Микробиология для поваров

13.06.2013 ЛАБОРАТОРИЯ НА КУХНЕ

Кроме охотников, обедающих в лагере сафари в африканской саванне, людям во время обеда не стоит волноваться, что на них нападут дикие звери. Однако дикие твари самых разных пород могут напасть на нас во время еды, хотя они так малы, что мы не можем их увидеть. Опасность во время обеда приходит в виде скрытых микроорганизмов в нашей еде, которые могут стать причиной тяжелой болезни или смерти человека. Эти крошечные микробы могут быть столь же дикими и опасными, как лев или леопард. Так как мы не можем увидеть микробов невооруженным глазом, а наша интуиция о том, где они могут притаиться, не срабатывает, микробы могут, в некотором смысле, быть намного страшнее хищников.

К счастью, накопленный веками опыт научил нас, как защититься от больших и малых убийц. Специалисты в области здравоохранения превратили этот кладезь собранной мудрости в набор стандартных правил, которые в простой форме повторяются в большинстве руководств по безопасности пищевых продуктов для шеф-поваров. Просто следуйте им, оставьте подробности профессионалам, и все будет хорошо, как, по крайней мере, гласит неписаное правило. В рекомендациях обычно замалчивают, почему нужно применять эти правила и какими смертельными свойствами обладают микроорганизмы. В них правила безопасности пищевых продуктов слишком часто приводятся лишь частично, поэтому вводят в заблуждение или оказываются просто ложными. Хуже всего то, что сами по себе рекомендации часто неправильны, изобилуют ложными «фактами» и псевдонаучными описаниями.

Многие методические пособия демонстрируют несколько отеческий подход, потому что считают микробиологию очень страшной. Это, бесспорно, сложная наука. Понимание того, как и почему некоторые микроорганизмы, имеющиеся в пище, могут вызвать у нас заболевание или смерть, заставляет освоить немного биохимии, иммунологии и по капельке из других медицинских предметов  ̶  все из областей, в которых современные представления могут радикально измениться, так как текущие исследования приводят к неожиданным результатам.

Многие профессиональные книги по безопасности пищевых продуктов или по микробиологии рассматривают все так глубоко и подробно, что изложенный в них материал теряет практическое значение для кухни. Страницы пестрят научными названиями и профессиональным жаргоном, но авторы не могут четко объяснить, что именно должна знать каждая кухарка, чтобы еда, которую она готовит, была безопасной.

Этот аспект приготовления пищи важен для любого повара, но особенно он важен для  кулинарии, которая использует новые технологии, настолько отличающиеся от обычного приготовления пищи, что, кажется, идут вразрез со многими общепринятыми практическими методами, в том числе с правилами, которые касаются безопасности пищевых продуктов. Еда, приготовленная низкотемпературным методом, например, часто в течение долгого времени готовится при температуре, которая кажется весьма низкой по традиционным стандартам. С точки зрения биологии такой способ приготовления пищи безопасен, если все сделано правильно. Но многие справочники и даже некоторые департаменты здравоохранения, не располагающие достаточной информацией, предлагают иное, потому что их мнение отстает от достижений науки.

Максимальную угрозу безопасности пищевых продуктов представляют микроорганизмы - живые существа, обычно состоящие из одной клетки, которые можно увидеть только с помощью микроскопа. Эти микробы в удивительном количестве захватили нашу планету. Никто не знает, сколько видов их существует, но многие биологи считают, что счет уже давно идет на миллионы — причем только бактерий!

Подавляющее большинство бактерий и других микроскопических форм жизни совершенно безвредны или даже полезны. Это для нас большая удача, потому что в человеческом теле как внутри, так и снаружи кишат целые колонии микробов, включая крошечные клещи, грибки, вирусы и бактерии. Некоторые исследователи считают, что только на коже могут жить целых 500 видов бактерий, а исследования показывают, что пупок, внутренняя часть предплечья и ягодицы - излюбленные места проживания огромного количества разнообразных микроорганизмов. В кишечнике взрослого человека обитают около 100 триллионов микробов, включая около 400 видов бактерий. Это впечатляет, если учесть, что все тело человека состоит из 10 триллионов клеток или около того. Мы должны принимать этих гостей из царства микробов, потому что без них наша жизнь была бы сложной или невозможной. Многие из этих крошечных организмов играют важнейшую роль, например, в пищеварении.

