бруцеллез среди населения, не имеющего контакта с животными, распространяется алиментарным путем и почти исключительно через сырое коровье молоко. Поэтому молоко от коров, положительно реагирующих на аллергические и серологические пробы на бруцеллез, но не имеющих клинических симптомов, обезвреживается путем пастеризации в течение 30 мин. при t° 70° или моментальной пастеризации при t° молока не менее 90°. Молоко, полученное от коров с клиническими явлениями бруцеллеза, обязательно кипятят в течение 5 мин.
Мастит (воспаление молочных желез лактирующих коров) вызывается преимущественно стрептококком (Str. mastitidis); стафилококки и некоторые другие бактерии играют здесь второстепенную роль. Молоко и молочные продукты, полученные от коров, страдающих маститом, вызывают пищевые отравления. Поэтому в дополнении (1958) к санитарным и ветеринарным правилам предусматриваются изоляция и лечение больных маститом коров, отдельное использование маститного молока после кипячения для скармливания телятам и поросятам и запрещение этого молока для использования в пищу.
Ящур передается человеку алиментарным путем, в частности через сырое молоко больных животных. Молоко, полученное в карантинированных по ящуру хозяйствах, допускается для употребления в пищу только внутри хозяйства после кипячения в течение 5 мин.
При сибирской язве отделение молока резко снижается. Получаемое молоко уничтожается.
Туляремия иногда может передаваться через молоко. Возбудитель (Pasteurella tularensis) может выживать в молоке несколько дней. Необходимо тщательно защищать молоко от грызунов.
Ку-лихорадка может передаваться через молоко, полученное от больных животных в течение 20-30 дней в периоде бессимптомной стадии. Получаемое молоко подлежит уничтожению.
Ветеринарное законодательство не допускает выпуск молока для употребления в пищу от коров, коз, овец и лошадей, больных сибирской язвой, симптоматическим карбункулом, бешенством, чумой рогатого скота, инфекционной желтухой, некробациллезом вымени, актиномикозом вымени, сапом (и подозрительных на сап), злокачественным отеком и лейкозом.
Молочные эпидемии брюшного тифа отличаются от водных эпидемий большей массивностью и меньшей растянутостью сроков инкубационного периода; при них выше поражаемость брюшным тифом детей (главных потребителей молока). Наиболее частый первоисточник инфекции молока - бациллоноситель и больной. Молоко, идущее для потребления, обязательно пастеризуют; эффективность пастеризации необходимо проверять. Периодически обследуют на бациллоносительство всех лиц, непосредственно соприкасающихся с товарным молоком.
Паратиф В нередко может протекать в виде молочных эпидемий и вспышек, течение которых сходно с тифозными. Профилактика та же, что и при брюшном тифе.
Дизентерия также может передаваться через зараженное молоко.
Гепатит эпидемический (болезнь Боткина) может передаваться через молоко. При подозрении, что молоко содержит вирус гепатита, его кипятят в течение 10 мин.
Дифтерия может легко передаваться через молоко, хотя в СССР вспышек дифтерии, связанных с молоком, не наблюдалось.
Возбудитель скарлатины может вызывать у коров мастит и попадать в молоко от скарлатинозного больного и носителя. Обязателен медицинский осмотр персонала молочных предприятий, временное устранение от работы страдающих ангинами, регулярный ветеринарный надзор за лакирующими животными и пастеризация молока.
Полиомиелит может передаваться через молоко. Вирус полиомиелита сохраняется в молоке до 3 месяцев. Молоко из местностей, эпидемических по полиомиелиту, подвергается обязательному кипячению или усиленной пастеризации при t° 70° в течение 30 мин.
