5.1. Общие сведения
Степень микробного загрязнения воды важно учитывать в технологии пищевых производств. Вода, поступающая на производство, по качеству должна соответствовать санитарным нормам. Для контроля за санитарным состоянием такой воды регулярно проводят ее микробиологический анализ. Водопроводную воду исследуют не реже одного раза в месяц, артезианскую — не реже одного раза в год, воду открытых водоемов и колодцев — ежедневно.
Пробы воды для микробиологического исследования отбирают с соблюдением правил асептики, (стерильности) в стерильную стеклянную посуду с притертыми или ватно-марлевыми пробками. Перед взятием пробы из водопроводного крана, трубы или колодца с насосом воду спускают в течение 5— 10 мин, а края спускной трубы перед набором воды обжигают пламенем. Из открытых водоемов пробы воды отбирают при помощи специальных приборов — батометров — на расстоянии 10—15 см от дна. В проточных водоемах пробы отбирают около берега и в центре течения.
При обычном плановом санитарном контроле должно быть взято не менее 500 мл воды, для исследования на присутствие патогенных микроорганизмов — не менее 1 л. Пробы отбирают в часы наибольшего расходования воды на предприятии. Микробиологический анализ воды выполняют не позднее 2 ч с момента взятия пробы. В исключительных случаях допускается удлинение срока до 6 ч при обязательном хранении проб при низких положительных температурах (1—5 °С). При транспортировке в теплое время года пробы предохраняют от нагревания, а в зимнее время — от замораживания.
При санитарно-микробиологическом исследовании воды определяют микробное число и количество бактерий группы кишечной палочки (коли-титр).
5.2. Определение микробного числа
Микробное число — общая микробная загрязненность — определяется числом микробных колоний, которые вырастают на простой питательной среде (МПА) при 37 °С в течение 24 ч из посева 1 мл исследуемой пробы воды.
Данный показатель позволяет учитывать не все микроорганизмы, содержащиеся в 1 мл воды, а лишь способные расти на простых средах при указанной температуре (мезофильные, сапротрофные). Однако число сапротрофных микроорганизмов, вырастающих на МПА, обычно соответствует степени загрязненности воды органическими веществами и, таким образом, косвенно характеризует ее санитарное состояние.
Для определения микробного числа делают посевы с соблюдением правил асептики в чашки Петри с МПА методом заливки с таким расчетом, чтобы на чашках вырастало от 30 до 300 колоний. Поэтому из проб артезианской и водопроводной воды (содержащей обычно меньше микроорганизмов) высевают соответственно объемы в 1 мл и 0,1 мл из неразведенных проб. При исследовании воды открытых водоемов высевают по 1 мл из предварительно приготовленных в стерильной воде десятикратных разведений исследуемой пробы (10-1 —10-3 и более, в зависимости от предполагаемого загрязнения).
Указанные выше объемы проб воды (1 мл, 0,1 мл) или ее разведений (по 1 мл каждого) вносят стерильной пипеткой в пустые стерильные чашки Петри, в которые затем наливают расплавленный теплый МПА (с температурой не выше 45— 46 оС). Воду и МПА тщательно перемешивают и после застывания среды посевы выращивают в термостате при 37 °С в течение 24 ч. Затем подсчитывают микробные колонии.
Общее число микробных колоний, выросших на всей чашке Петри, умножают на разведения, из которых был сделан высев 1 мл (чтобы перевести па 1 мл исследуемой воды). Затем определяют среднее арифметическое число колоний — микробное число исследуемой пробы.
5.3. Определение коли-титра и коли-индекса
Кишечная палочка — самый многочисленный и постоянный обитатель толстого отдела кишечника человека и всех теплокровных животных. Она выделяется во внешнюю среду с фекальными массами, поэтому используется как индикатор фекального загрязнения внешней среды и косвенный показатель наличия в воде болезнетворных микробов — возбудителей кишечных инфекций человека, выделяемых с фекалиями в воду и другие объекты.
Таким образом, кишечная палочка служит санитарно-показательным микроорганизмом воды. Поскольку она не образует спор и гибнет при относительно щадящих методах обеззараживания, ее присутствие в консервированных продуктах или воде указывает на нарушение режима консервирования и на недостаточность обработки воды, так как если кишечная палочка сохранила жизнеспособность, значит, могли выжить и другие неспорообразующие бактерии, такие, как дизентерийная шигелла, брюшнотифозная сальмонелла и другие патогенные бактерии — возбудители желудочно-кишечных заболеваний.
Кали-индекс (индекс кишечной палочки) — это число кишечных палочек, обнаруженных в 1 л исследуемой воды (по международным стандартам — в 100 мл).
По существующим нормативам коли-титр питьевой воды не должен быть менее 333 мл (в Москве — не менее 500 мл), а коли-индекс — не более 3 (см. п. 1.4.).
Коли-титр определяют методами бродильных проб. Данные методы основаны на способности кишечной палочки теплокровных животных и человека развиваться при повышенных температурах (43—44 °С) и сбраживать сахара (маннит, глюкозу и др.) с выделением газа. Существуют двух- и трехэтапные бродильные методы.
