Методы определения антибиотиков в молочной продукции

 

 

 

 

 

 

      

         Реферат  на тему: «Методы определения 

                   антибиотиков в молочной продукции»

              

 

 

 

 

                                                              

 

 

 

 

                                   

 

                                      -  Днепропетровск, 2014 –

                                              Содержание

1. Антибиотики – их классификация, свойства, влияние на живые организмы……………………………………………………………….….3
2. Методы определения антибиотиков в молочной продукции…………...9

А) Определение антибиотиков групп бета-лактама и тетрациклина с помощью тест-полосок…………………………………………………….9

      Б) Определение антибиотиков бета-лактамного типа

      иммуноферментным методом…………………………………………...13

      В) Определение хлортетрациклина в молоке микробиологическим

      методом диффузии в агар по величине торможения роста

      тест-культур……………………………………………………………...16

3. Выводы…………………………………………………………………….19
4. Список использованной литературы…………………………………….20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Антибиотики – их классификация, свойства, влияние на живые организмы

Антибиотики — специфические продукты жизнедеятельности микроорганизмов, животных и растений, обладающие противомикробным действием (аntі — против, bіоs — жизнь).

Многие антибиотики оказывают стимулирующее влияние на отдельные биохимические процессы, происходящие в организме животных, что ведет к улучшению общего состояния их, ускорению роста, повышению продуктивности, активизации защитных реакций. Поэтому в настоящее время антибиотики применяют для лечения и профилактики многих инфекционных и незаразных болезней.

Несмотря на большую специфичность, антибиотики действуют по общим фармакологическим законам -  они очень эффективны, но только при четком выполнении разработанных условий. Если условия не соблюдаются, то антибиотики малоэффективны, а в некоторых случаях могут причинить и вред. 
      Для получения наиболее выраженного действия антибиотиков необходимо учитывать физико-химические свойства вещества, его дозу, лекарственную форму, способ и кратность применения. Разные антибиотики неодинаково действуют на различные микроорганизмы; неодинаково влияет каждый из них и на макроорганизм. 

При получении антибиотиков широко пользуются методом культивирования продуцентов (микроорганизмы, производящие антибиотик) в жидкой питательной среде в специальных аппаратах (ферментерах). После этого происходит очистка их от балластных веществ.

 В зависимости  от степени очитски от балаластных  веществ различают антибиотики:

- очищенные (фармакопейные),

- полуфабрикаты (сухие концентраты)

- нативные (неочищенные).

В ряде случаев молекулу антибиотика изменяют, усложняя или упрощая ее. Это дает возможность ослабить или усилить отдельные стороны действия антибиотика. Полученные препараты называются полусинтетическими. 
Каждая группа антибиотиков имеет свои особенности. Очищенные препараты более совершенные. Они имеют постоянный состав; их можно применять внутрь и парэнтерально.

Нативные препараты значительно дешевле очищенных. Кроме антибиотиков, они содержат другие фармакологические вещества (тканевые стимуляторы, витамины и др.). Противомикробное действие их такое же, как и очищенных, а ростостимулирующая эффективность в ряде случаев даже выше. К недостаткам их относятся сравнительно небольшое содержание антибиотика, более короткий срок годности и только оральное применение. Нативные препараты назначают в основном с профилактической целью и для улучшения роста животных.

Полуфабрикаты по свойствам и составу близки к нативным препаратам, но имеют стандартное и более высокое содержание антибиотика. Одни из них используются с профилактической щелью и для ускорения роста животных, а другие — с той же целью, что и очищенные препараты.

 

Основными причинами широкого использования антибиотиков в качестве химиотерапевтических и химиопрофилактических средств являются:

1) специфический  механизм действия;

2) широкий  и четко выраженный спектр  противомикробного действия и  нейтрализации токсинов;

3) эффективность  в очень малых дозах;

4) сохранение  активности в условиях макроорганизма;

5)ярко выраженное и быстро проявляющееся лечебное и профилактическое действие;

6) очень низкая  токсичность для животных.

За химическим составом антибиотики классифицируют на такие девять групп:

• Пенициллины (β-лактамы)
• цефалоспорины;
• левомицетин;
• макролиды;
• тетрациклин;
• аминогликозиды;
• полимиксины;
• полиены;
• рифамицины.