Пищевые отравления молоком наблюдались неоднократно, особенно в тех странах и местах, где оно употребляется в сыром виде. Однако наиболее частой причиной отравления не только сырым, но и пастеризованным молоком является его обсеменение энтеротоксигенным стафилококком, источником которого могут быть маститные коровы или (чаще) бациллоноситель и больной. Обращает внимание нередкое отравление пастеризованным фляжным молоком, подвергавшимся скисанию (самоквас) и, по-видимому, загрязненным энтеротоксигенным стафилококком. Необходимо соблюдение гигиенических требований при обращении с молоком, контроль за состоянием здоровья персонала, имеющего дело с молоком. Фляжное пастеризованное молоко следует перед употреблением в пищу повторно пастеризовать или кипятить. Скисшее фляжное молоко используют исключительно для изготовления каш, запеканок, булок и пр.
Существует целый ряд факторов, которые оказывают существенное влияние на рост и развитие всех бактерий. Среди основных причин можно назвать:
- температуру;
- химический состав среды;
- кислотность (уровень, pH);
- влажность;
- свет.
Изменение какого-либо одного или целого ряда условий может подавить или ускорить развитие бактерии, заставить ее подстроиться под новую среду обитания или привести к гибели.
Для прокариотов понятия роста и развития почти тождественны. Под ними понимается то, что в процессе жизнедеятельности отдельный микроорганизм или группа бактерий синтезируют клеточный материал (белок, ДНК, РНК), за счет чего происходит увеличение цитоплазматической массы. Рост продолжается еще некоторое время, пока клетка не становится способной к размножению, и тогда развитие бактерий останавливается.
Размножение характеризуется способностью к самовоспроизведению. Результатом этого процесса является увеличение числа микроорганизмов на единицу объема, то есть происходит рост популяции.
Все вещества и структуры клетки могут расти и развиваться пропорционально. В этом случае микробиологи говорят о сбалансированном росте. Он таковым не является, если изменяются особенности среды. Тогда начинают преобладать определенные продукты метаболизма, а выработка других веществ прекращается. Зная о такой закономерности, ученые делают процесс роста намеренно несбалансированным, чтобы производить синтез полезных соединений.
Жизненный цикл бактериальной клетки
Деление клетки микроорганизма, за счет которого и осуществляется размножение, характеризуется достаточно коротким временным циклом. На скорость образования колонии микробов оказывают влияние все перечисленные выше факторы. В достаточно питательной среде с нужным уровнем pH и при оптимальной температуре время генерации может составлять от 20 минут до получаса. В проточной воде цикл развития может сокращаться до 15–18 минут.
Идеальные условия, гарантирующие такой быстрый рост, достаточно редко встречаются: питание в нужном объеме отсутствует, мешают накапливающиеся продукты распада. Если бы воплотился в жизнь сценарий с возникновением наилучших условий для цикла размножения бактерий, то за сутки только одна клетка кишечной палочки образовала бы обширную колонию весом в несколько десятков тысяч тонн!
Рост микроорганизмов исследовался в условиях замкнутых резервуаров, где, находясь в воде, бактерии не сразу начинали развиваться и размножаться. Только попав в питательную среду, они некоторое время приспосабливались к новым условиям. Размножение проходило постепенно, пока не стало спадать и не прекратилось вовсе. Эти наблюдения позволили выделить некоторые фазы развития, складывающиеся в общий жизненный цикл существования бактерий.
- Исходная фаза характеризуется отсутствием роста и деления клеток. Идет процесс адаптации (от 1 до 2 часов).
- Период интенсивного роста получил название лаг-фаза. Начинается деление клеток, но пока очень медленно. Продолжительность этого этапа развития индивидуальна у различных видов бактерий. К тому же на время ее протекания оказывают влияние условия среды.
- Для третьей фазы характерно начало интенсивного размножения, скорость которого возрастает по экспоненте.
- Период генерации начинает увеличиваться к началу четвертой фазы. Но питательная среда истощается, в ней растет концентрация продуктов обмена. Скорость размножения снижается, а некоторые клетки погибают.
- Этой фазе цикла свойственно сохранение знака равенства между вновь появляющимися клетками и количеством погибших микроорганизмов. Популяция продолжает ненамного увеличиваться.
