Modificările condițiilor de mediu afectează activitatea de viață a microorganismelor. Factorii de mediu fizici, chimici și biologici pot accelera sau suprima dezvoltarea microbilor, pot modifica proprietățile acestora sau chiar pot provoca moartea.

Factorii de mediu care au cel mai vizibil efect asupra sunt umiditatea, temperatura, aciditatea și compoziția chimică a mediului, efectul luminii și alți factori fizici.

Umiditate

Microorganismele pot trăi și se pot dezvolta numai într-un mediu cu un anumit conținut de umiditate. Apa este necesară pentru toate procesele metabolice ale microorganismelor, pentru presiunea osmotică normală în celula microbiană, pentru a-și menține viabilitatea. Diferitele microorganisme au nevoi diferite de apă. Bacteriile sunt în principal iubitoare de umiditate; atunci când umiditatea mediului este sub 20%, creșterea lor se oprește. Pentru mucegaiuri, limita inferioară a umidității ambientale este de 15%, iar cu umiditate semnificativă a aerului este mai mică. Depunerea vaporilor de apă din aer pe suprafața produsului favorizează proliferarea microorganismelor.

Când conținutul de apă din mediu scade, creșterea microorganismelor încetinește și se poate opri complet. Prin urmare, alimentele uscate pot fi păstrate mult mai mult decât alimentele cu umiditate ridicată. Uscarea alimentelor vă permite să păstrați alimentele la temperatura camerei fără refrigerare.

Unii microbi sunt foarte rezistenți la uscare; unele bacterii și drojdii pot supraviețui în stare uscată până la o lună sau mai mult. Sporii de bacterii și mucegaiuri rămân viabile în absența umidității timp de zeci și uneori sute de ani.

Temperatura

Temperatura este cel mai important factor pentru dezvoltarea microorganismelor. Pentru fiecare microorganism există un regim de temperatură minim, optim și maxim pentru creștere. Pe baza acestei proprietăți, microbii sunt împărțiți în trei grupuri:

  • psicrofili - microorganisme care cresc bine la temperaturi scăzute cu minim la -10-0 °C, optim la 10-15 °C;
  • mezofili - microorganisme la care se observă o creștere optimă la 25-35 °C, minim la 5-10 °C, maxim la 50-60 °C;
  • termofile - microorganisme care cresc bine la temperaturi relativ ridicate cu creștere optimă la 50-65 °C, maxim la temperaturi peste 70 °C.

Majoritatea microorganismelor sunt mezofile, pentru care temperatura optimă este de 25-35 °C. Prin urmare, depozitarea produselor alimentare la această temperatură duce la proliferarea rapidă a microorganismelor în ele și la alterarea alimentelor. Unii microbi, atunci când se acumulează semnificativ în alimente, pot duce la otrăviri alimentare la oameni. Microorganismele patogene, de ex. care provoacă boli infecțioase la oameni sunt, de asemenea, clasificate drept mezofili.

Temperaturile scăzute încetinesc creșterea microorganismelor, dar nu le omoară. În alimentele refrigerate, creșterea microbiană este lentă, dar continuă. La temperaturi sub 0°C, majoritatea microbilor încetează să se reproducă, adică. Când alimentele sunt înghețate, creșterea microbilor se oprește, unii dintre ei mor treptat. S-a stabilit că la temperaturi sub 0 °C, majoritatea microorganismelor intră într-o stare similară cu anabioza, își păstrează viabilitatea și își continuă dezvoltarea pe măsură ce temperatura crește. Această proprietate a microorganismelor trebuie luată în considerare în timpul depozitării și al prelucrării ulterioare culinare a produselor alimentare. De exemplu, salmonella poate persista mult timp în carnea congelată, iar după dezghețarea cărnii, în condiții favorabile, se acumulează rapid până la o cantitate periculoasă pentru oameni.

Când sunt expuse la temperaturi ridicate care depășesc rezistența maximă a microorganismelor, acestea mor. Bacteriile care nu au capacitatea de a forma spori mor atunci când sunt încălzite într-un mediu umed la 60-70 ° C în 15-30 de minute, la 80-100 ° C în câteva secunde sau minute. Sporii bacterieni au o rezistență mult mai mare la căldură. Sunt capabili să reziste la 100 °C timp de 1-6 ore; la o temperatură de 120-130 °C, sporii bacterieni într-un mediu umed mor după 20-30 de minute. Sporii de mucegai sunt mai puțin rezistenți la căldură.

Prelucrarea termică culinară a produselor alimentare în alimentația publică, pasteurizarea și sterilizarea produselor din industria alimentară duc la moartea parțială sau completă (sterilizarea) a celulelor vegetative ale microorganismelor.

În timpul pasteurizării, produsul alimentar este expus la efecte minime de temperatură. În funcție de regimul de temperatură, se disting pasteurizarea scăzută și înaltă.

Pasteurizarea scăzută se efectuează la o temperatură care nu depășește 65-80 ° C, timp de cel puțin 20 de minute pentru a garanta mai bine siguranța produsului.

Pasteurizarea ridicată este o expunere pe termen scurt (nu mai mult de 1 minut) a produsului pasteurizat la o temperatură de peste 90 °C, care duce la moartea microflorei patogene nepurtătoare de spori și, în același timp, nu implică modificări semnificative. în proprietăţile naturale ale produselor pasteurizate. Alimentele pasteurizate nu pot fi păstrate fără refrigerare.

Sterilizarea presupune eliberarea produsului de toate formele de microorganisme, inclusiv de spori. Sterilizarea conservelor se realizează în dispozitive speciale - autoclave (sub presiune de abur) la o temperatură de 110-125 ° C timp de 20-60 de minute. Sterilizarea oferă posibilitatea păstrării pe termen lung a conservelor. Laptele este sterilizat prin tratament la temperaturi ultra-înalte (la temperaturi peste 130 ° C) timp de câteva secunde, ceea ce vă permite să păstrați toate proprietățile benefice ale laptelui.

Reacția mediului

Activitatea vitală a microorganismelor depinde de concentrația ionilor de hidrogen (H +) sau hidroxil (OH -) din substratul pe care se dezvoltă. Pentru majoritatea bacteriilor, un mediu neutru (pH aproximativ 7) sau ușor alcalin este cel mai favorabil. Mucegaiurile și drojdiile cresc bine într-un mediu ușor acid. Un mediu foarte acid (pH sub 4,0) inhibă creșterea bacteriilor, dar mucegaiul poate continua să crească într-un mediu mai acid. Suprimarea creșterii microorganismelor putrefactive atunci când mediul este acidulat are uz practic. Adaosul de acid acetic este utilizat la decaparea alimentelor, ceea ce previne procesele de putrezire și permite conservarea alimentelor. Acidul lactic format în timpul fermentației inhibă și creșterea bacteriilor putrefactive.

Concentrația de sare și zahăr

Sarea de masă și zahărul au fost folosite de multă vreme pentru a crește rezistența alimentelor la alterarea microbiană și pentru a conserva mai bine produsele alimentare.

Unele microorganisme necesită concentrații mari de sare (20% sau mai mult) pentru dezvoltarea lor. Se numesc iubitoare de sare sau halofili. Ele pot provoca alterarea alimentelor sărate.

Concentrațiile mari de zahăr (peste 55-65%) opresc reproducerea majorității microorganismelor; acesta este utilizat la prepararea gemului, gemului sau marmeladei din fructe și fructe de pădure. Cu toate acestea, aceste produse pot fi stricate și de creșterea mucegaiurilor osmofile sau a drojdiilor.

Ușoară

Unele microorganisme necesită lumină pentru dezvoltarea normală, dar pentru majoritatea dintre ele este dăunătoare. Razele ultraviolete ale soarelui au efect bactericid, adică la anumite doze de radiații duc la moartea microorganismelor. Proprietățile bactericide ale razelor ultraviolete ale lămpilor cu mercur-cuarț sunt folosite pentru a dezinfecta aerul, apa și unele produse alimentare. Razele infraroșii pot provoca, de asemenea, moartea microbilor din cauza efectelor termice. Expunerea la aceste raze este utilizată în tratamentul termic al produselor. Impact negativ poate avea un efect asupra microorganismelor câmpuri electromagnetice, radiațiile ionizante și alți factori fizici de mediu.

Factori chimici

Unele substanțe chimice pot avea un efect dăunător asupra microorganismelor. Se numesc substanțele chimice care au efect bactericid antiseptice. Printre acestea se numără dezinfectanții (înălbitor, hipocloriți etc.) folosiți în medicină, în industria alimentară și alimentația publică.

Unele antiseptice sunt folosite ca aditivi alimentari (acizi sorbic și benzoic etc.) în producția de sucuri, caviar, creme, salate și alte produse.

Factori biologici

Proprietățile antagoniste ale unora se explică prin capacitatea lor de a elibera în mediu substanțe care au efect antimicrobian (bacteriostatic, bactericid sau fungicid) - antibiotice. Antibioticele sunt produse în principal de ciuperci, mai rar de bacterii, ele își exercită efectul specific asupra anumitor tipuri de bacterii sau ciuperci (efect fungicid). Antibioticele sunt utilizate în medicină (penicilină, cloramfenicol, streptomicina etc.), în zootehnie ca aditiv pentru hrana animalelor, în industria alimentară pentru conservarea alimentelor (nizin).

