STUDYING SANITARY AND HYGIENIC CONDITIONS OF BREAM AND WATER IN ITS HABITAT
Authors:
1.
Astrakhan State Technical University
(Doctor of Biology, Professor; Professor of the Department of Applied Biology and Microbiology)
Russian Federation
Russian Federation
2.
Astrakhan State Technical University; Caspian Institute of Sea and River Transport named after Admiral F. M. Apraksin, branch of the Volga State University of Water Transport
(Doctor of Biological Sciences, Assistant Professor; Professor of the Department of Hydrobiology and General Ecology; Professor of the Department of Mathematical and Natural Sciences Disciplines, professor)
Astrakhan, Russian Federation
Astrakhan, Russian Federation
3.
Astrakhan State Technical University
(Master´s Course Student of the Department of Applied Biology and Microbiology)
Russian Federation
Russian Federation
4.
Astrakhan State Technical University
(Lecturer of the Department of Hydrobiology and General Ecology)
Russian Federation
Russian Federation
Type:
Article
Pages:
from 39
to 45
Status:
Published
Received:
15.12.2021
Accepted:
15.12.2021
Published:
15.12.2021
Subject area:
UDK 59 Зоология
Language:
Russian
Keywords:
the Volga-Caspian Canal, microorganisms, bacteria, microbiological indices, fish, bream, microbial con-tamination, water, pathogenic microflora
Abstract (English):
The article highlights the data on microbiological monitoring of fish raw materials and water of the Volga-Caspian fishing channel in 2020-2021. The most indicative organisms for assessing the quality of the aquatic environment are benthos-eating fish. Bream Abramis brama (Linnaeus, 1758) is one of the valuable objects of fishing in the Astrakhan region. As a commercial object of river coastal fishing, bream has a higher bacterial contamination than fish caught in the sea. In this regard, studying the conditions for bacteriocenosis of fish raw materials, as well as the factors that determine the pathogenicity of its microflora and sanitary and epizootic monitoring by the microbiological tests remain the most relevant research of aquatic organisms. Quantitative and qualitative indicators of the bream microflora were estimated, according to the analysis of 180 species. The indicators of the water microflora were analyzed using the results of studies of 90 samples. The species identification of the isolated microflora was carried out according to the Bergey identification keys. In the samples of bream muscles there was determined the total number of facultative anaerobic microorganisms and aerobic mesophylls, presence of coliform microorganisms, as well as a causative agent of Staphylococcus aureus, pathogenic bacteria Salmonella and Listeria, and parahemolytic vibrios Vibrio. The study results were processed, according to the methods of biological statistics in the Microsoft Excel 2010 software. The results are presented as mean values and standard errors (M ± m). The general microbiological analysis of the fish muscle tissue confirmed the satisfactory sanitary state of bream Abramis brama (L., 1758) caught in the fishing area of the Volga-Caspian Canal during the study period. Pathogenic microflora in the form of E. coli bacteria, bacteria Salmonella, L. monocytogenes and St. aureus were not found
The article highlights the data on microbiological monitoring of fish raw materials and water of the Volga-Caspian fishing channel in 2020-2021. The most indicative organisms for assessing the quality of the aquatic environment are benthos-eating fish. Bream Abramis brama (Linnaeus, 1758) is one of the valuable objects of fishing in the Astrakhan region. As a commercial object of river coastal fishing, bream has a higher bacterial contamination than fish caught in the sea. In this regard, studying the conditions for bacteriocenosis of fish raw materials, as well as the factors that determine the pathogenicity of its microflora and sanitary and epizootic monitoring by the microbiological tests remain the most relevant research of aquatic organisms. Quantitative and qualitative indicators of the bream microflora were estimated, according to the analysis of 180 species. The indicators of the water microflora were analyzed using the results of studies of 90 samples. The species identification of the isolated microflora was carried out according to the Bergey