Микрофлора внешней среды кратко
Обновлено: 30.06.2024
Санитария и гигиена. Тема: Факторы внешней среды, влияющие на микроорганизмы.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| 4._faktory_vneshney_sredy_vliyayushchie_na_mikroorganizmy.docx | 28.14 КБ |
Предварительный просмотр:
Факторы внешней среды, влияющие на микроорганизмы.
Микроорганизмы находятся в непрерывном взаимодействии с внешней средой и подвергаются разнообразным ее влияниям. В одних случаях они могут способствовать лучшему развитию микробов, в других- подавлять их жизнедеятельность. Следует помнить, что изменчивость и быстрая смена поколений микробов позволяет им приспособляться к самым разнообразным условиям жизни, быстро закреплять приобретенные признаки и передавать их по наследству. Но микробы не только сами могут изменяться под воздействием внешней среды, но могут изменять и среду в соответствии со своими особенностями. Поглощая в процессе питания и дыхания различные вещества микроорганизмы выделяют в окружающую среду продукты обмена, которые изменяют ее химический состав, ее реакцию и соотношение в ней различных веществ. Поэтому, изучая микробиологические процессы, мы должны учитывать два момента: во - первых, - какие изменения вызывают микроорганизмы в окружающей среде ; во вторых - какое влияние оказывает внешняя среда на развитие микроорганизмов .
Зная факторы, способствующие развитию микробов и подавляющие их, мы можем регулировать деятельность микробов по нашему усмотрению (стимулировать развитие полезных и вести борьбу с вредными).
Все факторы внешней среды, оказывающие влияние на микроорганизмы, делят на три группы:
1 - физические (температура, влажность, осмотическое давление, различные формы лучистой энергии, ультразвук, механическое воздействие, токи высокой частоты);
2 - химические (химический состав питательной среды, реакция питательной среды, окислительно - восстановительный потенциал, влияние антисептических веществ);
3 - биологические факторы (взаимоотношения микроорганизмов с другими организмами).
Температура. Температура внешней среды является мощным фактором воздействия на организмы, который определяет не только интенсивность их развития, но и вообще возможность развития. Принято различать три основные температурные точки, имеющие значение для развития микробов: температурный оптимум, минимум и максимум .
Температурный оптимум- температура, при которой данный вид микробов наиболее хорошо развивается , т.е. температура, соответствующая физиологическим требованиям соответствующего микроорганизма.
При температурном минимуме или максимуме развитие микробов еще возможно, но уже ограничено. При температуре выше максимума микробы обычно погибают. При температуре ниже минимума они переходят в состояние анабиоза (замирание, временное замедление развития), а при повышении температуры могут возвращаться к активной жизни.
По отношению к температурному фактору микроорганизмы делят на три группы – психрофилы (холодолюбивые), мезофилы ( развивающиеся при средних температурах) и термофилы (теплолюбивые) Такое деление производят на основе оптимальной температуры развития.
Примерные границы температур для различных групп представлены в таблице 1.
Психрофилами - называют микроорганизмы, область температур роста которых лежит в пределах от 0 (или ниже) до 20 °С, хотя оптимум составляет 15°С. Психрофильные микроорганизмы являются обитателями холодных источников, глубоких озер и океанов, хорошо развиваются на продуктах при холодильном хранении. Наиболее сильной устойчивостью к низким температурам обладают плесневые грибы и гнилостные бактерии (-3-9°С).
Мезофилы живут при средних температурах. Это самая распространенная группа микроорганизмов (бактерии, плесневые грибы, дрожжи). Мезофилами являются все патогенные ( способные вызвать повреждение каких-либо систем организма или развитие каких-либо заболеваний.) и условно-патогенные ( способные развить заболевание при снижении имунитета) микроорганизмы и большинство сапрофитных ( К сапрофитным относятся микроорганизмы , преимущественно обитающие на мертвых субстратах. Они не вызывают заболеваний человека)
Термофилы развиваются при высоких температурах. Они в большом количестве встречаются в почве, сточных водах и в навозе, в гейзерах, песках пустынь. Они участвуют в ряде биологических процессов: при самосогревании влажного сена и хлопка, вызывают порчу пастеризованных и стерилизованных продуктов.
Знание отношения разных видов микробов к воздействию температур позволяет культивировать их в лабораториях на искусственных питательных средах. Например, для сохранения различных пищевых продуктов. При этом используют как низкие, так и повышенные температуры. На основе этого применяют несколько технологических приемов обработки и хранения продуктов. Низкие температуры - хранение в охлажденном состоянии и замороженном.
При хранении в охлажденном состоянии используют температуру 0 -+4°С, что позволяет продлить срок хранения, но если субстрат (продукт) достать из холодильника и оставить при комнатной температуре – он быстро испортится за счет развития тех микроорганизмов, что находились в нем до охлаждения.
При хранении продуктов в замороженном состоянии используют температуру -12 - 30°С. Несмотря на то, что при таких температурах микроорганизмы не размножаются и активная деятельность их приостанавливается, многие из них неопределенно долгое время остаются жизнеспособными, переходя в анабиотическое состояние.
Замораживание не оказывает стерилизующего действия и могут выжить многие виды сапрофитов и болезнетворные формы микроорганизмов. Поэтому размороженные продукты могут быстро подвергаться порче. Размораживать замороженные продукты следует непосредственно перед употреблением. В пищевой промышленности применяют два способа воздействия высоких температур: пастеризация и стерилизация.