Fitoncidele, substante care se gasesc in multe plante si alimente (ceapa, usturoi, ridichi, hrean, condimente etc.), au proprietati antibiotice. Fitoncidele includ uleiuri esențiale, antociani și alte substanțe. Ele sunt capabile să provoace moartea microorganismelor patogene și a bacteriilor putrefactive.

Albușurile de ou, icrele de pește, lacrimile și saliva conțin lizozim, o substanță antibiotică de origine animală.

Temperatura Este cel mai mult factor semnificativ, influențând activitatea de viață a microbilor. Temperatura necesară pentru creșterea și reproducerea bacteriilor din aceeași specie variază foarte mult. Există temperaturi optime, minime și maxime.

Temperatura optima corespunde normei fiziologice a acestui tip de microbi, în care reproducerea are loc rapid și intens. Pentru cele mai multe microbi patogeni si oportunisti temperatura optimă corespunde 37 0 C.

Temperatura minima corespunde temperaturii la care un anumit tip de microb nu prezintă activitate vitală.

Temperatura maxima– temperatura la care se oprește creșterea și reproducerea, toate procesele metabolice încetinesc, iar moartea poate apărea.

În funcție de temperatura optimă pentru viață, se disting 3 grupe de microorganisme:

1) psihrofil, iubitoare de frig, înmulțindu-se la temperaturi sub 20 0 C (Yersinia, variante psihrofile ale Klebsiella, pseudomonade care provoacă boli umane;

2) termofilă, a căror dezvoltare optimă se află în intervalul de 55 0 C (nu se reproduc în corpul animalelor cu sânge cald și nu au semnificație medicală);

3) mezofilă, se reproduc activ la temperaturi de 20-40 0 C, temperatura optimă de dezvoltare pentru ele este de 37 0 C (bacterii patogene pentru om).

Microorganismele rezistă bine la temperaturi scăzute. Aceasta este baza pentru conservarea pe termen lung a bacteriilor în stare înghețată. Totuși, sub minimul de temperatură, apare efectul dăunător al temperaturilor scăzute, cauzat de ruperea membranei celulare de către cristalele de gheață și suspendarea proceselor metabolice.

Temperatura scăzută oprește procesele de putrefacție și fermentație. Aceasta stă la baza păstrării substraturilor (în special a produselor alimentare) prin frig.

Efectul distructiv al temperaturii ridicate (peste temperatura maximă pentru fiecare grup) este utilizat în sterilizare. Sterilizarea(sterilizarea) este procesul de ucidere pe produse sau de îndepărtare de pe un obiect a microorganismelor de toate tipurile în toate etapele de dezvoltare, inclusiv sporii (metode și mijloace termice și chimice). Pentru a ucide formele vegetative ale bacteriilor este suficientă o temperatură de 60 0 C timp de 20-30 de minute; sporii mor la 170 0 C sau la o temperatură a aburului de 120 0 C sub presiune (în autoclavă).

Asepsie– un set de măsuri menite să prevină posibilitatea pătrunderii microorganismelor în rana, țesuturile, organele și cavitățile corpului pacientului în timpul operațiilor chirurgicale, pansamentelor, examinărilor instrumentale, precum și să prevină contaminarea microbiană și de altă natură la obținerea de produse sterile. etapele procesului tehnologic.



Antiseptice– un set de măsuri terapeutice și preventive care vizează distrugerea microorganismelor care pot provoca un proces infecțios în zonele deteriorate sau intacte ale pielii sau mucoaselor.

Dezinfectare– dezinfecția obiectelor din mediu: distrugerea microorganismelor patogene pentru oameni și animale folosind substanțe chimice cu acțiune antimicrobiană.

Cresterea si reproducerea microbiana are loc in prezenta apei, necesara difuziei pasive si transportului activ nutriențiîn citoplasma celulei. O scădere a umidității (uscare) duce la trecerea celulei la stadiul de repaus și apoi la moarte. Cele mai puțin rezistente la uscare sunt microorganismele patogene - meningococii, gonococii, treponemul, bacteriile de tuse convulsivă, virusurile orthomyxo-, paramixo- și herpesul. Mycobacterium tuberculosis, virusul variolei, salmonella, actinomicetele și ciupercile sunt rezistente la uscare. Sporii bacterieni sunt deosebit de rezistenți la uscare. Rezistența la uscare crește dacă microbii sunt preînghețați. Pentru a păstra viabilitatea și stabilitatea proprietăților microorganismelor în scopuri de producție, se utilizează metoda uscare la rece- uscare din stare congelată sub vid profund.

În timpul procesului de liofilizare se efectuează: 1) congelarea prealabilă a materialului la t -40 0 - -45 0 C în băi cu alcool timp de 30-40 minute; 2) uscarea se efectuează din stare înghețată în vid în dispozitive de sublimare timp de 24-28 de ore.

Procesul de uscare are 2 faze: sublimarea ghetii la temperaturi sub 0°C si desorbtia - indepartarea unei parti din apa libera si legata la temperaturi peste 0°C.



Liofilizarea este utilizată pentru a obține preparate uscate atunci când nu are loc denaturarea proteinelor și nu se modifică structura materialului (ser, vaccinuri, masă bacteriană uscată). În condiții de laborator, culturile microbiene liofilizate se păstrează timp de 10-20 de ani, iar cultura rămâne pură și nu suferă mutații.

Calcinare produsă în flacăra unei lămpi cu alcool sau a unui arzător cu gaz. Această metodă este folosită pentru sterilizarea anselor bacteriologice, ace de disecție, pensete și alte instrumente.

Fierbere folosit pentru sterilizarea seringilor, instrumentelor chirurgicale mici, lamelor, paharelor de acoperire etc. Sterilizarea se realizează în sterilizatoare, în care se toarnă apă și se aduce la fierbere. Pentru a elimina duritatea și a crește punctul de fierbere, adăugați 1-2% bicarbonat de sodiu în apă. Uneltele sunt de obicei fierte timp de 30 de minute. Aceasta metoda nu asigură o sterilizare completă, deoarece sporii bacterieni nu sunt uciși.

Pasteurizare- sterilizare la 65-70°C timp de 1 ora pentru distrugerea microorganismelor non-spori (laptele este eliberat de Brucella, Mycobacterium tuberculosis, Shigella, Salmonella, Staphylococcus). A se păstra la rece.

Tindalizare- sterilizarea fracționată a materialelor la 56-58 0 C timp de 1 oră timp de 5-6 zile la rând. Se foloseste pentru sterilizarea substantelor care se distrug usor la temperaturi ridicate (ser de sange, vitamine etc.).

Acțiune energie radianta la microorganisme. Lumina soarelui, în special spectrele sale ultraviolete și infraroșu, au un efect dăunător asupra formelor vegetative ale microbilor în câteva minute.

Sterilizarea prin radiații infraroșii are loc datorită expunerii termice la o temperatură de 300 0 C timp de 30 de minute. Razele infraroșii afectează procesele radicalilor liberi, ducând la perturbări legături chimiceîn moleculele celulare microbiene.

Pentru dezinfectarea aerului din instituțiile medicale și farmacii, lămpile cu mercur-cuarț și mercur-uviol, care sunt o sursă de raze ultraviolete, sunt utilizate pe scară largă. Radiațiile bactericide ultraviolete în intervalul de 254 nm distrug microorganismele, sporii, ciupercile și virușii, ceea ce o face un agent sanitar preventiv și antiepidemic foarte eficient pentru dezinfecția aerului. Recirculatorul bactericid ultraviolet Desar-5 asigură cel mai înalt grad de dezinfecție (99,9%) și corespunde la cele mai înalte cerințe cerințe pentru aerul condiționat în sălile de operație, secțiile de arși și terapie intensivă, maternități, i.e. unde este necesară sterilitatea completă. Recirculatorul este, de asemenea, destinat utilizării în zone cu un risc crescut de răspândire a bolilor transmise prin aer. Efectul distructiv al radiațiilor UV este cauzat de deteriorarea ADN-ului celulelor microbiene, ducând la mutații și moarte. Este posibilă sterilizarea proteinelor, vitaminelor și antibioticelor. Razele UV au o capacitate de penetrare slabă.

Radiații ionizante. În prezent, metoda radiațiilor (radiații gamma, electroni accelerați) este utilizată pentru sterilizarea pansamentelor, instrumentelor chirurgicale, produselor farmaceutice, serurilor, produselor alimentare și a altor articole.

Gamma și raze X- valuri cu putere de penetrare semnificativă. Pentru a opri razele, este nevoie de un strat protector, de exemplu, un strat de beton cu grosimea de 60 - 70 cm. Cel mai utilizat izotop emițător gamma este cobaltul-60, mai rar izotopul cesiului-137, datorită scăzut nivelul de energie și radiații.

Efectul de sterilizare al radiațiilor ionizante este rezultatul efectului asupra proceselor metabolice ale celulei, în timp ce radioactiv și Radiatii infrarosii, vibrațiile de înaltă frecvență își exercită efectul bactericid cu ajutorul căldurii dezvoltate în obiectul tratat.

Orice formă de iradiere provoacă modificări ale proteinelor, acizilor nucleici și ale altor elemente constitutive ale celulei care determină activitatea sa vitală.

Utilizarea radiațiilor ionizante are o serie de avantaje față de sterilizarea termică. La sterilizarea folosind radiații ionizante, temperatura obiectului sterilizat crește ușor și, prin urmare, astfel de metode numită sterilizare la rece.

Există instalații speciale pentru sterilizarea prin radiații ionizante, iar lucrările la acestea se efectuează în conformitate cu anumite instrucțiuni. La sterilizarea pe scară largă, de exemplu în fabrici industriale, poate fi creat un transportor. Materialele sunt sterilizate în formă ambalată. Există două tipuri de echipamente de iradiere: mașini gamma și acceleratoare de electroni.

Doza letală medie este aceeași indiferent dacă radiația este administrată la intensitate scăzută, dar pentru o perioadă lungă de timp, sau dacă este efectuată la intensitate mare, dar pentru o perioadă scurtă de timp. Viteza obturatorului depinde si de puterea instalatiei. De exemplu, cu o putere de instalare de 10 W/kg, pentru a obține sterilitatea materialului, acesta trebuie expus la raze ionizante timp de aproximativ 5 ore.

Doza de sterilizare depinde atât de materialul supus sterilizării, cât și de numărul și radiorezistența microorganismelor prezente în materialul iradiat și, prin urmare, pentru iradierea obiectelor puternic contaminate, doza de iradiere este crescută față de iradierea obiectelor ușor contaminate cu microorganisme.

Instrumentele medicale, inclusiv seringi, ace, catetere, pansamente, recipiente pentru transfuzii de sânge și alte produse sunt sterilizate prin expunere la o doză de 2,5 kJ/kg. Sterilizarea prin radiații ionizante este utilizată pe scară largă în întreprinderile industriale care produc produse medicale de unică folosință, de exemplu, sisteme de transfuzie de sânge, truse obstetricale, care sunt utilizate în timpul nașterii în maternități. Articolele care urmează să fie sterilizate prin radiații ionizante sunt ambalate în pungi de plastic sigilate. Perioada de conservare a sterilității în astfel de ambalaje este de până la câțiva ani. După sterilizare, radiațiile reziduale trebuie monitorizate.

Efectul ultrasunetelor la anumite frecvențe asupra microorganismelor provoacă depolimerizarea organelelor celulare, denaturarea moleculelor lor constitutive ca urmare a încălzirii locale sau a presiunii crescute. Sterilizarea obiectelor cu ultrasunete se realizează la întreprinderile industriale, deoarece sursa de ultrasunete este generatoare puternice. Mediile lichide sunt supuse sterilizării, în care nu numai formele vegetative sunt distruse, ci și sporii. Ultrasunetele sunt folosite pentru sterilizarea produselor alimentare (valoarea lor nutritivă se păstrează la maximum), a vaccinurilor și a unor obiecte echipament de laborator, care se deteriorează atunci când sunt expuse la temperaturi ridicate și la sterilizare chimică.

Sterilizarea prin filtrare- eliberarea din microbi de material care nu poate fi supus încălzirii (ser de sânge, o serie de medicamente). Se folosesc filtre cu pori foarte mici, care nu permit trecerea microbilor: portelan (filtru Chamberlain), caolin, placi de azbest (filtru Seitz). Filtrarea are loc sub presiune crescută, lichidul este forțat prin porii filtrului în receptor sau se creează un vid de aer în recipient și lichidul este aspirat în el prin filtru. La dispozitivul de filtrare este conectată o pompă de presiune sau de vid. Dispozitivul este sterilizat în autoclavă.

Sterilizarea cu căldură uscată se realizează în cuptoare cu căldură uscată (cuptor Pasteur). Căldura uscată este folosită pentru sterilizarea sticlei de laborator. Se încarcă lejer în cuptor, astfel încât materialul să fie încălzit uniform. Înainte de sterilizare, sticlăria de laborator trebuie să fie bine spălată, uscată și învelită în hârtie. Cupele sunt învelite în hârtie câte una sau mai multe bucăți odată. Tampoanele de bumbac sunt introduse în capetele superioare ale pipetelor pentru a preveni aspirarea materialului. Pipetele gradate se înfășoară în fâșii lungi de hârtie de 5 cm lățime.Pe hârtie este marcat volumul pipetei învelite. În cutii de creion, pipetele sunt sterilizate fără împachetare suplimentară în hârtie.

Capetele ascuțite ale pipetelor Pasteur sunt sigilate într-o flacără de arzător și învelite în hârtie, câte 3-5 bucăți o dată.

Flacoanele, baloanele, eprubetele sunt închise cu dopuri din tifon de bumbac. Pluta trebuie să se potrivească în gâtul vasului la 2/3 din drum, nu prea strâns, dar nici slăbit. Un capac de hârtie este plasat peste dopurile de pe vas. Eprubetele sunt legate împreună în grupuri de 5-50 și învelite cu hârtie.

Închideți ușa dulapului ermetic, porniți dispozitivul de încălzire electrică, aduceți temperatura la 160-165 0 C și sterilizați timp de 1 oră. La sfârșitul sterilizării, opriți încălzirea, dar nu deschideți ușa dulapului până când cuptorul nu s-a răcit (în caz contrar, aerul rece va provoca crăpături în vase). Mod de sterilizare: 160°C - 60 min, 180°C - 15 min, 200°C - 5 min. Lichidele, mediile de cultură, cauciucul și materialele sintetice nu pot fi sterilizate cu căldură uscată.

Sterilizare cu abur sub presiune Sunt supuse pansamente, lenjerie chirurgicală, instrumente chirurgicale, medii de cultură, sticlă de laborator, material infectat și soluții injectabile. Materialul este plasat în recipiente (cutii). Tampoanele din material textil sunt plasate în partea de jos a bixului pentru a absorbi umezeala după sterilizare. Sterilitatea materialului se menține timp de 3 zile. Materialul infectat din vase și eprubete este sterilizat în rezervoare metalice cu capac.

Sterilizarea cu abur sub presiune se realizează într-o autoclavă. Cu un singur tratament, atât formele vegetative, cât și cele spori ale bacteriilor mor. Aburul sub presiune sterilizează mediile nutritive, cu excepția mediilor care conțin proteine ​​native, lichide și dispozitive cu părți din cauciuc.

Mediile simple (MPA, MPB) sunt sterilizate timp de 20 de minute la 120°C (1 atm).

Diverse lichide, dispozitive cu furtunuri de cauciuc, dopuri, lumânări bacteriene și filtre sunt sterilizate la 120 0 C (1 atm.) timp de 20 de minute.

Materialul de pansament si lenjeria se sterilizeaza la 1 atm. 15-20 min.

Materialul infectat (în eprubete, cupe) se pune în găleți sau rezervoare metalice speciale cu orificii pentru pătrunderea aburului și se sterilizează la 134 0 C (2 atm.) timp de 45 de minute. Instrumentele sunt, de asemenea, sterilizate după lucrul cu bacterii cu spori.

Există 2 moduri de sterilizare:

  1. Curgerea aburului într-o autoclavă sau într-un aparat Koch cu capacul deșurubat și supapa de evacuare deschisă, când efectul antibacterian al aburului se manifestă împotriva formelor vegetative. Așa se sterilizează mediile care conțin vitamine și carbohidrați, uree, lapte, cartofi și gelatină. Pentru o sterilizare completa se foloseste sterilizarea fractionata (la 100 0 C) timp de 20-30 minute timp de 3 zile la rand. De asemenea, ucide sporii.
  2. Sterilizarea cu abur sub presiune este cea mai mare metoda eficienta privare.

Activitatea vitală a microorganismelor depinde de condițiile de existență. Condițiile favorabile pentru existența lor sunt umiditatea, căldura și prezența nutrienților. Dezvoltarea microorganismelor este inhibata prin uscare, un mediu acid, temperaturi scazute, lipsa nutrientilor etc. Prin reglarea artificiala a conditiilor de existenta a microbilor este posibila oprirea reproducerii acestora sau distrugerea acestora.

Compoziția chimică a majorității produselor alimentare este un mediu favorabil existenței microbilor. Prin urmare, produsele alimentare pot fi depozitate numai atunci când conditii nefavorabile pentru microorganisme. Când vorbim despre influența factorilor fizici de mediu asupra microorganismelor, ne referim la condițiile de mediu care influențează dezvoltarea lor și le împart în trei grupe principale: fizice, chimice și biologice. Condițiile (factorii) fizice includ: temperatura, umiditatea mediului, concentrația de substanțe dizolvate în mediu; radiatii.

Influența temperaturii asupra microorganismelor.

Dezvoltarea tuturor microorganismelor este posibilă la o anumită temperatură. Sunt cunoscute microorganisme care pot exista la temperaturi scăzute (-8°C și mai jos) și ridicate, de exemplu, locuitorii izvoarelor termale mențin activitatea vitală la o temperatură de 80-95°C. Majoritatea microbilor preferă limitele de temperatură de 15-35°C. Sunt:

  • temperatura optimă, cea mai favorabilă pentru dezvoltare;
  • maximul la care se oprește dezvoltarea microbilor de un anumit tip;
  • minim, sub care microbii încetează să se dezvolte.

În raport cu nivelul de temperatură, microorganismele sunt împărțite în trei grupe:

  • psicrofite – cresc bine la temperaturi scăzute,
  • mezofile - există în mod normal la temperaturi medii,
  • termofile - există la temperaturi constant ridicate.

Microbii se adaptează relativ repede la schimbări semnificative de temperatură. Prin urmare, o ușoară scădere sau creștere a temperaturii nu garantează încetarea dezvoltării microorganismelor.

Influența temperaturilor ridicate.