Трех этапный бродильный метод заключается в следующем. На первом этапе ставят первую бродильную пробу: различные разведения исследуемой воды при помощи стерильных пипеток вносят в колбы и пробирки со специальными углеводными жидкими средами (среда Булира, среда Эйкмана, розоловая и др.) и поплавками. В зависимости от предполагаемого микробного загрязнения водоисточника применяют разные схемы посева. Так, при исследовании водопроводной воды делают посевы в общем объеме 300 мл (2 объема по 100 мл и 10 объемов по 10 мл). Воду городов Москвы и Санкт-Петербурга засевают в объеме 500 мл (4 объема по 100 мл и 10 объемов по 10 мл). При исследовании воды открытых водоемов (речной, озерной и т. д.) необходимо посеять воду в общем объеме 111,1 мл (1 объем — 100 мл; I объем — 10 мл и по одному объему в 1 мл и 0,1 мл).
Соотношение между средой и засеваемой водой должно быть 1 : 2. Поэтому посевы малых количеств воды (1 мл, 0,1 мл) выполняют в пробирки с разведенной средой (обычной концентрации), а большие объемы воды (100 мл и 10 мл) — в концентрированную среду.
Посевы выращивают в термостате при 43—44 оС в течение 24 ч. При указанной температуре подавляется развитие микроорганизмов, не имеющих санитарно-показательного значения для воды. Затем просматривают посевы для выявления признаков роста кишечной палочки (наличие пузырьков газа в поплавках, изменение цвета, помутнение).
На втором этапе для подтверждения правильности обнаружения роста кишечной палочки в жидкой среде из посева с признаками роста при помощи бактериальной петли делают высев в чашки Петри со средой Эндо и выращивают культуру при 37 °С 24 ч.
Среда Эндо состоит из МПА, лактозы и обесцвеченною индикатора (фуксин обесцвечен сульфитом натрия). На данной среде бактерии группы кишечной палочки теплокровных животных образуют типичные темно-красные, ярко-красные или розовые колонии с темным центром, имеющие металлический блеск или без него. Столь характерный рост на среде Эндо этих бактерий обусловлен тем, что они активно сбраживают лактозу, продукты расщепления которой вызывают восстановление индикатора фуксина, окрашивающего колонии. При отсутствии характерного роста на пробу дают отрицательный ответ.
При наличии типичных колоний из них делают мазки. которые окрашивают по Граму и микроскопируют. Если в мазках обнаруживают мелкие неспорообразующие грамотрицательные палочки, то переходят к третьему этану для окончательного подтверждения результатов исследования.
На третьем этапе из типичных колоний, в которых при микроскопировании обнаружены характерные микробныеклетки, делают пересев в разведенную жидкую углеводную среду (Булира, Эйкмана и др.). Посевы выращивают при 43— 44 °С в течение 24 ч, после чего учитывают окончательно. При наличии в посевах помутнения, газообразования и изменения цвета дают положительный ответ, результаты которого выражают в виде коли-титра. При отсутствии газообразования дается отрицательный ответ, т. с. данные первой бродильной пробы подтверждаются.
Коли-индекс определяют методом мембранных фильтров. Для этой цели используют мембранные фильтры № 3 (ультрафильтры) — пористые пленки, изготовленные из микроклетчатки (нитроцеллюлозы), с диаметром пор 0,7 мкм. Перед фильтрацией их подвергают стерилизации двойным кипячением в дистиллированной воде в течение 15—20 мин. Затем стерильным пинцетом фильтры помещают на предварительно профламбированную поверхность фильтровального прибора Зейтца. Через фильтр Зейтца проводят фильтрацию под вакуумом определенного количества исследуемой воды (через один мембранный фильтр — не более 100 мл воды).
По окончании фильтрации освобождают фильтровальную пластинку, частично разбирая прибор. При помощи стерильного пинцета фильтр кладут осадком вверх на поверхность среды Эндо, залитой в чашку Петри, плотно прижимая к среде. В одну чашку можно поместить 4—5 фильтров. После культивирования в термостате при 37 °С в течение 18—24 ч подсчитывают выросшие на фильтре колонии, характерные для группы кишечной палочки. Из 2—3 колоний, типично окрашенных и бесцветных, берут материал для мазков, окрашивают их по Граму и микроскопируют с иммерсионным объективом.
Если в мазках присутствуют мелкие грамотрицательные неспорообразующие палочки, из оставшейся части колонии делают пересев в пробирки с небольшим объемом жидкой углеводной среды (среда Булира или др.). Посевы выращивают при 43—44 °С в течение 24 ч. Наличие газообразования — последний показатель присутствия бактерий группы кишечной палочки.
Материалы и оборудование: среда Булира и пробирках с поплавками, стерильные моровские пипетки на 1 мл, стерильные чашки Петри, среда Эндо агаризованная, простерилизованная вода в пробирках по 9 мл, образны воды для исследования.