Пастеризация – это нагревание продукта чаще при температуре 63-80 °С в течение 20-40 мин. Иногда пастеризацию проводят кратковременно в течение нескольких секунд при температуре 90-100 °С. При пастеризации погибают не все микроорганизмы. Некоторые термоустойчивые бактерии и споры грибов остаются жизнеспособными. Поэтому пастеризованные продукты следует немедленно охлаждать дотемпературы не выше 10 °С и хранить на холоде ( на льду и в холодильнике), чтобы задержать прорастание спор и развитие сохранившихся клеток. Пастеризуют молоко и молочные продукты, пиво, соки, рыбную икру, пресервы и некоторые другие продукты.
Стерилизация - это температура 112-120 °С в течение 20-60 мин. в специальных приборах - автоклавах (перегретым паром под давлением) или при 160-180°С в течение 1-2 часа в сушильных шкафах (сухим жаром).
Влажность. Микроорганизмы могут развиваться только в субстратах, имеющих свободную воду и в количестве не менее определенного уровня. С понижением влажности субстрата интенсивность размножения микробов замедляется, а при удалении из субстратов ниже необходимого уровня вообще прекращается.
Потребность во влаге у различных микроорганизмов колеблется в широких пределах. По величине минимальной потребности во влаге для роста различают следующие группы:
Солнечный свет обладает наибольшим потенциалом вредного воздействия на микроорганизмы. Способностью использовать энергию солнечного света обладают лишь пигментобразующие формы бактерий. Микроорганизмы, не имеющие пигмента, погибают под действием прямых солнечных лучей. Рассеянный солнечный свет подавляет их развитие постепенно.
Под влиянием солнечных лучей происходят внутриклеточные химические реакции, действующих губительно на микробную клетку. Наиболее выраженное летальное действие оказывают световые волны, лежащие в ультрафиолетовой области спектра, то есть ультрафиолетовые лучи. УФ - лучи обладают или бактерицидным или мутагенным действием. Это вызывается изменениями в структуре ДНК. Очень чувствительны к УФ - лучам патогенные микроорганизмы . Эффективность воздействия УФ - лучей зависит от дозы облучения и длительности.
В настоящее время УФ - лучи довольно широко применяют для дезинфекции воздуха микробиологических боксов, холодильных камер и производственных помещений. При обработке УФ - лучами в течение 6 часов уничтожается до 80% бактерий и мицелиальных грибов, находящихся в воздухе. Такие лучи могут быть использованы для предотвращения инфекции извне.
Радиоволны . Короткие электромагнитные волны длиной от 10 до 50 м, ультракороткие длиной от10м до мм обладают стерилизующим эффектом. При прохождении коротких и ультракоротких радиоволн через среду возникают переменные токи высокой частоты (ВЧ) и сверхвысокой частоты (СВЧ). В электромагнитном поле электрическая энергия преобразуется в тепловую. Характер нагревания в СВЧ поле отличается от характера нагрева обычных нагреваний и обладает рядом преимуществ. Объект нагревается быстро и равномерно по всей массе. Например, воду в стакане можно довести до кипения в течение двух – трех секунд.
Ультразвук . Ультразвуком называют механические колебания с частотами более 20000 колебаний в секунду (20 кГЦ). Колебания такой частоты находятся за пределами слышимости человека. Обладают большой механической энергией и вызывают ряд физических, химических и биологических явлений. В клетке создаются огромные давления, , что вызывает механическое разрушение цитоплазматических структур и гибель клетки (кавитация). Так же в при ультразвуке происходит ионизация паров жидкостей и присутствующих в ней газов что образовывает пузырьки. При разрыве пузырька происходит электрический разряд, сопровождающийся резким повышением температуры и образованием электрического поля высокого напряжения. Все это обуславливает гибель микробной клетки. Чем больше микроорганизмов, тем продолжительнее должно быть воздействие для достижения стерилизующего эффекта.
3 Химические факторы .
Из неорганических соединений сильными ядами для микробов являются: соли тяжелых металлов (свинца, меди, цинка, серебра, золота, ртути), различные окислители (хлор, хлорная известь, хлорамин, йод, бром, перманганат калия, пероксид водорода, озон, диоксид углерода, аммиак и др.), минеральные кислоты (борная, серная, хлористоводородная, азотная и др.), щелочи (гидроксид натрия, гидроксид калия и др.).
Среди органических соединений губительное воздействие оказывают органические кислоты (молочная, салициловая, масляная, уксусная, бензойная и др.), используемые в качестве консервантов в пищевой и парфюмерно-косметической промышленностях.
4 Биологические факторы .
Под биологическими факторами понимают влияние на жизнедеятельность микроорганизмов других видов и групп микробов, а также животных и растений, составляющих в природных условиях специфический биоценоз (сложившаяся совокупность людей, животных, растений, грибов и микроорганизмов, населяющих относительно однородное жизненное пространство, связанных между собой, а также окружающей их средой .)
В процессе эволюции возникли и сформировались различные типы взаимоотношений между микроорганизмами. В связи с этим различают несколько типов взаимоотношений (симбиоза) между организмами: мутуализм, синергизм, комменсализм, паразитизм, метабиоз и антагонизм (антибиоз).
Мутуализм (взаимовыгодный симбиоз) представляет собой сожительство, благоприятное для обоих симбионтов, совместно они развиваются даже лучше, чем каждый в отдельности. Примером может служить совместное развитие молочнокислых бактерий и дрожжей (в кефирных грибках).
Синергизм - содружественное действие двух или нескольких видов, когда при совместном развитии усиливаются отдельные физиологические функции. Например, повышается синтез определенных веществ (образование ароматических веществ лактококками при совместном выращивании с молочнокислыми стрептококками.