А как насчет вредных микробов? В общем, ученые считают микроорганизмы, которые вызывают болезнь, возбудителями заболевания или патогенными; в народе их называют микробами. Из широкого ряда микроорганизмов выделяют несколько крупных категорий возбудителей пищевых отравлений, которые являются главной заботой поваров. Каждый класс микробов представляет отдельные риски и угрозы. Способы приготовления и хранения пищи, действующие, например, против одного возбудителя заболевания, могут не действовать на другого. Для поддержания высокого уровня гигиены на кухне решающее значение имеет практическое понимание различий и сходств микробных загрязнений. В нашем вестнике, в блоке "Химия на кухне", мы постараемся собрать максмум полезной информации для поваров, чтобы помочь избежать неприятных ситуаций. 

Технология окрашивания бактерий как способ их идентификации

Среди многих методов, которые ученые используют для классификации бактерий, уже более столетия существует химическое окрашивание. Наиболее распространенный метод —окрашивание по Граму - техника, в которой используется краситель, который датский врач Ганс Христиан Грам создал в 1884 году. Исследователи отмечают бактерии, которые окрашиваются в фиолетовый цвет при добавлении красителя как «грамположительные» (внизу слева), а те, которые вместо этого приобретают розовую или красную окраску — как «грамотрицательные» (внизу справа).

Разница в окрашивании зависит от состава защитных внешних стенок бактерии. Только у некоторых видов есть относительно толстые, как кольчуги, слои сахаров и пептидов, которые поглощают краситель Грама, который называется кристаллический фиолетовый. Хотя Грам и не знал точно, как действует окрашивание, он обнаружил, что может диагностировать болезни, применяя кристаллический фиолетовый, чтобы выделить среди бактерий те, которые вызывают сходные симптомы — полезная практика, которая продолжается и по сей день.

Окно в одноклеточный мир

Микроскоп, прибор, который открыл человеческому взору вселенную микробов, может похвастаться по-настоящему международным происхождением. Тысячу лет назад первопроходцы в Европе и на Ближнем Востоке заложили основы технологии производства простых выпуклых увеличительных стекол, которые были толстыми посередине и более тонкими по краям.

Первый настоящий микроскоп появился в конце 16-го века в Голландии, когда шлифовальщик линз вставил две линзы в трубку и увидел, что прибор может сильно увеличивать предметы. Тосканский астроном Галилео, имя которого чаще ассоциируется с телескопами, изучил первое довольно примитивное устройство, а затем изготовил более совершенную модель, в которой использовалась составная линза.

В 1665 году британский физик Роберт Гук опубликовал первое научное исследование, которое проводилось с помощью микроскопа. Это была иллюстрированная книга «Микрография/Micrographia», в которой были подробно описаны невиданные ранее чудеса, например, пористая микроструктура пробки, которая придает ей плавучесть. Вскоре после этого голландский торговец тканями Антони ван Левенгук начал выпускать простые, но изысканные микроскопы с одной линзой. Он использовал свои инструменты для описания частей насекомых, клеток крови, спермы, глистов, простейших, а также, по его словам, «маленьких животных» — крошечные организмы в зубном налете, которые считаются первыми наблюдениями живых бактерий. Микроскопы с течением столетий настолько изменились, что сегодня исследователи могут увеличить вещество до субатомного уровня.

Бестиарий возбудителей пищевых отравлений

Возбудители пищевых заболеваний, которые известны науке, поражают множеством форм и размеров. Они сильно отличаются поведением и вирулентностью. Ниже перечислены шесть групп, которые представляют наибольший интерес для поваров, от большей к меньшей. У каждой группы различные риски, а средства для устранения рисков могут варьироваться в каждом конкретном случае. Хотя в организме могут быть плазмиды — инфекционные нити ДНК, мы обсудим их в контексте носителей бактерий, где они играют важную роль в возникновении болезни.


Глисты

Глисты являются самыми большими из возбудителей пищевых отравлений. Они могут жить в течение десятилетий и вырасти до таких размеров, что будут хорошо видны невооруженным глазом.

Размеры: они варьируются от микроскопических глистов длиной в малую долю миллиметра до ленточных глистов, которые в отдельных случаях могут достигать 9 м / 30 футов.

Болезни: трихинеллез, анизакиаз, аскаридоз, фасциолез, «рыбий грипп» и тениоз.

Примеры: круглые глисты, такие как Trichinella spiralis (верхние и нижние фото выше), Anisakis simplex и Ascaris lumbricoides;

трематоды, такие как Fasciola hepatica и Nanophyetus salmincola; ленточные глисты, такие как Toenia saginata и Taenia solium. 

Простейшие

Это невероятно разнообразная группа в основном одноклеточных микроорганизмов включает организмы, сходные с грибами, растениями и животными. Большинство простейших, сходных с животными (или простейших) безвредны, но несколько видов паразитов могут быть смертельно опасны, включая вид Toxoplasma.

