МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФЕКАЛЬНЫХ КИШЕЧНЫХ ПАЛОЧЕК Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

ЛИТЕРАТУРА

Алексеева О. ГДуеваЛ.А. Аллергия к промышленным химическим соединениям. М., 1978.

Алексеева О. Гs— В кн.: Принципы и методы установления предельно допустимых концентраций вредных веществ в воздухе производственных помещений. М., 1970, с. 111—120.

Методические указания к экспериментальному изучению аллергенных свойств химических ингредиентов атмосферных загрязнений. Киев, 1968.

Определение состояния иммунологической реактивности организма при воздействии факторов окружающей среды. Киев, 1976.

Трубицкая Г. П., Боков А. Н., Алексеева О. Г.— Гиг. труда, 1977, № 10, с. 13—17.

Поступила 20/Х1 1978 г.

УДК 616.34-008.37(В. coll)-078

Проф. Г. П. Калина МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФЕКАЛЬНЫХ КИШЕЧНЫХ ПАЛОЧЕК

. Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана

Выделение фекальных кишечных палочек (ФКП) из общего числа бактерий группы кишечных палочек (БГКП) основано на способности ферментировать лактозу с образованием газа в средах с ингибиторами при повышенной температуре инкубации, для Е. coli — на способности продуцировать индол при повышенной температуре инкубации (признаки, определяющие принадлежность цитратположительных кишечных палочек — Ц+КП к ФКП рассмотрены в работе Г. П. Калины). К ФКП могут быть отнесены все представители группы кишечных палочек независимо от их родовой принадлежности, хотя степень их индикаторного значения различна.

Из методов определения ФКП наиболее распространен посев в лактозо-желчную среду с бриллиантовым зеленым при одновременном посеве в бульон для определения индола. Обе среды инкубируют при 44,0—44,5°С в течение 22—24 ч (MacKenzie и соавт.). Этот метод проверен и апробирован в ряде стран — Англии (Thomas; Taylor), где он рекомендован официально, Франции (Pantaleon и соавт.; Buttiaux и соавт.), Италии (Graziadei-Celoria), Голландии (Mossel), Греции (Papavassiliou). Все эти авторы предусматривают в качестве первого этапа культивирование в неингибиторной или сла-боингибиторной среде при 35—37°С (например, в лактозопептонной среде, служащей для определения индекса БГКП).

Поскольку основным, наиболее часто встречающимся представителем ФКП являются Е. coli, сохранившие способность ферментировать лактозу и продуцировать индол при 44,5°С, метод Мак-Кензи (комплекс двух тестов) может быть принят за основу определения этого компонента ФКП. Основной недостаток системы Мак-Кензи — определение индола в дополнительной среде — бульоне. При качественном определении это означает удвоение используемых емкостей, а при количественном — удвоение 2, 3, 5-го рядов этих емкостей.

Попытки совмещения определения двух свойств — сбраживания углевода и продукции индола в одной емкости или в ряду емкостей предпринимались неоднократно (И. Е. Минкевич, 1949; Schubert). Установлено, что присутствие разлагаемых углеводов и спиртов тормозит продукцию индола. Наибольшее торможение оказывает разложение глюкозы, наименьшее — маннита (Fischer), мальтозы (И. Е. Миневич, 1949), галактозы (Rappaport и соавт.). Введение триптофана в концентрациях от 0,005% (Acklin) до 0,02— 0,04% (Schubert; Rappaport и соавт.) или комплексов, содержащих его {Isenberg и Sundheim), способствует успешному процессу образования индола. Л. М. Горовиц-Власова заменяла триптофан триптическим переваром пептона (по типу пептона Хоттингера), Pugsley и соавт.—триптоном.

Schubert вводил в состав среды глутамин, снимающий тормозящее действие продуктов обмена ферментации углеводов.

В большинстве попыток совмещения ферментации углевода и продукции индола в качестве ферментируемого субстрата использовали маннит (Schubert; Rappaport и соавт.; Pugsley и соавт.).