identification keys. In the samples of bream muscles there was determined the total number of facultative anaerobic microorganisms and aerobic mesophylls, presence of coliform microorganisms, as well as a causative agent of Staphylococcus aureus, pathogenic bacteria Salmonella and Listeria, and parahemolytic vibrios Vibrio. The study results were processed, according to the methods of biological statistics in the Microsoft Excel 2010 software. The results are presented as mean values and standard errors (M ± m). The general microbiological analysis of the fish muscle tissue confirmed the satisfactory sanitary state of bream Abramis brama (L., 1758) caught in the fishing area of the Volga-Caspian Canal during the study period. Pathogenic microflora in the form of E. coli bacteria, bacteria Salmonella, L. monocytogenes and St. aureus were not found
Keywords:
the Volga-Caspian Canal, microorganisms, bacteria, microbiological indices, fish, bream, microbial con-tamination, water, pathogenic microflora
the Volga-Caspian Canal, microorganisms, bacteria, microbiological indices, fish, bream, microbial con-tamination, water, pathogenic microflora
Введение
Одной из важнейших мировых проблем является вопрос о загрязнении территорий рыбного
и сельскохозяйственного промысла различного рода токсическими веществами. Согласно статистике количество объектов антропогенного влияния увеличивается ежегодно, а нарушение эколо-гического баланса, возникающего в результате подобного воздействия, сказывается, прежде всего, на флоре и фауне водоемов. Идея об утилизации отходов закапыванием, сжиганием или созданием кластерных хранилищ имела широкое распространение в советском пространстве. Токсичные стоки фармацевтических и пищевых производств, радиоактивные отходы, отходы сельскохозяйственной деятельности – все это утилизируется согласно правилам, прописанным десятки лет назад. На сегодняшний день массовые скопления токсических веществ наиболее часто обнаруживаются в почве. Мигрируя с потоками талых и почвенных вод, яды распространяются на обширные расстояния, аккумулируясь, как правило, в водоемах. Природным фильтром любого водоема являются донные отложения, основная роль которых заключается в обеспечении питания обитающих в нем гидробионтов. Массовые скопления в донных отложениях тяжелых металлов приводят к сильнейшим изменениям в организмах всех представителей флоры и фауны водного биоценоза, что ставит под вопрос целесообразность их пищевого использования [1].
Все гидробионты водной среды состоят друг с другом в очень тесных многоуровневых отношениях. Только организм рыбы служит местом обитания колоссального количества бактерий: вирусов, простейших, а также гельминтов. Последние оказываются наиболее подверженными общему воздействию как различных абиотических факторов, так и физиолого-биохимического воздействия хозяина. Необходимость в постоянном развитии
и расширении приспособительных структур приводит либо к расширению жизненного цикла гельминта, либо к изменениям в его биологии.
Кроме того, под действием токсических веществ значительно снижается резистентность организма рыбы, что делает ее более подверженной воздействию инфекционных и инвазионных возбудителей, что в дальнейшем будет характеризовать общую экологическую ситуацию в водоеме [2].
В связи с этим проведение исследований в области санитарной микробиологии и постоянный мониторинг за состоянием водных биологических ресурсов являются ведущими направлениями современной науки.
Для проведения подобного рода исследований зачастую ученые выбирают не только наиболее многочисленные объекты, но и максимально показательные с точки зрения оценки качества водной среды. Такими объектами, как правило, являются бентосоядные организмы – это, преимущественно, донные рыбы, питающиеся представителями макробентоса на дне водоемов. В Волго-Каспийском регионе бентосоядные рыбы представлены семейством карповых. Так, лещ Abramis brama (L., 1758) остается наиболее многочисленным объектом промысла в Астраханском регионе. Его биология достаточно изучена, что позволяет с большой степенью вероятности связывать изменения в его организме с нарушениями в среде водоема.
Санитарно-эпизоотологические исследования, проводимые в дельте Волги, не теряют своей актуальности многие десятилетия, приобретая практическую значимость в связи с развитием рыночной экономики России.