Размеры: обычно от 0,005 до 3 мм, хотя бурые водоросли могут быть от 0,001 мм до 100 м / 328 футов

Болезни: токсоплазмоз, гиардиоз (лямблиоз), циклоспориаз («диаррея путешественников») и амёбная дизентерия

Примеры: Toxoplasma gondii (выше вверху) Giardia lamblia (выше внизу) Cyclospora cayetanensis Cryptosporidium parvum Entamoeba histolytica.

Бактерии

Бактерии, пожалуй, самый известный вид одноклеточных, они разнообразны, выносливы и отличаются высокой адаптивностью. Бактерии могут вызвать пищевое отравление сильнее, чем любой другой возбудитель заболевания, потому что они могут размножаться на еде перед ее употреблением.

Размеры: хотя обычно от 0,001­ до 0,005 мм, диаметр этих микроорганизмов составляет от 200 нанометров (200 миллиардных метра) до 700 микрон (700 миллионных метра или 0,7 мм)

Болезни: сальмонеллез, шигеллез, листериоз и другие бактериальные инфекции, например, вызываемые штаммом возбудителя Escherichia coli 0157:H7 и видом Campylobacter; также множественные формы пищевых отравлений, такие как ботулизм.

Примеры: E. coli (выше вверху) Campylobacter jejuni, Listeria monocytogenes, Yersinia enterocolitica, множество видов Salmonella, множество видов Shigella, множество видов Clostridium perfringens (выше внизу) Staphylococcus aureus, Bacillus cereus.

Вирусы

Так как у вирусов есть гены, которые состоят из ДНК или РНК, эти микроорганизмы могут развиваться, как и другие формы жизни. Тем не менее, большинство ученых не считают их полностью живыми, потому что они не могут расти или размножаться за пределами клетки, которую они инфицируют. Одна группа, норовирусы, вызывает две трети всех известных пищевых заболеваний в США.

Размеры: 20-400 нанометров (миллиардных метра)

Болезни: норовирус-, ротавирус-, или астровирусный гастроэнтерит и пищевой гепатит

Примеры: норовирус (выше вверху), ротавирус (выше внизу), вирус гепатита A, астровирусы

 

Плазмиды

Плазмиды - это голые нити ДНК, которые дополняют обычный набор генов у микробов. В одной и той же клетке могут существовать разные и идентичные экземпляры плазмид, а в бактериях эти нити ДНК часто перемещаются из одной клетки в другую, иногда превращая реципиента в мощного убийцу.

Размеры: Плазмиды, которые находятся в бактериях, могут содержать от 1000 до более 1,6 миллионов пар оснований или «кирпичиков» ДНК. Если генетическую нить плазмиды растянуть, ее длина может превысить организм хозяина. Плазмиды ДНК обычно плотно свернуты в спираль, именно поэтому внутри клетки могут легко поместиться много плазмид.

Болезни: шигеллез, инфекция, вызванная штаммом E. coli 0157:H7, и многие другие болезни, связанные с бактериями пищевых заболеваний

Примеры: плазмиды pINV, которые требуются для действия инвазивной кишечной палочки E. coli и Shigella и бактериальных штаммов;
плазмиды p0157 в E. coli0157: H7; плазмиды pSS Shigella sonnei; плазмиды, связанные с Enterocolitica Yersinia, Clostridium perfringens, и другие болезнетворные бактерии

Прионы 

Прионы - это простейшие возбудители еще не открытых заболеваний, они являются инфекционными белками, которые могут превратить нормальные белки нашего тела в деформированные разновидности, которые создают болезнь. «Испорченные белки» могут вызвать редкие пищевые заболевания, которые, в конечном счете, могут оказаться фатальными.

Размеры: Ученые считают, что человеческий прион составляет 4-5 нанометров (миллиардных метра) в диаметре

Болезни: куру (выше вверху) и разновидность болезни Крейцфельда — Якоба (выше внизу); исследователи связывают куру с губчатой энцефалопатией крупного рогатого скота (BSE), известной как «коровье бешенство»

Примеры: Биохимики часто называют прион либо клеточный белок прион или PrPc, когда он нормальный, или как белок прион скрепи, или PrPSc, когда он неправильно соединен и поэтому способен вызывать болезнь (скрепи – это болезнь овец, похожая на «коровье бешенство»).


Вернуться к списку
Коментарии
Цель нашей компании - предложение широкого ассортимента товаров и услуг на постоянно высоком качестве обслуживания.