Комменсализм – тип взаимоотношений между двумя организмами, при котором один живет за счет другого, не принося заметной пользы и не причиняя вреда. Такие взаимоотношения наблюдаются между молочнокислыми бактериями, а также кишечными палочками и организмом человека или животного. При развитии в толстом отделе кишечника бактерии получают от макроорганизма необходимые питательные вещества, не причиняя ему вреда и даже принося известную пользу тем, что подавляют развитие гнилостных и некоторых патогенных микроорганизмов.
Паразитизм – вид взаимоотношений, когда один из них (паразит) живет за счет другого (хозяина), причиняя ему вред. Паразитами являются все патогенные микроорганизмы по отношению к человеку, животному и растениям. Абсолютными паразитами являются вирусы, развивающиеся внутри клеток макро- и микроорганизмов.
Метабиоз - такой вид взаимоотношений, когда продукты жизнедеятельности одного микроорганизма являются продуктами питания других. Так, дрожжи, сбраживая сахар в этиловый спирт, создают условия для развития уксуснокислых бактерий, а образуемая последними уксусная кислота используется плесенями, которые ее окисляют до С2О и Н2О.
Антагонизм (антибиоз) – тип взаимоотношений между микроорганизмами, при котором одни микроорганизмы подавляют развитие других. Причин антагонизма может быть несколько: истощение питательного субстрата вследствие более быстрого развития одного из микроорганизмов; изменение рН среды (при развитии ацидофилов, алкалофилов); выделение в среду микробами - антагонистами антибиотиков.
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.
Лекция. Влияние внешней среды на развитие микроорганизмов и распространение их в природе
Жизнедеятельность микробов находится в зависимости от окружающей среды. Создавая те или иные условия в среде, где развиваются микробы, можно способствовать развитию полезных и подавлять жизнедеятельность вредных микроорганизмов. Пищевые продукты могут хорошо сохраняться только при создании неблагоприятных условий для развития в них вредных микробов.
Основными факторами, влияющими на жизнедеятельность микробов, являются: температура, влажность, действие света, характер питательной среды.
Температура. Все микробы имеют максимальную, оптимальную и минимальную температуру своего развития. Оптимальная температура для большинства микроорганизмов 25—35°С. Поэтому пищевые продукты в этих условиях быстро портятся.
Минимальный температурный предел у разных микробов различен. Понижение температуры замедляет или прекращает развитие микробов, но не убивает их. Поэтому при охлаждении (6°С) и замораживании (от -6 до -20°С) пищевые продукты хорошо сохраняются, но при оттаивании и обработке их микробы вновь начинают свою деятельность.
Максимальная температура (45—50°С) также приостанавливает развитие микробов. Дальнейшее повышение температуры ведет к гибели вегетативных клеток, а затем и спор. На губительном действии высоких температур на микробы основаны пастеризация (60—90°С) и стерилизация (100— 120°С) пищевых продуктов.
В зависимости от температуры развития микробы делят на психро-филъные (холодоустойчивые), у которых оптимум развития 15°С (плесневые грибы); мезофилъные (развивающиеся при средней температуре), у которых оптимум 25—37° С (болезнетворные бактерии, дрожжи); термофильные (теплолюбивые), у которых оптимум 50° С (молочно-кислые бактерии).
Влажность. Повышенная влажность увеличивает количество растворимых питательных веществ, следовательно, способствует питанию и развитию микробов. Поэтому пищевые продукты, содержащие большое количество влаги (молоко, мясо, рыба, овощи, плоды), быстро портятся.
Нижний предел влажности среды для развития бактерий 20 %, а плесневых грибов — 15 %. Поэтому надежным способом сохранения продуктов от порчи является их сушка до влажности ниже указанного предела.
Среда с повышенной концентрацией веществ. Как уже было сказано, микробы живут в среде с небольшой концентрацией растворимых веществ. При повышении концентрации соли (до 10—20 %) и сахара (до 60—70 %) многие микробы полностью прекращают свое развитие (гнилостные, молочно-кислые) в результате обезвоживания микробных клеток. Действие высокой концентрации соли на микробы используют при посоле рыбы, мяса, а сахара — при приготовлении варенья, джема, повидла.
Реакция среды. Большинство микробов развивается в нейтральной (рН = 7) или слабощелочной среде (рН = 8), а плесени и дрожжи — в слабокислой среде (рН = 3-6). Изменяя реакцию среды, можно влиять на ход развития микроорганизмов. На этом основаны способы консервирования овощей, плодов путем квашения (с помощью образующейся молочной кислоты) и маринования (с помощью добавляемой уксусной кислоты), в процессе которых подавляется жизнедеятельность гнилостных микробов.
Свет. Прямой солнечный луч губит микробы, в том числе и болезнетворные. Губительны ультрафиолетовые лучи солнца и специальных ламп БУВ, используемых для дезинфекции воды, воздуха, помещений.
Химические вещества. Многие химические соединения губительно действуют на микробы и используются для их уничтожения. Они называются антисептиками или дезинфицирующими веществами. Так, хлорную известь в общественном питании применяют для дезинфекции рук, посуды и оборудования (0,2 %), сорбиновуюкислоту—для сохранения соков. Наличие бензойной кислоты в клюкве, бруснике предохраняет их от порчи.
Биологические факторы. Микробы в процессе жизнедеятельности могут влиять друг на друга, способствуя развитию или угнетению. Последнее свойство микробов используется человеком в борьбе с болезнетворными микробами. Многие бактерии, плесневые грибы выделяют в окружающую среду вещества — антибиотики, губительно действующие на развитие других микробов. Пенициллин, стрептомицин, грамицидин, биомицин — антибиотики, широко применяемые в медицине.