- Шестая и седьмая фазы завершают цикл развития. Это время отмирания клеток, число погибающих начинает доминировать.
- На финальной восьмой стадии цикл жизни бактерий завершается. Скорость отмирания уменьшается, но под воздействием неблагоприятных факторов среды гибель продолжается.
Описанные стадии соответствуют непроточной культуре бактерий. Чтобы рост не замедлялся, в среду постоянно можно вводить новые порции питательных веществ, выводя из нее продукты обмена. Это позволяет добиться того, чтобы нужные микроорганизмы постоянно находились в периоде развития. Такой принцип проточного культивирования микроорганизмов используется, например, в аквариуме.
Влажность как необходимое условие жизнедеятельности микроорганизмов
Для роста и развития бактериям нужно, чтобы уровень влажности в среде их обитания поддерживался на определенном уровне. Воде отводится важная роль при осуществлении обмена веществ, она помогает поддерживать нормальное осмотическое давление в клетке бактерии, делает ее жизнеспособной. Поэтому почти все прокариоты влаголюбивы, а падение этого показателя до значения ниже 20% относят к деструктивным для роста факторам.
Чем меньше воды содержится в среде, тем пассивнее идет процесс размножения. На продуктах питания это утверждение проверяется легче всего: сухими они хранятся гораздо дольше. Но такой способ обработки и хранения не является универсальным. Сушка задерживает рост некоторых бактерий и микробов, но есть и те, кто сохранит свою дееспособность.
Влияние кислотности среды на жизнеспособность бактерий
Кислотность среды относят к одному из важнейших показателей для роста и развития микроорганизмов. Ее обозначают символом pH и рассматривают в интервале от 0 до 14. Кислым средам соответствуют значения от 0 до 6, для щелочных показатель колеблется от 8 до 14, а нейтральной точкой считается уровень pH 7,07. Оптимумом для развития микроорганизмов являются цифры, характеризующие нейтральную среду.
Интервал pH от 1 до 11 – это предельные показатели, при которых удалось выжить некоторым бактериям. Но в основной массе их рост прекращается при уровне кислотности, равном 4. Если значение pH определяется как 9, то практически все известные микроорганизмы перестают размножаться. То есть для развития и роста бактерий важно, чтобы кислотность находилась в рамках от 4 до 9.
Существует вид прокариотов, для которых жизненно важно, чтобы pH как можно больше соответствовал кислым средам. Их называют ацидофильными и относят к виду молочнокислых бактерий. Когда они оказываются в молоке, то начинают перерабатывать содержащиеся в нем углеводы в молочную кислоту. Они являются важными участниками процесса получения пробиотических продуктов.
Полезные свойства молочнокислых ацидофильных микроорганизмов используются и для того, чтобы создать лекарственные препараты. Они оказывают благотворное влияние не только на функцию кишечника, но и помогают справиться с рядом других заболеваний. Понижение уровня pH с целью сохранения заготовок на зиму использует каждая хозяйка. Добавление уксуса создает кислую среду, в которой патогенные микроорганизмы не выживают.
Для некоторых молочнокислых бактерий в процессе роста и развития характерен синтез кислоты в таком большом количестве, что pH падает до критического уровня, и они прекращают развиваться или погибают. Встречаются и настоящие рекордсмены по выживанию и успешному функционированию в кислых средах. Так, при оптимальном значении pH, равном 2,5, молочнокислая ацидофильная бактерия Thiobacillus thooxidans может развиваться при показателе кислотности 0,9.
Что происходит с микроорганизмами во время бактерицидной фазы?
Если бактерии при идеальных условиях способны очень быстро развиваться, то почему, например, в только что полученном молоке их рост некоторое время не происходит? Среда достаточно благоприятная, и даже асептические условия доения не исключают наличие большого числа микроорганизмов. Но в свежем молоке имеются лактенины – бактерицидные вещества, способные определенный период времени сдерживать развитие бактерий.
