Патогенные микроорганизмы, вызывающие отравление консервами

I. Clostridium botulinum. Ботулизм - тяжелое пищевое отравление, вызываемое употреблением в пищу продуктов, содержащих ботулинический токсин. Палочка ботулизма получила свое название от латинского слова botulus - колбаса; botulism - отравление колбасным ядом. В 1896 г. в Голландии Эван Эрменгем выделил анаэробную палочку из ветчины, послужившей причиной смертельного отравления 34 человек. В Западной Европе ботулизм был связан с употреблением в пищу колбасных изделий, в Америке - овощных консервов, в России - красной рыбы.

Возбудитель ботулизма (Bac. botulinus, или по современной международной терминологии Clostridium botulinum) - почвенный микроб, относящийся к группе маслянокислых микроорганизмов (рис. 79). Клостридии ботулизма были найдены как в культурных, так и в девственных почвах многих стран.

Различают пять типов Cl. botuiinum, обозначаемых буквами А, В, С, D и Е. Каждый тип вырабатывает свой токсин, который нейтрализуется специальной противоботулинической сывороткой (антитоксином) этого же типа. Например, антитоксин, приготовленный для типа А, не действует на токсин типа В и наоборот. Наибольшей силой токсического действия на человека обладают типы А, В и Е. Типы С и D являются возбудителями нервно-паралитических заболеваний у теплокровных животных, способны вызывать ботулизм и у человека, но встречаются реже, чем первые три типа.

Морфологически клостридии ботулизма довольно крупные с закругленными концами палочки, полиморфны, размерами 3-8 х 0,5-0,8 мкм, подвижны, обычно клетка имеет от 4 до 30 жгутиков. Располагаются палочки одиночно, парами, часто под углом, в виде двух-трех члеников и больше, иногда могут образовывать длинные цепочки. В молодых культурах клетки Cl. botulinum грамположительны, при старении они теряют как подвижность, так и способность окрашиваться по Граму. Во внешней среде микроб образует овальную спору, расположенную терминально или субтерминально, придающую микробу вид теннисной ракетки или пламени свечи. Капсул палочки не образуют.

Cl. botulinum - облигатный анаэроб. Температурный оптимум его роста колеблется в границах от 18 до 37 °С. Все типы клостридий ботулизма выращиваются на обычных средах с pH 7,3-7,6. На мясопептонном печеночном бульоне Cl. botulinum растет с обильным газообразованием, причем среда издает острый запах прогорклого масла. На дне образуется компактный осадок. В столбиках мясопептонного агара образуются две формы колоний - плотные, мелкие, в виде чечевицы и в виде пушинок. На желатине возникают круглые, сначала прозрачные колонии, окруженные небольшой зоной разжижения. Потом они становятся грубозернистыми, мутными, образуются шиповидные отростки. Очень характерными являются колонии клостридий ботулизма на кровяном сахарном агаре - округлые или овальные, окруженные зоной гемолиза (зона, в которой наблюдается растворение красных кровяных шариков). На среде Китта-Тароцци палочки ботулизма также дают обильный рост с гомогенным помутнением среды, образованием осадка на дне пробирки и характерным запахом прогорклого масла. Затем постепенно среда просветляется.

Споры Cl. botulinum отличаются высокой термоустойчивостью. Некоторые штаммы могут выдерживать кипячение в течение 5-6 ч или нагревание в автоклаве при 120 °С от 3 до 20 мин. Следует отметить, что термоустойчивость спор находится в тесной зависимости от состава среды (продукта), в которой производится нагревание. При недостаточном прогреве продуктов (например, в больших кусках мяса, в банках большой емкости) споры могут сохранить свою жизнеспособность даже при жестких режимах стерилизации.

Токсин клостридий ботулизма является экзотоксином большой силы, поражающим центральную нервную систему, блуждающий нерв и нервный аппарат сердца (нейротоксин). 1 мг очищенного токсина ботулизма вызывает гибель 1 млрд. мышей. Токсин ботулизма получен и в кристаллическом виде. Сила его действия во много раз превосходит ядовитое действие всех других бактериальных токсинов и химических ядов. 10 мг кристаллического токсина может вызвать смертельное отравление 3 млрд. человек.