Поскольку лактозный признак при определении БГКП и ФКП повсеместно принят, представляют интерес попытки совместить определение индола с ферментацией этого углевода. Первая такая попытка, как и первое обоснование учета сбраживания именно этого углевода как основного признака наличия кишечных палочек, принадлежала Л. М. Горовиц-Власовой: средой служил бульон типа Хоттингера с 1% лактозы, инкубируемый 24 ч при 37°С. Инкубация этой среды при 46°С дала отрицательный результат (И. Минкевич), однако возможность определения индола в среде с 0,5% лактозы в присутствии 0,005% триптофана и инкубация при 43—45°С была доказана Acklin и фактически подтверждена И. Е. Минкевичем (1949). Gärtner определял индол в среде с уменьшенным до 0,05% содержанием лактозы без триптофана. На возможность выявления индола в лактозной среде, в которой триптофан был заменен триптазой, указывают Bicknell и соавт. Следовательно, возможность совмещения в одной среде определения ферментации лактозы и образования индола доказана, однако неизвестно, сохраняется ли эта возможность при введении в состав среды ингибиторов. Необходимо уточнить наиболее благоприятный температурный режим и концентрацию углевода, допускающую визуальное выявление газообразных продуктов ферментации, но не препятствующую образованию индола.

Наши опыты с музейными культурами разных представителей группы кишечных палочек показали, что концентрация лактозы 0,1% позволяет уловить образование газа, хотя и не такое интенсивное, как в среде с 0,5— 1,0%, однако газообразование при 44,5°С значительно отстает от такового при 43°С. Прибавление 0,1% триптофана способствует выявлению индола в среде Мак-Кензи и среде ЕС (с желчной солью и фосфатным буфером) в присутствии 0,1% ферментируемой лактозы, но снижение концентрации триптофана до 0,05% приводит к значительному снижению продукции индола; в этих условиях более эффективно работает неингибиторная среда. Увеличение содержания в среде пептона (как замена триптофана) не способствует выявлению индола в присутствии 0,1% сбраживаемой лактозы.

Исследование проведено также с свежевыделенными из сточных жидкостей и поверхностных вод культурами Е. coli и различных Ц+КП (всего 99 штаммов, из них 66 Е. coli). Проверяли среду (условно названную ФКП-1) следующего состава: 100 мл воды, 1 г пептона, 2 мл желчи, 1,33 мл 0,1 % водного раствора бриллиантового зеленого, 0,1 г лактозы, 0,1 г триптофана (параллельно проверяли такую же среду без триптофана). Инкубация при 43 и 44,5°С на водяной бане. У свежевыделенных штаммов Е. coli на продукции газа не отразилась ни температура инкубации, ни наличие или отсутствие триптофана. Более 90% проверенных штаммов Е. coli продуцировали газ при ферментации 0,1% лактозы в среде с ингибиторами как при 43°С, так и при 44,5°С, что указывает на их принадлежность к ФКП. Независимо от температуры инкубации в условиях опыта можно было установить образование индола (только при наличии в среде триптофана) у 98,4—100% проверенных штаммов Е. coli, и хотя совпадение продукции газа и индола обнаружено у большего количества культур Е. coli при 43°С (91,8%), чем при 44,5°С (85,7%), эта разница статистически недостоверна. Безындольные Е. coli (5 штаммов) продуцировали газ при 43 и 44,5°С. Без^азовые, но разлагавшие лактозу с образованием кислоты и образующие индол штаммы были представлены 5 вариантами Е. coli и 17 вариантами Citrobacter. Все они не дали индола в среде без триптофана, но в среде с триптофаном продуцировали его при 43°С 3 из 5 штаммов Е. coli и 14 из 17 Citrobacter. Два типичных индолположительных штамма Citrobacter diversus при 43°С индол не давали и только один из них образовывал газ при 43°С. Следовательно,

продукция газа и образование индола в среде ФКП-1 при 43°С указывают на присутствие Е. coli как основного представителя ФКП и дальнейшего подтверждения не требуется. При образовании только кислоты или только индола следует проводить дальнейшую идентификацию (Г. П. Калина).