Действие лактенинов настолько сильно, что многие микроорганизмы не просто замедляют рост, но и погибают. Период их действия, названный бактерицидной фазой, постепенно заканчивается. Это зависит от начального количества бактерий в молоке и повышения температуры продукта. Влияние лактенинов может продолжаться от 2 до 40 часов. Бактерицидную фазу стараются продлить и молоко охлаждают. По ее истечении рост микробов и бактерий возобновляется.
Даже если изначально в молоке было небольшое количество молочнокислых микроорганизмов, то они постепенно начинают преобладать. И для того чтобы предотвратить скисание и избавиться от вредных бактерий, применяют тепловые способы обработки. Нагрев, кипячение и другие виды тепловой обработки относят к еще одному способу устранения нежелательной микрофлоры в продуктах. И можно назвать еще одну важную составляющую среды, оказывающую влияние на рост и развитие бактерий, – температуру.
Чего боятся мезофилы?
Особенности строения бактерий исключают у них наличие механизмов, которые могли бы регулировать температуру. Поэтому они очень зависят от того, насколько охлаждается или нагревается среда их обитания. По температурным предпочтениям прокариотов принято делить на:
- Психрофилов – любителей низких показателей (диапазон от 0 до 35°C, оптимум 5–15°C).
- Термофилов – они предпочитают высокие температуры (40–80°C допустимые условия для существования, но оптимальный показатель от 55 до 75°C).
- Мезофилов. К ним относят большинство бактерий, в том числе и болезнетворных. Их рост и развитие требуют температуры в 30–45°C. Диапазон для их выживания гораздо шире (от 40 до 80°C), но только при оптимуме жизнедеятельность протекает наиболее активно.
Прямое влияние повышения или понижения температуры на развитие микрофлоры помогает бороться с ее присутствием на продуктах. Особое значение эта мера обработки приобретает в рамках предотвращения ботулизма.
Clostridium botulinum, или Еще один повод для тщательной тепловой обработки продуктов
В процессе роста и развития некоторые микроорганизмы способны производить особо опасные для здоровья человека вещества – токсины. Бактерия Clostridium botulinum является причиной возникновения ботулизма, при котором наиболее вероятен летальный исход. Выделяют две разновидности существования бактерии:
- вегетативную;
- споровую.
Вегетативный вариант ботулизма не так опасен. Микроорганизм с такой формой существования погибает уже после того, как продукт подвергся кипячению в течение 5 минут. А вот споры ботулизма погибнут только после пятичасовой обработки, при этом температура должна достигать определенной отметки. Споры – это своеобразные защитные оболочки, которые сохраняют дремлющую бактерию длительное время. Спустя несколько месяцев происходит их прорастание, и ботулизм «просыпается».
Споры надежно хранят свой ценный груз и в условиях холода, и под действием ультрафиолета. Критической окажется температура в 80°C для вегетативной разновидности ботулизма и более длительная обработка при 120°C для споровой формы. Эти условия не всегда соблюдаются хозяйками при консервировании заготовок, поэтому заразиться можно и от неправильно приготовленных домашних консервов.
Для ботулизма свойственны следующие первые признаки:
- боли в центральной части живота;
- приступы диареи (от 3 до 10 раз в сутки);
- головная боль;
- чувство слабости, недомогание и быстрая утомляемость;
- периодическая рвота;
- высокая температура тела (до 40°С).
Начало ботулизма несколько реже, но все-таки может сопровождаться расстройством зрения, расплывчатым видением предметов, наличием тумана или мушек перед глазами и не проявлявшейся ранее дальнозоркостью. Дыхательные сбои и затрудненное глотание – еще один возможный симптом.