Актуальность данного исследования определяется необходимостью регулярного проведения санитарно-гигиенического мониторинга водных биологических ресурсов естественных водоемов в регионах с неблагополучной экологической обстановкой.
Цель настоящей работы заключалась в оценке состояния водных биологических ресурсов при микробной инвазии на примере леща Abramis brama (L., 1758) рыбопромыслового района Волго-Каспийского канала.
Материал и методы исследований
Объектами исследований служили половозрелые особи леща Abrams brama (Linnaeus, 1758). Сбор материала осуществлялся во время специализированных рейсов в дельту реки Волги в 2020–2021 гг. Количественные и качественные показатели микрофлоры леща оценивались на основании анализа 180 особей. Показатели микрофлоры воды анализировались по результатам исследований 90 образцов. Видовую идентификацию выделенной микрофлоры проводили по определителям Берджи [3].
Оценку качества водных биологических ресурсов по микробиологическим показателям проводили в соответствии с требованиями, предъявляемыми нормативными документами, действующими на территории Российской Федерации [4].
Показатель количества мезофильных аэробных
и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) свидетельствует об общей микробной обсемененности исследуемого объекта. Микроорганизмы культивируются на мясопептонном питательном агаре (МПА) при температуре +30–37 °С
в течение 48–72 ч [5].
Результаты исследования присутствия в мышечной ткани рыб колиформных бактерий используются в качестве показателя обширного фекального загрязнения водоема при значительном поражении иммунной системы рыб.
Бактерии группы кишечных палочек (БГКП) относятся к грамотрицательным тонким, прямым
и слегка изогнутым палочкам. Имеют металлический блеск и оксидаза-отрицательный тест [6].
К группе условно-патогенных микроорганизмов относится представитель Staphylococcus aureus, имеющий вид шаровидных грамположительных бактерий из рода Staphylococcaceae.
В окрашенном препарате их дифференцируют по характерному расположению кокков в форме виноградной грозди [7].
Патогенные бактерии рода Salmonella всегда грамотрицательные, неспорообразующие подвижные палочки. Факультативные анаэробы, они способны сбраживать некоторые углеводы и спирты
с образованием кислоты и газа [8].
Бактерии рода Listeria – грамположительные тонкие и короткие палочки, микроорганизмы, образующие характерные колонии на плотных селективных средах и идентифицируемые по культуральным, морфологическим и биохимическим свойствам. Колонии растут в виде сине-зеленых образований, окруженных специфическим непрозрачным ореолом [9].
Условно патогенными микроорганизмами являются и парагемолитические вибрионы – это галофильные организмы семейства Vibrionaceae, диагностируемые на элективных средах СЭДХ, TCBS и ДДА, где вырастают в виде круглых прозрачных колоний с блестящей поверхностью, диаметром 2-3 мм. Цвет колоний, как правило, совпадает с цветом селективной среды, т. к. в данном случае микроорганизмы пигмента не об-разуют
и среду не сбраживают. Однако на средах Ресселя и Клиглера рост микроорганизмов отмечают именно по характерным изменениям цвета [10].
Микробиологический анализ воды проводился согласно действующей нормативно-правовой документации [11].
Контаминация мышечной ткани рыб является нормируемым микробиологическим критерием, необходимым для санитарно-гигиенической оценки рыбного сырья, и оценивается согласно нормативным документам [12] (табл. 1).
Таблица 1
Table 1
Микробиологические показатели СанПиН 2.3.2.1078-01, предъявляемые к рыбе-сырцу
Microbiological indicators of SanPiN 2.3.2.1078-01 for fish raw materials
Индекс, группа продуктов КМАФАнМ,
тыс. КОЕ/г Масса продукта, г, в которой не допускаются V. parahaemolyticus,
тыс. КОЕ/г
БГКП патогенные, в том числе
Salmonella и L. monocytogenes St. aureus
Рыба-сырец
и рыба живая Не более 5 ∙ 104 0,01 25 0,01 0,1
В соответствии с требованиями законов Российской Федерации «О защите прав потребителей» [13] и «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» [14] разработан свод правил, способствующих противодействию передачи заболеваний от гидробионтов к человеку и животным.