Исследованы сточные жидкости свиноводческого комплекса на разных этапах очистки, хозяйственно-бытовые сточные жидкости и поверхностные воды разной санитарной характеристики. »

При исследовании сточных жидкостей проверяли, целесообразность «предобогащения» в неингибиторной среде при 37°С, эффективность модификации среды ФКП-1 с 0,1% лактозы и 0,1% триптофана. Проводили посев десятикратных разведений с 10 мл до 1-Ю-8 мл в двух параллельных рядах с определением индексов по Хочкинсу — Муру. Идентификацию кишечных палочек (высев из разных разведений на среду Эндо и отбор колоний различных типов) осуществляли по цитратному, индольному и (для Ц+КП) уреазному признакам. Изучали сточные жидкости свиноводческого комплекса нативные и на выходе. Параллельно рассчитывали индекс БГКП в лакто-зопептонной среде при 37°С с последующим определением индексов Е. coli и Э+КП, индекс ФКП, полученный при прямом посеве материала в среду ФКП-1 (инкубация при 43°С), также с дифференциацией Е. coli и Ц+КП и после предварительного предобогащения в лактозопептонной среде. Были получены следующие результаты. Непосредственный посев в среду ФКП-1 без предобогащения резко снижал индекс по совокупности обоих признаков, следовательно, этап предобогащения необходим. Выявлена значительная близость индексов БГКП по лактозопептонной среде при 37°С и ФКП по среде ФКП-1 после посева в нее из среды предобогащения, что особенно четко выявилось в нативной сточной жидкости и на выходе. Таким образом, при исследовании сточных жидкостей определение БГКП по лактозопептонной среде при 37°С равноценно или близко к определению ФКП. Это подтверждено и при исследовании сточных жидкостей хозяйственно-бытового коллектора: индексы ФКП в основном совпадали с индексами, определяемыми по выделенным чистым культурам Е. coli, т. е. в сточных жидкостях БГКП состоят почти или полностью из ФКП.

Иные результаты получены при исследовании поверхностных вод относительно чистого биотопа (рекреационные воды) и биологически загрязненного биотопа в акватории большого города, обследованного дважды (в период относительно низкой биологической загрязненности и в сезон ее максимального уровня). Всего проведено три серии исследований. В двух первых сравнивали индексы БГКП (стандартный метод), индекс Е. coli, определенный после высева из лактозопептонной среды на среду Эндо с последующей идентификацией, и индекс Ц+КП с той же среды. Индекс ФКП устанавливали по росту в среде ФКП-1 после пересева из среды предобогащения, и в этом случае были определены также Е. coli и Ц+КП. В III серии параллельно измеряли индексы тех же показателей после пересева из лактозопептонной среды в среду Мак-Кензи и параллельно в бульон для определения индола. В этой серии среду Мак-Кензи инкубировали при 43^0, а температуру инкубации среды ФКП-1 повысили до 44,5°С, т. е. температурный режим был сделан более жестким для среды ФКП-1 и смягчен для среды Мак-Кензи. Результаты оказались следующими. Индексы БГКП, полученные при исследовании рекреационных вод I серии исследований, были одинаковы с индексами биологически загрязненных вод (4,38/л), и по этому показателю можно было сделать вывод об одинаковой степени биологической загрязненности того и другого биотопа, однако по индексу ФКП (в среде ФКП-1), который был менее 1/л в первом водоеме и равен 2,97/л во втором, четко видна разница между чистой и биологически загрязненной водой, что соответствует и санитарной характеристике. Высокий индекс БГКП в рекреационных водах был обусловлен преимущественно Ц+КП, не давшим газа в среде ФКП-1 (т. е. не подпадающих под понятие ФКП), а также Е. coli, не продуцирующими индол при 43°С. Ц+КП были

