Nie ma to wpływu na życiową aktywność bakterii. Epizootologia. Wpływ na mikroorganizmy niskich i wysokich temperatur

Żywotna aktywność mikroorganizmów zależy od warunków istnienia. Korzystnymi warunkami dla ich istnienia są wilgotność, ciepło i obecność składników odżywczych. Suszenie, kwaśne środowisko, niskie temperatury, brak składników odżywczych itp. hamują rozwój drobnoustrojów.. Poprzez sztuczną regulację warunków bytowania drobnoustrojów można zatrzymać ich rozmnażanie lub je zniszczyć.

Większość produktów spożywczych to środowisko chemicznie sprzyjające bytowaniu drobnoustrojów. Dlatego produkty spożywcze można przechowywać tylko w warunkach niesprzyjających mikroorganizmom. Mówiąc o wpływie czynniki fizyczneśrodowisko na mikroorganizmy, implikują warunki środowiskowe wpływające na ich rozwój i dzielą je na trzy główne grupy: fizyczną, chemiczną i biologiczną. Warunki fizyczne (czynniki) to: temperatura, wilgotność środowiska, stężenie substancji rozpuszczonych w środowisku; promieniowanie.

Wpływ temperatury na mikroorganizmy.

Rozwój wszystkich mikroorganizmów jest możliwy w określonej temperaturze. Wiadomo, że mikroorganizmy mogą istnieć w niskich (-8°C i niższych) i podwyższonych warunkach temperaturowych, np. mieszkańcy gorących źródeł podtrzymują aktywność życiową w temperaturze 80-95°C. Większość drobnoustrojów preferuje temperatury w granicach 15-35°C. Wyróżnić:

• optymalna, najkorzystniejsza temperatura do rozwoju;
• maksimum, przy którym zatrzymuje się rozwój drobnoustrojów danego gatunku;
• minimum, poniżej którego drobnoustroje przestają się rozwijać.

W odniesieniu do poziomu temperatury mikroorganizmy dzielą się na trzy grupy:

• psychrofity - dobrze rosną w niskich temperaturach,
• mezofile - normalnie występują w średnich temperaturach,
• termofile - istnieją w stale wysokich temperaturach.

Drobnoustroje stosunkowo szybko przystosowują się do znacznych zmian temperatury. Dlatego nieznaczny spadek lub wzrost poziomu temperatury nie gwarantuje zaprzestania rozwoju drobnoustrojów.

Wpływ wysokich temperatur.

Temperatury znacznie wyższe niż maksymalne powodują śmierć mikroorganizmów. W wodzie większość wegetatywnych form bakterii ginie w ciągu godziny po podgrzaniu do 60°C; do 70°C - w 10-15 minut, do 100°C - w kilka sekund. W powietrzu śmierć mikroorganizmów następuje w znacznie wyższej temperaturze - do 170°C i powyżej w ciągu 1-2 godzin. Zarodniki bakterii są znacznie bardziej odporne na ciepło, wytrzymują gotowanie przez 4-5 godzin.

Metody pasteryzacji i sterylizacji opierają się na zdolności drobnoustrojów do umierania pod wpływem wysokich temperatur. Pasteryzacja - odbywa się w temperaturze 60-90 ° C, podczas gdy wegetatywne formy komórek giną, a komórki zarodników pozostają żywe. Dlatego produkty pasteryzowane należy szybko schłodzić i przechowywać w warunkach chłodniczych. Sterylizacja to całkowite zniszczenie wszelkich form mikroorganizmów, w tym zarodników. Sterylizację przeprowadza się w temperaturze 110-120°C i podwyższonym ciśnieniu.

Jednak zarodniki nie giną natychmiast. Nawet w 120°C ich śmierć następuje w ciągu 20-30 minut. Sterylizują żywność w puszkach, niektóre materiały medyczne, podłoża, na których w laboratoriach hoduje się mikroorganizmy. Efekt sterylizacji zależy od składu ilościowego i jakościowego mikroflory przedmiotu sterylizacji, jego składu chemicznego, konsystencji, objętości, masy itp.

Wpływ niskich temperatur.

Najczęściej działanie niskich temperatur nie wiąże się ze śmiercią drobnoustrojów, ale z zahamowaniem i zaprzestaniem ich rozwoju. Mikroorganizmy znacznie lepiej tolerują niskie temperatury. Wiele chorobotwórczych drobnoustrojów, które dostają się do środowiska, jest w stanie przetrwać ostre zimy bez utraty chorobotwórczości. Temperatura, w której zawartość komórki zamarza najbardziej negatywnie wpływa na rozwój mikroorganizmów.

Hamujące działanie niskich temperatur na drobnoustroje wykorzystuje się do przechowywania różnych produktów schłodzonych w temperaturze 0-4°C oraz zamrożonych - w temperaturze -6-20°C i niższej. Działanie niskich temperatur w produktach mrożonych potęguje efekt zwiększonego ciśnienia osmotycznego. Ponieważ większość woda zamieniła się w lód, w pozostałej części ciekłej wody były wszystkie rozpuszczone substancje zawarte w masie produktu. Powoduje to wzrost ciśnienia osmotycznego, co z kolei hamuje rozwój drobnoustrojów.

Zamrażanie służy do przechowywania mięsa, ryb, owoców, półproduktów warzywnych, produktów kulinarnych, dań gotowych itp. Zatrzymanie rozwoju drobnoustrojów jest ważne tylko tak długo, jak utrzymuje się niska temperatura. Wraz ze wzrostem temperatury rozpoczyna się szybki rozwój i reprodukcja drobnoustrojów, co powoduje psucie się produktów spożywczych.

Dlatego niska temperatura spowalnia tylko procesy biochemiczne bez efektu sterylizacji. Wielokrotne zamrażanie tych samych produktów przyczynia się do szybkiej adaptacji drobnoustrojów do niskich temperatur i zwiększa ich żywotność. Dlatego konieczne jest zapobieganie wahaniom temperatury podczas przechowywania produktów.

Wykład nr 10

Słowniczek

SUROWE - surowce do dalszego przerobu. Surowce lecznicze.

WKLEJ - monitorować zwierzęta wypasowe, zwierzęta domowe; rzeczownik Pasący się.

Zatkać - zamknij się szczelnie, zamknij się.

ZNIKAĆ - uschnąć. kwiaty więdną .

Krasnolud - roślina jest nienaturalnie mała.

ZATRUCIE - substancja trująca .

MYĆ SIĘ - zmyć, zmyć, rz. spłukać .

WSTRZĄS - poważne upośledzenie funkcji organizmu z powodu uszkodzeń fizycznych ;

Knot ( wprawiona w ruch) - lekko bujać.

SZYBKO ≠ WOLNO.

Wpływ czynników środowiskowych na mikroorganizmy. Sterylizacja. Metody i sprzęt. Kontrola jakości sterylizacji. Pojęcie dezynfekcji, aseptyki i antyseptyki.

Na mikroorganizmy wpływają fizyczne, chemiczne i biologiczne czynniki środowiskowe. Czynniki fizyczne Słowa kluczowe: temperatura, energia promieniowania, suszenie, ultradźwięki, ciśnienie, filtracja. Czynniki chemiczne: odczyn środowiska (pH), substancje o różnym charakterze i stężeniu. Czynniki biologiczne- to jest związek drobnoustrojów ze sobą iz makroorganizmem, wpływ enzymów, antybiotyków.

Czynniki środowiskowe mogą wpływać na mikroorganizmy korzystny efekt(stymulacja wzrostu) i zły wpływ: bakteriobójczy działanie (niszczenie) i mikrostatyczny działanie (hamowanie wzrostu) i mutagenny akcja.

Wpływ temperatury na mikroorganizmy.