Результаты исследований
Определение санитарных показателей мышечной ткани рыб. При заселении биотопа в макроорганизме формируются определенные межбактериальные взаимоотношения, которые качественно и количественно характеризуют тот или иной микробный пейзаж.
В тканях рыб отмечается большое содержание воды и соответствующих питательных веществ, что способствуют быстрому размножению в них аэромонад, листерий, вибриофлоры и прочей микрофлоры. В связи с этим изучение вопросов, касающихся условий, которые влияют на формирование бактериоценоза гидробионтов в районе Волго-Каспийского региона, а также факторов патогенности их микрофлоры и санитарно-эпизоотической ситуации, остаются весьма интересными.
Отбор образцов для проведения экспериментов по определению общей микробной обсемененности осуществляли через стандартные навески, выполняли разведения в двух повторностях и производили посевы глубинным методом на мясопептонный агар (МПА). Колонии выросших микроорганизмов учитывали через 24 и 48 ч инкубирования. Результаты исследований по определению общей микробной обсемененности и выявлению присутствия патогенной и условно-патогенной микрофлоры представлены в табл. 2.
Таблица 2
Table 2
Средние значения микробиологических показателей качества мышечной ткани леща
рыбопромыслового района Волго-Каспийского канала в 2020–2021 г.*
Mean values of microbiological indicators of the bream muscle tissue quality in the fishing area
of the Volga-Caspian Canal in 2020-2021 (according to SanPiN 2.3.2.1078-01)
Норма по СанПиН 2.3.2.10.78-01 КМАФАнМ, тыс. КОЕ/г БГКП Патогенные, в том числе Salmonella
и L. monocytogenes St. aureus V. parahaemolyticus,
тыс. КОЕ/г
Не более 5 ∙ 104 0,01 25 0,01 0,1
Рыба-сырец 1,00 ∙ 103 ± 0,05 Не обнаружено Не обнаружено Не обнаружено Не обнаружено
*Согласно СанПиН 2.3.2.1078-01.
В мышечной ткани обследованных особей леща отмечали различный уровень аэробов и факультативных анаэробов. В среднем их значение составляло 1,00 × 103 ± 0,05 КОЕ/г, что ниже предельно-до-
пустимого содержания бактерий в 1 г мышечной ткани сырой рыбы.
Патогенной микрофлоры в виде бактерий группы кишечной палочки, бактерий родов Salmonella, L. monocytogenes и St. aureus не выявлено.
Ряд микробиологических обследований образцов рыбы не выявил нарушений санитарных показателей, регламентируемых нормативно-правовой документацией.
Следовательно, на основании полученных данных можно говорить об удовлетворительном микробиологическом состоянии леща Abramis brama (L., 1758), выловленного в рыбопромысловом районе Волго-Каспийского канала в 2020–2021 гг.
Исследования сезонной динамики микробной обсемененности жаберного аппарата и воды
Определение общей микробной обсемененности является одним из наиболее важных показателей мониторинга, необходимых для оценки состояния изучаемых водных биологических объектов. Естественная микрофлора живой рыбы, ее качественные и количественные значения напрямую зависят от условий обитания гидробионта,
а также от гидрологических характеристик водоема, изменяющихся в различные сезоны года. Так, в работе определялись и сравнивались количественные показатели микробной контаминации жабр рыб и обсемененности воды. Предположительно микробная контаминация жаберного аппарата рыбы должна быть меньше, чем общая микробная обсемененность воды, что объясняется активным иммунным ответом организма на постоянное присутствие различных инфекционных возбудителей. Результаты проведенного в 2020–2021 гг. анализа общей микробной обсемененности жабр леща и воды из мест его вылова в целом свидетельствуют о стабильной микробиологической ситуации (табл. 3).