выделены из биологически загрязненных вод (индекс 2,48/л), однако их способность к росту и продукция газа в среде ФКП-1 при 43°С свидетельствовали об их принадлежности к ФКП (Г. П. Калина). В III серии исследований биотопа с высокой степенью биологической загрязненности установлено значительное нарастанре индексов БГКП и ФКП в средах ФКП-1 и Мак-Кензи, причем индексы в последних (5,67/л) отставали только на 1 порядок от индекса БГКП (6,72). Все ФКП в этой серии были идентифицированы как Е. coli, индекс которых был также равен 5,67. Следовательно, как и при исследовании сточных жидкостей, при. высокой степени загрязненности практически стирается разница между тремя показателями — БГКП, ФКП и Е. coli. Наличие в этой же серии высоких индексов Ц+КП (4,46 в среде Мак-Кензи и 5,46 вереде ФКП-1), продуцирующих газ в ингибитор-ных средах при 43—44,5°С, свидетельствует о том, что и в таких водах эта группа кишечных палочек отражает общую биологическую загрязненность.

Существенным упрощением предлагаемого метода является замена определения индола по Ковачу реактивными бумажками на индол по Braun и Silberstein, пропитанными в растворе 5 г парадиметиламидобензальдегида в 10 мл ортофосфорной кислоты и 50 мл метилового спирта (мы без ущерба для результата заменили метиловый спирт изоамиловым) и дающими, как показало сравнительное исследование, равноценные, а иногда даже более убедительные результаты.

Несомненно, полученные материалы нуждаются в дальнейшем накоплении данных и уточнении отдельных деталей, однако предлагаемое упрощение метода Мак-Кензи для выявления Е. coli как основного представителя ФКП является перспективным и заслуживает широкой проверки.

Выводы

1. Определение ФКП является существенным дополнением к общей микробиологической характеристике воды источников централизованного водоснабжения.

2. Для выявления Е. coli как существенного компонента ФКП эффективен метод Мак-Кензи и соавт., основанный на определении двух признаков — способности ферментации лактозы с продукцией газа при 44,5°С в среде с желчью и бриллиантовым зеленым и образования индола в бульоне при той же температуре. Лишенные этих свойств Е. coli не могут быть отнесены к ФКП и утрачивают свое индикаторное значение.

3. Предложено упрощение метода Мак-Кензи, заключающееся в определении обоих признаков в одной пробирке с модифицированной средой Мак-Кензи с соблюдением принятой в СССР инкубации фекальных кишечных палочек при 43°С.

4. Обязательно применение предобогащения в неингибиторной среде при 37°С как предварительного этапа. Эта среда в то же время определяет индекс всей группы кишечных палочек (БГКП).

5. При исследовании сточных жидкостей и интенсивно загрязняемых биологически поверхностных вод (например, в месте сброса очистных сооружений) индексы БГКП в лактозопептонной среде при 37°С'и ФКП в среде ФКП-1 при 43°С практически одинаковы, и оценка может быть дана по индексу БГКП.

ЛИТЕРАТУРА

Горовиц-Власова Л. М.— Микробиол.ж., 1925, № 1, с. 118—120. Калина Г. П. — Гиг. и сан., 1978, № 9, с. 82-^8£.

Минкевич И. Е. Бактерии группы кишечной палочки как санитарно-показательные

микроорганизмы. Л.. 1949. Минкевич И. — Zbl. Bakt., II. Abt., 1928, Bd 73, S. 338. Acklin 0. — Zbl. Bakt., I. Abt. Orig., 1929, Bd 114, S. 119—132. Braun HSilberstein W. — Schweiz. Z. allg. Path. u. Bakt., 1941, Bd 3, S. 189.