Осложнения ботулизма проявляются в виде вторичных бактериальных инфекций, например, пневмонии, пиелонефрита, сепсиса, гнойного трахеобронхита. Может развиваться аритмия, происходит поражение миозитом икроножных и бедренных мышц. Болезнь протекает около трех недель, а в результате грамотного и своевременного лечения ботулизма восстанавливаются утраченные функции зрения, дыхания и возвращается способность глотать.
Как бактерии размножаются в еде?
Любые продукты, употребляемые человеком в пищу, имеют собственную микрофлору. Ее можно разделить на два вида:
- специфическую – это микроорганизмы, которые были добавлены намеренно для того, чтобы придать определенные вкусовые или ароматические качества;
- неспецифическую – ее составляют бактерии, попавшие на продукт случайно (не был соблюден санитарный режим на производстве или в магазине, нарушались сроки хранения, правила обработки).
При этом разные представители болезнетворных прокариотов предпочитают свой определенный тип продуктов. Сальмонеллы, например, заядлые любители яиц, мяса и молока. Опасность заражения заключается в том, что в чистоте продукта нельзя убедиться по его внешнему виду. Сальмонеллы в зараженном мясе, субпродуктах или фарше никак не меняют их цвет, вкус или запах. Если приготовленные из такого сырья блюда не пройдут правильную тепловую обработку, то заболевание неизбежно.
Палочкам сальмонеллы для развития нужна температура в 37°C, спор и капсул они не образуют, но к условиям внешней среды весьма устойчивы. Даже в охлажденном до 0°C мясе они способны выживать до 140 суток. При этом способность к делению не утрачивается. В открытых водоемах сальмонеллы останутся жизнеспособными около 4 месяцев, а в яйцах птиц примерно год. Большая часть штаммов способна выживать после воздействия антибиотиков и дезрастворов.
Сальмонеллы, служащие возбудителями инфекции, чаще всего живут в организме сельскохозяйственных животных. Болезнь у коров, лошадей, овец, свиней или птиц протекает без симптомов. Возбудители выделяются вместе с мочой, слюной, испражнениями и слизью из носа, но люди заражаются чаще всего через молоко, мясо или яйца (пищевой способ). Сальмонеллы могут передаваться и от уже заболевшего человека (контактно-бытовой путь передачи).
Бактерия Сальмонелла (Salmonella)
Мясо птиц или животных может быть заражено во время транспортировки или обработки. Чтобы сальмонеллы не стали причиной заболевания, в домашних условиях можно только соблюдать простые правила профилактики любых кишечных инфекций.
- качественная обработка мяса, рыбы, яиц и молока;
- покупка мясных полуфабрикатов, необработанной продукции с частных фермерских хозяйств только при наличии заключения СЭС о безопасности;
- выполнение правил личной гигиены;
- отдельный инвентарь для разделки сырых и вареных продуктов поможет не стать носителями сальмонеллы.
Со стороны фермерских хозяйств и соответствующих надзорных органов должен вестись постоянный мониторинг условий содержания животных, их здоровья и качества продукции (особенно мяса) на выходе.
Болезнь протекает следующим образом. Палочки сальмонеллы попадают в пищеварительный тракт. В верхних отделах кишечника они уничтожают часть полезной микрофлоры, затем начинают размножаться в тонкой кишке. При этом нарушается работа этого отдела ЖКТ, страдает перистальтика. Затем болезнь переходит в острую форму, начинается интоксикация организма, обезвоживание, судороги и острая почечная недостаточность. Так что недооценивать сальмонеллез весьма опрометчиво.
Как добиться сохранения численности популяции микроорганизмов в аквариуме
Как уже упоминалось, в воде численность бактерий может резко увеличиваться. И не всегда это полезная микрофлора. Чтобы рыбы и растения в аквариуме не болели, а вода оставалась чистой и незамутненной, существуют специальные препараты, помогающие функционировать полезным микроорганизмам или содержащие нужные бактерии.