Таблица 3
Table 3
Сезонная динамика микробной обсемененности жабр леща
и воды из мест его вылова в 2020–2021 гг.*
Seasonal dynamics of microbial contamination of bream gills
and water from the places of its catch in 2020-2021*
Жабры, КОЕ/г Вода, КОЕ/мл
весна лето осень весна лето осень
1,3 × 103 ± 0,05 3,0 × 104 ± 0,05 2,0 × 103 ± 0,05 2,4 × 103 ± 0,05 3,6 × 104 ± 0,05 2,8 × 103 ± 0,05
*P ≥ 0,05.
Выявленные количественные различия этих показателей могут быть обусловлены дополнительными антропогенными влияниями и соответствующим иммунным ответом организма рыбы (рис. 1).
Рис. 1. Средние значения микробной обсемененности жаберного аппарата леща
и воды из мест его вылова в 2020–2021 гг. (p ≥ 0,05)
Fig. 1. Mean values of microbial contamination of the bream gill apparatus
and water from the places of its catch in 2020–2021 (p ≥ 0.05)
Отмечена определенная зависимость представленных значений от исследуемых сезонов года: летом, в связи с сезонным повышением температур, регистрируется увеличение значений микробной обсемененности исследуемых образцов, что свидетельствует об относительной стабильности бактериальных систем жаберного аппарата леща.
Анализ состава микрофлоры воды Волго-Каспийского рыбопромыслового канала. Микроорганизмы как наиболее многочисленные обитатели гидроэкосистемы обладают различными метаболическими возможностями адаптации к широкому спектру условий окружающей среды, а также высокой устойчивостью к экстремальным факторам, в том числе антропогенным.
Анализы качественного состава микрофлоры, выделенной из проб воды дельты Волги за периоды исследований, показали наличие широкого разнообразия в ее биотопах. Спектр условно-патогенных бактерий был представлен следующими видами: сем. Enterobacteriaceae: родами – Citrobacter, Edwardsiella, Enterobacter, Escherichia, Klebsiella, Morganella, Proteus, Providencia, Salmonella; в сем. Vibrionaceae отдифференцировано шесть видов только рода Aeromonas; в сем. Pseudomonodaceae – бактерии рода Pseudomonas; в сем. Neisseriaceae – виды родов Acinetobacter и Moraxella; в сем. Bacillaceae – Bacillus spp.
Вся выделенная микрофлора, согласно определенным процентным соотношениям, распределена по семействам (рис. 2).
Рис. 2. Процентное соотношение микрофлоры, выделенной из обследованных образцов воды
рыбопромыслового района Волго-Каспийского канала в 2020–2021 гг. (р ≤ 0,05)
Fig. 2. The percentage of microflora taken from the surveyed water samples of the fishing area
of the Volga-Caspian Canal in 2020–2021 (p ≤ 0.05)
Предположительно, дифференцированные бактерии родов Alcaligenes, Flavobacterium и остальные грамположительные микроорганизмы, обнаруженные в воде, являются естественной микрофлорой водоемов Астраханской области, однако способны поражать паренхиматозные органы рыб не только при снижении резистентности организма, но и при высоком уровне контаминации, что может привести к гибели инфицированных особей.
Заключение
Рыбная продукция является одним из основных источников питательных веществ для человека
и животных. Широкий спектр продукции, выпускаемой рыбными хозяйствами, обеспечивает потребителя необходимыми микро- и макроэлементами, белками, жирами, углеводами и различными нутриентами. Рыбное хозяйство постоянно развивается и набирает обороты несмотря на то, что продукция из гидробионтов является наиболее скоропортящейся. В связи с повышенной микробной обсемененностью она теряет в необходимых показателях качества в течение 12–24-х часов.
Рыбная продукция допускается в реализацию только в том случае, если она по результатам всех лабораторных исследований была признана доброкачественной и пригодной для употребления в пищу.
По результатам проведенных микробиологических исследований можно сказать, что в среднем показатель КМАФАнМ мышечной ткани исследованных особей леща составлял 1,00 ∙ 103 ± 0,05 КОЕ/г, что ниже предельно допустимого содержания бактерий в 1 г мышечной ткани сырой рыбы согласно СанПиН 2.3.2.1078-01.