Другими веществами, близкими к антибиотикам по характеру действия на микробы, являются фитонциды. Эти вещества, выделяемые многими растениями (луком, чесноком, хреном, цитрусовыми и др.), убивают болезнетворные микробы дизентерии, гнилостную палочку и др.
Распространение микробов в природе
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.
Лекция.Пищевые вещества и их значение.
Питание — процесс поступления, переваривания, всасывания и усвоения в организме пищевых веществ (нутриентов), необходимых для покрытия пластических и энергетических нужд организма, образования его физиологически активных веществ.
Пищевые вещества содержатся в пищевых продуктах , имеющих животное и растительное происхождение, и используются человеком для питания в натуральном и переработанном виде. Пищевая, биологическая и энергетическая ценность пищевых продуктов определяется содержанием в них пищевых, или питательных, веществ: (белков, жиров, углеводов), витаминов, минеральных солей, воды, органических кислот, вкусовых, ароматических и ряда других веществ.Важное значение имеют свойства перевариваемости и усвояемости питательных веществ.
Различают питание естественное и искусственное (клиническое парентеральное и зондовое энтеральное). Выделяют также лечебное и лечебно-профилактическое питание.
Естественное питание имеет многие национальные, ритуальные особенности, привычки, моду.
Пищевые вещества
К ним прежде всего относятся белки, жиры и углеводы, при окислении которых высвобождается определенное количество тепла (в среднем для жиров — 9,3 ккал/г, или 37 кДж/г, белков и углеводов по 4,1 ккал/г, или 17 кДж/г). Согласно правилу изодинамии, они могут взаимно заменяться в удовлетворении энергетических потребностей организма, однако каждое из пищевых веществ и их фрагментов имеет специфические пластические свойства и свойства биологически активных веществ. Замена в пищевом рационе одних веществ другими ведет к нарушению функций организма, а при длительном, например безбелковом, питании наступает смерть от белкового голодания. Существенное значение в питании имеет вид каждого из пищевых веществ, содержащих незаменимые компоненты, что определяет их биологическую ценность.
Биологическая ценность животных белков выше, чем растительных (например, у белков пшеницы 52—65 %). Усвояемость белков животного происхождения составляет в среднем 97 %, а растительных — 83—85 %, что зависит также и от кулинарной обработки пищи.
Считают, что при биологической ценности белков смешанной пищи не менее 70 % людей имеют белковый минимум в сутки 55—60 г. Для надежной стабильности азотистого баланса рекомендуется принимать с пищей 85—90 г белка в сутки (не менее 1 г белка на 1 кг массы тела). У детей, беременных и кормящих грудью женщин эти нормы выше (см. далее).
Л и п и д ы поступают в организм человека в составе всех видов животной, а также растительной пищи, особенно ряда семян, из которых для пищевых целей получают многие виды растительных жиров.
Биологическая ценность пищевых липидов определяется наличием в них незаменимых жирных кислот, способностью переваривания и всасывания в пищеварительном тракте (усвоения). Сливочное масло и свиной жир усваиваются на 93—98 %, говяжий — на 80—94 %, подсолнечное масло — на 86—90 %, маргарин — на 94—98 %.
Основное количество углеводов поступает в организм в виде полисахаридов растительной пищи. После гидролиза и всасывания углеводы используются для удовлетворения энергетических потребностей. В среднем за сутки человек принимает 400— 500 г углеводов, из которых 350—400 г составляет крахмал, 50— 100 г моно- и дисахариды. Избыток углеводов депонируется в виде жира.
Витамины должны быть непременным компонентом пищи. Нормы их потребности зависят от возраста, пола, вида трудовой деятельности, ряда других факторов
Суточная потребность в воде у взрослого человека составляет 21—43 мл /кг, минимальная суточная потребность человека массой тела 70 кг составляет около 1700 мл, из них около 630 мл он получает в виде воды и напитков, 750 мл — с пищей и 320 мл образуется в ходе обменных (окислительных) процессов. Недостаточный прием воды вызывает дегидратацию организма, которая имеет различную степень выраженности в зависимости от уровня обезвоживания. Смерть наступает при потере '/з—'/4 общего количества воды в организме, на долю которой приходится около 60 % массы тела. Избыточное поступление воды вызывает гипергидратацию, которая может привести к водной интоксикации.
Большое физиологическое значение макро- и микроэлементов определило обязательные нормы их потребления для разных групп населения.
Лекция Особенности питания детей и подростков.
Теоретические основы питания
Каждый организм сочетает в себе биохимические признаки, характерные только для него, и признаки, общие для данной биологической группы (вид, род, семейство). Это значит, что нет идеальной диеты (диета — рацион и режим питания), если она рассчитывается на весь вид, даже при учете возраста, пола, климата, вида трудовой деятельности. Каждому человеку необходим индивидуальный набор компонентов рациона (рацион — порция пищи на определенный срок), отвечающий индивидуальным особенностям его обмена веществ. Однако на современном этапе развития науки и практики индивидуальный рацион питания внедрить нельзя. Для оптимизации питания людей объединяют на однородные по большому числу признаков группы. Полагают, что разнообразие рационов позволяет человеку самому отбирать необходимые ему вещества, поэтому смешанный рацион создает возможности для приспособления питания к индивидуальным биохимическим особенностям обмена веществ.
О рганизм детей и подростков имеет ряд существенных особенностей. Ткани организма детей на 25 % состоят из белков, жиров, углеводов, минеральных солей и на 75 % из воды. Основной обмен у детей протекает в 1,5—2 раза быстрее, чем у взрослого человека. В организме детей и подростков, в связи с их ростом и развитием, процесс ассимиляции преобладает над диссимиляцией. В связи с усиленной мышечной активностью у них повышены общие энергетические затраты.