Аквариумисты стремятся к тому, чтобы в водной среде всегда присутствовали простейшие, отвечающие за азотный цикл. Препараты, направленные на поддержание такой микрофлоры, отвечают за то, чтобы в воде аквариума восполнялись природные ферменты и коллоиды. Поврежденные или больные микроорганизмы при наличии такой поддержки приходят в норму и возвращают свои утраченные способности.
Препараты, улучшающие состояние воды в аквариуме, расщепляют органические вещества, останавливают размножение и рост водорослей. Есть и такие растворы, которым под силу восстановить кислотность и поддерживать ее на нужном уровне. Но они будут эффективны только в том случае, если аквариум не находится в запущенном состоянии, а фильтрующие материалы заменены новыми.
Ускорить переход азота в простую форму, снизить жесткость воды также под силу специальным препаратам. Создаваемое ими в аквариуме биологическое равновесие гарантирует, что скорость образования продуктов жизнедеятельности будет равна скорости их выведения. А в незагрязненной отходами воде охотно развиваются и функционируют полезные бактерии.
Так называемые стартовые микроорганизмы содержатся в препаратах в состоянии покоя. Как только они оказываются в аквариуме, то происходит их активизация. В воде они распространяются и преобразуют грунт в биофильтр высокой производительности. Другие виды бактерий для аквариума начинают перерабатывать нитриты и аммиак в нитраты. Так достигается высокое качество водной среды.
Концентрированные суспензии весьма эффективно работают в аквариуме, популярными являются препараты брендов:
- Tetra.
- Dennerle.
- Sera.
- Aqua Medic.
Развитие и рост бактерий можно сделать контролируемым процессом, поэтому знания о факторах, влияющих на эти процессы, так важны. И вовсе не нужно быть узконаправленным специалистом, чтобы интересоваться жизнедеятельностью микроорганизмов – их гарантированное присутствие повсюду позволяет грамотно применять имеющуюся информацию в быту.
малого и среднего предпринимательства
Регионы Южного федерального округа существенно различаются по уровню развития малого и среднего предпринимательства. Показатели лидеров - Краснодарского края и Ростовской области, как правило, выше среднероссийских, сопоставимы с Московской областью, в которой имеются благоприятные факторы для развития малого и среднего бизнеса. Например, в 2008 году удельный вес фирм среднего размера составил в Краснодарском крае 4 процента, в Ростовской области 3,2 процента, фирм малого бизнеса - соответственно 3,1 и 2,5 процента, микропредприятий - 3,3 и 2,5 процента. Очень активны в Южном федеральном округе индивидуальные предприниматели розничной торговли.
С другой стороны, Астраханская область, Республика Адыгея и Республика Калмыкия характеризуются низкими уровнями развития легального предпринимательства (среднего, малого и микро). Волгоградская область занимает средние позиции.
Важнейшее направление государственной поддержки предпринимательства состоит в укреплении взаимодействия, сотрудничества малых и средних фирм, малых и крупных предприятий Южного федерального округа для эффективного доступа к новым технологиям, распределении рисков в различных формах совместной экономической деятельности, совместного выхода на внешние рынки, организации совместных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, совместного использования знаний и основных фондов, ускорения процессов обучения за счет концентрации и контактов специалистов мирового уровня. Зарубежный опыт показывает, что инновационные фирмы всегда более активны в межфирменной кооперации. Сети малых и средних фирм станут ключевыми участниками возникающих новых экономических кластеров и новых промышленных районов Южного федерального округа.
Для поддержания устойчивого экономического роста в Южном федеральном округе численность занятых в малом и среднем бизнесе должна вырасти в 2020 году более чем в 4 раза (к уровню 2008 - 2009 годов) и составить чуть менее половины всех занятых в экономике (в 2008 году - около 10 процентов). Темпы развития малых и средних предприятий в округе будут опережать темпы, предусмотренные проектом «Развитие малого и среднего предпринимательства»: количество малых и средних предприятий на 1 тыс. человек в 2012 - 2015 годы составит 20 (по Российской Федерации - 17), доля валового внутреннего продукта, созданная на предприятиях малого и среднего бизнеса - 30 - 40 процентов (по России - 25 - 35 процентов); в 2016 - 2020 годы количество малых и средних предприятий на 1 тыс. человек составит 22 (по России - 20), а доля валового внутреннего продукта, созданная на предприятиях малого и среднего бизнеса, увеличится до 45 процентов (по России - до 40 процентов).