Buttiaux R., Somaille J., Pierens Y. — Ann. Inst. Pasteur Lille, 1956, v. 8, p. 138.

Fischer A. — Biochem. Z., 1915, Bd 70, S. 105—118.

Gärtner K.— Z. Hyg., 1940, Bd 122, S. 661—672, Bd 123, S. 5—15.

Graziadei-Celoria M. — G. Batt., Immun., 1958, v. 51, p. 129—137.

Isenberg H., Sundheim L. — J. Bact., 1958, v. 75, p. 682—690.

MacKenzie £., Taylor E., Gilbert W. — J. gen. Microbiol., 1948, v. 2, p. 197—204. Mossel D. — J. appl. Bact., 1962, v. 25, p. 20— 29.

Pantaleon J., Calanis ЛЛ, Guibert M. — Bull. Acad. vet. Fr., 1959, v. 32, p. 467.

Papavassiliou J. — J. appl. Bact., 1958, v. 21, p. 104—108.

Pugsley A., Evison L., James A. — Water Res., 1973, v. 7, p. 1431—1437.

Rappaport F., Stark G., Konforti N. — Appl. Microbiol., 1956, v. 4, p. 157—161.

Schubert R. — Z. Hyg., 1956, Bd 142, S. 476— 486.

Taylor W.— J. Hyg., 1955, v. 53, p. 50—53.

Thomas S.— J. appl. Bact., 1955, v. 18, p. 9—18.

Поступила 20/XI 1978 r.

УДК 614.72-074:647.281.4.06:543.544.25

В. И. Ляшенко, В. Е. Присяжнюк

ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАСЛЯНОГО АЛЬДЕГИДА

В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ

Киевский научно-исследовательский институт общей и коммунальной гигиены

им. А. Н. Марзеева

Одним из перспективных методов определения альдегидов в атмосферном воздухе является газохроматографический метод в сочетании с предварительным концентрированием определяемых микропримесей на твесдых сорбентах или сорбентах, покрйпых пленкой высококипящих жидкостей (Дмитриев).

В качестве сорбента для концентрирования масляного альдегида из атмосферного воздуха выбрали хроматон Ы-А'№-НМ05, модифицированный полиэтиленгликольадипинатом (20 вес. %). Выбор последнего был обусловлен его селективностью по отношению к карбонильным соединениям.

Для характеристики выбранного сорбента изучали кинетику сорбции микропримесей масляного альдегида из воздушного потока, линейная скорость которого изменялась от 0,5 до 5,0 л/мин. Опыты проводили при 20 и 0°С.

Для расчета адсорбции использовали данные, полученные методом сорб-ционных весов (Д. П. Тимофеев). Кинетические кривые сорбции масляного альдегида показывают, что при 0°С и условно принятой 100% эффективности сорбента возможно полное улавливание масляного альдегида из пробы атмосферного воздуха объемом 1 м3 с концентрацией масляного альдегида, в 5 раз превышающей ПДК (В. Е. Присяжнюк). Однако эффективность улавливания т}1 существенно зависит от скорости воздушного потока и концентрации микропримесей. Поэтому мы провели серию дополнительных опытов по определению эффективности сорбента в зависимости от скорости воздушного потока при условии 30-минутного отбора пробы атмосферного воздуха. Результаты опытов показали, что 100% эффективность улавливания масляного альдегида испытуемым сорбентом наблюдается при 0°С в интервале скорости воздушного потока 1,0—5,0 л/мин и концентрации вещества, во много раз превышающей ПДК.

Газохроматографический анализ накопленных микропримесей масляного альдегида проводили в сочетании с применением метода термодесорбции.

Изучение термодесорбции масляного альдегида показало, что при адсорбции 1,8 Ю-3—3,2 10-3 г/г'полная десорбция сорбированного вещества

1 Т1=С/С0, где С — адсорбированное 1 г сорбента весовое количество микропри

месей (в г/г); С0 — начальная их концентрация (в г/см3).