Термотолерантные колиформные бактерии это: Термотолерантные колиформные бактерии в воде

alexxlab
19.05.1974
Комментарии: 0

Термотолерантные колиформные бактерии в воде

Термотолерантные колиформные бактерии – это группа микроорганизмов, ферментирующих лактозу при температуре 45 °C. В состав группы входят представители рода Escherichia, также известного как E.Coli, и отдельные представители Klebsiella, Enterobacter и Citrobacter. ТКБ отличаются простотой выявления при анализе, за счет чего часто используются в виде показателя качества воды и эффективности очистки от фекальных бактерий. Наиболее точным индикатором является E.Coli, поскольку другие термотолерантные микроорганизмы могут происходить от других источников.

ВОЗ рекомендуется проводить анализ воды на точное выявление E.Coli при обнаружении высокого содержания количества термотолерантных бактерий. В частности, это касается случаев, когда возможности осуществления комплексных микробиологических проверок нет, а результат требуется получить срочно.

Особенности ТКБ

Колиформные бактерии живут в пищеварительном тракте, а также отходах жизнедеятельности человека. Это же касается и животных, в частности, скота. Помимо прочего, бактерии можно найти в почве и воде, загрязнение которых впоследствии может приводить к возникновению заболеваний, вызываемых патогенами. Данный вид микроорганизмов относится к классу грамотрицательных бактерий и формой напоминает палочку. Микроорганизмы имеют большое количество разновидностей, однако опасны они для человека в той или иной степени только при превышении допустимой концентрации.

При определении качества воды из того или иного источника следует помнить, что колиформы имеют разное эпидемиологическое и санитарное значение – так, представители рода Escherichia указывают на заражение, которое произошло недавно. Наличие же Citrobacter или Enterobacter означает, что загрязнение произошло в течение последних нескольких недель.

Подробная информация об услугеХимический Анализ Воды

О вреде термотолерантных бактерий

Колиформы могут быть условно-патогенными – среди всех родов таких насчитывается 15 видов. В человеческом организме они проживают в нижних отделах кишечного тракта, оказывая благотворное влияние на микрофлору, помогая усваивать и синтезировать витамины, а также ускоряя разложение белков и углеводов. Патогенными, то есть вызывающими различные заболевания, они могут стать при изменении условий среды. В таком случае может развиться их избыточное размножение.

Происходить это может по разным причинам – например, при снижении иммунитета, гибели нормальной микрофлоры во время приема лекарств или угнетении защитных свойств слизистых. Однако, это далеко не гарантирует появление заболеваний у человека, который пьет воду с содержанием данных микроорганизмов.

Определение термотолерантных колиформов

Так как термотолерантные колиформные бактерии по всем признакам схожи с общими – и это логично, так как они являются их подгруппой, определение ТКБ производится с применением идентичных методов. Приоритетные варианты основаны на способности микроорганизмов ферментировать лактозу в течение 24 часов при условии соблюдения оптимальной температуры. Она составляет 44 °C с погрешностью 0,5 °C.

Как и ОКБ, термотолерантные бактерии относятся к индикаторной группе, используясь для определения уровня загрязненности воды. Однако данная категория микроорганизмов более устойчива к воздействию окружающей среды. По этой причине обнаружение ТКБ указывает на однозначное загрязнение воды продуктами жизнедеятельности человека.

Применение метода мембранных фильтров

Определение колиформных микроорганизмов чаще всего производится с применением метода мембранных фильтров. В рамках данного исследования три образца по 100 мл пропускаются через три бактериальных фильтра из нитроцеллюлозы. Предварительно фильтр помещается в дистиллированную воду и прокипячивается в течение 15-20 минут.

Далее образцы помещаются в среду Эндо и инкубируются в течение 24 ч при температуре 44 °C (для общих бактерий градус должен быть ниже). Если в рамках данного времени был установлен факт развития бактерий, подсчитывается их количество (речь о лактозоположительных колониях), после чего остается идентифицировать их как колиформные бактерии.

Если в течение суток рост колоний не наблюдается или же он имеет место, но колонии относятся к другому типу микроорганизмов, результат считается отрицательным. Положительной реакцией станет наличие лактозоположительных колоний, которые дают отпечаток темно-красного цвета на обратной стороне фильтра, или же лактозоотрицательных, имеющих розовый оттенок. В таком случае производится подсчитывание числа колоний всех установленных типов.

Чтобы определить, к какой категории относятся бактерии, делается их посев, после чего производится инкубирование при температуре 44 °C еще 16-18 часов. Дальнейшие манипуляции осуществляются исключительно с чистыми культурами. В виде подтверждающих тестов задействуется оксидазный, а также тест образования кислоты и газа при ферментации лактозы.

Микробиологический анализ

В некоторых случаях для определения колиформных бактерий может проводиться микробиологический анализ. В зависимости от необходимости и возможностей лаборатории он может быть стандартным, расширенным, или направленным на выявление определенных микроорганизмов. Стандартный анализ затрагивает три показателя – общее микробное число, а также количество ОКБ и ТКБ. Расширенное исследование также направлено на определение титр колифагов и спор сульфитредуцирующих бактерий.

Анализ воды на колиформные бактерии в лаборатории «НОРТЕСТ»

Правильность проведения анализа на ОКБ и ТКБ зависит не только от соблюдения правил во время процедуры, а также применения правильных реагентов и инструментов. Важно также не допустить порчи проб во время их забора – с этим справятся специалисты нашего испытательного центра. С учетом того, что образцы будут действительны в течение всего двух часов, мы обеспечим правильный отбор и быструю доставку с соблюдением правил хранения и транспортировки.

Испытательный центр «НОРТЕСТ» предлагает возможность заказать анализ воды на содержание термотолерантных колиформных бактерий с использованием современного оборудования. Наши специалисты не только произведут исследование, но и при необходимости помогут в разработке эффективных средств по очистке в случае, если результат анализа окажется негативным. Среди таких решений можно отметить термообработку, воздействие сильных окислителей, а также использование ультразвука.

Общие колиформные бактерии в воде (питьевой и сточной)

Общие колиформные бактерии – это микроорганизмы, которые долгие годы являются индикатором качества воды, используясь для определения соответствия установленным нормам и стандартам. Также с их помощью можно установить, насколько со своей работой справляются системы очистки. Частота применения микроорганизмов объясняется простотой их обнаружения и количественного подсчета.

Колиформные бактерии, которые не отличаются аксидозной активностью, по виду схожи с палочками и развиваются в нижнем отделе пищеварительного тракта. Микроорганизмы не могут размножаться, однако при этом способны выживать в воде на протяжении нескольких недель. Именно это является основной причиной их использования в качестве индикаторов загрязнения.

В группу ОКБ входит несколько родов семейства Enterobacteriacea, среди которых Citrobacter и Escherichia. Оптимальными условиями для роста колимофрных бактерий, которые, к слову, не образуют спор, являются дифференциальные лактозные среды. Это учитывается при необходимости проведения лабораторных анализов воды.

В зависимости от места проживания, группы ОКБ можно разделить на категории – в частности, сапробионты выбирают пресные водоемы, в то время как катаробионты предпочитают только чистую ключевую воду. Отметим, что лучшим показателем качества воды, при анализе на наличие общих колиформных бактерий, является их отсутствие. Таким образом можно признать, что системы очистки справляются со своей работой.

Особенности анализа воды на содержание ОКБ

До недавних пор обнаружение общих колиформных бактерий в воде свидетельствовало исключительного о наличии ее фекального загрязнения – то есть грамотрицательных бактерий, ферментирующих лактозу. Однако не так давно ученым удалось выявить, что к данным бактериям относятся не только ранее выявленные, но и Enterobacter cloasae и Citrobadter freundii.

Данные микроорганизмы часто могут обнаруживаться в грунте и различных питательных средах. Также известны виды, которые практически не находятся в фекалиях, но при этом способны размножаться в воде даже высокого качества. Поэтому, при проведении анализа воды на ОКБ нельзя рассчитывать на то, что его результат в 100% случаев даст исчерпывающую информацию.

Однако, возможность получения не патогенных колиформных бактерий достаточно низка – вследствие этого нормативами разрешено наличие таких микроорганизмов, если их процентное соотношение к общему числу отобранных проб не превышает 5% в год. Это справедливо при обязательном ненахождении E.Coli.

По этой причине по наличию колиформных бактерий всегда можно судить о неприемлемой работе очистных систем и загрязнении воды микроорганизмами. Однако для более точного результата исследований в таких случаях осуществляется тест на предмет присутствия ТКБ – термотолерантных колиформных бактерий.

Подробная информация об услугеХимический Анализ Воды

Опасность ОКБ для человека

ОКБ при высоком содержании – возбудитель инфекционных заболеваний, которые могут привести к нарушению работы желудочного-кишечного тракта. В некоторых случаях помимо интоксикации и диарейного синдрома может развиться патологический процесс.

Общие колиморфные бактерии в питьевой воде

За определение норм, касающихся питьевой воды и требований к ее качеству отвечают правила СанПиН 2.1.4.1074-01. В частности, речь о воде, которая подается системами централизованного водоснабжения и используется для потребления населением в питьевых и бытовых целях.

Визуально человек может определить лишь малую долю потенциальных нарушений – и даже в таком случае он не сможет назвать причину проблемы и тем более определиться с тем, какие именно вещества или микроорганизмы привели к загрязнению. По этой причине строго рекомендуется для выявления качества питьевой воды пользоваться услугами аккредитованных лабораторий. Говоря о колиформных бактериях в воде, следует отметить, что в питьевой их не должно быть в ней в принципе.

Колиформные бактерии в колодце

Вода в колодцах чаще воды из централизованной системы подвергается загрязнению, так как является открытым источником. Вследствие этого она практически не защищается от воздействия вредных микроорганизмов и веществ, которые могут содержаться в грунтовых водах, снеге, листьях или даже фекальных загрязнениях. В связи с этим такая вода часто не соответствует установленным стандартам и требует более тщательной проверки. Чаще всего при исследованиях обнаруживается превышение норм содержания общего микробного числа и колиформных бактерий.

Общие колиформные бактерии в сточной воде

К сточным водам относятся промышленные, бытовые и ливневые стоки. Промышленные требуют особого внимания, так как являются основным источником загрязнения. Определение ОКБ позволит установить эпидемиологическую безопасность сточных вод, к которым помимо прочего относятся и поверхностные. В рамках проверки определяется количественное и качественное выражение бактерий, после чего лабораторией, проводившей анализы, предоставляются рекомендации по оптимальному выбору средств борьбы с загрязнениями.

Определение количества колиформных бактерий

Анализ воды на наличие и количество колиформных бактерий производится с применением одного из двух методов – мембранной фильтрации или титрационного метода. Первый является более классическим и используется чаще.

1. Метод мембранной фильтрации. В рамках данного исследования используются специальные фильтры, цель которых – поймать и удержать микроорганизмы, далее выращиваемые в оптимальных условиях. Если в течение суток развитие бактерий не наблюдается, исследование прекращается. После завершения процедуры определяется тип и количество колоний на основании обнаруженных свойств.
2. Титрационный метод. В данном случае производится посев определенного количества воды, в результате чего производится накопление бактерий. На обнаружение общих колиформных бактерий указывает появление колоний темно-красного оттенка – это типичный цвет для микробов данной категории. Чтобы убедиться в этом, достаточно провести оксидазный тест.