В отличии от химических антисептиков, которые убивают и живые клетки, антибиотики, попадая на поверхность микробной клетки или проникая в её, даже в небольших количествах нарушают её основные жизнедеятельные функции – дыхание, питание, размножение, действуя бактеристатически и бактерицидно.

В ветеринарии наиболее часто используют β-лактамы (пенициллины) и тетрациклины.

К β-лактамам относится большая группа антибиотиков, молекулы которых содержат β-лактамное кольцо (пенициллины, цефалоспорины, цефамицины, карбапенемы, монобактамы и др.). 
Все эти препараты обладают высокой антимикробной активностью, однако ко многим из них у микроорганизмов довольно быстро развивается устойчивость, обусловленная выработкой микроорганизмами специфических ферментов — β-лактамаз ( пенициллиназ ), гидролизующих β-лактамное кольцо антибиотиков, что лишает последние антимикробной активности и приводит к появлению резистентных штаммов микроорганизмов.

 

       1 - пенициллины, 2 – цефалоспорины  

Благодаря способности связываться с пенициллином (и другими БЛА) эти ферменты получили второе название - пенициллинсвязывающие белки (ПСБ). Связывание БЛА с ПСБ ведет к инактивации последних, прекращению роста и последующей гибели микробной клетки. Таким образом, уровень активности конкретных БЛА в отношении отдельных микроорганизмов в первую очередь определяется их аффинностью (сродством) к ПСБ. Для практики важно то, что чем ниже сродство взаимодействующих молекул, тем более высокие концентрации антибиотика требуются для подавления функции фермента. 

Тетрациклины. Группа тетрациклинов включает рад антибиотиков и их полусинтетических производных, родственных по химическому строению, антимикробному спектру и механизму действия. В основе их химического строения лежит конденсированная четырехциклическая система, имеющая общее название «тетрациклин».

Тетрациклины являются антибиотиками широкого спектра действия. Они эффективны в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий, крупных вирусов (возбудители трахомы, орнитоза). Их применяют при маститах, метритах, инфекциях мочевыводящих путей и раневых инфекциях Малоактивны или неактивны в отношении, большинства грибов и мелких вирусов (гриппа, полиомиелита, кори и др.). Недостаточно эффективны в отношении кислотоустойчивых бактерий.

Устойчивость тетрациклинов в растворах при различных значениях рН и температуры — от нескольких минут до нескольких суток. Препараты быстро разрушаются в щелочной среде, в кислой — более стабильны.  Для большинства чувствительных к ним микроорганизмов за среднюю терапевтическую принимают концентрацию антибиотика в крови, равную 0,5—1,5 мкг/мл.

После перорального применения антибиотиков в терапевтической дозе максимальная концентрация создается в крови в первые 2—3 ч и удерживается на высоком уровне 8—12 ч. [2]

Но существенным недостатком антибиотиков является вред для окружающей среды. Исследования показали, что основная масса (до 80% в зависимости от вида подопытных птиц и животных, методов введения и способа применения) введённого животному активного вещества выводится из организма в не измененном виде. Подсчитано, что в растения попадает мизерная доля используемого препарата – примерно 0,1% антибиотиков, внесенных в почву. Эксперименты показали, что примерно 90% получаемых животными антибиотиков вывелись из организма и оказались в навозе, большая часть которого вывозилась для удобрений сельскохозяйственных угодий и тепличных хозяйств. Всего через шесть недель после внесения в почву в теплице растения уже получили определённое количество антибиотиков и они фиксировались в листьях.

Проблема загрязнения молока ингибирующими веществами, в том числе антибиотиками, приобретает с каждым годом все большее значение. 
Особую опасность для людей и серьезную проблему для молочной промышленности представляет наличие остаточных количеств антибиотиков, поскольку они могут нарушить производственный процесс, ингибируя заквасочную микрофлору. Присутствие антибиотиков в молоке идущем на производство сыра, приводит к тому, что заквасочная микрофлора развивается неудовлетворительно, кислотообразование подавляются. Активизируется развитие посторонней микрофлоры, в том числе бактерий группы кишечной палочки. В результате получается сыр с ранним вспучиванием, образованием пористого теста, кислотным привкусом. Аналогично замедляются процессы сквашивания при производстве кисломолочных продуктов.

Наиболее опасны последствия попадания остатков антибиотиков в организм человека. Например, пенициллин обладает самой высокой антигенной активностью.   Аллергическая реакция на пенициллин свойственна 1-5 % людей. Аллергическую реакцию по отношению к другим антибиотикам наблюдают лишь изредка. В то же время пенициллин практически не токсичен, а стрептомицин, тетрациклин и, прежде всего, хлорамфеникол, токсичны. Стрептомицин оказывает токсичное действие на центральную и периферическую нервную систему. Тетрациклин вызывает изменение состава крови, повреждение паренхимы печени и токсикоз нервной системы. Все антибиотики обладают иммунодепрессивным действием.

    Влияние технологической обработки на наличие антибиотиков.

По данным диссертации доктора ветеринарных наук В.И. Белоусова кипячение и стерилизация практически не влияют на содержание антибиотиков в молоке. После кипячения в молоке остается от 90 до 95% исходного количества антибиотиков, то есть разрушается от 5 до 10% их количества. После стерилизации в молоке остается от 92 до 100% исходного количества антибиотиков. Такие данные позволяют сделать выводы о непригодности параметров кипячения и стерилизации для разрушения антибиотиков в молоке. При сквашивании молока в конечном продукте незначительно уменьшается количество изучаемых антибиотиков. В готовом продукте остается в среднем 90,4% от их исходного количества. Наибольшее снижение количества антибиотиков в образцах происходит при длительной пастеризации. Кратковременная и мгновенная пастеризация приводят к разрушению приблизительно 12% количества антибиотиков. [6]

   Экспериментально установленные при этом уровни неблагоприятного действия антибиотиков на организм позволили обосновать величины максимально-допустимого суточного поступления их в организм человека с продуктами питания и сделать вывод, что при санитарном контроле продуктов питания остаточные количества антибиотиков не должны допускаться при использовании методов исследования в пределах их чувтвительности (для хлортетрациклина пенициллина – 0,01, стрептомицина – 0,5, гризина и цинкбацитрина – 0,1 и 0,02 ЕД на г/мл/продукта).

Молоко, содержащее остаточные количества любых антибиотиков, может использоваться в качестве дополнительного кормового средства при откорме молодняка сельскохозяйственных животных. Творог, сметану содержащие остаточные количества антибиотиков тетрациклинового ряда, пенициллина, следует направлять на изготовление хлебобулочных и кондитерских изделий с расчетом, чтобы соотношение «загрязненных продуктов» с другими компонентами изделий было не меньшим, чем 1:4 (при содержании остаточных количеств антибиотиков до 0,05 ЕД/г и 1:10, и 1:100 – при содержании остаточных количеств антибиотиков до 0,1 ЕД/г и до 1,0 ЕД/г и более, соответственно. [4]

 

 

2. Методы определения антибиотиков в молочной продукции.   

А) Определение антибиотиков групп бета-лактама и тетрациклина с помощью тест-полосок компании ООО «Омега-тест» Charm MRLBLTET2 и оборудования Charm EZ

 Тест-система Charm MRLBLTET2 использует рецепторы, которые связываются с беталактамными и тетрациклиновыми антибиотиками. Проведение теста занимает всего 2 минуты. Сырое молоко должно быть в температурном диапазоне от 0 до 15°С. Сырое молоко перед проведением анализа должно быть хорошо перемешанным. Анализ проводится при температуре окружающей среды от 10 до 30°С в естественно вентилируемом помещении. Рабочая температура проведения анализа — 56±1°С. Результат определяется при сравнении цвета интенсивности линий на тест-полосках.

   

     Когда молоко передвигается через тест-полоску, линия бета-лактама образуется на BL-позиции, а линия тетрациклина образуется на TE-позиции в случае, если образец не содержит бета-лактамных или тетрациклиновых антибиотиков.

BL- или ТE-линия меньшей интенсивности  образуется, когда в образце содержится  бета-лактам и/или тетрациклин. BL- и ТE-линии сопоставляются с  С-линией (линией контроля), которая  разработана, чтобы распознавать бета-лактамы/тетрациклины, близкие к МДУ. Если обе BL- и ТE-линии темнее или одинаковые по цвету с С-линией, образец отрицательный. Если либо BL-линия, либо ТE-линия светлее, чем С-линия, или BL- или ТE-линия не образуются, образец положительный. Если С-линия не образуется, исследование проведено неверно и должно быть повторено. Отрицательный контрольный образец можно использовать охлажденным в течение 72 часов. Восстановленный положительный контрольный образец может быть использован охлажденным в течение 48 часов.