Temperatura jest ważnym czynnikiem wpływającym na życiową aktywność mikroorganizmów. Dla mikroorganizmów istnieją temperatury minimalne, optymalne i maksymalne. Optymalny temperatura, w której następuje najintensywniejsza reprodukcja drobnoustrojów. Minimum- temperatura, poniżej której mikroorganizmy nie wykazują aktywności życiowej. Maksymalny- temperatura, powyżej której następuje śmierć mikroorganizmów.

W odniesieniu do temperatury rozróżnia się 3 grupy drobnoustrojów:

2. Mezofile. Optymalny - 30-37°С. Minimalna - 15-20°C. Maksimum - 43-45°C.Żyją w ciele zwierząt stałocieplnych. Należą do nich większość patogennych i oportunistycznych mikroorganizmów.

3. Termofile. Optymalny - 50-60°C. Minimalna - 45°C. Maksimum - 75°C. Żyją w gorących źródłach, uczestniczą w procesach samonagrzewania obornika, ziarna. Nie są w stanie rozmnażać się w ciele zwierząt stałocieplnych, dlatego nie mają znaczenia medycznego.

Korzystne działanie optymalna temperatura stosowany w hodowli drobnoustrojów w celu diagnostyki laboratoryjnej, przygotowania szczepionek i innych leków.

Działanie hamowania niskie temperatury używany do przechowywania produkty i kultury mikroorganizmów w lodówce. Niska temperatura zatrzymuje procesy gnilne i fermentacyjne. Mechanizm działania niskich temperatur polega na zahamowaniu procesów metabolicznych w komórce i przejściu w stan anabiozy.

katastrofalne działanie wysoka temperatura (powyżej maksymalnej) używany w sterylizacji . Mechanizm działania - denaturacja białka (enzymy), uszkodzenie rybosomów, naruszenie bariery osmotycznej. Najbardziej wrażliwe na działanie wysokiej temperatury są psychrofile i mezofile. specjalny stabilność pokazać sprzeczanie się bakteria.

Działanie energii promieniowania i ultradźwięków na mikroorganizmy.

Wyróżnia się promieniowanie niejonizujące (ultrafioletowe i podczerwone promienie słoneczne) i jonizujące (promienie g i elektrony wysokoenergetyczne).

Promieniowanie jonizujące ma silne działanie penetrujące i uszkadza genom komórkowy. Mechanizm działanie niszczące: jonizacja makrocząsteczki, czemu towarzyszy rozwój mutacji lub śmierć komórki. Jednocześnie dawki śmiertelne dla mikroorganizmów są wyższe niż dla zwierząt i roślin.

Mechanizm szkodliwe działanie Promienie UV: powstawanie dimerów tyminy w cząsteczce DNA , który zatrzymuje podziały komórek i jest główną przyczyną ich śmierci. Szkodliwe działanie promieni UV jest bardziej widoczne dla mikroorganizmów niż dla zwierząt i roślin.

Ultradźwięk(fale dźwiękowe 20 tys. Hz) ma działanie bakteriobójcze. Mechanizm: Edukacja w cytoplazmie komórki ubytki kawitacyjne , które są wypełnione parą cieczy i powstaje w nich ciśnienie do 10 tys. atm. Prowadzi to do powstania wysoce reaktywnych rodników hydroksylowych, zniszczenia struktur komórkowych i depolimeryzacji organelli, denaturacji cząsteczek.

Wykorzystywane jest promieniowanie jonizujące, promienie UV i ultradźwięki do sterylizacji.

Wpływ suszenia na mikroorganizmy.

Woda jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania mikroorganizmów. Spadek wilgotności środowiska prowadzi do przejścia komórek w stan spoczynku, a następnie do śmierci. Mechanizm szkodliwy wpływ suszenia: odwodnienie cytoplazmy i denaturacja białek.

Drobnoustroje chorobotwórcze są bardziej wrażliwe na wysychanie: patogeny rzeżączki, zapalenia opon mózgowych, tyfusu, czerwonki, kiły itp. Bardziej odporne są zarodniki bakteryjne, torbiele pierwotniaków, bakterie chronione śluzem plwociny (prątki gruźlicy).

W praktyce suszenie jest używane do konserw mięso, ryby, warzywa, owoce, w przygotowaniu ziół leczniczych.

Suszenie sublimacyjne w próżni liofilizacja lub liofilizacja. Ona jest używana zachować kulturę mikroorganizmy, które w tym stanie przez lata (10-20 lat) nie tracą swojej żywotności i nie zmieniają swoich właściwości. Mikroorganizmy są więc w stanie anabiozy. Stosowana jest liofilizacja w produkcji leków z żywych mikroorganizmów eubiotyki, fagi, żywe szczepionki przeciwko gruźlicy, dżumie, tularemii, brucelozie, grypie itp.

Wpływ czynników chemicznych na mikroorganizmy.

Substancje chemiczne wpływają na mikroorganizmy na różne sposoby. To zależy od charakteru, koncentracji i czasu działania. substancje chemiczne. Mogą stymulują wzrost(wykorzystywane jako źródła energii), zapewniają bakteriobójcze, mikrostatyczne, działanie mutagenne lub może być obojętny na procesy życiowe

Na przykład: 0,5-2% roztwór glukozy jest źródłem pożywienia dla drobnoustrojów, a 20-40% roztwór ma działanie przygnębiające.

dla mikroorganizmów, optymalna wartość pH podłoża. Dla większości symbiontów i patogenów ludzkich jest to środowisko obojętne, słabo zasadowe lub lekko kwaśne. Wraz ze wzrostem pH częściej przesuwa się na stronę kwasową, podczas gdy wzrost mikroorganizmów ustaje. A potem nadchodzi śmierć. Mechanizm: denaturacja enzymów przez jony hydroksylowe, naruszenie bariery osmotycznej błony komórkowej.

Chemikalia, które mają Aktywność przeciwbakteryjna, służy do dezynfekcji, sterylizacji i konserwacji.

Działanie czynników biologicznych na mikroorganizmy.

Czynniki biologiczne są różne formy wpływ drobnoustrojów na siebie, a także wpływ na mikroorganizmy czynników odpornościowych (lizozym, przeciwciała, inhibitory, fagocytoza) podczas ich pobytu w makroorganizmie. Współistnienie różnych organizmów symbioza. Są następujące formularze symbioza.

Wzajemność- ta forma kohabitacji, w której oboje partnerzy otrzymują wzajemne korzyści (na przykład bakterie brodawkowe i rośliny strączkowe).

Antagonizm- forma relacji, w której jeden organizm szkodzi (aż do śmierci) innemu organizmowi wraz z jego produktami przemiany materii (kwasy, antybiotyki, bakteriocyny), poprzez lepszą adaptację do warunków środowiskowych, poprzez bezpośrednie zniszczenie (np. prawidłową mikroflorę jelitową i patogeny jelitowe). infekcje).

Metabioza- forma kohabitacji, w której jeden organizm kontynuuje proces wywołany przez inny (wykorzystuje swoje produkty odpadowe) i uwalnia środowisko od tych produktów. W związku z tym stworzone są warunki do dalszy rozwój(bakterie nitryfikacyjne i amonifikacyjne).

satelita- jeden ze współmieszkańców stymuluje wzrost drugiego (na przykład drożdże i sarkiny wytwarzają substancje, które promują wzrost innych bakterii, które są bardziej wymagające w pożywce).

komensalizm- jeden organizm żyje kosztem drugiego (korzyści), nie szkodząc mu (na przykład E. coli i ludzkie ciało).

drapieżnictwo- antagonistyczne relacje między organizmami, gdy jeden wychwytuje, wchłania i trawi drugi (na przykład ameba jelitowa żywi się bakteriami jelitowymi).

Sterylizacja.

Sterylizacja- jest to proces całkowitego zniszczenia w obiekcie wszystkich żywych form drobnoustrojów, w tym zarodników.

Istnieją 3 grupy metod sterylizacji: fizyczne, chemiczne i fizykochemiczne. Metody fizyczne: sterylizacja wysoką temperaturą, promieniowaniem UV, promieniowaniem jonizującym, ultradźwiękami, filtracja przez filtry sterylne. Metody chemiczne– stosowanie chemikaliów, a także sterylizacja gazowa. Metody fizyczne i chemiczne– wspólne stosowanie metod fizycznych i chemicznych. Na przykład wysoka temperatura i środki antyseptyczne.

Sterylizacja w wysokiej temperaturze .

Ta metoda obejmuje: 1) sterylizacja na sucho,; 2) sterylizacja parowa ciśnieniowa; 3) sterylizacja parowa; 4) tyndalizacja i pasteryzacja; 5) prażenie; 6) wrzenie.

Sterylizacja na sucho.

Metoda opiera się o bakteriobójczym działaniu powietrza podgrzanego do 165-170 ° C przez 45 minut.

Aparatura: suchy piekarnik (Piec Pasteura). Piec Pasteura to metalowa szafka o podwójnych ściankach, pokryta z zewnątrz materiałem słabo przewodzącym ciepło (azbest). Ogrzane powietrze krąży w przestrzeni między ścianami i wychodzi przez specjalne otwory. Podczas pracy konieczne jest ścisłe monitorowanie pożądanej temperatury i czasu sterylizacji. Jeśli temperatura jest wyższa, waciki bawełniane, papier, w który owinięte są naczynia, zwęgli się, a przy niższej temperaturze wymagana jest dłuższa sterylizacja. Po zakończeniu sterylizacji szafkę otwiera się dopiero po ostygnięciu, w przeciwnym razie szkło może pęknąć z powodu gwałtownej zmiany temperatury.

a) przedmioty szklane, metalowe, porcelanowe, naczynia zawinięte w papier i zamknięte korkami z gazy bawełnianej dla zachowania sterylności (165-170°C, 45 min);

b) żaroodporne leki w proszku - talk, biała glinka, tlenek cynku (180-200°C, 30-60 min);

c) oleje mineralne i roślinne, tłuszcze, lanolina, wazelina, wosk (180-200°C, 20-40 min).

Sterylizacja parowa pod ciśnieniem.

Najskuteczniejsza i najszerzej stosowana metoda w praktyce mikrobiologicznej i klinicznej.

Metoda opiera się o hydrolizującym działaniu pary wodnej pod ciśnieniem na białka komórki drobnoustroju. Połączone działanie wysokiej temperatury i pary zapewnia wysoką skuteczność tej sterylizacji, która zabija najbardziej odporne bakterie zarodnikowe.

Sprzęt jest autoklawem. Autoklaw składa się z 2 metalowych cylindrów włożonych jeden w drugi z hermetycznie zamkniętą, zakręcaną pokrywą. Zewnętrzny bojler to komora wodno-parowa, wewnętrzna to komora sterylizacyjna. Jest manometr, zawór pary, zawór bezpieczeństwa, szkło wodowskazu. W górnej części komory sterylizacyjnej znajduje się otwór, przez który przechodzi para z komory wodno-parowej. Manometr służy do określenia ciśnienia w komorze sterylizacyjnej. Istnieje pewna zależność między ciśnieniem a temperaturą: 0,5 atm - 112 ° C, 1-01,1 atm - 119-121 ° C, 2 atm - 134 ° C. Zawór bezpieczeństwa - do ochrony przed nadmiernym ciśnieniem. Gdy ciśnienie wzrośnie powyżej ustawionej wartości, zawór otwiera się i uwalnia nadmiar pary. Procedura operacyjna. Do autoklawu wlewa się wodę, której poziom jest kontrolowany przez szklany wodowskaz. Materiał umieszcza się w komorze sterylizacyjnej, a pokrywkę szczelnie zakręca. Zawór pary jest otwarty. Włącz ogrzewanie. Po zagotowaniu się wody kran jest zamykany dopiero wtedy, gdy całe powietrze jest wypuszczane (para płynie ciągłym, silnym, suchym strumieniem). Jeśli kran zostanie zamknięty zbyt wcześnie, odczyt manometru nie będzie odpowiadał żądanej temperaturze. Po zamknięciu zaworu ciśnienie w kotle stopniowo wzrasta. Początek sterylizacji to moment, w którym manometr wskazuje ustawione ciśnienie. Pod koniec okresu sterylizacji należy wyłączyć ogrzewanie i schłodzić autoklaw do momentu, gdy manometr powróci do 0. Jeśli para zostanie uwolniona wcześniej, płyn może zagotować się z powodu gwałtownej zmiany ciśnienia i wypchnąć korki (naruszona jest sterylność) . Gdy wskazówka manometru powróci do 0, ostrożnie otwórz zawór wylotowy pary, spuść parę, a następnie wyjmij przedmioty do sterylizacji. Jeśli para nie zostanie uwolniona po powrocie wskaźnika do 0, woda może skondensować się i zwilżyć korki oraz materiał do sterylizacji (sterylność będzie zagrożona).

Tryb materiału i sterylizacji:

a) naczynia szklane, metalowe, porcelanowe, zatyczki lniane, gumowe i korkowe, wyroby z gumy, celulozy, drewna, opatrunki (bawełna, gaza) (119 - 121°C, 20-40 min));

b) sól fizjologiczna, roztwory do wstrzykiwań, krople do oczu, woda destylowana, pożywki proste - MPB, MPA (119-121°C, 20-40 min);

c) oleje mineralne, roślinne w hermetycznie zamkniętych naczyniach (119-121°C, 120 min);

Sterylizacja parowa.

Metoda opiera się na bakteriobójcze działanie pary (100°C) w stosunku tylko do komórek wegetatywnych.

Ekwipunek– autoklaw z odkręcaną pokrywką lub Aparat Kocha.

Aparat Kocha - To metalowy cylinder z podwójnym dnem, którego przestrzeń w 2/3 wypełniona jest wodą. W pokrywce znajdują się otwory na termometr i ucieczkę pary. Zewnętrzna ściana jest wyłożona materiałem słabo przewodzącym ciepło (linoleum, azbest). Rozpoczęcie sterylizacji - czas od wejścia wrzącej wody i pary do komory sterylizacyjnej.

Materiał i tryb sterylizacji. Ta metoda sterylizuje materiał, które nie wytrzymują temperatur powyżej 100°C: pożywki z witaminami, węglowodanami (Giess, Endo, Ploskirev, Levin media), żelatyną, mlekiem.

W 100 ° C zarodniki nie umierają, więc sterylizację przeprowadza się kilka razy - sterylizacja frakcyjna - 20-30 minut dziennie przez 3 dni.

Pomiędzy sterylizacjami materiał jest utrzymywany w temperaturze pokojowej, aby zarodniki wykiełkowały w formy wegetatywne. Umrą po kolejnym podgrzaniu w 100°C.

Tyndalizacja i pasteryzacja.

Tyndalizacja - metoda sterylizacji frakcyjnej w temperaturze poniżej 100°C. Służy do sterylizacji przedmiotów, które nie wytrzymują 100°C: serum, płyn puchlinowy, witaminy . Tyndalizację prowadzi się w łaźni wodnej w 56°C przez 1 godzinę przez 5-6 dni.

Pasteryzacja - częściowy sterylizacja (zarodniki nie giną), która odbywa się w stosunkowo niskiej temperaturze raz. Pasteryzacja odbywa się w 70-80°C, 5-10 minut lub w 50-60°C, 15-30 minut. Pasteryzację stosuje się w przypadku przedmiotów, które tracą swoje właściwości w wysokich temperaturach. posługiwać się dla niektóre pokarmy: mleko, wino, piwo . Nie szkodzi to ich wartości handlowej, ale zarodniki pozostają żywotne, więc produkty te muszą być przechowywane na zimno.

Zmiany warunków środowiskowych wpływają na żywotną aktywność mikroorganizmów. Fizyczne, chemiczne, biologiczne czynniki środowiskowe mogą przyspieszać lub hamować rozwój drobnoustrojów, zmieniać ich właściwości, a nawet powodować śmierć.

Czynniki środowiskowe, które mają najbardziej zauważalny wpływ to wilgotność, temperatura, kwasowość i skład chemicznyśrodowisko, działanie światła i inne czynniki fizyczne.

Wilgotność

Mikroorganizmy mogą żyć i rozwijać się tylko w środowisku o określonej wilgotności. Woda jest niezbędna do wszystkich procesów metabolicznych drobnoustrojów, do prawidłowego ciśnienia osmotycznego w komórce drobnoustroju, do utrzymania jej żywotności. Różne mikroorganizmy mają różne zapotrzebowanie na wodę. Bakterie są głównie higrofilne, przy wilgotności otoczenia poniżej 20% ich wzrost zatrzymuje się. Dla pleśni dolna granica wilgotności otoczenia wynosi 15%, a przy znacznej wilgotności powietrza jest jeszcze niższa. Osadzająca się para wodna z powietrza na powierzchni produktu sprzyja rozwojowi mikroorganizmów.

Wraz ze spadkiem zawartości wody w pożywce wzrost drobnoustrojów ulega spowolnieniu i może całkowicie ustać. Dlatego sucha żywność może być przechowywana znacznie dłużej niż żywność o dużej zawartości wilgoci. Suszenie żywności pozwala na utrzymywanie żywności w temperaturze pokojowej bez konieczności chłodzenia.

Niektóre drobnoustroje są bardzo odporne na suszenie, a niektóre bakterie i drożdże mogą przetrwać nawet miesiąc lub dłużej po wysuszeniu. Zarodniki bakterii i grzybów pleśniowych pozostają żywe przy braku wilgoci przez dziesiątki, a czasem setki lat.

Temperatura

Temperatura jest najważniejszym czynnikiem rozwoju mikroorganizmów. Dla każdego z mikroorganizmów istnieje minimalny, optymalny i maksymalny reżim temperatury wzrostu. Zgodnie z tą właściwością drobnoustroje dzielą się na trzy grupy:

• psychofile - mikroorganizmy, które dobrze rosną w niskich temperaturach, minimum -10-0 °C, optymalnie 10-15 °C;
• mezofile - mikroorganizmy, dla których optymalny wzrost obserwuje się w temperaturze 25-35 °C, minimalny - przy 5-10 °C, maksymalny - przy 50-60 °C;
• termofile - mikroorganizmy, które dobrze rosną w stosunkowo wysokich temperaturach, z optymalnym wzrostem w temperaturze 50-65 °C, maksymalnie w temperaturze powyżej 70 °C.

Większość mikroorganizmów należy do mezofilów, dla których rozwoju optymalna jest temperatura 25-35 °C. Dlatego przechowywanie produktów spożywczych w tej temperaturze prowadzi do szybkiego namnażania się w nich drobnoustrojów i psucia się produktów. Niektóre drobnoustroje o znacznej akumulacji w żywności mogą prowadzić do zatrucia pokarmowego człowieka. Mikroorganizmy chorobotwórcze, tj. które powodują ludzkie choroby zakaźne są również mezofilami.

Niskie temperatury spowalniają rozwój mikroorganizmów, ale ich nie zabijają. W schłodzonych produktach spożywczych rozwój mikroorganizmów jest powolny, ale trwa. W temperaturach poniżej 0 ° C większość drobnoustrojów przestaje się namnażać, tj. gdy żywność jest zamrożona, rozwój drobnoustrojów ustaje, niektóre z nich stopniowo wymierają. Ustalono, że w temperaturach poniżej 0 °C większość drobnoustrojów przechodzi w stan podobny do anabiozy, zachowuje swoją żywotność i kontynuuje rozwój wraz ze wzrostem temperatury. Ta właściwość drobnoustrojów powinna być uwzględniona podczas przechowywania i dalszej obróbki kulinarnej produktów spożywczych. Na przykład salmonella może być długo przechowywana w mrożonym mięsie, a po rozmrożeniu mięsa w sprzyjających warunkach szybko gromadzi się do niebezpiecznej dla człowieka ilości.

Pod wpływem wysokich temperatur, przekraczających maksymalną wytrzymałość drobnoustrojów, następuje ich śmierć. Bakterie niemające zdolności do tworzenia zarodników giną po podgrzaniu w wilgotnym środowisku do 60-70°C po 15-30 minutach, do 80-100°C - po kilku sekundach lub minutach. Zarodniki bakterii są znacznie bardziej odporne na ciepło. Są w stanie wytrzymać 100°C przez 1-6 godzin, w temperaturze 120-130 °C przetrwalniki bakterii giną w wilgotnym środowisku w ciągu 20-30 minut. Zarodniki pleśni są mniej odporne na ciepło.

Termiczna obróbka kulinarna produktów spożywczych w żywnościowy, pasteryzacja i sterylizacja produktów w przemyśle spożywczym prowadzą do częściowej lub całkowitej (sterylizacji) śmierci komórek wegetatywnych mikroorganizmów.

Podczas pasteryzacji produkt spożywczy poddawany jest działaniu minimalnej temperatury. W zależności od reżimu temperaturowego rozróżnia się pasteryzację niską i wysoką.

Niska pasteryzacja przeprowadzana jest w temperaturze nieprzekraczającej 65-80°C, przez co najmniej 20 minut, aby lepiej zagwarantować bezpieczeństwo produktu.

Wysoka pasteryzacja to krótkotrwałe (nie dłuższe niż 1 min) wystawienie pasteryzowanego produktu na działanie temperatury powyżej 90°C, które prowadzi do śmierci patogennej mikroflory niezarodnikującej i jednocześnie nie pociąga za sobą znaczących zmian w naturalnych właściwościach produktów pasteryzowanych. Żywności pasteryzowanej nie można przechowywać bez chłodzenia.

Sterylizacja polega na uwolnieniu produktu ze wszystkich form mikroorganizmów, w tym zarodników. Sterylizacja żywności w puszkach odbywa się w specjalnych urządzeniach - autoklawach (pod ciśnieniem pary) w temperaturze 110-125 ° C przez 20-60 minut. Sterylizacja daje możliwość długotrwałego przechowywania konserw. Mleko jest sterylizowane w ultrawysokiej temperaturze (w temperaturze powyżej 130 ° C) w ciągu kilku sekund, co pozwala zaoszczędzić wszystkie korzystne cechy mleko.

Reakcja otoczenia

Aktywność życiowa mikroorganizmów zależy od stężenia jonów wodorowych (H +) lub hydroksylowych (OH -) w podłożu, na którym się rozwijają. Dla większości bakterii najkorzystniejsze jest środowisko obojętne (pH około 7) lub lekko zasadowe. Pleśnie i drożdże dobrze rosną w lekko kwaśnym środowisku. Wysoka kwasowość środowiska (pH poniżej 4,0) hamuje rozwój bakterii, ale pleśnie mogą dalej rozwijać się w bardziej kwaśnym środowisku. Zahamowanie rozwoju gnilnych mikroorganizmów podczas zakwaszania pożywki praktyczne użycie. Uzupełnienie kwas octowy służy do marynowania produktów, co zapobiega procesom gnicia i pozwala zaoszczędzić żywność. Powstający podczas fermentacji kwas mlekowy hamuje również rozwój bakterii gnilnych.

Stężenie soli i cukru

Sól kuchenna i cukier są od dawna stosowane w celu zwiększenia odporności żywności na psucie się mikrobiologiczne i poprawy konserwacji żywności.

Niektóre mikroorganizmy wymagają do rozwoju wysokich stężeń soli (20% lub więcej). Nazywa się je kochającymi sól lub halofilami. Mogą zepsuć słone potrawy.

Wysokie stężenia cukru (powyżej 55-65%) powstrzymują rozmnażanie większości drobnoustrojów, używa się go do przygotowania dżemów, dżemów lub marmolady z owoców i jagód. Jednak produkty te mogą być również zepsute przez pleśń osmofilną lub drożdże.

Światło

Niektóre mikroorganizmy potrzebują światła do prawidłowego rozwoju, ale dla większości jest ono szkodliwe. Promienie ultrafioletowe słońca mają działanie bakteriobójcze, tj. przy określonych dawkach promieniowania prowadzą do śmierci mikroorganizmów. Właściwości bakteriobójcze promieni ultrafioletowych lamp rtęciowo-kwarcowych są wykorzystywane do dezynfekcji powietrza, wody i niektórych produktów spożywczych. Promienie podczerwone mogą również powodować śmierć drobnoustrojów z powodu ekspozycji termicznej. Oddziaływanie tych promieni jest wykorzystywane w obróbce cieplnej produktów. Na mikroorganizmy mogą niekorzystnie wpływać pola elektromagnetyczne, promieniowanie jonizujące i inne fizyczne czynniki środowiskowe.

Czynniki chemiczne

Niektóre chemikalia mogą mieć szkodliwy wpływ na mikroorganizmy. Nazywa się chemikalia bakteriobójcze środki antyseptyczne. Należą do nich środki dezynfekujące (chlor, podchloryny itp.) stosowane w medycynie, przemyśle spożywczym i przedsiębiorstwach gastronomii publicznej.

Niektóre środki antyseptyczne są stosowane jako dodatki do żywności (kwasy sorbinowy i benzoesowy itp.) W produkcji soków, kawioru, kremów, sałatek i innych produktów.

Czynniki biologiczne

Właściwości antagonistyczne niektórych tłumaczy się ich zdolnością do uwalniania do środowiska substancji o działaniu przeciwdrobnoustrojowym (bakteriostatycznym, bakteriobójczym lub grzybobójczym), - antybiotyki. Antybiotyki produkowane są głównie przez grzyby, rzadziej przez bakterie, mają swój specyficzny wpływ na niektóre rodzaje bakterii lub grzybów (działanie grzybobójcze). Antybiotyki są stosowane w medycynie (penicylina, chloramfenikol, streptomycyna itp.), w hodowli zwierząt jako dodatek do pasz oraz w przemyśle spożywczym do konserwacji żywności (nizyna).

Fitoncydy mają właściwości antybiotyczne – substancje występujące w wielu roślinach i produktach spożywczych (cebula, czosnek, rzodkiewka, chrzan, przyprawy itp.). Fitoncydy obejmują olejki eteryczne, antocyjany i inne substancje. Są w stanie spowodować śmierć drobnoustrojów chorobotwórczych i bakterii gnilnych.

Białko jaja, kawior rybny, łzy, ślina zawierają lizozym, substancję antybiotyczną pochodzenia zwierzęcego.

Wstęp……………………………………………………………..………….….2

1) Wpływ czynników fizycznych na mikroorganizmy………………………..………3

1.1 Promieniowanie…………………………………………..………………………3

1.2 Ultradźwięki……………………………………..………………………4

2) Promieniowanie jonizujące…………………………..…….…………………….5

2.1Praktyczne zastosowanie promieniowania jonizującego .......7

3) Wniosek………………………………………………………...……..………8

Bibliografia………………….…………………………………..………….9

Wstęp

Wszystkie istniejące mikroorganizmy żyją w ciągłej interakcji ze środowiskiem zewnętrznym, w którym się znajdują, dlatego podlegają różnym wpływom. W niektórych przypadkach mogą przyczynić się lepszy rozwój, w innych, aby stłumić ich żywotną aktywność. Trzeba pamiętać, że zmienność i szybka zmiana pokoleń pozwala dostosować się do różnych warunków życia. Dlatego nowe znaki są szybko naprawiane.

Będąc w procesie rozwoju w ścisłej interakcji ze środowiskiem, mikroorganizmy mogą nie tylko zmieniać się pod jego wpływem, ale mogą zmieniać środowisko zgodnie z charakterystyką. Tak więc drobnoustroje w procesie oddychania uwalniają produkty przemiany materii, które z kolei zmieniają skład chemiczny środowiska, a więc zmienia się reakcja środowiska i zawartość różnych chemikaliów.

Wszystkie czynniki wpływające na rozwój drobnoustrojów dzielą się na:

fizyczny

Chemiczny

Biologiczny

Przyjrzyjmy się bliżej każdemu z poniższych czynników.

Temperatura w zależności od warunków temperaturowych mikroorganizmy dzielą się na termofilne, psychrofilne i mezofilne.

· Gatunki ciepłolubne . Optymalna strefa wzrostu to 50-60°C, górna strefa zahamowania wzrostu to 75°C. Termofile żyją w gorących źródłach, uczestniczą w procesach samonagrzewania obornika, ziarna, siana.

· Gatunki psychrofilne (zimnolubne) rosną w zakresie temperatur 0-10°C, maksymalna strefa zahamowania wzrostu to 20-30°C. Należą do nich większość saprofitów żyjących w glebie, wodzie słodkiej i morskiej. Ale istnieją pewne gatunki, na przykład Yersinia, psychrofilne odmiany Klebsiella, Pseudomonas, które powodują choroby u ludzi.

· Gatunki mezofilne najlepiej rosną w temperaturze 20-40°C; maksymalnie 43-45°С, minimum 15-20°С. W środowisko mogą przetrwać, ale zwykle nie rozmnażają się. Należą do nich większość patogennych i oportunistycznych mikroorganizmów.

1.1 Promieniowanie

Światło słoneczne ma szkodliwy wpływ na mikroorganizmy, z wyjątkiem gatunków fototroficznych. Największe działanie bakteriobójcze mają krótkofalowe promienie UV. Energia promieniowania jest wykorzystywana do dezynfekcji, a także do sterylizacji materiałów termolabilnych.

Promienie ultrafioletowe(przede wszystkim krótkofalowe, czyli o długości fali 250-270 nm) działają na kwasy nukleinowe. Działanie bakteriobójcze polega na zrywaniu wiązań wodorowych i tworzeniu dimerów tymidyny w cząsteczce DNA, co prowadzi do pojawienia się niezdolnych do życia mutantów. Zastosowanie promieniowania ultrafioletowego do sterylizacji jest ograniczone jego niską przepuszczalnością i wysoką absorpcją wody i szkła.

prześwietlenie oraz promieniowanie g w duże dawki zabija również drobnoustroje. Napromienianie powoduje powstawanie wolnych rodników, które niszczą kwasy nukleinowe i białka, a następnie śmierć komórek drobnoustrojów. Stosowany do sterylizacji preparatów bakteriologicznych, wyrobów z tworzyw sztucznych.

promieniowanie mikrofalowe służy do szybkiej ponownej sterylizacji długo przechowywanych pożywek. Efekt sterylizacji uzyskuje się poprzez szybki wzrost temperatury.

Niektóre częstotliwości ultradźwięków pod sztuczną ekspozycją mogą powodować depolimeryzację organelli komórek drobnoustrojów, pod wpływem ultradźwięków gazy w ciekłym ośrodku cytoplazmy są aktywowane i wewnątrz komórki powstaje wysokie ciśnienie (do 10 000 atm). Prowadzi to do pęknięcia błony komórkowej i śmierci komórki. Ultradźwięki służą do sterylizacji produktów spożywczych (mleko, soki owocowe), wody pitnej.

Nacisk.

Bakterie są stosunkowo niewrażliwe na zmiany ciśnienia hydrostatycznego. Zwiększenie ciśnienia do pewnej granicy nie wpływa na tempo wzrostu zwykłych bakterii lądowych, ale w końcu zaczyna zakłócać prawidłowy wzrost i podział. Niektóre rodzaje bakterii mogą wytrzymać ciśnienie do 3000 - 5000 atm oraz

zarodniki bakterii - nawet 20 000 atm.

W głębokiej próżni podłoże wysycha i życie jest niemożliwe.

Filtrowanie.

Do usuwania mikroorganizmów stosuje się różne materiały (szkło drobnoporowate, celuloza, koalin); zapewniają skuteczną eliminację drobnoustrojów z cieczy i gazów. Filtracja służy do sterylizacji cieczy wrażliwych na temperaturę, do oddzielania drobnoustrojów i ich metabolitów (egzotoksyny, enzymy) oraz do izolowania wirusów.

2) Promieniowanie jonizujące

Strumienie fotonów lub cząstek, których oddziaływanie z medium prowadzi do jonizacji jego atomów lub cząsteczek. Są fotonowe (elektromagnetyczne) i korpuskularne

Do fotonu I.I. obejmują próżniowe promieniowanie UV i charakterystyczne promieniowanie rentgenowskie, a także promieniowanie powstałe w wyniku rozpadu promieniotwórczego i innych reakcji jądrowych (promieniowanie ch. arr. g) oraz podczas zwalniania naładowanych cząstek w polu elektrycznym lub magnetycznym - promieniowanie rentgenowskie bremsstrahlung, promieniowanie synchrotronowe.

Do korpuskularnego I.I. obejmują przepływy cząstek a i b, przyspieszonych jonów i elektronów, neutronów, fragmentów rozszczepienia ciężkich jąder itp.

Mechanizmy działania promieniowania jonizującego na organizmy żywe

Procesy oddziaływania promieniowania jonizującego z materią w organizmach żywych prowadzą do określonego efektu biologicznego, którego kulminacją jest uszkodzenie organizmu. W procesie tego szkodliwego działania można warunkowo wyróżnić trzy etapy:

b. wpływ promieniowania na komórki;

c. wpływ promieniowania na cały organizm.

Podstawowym aktem tego działania jest wzbudzenie i jonizacja cząsteczek, w wyniku czego powstają wolne rodniki (bezpośrednie działanie promieniowania) lub rozpoczyna się przemiana chemiczna (radioliza) wody, której produkty (rodnik OH, nadtlenek wodoru - H 2 O 2 itp.) wchodzą w reakcję chemiczną z cząsteczkami układu biologicznego.

Procesy jonizacji pierwotnej nie powodują większych zaburzeń w żywych tkankach. Szkodliwe działanie promieniowania jest najwyraźniej związane z reakcjami wtórnymi, w których wiązania są zrywane w złożonych cząsteczkach organicznych, na przykład grupy SH w białkach, grupy chromoforowe zasad azotowych w DNA, wiązania nienasycone w lipidach itp.

Wpływ promieniowania jonizującego na komórki wynika z oddziaływania wolnych rodników z cząsteczkami białek, kwasy nukleinowe oraz lipidy, gdy w wyniku wszystkich tych procesów powstają organiczne nadtlenki i zachodzą przejściowe reakcje utleniania. W wyniku peroksydacji gromadzi się wiele zmienionych cząsteczek, w wyniku czego początkowy efekt promieniowania jest znacznie wzmocniony. Wszystko to znajduje odzwierciedlenie przede wszystkim w budowie błon biologicznych, zmianie ulegają ich właściwości sorpcyjne i wzrasta przepuszczalność (m.in. błony lizosomów i mitochondriów). Zmiany w błonach lizosomów prowadzą do uwolnienia i aktywacji DNazy, RNazy, katepsyn, fosfatazy, enzymów hydrolizy mukopolisacharydów i szeregu innych enzymów.

Uwolnione enzymy hydrolityczne mogą poprzez prostą dyfuzję dotrzeć do dowolnych organelli komórkowych, do których łatwo wnikają dzięki zwiększeniu przepuszczalności błony. Pod wpływem tych enzymów makrocząsteczkowe składniki komórki, w tym kwasy nukleinowe i białka, ulegają dalszemu rozkładowi. Rozłączenie fosforylacji oksydacyjnej w wyniku uwolnienia szeregu enzymów z mitochondriów prowadzi z kolei do zahamowania syntezy ATP, a tym samym do naruszenia biosyntezy białek.

Tak więc podstawą uszkodzenia radiacyjnego komórki jest naruszenie ultrastruktur organelli komórkowych i związanych z tym zmian w metabolizmie. Ponadto promieniowanie jonizujące powoduje powstawanie w tkankach organizmu całego kompleksu toksycznych produktów wzmacniających efekt promieniowania – tzw. radiotoksyny. Wśród nich najbardziej aktywnymi produktami utleniania lipidów są nadtlenki, epoksydy, aldehydy i ketony. Powstające bezpośrednio po napromieniowaniu radiotoksyny lipidowe stymulują powstawanie innych biologicznie substancje aktywne- chinony, cholina, histamina i powodują zwiększony rozpad białek. Radiotoksyny lipidowe podawane zwierzętom nienapromieniowanym wywołują efekt przypominający uszkodzenie popromienne. Promieniowanie jonizujące ma największy wpływ na jądro komórkowe, hamując aktywność mitotyczną.

Wśród głównych czynników fizycznych wpływających na

Mikroorganizmy zarówno w ich naturalnym środowisku, jak iw warunkach laboratoryjnych obejmują temperaturę, suszenie, ciśnienie hydrostatyczne, energię promieniowania i inne.

Wpływ temperatury. Temperatura jest jednym z najważniejszych czynników w życiu drobnoustrojów. Może być optymalny, tj. najkorzystniejszy dla rozwoju, a także maksymalny, gdy procesy życiowe są tłumione; minimalny, co prowadzi do spowolnienia lub zaprzestania wzrostu. Mikroorganizmy, zgodnie z ich przystosowaniem do określonych warunków temperaturowych, łączy się w trzy grupy fizjologiczne:

psychofile

mezofili

termofile

mikroorganizmy psychrofilne - mieszkańcy zimnych źródeł,

głębokie morza i oceany o optymalnej temperaturze 15-20 0 С, wzrost jest możliwy od 0 0 Od do 35 0 C. Należą do nich bakterie świecące, bakterie żelaza i inne.

Bakterie mezofilne żyją w średnich temperaturach z optimum 30-37 0 C, co najmniej 3 0 C i maksymalnie 45 0 C. Obejmuje to większość saprofitów i wszystkie patogeny.

Bakterie termofilne wymagają do rozwoju wyższej temperatury - od 35 do 80 0 C, optymalnie - 50-60 0 C. Znajdują się w gorących źródłach, przewodzie pokarmowym zwierząt oraz w glebach o gorącym klimacie.

Wysokie i niskie temperatury w różny sposób wpływają na drobnoustroje. Niskie temperatury zwykle nie powodują śmierci drobnoustrojów, a jedynie opóźniają ich wzrost i rozmnażanie. Aktywność życiowa wielu drobnoustrojów jest zachowana w temperaturze bliskiej zeru bezwzględnego. Tak więc Escherichia pozostaje rentowna w - 190 0 Od do 4 miesięcy, a brucella w -40 0 C są przechowywane dłużej niż 6 miesięcy. Należy jednak pamiętać, że gdy zamarzanie następuje bez tworzenia kryształów (-190), to temperatura ta jest mniej destrukcyjna niż temperatura (-20), przy której tworzą się kryształki lodu, prowadząc do uszkodzeń mechanicznych i nieodwracalnych procesów w komórka drobnoustrojowa.

Niskie temperatury zatrzymują procesy gnilne i fermentacyjne.

Wysokie temperatury, zwłaszcza ogrzewanie parą pod ciśnieniem, są szkodliwe dla drobnoustrojów. Im bardziej temperatura przekracza maksimum, tym szybciej umierają wegetatywne formy mikroorganizmów: w 60 0 C - po 30 minutach, w temperaturze 80-100 0 C - po 1 min. Zarodniki bakterii są bardziej odporne na wysokie temperatury.

Działanie bakteriobójcze wysokich temperatur polega na hamowaniu enzymów, denaturacji białek i naruszeniu bariery osmotycznej. Narażenie na działanie wysokich temperatur leży u podstaw wielu metod sterylizacji termicznej, która przeprowadzana jest głównie w autoklawie (w temperaturze 120 .C). 0 C, pod ciśnieniem 1 atm, 30 minut) lub przez gotowanie, sterylizację frakcyjną przepływającą parą (przy 100 0 C, trzy dni z rzędu przez 30 minut), wystawienie na suchy upał (w 170 0 Od 1,5 godziny) - bardziej szczegółowo w LPZ. Przez sterylizację rozumie się zdarzenie mające na celu całkowite zniszczenie wszystkich drobnoustrojów w wysterylizowanym materiale (zwłoki zwierząt, szkło laboratoryjne, pożywki, zużyte kultury drobnoustrojów).

efekt suszenia. Suszenie prowadzące do odwodnienia jest szkodliwe dla mikroorganizmów. W komórce bakteryjnej na skutek odwodnienia procesy życiowe ulegają spowolnieniu, proces reprodukcji zostaje zatrzymany, komórka przechodzi w stan anabiotyczny. Odwodnienie komórek bakterii wegetatywnych w większości przypadków powoduje ich śmierć (zwłaszcza patogennych). Zarodniki drobnoustrojów w stanie wysuszonym mogą przetrwać wiele lat. W praktyce laboratoryjnej w celu zachowania kultur drobnoustrojów szeroko stosowana jest metoda sublimacji – odwodnienie w niskiej temperaturze. Metodę tę stosuje się do suszenia szczepionek, kultur muzealnych, surowic terapeutycznych i diagnostycznych oraz innych produktów biologicznych.

Wpływ ciśnienia hydrostatycznego i osmotycznego. Ciśnienie hydrostatyczne przekraczające 108-110 MPa powoduje denaturację białek, inaktywację enzymów, zwiększa dysocjację elektrolityczną, zwiększa lepkość wielu cieczy, co niekorzystnie wpływa na aktywność życiową drobnoustrojów i często prowadzi do ich śmierci. Większość drobnoustrojów może wytrzymać ciśnienie około 65 MPa przez godzinę. W głębinach oceanów, szybach naftowych żyją mikroorganizmy barotolerancyjne (113-116 MPa). Wysokie ciśnienie krwi (10 3 – 10 6 Pa) w połączeniu z wysoką temperaturą (120 0 C) stosuje się w autoklawach w celu neutralizacji (sterylizacji) materiałów.

Ogromny wpływ na rozwój drobnoustrojów ma ciśnienie osmotyczne podłoża, determinowane stężeniem rozpuszczonych w nim substancji. Wewnątrz bakterii ciśnienie osmotyczne odpowiada ciśnieniu 10-20% roztworu sacharozy. Jeśli komórka drobnoustroju zostanie umieszczona w środowisku o wyższym ciśnieniu osmotycznym, nastąpi plazmoliza (utrata wody i śmierć komórki), jeśli zostanie umieszczona w środowisku o niskim ciśnieniu osmotycznym, to woda dostanie się do komórki, komórki ściana może pęknąć - plazmoptoza. Zjawiska te są wykorzystywane w przemyśle iw życiu codziennym do konserwacji produktów (ogórków, pomidorów, kapusty itp.).

Są jednak mikroorganizmy, które uwielbiają rosnąć przy wysokich stężeniach soli – halofile. Na przykład poródMikrokok, Sarcinahodować w wysokich stężeniach 20-30%NaCL. Ta właściwość jest wykorzystywana w praktyce laboratoryjnej do odróżniania tych mikroorganizmów od innych podobnych.

Wpływ różnych rodzajów promieniowania na mikroorganizmy. Różne rodzaje promieniowania bakteriobójcze na drobnoustroje. Jednak stopień tego działania zależy od rodzaju energii promieniowania, jego dawki i czasu ekspozycji.

Promienie słoneczne to czynnik fizyczny, który ma silny wpływ na drobnoustroje. Wiele drobnoustrojów chorobotwórczych ginie pod wpływem promieni słonecznych w ciągu 10-30 minut, niektóre po 2 godzinach (bacillus gruźlicy), zarodniki prątków po kilku godzinach. Światło rozproszone jest słabsze. W praktyce hodowlę mikroorganizmów prowadzi się w ciemności, w termostatach. Światło widzialne ma pozytywny wpływ tylko na bakterie tworzące pigment. Bakteriobójcze działanie światła związane jest z powstawaniem w komórce rodników hydroksylowych i innych wysoce aktywnych substancji.

Promienie ultrafioletowe (100-380 nm) są szeroko stosowane do sanitacji powietrza w budynkach inwentarskich, laboratoriach i warsztatach przemysłowych, boksach zapewniających warunki aseptyczne dla upraw. W tym przypadku stosuje się lampy rtęciowo-kwarcowe (PRK) lub bakteriobójcze (BUV). Mechanizm działania UFL polega na hamowaniu replikacji DNA.

Promienie promieniotwórcze gamma i rentgenowskie mają nieco słabszy wpływ na drobnoustroje, ponieważ sterylizowane przedmioty muszą być umieszczone w bliskiej odległości od źródła promieniowania. Służą do niszczenia drobnoustrojów na instrumentach, opatrunkach i produktach biologicznych.

Ze względu na brak czasu samodzielnie odczytasz wpływ ultradźwięków, elektryczności i innych czynników fizycznych na mikroorganizmy.

2. Mikroby, podobnie jak wszystkie żywe istoty, są bardzo wrażliwe na czynniki środowiskowe. Kiedy pojawiają się sprzyjające impulsy, drobnoustroje pędzą do obiektu podrażnienia, niekorzystne impulsy odpychają je. Zjawisko to nazywa się chemotaksją. Substancje, które mają korzystny wpływ na komórkę drobnoustrojów (wyciąg z mięsa, pepton) powodują pozytywną chemotaksję; silne, toksyczne substancje (kwasy, zasady itp.) prowadzące do nadmiernego pobudzenia lub depresji, prowadzą do negatywnej chemotaksji. Trujące substancje dostające się do komórki bakteryjnej oddziałują z jej istotnymi składnikami i zakłócają ich funkcje. Powoduje to zatrzymanie wzrostu drobnoustroju (działanie bakteriostatyczne) lub jego obumieranie (działanie bakteriobójcze). Substancje chemiczne różnych grup mają działanie bakteriobójcze: kwasy (H 2 WIĘC 4 , NSL, HNO 3 ), alkohole (metylowe, etylowe itp.), środki powierzchniowo czynne (kwasy tłuszczowe, proszek, mydło), fenole i ich pochodne, sole metali ciężkich (ołów, miedź, cynk, rtęć), utleniacze (chlor, jod,KMnie 4 , N 2 O 2 ), grupa formaldehydowa, barwniki (br. zielony, rivanol itp.). Mechanizm działania przeciwdrobnoustrojowego tych substancji jest inny. Niektóre z nich (formaldehyd, kwasy, zasady itp.) powodują koagulację białek, inne zmieniają reakcję otoczenia, a jeszcze inne uszkadzają ścianę komórkową.

Działanie chemikaliów na drobnoustroje wzrasta wraz ze wzrostem temperatury roztworu do 60-70 0 , wzrost stężenia substancji chemicznej, czas trwania. Istotny jest również charakter materiału, od którego wymagane jest zniszczenie drobnoustrojów - w oborniku zwłoki zwierząt, ropa drobnoustroje są mniej dostępne, a do ich dezynfekcji konieczne jest długotrwałe narażenie na silnie stężone roztwory chemikaliów.

Do niszczenia wegetatywnych form bakterii najczęściej stosuje się 5% roztwór fenolu, lizolu lub chloraminy, 10-20% roztwór wapna palonego, 2% roztwór formaldehydu, 4% gorący roztwór wodorotlenku sodu, powodując ich śmierć średnio po 1-2 godziny. Zarodniki Bacillus giną po wystawieniu na działanie 3% roztworu formaldehydu, 20% roztworu wybielacza, 5% roztworu fenolu przez 10-24 godziny.

W niektórych przypadkach chemikalia są stosowane w postaci aerozolu; stosowane są również gazy.

Działanie przeciwdrobnoustrojowe chemikaliów jest podstawą dezynfekcji - wydarzenia mającego na celu zniszczenie patogennych drobnoustrojów określonego typu. W przeciwieństwie do sterylizacji, dezynfekcja nie niszczy wszystkich gatunków - wiele saprofitów nie jest wrażliwych na ten czy inny środek dezynfekujący i zachowuje żywotność.

3. Działanie czynników biologicznych przejawia się przede wszystkim w antagonizmie drobnoustrojów, gdy produkty przemiany materii jednych drobnoustrojów powodują śmierć innych. Współczesna doktryna antybiotyków jest stale związana z problemem antagonizmu drobnoustrojów.

Antybiotyki (gr.anty- przeciwko,bios- życie) - substancje pochodzenia mikrobiologicznego, zwierzęcego i roślinnego, które hamują rozwój i aktywność biochemiczną wrażliwych na nie drobnoustrojów. Ze względu na pochodzenie antybiotyki dzielą się na następujące grupy:

Antybiotyki izolowane z grzybów.

Najaktywniejszymi producentami antybiotyków są pleśnie.

grzyby i promieniowce. Penicillium pleśni tworzy szeroko stosowany antybiotyk penicylinę, a aspergillus i mucor - fumagazynę, aspergillinę, klawicynę. Większość antybiotyków jest izolowana z promieniowców: streptomycyna, tetracyklina, biomycyna, neomycyna, nystatyna i inne.

Antybiotyki izolowane z bakterii.

Producenci to różne bakterie. Głównie

saprofity o intensywnej aktywności biochemicznej, żyjące w glebie. Należą do nich gramicydyna, kolicyna, piocyjanina, subtylina, polimyksyny, bacytracyna, lizozym i inne enzymy bakteryjne.

Antybiotyki pochodzenia zwierzęcego.

Niektóre biologicznie zbliżone do antybiotyków

substancje wydzielane przez tkanki zwierzęce, które mogą selektywnie wpływać na niektóre rodzaje drobnoustrojów. Jest to erytryna wyizolowana z erytrocytów zwierzęcych; ekmolina pochodząca z tkanki rybnej.

Antybiotyki pochodzenia roślinnego.

Toksyczne substancje lotne wydzielane przez rośliny (cebula, czosnek,

chrzan, musztarda, aloes, pokrzywa, jałowiec itp.) tzw. fitoncydy. Odkryta w 1928 roku przez BN Tokina. Niektóre fitoncydy są izolowane w czystej postaci: alicyna - z czosnku, rafinina - z nasion rzodkiewki itp.

Antybiotyki mogą mieć działanie bakteriobójcze (zabijające) lub bakteriostatyczne (hamujące wzrost) na mikroorganizmy. Ta właściwość zależy od rodzaju antybiotyku, jego stężenia, wrażliwości drobnoustroju na niego i innych czynników. Każdy antybiotyk ma specyficzne spektrum działania przeciwdrobnoustrojowego: istnieją antybiotyki działające na kilka rodzajów mikroorganizmów (penicylina, gramicydyna) oraz antybiotyki o szerokim spektrum działania przeciwdrobnoustrojowego (lewomycetyna, tetracyklina itp.). Mechanizm działania antybiotyków na mikroorganizmy opiera się na naruszeniu syntezy ściany komórkowej i jej błon lub naruszeniu syntezy DNA. RNA i białko. Na przykład penicylina zaburza tworzenie ściany bakteryjnej, lewomycetyna negatywnie wpływa na syntezę RNA i białek.

W związku z powszechnym i długotrwałym stosowaniem antybiotyków jako leków, w przyrodzie pojawiły się oporne na antybiotyki formy drobnoustrojów, które stały się bardzo rozpowszechnione, w szczególnościLformy, które są czynnikami sprawczymi różnych chorób zakaźnych. Mechanizm powstawania opornych form drobnoustrojów jest dość złożony: produkcja enzymów adaptacyjnych (np. penicylinazy), synteza naturalnych metabolitów hamujących działanie antymetabolitów leków chemioterapeutycznych (np. gronkowce wytwarzają kwas para-aminobenzoesowy i stają się niewrażliwe na ten lek, a także w wyniku mutacji, koniugacji, transformacji, transdukcji.

Wstępne określenie wrażliwości drobnoustrojów pozwala wybrać najaktywniejszy antybiotyk, a następnie zastosować go jako lek terapeutyczny. Oznaczanie wrażliwości drobnoustrojów na antybiotyki przeprowadza się metodą dyfuzji do agaru lub metodą seryjnych rozcieńczeń - więcej szczegółów na LPZ.

Bakteriofagi. Działanie przeciwdrobnoustrojowe następuje poprzez lizę komórki drobnoustroju: najpierw infekuje, następnie rozmnaża się, tworząc liczne potomstwo i lizie komórki, czemu towarzyszy uwalnianie cząstek faga do środowiska bakteryjnego.

Bakteriofagi są szeroko rozpowszechnione w glebie, wodzie, kale chorych i zdrowych zwierząt, ludzi i znajdują się w większości rodzajów bakterii. Zostały odkryte przez D. Errela w 1917 roku.

Fag ma dobrze określone właściwości antygenowe. Gdy fag jest podawany pozajelitowo, w organizmie powstają przeciwciała, które neutralizują aktywność lityczną faga i mają wysoką specyficzność. Zgodnie z właściwościami antygenowymi fagi dzielą się na warianty serologiczne.

W zależności od stopnia swoistości fagi można podzielić na trzy grupy: polifagi – bakterie pokrewne lizie, monofagi – bakterie jednego gatunku oraz fagi – tylko niektóre warianty tego typu bakterii.

Większość fagów jest inaktywowana w 65-70 0 C. Niższa temperatura zmniejsza aktywność fagów. Fagi stosunkowo łatwo tolerują zamrażanie w temperaturze –185. 0 C, a także dobrze znosi suszenie. Fag jest bardziej odporny na środki dezynfekujące niż bakterie.

Fag działa tylko na żywe komórki bakteryjne w procesie ich aktywnego wzrostu. W zależności od charakteru wyświetlanego działania rozróżnia się fagi wirulentne i umiarkowane. Zjadliwe fagi, gdy wnikają do komórki bakteryjnej, namnażają się w niej i powodują lizę; Fagi umiarkowane nie powodują lizy, ale pozostają w stanie lizogenii.

Wielkość bakteriofagów, podobnie jak wirusów, jest niewielka - 8-100 nm. Ich kształt przypomina plemnik - od zaokrąglonej lub wielopłaszczyznowej głowy odchodzi wyrostek ogonowy o różnej długości. Czasami jednak istnieją fagi, którym brakuje procesu. Bakteriofag to formacja bezkomórkowa. Nie ma powłoki, jądra, cytoplazmy, tj. elementy komórki. Składa się z cząsteczki kwasu nukleinowego (częściej DNA, rzadziej RNA) i otaczającej ją otoczki białkowej. Kwas nukleinowy (40-50%) znajduje się wewnątrz głowy, osłonka białkowa (50-60%) osłania zarówno głowę jak i ogon, na końcu których znajdują się specjalne włókna ułatwiające przywieranie faga do faga. błona mikrobiologiczna. Lipidy i enzymy w cząsteczce faga występują w minimalnych ilościach – około 2%.

Bakteriofagi są wykorzystywane do diagnostyki fagowej, fagowego typowania bakterii oraz do zapobiegania i leczenia chorób zakaźnych. Więcej szczegółów w LPZ.