Средний расход энергии в сутки (ккал) на 1 кг массы тела детей различного возраста и взрослого человека составляет: до 1 года — 100; от 1 до 3 лет - 100-90; 4-6 лет - 90-80; 7-10 лет - 80-70; 11 —13 лет - 70-65; 14-17 лет — 65-45; взрослых людей - 45.
Большое внимание в питании детей и подростков уделяют содержанию белка и его аминокислотному составу как основному пластическому материалу, из которого строятся новые клетки и ткани. При недостатке белка в пище у детей задерживается рост, отстает умственное развитие, изменяется состав костной ткани, снижается сопротивляемость к заболеваниям и деятельность желез внутренней секреции.
Суточная потребность в белке зависит от возраста ребенка. На 1 кг массы тела необходимо белка: детям в возрасте от 1 года до 3 лет — 4 г; 4-6 лет - 4-3,5 г; 7-10 лет - 3 г; 11-13 лет - 2,5-2 г; 14-17 лет — 2—1,5 г.
Белок животного происхождения должен составлять у детей младшего возраста 65-70 %, школьного - 60 % суточной нормы этого пищевого вещества. По сбалансированности незаменимых аминокислот лучшим продуктом белкового питания в детском возрасте считается молоко и молочные продукты. Для детей до 3 лет в рационе питания ежедневно следует предусматривать не менее 600 мл молока, а школьного возраста — не менее 500 мл. Кроме того, в рацион питания детей и подростков должны входить мясо, рыба, яйца, — продукты, содержащие полноценные белки с богатым аминокислотным составом.
Жиры играют важную роль в развитии ребенка. Они выступают в роли пластического, энергетического материала, снабжают организм витаминами A, D, Е, фосфатидами, полиненасыщенными жирными кислотами, необходимыми для развития растущего организма. Особенно рекомендуют сливки, сливочное масло, растительное масло (5—10% общего количества).
У детей отмечается повышенная мышечная активность, в связи с чем потребность в углеводах у них выше, чем у взрослых, и должна составлять 10—15 г на 1 кг массы тела.
В питании детей важное значение имеют легкоусвояемые углеводы, источником которых являются фрукты, ягоды, соки, молоко, сахар, печенье, конфеты, варенье. Количество Сахаров должно составлять 25% общего количества углеводов. Однако избыток углеводов в питании детей и подростков приводит к нарушению обмена веществ, ожирению, снижению устойчивости организма к инфекциям.
В связи с процессами роста потребность в витаминах у детей повышена.
Особое значение в питании детей и подростков имеют витамины A, D как факторы роста. Источниками этих витаминов служат молоко, мясо, яйца, рыбий жир. В моркови, помидорах, абрикосах содержится провитамин А — каротин. Витамин С с витаминами групп В стимулирует процесс роста, повышает сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям.
Минеральные вещества в детском организме обеспечивают процесс роста и развития тканей, костной и нервной системы, мозга, зубов, мышц. Особое значение имеют кальций и фосфор.
Режим питания детей и подростков.
Соблюдение режима питания детей и подростков имеет большое значение для усвоения организмом пищевых веществ. Детям дошкольного возраста рекомендуют принимать пищу четыре раза в день, через каждые 3 ч, в одно и то же время, распределяя рацион питания следующим образом: завтрак — 25 %, обед — 35 %, полдник — 15 %, ужин — 25 %.
В школьном возрасте также целесообразно четырехразовое питание с равномерным распределением суточного рациона: завтрак — 25 %, второй завтрак — 20 %, обед - 35 %, ужин — 20 %. Важным оздоровительным мероприятием для детей-учащихся служит правильная организация питания в школе в виде горячих школьных завтраков и обедов в группах продленного дня, рацион которых должен составлять 50—70 % суточной нормы. Энергетическая ценность школьного питания должна соответствовать энергозатратам детей.
Четырехразовый режим питания школьников и учащихся ПУ устанавливают в зависимости от распорядка занятий. Для младших школьников завтраки организуют во вторую перемену, а для старших — в третью.
1. Основные принципы питания.
2. Режим питания.
3. Последствия недостаточного потребления пищевых веществ.
Микрофлора – это совокупность микроорганизмов, населяющих макроорганизм, в нормальных условиях находятся в состоянии динамического равновесия.
Экология микроорганизмов изучает их взаимоотношения друг с другом и с окружающей средой. Микроорганизмы обнаруживаются в почве, воде, воздухе, на растениях, в организме человека и животных.
Микрофлора почвы. Санитарно-показательные микроорганизмы.
На поверхности почвы микроорганизмов мало, т. к. на них губительно действуют УФ-лучи, высушивание и т.д. В почве живут бактерии, способные усваивать молекулярный азот: род Azotobacter, Mycobacterium. Кишечные бактерии-кишечная палочка, возбудители брюшного тифа, сальмонеллеза, дизентерии могут попадать в почву с фекалиями.
Почва служит местом обитания спорообразующих палочек рода Bacillus и Clostridium. Патогенные палочки (возбудители сибирской язвы, ботулизма, столбняка, газовой гангрены) способны длительно сохраняться в почве. В почве также находятся представители грибов. Санитарно-показательные микробы (СПМ)-кишечные палочки и клостридии.
Микрофлора воды. Санитарно-показательные микроорганизмы. В водах пресных водоемов обнаруживаются палочковидные, кокковидные и извитые бактерии. Встречаются возбудители кишечных инфекций – брюшного тифа, паратифов, дизентерии, холеры, энтеровирусных инфекций. Вода артезианских скважин практически на содержит микроорганизмов.