Анализ воды на ОКБ в лаборатории «НОРТЕСТ»

«НОРЕСТ» – это испытательный центр, который имеет необходимый уровень аккредитации и оснащен необходимым оборудованием для проведения исследований любой сложности. Выполняя поставленные задачи, среди которых и анализ воды на общие колиформные бактерии, мы руководствуемся установленными нормами и задействуем только проверенные методики. Это позволяет получать результаты с минимальным уровнем погрешности.

Наша команда обеспечивает соответствие стандартам при отборе проб, их доставке, подготовке и проведении анализов. В случае, если специалисты обнаружат превышенный уровень концентрации веществ, наши клиенты могут рассчитывать на консультацию в вопросе выбора эффективных способов очистки.

Обоснование введения индикаторых показателей «Обобщённые колиформные бактерии» и « Escherichia coli » в систему санитарно-эпидемиологического контроля безопасности питьевой воды | Загайнова

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2020

Загайнова А.В.¹, Трухина Г.М.², Рахманин Ю.А.¹, Артемова Т.З.¹, Сухина М.А.^1,3

¹НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина ФГБУ «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» ФМБА России, 119121, Москва;
²ФБУН Институт комплексных проблем гигиены «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора, 141014, г. Мытищи;
³ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр колопроктологии им. А.Н. Рыжих» Минздрава России, 123423, Москва

Введение. Возрастающее бактериальное загрязнение водных объектов требует повышения надёжности контроля качества воды в целях обеспечения эпидемической безопасности в отношении инфекций, передающихся водным путём, поэтому исследователи как в России, так и в Европе пришли к мнению о необходимости поиска индикаторных микроорганизмов, которые могут более точно указывать на присутствие патогенных микроорганизмов в воде, чем традиционные индикаторы.
Целью исследования явилось обоснование введения индикаторных показателей фекального загрязнения «обобщённые колиформные бактерии» и Escherichia coli для оценки безопасности питьевой воды.
Материал и методы. В статье приведён анализ отечественных и международных нормативных документов и литературных материалов, регламентирующих качество питьевой воды по санитарно-микробиологическим показателям и критериям оценки. Представлены результаты многолетних экспериментальных и натурных исследований, проведённых научно-исследовательскими организациями и практическими организациями Роспотребнадзора.
Результаты. На территории России безопасность питьевой воды определяется одним из индикаторных показателей общие колиформные бактерии, определяемые по ферментации лактозы, при этом в воде не учитываются патогенные бактерии (Salmonella, Shigella) и ряд лактозоотрицательных условно патогенных бактерий – возбудителей кишечных инфекций. Изучение микроорганизмов, выделенных из фекалий больных, подтверждает, что частота встречаемости лактозоотрицательных микроорганизмов составляет от 20 до 100% штаммов. При ежегодной тенденции снижения процента нестандартных проб питьевой воды по микробиологическим показателям возрастает число острых кишечных инфекций (ОКИ) неустановленной этиологии, то есть возрастает риск возникновения ОКИ. При несоответствии качества питьевой воды по термотолерантным колиформным бактериям в 95% проб обнаруживали E. coli. Поэтому определение E. coli более надёжно указывает на поступление свежего фекального загрязнения и обеспечивает оперативность в принятии мер по устранению неблагоприятной ситуации, чем термотолерантные колиформные бактерии (ТКБ).
Заключение. Приведены основания для введения более надёжных микробиологических показателей контроля безопасности воды, таких как «обобщённые колиформные бактерии» (ОКБ), объединяющие как лактозоположительные, так и лактозоотрицательные бактерии, определяемые по признаку ферментации глюкозы, отрицательному оксидазному тесту и отрицательной окраске по Граму, и E. coli в качестве показателя недавнего поступления фекального загрязнения, что позволит проводить оценку качества воды по широкому спектру бактерий порядка Enterobacterialеs, соответствующих современной таксономии энтеробактерий NCBI, обеспечит гармонизацию с международными требованиями и безопасность питьевой воды для населения.

Ключевые слова: питьевое водоснабжение; фекальное загрязнение; санитарно-бактериологические показатели; колиформные бактерии; обобщённые колиформные бактерии; термотолерантные колиформные бактерии; Escherichia coli

Для цитирования: Загайнова А.В., Трухина Г.М., Рахманин Ю.А., Артемова Т.З., Сухина М.А. Обоснование введения индикаторых показателей «обобщённые колиформные бактерии» и «Escherichia coli» в систему санитарно-эпидемиологического контроля безопасности питьевой воды. Гигиена и санитария. 2020; 99 (12): 1353-1359. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2020-99-12-1353-1359
Для корреспонденции: Загайнова Анжелика Владимировна, канд. биол. наук, зав. лаб. микробиологии и паразитологии НИИ ЭЧ и ГОС им. А.Н. Сысина ФГБУ «ЦСП» ФМБА России, 119121, Москва. E-mail: [email protected]
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Исследование проводилось при поддержке Государственного задания Peг. № АААА-А18-118020590087-5, тема «Научное обоснование методологии оценки биологической эффективности и безопасности питьевых вод, полученных на основе новых физических технологий, для применения их в целях профилактики метаболических нарушений и в качестве вспомогательного средства в комплексной терапии экологически обусловленных заболеваний».
Участие авторов: Загайнова А.В. – концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, выполнение экспериментальной работы, статистическая обработка, написание текста; Рахманин Ю.А. – концепция и дизайн исследования, редактирование; Трухина Г.В. – редактирование, утверждение окончательного варианта статьи; Артемова Т.З. – редактирование, написание текста; Сухина М.А. – выполнение экспериментальной работы, сбор и обработка материала. 

Поступила 05.11.2020
Принята к печати 15.12.2020
Опубликована 25.01.2021

Angelika V. Zagainova¹, Galina M. Trukhina², Yury A. Rakhmanin¹, Tamara Z. Artemova¹, Marina A. Sukhina^1,3

The rationale for introducing the indices «generalized coliform bacteria» and «Escherichia coli» into the scheme of sanitary and microbiological control of water quality as indices of fecal contamination

¹Centre for Strategic Planning and Management of Biomedical Health Risks of the Federal Medical Biological Agency, Moscow, 119121, Russian Federation;
²Institute for Complex Problems of Hygiene of the F.F. Erisman Federal Scientific Center for Hygiene, Mytishchi, 141014, Russian Federation;
³A.N. Ryzhikh National Medical Research Center of Coloproctology, Moscow, 123423, Russian Federation

Introduction. The increasing bacterial contamination of water bodies requires an increase in water quality control’s reliability to ensure epidemic safety against waterborne infections. Therefore, researchers in both Russia and Europe came to the conclusion that it is necessary to search for indicator microorganisms that can more accurately suggest the presence of pathogens. microorganisms in water than traditional indicators.
The aim of the study was to justify the introduction of indicator indices of fecal contamination “generalized coliform bacteria” and Escherichia coli to assess the safety of drinking water
Material and methods. The article provides an analysis of domestic and international regulatory documents and literary materials regulating the quality of drinking water in terms of sanitary and microbiological indicators and assessment criteria. The results of many years of experimental and field research carried out by research organizations and practical organizations of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare are presented.
Results. On the territory of Russia, “general coliform bacteria,” is one of the indicator indices chosen according to the fermentation of lactose, determine the safety of drinking water. The water does not take into account pathogenic bacteria (Salmonella, Shigella) and a number of lactose-negative opportunistic bacteria, causative agents of intestinal infections. The study of microorganisms isolated from the feces of patients confirms the frequency of occurrence of lactose-negative microorganisms to varying from 20 to 100% of strains. With an annual trend towards a decrease in the percentage of non-standard drinking water samples in terms of microbiological indices, general intestinal infections (GII) of unknown etiology increase, i.e. risk of GII. If the quality of drinking water does not correspond to thermotolerant coliform bacteria (TCB), 95% of samples contain E. coli. Therefore, the determination of E. coli more reliably indicates the intake of fresh fecal contamination and provides efficiency in taking measures to eliminate an unfavorable situation than TCB.
Conclusion. Reasons are given for the introduction of more reliable microbiological indicators of water safety control, such as – “generalized coliform bacteria” with the preservation of the abbreviation GCB, combining both lactose-positive and lactose-negative bacteria, determined by the sign of glucose fermentation, negative oxidase test and negative stain according to Gram and E. coli as an indicator of recent faecal contamination, which will allow the assessment of water quality for a wide range of bacteria of the order Enterobacterials, corresponding to the modern taxonomy of Enterobacteriaceae NCBI, will ensure harmonization with international requirements and the safety of drinking water for the population.

Keywords: drinking water supply; fecal contamination; sanitary and bacteriological indicators; coliform bacteria; generalized coliform bacteria; thermotolerant coliform bacteria; Escherichia coli

For citation: Zagainova A.V., Trukhina G.M., Rakhmanin Yu.A., Artemova T.Z., Sukhina M.A. The rationale for introducing the indices «generalized coliform bacteria»  and «Escherichia coli» into the scheme of sanitary and microbiological control of water quality as indices of fecal contamination. Gigiena i Sanitariya (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2020; 99 (12): 1353-1359. https://doi. org/10.47470/0016-9900-2020-99-12-1353-1359 (In Russ.)
For correspondence: Angelika V. Zagainova, MD, Ph.D., Head of Microbiology and parasitology laboratory in the Centre for Strategic Planning and Management of Biomedical Health Risks of the Federal Medical Biological Agency, Moscow, 119121, Russian Federation. E-mail: [email protected]
Information about the authors:
Zagainova A.V.       https://orcid.org/0000-0003-4772-9686
Trukhina C.M.        https://orcid.org/0000-0001-9955-7447
Sukhina M.A.         https://orcid.org/0000-0003-4795-0751
Rakhmanin Yu.A.   https://orcid.org/0000-0003-4795-0751
Artemova T.Z.        https://orcid.org/0000-0002-0986-250X
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Acknowledgment. The research was carried out with the support of the State Task of Reg. No. АААА-А18-118020590087-5, topic “Scientific substantiation of the methodology for assessing the biological effectiveness and safety of drinking water obtained on the basis of new physical technologies for their use in the prevention of metabolic disorders and as an aid in the complex therapy of environmentally related diseases. ”
Contribution: Zagainova A.V. – concept and design of research, collection and processing of material, experimental work, statistical processing, text writing; Rakhmanin Yu.A. – research concept and design, editing; Trukhina G.V. – editing, approval of the final version of the article; Artemova T.Z. – editing, writing text; Sukhina M.A. – performance of experimental work, collection and processing of material.

Received: November 5, 2020
Accepted: December 15, 2020 
Published: January 25, 2021

Введение

По определению Федерального закона от 03.03.1999 г. № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» питьевая вода должна быть безопасной в эпидемиологическом и радиационном отношении, безвредной по химическому составу и должна иметь благоприятные органолептические свойства. При разработке международных и отечественных нормативов для оценки качества воды заложен основной принцип – осуществление контроля качества воды по индикаторным показателям, гарантирующим отсутствие в воде патогенных микроорганизмов. Нормативы должны учитывать региональные условия формирования, состав источника водоснабжения, применяемые методы водоподготовки и транспортировки.