Патогенной микрофлоры в виде бактерий группы кишечной палочки, бактерий родов Salmonella, L. monocytogenes и St. aureus не обнаружено. Обсемененность жабр в среднем составляла 2,1 ∙ 103 ±
± 0,04 КОЕ/г, тогда как среднее значение микроб-ной численности в образцах воды превышало последнее в 0,8 раз, что может быть обусловлено активными иммунными реакциями организма.
1. Karygina N. V., Proskurina V. V., Lardygina E. G., Dektyareva L. V., Kravchenko E. A., Golovatyh N. N., Galley E. V., D'yakova S. A., Shokasheva D. I. Abioticheskie i bioticheskie faktory, formiruyuschie usloviya obitaniya bioresursov Kaspiyskogo morya // Sohranenie biologicheskih resursov Kaspiya: materialy i dokl. Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. (Astrahan', 18−19 sentyabrya 2014 g.). Astrahan': Izd-vo AGTU, 2014. S. 210−214.
2. Shul'gina L. V., Zagorodnaya G. I., Shul'gin Yu. P., Byval'ceva T. M., Galkina T. M. Mikroflora dal'nevostochnyh morey i ee vliyanie na produkciyu promyslovyh ob'ektov // Gigiena i sanitariya. 1995. № 1. S. 14-16.
3. Hoult Dzh., Krig N., Snitt P. Opredelitel' bakteriy Berdzhi: v 2 t. M.: Mir, 1997. 799 s.
4. SanPiN 2.3.2.1078-01. Gigienicheskie trebovaniya bezopasnosti i pischevoy cennosti pischevyh produktov. M., 2005. 146 s.
5. GOST 10444-15-94. Produkty pischevye. Metody opredeleniya kolichestva mezofil'nyh aerobnyh i fakul'tativno-anaerobnyh mikroorganizmov. M.: Standartinform, 2010. 7 s.
6. GOST 31747-2012. Produkty pischevye. Metody vyyavleniya i opredeleniya kolichestva bakteriy gruppy kishechnyh palochek (koliformnyh bakteriy). M.: Standartinform, 2012. 15 c.
7. GOST 31746-2012. Produkty pischevye. Metody vyyavleniya i opredeleniya kolichestva koagulazopolozhitel'nyh stafilokokkov i Staphylococcus aureus. M.: Standartinform, 2012. 24 c.
8. GOST 31659-2012. Produkty pischevye. Metod vyyavleniya bakteriy roda Salmonella. M.: Standartinform, 2012. 21 c.
9. GOST 32031-2012. Produkty pischevye. Metody vyyavleniya bakteriy Listeria monocytogenes. M.: Standartinform, 2014. 27 c.
10. MUK 4.2.2046-06. Metody vyyavleniya i opredeleniya paragemoliticheskih vibrionov v rybe, nerybnyh ob'ektah promysla, produktah, vyrabatyvaemyh iz nih, vode poverhnostnyh vodoemov i drugih ob'ektah. M.: Rospotrebnadzor, 2006. 26 s.
11. MUK 4.2.1018-01. Metody kontrolya. Biologicheskie i mikrobiologicheskie faktory. Sanitarno-mikrobiologicheskiy analiz pit'evoy vody. M., 2006. 63 s.
12. GOST 31339-2006. Ryba. Nerybnye ob'ekty i produkciya iz nih. Pravila priemki i metody otbora prob. M.: Standartinform, 1993. 19 c.
13. O zaschite prav potrebiteley: Federal'nyy Zakon ot 07 fevralya 1992 g. № 2300-1. URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_305/ (data obrascheniya: 04.10.2021).
14. O sanitarno-epidemiologicheskom blagopoluchii naseleniya: Federal'nyy Zakon ot 30 marta 1999 g. № 52. FZ. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_22481/ (data obrascheniya: 04.10.2021).