Питьевая вода не должна содержать бактерий группы кишечных палочек в 100 мл объема, спорообразующих микробов в 20 мл объема, лямблий в 50 мл объема. Показатель микробного числа воды -50 особей любых видов микробов. СПМ- бактерии группы кишечных палочек.
Микрофлора воздуха. Санитарно-показательные микроорганизмы. В воздухе обнаруживаются кокковидные и палочковидные бактерии, бациллы, клостридии, актиномицеты. Через воздух передаются возбудители туберкулеза, дифтерии, коклюша, кори, гриппа.
Микробное число воздуха-количество микробов в 1 кубическом м (например, в операционной и стерильном помещении аптек-500 микробов в 1 кубическом м. СПМ- золотистый стафилоккок, β-гемолитический стрептоккок группы А свидетельствуют о наличии патогенных микробов в воздухе.
Санитарно-микробиологические показатели качества воды: величина общего микробного числа-число, образующихся колоний бактериями в 1 мл; наличие бактерий группы кишечных палочек (БГКП) в 100 мл; присутствие спорообразующих микробов в 20 мл объема; наличие лямблий в 50 мл объема.
Санитарно-микробиологические показатели качества продуктов питания: величина общей микробной обсемененности; наличие БГКП; присутствие условно-патогенных бактерий (кишечной палочки, золотистого стафилококка, протеев, клостридий); наличие патогенных микроорганизмов (сальмонелл и др.); присутствие специфических возбудителей микробной порчи продукта.
Что же такое микроорганизмы?
Микробы или микроорганизмы — это собирательный термин, который включает в себя совершенно различные группы организмов размером менее 0.1 мм (рис. 1).
Рисунок 1 — Представители микрофлоры воды
Указанные группы могут попадать в питьевую воду и тем или иным образом ухудшать её качество. В воде также могут находиться яйца гельминтов, и, хотя по размеру эти жизненные формы можно отнести к микроорганизмам, научное сообщество не включает их в данное понятие.
Устойчивость микрофлоры в окружающей среде
Таблица 1 — Границы устойчивости микроорганизмов и человека к некоторым факторам окружающей среды в сравнении с человеком
| Температура, o С | Соленость воды, г/л | Давление, Па | Доза излучения, Гр | |
|---|---|---|---|---|
| Микро-организмы | От —10 (Psychrobacter spp.) до 122 o С (Methanopyrus kandleri) | 0-200 | от 10 -5 (Deinococcus radiodurans) до 5∙10 5 (Halomonas salaria) | 10 000 |
| Человек | 15—45 o С | 0.05—1 | от 0.3∙10 5 до 2∙10 5 | 5 |
Питьевая вода
Питьевая вода — это безопасная для человека вода, которую можно потреблять в неограниченных количествах. В Российской Федерации качество питьевой воды регулируется СанПиН 2.1.4.1074-01 (центральное водоснабжение) и СанПиН 2.1.4.1116-02 (фасованная вода).В этих нормативных документах подробно описаны требования к микробиологическим показателям качества воды, однако ввиду того, что человек употребляет воду из различных источников, не прошедших водоподготовку (в том числе обеззараживание), например, колодцев, ручьёв и родников, опишем представителей микрофлоры, с которыми мы сталкиваемся.
Патогенные микроорганизмы (опасная микрофлора воды)
Начнём с того, чего ни в коем случае не должно быть в питьевой воде, но, к сожалению, регулярно там обнаруживается. Патогенные микроорганизмы могут вызвать серьёзные, вплоть до летальных случаев, заболевания человека. Носителями могут быть как животные, так и человек, вода же является лишь средой, с которой возбудитель попадает в организм. В табл. 2 представлены микроорганизмы, заражение которыми возможно через питьевую воду.
Таблица 2 — Патогенные микроорганизмы, заражение которыми может произойти через водный источник
| Микроорганизм-возбудитель | Представитель микрофлоры | Болезнь, вызываемая возбудителем |
|---|---|---|
| Salmonella typhi | бактерия | брюшной тиф |
| Vibrio cholerae | бактерия | холера |
| Escherichia coli | бактерия | колиэнтериты |
| Leptospira spp. | бактерия | лептоспироз |
| Burkholderia pseudomallei | бактерия | мелиоидоз |
| Vibrio spp. (Vibrio parahaemolyticus) | бактерия | заболевания, вызванные парагемолитическими вибрионами (НАГ-вибрионы) |
| Legionella pneumophila | бактерия | легионеллез |
| Clostridium spp. (Clostridium botulinum) | бактерия | клостридиозы (ботулизм) |
| Salmonella spp. | бактерия | сальмонеллезы, паратифы А и Б |
| Shigella dysenteriae | бактерия | дизентерия |
| Shigella spp. | бактерия | шигеллез |
| Francisella tularensis | бактерия | туляремия |
| Hepatitis А | вирус | болезнь Боткина |
| Enterovirus C | вирус | полиомиелит |
| Enterovirus А, В | вирус | болезнь, вызванная вирусом Коксаки |
| Entamoeba histolytica | протист | амебная дизентерия |
| Naegleria fowleri | протист | первичный амёбный менингоэнцефалит |
| Acanthamoeba, Balamuthia mandrillaris | протист | энцефалит гранулематозный амёбный |
| Giardia intestinali | протист | лямблиоз |
| Cryptosporidium spp. | протист | криптоспоридоз |
Жирным выделены микроорганизмы, для которых естественным местом обитания являются абиотические (неживые) объекты окружающей среды.