Желудочный сок не разрушает ботулинический токсин. Замораживание, маринование, копчение разрушения токсина ботулизма не вызывают. Кипячение при 100 °С вызывает его разрушение лишь по истечении 10-30 мин. Поваренная соль при концентрации 6-10% прекращает рост микробов ботулизма, но не разрушает образовавшегося в продукте токсина. Для токсинообразования лучшей температурой является температура 35-37 °С. Однако в пищевых продуктах образование токсина может наблюдаться и при более низких температурах, но не ниже 15 °С.

При ботулизме инкубационный период длится от нескольких часов (2-6-8-24) до нескольких дней (10 суток). Согласно данным советских исследователей (К. И. Матвеев), попавшие с пищей споры клостридий ботулизма способны прорастать в желудочно-кишечном тракте в вегетативные формы, образующие токсин, чем и объясняются случаи ботулизма с затяжным; инкубационным периодом.

В первую очередь при ботулизме поражается центральная нервная система: расширяются зрачки, появляется косоглазие, опущение век, двойное видение, извращение цветных представлений, а иногда и полная слепота. Явления со стороны желудочно-кишечного тракта выражены незначительно (тошнота, изредка рвота); понос, как правило, отсутствует. В дальнейшем наблюдается потеря голоса, затруднение глотания. Температура чаще бывает нормальной. Больной находится в полном сознании. Летальный исход при ботулизме без специального лечения достигает 85%. Смерть наступает вследствие паралича сердца и остановки дыхания. В случае благоприятного исхода выздоровление наступает очень медленно и иногда тянется месяцами. В Советском Союзе случаи ботулизма очень редки.

В консервах микроб ботулизма, как уже указывалось, может вызвать порчу продукта с образованием бомбажа. Однако многочисленными наблюдениями установлено, что бывают случаи, когда, несмотря на сильное токсинообразование, вкусовые качества консервов почти не изменяются, внешние признаки порчи оказываются настолько маловыраженными, что потребитель их не замечает. Профилактика ботулизма в консервном производстве состоит в строгом соблюдении технологических и санитарно-гигиенических требований.

II. Clostridium perfringens открыт в 1892 г. М. Уэлчем и Г. Нетталом, в 1893 г. обнаружен Френкелем при газовой гангрене. Этот микроорганизм является нормальным обитателем кишечника людей и животных. Вне организма он годами в виде спор сохраняется в почве, где обнаруживается почти постоянно. Различают шесть типов Cl. perfringens - А, В, С, D, Е и F, отличающихся друг от друга своей токсичностью и специфичностью токсинов.

Морфологически Cl. perfringens - сравнительно короткая и толстая палочка (4-8 x 1-1,5 мкм) с «обрубленными» концами, подвижностью не обладает (рис. 80). Наблюдается обычно в виде одиночных клеток или клеток, соединенных парами. В молодых культурах грамположительная, в старых культурах весьма полиморфна - могут встретиться кокковидные, нитевидные, изогнутые, с большими вздутиями клетки, утратившие способность окрашиваться по Граму.

В организме животных и человека микроб образует капсулу, во внешней среде - овальную спору, располагающуюся центрально или субтерминально, чаще всего не превышающую поперечного размера клетки.

Cl. perfringens - менее строгий анаэроб, чем другие возбудители газовой гангрены, растет на всех питательных средах, применяемых для культивирования анаэробов. Оптимум развития 35-37 °С при pH 6,0-8,0.

При развитии в толще мясопептонного агара Cl. perfringens образует колонии дискообразной или чечевицеобразной формы, беловатые, гладкие или зернистые с зубчатым или волнистым краем. Желатину разжижает медленно, вызывает помутнение мясопептонного бульона с постепенным оседанием на дно пробирки беловатых хлопьев и просветлением среды. В среде Китта-Тароцци также дает равномерную муть с обильным газообразованием. На кровяном агаре с глюкозой образует серые гладкие дискообразные колонии с ровными краями и возвышением в центре. Cl. perfringens створаживает молоко с образованием пузырьков газа: сгусток по внешнему виду напоминает губку.

Токсин, вырабатываемый клостридием, относится к экзотоксинам с очень сложным химическим строением. В зависимости от типа токсин обладает летальным, некротическим, гемолитическим и нейротоксическим действием. Кроме того, Cl. perfringens продуцирует и целый ряд ферментов.

В связи со сложностью состава экзотоксина и наличием большого количества ферментов Cl. perfringens способен вызывать быстрый расход (некротизацию) мышечной ткани и красных кровяных шариков. Смерть животных наступает вследствие быстро развивающегося удушья, поражения нервных центров и разрушения эритроцитов.

За последние годы в зарубежных странах зарегистрированы случаи отравлений, вызванных Cl. perfringens. Исследованиями наших ученых установлено, что Cl. perfringens типа F вызывает некротический энтерит у людей, типы А и D также способны вызывать у человека желудочно-кишечные заболевания. Остальные типы (В, С и Е) токсичны для животных.

При детальном изучении случаев пищевых отравлений, связанных с попаданием в продукты токсигенных типов A, D и F, установлена довольно высокая термоустойчивость спор Cl. perfringens. Оказалось, что споры этого микроба погибают при кипячении через 1-1,5 ч, а в некоторых случаях даже через 6 ч.

Признаки отравления проявляются через 6-10 ч после приема недоброкачественной пищи. Появляется тошнота, головная боль, боль в животе, понос, наблюдается повышение температуры. Через 24-48 ч, несмотря на бурное течение, болезнь заканчивается полным выздоровлением. Однако не исключены и смертельные случаи.

Согласно санитарной инструкции № 456-63 консервы, в которых обнаружена анаэробная микрофлора, подлежат исследованию в санбаклабораториях для выявления не только возбудителей ботулизма, но и токсигенных типов Cl. perfringens.

III. В консервах наряду с токсигенными анаэробными микроорганизмами встречаются и непатогенные гнилостные анаэробы, сходные с первыми по ряду морфологических и культуральных признаков. К таким непатогенным гнилостным микробам, которые часто приходится идентифицировать, относятся Cl. sporogenes и Cl. putrificum. Краткое описание этих анаэробных гнилостных микроорганизмов дано в первой части книги.

IV. В литературе имеются сообщения о том, что отдельные штаммы Bac. cereus, развиваясь в консервах для детского или диетического питания, способны вызывать отравления типа гастритов. Bacillus cereus - спорообразующая палочка, факультативный анаэроб, условно может быть отнесена к группе subtilis-mesentericus.

В связи с тем, что данный вид представляет определенную опасность, необходимо усилить санитарно-бактериологический контроль при изготовлении консервов для детского и диетического питания, не допуская попадания спор бактерий группы subtilis-mesentericus в продукт, направляемый на стерилизацию. При обнаружении в готовых консервах указанных микроорганизмов целесообразно принять меры к быстрейшей реализации таких продуктов с предварительной повторной тепловой обработкой.

V. Золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus) выделен Р. Кохом в 1878 г. Этот патогенный микроорганизм имеет шаровидную форму, размер 0,8-1 мкм в диаметре. Клетки располагаются в виде неправильных скоплений, напоминающих виноградную гроздь. Встречаются одиночные и парные кокки. Клетки неподвижны, по Граму окрашиваются положительно. Углеводы этот микроб сбраживает без образования газа, развивается в аэробных и факультативноанаэробных условиях на обычных питательных средах при pH 7,2-7,4. Оптимальная температура развития 37°С.

При комнатной температуре, широкой аэрации и на рассеянном свету Staphylococcus aureus образует золотистые колонии. Лучше всего пигмент образуется на молочном агаре и картофеле при температуре 20-25 °С. На мясопептонном агаре стафилококк растет в виде выпуклых непрозрачных колоний с ровными краями, плотным центром и грубозернистой структурой. Желатину разжижает. На кровяном агаре золотистый стафилококк, вызывает гемолиз эритроцитов.

Экзотоксин, продуцируемый золотистым стафилококком и называемый энтеротоксином, обладает летальным, гемолитическим и некротическим действием. При употреблении в пищу продуктов, зараженных золотистым стафилококком (чаще всего сыра, творога, молока, тортов, мороженого и пр.), может возникнуть острая пищевая интоксикация.

Заболевание проявляется уже спустя 2-4 ч после приема зараженной пищи. Возникает тошнота, рвота, начинается понос с брюшными спазмами. И хотя все эти симптомы проявляются резко, выздоровление наступает сравнительно быстро, после удаления из организма токсических веществ.

Внешних признаков порчи у продуктов, обсемененных стафилококком, не наблюдается. Органолептические качества их. также не изменяются. Золотистый стафилококк довольно чувствителен к нагреванию. Температура 80 °С убивает его во влажном состоянии в течение 10 мин. Термоустойчивость стафилококка значительно повышается при наличии жира, например при стерилизации рыбных консервов в масле. Это нужно учитывать и добиваться снижения бактериальной обсемененности продуктов перед стерилизацией. Будучи нетермостойким микробом, золотистый стафилококк погибает при нормальных условиях проведения стерилизации. Однако вопрос об устойчивости к нагреванию энтеротоксина стафилококка пока остается спорным. Многие исследователи утверждают, что его разрушение наступает при получасовом кипячении; таким образом, считается (Дж. Г. Баумгартнер, А. С. Херсом и др.), что условия стерилизации, применяемые для уничтожения спор палочки ботулизма, более чем достаточны для уничтожения стафилококкового энтеротоксина.

В связи с этим стафилококковые отравления консервами могут наблюдаться либо в тех случаях, когда консервы инфицированы этими микробами после стерилизации вследствие негерметичности банок, либо когда консервы остались недостерилизованными, а перед стерилизацией отмечалась большая бактериальная обсемененность продуктов.

Стафилококки чрезвычайно широко распространены в окружающей среде, постоянно находятся в воздухе, на коже человека, в полости рта и носа. Золотистый стафилококк - непременный участник всевозможных гнойничковых заболеваний. В связи с этим в производстве необходимо строго следить за тем, чтобы работники, имеющие гнойничковые заболевания, не допускались к непосредственному контакту с продуктами (например, укладка консервов в банки и т.д.).

VI. Кишечная палочка и вульгарный протей. Некоторые штаммы кишечной палочки признаны условно-патогенными. Они могут содержать различные энтеротоксины. Ф. Кауфман установил наличие 25 групп кишечной палочки, способных вызывать у человека различные заболевания. В частности, очень многие из них способны вызывать колиэнтерит у детей.

Это заболевание протекает очень остро, особенно у детей первого года жизни, с высокой температурой, рвотой, поносами и общим токсикозом. Предполагается, что колиэнтериты передаются не только как типичная кишечная инфекция, но и через дыхательные пути как капельная или пылевая инфекция. У взрослых в случае истощения и переутомления организма кишечная палочка может вызвать такие заболевания, как перитонит, менинтит, энтерит, токсикоинфекции. Предполагается, что в ряде случаев кишечная палочка является причиной пищевых отравлений.

Многие исследователи в качестве условнопатогенного микроорганизма рассматривают и гнилостную бактерию Proteus vulgaris (вульгарного протея). Однако этот вопрос еще окончательно не решен. Возможно, что заболевания вызываются только патогенными вариантами, а не всеми штаммами этого микроба. Некоторые исследователи считают, что Proteus vulgaris также может вызывать пищевые отравления.

Многочисленные исследования показывают, что патогенные бактерии рода Salmonella, а также условнопатогенные - кишечная палочка (Escherichia coli) и вульгарный протей (Proteus vulgaris) - в консервах не встречаются, так как они нетермостойки и полностью погибают во время стерилизации. Бактерии рода Salmonella (паратифозные бактерии) выдерживают нагревание при 60 °С в течение 1 ч, при 70 °С - более 25 мин, при 75 °С - 5 мин. Кишечная палочка и протей гибнут при 60°С через 15 мин, при 70°С - через 3 мин.