Для достижения этих показателей необходимо продолжить применение программно-целевого подхода к реализации полномочий на местном уровне, в том числе за счет софинансирования муниципальных программ развития субъектов малого и среднего предпринимательства из региональных и федерального бюджетов, повышения прозрачности государственных и муниципальных услуг путем их оперативного перевода в электронный вид, развития системы многофункциональных центров, развитие сети инфраструктуры поддержки малого и среднего предпринимательства, в том числе способствующей расширению доступа к финансовой, имущественной, информационной, образовательной, консультационной поддержке, устранению административных барьеров, защите прав и законных интересов малого и среднего предпринимательства.
Специфика мер поддержки предпринимательства в Южном федеральном округе заключается в активной работе на местном уровне по увеличению доступности земельных участков путем повышения прозрачности этой процедуры, создания системы, информирующей о наличии участков и производственных площадей, и других мер.
Содействие предпринимательству в крупных агломерациях и отдаленных сельских районах неизбежно будет дифференцировано. В первом случае усилия будут направлены на существенное повышение доли малого и среднего бизнеса (нефтегазосервисных компаний, экологических служб, геологоразведки и др.) в выпуске инновационной и высокотехнологичной продукции (до 6 раз), а также в производстве услуг в базовых секторах экономики. Для этого будут созданы десятки новых технопарков и бизнес-инкубаторов различной специализации, реализована специальная политика по поддержке малого и среднего бизнеса по всей структуре кластеров - в производстве, системе поставок, среди потребителей.
Для поддержки начинающих малых инновационных компаний будут инициированы грантовые программы при высших учебных заведениях округа. Действующим инновационным компаниям будут предоставляться субсидии на компенсацию затрат по разработке новых продуктов, услуг и методов их производства (передачи), а также новых производственных процессов, приобретение машин и оборудования, связанных с технологическими инновациями, приобретение новых технологий.
Специальные меры поддержки будут направлены на создание условий для развития экспортного потенциала малых предприятий, в том числе путем разработки программ поддержки конкурентоспособных и экспортно-ориентированных проектов.
Значительные усилия будут сосредоточены на стимулировании кооперации крупного, среднего и малого бизнеса (за счет проведения конференций поставщиков в приоритетных кластерах, выставок и ярмарок, развития отраслевых и кластерных бизнес-ассоциаций и бирж субконтрактации) и обеспечении интеграции малого бизнеса с образовательными учреждениями (проведение семинаров, включение представителей бизнеса в дипломные и аттестационные комиссии, организация практики на предприятиях малого и среднего бизнеса).
В отдаленных сельских районах округа приоритетными мерами станут стимулирование развития малого промышленного производства в сфере пищевой, легкой промышленности, деревообработки, строительства, мелкосерийного и мелкотоварного машиностроения, транспорта и логистики, упаковки, розничной торговли, развитие системы кредитной кооперации и микрофинансирования, формирование консалтинговой и производственной инфраструктуры, информационно-образовательная поддержка.
Необходимым условием оздоровления экономики Южного федерального округа, способствующим снижению цен и повышению качества продукции и услуг, является обеспечение состязательности всех участников рынка, всемерное развитие конкуренции. Разработанные и утвержденные в субъектах Южного федерального округа региональные программы развития конкуренции наряду с Программой развития конкуренции в Российской Федерации, утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 19 мая 2009 г. № 691-р, призваны стать важнейшим элементом актуальной экономической политики, обеспечивающим переход от заградительных мер к строительству конкурентных отношений и созданию конкурентной среды.