Перечисленные микроорганизмы могут обнаружиться в природных водах: в поверхностных водах, в колодцах, реже — в родниках, практически никогда — в воде скважин. Патогенная микрофлора не обнаруживается в воде централизованного водоснабжения и бутилированной воде при соблюдении технических норм и правил.
По наблюдению эпидемиологов патогенные микроорганизмы обнаруживаются в стоках больниц, а также в местах массового распространения заболеваний, возбудителями которых являются эти микроорганизмы. Патогенные агенты попадают в источники питьевой воды вместе с почвенным стоком по сети почвенных трещин и капилляров.
Сопорозные микроорганизмы (микроорганизмы, способные накапливаться в воде)
Среди патогенной микрофлоры выделяют особую группу организмов, которые могут не только сохраняться в природных источниках, но и активно размножаться там — сапронозы или сапронозные инфекции. Для них окружающая среда, и, в частности, вода, является естественным источником обитания. Среди бактерий это НАГ-вибрионы, лигионеллы, буркхальдерии и клостридии, среди протистов — Неглерия Фоулера и представители Acanthamoeba, Balamuthia mandrillaris. Но даже от них можно уберечься, выполняя минимальные меры предосторожности. Так отмечено, что в летнее время в стоячей воде, богатой органическим веществом, например, болотах, могут накапливаться клостридии. Опасны они тем, что многие виды выделяют в среду сильнейшие природные токсины, такие как ботулотоксин и тетанотоксин.
Важно: учёные фиксировали массовый падёж птиц в Канаде и США, отравившихся ботулотоксином при употреблении природной воды. Ни в коем случае не пейте воду из стоячего водоема (болото, озеро, пруд), особенно в странах с жарким климатом. Даже если Вы проведёте фильтрацию этой воды, ботулотоксин не исчезнет. Кипячения около 30 мин достаточно, чтобы токсин разрушился, но риск все равно будет высоким.
Многие вибрионы, например, Vibrio parahaemolyticus, встречаются в прибрежных зонах, и их появление имеет сезонный характер. Полагается, что носителями этого микроорганизма являются морские обитатели, а заражение человека происходит через заглатываемую воду или вместе с едой, пораженной вибрионами. Таким образом, в жаркий летний период следует избегать попадания воды в рот и не питаться необработанной термически морокой едой (рыба и моллюски).
Наибольший интерес среди сапронозных возбудителей инфекций вызывают легионеллы. Эти микроорганизмы не всегда заражают человека (в основном поражаются дети, старики, заядлые курильщики и люди с пониженным иммунитетом), однако широкое распространение легионелл и высокая смертность от легионеллеза (до 20 % случаев) вызывает опасения у исследователей-эпидемиологов. В природе эти бактерии паразитируют внутри простейших, а попадая в организм человека в виде вдыхаемого аэрозоля воды, легионеллы принимают иммунные клетки наших лёгких за те самые простейшие, в которых они обычно паразитируют, и происходит инфицирование человека. Есть несколько задокументированных случаев, когда заражение происходило через проглатывание воды. Излюбленным местом обитания легионелл являются замкнутые водопроводные системы с подогревом, кондиционеры, спа, джакузи, общественные душевые, градирни. Оптимальная температура для роста и размножения — 32–42 o С. Особенностью этого микроорганизма таже является усточивость к относительно высоким температурам, возбудитель инфекции может выживать при 50–55 o С. В том числе по этой причине недавнее предложение понижения температуры горячей воды вызвало столь бурную дискуссию в российском обществе.
Автохтонные микроорганизмы (естественные обитатели поверхностных водоемов)
Выше мы коснулись патогенных микроорганизмов, которые тесно связаны с человеком или животными. А кто же явлетется истинным хозяином поверхностных водоемов?
Подобно лесу, населенному множеством деревьев, толщу воды пронизывают одноклеточные водоросли, микроаэрофильные грибы (грибы которым для дыхания нужно немного кислорода), бактерии, в основном олиготрофные (те, кому не требуется много питания), свободноживущие протисты, и бактериофаги (вирусы бактериальных клеток). Эти микроорганизмы образуют плотную сеть из взаимодействий, поэтому их можно по праву назвать микрофлорой воды.
Как правило, эти микроорганизмы представлены видами, растущими при температуре 20 o С и ниже, то есть их оптимальная температура роста не совпадает с оптимумом роста патогенных микробов, которые лучше всего растут при температуре, близкой к температуре тела человека — 37 o С. Этим пользуются экологи и микробиологи: по отношению числа бактерий, выросших при 22 o С, к бактериям, выросшим при 37 o С, определяют индекс самоочищения водоема. Например, при фекальном загрязнении водоемов, это отношение близко к 1, а при значениях 4 и выше считается, что водоем очистился (ссылка на СанПиН).
Важно: чаще автохтонные микроорганизмы безопасны для человека из-за невысокого содержания в воде и невозможности размножаться при температуре 37 o С, однако серьёзную опасность для человека могут представлять их токсины.
Микроорганизмы — проценты токсинов
Водоросли (микроорганизмы, содержащие зеленый пигмент — хлорофилл) — обитатели спокойных и богатых питательными элементами водоемов. Сами микроорганизмы не заражают человека, но синтезируют и выделяют в воду цианотоксины, вызывающие поражение внутренних органов человека и животных: гепатотоксины (Microcystis, Anabaena, Oscillatoria, Nodularia, Nostoc, Cylindrospermopsis и Umezakia), нейротоксины (Aphanizomenon и Oscilatoria) и почечные токсины (Cylindroapermopsis raciborski). Это явление часто встречается в спокойных непроточных водоемах в летний период.