Первоначальное использование бактерий в качестве индикаторных показателей фекального загрязнения воды датируется 1880 г., когда фон Фрич описал Klebsiella pneumoniae и Klebsiella rhinoscleromatis как микроорганизмы, характерные для фекалий человека [1]. Началом развития санитарной микробиологии можно считать 1888 г., когда французский врач Е. Mace предложил считать кишечную палочку показателем фекального загрязнения воды [2]. В 1891 г. Франклендс для оценки потенциальной опасности сточной воды предложил идентификацию микроорганизмов, циркулирующих в сточных водах [1].

Эти основные гигиенические подходы к регламентации питьевого водоснабжения подтверждены 3-м и 4-м изданиями ВОЗ «Руководство по контролю качества питьевой воды» (2004, 2011) [3, 4], приняты международной водной ассоциацией (IWA), Директивой Совета Европейского союза, национальными законодательными и нормативными актами других развитых стран (Австралии, Канады, Финляндии, Швеции, Бразилии, Франции, Японии, Китая, США) [5–12].

Впервые систематизация структурных и функциональных особенностей бактерий с целью их классификации создана в 1923 г. Дэвидом Берджи, однако она носила больше эмпирический характер [13]. С 1980 г. справочник Берджи значительно увеличен и стал четырёхтомным [14, 15], содержащим информацию обо всех микроорганизмах, имеющих «медицинское и промышленное значение» [15].

Первая таксономия Национального центра биотехнологической информации (NCBI) включена в первую версию Entrez в 1991 г., в которой отражены связывающие нуклеотиды и белки из многочисленных разрозненных источников с различными системами таксономической классификации, а в 1996 г. на ежегодном совещании INSDC принято решение использовать таксономию NCBI в качестве единственного источника таксономической классификации для поддержания согласованности между международными базами данных [16].

Современная таксономия NCBI включает названия таксонов микроорганизмов и классификацию каждой из нуклеотидных и белковых последовательностей по международной схеме типирования (INSDC), включающие GenBank, европейскую лабораторию молекулярной биологии (EMBL) и Банк данных ДНК Японии (DDBJ). База данных таксономии NCBI содержит список названий, которые определены как правильные или действительные номенклатурно, классифицированные в приблизительно филогенетической иерархии (в зависимости от уровня знаний о филогенетических отношениях данной группы), и ориентирована на номенклатуру и систематику.

Внутренние национальные стандарты и руководства ряда евразийских, южно- и североамериканских государств, Директивы европейских стран в качестве основных показателей при определении качества вод различного назначения определяют фекальное загрязнение, то есть наличие в воде всех «колиформных бактерий» (Total coliforms) и в том числе фекальных колиформ (Faecal coliforms), включая бактерии Klebsiella и E. coli, как показателя недавнего фекального загрязнения (см. рисунок) [11]. В России и в Республике Беларусь в соответствии с ГОСТ 18963-731 (ГОСТ 18963-73 «Вода питьевая. Методы санитарно-бактериологического анализа», Издательство стандартов, 1973; Стандартинформ, 2008, с. 2.) в воде контролируется более широкий показатель – бактерии группы кишечных палочек (БГКП), который, согласно современной таксономии, включает в себя все бактерии фекального происхождения семейства Enterobacteriaceae. Методически при определении БГКП учитывают как бактерии, ферментирующие глюкозу с образованием молочной кислоты и газа, а следовательно, в эту группу попадают энтеробактерии, которые не входят в настоящее время в семейство Enterobacteriaceae, но входят в порядок Enterobacteriales, поэтому аббревиатура БГКП не удовлетворяет современной таксономии, поскольку обозначает более узкую группу бактерий группы кишечных палочек семейства Enterobacteriaceae (см. рисунок, табл. 1).

Понимание микробиологических показателей для оценки питьевой воды: интерпретация результатов испытаний и значимость для общественного здравоохранения [12].

В соответствии с действующим ГОСТ 18963-73 в пробах питьевой воды контролируются бактерии семейства Enterobacteriaceae БГКП как показателя фекального загрязнения. Количественный учёт бактерий БГКП в воде позволяет судить об уровне её фекального загрязнения.

Введение в действие СанПиН 2.1.4.559-96 (СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества», Госсанэпиднадзор России. М., 1996., с. 111.) явилось прогрессивным шагом к гармонизации с международными требованиями. В нём показатель БГКП был заменён на более узкий, терминологически неудачный показатель – общие колиформные бактерии (ОКБ), определяемый как «грам-отрицательные, не образующие спор палочки, сбраживающие лактозу с образованием кислоты и газа при температуре 37 ± 0,5 °С в течение 24–48 ч», из которого исчез признак ферментации глюкозы.

За 5 лет практического применения СанПиН 2.1.4.559-96 и 19-летнего применения частично переработанного его варианта СанПиН 2.1.4.1074-01 (СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения». Госсанэпиднадзор России. М., 2001., с. 95.) выявлены аспекты, свидетельствующие о недостаточной надёжности качества питьевой воды в эпидемическом отношении, контролируемой по показателю ОКБ. Подтверждением служат материалы Государственных докладов «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации главного государственного санитарного врача Российской Федерации» (2001–2019 гг.). Количество нестандартных проб по бактериологическим показателям с 2001 по 2010 г. снизилось с 9,4 до 5,1%, но за это же время доля нестандартных проб с обнаружением возбудителей инфекционных заболеваний возросла в 2 раза, что, согласно Г.Г. Онищенко, «в значительной мере является следствием того, что выбор индикаторных микроорганизмов недостаточно адекватно отражает степень потенциальной эпидемической опасности питьевой воды» [19–21]. В течение 2012–2019 гг. наблюдалось снижение в 1,35 раза доли проб воды источников централизованного водоснабжения, не соответствующих санитарно-эпидемиологическим требованиям по санитарно-микробиологическим показателям, в то время как процент неудовлетворительных проб воды поверхностных источников снизился всего с 15,9 до 15,4%, а подземных – с 4 до 2,7% [22]. В 2019 г. регистрировались заболевания острыми кишечными инфекциями (ОКИ) установленной этиологии на уровне 37,1%, большинство из которых имели вирусную природу, тогда как заболеваемость ОКИ неустановленной этиологии сохранилась на уровне предыдущих лет и составила 334,1 на 100 тыс. населения [22]. По данным ФБУН «Центральный НИИ эпидемиологии» Роспотребнадзора, такой постоянно высокий уровень ОКИ с неустановленным возбудителем связан с «недостаточным уровнем внедрения современных методов лабораторных исследований, сопровождающийся высокой долей диагнозов ОКИ (> 20%), ассоциированных с условно патогенной микрофлорой» [22].

Показатель ОКБ в санитарную практику в нашей стране введён с целью гармонизации с международными стандартами, которые не изменялись с 1886 г., после введения Теодором Эшерихием метода подсчёта бактерий Bacterium coli cоmmunae путём прямого перенесения посевов на лакмусовую бумажку и посева проб воды на лактозный агар, основанного на использовании концепции выделения молочной кислоты (а после 1893 г. и образования газа) при сбраживании лактозы как диагностического признака [1].

Концепцию «колиформных» бактерий стали использовать в Великобритании с 1901 г. Санитарно-микробиологический анализ воды в СССР не производили до 1934 г., и, следовательно, санитарное значение обнаружения различных колиформных бактерий признано бактериологами только после 3-й декады ХХ века. В 1905 г. Мак-Конки создал знаменитый бульон MacConkey’s, который помогал выявлять толерантность желчных солей к бактериям, ферментирующим лактозу с применением бродильного метода. Тем не менее coli-формы всё ещё считались гетерогенной группой микроорганизмов. Появились различные схемы классификации колиформ. Самые ранние из них были разработаны в 1908 г. Bergey и Dikhan [1]. К началу 1920-х годов дифференциация колиформных бактерий была одним из наиболее важных тестов для определения фекального загрязнения и предполагала образование индола, разжижение желатина, ферментацию сахарозы и Voges-реакцию Проскауэра [1].

В настоящее время исследователи как в России, так и в Европе пришли к мнению о необходимости поиска индикаторных микроорганизмов, которые могут более точно указывать на присутствие патогенных микроорганизмов, чем традиционные индикаторы «Total coliforms», определяемые по ферментации лактозы [23, 24].

В питьевой воде в России показатель ОКБ определяется в соответствии с МУК 4.2.1018-01 (МУК 4.2.1018-01 «Санитарно-микробиологический анализ питьевой воды»: Методические указания. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2011. 16 с.) как грамотрицательные палочки, способные расти на дифференциальных лактозных средах, при этом традиционно в качестве среды для исследования используется лактозная среда Эндо (так называемый лактозный тест, основанный на бета-галактозидазе). Вместе с тем признак ферментации лактозы показал себя неустойчивым и вариабельным (табл. 2). В качестве примера можно привести микрообъёмную биохимическую идентификацию фекальных энтеробактерий [19] семейства Enterobacteriaceae, которые в большинстве случаев ферментируют лактозу, но так же часто встречаются лактозонегативные штаммы, особенно в фекалиях человека и коммунальных сточных водах, обладающие патогенными и вирулентными свойствами [25]. При этом вне учёта в воде остаются как патогенные бактерии (Salmonella, Shigella), так и условно патогенные бактерии, которые до недавнего времени входили в состав бактерий семейства Enterobacteriaceae (см. табл. 1) [26].

Контроль качества воды на территории России проводили по показателю ОКБ (аббревиатура принята после 2001 г.) в соответствии с МУК 4.2.1018-01 и МУК 1884-04 (Cанитарно-микробиологический и санитарно-паразитологический анализ воды поверхностных водных объектов: Методические указания. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2005. 75 с.), в которых заложены такие же методы идентификации, как в европейских странах, для определения показателя «Total coliforms» [27], при определении которых в соответствии с современной таксономией учитывают только лактозопозитивные энтеробактерии фекального происхождения, входящие в семейство Enterobacteriaceae порядка Enterobacteriales: Aeromonas (только лактоза+), Budvicia, Buttiauxella (только лактоза+), Cedecea (только лактоза+), Citrobacter (только лактоза+), Cronobacter, Enterobacillus, Enterobacter (только лактоза+), Escherichia (только лактоза+), Franconibacter, Gibbsiella, Izhakiella, Klebsiella (только лактоза+), Kluyvera, Kosakonia, Leclercia (только лактоза+), Lelliottia, Mangrovibacter, Pluralibacter, Pseudocitrobacter, Raoultella, Rosenbergiella, Shimwellia, Siccibacter, Trabulsiella, Yokenella [17].

В соответствии с действующим ГОСТ 18963-73 на территории России качество воды контролировалось ещё и по показателю БГКП (аббревиатура принята с 1973 г. и действует по настоящее время), так же как в Республике Беларусь, при этом фекальное загрязнение определяется с учётом энтеробактерий семейства Enterobacteriaceae порядка Enterobacteriales (см. табл. 1, рисунок), включая как лактозопозитивные, так и лактозонегативные бактерии, так как в соответствии с ГОСТ 18963-73 БГКП определяют в воде как «грамотрицательные, не образующие спор палочки, сбраживающие лактозу с образованием кислоты и газа при температуре 37 ± 0,5 °С в течение 24–48 ч. или сбраживающие глюкозу с образованием кислоты и газа при температуре 37 ± 0,5 °С в течение 24 ч. и не обладающие оксидазной активностью», включая как условно патогенные бактерии: Aeromonas, Biostraticola, Buttiauxella, Cedecea, Citrobacter (Л+Л–), Cronobacter, Enterobacillus, Enterobacter, Escherichia (Л+Л–), Franconibacter, Gibbsiella, Izhakiella, Klebsiella (Л+Л–), Kluyvera, Kosakonia, Leclercia, Lelliottia (Л+Л–), Mangrovibacter, Pluralibacter, Pseudocitrobacter, Raoultella, Rosenbergiella, Shimwellia, Siccibacter, Trabulsiella, Yokenella, так и патогенные и энтеропатогенные бактерии Salmonella (сальмонеллы), Shigella (шигеллы) и E. coli O 157:H7, а также бактерии порядка Enterobacterialis, которые до 2001 г. входили в семейство бактерий Enterobacteriaceae: Proteus, Serratia, Morganella, Hafnia, Yersinia [18–20].

Колиформные бактерии БГКП, входящие в семейство Enterobacteriaceae, давно используются в качестве индикаторного показателя при оценке качества воды на основании того, что эти бактерии присутствуют в кишечнике теплокровных животных, в почве, воде, на фруктах, овощах, зерне, способны длительно выживать в воде, устойчивы к обеззараживающим агентам, их наличие в воде свидетельствует о недавнем фекальном загрязнении. Входящие в эту подгруппу микроорганизмы весьма разнообразны по особенностям экологической среды, кругу хозяев, а также патогенности для человека, животных, насекомых и растений. Одни виды БГКП могут вызвать желудочно-кишечные заболевания, другие могут служить оппортунистическими инфекциями (бактериемии, менингит, инфекции мочевыводящих путей, дыхательных путей и раневых поверхностей), 50% бактерий семейства Enterobacteriaceae являются возбудителями внутрибольничных инфекций, среди которых в качестве этиологического агента наиболее часто выступают E. coli, Klebsiella, Enterobacter, Salmonella, а также лактозонегативные бактерии, выделенные в настоящее время из семейства Enterobacteriaceae в отдельные роды порядка Enterobacteriales и имеющие большое клиническое значение: Proteus, Serratia, Morganella, Hafnia, Yersinia.

Все эти грамотрицательные бактерии были объединены в семейство Enterobacteriaceae порядка Enterobacteriales потому, что они обладают объединяющими их признаками – палочки, способны ферментировать (согласно «Краткому определителю Берджи») D-глюкозу [19], являются оксидазоотрицательными, каталазоположительными, индолоотрицательными, грамотрицательными, что свидетельствует о том, что под слоем пептидогликана у них имеется особая структура, которой нет у грамположительных бактерий, – периплазматическое пространство, заполненное гидролитическими ферментами – β-лактамазой, рибонуклеазой-один и фосфатазой. Проведённые в течение 2019 г. исследования в рамках государственного задания ФГБУ «ЦСП» ФМБА России (Peг. № АААА-А18-118020590091-2, тема «Разработка технологий криоконсервации и архивирования биобразцов микроэкологических ресурсов человека» под руководством д.м.н., профессора С.М. Юдина) по анализу 1280 проб фекалий человека показали (см. табл. 2), что наибольшая частота встречаемости выявлена у лактозонегативных бактерий (далее лактоза -): Escherichia coli (из 1158 выделенных из кала штаммов 30% лактоза -), Escherichia coli hem+ (из 155 штаммов – 100% лактоза -), Klebsiella pneumoniae (из 310 штаммов – 45% штаммов лактоза -), Klebsiella variicola (из 40 штаммов –50% штаммов лактоза -), Klebsiella aerogenes (из 11 штаммов – 20% штаммов лактоза -), Salmonella spp. (из 11 штаммов – 100% лактоза -), Hafnia alvei (из 77 штаммов – 100% лактоза -), Citrobacter freundii (из 139 штаммов – 30% лактоза -), Citrobacter braaki (из 76 штаммов – 80% лактоза -), Serratia spp. (из 7 штаммов – 100% лактоза -), Proteus vulgaris (из 35 штаммов – 100% лактоза -), Proteus mirabilis (из 168 штаммов – 100% лактоза -), Morganella morganii (из 65 штаммов – 100% лактоза -), Providencia alcalifaciens (из 15 штаммов – 100% лактоза -), Yersinia intermedia (1 штамм – лактоза -).

Таким образом, определение качества воды целесообразно проводить по показателю «обобщённые колиформные бактерии», оставив общепринятую аббревиатуру – ОКБ, но методически определять выросшие на чашке грамотрицательных, оксидазоотрицательных колоний, способные ферментировать глюкозу до кислоты и газа и принадлежность к этой группе всех фекальных колиформ, включая патогенные бактерии. Применение данного показателя в практике санитарно-микробиологического контроля даёт возможность своевременно выявить фекальное загрязнение воды, представляющее эпидемическую опасность. Показатель «обобщённые колиформные бактерии» является экономически выгодным в плане финансовой стоимости проведения исследований и более надёжным в предупреждении возникновения инфекций, связанных с водным путём распространения.

Обоснование введения в схему санитарно-микробиологического контроля качества воды показателя

В европейских странах определяют ещё один показатель – фекальные колиформы (Faecal coliforms), к которым относятся E. сoli, являющаяся частным случаем колиформ, чаще всего фекального происхождения, наличие которых в питьевой воде свидетельствует о её недавнем загрязнении фекальными стоками и требует немедленно принятия мер по их устранению. E. coli является также показателем загрязнения воды фекалиями теплокровных животных. В 1885 г. Т. Escherich описал бактерии Bacillus coli, выделенные из фекалий грудных детей, а в 1958 г. в честь него возбудитель был официально назван Escherichia coli [28, 29]. Определяются эти микроорганизмы так же, как и остальные колиформы, способные производить бета-глюкуронидазу (хотя около 10% Escherichia coli из окружающей среды не имеют такой способности) [27]. Оценка микробиологического качества воды, основанная на детекции индикаторных микроорганизмов фекального загрязнения, где индикатором является E. coli или их термотолерантные колиформы, уверенно свидетельствует о недавнем фекальном загрязнении. При этом считается, что E. coli являются индикатором свежего фекального загрязнения воды, а общие колиформы – индикатором герметичности и чистоты водоразводящей системы.

E. coli – факультативный анаэроб, колонизирующий желудочно-кишечный тракт младенца в течение 40 ч после рождения, и пока эти бактерии не приобретают генетически обусловленные свойства, кодирующие факторы их вирулентности, они являются доброкачественными комменсалами [28, 29]. E. coli обеспечивают наилучшие признаки определения свежего фекального загрязнения в питьевой воде, что не могут обеспечить термотолерантные колиформные бактерии, поскольку кишечные палочки способны расти как при 37 °С, так и при 44 °С (что не является их основным признаком) и превалируют в фекалиях человека и животных по сравнению с другими представителями термотолерантных колиформ, а также они способны образовывать в водопроводной системе биоплёнки [30]. Для идентификации E. coli доступны быстрые, чувствительные, простые и специфические методы. При анализе проб питьевой воды, не соответствующих требованиям по термотолерантным колиформным бактериям, в 95% и более проб обнаруживали E. coli, то есть показатель E. coli более надёжно определял поступление свежего фекального загрязнения воды и обеспечивал оперативность в принятии мер по устранению неблагоприятной ситуации.

В ходе всемирного исследования выделено более 1000 штаммов кишечных палочек из различных типов воды, 61% из которых имели фекальное происхождение [31]. Некоторые страны тестируют общее количество кишечных палочек для того, чтобы отслеживать изменения качества воды, при этом повышение уровня содержания кишечной палочки может указывать на неисправность или нарушение режима работы технологической системы очистки воды, на попадание сточных вод в распределительную систему. Отсутствие кишечных палочек в воде является показателем эпидемической безопасности системы водоподготовки, эффективности процессов очистки воды [31].

В России одним из показателей фекального загрязнения являются термотолерантные колиформные бактерии (ТКБ), входящие в число общих колиформных бактерий, из которых 95% термотолерантных колиформ приходится на Escherichia coli, а остальные относят к родам Klebsiella, Enterobacter и Citrobacter [32]. Термотолерантные бактерии обладают всеми признаками колиформных бактерий, основным из которых является дифференциальный признак (в соответствии с МУК 4.2.1018-01) – «ферментация лактозы до кислоты, альдегида и газа при температуре 44 ± 0,5 °С в течение 24 ч». Однако признак термотолерантности подвержен значительному влиянию факторов окружающей среды, в том числе климатических, поэтому нестабильность в процессе выполнения анализа может быть не связана с патогенными свойствами этих бактерий [31–35], что является неприемлемым для индикаторного микроорганизма. Часто ТКБ обнаруживали в окружающей среде, где не было фекального загрязнения [31, 35, 36]. ТКБ также не обладают основными признаками, по которым эта группа могла бы быть отнесена к значимым индикаторам в отношении патогенных бактерий. Как в экспериментальных, так и в натурных исследованиях получены данные о том, что ТКБ в ряде случаев менее устойчивы к факторам окружающей среды, чем сальмонеллы. Выявлена меньшая устойчивость ТКБ к физическим и биологическим факторам окружающей среды, в том числе к средствам обеззараживания [34, 35]. При их учёте в практике контроля качества питьевой воды они создают определённую проблему, поскольку показатель основан на виртуальном признаке термотолерантности, который не используется ни в одной международной классификации энтеробактерий. Точность и воспроизводимость метода снижаются из-за субъективной выборочной проверки колоний, а также из-за восстановления признака термотолерантности бактериями на первом этапе проведения исследований. В настоящее время показатель ТКБ исключён из международных документов ЕС и стандартов ИСО [35, 36]. Представляется целесообразным исключение «термотелерантных колиформных бактерий» из индикаторных показателей санитарно-микробиологического контроля качества воды.

Заключение

Вышеизложенное является обоснованием для введения более надёжного санитарно-микробиологического показателя качества питьевой воды, которым, на наш взгляд, является индикаторный показатель фекального загрязнения «Обобщённые колиформные бактерии» (с сохранением аббревиатуры ОКБ), объединяющий широкий спектр микроорганизмов, включая бактерии порядка Enterobacteriales, как лактозоположительных, так и лактозоотрицательных. Индикаторный бактериальный показатель ОКБ является надёжным показателем фекального загрязнения воды, так как включает в себя грамотрицательные, оксидазоотрицательные, не образующие спор палочки, способные расти на дифференциальных средах и ферментировать глюкозу до кислоты и газа при температуре 36 ± 1 °С в течение 24 ч, что надёжно гарантирует отсутствие в исследуемом объёме воды патогенных (Salmonella, Shigella) и условно патогенных бактерий (Proteus, Serratia, Morganella, Hafnia, Yersinia и др.). Одновременное наличие E. coli в воде свидетельствует о её потенциальной эпидемической опасности, является достоверным доказательством недавнего поступления фекального загрязнения и определяет необходимость срочного принятия противоэпидемических мер. Показатель содержания термотолерантных колиформных бактерий, основанный на виртуальном признаке термотолерантности, то есть способности расти при повышенных температурах, не связанных с патогенными свойствами этих бактерий, и не входящий в настоящее время в международную классификацию энтеробактерий, должен быть исключён из системы санитарно-бактериологического контроля качества воды как эпидемиологически и экономически нецелесообразный.

Сравнение плотности термотолерантных кишечных палочек и кишечной палочки в пресноводных водоемах

Braz J Microbiol. апрель-июнь 2012 г.; 43(2): 675–681.

Опубликовано в Интернете 1 июня 2012 г. doi: 10.1590/S1517-83822012000200032

Элайс М. Хачич, ^* Мариса Ди Бари, Ана Паула Г. Крист, Клаудия К. Лампарелли, Соланж Ине З. Рамос и Мария Sato

Информация об авторе Примечания к статье Информация об авторских правах и лицензиях Заявление об отказе от ответственности

Анализ фекальных бактериальных индикаторов широко используется для контроля качества воды. Это исследование было разработано для определения соотношения между плотностью Escherichia coli и другие термоустойчивые бактерии группы кишечной палочки (TtC) из проб пресной воды, собранных в течение двухлетнего периода мониторинга. ТтК подсчитывали методом мембранной фильтрации на агаре mFC. Подсчет E. coli проводили двумя методами: колонии TtC, идентифицированные в mFC, инокулировали в EC-MUG, или образцы воды фильтровали и инокулировали в модифицированную агаровую среду mTEC, и оба метода сравнивали для количественного выделения E. coli. Результаты показали средний процент E. coli среди других термотолерантных БГКП (соотношение E. coli /TtC) 84,3% в среде mFC. Принимая во внимание эти результаты, обязательный стандарт 1000 термоустойчивых кишечных палочек будет соответствовать 800 E. coli , и принятие этих стандартов, основанных на E. coli , будет представлять собой значительное улучшение для мониторинга качества пресной воды.

Ключевые слова: Термотолерантные кишечные палочки (TtC), E. coli , Качество воды, микробиологические стандарты

Колиформные бактерии являются широко используемым бактериальным индикатором санитарного качества воды (18, 19). Они определяются как представители родов или видов семейства Enterobacteriace, способные к росту при 37°C (общие колиформы) или 44–45°C (термотолерантные колиформы), обладающие β-галактозидазой (9). Колиформные бактерии в изобилии содержатся в фекалиях теплокровных животных, но их также можно найти в почве, водной среде и растительности. В отличие от других колиформных бактерий, Escherichia coli имеют почти исключительно фекальное происхождение и могут быть обнаружены в повышенных концентрациях в фекалиях человека и животных, сточных водах и воде, подвергшейся недавнему фекальному загрязнению. Поэтому он считается лучшим микроорганизмом-индикатором фекалий (9, 24).

Фекальные бактерии использовались в качестве индикатора возможного присутствия патогенов в поверхностных водах и риска заболевания на основании эпидемиологических данных о заболеваниях, передающихся через воду. Следовательно, из-за трудностей обнаружения многих возможных патогенов (например, Salmonella sp, Shigella sp, диареогенные E. coli , Giardia lamblia , Cryptosporidium parvum и кишечные вирусы) фекальные первичные индикаторы фекального загрязнения (23). Исследования показывают, что E. coli является более надежным индикатором фекального загрязнения и наличия патогенов в воде, чем общие и термотолерантные колиформные бактерии (9). , 16). Поэтому было предложено использовать E. coli в качестве основного бактериального индикатора вместо других колиформных бактерий в программах мониторинга качества воды, которые адаптируют микробиологическое качество воды.

Фактически, Агентство по охране окружающей среды США рекомендует E. coli или энтерококки для замены фекальных колиформных бактерий в государственных стандартах качества воды на основании исследований, показавших статистически значимую взаимосвязь между E. coli и концентрации энтерококков в пресной воде и заболеваемости, связанной с плаванием. Эти исследования, проведенные с 1979 по 1982 год на пресноводных пляжах озера Эри, штат Пенсильвания, и озера Кистоун, штат Оклахома, ясно продемонстрировали более высокий риск желудочно-кишечных заболеваний на пляжах с наибольшей степенью фекального загрязнения. Среди оцененных индикаторов фекального загрязнения (фекальные колиформы , E. coli и энтерококки) E. coli и энтерококки показали наилучшую корреляцию с желудочно-кишечными симптомами, связанными с плаванием, тогда как фекальные колиформы показали небольшую корреляцию или не имели никакой связи (20). Текущие критерии EPA для рекреационной воды определяют, что среднее геометрическое указанных плотностей бактерий не должно превышать 126 в течение 9 лет.0013 E. coli или 33 для энтерококков в 100 мл пресной воды на основе статистического количества проб (как правило, не менее 5 проб, распределенных через равные промежутки времени в течение 30-дневного периода) (21). Принимая во внимание предыдущие критерии, используемые USEPA для подсчета TtC (среднее геометрическое 200/100 мл пресной воды), текущая плотность E. coli 126/100 мл соответствует 63% от общей плотности TtC (23).

Недавно исследование, проведенное Garcia-Armisen et al. (12) показал средний процент 77% от E. coli среди других TtC в 166 образцах, взятых из реки Сена (Франция). Корреляция, обнаруженная в этом исследовании, предлагает научно обоснованный параметр, который можно использовать для преобразования исторических данных TtC, поскольку Европейский Союз (ЕС) примет E. coli в качестве микробиологического критерия для определения качества рекреационной воды (10).

Кроме того, многие страны до сих пор используют регистрацию TtC, чтобы обеспечить правовую основу для государственной оценки качества воды. Например, согласно канадскому законодательству либо E. coli или фекальные колиформные бактерии можно использовать, если опыт показывает, что более 90% фекальных колиформных бактерий составляют E. coli (15).

Качество поверхностных вод в Бразилии в основном регулируется федеральными законами, которые определяют классификацию вод и руководящие принципы, основанные на использовании воды. Постановление 357/2005 Национального совета по окружающей среде (7) устанавливает микробиологические стандарты воды для различных целей на основе термотолерантных колиформ, но позволяет государственным агентствам по охране окружающей среды принимать E. coli для такой оценки путем установления собственных критериев. Что касается рекреационной деятельности, существует специальный регламент (6), в котором уже установлены стандарты для TtC, E coli и энтерококков.

Настоящее исследование было разработано для оценки соотношения между E. coli и TtC в водоемах с целью научной поддержки будущего пересмотра действующих стандартов, определяющих санитарное качество воды. Знание отношения E. coli /TtC, подходящего для пресноводных участков, позволит преобразовать исторические микробиологические записи, выраженные в TtC, в E. coli , обеспечивающий параметр сравнения для настоящего и будущего мониторинга воды. Также можно будет стандартизировать более строгие критерии контроля качества воды по всей системе водоснабжения.

Отбор проб

Это исследование проводилось в течение двух лет, с января 2004 г. по декабрь 2005 г., на 25 участках из различных водоемов штата Сан-Паулу (). Отбор проб проводился раз в два месяца на 18 участках рек и ежемесячно на семи участках рекреации, расположенных в двух водохранилищах, всего 380 проб. Эти водные объекты были выбраны исходя из уровня их загрязнения и источников загрязнения.

Table 1

Geographical location of the 25 collection sites

Open in a separate window

The water samples were collected in sterile 500 мл, широкое горлышко, пластиковые бутылки, по данным Американской ассоциации общественного здравоохранения (2), хранятся на льду для транспортировки и обрабатываются в течение 24 часов.

Бактериологический анализ

За период наблюдения методом мембранной фильтрации было проанализировано 380 проб воды. Подсчет термотолерантных кишечных палочек проводился с использованием агара на основе лактозы (mFC: мембранные фекальные колиформы), рекомендованного Американской ассоциацией общественного здравоохранения (2) с 1971. Типичные колонии на агаре mFC были дифференцированы в среду E. coli с использованием среды EC-MUG ( Escherichia coli -метилумбеллиферил-β-D-глюкуронид).

166 образцов, собранных в 2005 г., также были проанализированы непосредственно на E. coli с использованием модифицированного mTEC (мембранного термотолерантного Escherichia coli ) агара (4, 22). Эта среда на основе ферментов может давать надежные подтвержденные результаты через 24 часа (8) и использовалась другими авторами для изучения штаммов E. coli 9.0014/коэффициент термотолерантных кишечных палочек (11, 14).

В зависимости от ожидаемой степени фекального загрязнения различные объемы каждого образца (70, 25 и 5 мл) или десятичные разведения по 1 мл фильтровали через фильтры с сетчатой ​​мембраной из смешанных эфиров диаметром 4,5 см и размером пор 0,45 мкм, для достижения диапазона от 20 до 60 подсчитываемых TtC или E. coli колониеобразующих единиц (КОЕ). Фильтры, содержащие разный объем образцов, переносили на поверхность пластин mFC или mTEC. Планшеты mFC инкубировали при 44,5 ± 0,2°C в течение 20 ± 2 часов. Модифицированные планшеты mTEC предварительно инкубировали при 35 ± 0,5°С в течение 2 ч, а затем инкубировали при 44,5 ± 0,2°С в течение 22 ч. Синие колонии на mFC считали TtC. В соответствии с классическими процедурами, установленными для проверки или дифференциации колоний в методе мембранной фильтрации (2), десять типичных колоний синей кишечной палочки на среде mFC были случайным образом отобраны из мембранного фильтра для каждого тестируемого образца. Каждую отобранную колонию инокулировали в среду EC-MUG и инкубировали при 44,5 ± 0,2°С в течение 24 часов. Одновременно колонии, подвергнутые дифференцировке на EC-MUG, высевали на агар с эозином и метиленовым синим (EMB-агар). Колиформные типичные колонии на агаре EMB, происходящие из EC-MUG-отрицательных колоний, идентифицировали с помощью API 20E (Biomérieux, Франция). Рост в EC-MUG исследовали на флуоресценцию в длинноволновом (365 нм) УФ-свете для определения активности β-глюкуронидазы. Колонии с положительной активностью β-глюкуронидазы считались E. coli колоний. На модифицированной среде mTEC красно-пурпурные колонии были идентифицированы как E. coli КОЕ без дополнительных подтверждающих тестов.

Статистический анализ

Количество колоний термоустойчивых кишечных палочек (агар mFC) и E. coli в обеих средах (mFC + EC-MUG и модифицированный mTEC) были преобразованы в значения log 10 для обеспечения нормальности данных. Чтобы сравнить методы анализа mFC + EC-MUG с модифицированным mTEC, был проведен парный t-критерий. Линейная регрессия между количеством TtC на агаре mFC и подсчетов E. coli с EC-MUG, а также подсчетов E. coli , полученных с модифицированным агаром mTEC, проводили для определения отношения E. coli /TtC, полученного этими двумя методами.

Средний процент E. coli , выделенных из среды mFC и дополнительно подтвержденных тестом EC-MUG, составил 84,3%. показывает линию регрессии, изображающую сильную положительную корреляцию между подсчетами TtC на агаре mFC и подсчетами E. coli с EC-MUG с коэффициентом корреляции (r) 0,9.96, что позволяет предположить, что почти 80% колоний TtC, выделенных из среды mFC, представляют собой изолятов E. coli в проанализированных пробах воды.

Открыть в отдельном окне. , парный t-критерий продемонстрировал отсутствие существенных различий между количеством колоний, полученным методом mFC + EC-MUG, и количеством, полученным при выделении mTEC. Таким образом, метод мембранной фильтрации с использованием модифицированного агара mTEC можно использовать для мониторинга E. coli для качества пресной воды.

Изолированные колонии с отрицательной активностью β-глюкуронидазы в среде EC-MUG тестировали на кишечные бактерии с помощью системы API-20E (BioMérieux, Франция).

Распределение MUG-негативных колиформ, выделенных из среды mFC, представлено в . Наблюдалось преобладание рода Klebsiella (60,6% от K. pneumoniae ). Кроме того, 25,9% колоний были идентифицированы как MUG-отрицательные E. coli 9.0014 бактерии. Эти данные согласуются с Bordalo (5), который продемонстрировал преобладание бактерий рода Klebsiella среди MUG-негативных бактерий, выделенных из водной среды. Алонсо и др. . (1) сравнили характеристики хромогенных питательных сред для выделения E. coli и TtC и обнаружили, что Citrobacter freundii является доминирующим видом в пробах речной и морской воды.

Таблица 2

Количество, процентное содержание и виды термотолерантных кишечных палочек, выделенных на агаре mFC и отрицательных на EC-MUG

7127

SPECIES	NUMBER OF ISOLATE/PERCENTAGE (%)
Klebsiella pneumoniae pneumoniae	354/60. 6
Escherichia coli (MUG -)	151 /25.9
Enterobacter cloacae	20/3.4
Klebsiella terrigena	20/3.4
Enterobacter aerogenes	15/2.6
Citrobacter freundii	14/2.4
Pantoea sp	2/0.3
Klebsiella pneumoniae ozaenae	2/0. 3
Klebsiella ornithinolytica	1/0,2
Stenotrophomonas maltophila	1/0,2
1/0.2
Kluyvera sp	1/0.2
Leclercia adecarboxylata	1/0.2
Serratia liquefaciens	1/0.2
TOTAL	584/100

Открыть в отдельном окне

Двенадцать образцов показали более высокую концентрацию E. coli в среде mTEC, чем концентрация TtC, обнаруженная в среде mFC, что означает, что для этих образцов пропорция E. coli /TtC колебался от 1,3 до 3,19 (данные не показаны). Поскольку E. coli относится к группе термотолерантных кишечных палочек, это соотношение не должно превышать 1,0. Эти результаты можно объяснить большей чувствительностью модифицированного агара mTEC (хромогенный метод, основанный на обнаружении β-глюкуронидазы) по сравнению с агаром mFC (метод на основе лактозы).

В недавнем обзоре методологии Hamilton et al. (14) обсудили пропорцию отношения E. coli /TtC, обнаруженную в нескольких исследованиях, в которых анализировались пробы воды из различных сред, показав, что эта пропорция во многих случаях может превысить идеальный предел 1,0. На самом деле авторы заключают, что наблюдаемые различия могут быть связаны с диапазоном извлечения, полученным с помощью разных методологий, а также с тем, что среды, содержащие хромогенные субстраты, обычно более эффективны в E. coli восстановление. Взаимосвязь между ферментативными и традиционными методами обнаружения колиформных бактерий в пресной воде изучалась George et al. (13). Они использовали флуорогенные субстраты MUGal (4-метилумбеллиферил-β-D-галактозид) и MUGlu (4-метилумбеллиферил-β-D-глюкуронид) и подтвердили значительную корреляцию между обоими методами. Согласно их исследованию, жизнеспособная, но не культивируемая E. coli может быть обнаружена ферментативным методом. Однако Фрэнси и Дарнер (11) сравнили концентрации E. coli в рекреационных пресных водах с использованием традиционного и модифицированного агара mTEC и пришел к выводу, что хромогенная среда восстанавливает меньше бактерий.

Другие авторы также изучали пропорцию этих индикаторов фекального загрязнения, стремясь преобразовать исторические данные о фекальных колиформных бактериях для оценки плотности E. coli или установить значения E. coli для замены критериев термотолерантных колиформных бактерий. Расмуссен и Зиглер (17) наблюдали Соотношение E.coli /TtC, равное 0,77, во время исследования, проведенного для оценки санитарного качества выбранных водотоков Канзаса. Гарсия Армисен и др. (12) сообщили о значениях 77% для соотношения E.coli /TtC в пробах пресной воды с различным загрязнением.

Модели линейной регрессии, примененные к результатам, полученным в настоящем исследовании, показали соотношение E. coli /TtC, равное 80%. Например, принимая во внимание эту пропорцию, обязательные нормы 1000 термотолерантных колиформ для пресной воды будут соответствовать примерно 800 Кишечная палочка . Чтобы использовать более строгие критерии, вместо этого можно было бы принять более низкий уровень достоверности модели линейной регрессии (620 E. coli ).

Поскольку E. coli рекомендуется многими исследованиями (9, 12, 14, 16) и публикациями (3, 23, 24) как лучший индикатор для защиты здоровья населения, чем термотолерантные колиформные бактерии, принятие E. coli Стандарты, основанные на стандарте , будут представлять собой значительное улучшение для микробиологического мониторинга качества воды, предназначенной для использования в качестве источника питьевой воды, орошения сельскохозяйственных культур и аквакультуры.

1. Алонсо Дж.Л., Сориано А., Карбахо О., Аморос И., Гарелик Х. Сравнение и выделение Escherichia coli и термотолерантных колиформных бактерий в воде с хромогенной средой, инкубированной при 41 и 44,5°C. Appl Environ Microbiol . 1999;65(8):3746–3749. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

2. Американская ассоциация общественного здравоохранения. Стандартные методы исследования воды и сточных вод. 21 ^st ed., 2005. Раздел 9222. Мембранная фильтрация для представителей группы кишечных палочек. Вашингтон, округ Колумбия: Американская ассоциация общественного здравоохранения; [Академия Google]

3. Американская ассоциация общественного здравоохранения. Стандартные методы исследования воды и сточных вод. Стандартные методы онлайн. 2007. Раздел 9060. Образцы. Вашингтон, округ Колумбия: Американская ассоциация общественного здравоохранения; 2007. [Google Scholar]

4. Американская ассоциация общественного здравоохранения. Стандартные методы исследования воды и сточных вод. Стандартные методы онлайн. 2007. Раздел 9213. Рекреационные воды. Вашингтон, округ Колумбия: Американская ассоциация общественного здравоохранения; 2007. [Google Академия]

5. Бордало А.А. Выделение фекальных колиформ в двух стандартных средах вдоль эстуарного градиента. Вода Res. 1994;28(11):2331–2334. [Google Scholar]

6. Бразилия. Ministério do Meio Ambiente. Comissão Nacional do Meio Ambiente. Resolução CONAMA 274, от 29 декабря 2000 г. Доступно на [http//www.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=272]. По состоянию на 30 мая 2008 г.

7. Бразилия. Ministério do Meio Ambiente. Comissão Nacional do Meio Ambiente. Resolução CONAMA 357 от 17 марта 2005 г. Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento. Доступно по адресу [http//www.mma.gov.br/port/conama/res/res05/35705.pdf]. По состоянию на 23 февраля 2006 г.

8. Ciebin B.W., Brodsky M.H., Eddington R., Horsnell G., Choney A., Palmateer G., Ley A., Joshi R., Shears G. Сравнительная оценка модифицированных сред m-FC и m-TEC для мембранный фильтр подсчет Escherichia coli в воде. Appl Environ Microbiol. 1995;61(11):3940–3942. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

9. Edberg S.C., Rice E.W., Karlin R.J., Allen M.J. Escherichia coli : лучший биологический индикатор питьевой воды для охраны здоровья населения. Приложение к симпозиуму J Appl Microbiol. 2000;88:106С–116С. [PubMed] [Академия Google]

10. Европейский парламент. Директива 2006/EC Европейского парламента и совета по управлению качеством воды для купания. Официальный журнал Европейского Союза. 2006; I.64(64):37–51. 03.04.2006. [Google Scholar]

11. Фрэнси Д.С., Дарнер Р.А. Сравнение методов определения концентрации Escherichia coli в рекреационных водах. Вода Res. 2000;34(10):2770–2778. [Google Scholar]

12. Гарсия-Армисен Т., Пратс Дж., Серве П. Сравнение культивируемых фекальных колиформ и Подсчет Escherichia coli в пресных водах. Может J Microbiol. 2007;53(6):798–801. [PubMed] [Google Scholar]

13. Джордж И., Пети М., Серве П. Использование ферментативных методов для быстрого подсчета колиформ в пресной воде. J Appl Microbiol. 2000;88(3):404–13. [PubMed] [Google Scholar]

14. Hamilton W.P., Kim M.K., Thackston E.L. Сравнение коммерчески доступных подсчетных тестов Escherichia coli : последствия для достижения стандартов качества воды. Вода Res. 2005;39(20): 4869–4878. [PubMed] [Google Scholar]

15. Health and Welfare Canada. Руководящие принципы для канадских рекреационных водных ресурсов: министр национального здравоохранения и социального обеспечения. Отавва. Канада: Канадский правительственный издательский центр снабжения и услуг Канады; 1992. [Google Scholar]

16. Leclerc H. , Mossel D.A.A., Edberg S.C., Struijk C.B. Достижения в бактериологии группы кишечных палочек: их пригодность в качестве маркеров микробной безопасности воды. Анну Рев Микробиол. 2001; 55: 201–234. [PubMed] [Академия Google] 9eVirginia Virginia: Американская ассоциация водных ресурсов; 2003. Серия технических публикаций AWRA № TPS-03-01. [Google Scholar]

18. Rompré A., Servais P., Baudart J., de-Roubin M.R., Laurin P. Обнаружение и подсчет колиформных бактерий в питьевой воде: современные методы и новые подходы. J Микробиологические методы. 2002;49(1):31–54. [PubMed] [Google Scholar]

19. Tallon P., Magajna B., Lofranco C., Leung K.T. Микробные индикаторы фекального загрязнения воды: современный взгляд. Загрязнение воды, воздуха, почвы. 2005; 166 (1-4 сентября): 139–166. [Google Scholar]

20. Агентство по охране окружающей среды США. Критерии воздействия на здоровье пресных рекреационных вод. 1984. Агентство по охране окружающей среды 600/1-84-004. Август 1984 г.

21. Агентство по охране окружающей среды США. Качество окружающей воды для бактерий – 1986. 1986. EPA 440/5-84-002.

22. Агентство по охране окружающей среды США. Метод 1603. Escherichia coli ( E. coli ) в воде методом мембранной фильтрации с использованием модифицированной термотолерантной мембраны Агар Escherichia coli (модифицированный mTEC) 2002. EPA 821-R-02-023. Сентябрь 2002 г.

23. Агентство по охране окружающей среды США. Руководство по внедрению в отношении качества окружающей воды для бактерий. 2004. Агентство по охране окружающей среды 823-B-004-02.

24. Всемирная организация здравоохранения. Руководство по качеству питьевой воды: Том 1. Рекомендации. 3-й. Genebra: Всемирная организация здравоохранения; 2004. [Google Scholar]

Coliform Bacteria in Drinking Water Supplies

Копия Coliform Bacteria in Drinking Water Supplies доступна в формате Adobe Portable Document Format (PDF, 378 КБ, 2 стр. ).

Что такое БГКП?

БГКП – это бактерии, которые всегда присутствуют в пищеварительном тракте животных, в том числе человека, и обнаруживаются в их испражнениях. Они также встречаются в растительном и почвенном материале.

“Индикаторные” организмы

Загрязнение воды, вызванное фекальным загрязнением, представляет собой серьезную проблему из-за возможности заражения болезнями от патогенов (болезнетворных организмов). Часто концентрации возбудителей от фекального загрязнения невелики, а количество различных возможных возбудителей велико. В результате нецелесообразно проверять наличие патогенов в каждой взятой пробе воды. Вместо этого наличие возбудителей определяется по косвенным признакам путем тестирования на “индикатор” организм, такой как колиформные бактерии. Колиформы происходят из тех же источников, что и патогенные организмы. Колиформы относительно легко идентифицировать, они обычно присутствуют в большем количестве, чем более опасные патогены, и реагируют на окружающую среду, очистку сточных вод и очистку воды так же, как и многие патогены. В результате тестирование на колиформные бактерии может быть разумным указанием на наличие других патогенных бактерий.

Всего БГКП, фекальные БГКП и кишечная палочка

Самым простым тестом на бактериальное загрязнение системы водоснабжения является тест на общих колиформных бактерий . Общее количество кишечных палочек дает общее представление о санитарном состоянии системы водоснабжения.

1. Всего БГКП включает бактерии, которые находятся в почве, в воде, подвергшейся воздействию поверхностных вод, а также в экскрементах человека или животных.
2. Фекальные кишечные палочки представляют собой группу всех кишечных палочек, которые, как считается, присутствуют конкретно в кишечнике и фекалиях теплокровных животных. Поскольку происхождение фекальных колиформных бактерий более специфично, чем происхождение более общей общей группы кишечных палочек, фекальные колиформные бактерии считаются более точным указанием на отходы животных или человека, чем общее количество кишечных палочек.
3. Escherichia coli (E. coli) является основным видом в группе фекальных кишечных палочек. Из пяти общих групп бактерий, составляющих общее количество кишечных палочек, только E. coli, как правило, не растет и не размножается в окружающей среде. Следовательно, E. coli считается видом колиформных бактерий, который является лучшим индикатором фекального загрязнения и возможного присутствия патогенов.

Вредны ли кишечные палочки?

Большинство бактерий группы кишечной палочки не вызывают заболеваний. Однако некоторые редкие штаммы кишечной палочки, особенно штамм 0157:H7, могут вызывать серьезные заболевания. Недавние вспышки заболеваний, вызванных E. coli 0157:H7, вызвали большую обеспокоенность общественности по поводу этого микроорганизма. E. coli 0157:H7 была обнаружена у крупного рогатого скота, кур, свиней и овец. Большинство зарегистрированных случаев заболевания людей были связаны с употреблением недоваренных гамбургеров. Случаи E. coli 0157:H7, вызванные зараженной питьевой водой, редки.

Анализ на кишечные палочки

Анализ на бактерии — единственный надежный способ узнать, безопасна ли ваша вода. По виду, вкусу или запаху воды нельзя сказать, есть ли в ней болезнетворные организмы. Департамент здравоохранения штата Нью-Йорк рекомендует владельцам скважин проверять воду на наличие бактерий группы кишечной палочки не реже одного раза в год. Если в прошлом у вас были проблемы с бактериями, рекомендуется чаще проверять лунку.

Когда следует проводить тестирование?

Конец весны или начало лета — лучшее время для проверки скважины, поскольку заражение кишечной палочкой наиболее вероятно в сырую погоду. Независимо от того, положительные или отрицательные результаты ваших анализов, поймите, что собранный вами образец — это всего лишь «моментальный снимок» качества воды в вашей скважине. Чем больше образцов вы протестировали, тем больше вы можете быть уверены в качестве воды, которую пьете.

Что означают результаты?

Если в вашей питьевой воде присутствуют колиформные бактерии, повышается риск заражения передающимся через воду заболеванием. Хотя общее количество кишечных палочек может поступать не из фекалий, а из других источников, положительный результат на общее количество кишечных палочек следует рассматривать как признак загрязнения вашего колодца. Положительные результаты анализа на фекальные колиформы, особенно положительные результаты на E. Coli, следует рассматривать как указание на фекальное загрязнение вашего колодца.

Что делать, если в колодце обнаружены БГКП?

При обнаружении колиформ может потребоваться ремонт или модификация системы водоснабжения. Рекомендуется кипятить воду до тех пор, пока дезинфекция и повторное тестирование не подтвердят, что загрязнение устранено. Неисправная скважина часто является причиной того, что в колодезной воде обнаруживаются бактерии группы кишечной палочки.

Какие виды дефектов могут привести к загрязнению?

• отсутствующая или дефектная крышка лунки – уплотнения вокруг проводов, труб и в местах соединения крышки с корпусом могут треснуть, что приведет к проникновению загрязняющих веществ
• просачивание загрязняющих веществ через обсадную трубу – трещины или отверстия в обсадной колонне позволяют воде, не профильтровавшейся через грунт, попадать в скважину. Это просачивание характерно для колодцев из бетона, глиняной черепицы или кирпича
.
• просачивание загрязняющих веществ вдоль внешней стороны обсадной колонны – многие старые скважины не были залиты цементным раствором при их строительстве
• затопление скважины – частая проблема устьев скважин, расположенных под землей в морозильных карьерах, которые часто затапливаются в сырую погоду.

Долгосрочные варианты борьбы с бактериальным загрязнением колодца

• Подключение к региональной системе водоснабжения, если возможно
• Осмотр скважин на наличие дефектов и их ремонт по возможности
• Строительство новой скважины
• Установка оборудования для непрерывной дезинфекции
• Использование бутилированной воды для питья и приготовления пищи

Для получения дополнительной информации обращайтесь по телефону

Департамент здравоохранения штата Нью-Йорк,
Center for Environmental Health
по телефону 518-402-7650 или 800-458-1158
или по электронной почте bpwsp@health. state.ny.us

Coliform Bacteria — Характеристики , Примеры, Идентификация

Колиформные бактерии представляют собой группу грамотрицательных аэробных и факультативно-анаэробных палочковидных бактерий, содержащих фермент галактозидазу, способный сбраживать лактозу с образованием кислоты и газа. Их также называют бактериями Coli-aerogenes.

Колиформные бактерии

Содержание

Колиформные бактерии Определение

ВОЗ определяет колиформные бактерии как «грамотрицательные палочкообразные бактерии, способные расти в присутствии солей желчных кислот или других поверхностных агентов». схожие ингибирующие рост свойства и способность ферментировать лактозу при 35–37°C с образованием кислоты, газа и альдегида в течение 24–48 часов. Они также оксидазоотрицательны, не образуют спор и проявляют активность β-галактозидазы».

Группа первоначально содержала только 4 рода семейства Enterobacteriaceae: только штаммы из родов Escherichia, Enterobacter, Klebsiella, и Citrobacter . Первоначально классификация основывалась на морфологических признаках и способности ферментировать лактозу, поэтому колиформными считались только эти 4 рода.

Недавно изменился модуль классификации, и группа кишечных палочек теперь определяется способностью продуцировать фермент – галактозидазу на основе теста ONPG (о-нитрофенил-β-галактопиранозид) и других молекулярных признаков и биохимических тестов, таких как IMViC. Сейчас их 19родов в группе кишечных палочек, и все они являются членами Enterobacteriaceae. Aeromonas , принадлежащие к семейству Aeromonadaceae, также относятся к группе кишечных палочек, но не получили широкого признания. Aeromonas также обладают способностью продуцировать – галактозидазу, и многие виды ферментируют лактозу при 37 ^° C, но являются оксидазоположительными; однако все другие колиформы являются оксидазоотрицательными.

В следующей таблице перечислены все колиформные бактерии;

Arsenophonus spp. Budvicia spp. Buttiauxella spp. Cedecea spp. Ewingella spp. Kluyvera spp.

Leclercia spp. Moellerella spp. Pantoea spp. Rahnella spp. Trabulsiella spp. Yokenella spp.

Citrobacter spp. Enterobacter spp. Escherichia spp. Hafnia spp. Klebsiella spp. Serratia spp. Yersinia spp.

Источник: LECLERC ET AL. Ежегодный обзор микробиологии, 55 (1), 201-234.
** Aeromonas spp. . также включены в некоторую литературу.

Среди вышеперечисленных родов Escherichia, Klebsiella, Citrobacter, и Enterobacter охватывают более 90% обычно изолированных родов.

Characteristics of Coliform Bacteria

1. Gram negative non-sporing bacilli
2. Aerobic or facultative anaerobic
3. Lactose fermentation, along with the production of gas and acid at 37 ^° C 
4. Possesses – galactosidase enzyme
5. Все оксидазоотрицательны (за исключением Aeromonas из группы).

Среда обитания/экология кишечных палочек

Колиформы широко распространены в природе и космополитичны в среде обитания. Они обычно обнаруживаются в почве, воде, разлагающейся растительности и в/на теле живых организмов (насекомых, моллюсков, позвоночных, растений) в качестве комменсалов или патогенов. Это основные роды желудочно-кишечного тракта теплокровных животных; следовательно, они в основном изолированы от фекалий. У людей они в основном обнаруживаются в желудочно-кишечном тракте. E. coli, Klebsiella, Citrobacter, Enterobacter, Hafnia, Serratia, и Виды Yersinia в большом количестве встречаются в желудочно-кишечном тракте позвоночных.

Классификация кишечных палочек

Группа кишечных палочек подразделяется на 3 группы, а именно: (i) общие кишечные палочки, (ii) фекальные кишечные палочки и (iii) E. coli  

1. Всего Coliform (TC)

TC включает все 19 родов; роды, которые встречаются в свободной среде, такой как почва, вода, разлагающаяся растительность, поверхности растений и т. д., и роды, которые встречаются в желудочно-кишечном тракте теплокровных животных. В эту группу в основном входят виды, непатогенные (некоторые условно-патогенные) для человека. Как правило, они содержат штаммы, имеющие мезофильную природу и плохо переносящие соли желчных кислот и температуру 44°С.

 Их присутствие в воде или любых других пищевых продуктах указывает на загрязнение из любых источников окружающей среды или фекалиями, но не обязательно фекалиями. Однако их присутствие в любых пищевых продуктах указывает на риск заражения вероятными патогенами.

2. Фекальные кишечные палочки (FC)/термотолерантные кишечные палочки

Фекальные кишечные палочки — это еще одна подгруппа кишечных палочек или TC, которая включает роды кишечных палочек, которые обнаруживаются специфически в желудочно-кишечном тракте и фекалиях теплокровных животных, в том числе люди. Теперь их называют «термотолерантными кишечными палочками», потому что они могут хорошо развиваться и сбраживать лактозу при температуре около 44°С. 0007 0 C.

Их специфическим признаком является способность переносить соли желчных кислот и другие подобные поверхностные агенты и ферментировать лактозу, выделяя кислоту и газ при температуре около 44 ^° C.

Их присутствие в воде или других пищевых продуктах указывает на загрязнение фекалии человека или других теплокровных животных. Их присутствие не гарантирует наличия патогенов в пищевых продуктах, но указывает на более высокую вероятность присутствия патогенов.

FC содержит 9 родов0029 Escherichia , происходящая из фекалий; однако существуют и другие роды, такие как Klebsiella , Enterobacter , и Citrofebacter,4. Следовательно, теперь его называют термотолерантным колиформным.

3. E. coli

E. coli – подгруппа термотолерантных кишечных палочек, включающая штаммы Только бактерии E. coli . Это основные виды кишечной палочки, которые широко выделяют из воды и других пищевых продуктов. E. coli обычно обнаруживается в желудочно-кишечном тракте и фекалиях теплокровных животных; следовательно, их присутствие убедительно указывает на фекальное загрязнение. Некоторые штаммы E. coli являются патогенными, и их присутствие убедительно свидетельствует о более высокой вероятности присутствия патогенов.

Рисунок: Схема подгруппы бактерий группы кишечной палочки

БГКП как индикаторные организмы

БГКП называются «индикаторными организмами» и обычно используются для определения микробиологического качества воды, а также в молочных продуктах и ​​других напитках. БГКП легко изолировать, очистить и идентифицировать, и их присутствие часто связано с другими потенциальными патогенами; следовательно, они используются в качестве организма-индикатора в воде. Фекальные колиформы вместе с другими фекальными бактериями используются в качестве основных организмов-индикаторов. Их наличие указывает на фекальное загрязнение. E. coli является наиболее важной кишечной палочкой в ​​качестве индикаторного организма. Присутствие E. coli является более серьезным, чем присутствие других фекальных колиформных бактерий. Большинство штаммов E. coli непатогенны, но есть и патогенные штаммы, такие как E. coli O157:H7.

В соответствии с руководящими принципами ВОЗ, в воде, предназначенной для питья или распределения в коммунальной системе водоснабжения, должны обнаруживаться штаммы E. coli или другие термотолерантные колиформные бактерии.

Патогенность кишечных палочек

Большинство видов группы кишечных палочек непатогенны для человека. Некоторые виды родов, такие как Escherichia, Klebsiella, Citrobacter, Enterobacter, Hafnia, Serratia, и Yersinia , являются патогенными для человека, вызывая несколько желудочно-кишечных инфекций, ИМП, септицемию, бактериемию или другие системные инфекции. Наиболее распространенной инфекцией является желудочно-кишечное расстройство, такое как диарея. E. coli и Klebsiella являются наиболее распространенными патогенами в этой группе.

Роль кишечной палочки в порче пищевых продуктов и напитков

Установлено, что несколько видов кишечных палочек ответственны за порчу скоропортящихся пищевых продуктов с высоким содержанием влаги, таких как молоко и молочные продукты, фруктовые соки, овощи и фрукты. Они также несут ответственность за порчу мяса и необработанных мясных продуктов. Обычно они загрязняют пищу от водителей и работников пищевой промышленности или уже присутствуют у животных-источников. Они начинают выделять кислоту и газ, выделяя запах, слизистость и изменение текстуры. E. coli, виды Yersinia, виды Klebsiella, виды Serratia, виды Kluyvera, виды Pantoea. обычно связаны с порчей.

Резервуар и источник колиформных бактерий

Загрязненная вода является основным источником колиформных бактерий. Из загрязненной воды они попадают в пищевые продукты и заражают человека-хозяина.

Резервуаром фекальных колиформ являются в основном теплокровные животные. Фекалии человека и других позвоночных являются основным резервуаром, который обычно загрязняет водоемы. Кроме того, почва, растительность и разлагающиеся вещества являются резервуаром всех колиформ.

Обнаружение колиформных бактерий

Обязательным является определение колиформных бактерий, особенно термотолерантных, в питьевой воде; как обработанная, так и упакованная, а также питьевая вода для распределения в населенных пунктах по трубопроводу. Колиформные бактерии могут быть обнаружены следующими методами:

1. Метод мембранной фильтрации

Это наиболее распространенный и простой метод выделения кишечных палочек из пробы воды. Он может определить наличие всех колиформных бактерий, но подтверждает наличие E. coli только напрямую. Для подтверждения других видов кишечной палочки необходимо провести серию биохимических тестов.

В этом методе воду фильтруют через мембранный фильтр, обычно из нитроцеллюлозной фильтровальной бумаги с размером пор 0,45 мкм, фильтровальную бумагу помещают на отвержденную питательную среду и инкубируют при 37 ⁰ C в течение 24–48 часов и наблюдали за ростом микроорганизмов. Наиболее распространенными средами, используемыми в этом процессе, являются агар M-endo, агар EMB (эозин-метиленовый синий) и среда VRBA (фиолетово-красный желчный агар). Эти среды предпочтительны, поскольку они селективны в отношении грамотрицательных бактерий и являются индикаторными средами для E. coli и ферментеры лактозы.

2. Наиболее вероятное число (MPN) / Метод ферментации в нескольких пробирках

Это еще один широко используемый метод для обнаружения общего загрязнения воды кишечными палочками. Это более сложный и трудоемкий процесс обнаружения БГКП, чем мембранная фильтрация. Тем не менее, он дает приблизительное количество жизнеспособных бактерий и может обнаруживать любые виды кишечных палочек, а также другие неколиформные бактерии.

В этом методе проба воды анализируется в три этапа; (i) предполагаемый тест , (ii) подтверждающий тест, и (iii) завершен тест . Предполагаемый тест является первичным этапом скрининга, на котором изучается только наличие или отсутствие кислото- и газообразующих бактерий, ферментирующих лактозу. На этом этапе также рассчитывается приблизительная нагрузка бактерий. В подтверждающем тесте подтверждается, что ферментером лактозы, идентифицированным в предположительном тесте, являются бактерии группы кишечной палочки, поскольку другие неколиформные бактерии также могут ферментировать кислоту и газ, образующие лактозу. Наконец, в завершен тест , результат подтверждающего теста еще раз проверяется и подтверждается наличие или отсутствие E. coli . Если кишечная палочка отличается от E. coli , для ее идентификации необходимы дополнительные биохимические тесты.

В этом методе в основном используются лактозный бульон (одинарной и двойной концентрации), среда бриллиантового зеленого лактозного бульона (BGLB), индольная среда (триптоновая вода), агар EMB или агар M-endo и питательный агар (NA). Его главный недостаток — необходимость более длительного периода времени, различных сред и инструментов, сложность процесса и необходимость дополнительных испытаний для выявления родов.

3. Культура на селективных средах

Образец инокулируется в селективные и индикаторные среды, такие как VRBA, EMB, агар МакКонки, лактозный бульон, агар М-эндо, колиформный агар, хромогенный колиформный агар и т. д. кишечной палочки, особенно E. coli .

4. Полимеразная цепная реакция (ПЦР)

Это один из самых современных и точных методов обнаружения и подтверждения колиформных бактерий вплоть до уровня подвидов, сероваров и подштаммов. ДНК или РНК выделенных бактерий анализируют для подтверждения их идентификации. – кодирующий ген галактозидазы является ключом, используемым для идентификации БГКП методом ПЦР.

5. Флуоресцентная гибридизация in situ (FISH)

FISH — это новый молекулярный метод, который используется для обнаружения нескольких видов кишечных палочек, включая E. coli, Klebsiella, Enterobacter и Citrobacter . FISH использует специфические олигонуклеотидные зонды для обнаружения комплементарных последовательностей в 16S рРНК кишечной палочки. Этот метод очень быстрый и более эффективный, чем любой другой доступный метод обнаружения колиформ. Однако это дорого и требует флуорофора, флуоресцентного микроскопа и других сложных и дорогих инструментов, процессов и опытных микробиологов.

6. Коммерческие наборы для обнаружения колиформных бактерий

Доступно несколько коммерческих наборов для обнаружения колиформных бактерий в питьевой воде. Эти наборы основаны на том принципе, что кишечные палочки будут ферментировать лактозу, выделяя кислоту и газ.

Roles of Coliform Bacteria  

1. Positive Roles

• Can be used as indicator organisms

2. Negative Roles

• Потенциальные патогены
• Наиболее распространенные загрязнители воды и пищевых продуктов
• Могут вызывать порчу молока и молочных продуктов, овощей и фруктов

Ссылки

1. Britannica, T. Editorias of 022ed) . колиформные бактерии. Британская энциклопедия. https://www.britannica.com/science/coliform-bacteria
2. Колиформные бактерии – примеры, характеристики, фекальные/общие тесты (microscopemaster.com)
3. Coliform Bacteria (psu.edu)
4. Coliform Bacteria – обзор | ScienceDirect Topics Тацуя Томинага, Масахару Исии, «Методы микробиологии», 2020 г.
5. Фекальные кишечные палочки — обзор | Темы ScienceDirect Batt, в Энциклопедии пищевой микробиологии (второе издание), 2014 г.
6. 5.11 Фекальные бактерии | Мониторинг и оценка | US EPA
7. Колиформные бактерии: 5 фактов, которые вы должны знать (culligannation.com)
8. Колиформные бактерии в источниках питьевой воды (ny.gov)
9. Руководство по качеству питьевой воды, четвертое издание. Всемирная организация здравоохранения. Руководство по качеству питьевой воды, четвертое издание (who.int)
10. Микроорганизмы в порче пищевых продуктов – Микробы в порче пищевых продуктов (microbiologynote.com)
11. Метод мембранной фильтрации, типы, преимущества, недостатки, применение. (microbiologynote.com)
12. Мембранная фильтрация – обзор | ScienceDirect Topics
13. Методика мембранного фильтра • Microbe Online
14. Тест наиболее вероятного числа (MPN): принцип, процедура, результаты • Microbe Online
15. Метод наиболее вероятного числа – Определение, принцип и метод – Биология Reader
16. Дойл, М.П., ​​и М.К. Эриксон. 2006. Закрытие двери для фекального колиформного анализа. Микроб 1:162-163.
17. Малкольм Дж. Ф. (1938). Классификация колиформных бактерий. Журнал гигиены, 38 (4), 395–423. https://doi.org/10.1017/s0022172400011281
18. Мишра М., Аруха А. П., Патель А. К., Бехера Н., Моханта Т. К. и Ядав Д. (2018). Мультирезистентная кишечная палочка: водные санитарные нормы и опасность для здоровья. Рубежи в фармакологии, 9, 311. https://doi.org/10.3389/fphar.2018.00311
19. Корайкич, А., Макминн, Б. Р., и Харвуд, В. Дж. (2018). Отношения между микробными индикаторами и патогенами в рекреационных водных условиях. Международный журнал экологических исследований и общественного здравоохранения, 15(12), 2842. https://doi.org/10.3390/ijerph25122842
20. Мартин, Н. Х., Трмчич, А., Хси, Т. Х., Бур, К. Дж., и Видманн, М. (2016). Развивающаяся роль кишечных палочек как индикаторов негигиеничных условий обработки молочных продуктов. Границы микробиологии, 7, 1549 г.. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.01549
21. Леклерк, Х., Моссель, Д.