Temperaturile semnificativ mai mari decât maxime provoacă moartea microorganismelor. În apă, majoritatea formelor vegetative de bacterii mor în decurs de o oră când sunt încălzite la 60°C; până la 70°C în 10-15 minute, până la 100°C în câteva secunde. În aer, moartea microorganismelor are loc la o temperatură mult mai ridicată - până la 170°C și mai mult în 1-2 ore. Formele spori ale bacteriilor sunt mult mai rezistente la căldură; pot rezista la fierbere timp de 4-5 ore.

Metodele de pasteurizare și sterilizare se bazează pe capacitatea microbilor de a muri sub influența temperaturilor ridicate. Pasteurizarea se realizează la o temperatură de 60-90°C, timp în care formele vegetative ale celulelor mor, în timp ce formele de spori rămân viabile. Prin urmare, produsele pasteurizate trebuie răcite rapid și depozitate în condiții de refrigerare. Sterilizarea este distrugere completă toate formele de microorganisme, inclusiv sporii. Sterilizarea se efectuează la o temperatură de 110-120°C și presiune înaltă.

Cu toate acestea, sporii nu mor instantaneu. Chiar și la 120°C, moartea lor are loc în 20-30 de minute. Conservele, unele materiale medicale și substraturile pe care microorganismele sunt cultivate în laboratoare sunt sterilizate. Efectul sterilizării depinde de compoziția cantitativă și calitativă a microflorei obiectului de sterilizare, compoziție chimică, consistență, volum, masă etc.

Efectul temperaturilor scăzute.

Cel mai adesea, efectul temperaturilor scăzute nu este asociat cu moartea microorganismelor, ci cu inhibarea și încetarea dezvoltării lor. Microorganismele tolerează mult mai bine temperaturile scăzute. Mulți microbi patogeni care intră în mediul înconjurător sunt capabili să reziste iernilor aspre fără a-și pierde patogenitatea. Cel mai negativ efect asupra dezvoltării microorganismelor este temperatura la care îngheață conținutul celulei.

Efectul inhibitor al temperaturilor scazute asupra microbilor este folosit pentru depozitarea diferitelor produse refrigerate la o temperatura de 0-4°C, si congelate la o temperatura de 6-20°C si mai jos. Efectul temperaturilor scăzute în alimentele congelate sporește efectul presiunii osmotice crescute. Deoarece cea mai mare parte a apei s-a transformat în gheață, partea lichidă rămasă a apei conținea toate substanțele dizolvate conținute în masa produsului. Acest lucru determină creșterea presiunii osmotice, care, la rândul său, inhibă dezvoltarea microbilor.

Congelarea este folosită pentru păstrarea cărnii, peștelui, fructelor, legumelor, semifabricatelor, produselor culinare, mâncărurilor gata preparate etc. Încetarea dezvoltării microbiene durează doar atât timp cât temperatura scăzută continuă. Pe măsură ce temperatura crește, microbii încep să se dezvolte și să se înmulțească rapid, provocând alterarea alimentelor.

În consecință, temperatura scăzută nu face decât să încetinească procesele biochimice fără a avea un efect de sterilizare. Înghețarea repetată a acelorași produse ajută microbii să se adapteze rapid la temperaturi scăzute și le sporește viabilitatea. Prin urmare, este necesar să se prevină fluctuațiile de temperatură în timpul depozitării alimentelor.

Temperatura
În raport cu condițiile de temperatură, microorganismele sunt împărțite în termofile, psihrofile și mezofile.

  • Specii termofile . Zona optimă de creștere este de 50-60°C, zona superioară de inhibare a creșterii este de 75°C. Termofilii trăiesc în izvoarele termale și participă la procesele de autoîncălzire a gunoiului de grajd, cerealelor și fânului.
  • Specie psicrofilă (iubitoare de frig) cresc în intervalul de temperatură 0-10°C, zona maximă de inhibare a creșterii este de 20-30°C. Acestea includ majoritatea saprofitelor care trăiesc în sol, proaspete și apa de mare. Dar există unele specii, de exemplu, Yersinia, variante psicrofile ale Klebsiella, pseudomonade, care provoacă boli la om.
  • Specii mezofile crește cel mai bine la 20-40°C; maxim 43-45°C, minim 15-20°C. ÎN mediu inconjurator pot supraviețui, dar de obicei nu se reproduc. Acestea includ majoritatea microorganismelor patogene și oportuniste.

Temperatura ridicată determină coagularea proteinelor structurale și a enzimelor microorganismelor. Majoritatea formelor vegetative mor la o temperatură de 60°C timp de 30 de minute, iar la 80-100°C - după 1 minut. Controversă bacteriile sunt rezistente la temperaturi de 100°C, mor la 130°C și expunere mai lungă (până la 2 ore).
Pentru a menține viabilitatea, temperaturile scăzute (de exemplu, sub 0°C), care sunt inofensive pentru majoritatea microbilor, sunt relativ favorabile. Bacteriile supraviețuiesc la temperaturi sub –100°C; conflicte bacterii și bacterii virusuri conservat ani de zile în azot lichid ( până la –250°С).

Umiditate
Când umiditatea relativă a mediului este sub 30%, activitatea vitală a majorității bacteriilor încetează. Timpul în care mor atunci când sunt uscate este diferit (de exemplu, Vibrio cholerae - în 2 zile și micobacterii - în 90 de zile). Prin urmare, uscarea nu este utilizată ca metodă de eliminare a microbilor din substraturi. Sporii bacterieni sunt deosebit de rezistenți.
Uscarea artificială a microorganismelor sau liofilizare . Metoda presupune congelarea rapidă urmată de uscare sub presiune scăzută (vid) (sublimare uscată). Liofilizarea este utilizată pentru conservarea preparatelor imunobiologice (vaccinuri, seruri), precum și pentru conservarea și conservarea pe termen lung a culturilor de microorganisme.
Efectul concentrației soluției asupra creșterii microorganismelor este mediat de modificările activității apei ca măsură a apei disponibile pentru organism. Și dacă conținutul de săruri din exteriorul celulei este mai mare decât concentrația lor în celulă, atunci apa va părăsi celula. Inhibarea bacteriilor patogene de către clorura de sodiu începe de obicei la o concentrație de aproximativ 3% .

Radiația
lumina soarelui are un efect dăunător asupra microorganismelor, cu excepția speciilor fototrofe. Razele UV cu unde scurte au cel mai mare efect microbicid. Energia radiațiilor este utilizată pentru dezinfecție, precum și pentru sterilizarea materialelor termolabile.
raze UV (în primul rând cu lungime de undă scurtă, adică cu o lungime de undă de 250-270 nm) acționează asupra acizilor nucleici. Efectul microbicid se bazează pe ruperea legăturilor de hidrogen și formarea de dimeri de timidină în molecula de ADN, ducând la apariția unor mutanți neviabili. Utilizarea radiațiilor UV pentru sterilizare este limitată de permeabilitatea sa scăzută și de activitatea mare de absorbție a apei și sticlei.
Raze X Și g-radiatie V doze mari provoacă și moartea microbilor. Iradierea provoacă formarea radicali liberi, distrugând acizii nucleici și proteinele cu moartea ulterioară a celulelor microbiene. Folosit pentru sterilizarea preparatelor bacteriologice și a produselor din plastic.
Radiația cu microunde utilizat pentru resterilizarea rapidă a mediilor stocate pe termen lung. Efectul de sterilizare se realizează prin creșterea rapidă a temperaturii.

Ecografie
Anumite frecvențe ale ultrasunetelor, atunci când sunt expuse artificial, pot provoca depolimerizarea organelelor celulelor microbiene; sub influența ultrasunetelor, gazele situate în mediul lichid al citoplasmei sunt activate și în interiorul celulei apare presiune mare (până la 10.000 atm). Acest lucru duce la ruperea membranei celulare și moartea celulei. Ultrasunetele sunt folosite pentru sterilizarea produselor alimentare (lapte, sucuri de fructe) si a apei de baut.

Presiune
Bacteriile sunt relativ puțin sensibile la modificările presiunii hidrostatice. Creșterea presiunii până la o anumită limită nu afectează rata de creștere a bacteriilor terestre obișnuite, dar în cele din urmă începe să interfereze cu creșterea și diviziunea normală. Unele tipuri de bacterii pot rezista la presiuni de până la 3.000 - 5.000 atm, iar sporii bacterieni - chiar și 20.000 atm.
În condiții de vid profund, substratul se usucă și viața este imposibilă.

Filtrare
Pentru îndepărtarea microorganismelor se folosesc diverse materiale (sticlă cu poros fin, celuloză, koalin); asigură eliminarea eficientă a microorganismelor din lichide și gaze. Filtrarea este utilizată pentru sterilizarea lichidelor sensibile la temperatură, separarea microbilor și a metaboliților acestora (exotoxine, enzime) și, de asemenea, pentru izolarea virușilor.

EFECTUL FACTORILOR CHIMICI ASUPRA MICROORGANISMELOR

De capacitatea unui număr de substanțe chimice de a suprima activitatea vitală a microorganismelor depinde concentratii chimicale si timp contactul cu un microb. Dezinfectantele și antisepticele asigură un efect microbicid nespecific; agenții chimioterapeutici prezintă un efect antimicrobian selectiv.

De mecanism de acțiune substanțele antimicrobiene sunt împărțite în:
a) peptidoglicanul depolimerizant al peretelui celular,
b) creșterea permeabilității membranei celulare,
c) blocarea anumitor reacții biochimice,
d) enzime denaturante,
e) metaboliți oxidanți și enzime ai microorganismelor,
e) dizolvarea structurilor lipoproteice,
g) deteriorarea aparatului genetic sau blocarea funcţiilor acestuia.

La microorganisme, sunt supuse în primul rând proteinele și lipidele membranei citoplasmatice, moleculele proteice ale flagelilor, fimbriile, pili sexuali, porinele peretelui celular al bacteriilor gram-pozitive, proteinele periplasmatice de legare, capsulele proteice, exotoxinele, enzimele toxine și enzimele nutriționale. la distrugerea chimică. Distrugerea polimerilor eterogene (proteine, poliesteri etc.) are loc atât sub acțiunea agenților oxidanți, cât și sub acțiunea antisepticelor hidrolizante și detergente (acizi, alcalii, săruri ale metalelor di- și polivalente etc.).

INFLUENȚA FACTORILOR BIOLOGICI ASUPRA MICROORGANISMELOR

Agenții biologici pot include preparate care conțin indivizi vii - bacteriofagi Și bacterii cu activitate competitivă pronunțată în raport cu speciile microbiene patogene și oportuniste pentru oameni și animale . Ele sunt introduse în organism într-o stare viabilă. Fagii și antagoniștii au un efect dăunător direct asupra microbilor patogeni și oportuniști; medicamentele realizate din acestea sunt destinate uzului local, se caracterizează prin acțiune specifică asupra microorganismelor și inofensivă pentru pacient; scopul introducerii lor în corpul uman şi animal este tratament sau prevenirea boli infecțioase. După mecanismul de acțiune, acestea sunt apropiate de antiseptice chimice.
De asemenea, este necesar să ne amintim lăptos -acru bacterii care determină procesul de fermentație a acidului lactic. Unele bacterii lactice sunt capabile să sintetizeze antibiotice și să le folosească pentru a suprima dezvoltarea microbilor patogeni.
Preparate care conțin bacterii (eubiotice sau probiotice ): colibacterin, lactobacterin, bifidumbacterin, bificol, micrococcobacterin, linex, bactisubtil și altele.
Preparate care conțin bacteriofagi: bacteriofag tifoid, bacteriofag dizenter, bacteriofag salmonella, bacteriofag coli-proteus, bacteriofag stafilococic, bacteriofag streptococic, bacteriofag pyocyaneus, bacteriofag Pseudomonas aeruginosa, bacteriofag Klebsiella combinat și alții.

Stat federal instituție educațională studii profesionale superioare

"Moscova academiei de stat medicină veterinară și biotehnologie numită după"

_____________________________________________________

Influența factorilor fizici, chimici și biologici

asupra microorganismelor

Moscova – 2011

Factorii fizici, chimici și biologici Gryazneva asupra microorganismelor / Prelegere - M.: Instituția de Învățământ de Stat Federal de Învățământ Profesional Superior MGAVMiB. - 20 p.

Destinat studenților instituțiilor de învățământ superior din specialitățile 111801 - „Științe veterinare”, 020207 - „Biofizică”, 020208 - „Biochimie”, 110501 – „Expertiză sanitară veterinară”, 080 – „Știința mărfurilor și expertiza mărfurilor”, –11110. „Știința animalelor”.

Recenzători:

Doctor în științe veterinare, profesor

Aprobat de comisia educațională, metodologică și clinică a Facultății de Medicină Veterinară a Instituției de Învățământ de Stat Federal de Învățământ Profesional Superior MGAVMiB (protocol din 21 martie 2011).

Influența factorilor fizici, chimici și biologici asupra microorganismelor

Introducere.

1. Factori fizici care afectează microorganismele.

2. Factori chimici.

3. Factori biologici.

4. Sterilizarea.

5. Adaptabilitatea microorganismelor la factorii de mediu nefavorabili.

Concluzie.

Întrebări pentru autocontrol

Literatură

1. , Burlakova G.I., Pregătirea Shaikova a studenților la disciplina „Microbiologie” cu sarcini de testare: Manual. – M.: Instituția de Învățământ de Stat Federal de Învățământ Profesional Superior MGAVMiB, 2008.

2. , Rodionova //Recomandări metodologice pentru studierea disciplinei și efectuarea activității independente pentru studenții Facultății de Medicină Veterinară cu normă întreagă, cu frecvență redusă și cu frecvență redusă - M.: Instituția de Învățământ de Stat Federal de Învățământ Profesional Superior MGAVMiB .- 2008.

3., Gosmanov microbiologie și imunologie: manual. - M.: Kolos. - 2006.

4., întâlnirea Skorodumov privind microbiologia veterinară. - M.: Kolos. - 2008.

5. Microbiologie Pozdeev: Manual pentru universități. - M.: Geotar-Med. - 2001.

6., Morfologia Bannikov a populațiilor de bacterii patogene - M.: Kolos. 2007.

Introducere


Viața microorganismelor este strâns dependentă de condițiile de mediu, astfel încât microorganismele trebuie să se adapteze constant la aceasta.

Atât oamenii, animalele și plantele, cât și microorganismele sunt influențate semnificativ de diverși factori de mediu. Ele pot fi împărțite în trei grupe: fizice, chimice și biologice.

Factori de mediu antimicrobieni

Fizic

Chimic

Biologic

Rezultatele acțiunii factorilor de mediu asupra microorganismelor:

1. Favorabil.

2. Nefavorabile (efecte bacteriostatice și bactericide).

3. Modificarea proprietăților microorganismelor.

4. Indiferent.

Factorii de mediu antimicrobieni sunt utilizați în sterilizare, dezinfecție, tratament, respectarea regulilor de asepsie și antisepsie etc.

1. Factori fizici care afectează microorganismele

Dintre factorii fizici, cea mai mare influență asupra microorganismelor o exercită:

1. Temperatura.

2. Uscare (uscarea prin congelare).

3. Energie radiantă (energie cu microunde, raze ultraviolete, radiații ionizante).

4. Ultrasunete.

5. Presiune (atmosferică, hidrostatică, osmotică).

6. Electricitate.

7. Aciditatea mediului (pH-ul mediului).

8. Disponibilitatea oxigenului.

9. Umiditatea și vâscozitatea habitatului.

Temperatura - unul dintre cei mai puternici factori care afectează microorganismele. Ei fie supraviețuiesc, fie mor, fie se adaptează și cresc.

Efectele temperaturii asupra bacteriilor:

1. Capacitatea microorganismelor de a supraviețui după expunerea prelungită la condiții de temperatură extremă.

2. Capacitatea microorganismelor de a crește în condiții de temperatură extremă.

Activitatea de viață a fiecărui microorganism este limitată de anumite limite de temperatură.

Această dependență de temperatură este de obicei exprimată prin trei puncte:

§ temperatura minima (min) - sub care reproducerea se opreste;

§ temperatura optima (opt) - temperatura optima pentru cresterea si dezvoltarea microorganismelor;

§ temperatura maxima (max) - temperatura la care cresterea celulara fie incetineste, fie se opreste complet.

Temperatura optimă este de obicei egală cu temperatura ambiantă.

Toate microorganismele în raport cu temperatura pot fi împărțite în 3 grupe: psicrofile, mezofile, termofile.

Saprofite

Yersinia

Pseudomonas

Klebsiella

Listeria etc.

Temperatura optimă pentru creșterea și reproducerea psicrofililor

Psicrofili- sunt microorganisme iubitoare de frig care cresc la temperaturi scăzute: min t - 0°C, opt t - de la 10-20°C, max t - până la 35°C. Astfel de microorganisme includ locuitorii mărilor și rezervoarelor nordice, precum și unele bacterii patogene - agenți cauzali ai yersiniozei, pseudomonozei, klebsielozei, listeriozei etc.

Multe microorganisme sunt foarte rezistente la temperaturi scăzute. De exemplu, listeria, holera vibrio și unele tipuri de Pseudomonas atrobacter pot fi păstrate în gheață pentru o lungă perioadă de timp, fără a-și pierde viabilitatea.

Unele microorganisme pot rezista la temperaturi de până la minus 190°C, iar sporii bacterieni pot rezista la temperaturi de până la minus 250°C. Acțiunea temperaturilor scăzute oprește procesele de putrefacție și fermentație, motiv pentru care folosim frigidere în viața de zi cu zi.


La temperaturi scăzute, microorganismele intră într-o stare de animație suspendată, în care toate procesele vitale care au loc în celulă încetinesc. Cu toate acestea, mulți dintre psihrofili sunt capabili să provoace rapid alterarea microbiană a alimentelor și furajelor depozitate la 0°C.

Majoritatea microorganismelor patogene și oportuniste

Temperatura optimă pentru creșterea și reproducerea mezofililor

mezofilii- acesta este cel mai extins grup de bacterii, care include saprofitele și aproape toate microorganismele patogene, deoarece temperatura optată pentru acestea este de 37°C (temperatura corpului), min t - 10°C, max t - 50°C.

Termofilii- bacterii iubitoare de căldură, se dezvoltă la temperaturi peste 55°C, min t pentru ele este de 40°C, max t – până la 100°C. Aceste microorganisme trăiesc în principal în izvoarele termale. Printre termofile există multe forme de spori (B. stearothermophilus. B. aerothermophilus) și anaerobi.

https://pandia.ru/text/78/203/images/image006_13.jpg" width="335 height=140" height="140">

Forme vegetative Spori

Intervalele de temperatură pentru moartea microorganismelor

Sporii bacterieni sunt mult mai rezistenți la temperaturi ridicate decât formele vegetative ale bacteriilor. De exemplu, sporii de bacil de antrax pot rezista la fierbere timp de 2 ore.

Toate microorganismele, inclusiv sporii, mor la o temperatură de 165-170°C timp de 1 oră.

Efectul temperaturilor ridicate asupra microorganismelor stă la baza sterilizării.

Uscare. Pentru funcționarea normală a microorganismelor este nevoie de apă. Uscarea duce la deshidratarea citoplasmei, iar integritatea membranei citoplasmatice este perturbată, ceea ce duce la moartea celulelor.

Unele microorganisme (multe tipuri de coci) mor după uscare în câteva minute.

Agenții patogeni ai tuberculozei, care pot rămâne viabile până la 9 luni, precum și formele capsule de bacterii sunt mai rezistente la uscare.

Sporii sunt deosebit de rezistenți la uscare. De exemplu, sporii patogeni antrax poate supraviețui în sol mai mult de 100 de ani.

Pentru depozitarea microorganismelor în muzeele de cultură microbiană și producerea de preparate vaccinale uscate din bacterii, metoda uscare la rece.

Esența metodei este că, în aparatele pentru uscare prin congelare - liofilizatoare, microorganismele sunt mai întâi congelate și apoi uscate la o temperatură pozitivă în condiții de vid. În acest caz, citoplasma bacteriei îngheață și se transformă în gheață, apoi această gheață se evaporă și celula rămâne în viață (tranziția apei de la starea înghețată la starea gazoasă, ocolind faza lichidă - sublimare).

bacterii congelate (euetapa de liofilizare)

Formarea extracelulară(A) și intracelular(b) gheață pentru bacterii care liofilizează

Diplococi liofilizați

Cu o liofilizare adecvată, celulele microbiene intră într-o stare de animație suspendată și își păstrează proprietățile biologice timp de câțiva ani.

Liofilizat viu(A) si decedat(b) bacterii

Dacă nu se respectă regimul de liofilizare (și este diferit pentru diferite tipuri de bacterii), atunci peretele celular al bacteriilor se rupe și acestea mor.

Energie radianta. Exista forme diferite energie radiantă, caracterizată prin proprietăți diferite, puterea și natura acțiunii asupra microorganismelor.

În natură, celulele bacteriene sunt expuse constant la radiația solară.

Direct razele de soare au un efect dăunător asupra microorganismelor. Aceasta se referă la spectrul ultraviolet lumina soarelui(Raze UV).

Plante

Fotosinteză

Fototropism

Fotoperiodism

Bacterii

Fototaxis

Mutații

Bactericid

acțiune

Animale și oameni

Fotoeritem

Fotodinamica

Datorită activității chimice și biologice ridicate inerente a razelor UV, acestea provoacă inactivarea enzimelor în microorganisme, coagularea proteinelor și distrug ADN-ul, ducând la moartea celulelor. În acest caz, numai suprafața obiectelor iradiate este dezinfectată din cauza capacității scăzute de penetrare a acestor raze.

Bacteriile patogene sunt mai sensibile la acțiunea razelor UV decât saprofitele, astfel încât într-un laborator bacteriologic microorganismele sunt crescute și depozitate la întuneric.

Experiența lui Buchner arată cum razele UV au un efect dăunător asupra bacteriilor: o placă Petri cu un mediu dens este însămânțată cu un gazon continuu. O parte din recoltă este acoperită cu hârtie, iar vasul Petri este plasat la soare, apoi după un timp (15-30 de minute) este plasat într-un termostat.

Doar acele microorganisme care se aflau sub hârtie germinează. Prin urmare, importanța luminii solare pentru dezinfecția mediului este foarte mare.

Dispozitivele care emit ultrasunete utilizate în aceste scopuri sunt numite dezintegratoare cu ultrasunete (USD).

Presiune ridicata. Bacteriile, și în special sporii, sunt foarte rezistente la presiunea atmosferică sau hidrostatică ridicată (microorganisme barofile). În natură, există bacterii care trăiesc în mări și oceane la o adâncime de m sub presiune de la 100 la 900 atm. Aceste bacterii sunt saprofite și aparțin arheilor.

Bacteriile tolerează presiunea atm, iar sporii bacterieni - până la 20.000 atm. La o presiune atât de mare, activitatea enzimelor bacteriene și a toxinelor scade.

Efectul combinat al temperaturilor ridicate și tensiune arterială crescută folosit la sterilizatoarele cu abur (autoclave) pentru sterilizarea cu abur sub presiune.

Un factor important este presiunea osmotică intracelularăîn diferite microorganisme.

Efectul presiunii osmotice asupra unei celule microbiene:

1. Plasmoliza (pierderea de apă și moartea celulelor) are loc la microorganisme dacă acestea sunt plasate într-un mediu cu presiune osmotică mai mare.

2. Plasmoptizia (apa care intră în celulă și ruperea peretelui celular) – apare cu microorganismele atunci când acestea se deplasează într-un mediu cu presiune osmotică scăzută.

https://pandia.ru/text/78/203/images/image034.jpg" width="219" height="142">Hidrogen" href="/text/category/vodorod/" rel="bookmark"> ioni de hidrogen .

Pentru acidofili, pH-ul optim pentru viață este -6,0-7,0; pentru alcalofili - 9,0-10,0; pentru neutrofili - 7.5.

Valoarea pH-ului are un impact semnificativ asupra sintezei unui anumit metabolit.

În unele cazuri, optimul pentru creșterea culturilor și formarea produsului nu este același. Pe măsură ce temperatura de cultivare crește, intervalul de valori ale pH-ului tolerabil se îngustează.

Vâscozitate medie determină difuzia nutrienților din volumul mediului la suprafața celulară.

2. Factori chimici

Se știe că modificările în compoziția și concentrația nutrienților în mediul nutritiv pot încetini, opri sau stimula procesele de creștere și reproducere a populației bacteriene. În consecință, factorii chimici pot influența activitatea de viață a microorganismelor.

Gradul de influență a unui agent chimic asupra unui microorganism poate varia. Depinde de component chimic, concentrația sa, durata de expunere, precum și proprietățile individuale ale microorganismului.

Efect bacteriostatic este înregistrată dacă o substanță chimică inhibă reproducerea bacteriilor, iar după îndepărtarea ei procesul de reproducere este restabilit.

Efect bactericid provoacă moartea ireversibilă a microorganismelor.

Unele substanțe chimice sunt indiferente față de bacterii, altele le pot stimula procesele de dezvoltare sau pot oferi hrană bacteriilor. De exemplu, sarea NaCl este adăugată în cantități mici în mediul de cultură.

Se folosesc substanțe chimice care pot avea un efect bactericid asupra diferitelor grupuri de microorganisme dezinfectare.

Dezinfectare(distrugerea infecției, dezinfectarea obiectelor de mediu) este un set de măsuri care vizează distrugerea agenților patogeni ai bolilor infecțioase din mediu.

Cu alte cuvinte, dezinfectare– este distrugerea microorganismelor patogene din mediul extern folosind substanțe chimice care au efect antimicrobian.

Substanțele chimice care acționează asupra microorganismelor includ:

1. Agenți oxidanți.

2. Surfactanți.

3. Halogeni.

4. Săruri metale grele.

5. Acizi.

6. Alcaline.

7. Alcooluri.

8. Fenoli, crezoluri și derivații acestora.

9. Aldehide (formaldehidă, formol).

10. Coloranți.

De mecanism de acțiune antimicrobiană toate substanțele chimice sunt împărțite în 5 clase:

1. Proteine ​​denaturante - proteine ​​coagulează și pliază.

2. Proteine ​​saponificante – duc la umflarea si dizolvarea proteinelor.

3. Proteine ​​oxidante - deteriorează grupele sulfhidril ale proteinelor active.

4. Reacţionarea cu grupările fosfat ale acizilor nucleici.

5. Surfactanți – provoacă deteriorarea peretelui celular.

Substante denaturante:

§ fenol, crezol și derivații acestora - efectul bactericid este asociat cu deteriorarea peretelui celular și denaturarea proteinelor citoplasmatice;

§ formaldehida - efectul bactericid se datoreaza deshidratarii straturilor superficiale si denaturarii proteinelor;

§ alcooli - efectul bactericid se datoreaza capacitatii de a elimina apa si de a coagula proteinele;

§ săruri ale metalelor grele (sublimat, mertiolat, săruri de mercur, argint, zinc, plumb, cupru) - ionii metalici încărcați pozitiv sunt adsorbiți pe suprafața încărcată negativ a bacteriilor și modifică permeabilitatea membranei lor citoplasmatice, în timp ce structura respiratorii modificările enzimelor și procesele de oxidare și fosforilare sunt decuplate în mitocondrii.

Proteine ​​saponificante - alcaline, var stins.

Proteine ​​oxidante(clor, brom, iod, peroxid de hidrogen, permanganat de potasiu) - eliberează oxigen atomic activ, provocând reacție în lanț peroxidarea lipidelor cu radicali liberi, care duce la distrugerea membranelor și proteinelor microorganismelor.

Surfactanți(acizi grași, săpunuri, detergenți, detergenți) - modifică raportul energetic al suprafeței celulei microbiene (sarcina se schimbă de la negativ la pozitiv), ceea ce perturbă permeabilitatea și echilibrul osmotic.

Halogeni(conținând clor: înălbitor, cloramină B, diclor-1, sulfoclorantină, clorcină etc.; cu conținut de iod: soluție alcoolică de iod, iodinol, iodoform, soluție de Lugol etc.) – distrug structurile enzimatice ale celulei bacteriene, inhibă activitatea hidrolitică și dehidrogenază a bacteriilor, inactivează enzime precum amilaze și proteaze, denaturază proteinele citoplasmatice și, de asemenea, eliberează oxigen atomic, care are un efect oxidant asupra microorganismelor.

Coloranți(verde strălucitor, rivanol, tripoflavină, albastru de metilen) - au afinitate pentru grupele de acid fosforic de acizi nucleici și perturbă procesul de diviziune bacteriană. Mulți coloranți sunt folosiți în antiseptice.

Efect bactericid acizi(salicilic, boric) și alcalii (hidroxid de sodiu) asupra microorganismelor este determinată de:

§ deshidratarea microorganismelor;

§ modificarea pH-ului mediului;

§ formarea albuminatilor acizi si alcalini.

O nouă generație de dezinfectanți sunt compușii de amoniu cuaternar (QAC) și sărurile acestora.

Unul dintre cei mai eficienți dezinfectanți de astăzi este Veltolen - un concentrat lichid bazat pe substanța unică, brevetată, „Welton” (clatrat QAC cu uree).

Veltolen are efecte bactericide, fungicide, sporicide și virucide în concentrații scăzute, este inofensiv pentru animale și oameni și este prietenos cu mediul.


Mecanisme de acțiune antimicrobiană a Veltolenului

Efectul antimicrobian al unei soluții Veltolen 0,5% asupra agentului patogen antrax B. anthracis cu o expunere de 5 minute. determină vacuolizarea citoplasmei bacteriene și detașarea peretelui celular.

peB.Anthraciscu expunere 5 min.

Efectul antimicrobian al soluției Veltolen 0,5% asupra agentului patogen siberian cu o expunere de 15 minute. determină desprinderea peretelui celular, ruperea acestuia și vacuolizarea citoplasmei.

Efectul antimicrobian al soluției Veltolen 0,5%.

peB.Anthraciscu expunere 15 min.

Efectul antimicrobian al soluției Veltolen 0,5% asupra agentului patogen siberian cu o expunere de 60 de minute. determină distrugerea majorității celulelor bacteriene cu pierderea peretelui celular și eliberarea detritusului celular. Unii dintre sporii sub influența Veltolen formează figuri de mielină.

Efectul antimicrobian al soluției Veltolen 0,5%.

peB.Anthraciscu expunere 60 min.

Activitatea diferiților dezinfectanți nu este aceeași și depinde de timpul de expunere, concentrația, temperatura soluțiilor dezinfectante și de mediu.

Dezinfecția folosind substanțe chimice ca componentă face parte dintr-un set de măsuri care vizează distrugerea microorganismelor nu numai în mediu, ci și în macroorganism, de exemplu, într-o rană, și stă la baza asepsiei și antisepsiei.

Asepsie este un ansamblu de măsuri preventive care vizează prevenirea pătrunderii microorganismelor într-o rană sau în corpul oamenilor și animalelor.

Antiseptice- acesta este un ansamblu de măsuri care vizează distrugerea microorganismelor dintr-o rană sau din organism în ansamblu, prevenirea și eliminarea procesului inflamator.

Antiseptice sunt substanțe antimicrobiene care sunt folosite pentru dezinfectarea suprafețelor biologice.

Produsele chimice antiseptice includ coloranți (albastru de metilen, verde strălucitor) - au efect denaturant și litic, precum și derivați de 8-hidroxi-chinolină (chinosol, nitroxalină, chinolonă) și nitrofuran (furatsilin, furazolidon), care perturbă procesele biosintetice și enzimatice. în cușcă bacteriană.

3. Factori biologici

LA factori biologici, care afectează negativ microorganismele includ:

§ microorganisme-antagonisti;

§ probiotice;

§ bacteriofagi;

§ factori de protectie ai organismului (celulari si umorali).

Un număr mare de tipuri diferite de microorganisme trăiesc în mediul extern și în corpul oamenilor și al animalelor, care interacționează între ele în moduri diferite.

Bacteriile lactice

Predare- un atac de către un tip de bacterii asupra altuia cu scopul de a folosi celelalte specii ca hrană.

https://pandia.ru/text/78/203/images/image049.jpg" width="302" height="201">

Bdellovibrio bacteriovorpătrunde în salmonela

Neutralism– microorganismele nu au niciun efect unul asupra celuilalt.

De cel mai mare interes pentru știință și practică sunt diferitele substanțe biologic active formate în timpul vieții microorganismelor, iar una dintre ele este antibioticele.

Antibiotice- produse metabolice ale organismelor vii sau analogi ai acestora, obținute sintetic, capabile să inhibe selectiv creșterea microorganismelor.

Termenul „antibiotic” a fost propus de V. Vuymin în 1889 pentru a desemna agentul activ al procesului de „antibioză”, adică rezistența oferită de un organism viu față de altul.

În 1929, A. Fleming a descoperit penicilina, care a fost izolată sub formă cristalină în 1940.

Mecanismul de acțiune al antibioticelor asupra bacteriilor

Clasificarea antibioticelor

Conform biologic

origine

După mecanismul de acţiune biologică

După spectrul biologic

ale căror acțiuni

De structura chimica

Eubacteriile

Genul Pseudomonas: piocianina,

viscozină.

Inhiba sinteza peretelui celular (peniciline, cefalosporine)

Spectru îngust (peniciline, cefalosporine)

Compuși aciclici (micozamină, pirozamină)

Actinomicete

Gen Streptomyces: tetracicline, streptomicine, eritromicină.

Genul Micromono-spora: gentamicine, sizomicină.

Perturbează funcția membranelor

(nistatina, candicidină)

Spectru larg (tetracicline, cloramfenicol, gentamicina, tobramicină)

Compuși aliciclici (actidionă, acid tuic).

Tetracicline

Cianobacterii

(malingolidă)

Suprimă sinteza ARN (kanamicină, neomicină) și sinteza ADN (actidionă, edeină)

Antituberculoză

(streptomicina, kanamicina)

Compuși aromatici (acid galic, cloramfenicol).

Ciuperci

(peniciline)

Inhibitori ai sintezei de purine și pirimidine (azaserina)

Antifungice (nistatina, candicină)

Compuși heterociclici care conțin oxigen (acid penicilic, oxid carlin)

Licheni, plante, alge(acid usnic, clorelina)

Suprimă sinteza proteinelor (kanamicină, tetracicline, eritromicină, cloramfenicol)

Antitumoral

(adriamicină)

Macrolide

(eritromicină)

Origine animală

(interferon, ecmolin)

Inhibitori respiratori (acid usnic, piocianina). Inhibitori ai fosforilării oxidative (valinomicina, oligomicină)

Antimoebic (fumagilină)

Aminoglicozide (tobramicină, gentamicină, streptomicine).

Polipeptide

(gramicidine)

„Fenomenul colierului de perle” în agentul patogen al antraxului atunci când este crescut pe un mediu nutritiv cu penicilină

Ca urmare a acțiunii penicilinei asupra B. anthracis, peretele celular al agentului patogen este distrus și se formează protoplaste sferice, legate între ele sub forma unui șir de margele.

Penicilina poate provoca distrugerea peretelui celular în multe tipuri de bacterii. Până de curând, stafilococii și streptococii erau deosebit de sensibili la aceasta.

Majoritatea bacteriilor gram-negative au dezvoltat rezistență la penicilină datorită capacității lor de a sintetiza enzima penicilinaza, care distruge penicilina.

https://pandia.ru/text/78/203/images/image055.jpg" width="204" height="169">.jpg" width="224" height="168">DIV_ADBLOCK169">

Posibile mecanisme de acțiune ale probioticelor:

1. Suprimarea microorganismelor vii patogene și oportuniste.

a) producerea de substanţe antibacteriene - bacteriocine;

b) competiţia pentru surse de hrană;

c) competiţia pentru receptorii de adeziune.

2. Efectul asupra antagonismului microbian.

a) scăderea activității enzimatice;

b) creşterea activităţii enzimatice.

3. Stimularea imunității.

b) activitate crescută a macrofagelor.

Preparate probiotice produse în țări -

Membrii UE și tipurile de microorganisme utilizate în acestea

Un drog

Tipul de microorganisme

Lapte lichid acidophilus, produse din iaurt (pretutindeni)

L. acidophilus, B. bifidum, B. longum

Biograd, Beefyogurt Yoga-Line, Lactopriv, Eugalin, Vitacidophilus, Omniflora Mutaflor, Kolivit, Symbioflor, Lactana-B (Germania)

L. acidophilus, S. thermophilus, B. longum, B. bifidum, E. coli

Gefilak, Baktolak (Finlanda)

L. rhamnosum, L. casei, S. faecium

Yocult, Bifider, Toyocerin, Lacris, Graugen, Calsporin, Miarizan, Korolak, Biofermin, Balantol, Lactofed (Japonia)

L. rhamnosum, L. casei, E. coli, B. cereus, L. sporogenes, B. subtilis, B. thermophilus, C. butyricum, B. pseudolongum, S. faecalis, L. acidophilus, B. toyo

Biokos (Republica Cehă)

B. bifidum, L. acidophilus, P. acidilactis

Sinelak, Orthobacter, Bifidigen, Liobifidus, Probiomin, Normoflor, Biolactal (Franța)

L. bulgaricus, L. acidophilus, B. longum E. coli, S. thermophilus, B. bifidum

Infloran (Elveția)

S. thermophilus, L. bulgaricus, L. acidophilus

Pionier (Spania)

Complex de microfloră intestinală

Ventrax ocido (Suedia)

L. acidophilus, S. faecium, S. thermophilus

Gastrofarm, Normoflor (Bulgaria)

L. acidophilus, L. bulgaricus

Bio-Plus2 (Germania, Danemarca)

B. subtilis, B. licheniformis

Proteksin, Pripalak (Olanda)

Baktisubtil (Iugoslavia)

Acid-Pak-4-Way, Lacto-Sac (SUA)

S. thermophilus, L. acidophilus

Pe lângă tipurile de bacterii enumerate, într-un număr de țări Saccaharomyces cerevisiae, Candida pintolopesii, Aspergillus niger și Aspergillus orysae sunt utilizate în probiotice pentru animale.

Bacteriile lactice utilizate în mod obișnuit pentru a produce probiotice includ streptococii acid lactic (S. lactis și S. cremoris) și lactobacili (L. acidophilum, L. casei, L. plantarum, L. bulgaricum).

Metaboliții bacteriilor lactice și funcțiile lor de reglare

Mecanism de acțiune

Efect biologic

Acid lactic

Sinergismul combinației cu acizii acetic, propionic, butiric. Sinteza lactoferinei intracelulare și extracelulare.

Inhibarea creșterii microorganismelor patogene. Sinteza redusă a toxinelor de către ciupercile de mucegai în furaje.

Dioxid de carbon

Menținerea condițiilor anaerobe și presiune parțială ridicată.

Scăderea potențialului respirator la bacteriile intestinale aerobe.

Apă oxigenată

Formarea hipotiocinatului în bacterii. Epuizarea sistemului enzimatic la microorganismele dependente de catalază. Inactivarea enzimelor celulare.

Efect toxic asupra microflorei catalaze pozitive. Reducerea sintezei proteinelor, transmiterea limitată a informației genetice, scăderea factorilor de adeziune la bacteriile gram-negative.

Legarea factorului antilizozim la bacteriile enteropatogene. Liza pereților celulari bacterieni.

Creșterea activității fagocitare a macrofagelor. Activitate de colonizare redusă la bacteriile gram-negative. Stimularea nespecifică a macrofagelor.

Bacteriocine

Limitarea sintezei proteinelor. Perturbarea proceselor de transport prin membrana celulara, scăderea sintezei ADN, compactarea materialului nuclear, modificări ale ribozomilor și lizozomilor.

Acțiune bactericidă și bacteriostatică. Inhibarea proceselor de diviziune bacteriană, perturbarea transmiterii informațiilor ereditare. Distrugerea conexiunilor receptorilor.

În Rusia, culturile pure de bacterii lactice au fost folosite din 1890. O mare contribuție la dezvoltarea metodelor de preparare a culturilor pure, conservarea lor sub formă uscată și utilizarea lor în producerea produselor lactate fermentate a avut-o și.

Sterilizare la căldură uscată- se realizează în cuptoare Pasteur (cuptor cu căldură uscată). Este un dulap cu pereți dubli din metal și azbest, încălzit cu energie electrică și dotat cu termometru. Căldura uscată este utilizată pentru sterilizarea în principal a sticlei de laborator. Dezinfectarea materialului din acesta are loc la 160°C timp de 1 oră.

În laboratoarele bacteriologice se utilizează acest tip de sterilizare: calcinare la foc (umplutură). Această metodă este utilizată pentru a dezinfecta bucle bacteriologice, spatule și pipete. Pentru calcinare la foc, folosiți lămpi cu alcool sau arzătoare cu gaz.

Metodele fizice de sterilizare includ, de asemenea raze UVȘi radiații cu raze X. O astfel de sterilizare se realizează în cazurile în care obiectele care sunt sterilizate nu pot rezista la temperaturi ridicate.

Tindalizare(sterilizare în două etape) se utilizează pentru dezinfectarea materialului contaminat cu spori bacterieni. În acest caz, sunt utilizate două moduri de încălzire a materialului - primul mod este optim pentru germinarea sporilor și tranziția formei de spori a bacteriilor la forma vegetativă, iar al doilea mod are ca scop distrugerea celulelor vegetative ale microorganismelor. .

Sterilizare mecanică(sterilizare pe filtru) - se efectuează folosind filtre (ceramice, sticlă, azbest) și în special ultrafiltre membranare din soluții coloidale de nitroceluloză.

Morfologie" href="/text/category/morfologiya/" rel="bookmark">morfologie (rotunjire, alungire a celulei), proprietăți culturale (stafilococii nu formează pigment în absența oxigenului), proprietăți biochimice sau enzimatice (producție de enzime adaptive în Escherichia - enzimă lactază pe un mediu cu lactoză).Cu variabilitate fenotipică, de regulă, după un anumit timp are loc o revenire la starea inițială (se pierde „noul fenotip”).

2. Variabilitatea genotipică(ereditare) - apare ca urmare a mutațiilor și recombinărilor genetice. În acest caz, o modificare a fenotipului este asociată cu o schimbare a genotipului și este moștenită. Nu există nicio întoarcere la fenotipul original.

Mutații(din lat. mutatio - a schimba) - acestea sunt moștenite în mod persistent modificări structurale gene asociate cu reorganizarea nucleotidelor din molecula de ADN. Mutațiile modifică secțiuni ale genomului (adică aparatul ereditar).

Mutațiile bacteriene pot fi spontane (spontane) și induse (dirijate), adică apar ca urmare a tratării microorganismelor cu mutageni speciali (substanțe chimice, temperatură, radiații etc.).

Ca urmare a mutațiilor bacteriene, pot apărea următoarele:

§ modificari ale proprietatilor morfologice ale microorganismelor;

§ modificarea proprietăților culturale;

§ apariţia rezistenţei la medicamente la microorganisme;

§ slăbirea proprietăților patogene etc.

LA recombinări genetice includ recombinări de gene care apar ca rezultat al transformării, transducției și conjugării.

Transformare-transferul de material genetic de la o bacterie donatoare la o bacterie primitoare folosind ADN izolat dintr-o alta celula.

Bacteriile care pot percepe ADN-ul altei celule sunt numite competente.

Starea de competență coincide adesea cu faza logaritmică a creșterii.

Pentru transformare este necesar să se creeze conditii speciale, de exemplu, când se adaugă fosfați anorganici în mediul nutritiv, frecvența transformării crește.

Transducția- acesta este un transfer material ereditar de la bacteria donatoare la bacteria primitoare de către un bacteriofag.

De exemplu, folosind un bacteriofag, este posibil să se reproducă transducția flagelilor, proprietăți enzimatice, rezistență la antibiotice, toxicitate și alte semne.

Conjugare- transfer de material genetic de la o bacterie la alta prin contact direct. Mai mult, are loc un transfer unidirecțional de material genetic - de la donator la primitor. O condiție necesară pentru conjugare, donatorul are o moleculă de ADN circulară citoplasmatică - o plasmidă și un factor de fertilitate specific F. La bacteriile gram-negative se găsesc peri F reproductivi, prin care are loc transferul de material genetic. Celulele care joacă rolul de donator sunt desemnate F+, iar celulele receptoare sunt desemnate F–-.

3. Variabilitate intermediară – disociere. Într-o populație omogenă de bacterii, diferită proprietăți biologice celule care formează două forme de colonii - R (aspre, cu margini rupte, adesea asociate cu dobândirea proprietăților patogene de către bacterii) și S (rotunde, netede, strălucitoare).

Concluzie

Microorganismele din mediul extern sunt afectate de un număr mare de factori nefavorabili diferiți, ceea ce le obligă să se îmbunătățească, să se adapteze și să evolueze în mod constant.

Factorii de mediu nefavorabili sunt cei care sunt pentru microorganisme forta motrice speciația.

Întrebări pentru autocontrol

1. Rezultatele actiunii factorilor de mediu asupra microorganismelor.

2. Ce factori fizici au cea mai mare influență asupra microorganismelor?

3. Care este intervalul de temperatură pentru cultivarea diferitelor tipuri de microorganisme?

4. Care este esența liofilizării microorganismelor?

5. Descrie experiența lui Buchner.

6. Valoarea presiunii osmotice pentru bacterii.

7. În ce grupe sunt clasificate microorganismele în raport cu concentrația ionilor de hidrogen din mediu?

8. Ce sunt dezinfecția și dezinfectanții?

9. Clasificarea substanţelor chimice după mecanismul de acţiune antimicrobiană.

10. Ce produse se numesc antiseptice?

11. Enumeraţi factorii biologici care afectează negativ microorganismele.

12. Ce relații între bacterii sunt cauzate de simbioza antagonistă?

13. Care este mecanismul de acțiune al antibioticelor asupra bacteriilor?

14. Numiți posibilele mecanisme de acțiune ale probioticelor.

15. În ce grupe sunt împărțiți bacteriofagii?

16. Ce este sterilizarea cu filtru?

17. Numiți diferențele dintre variabilitatea fenotipică și genotipică a bacteriilor.