Важно: помимо открытых водоёмов водоросли способны размножаться в воде при её хранении, например, в бутылях для кулеров, при условии наличия источника света и ненадлежащей очистке тары при повторном использовании.
Микромицеты (микроскопические грибы), наряду с водорослями продуцируют чрезвычайно токсичные микотоксины, такие как патулин, афлотоксины и зеараленон. Особенностью этих токсинов является их устойчивость к температурной обработке и высокая онкогенность. Следует отметить, что в основном отравления микотоксинами происходят через пищу, однако, учитывая содержание грибов открытых водоёмах Российской Федерации (до 1 000 КОЕ/мл), можно утверждать, что возможно влияние микотоксинов на человека через потребление воды. В большинстве случаев микромицеты встречаются в водоемах в виде дрожжеподобных форм (не образуют разветвленный мицелий) и спор, представленых родами Aspergillis, Fusarium, Penicillum, Cladosporium, Alternaria. Часто споры микромицетов и выделяемые микромицетами вещества активно влияют на иммунную систему человека, являясь активными сенсебилизаторами аллергических реакций. Основным местообитанием микромицетов являются почвы, поскольку для развития необходим кислород, но есть и микроаэрофильные микромицеты, основным местообитанием которых является вода. Эти микроорганизмы не встречаются в подземных водах, могут находися в окрытых водоемах, а также находится и даже размножаться в водопроводе.
Микрофлора водопроводной воды
Выше мы описывали микрофлору в основном природной воды. Следует обсудить микробиологический состав той воды, которая течёт у нас из крана. Следует понимать, что перед тем, как вода попадает к нам в дом через централизованный водопровод, она проходит процессы водоподготовки, которые включают в себя дезинфекцию воды.
Важно: в Российской Федерации главными источниками воды являются открытые водоёмы, а основным методом дезинфекции — хлорирование воды.
Считается, что содержание свободного хлора в концентрациях 0.3-0.5 мг/л свидетельствует о санитарной безопасности воды. Но как уже было сказано выше, микроорганизмы научились приспосабливаться к различным условиям среды, поэтому водопроводная вода также содержит микрофлору. Условно микроорганизмы водопроводной воды также можно разделить на автохтонные и аллохтонные.
Автохтонные микроорганизмы водопровода — это организмы, которые научились закрепляться в системе водоснабжения и даже размножаться. Как правило они существуют в виде биоплёнок — полисахаридных слизеподобных образованиях, которые многократно повышают устойчивость организмов в окружающей их среде (хлорированной водопроводной воде) (рис. 2).
a — стадии развития биоплёнок на поверхностях;
б — фотография биоплёнки на сканирующем микроскопе
К автохтонным микроорганизмам водопровода можно отнести железобактерии (роды Gallionella, Leptothrix, Crenothrix, Siderocapsa), нитрифицирующие бактерии (роды Nitrospira, Nitrococcus, Nitrospina) и различные олиготрофные организмы, которые для функционирования требуется минимальное содержание органического вещества (роды Leptothrix, Crenothrix).
Железобактериям не требуется органического вещества, и энергию для жизнедеятельности они добывают из энергии химических связей: микроорганизмы переводят закисное железо Fe 2+ в окисное Fe 3+ , после чего аккумулируют железо в слизях и капсулах. Даже при незначительном количестве (менее 0.3 мг/л) в воде клетки микроорганизмов активно аккумулируют железо Fe 2+ . Представители этих родов не патогенны, но могут снизить качество воды до полностью непригодного. Как правило, вместе с аккумуляцией железа происходит и аккумуляция солей марганца. В результате биообрастаний внутренние поверхности металлических трубопроводов покрываются наростами и отложениями (рис. 3).
Рисунок 3 — Отложение солей железа и марганца в водопроводе в ходе жизнедеятельности железобактерий.
Нитрифицирующие бактерии участвуют в образовании обрастаний вместе с железобактериями. Эти микроорганизмы переводят аммонийный и нитритный азот, присутствующий в воде, в нитраты (рис. 4).
Рисунок 4 — Схема микробиологической нитрификации в воде
Основной вред нитрифицирующих бактерий заключается в том, что при высоком содержании в воде аммония и нитритов, а также при обеззараживании воды хлорамином, они могут накапливать в воде нитраты — пищу для других бактерий. Таким образом, нитрифицирующие бактерии являются центрами обрастаний и биопленок в системе водоснабжения. Также эти микроорганизмы в системах водоснабжения ухудшают дезинфицирующие (частично разрушают хлорамин — вещество для дезинфекции воды) и органолептические свойства (запах и цвет), а высокое содержание образовавшихся нитратов может вызывать метгемоглобинемию (особенно часто у детей).
Потенциально опасные микроорганизмы в биопленках
Рисунок 5 — Биоплёнки, образующиеся водопроводном бытовом кране.
Показано, что представители следующих условно-патогенных и патогенных родов бактерий могут образовывать биопленки: Psudomonas (сепсисы, отравления), Mycobacterium (туберкулез, лепра), Campylobacter (кампилобактериоз), Klebsiella (сепсисы, пневмония), Aeromonas (отравления), Legionella (легионелез), Helicibacter (язва, рак желудка), Salmonella (сальмонелез). Исследование бытовых кранов кухонь и душевых в Индии показало, что из 187 выделенных штаммов потенциальных патогенов, 20 % образовывали биопленки. Таким образом, даже если вода при водоподготовке отвечает всем санитарным требованиям, на выходе она может повторно загрязнятся через биопленки, образованные на кране.
Читайте также: