ЗАГАЛЬНА МІКРОБІОЛОГІЯ - Т.П. Пирог - 2004

6. РІСТ МІКРООРГАНІЗМІВ

6.1. ДІЯ НА МІКРООРГАНІЗМИ ЗОВНІШНІХ ФАКТОРІВ

6.1.3. Методи стерилізації

Загибель мікроорганізмів — необоротна втрата здатності до росту та розмноження. Багато які пошкодження, що супроводжуються, як правило, загибеллю клітин, у певних умовах можуть бути оборотними. Наприклад, явище фотореактивації після опромінення культури ультрафіолетом.

Стерилізація (знепліднення) — це звільнення будь-якого матеріалу від живих мікроорганізмів або їх форм спокою (спор). Від стерилізації слід відрізняти часткове знепліднення (пастеризацію), а також консервування. Якщо у стерильне середовище чи мікробну культуру потрапили інші мікроорганізми, то йдеться про контамінацію (забруднення, інфікування).

Ефективність різних агентів, використовуваних для знищення мікроорганізмів, характеризують величиною D_t0 (час, необхідний для загибелі 90 % клітин певної популяції у певних умовах).

Повна або часткова стерилізація здійснюється за допомогою вологого жару, сухого жару, фільтрації, опромінення або різних хімічних засобів.

Вологни жар. Вегетативні клітини більшості бактерій і грибів гинуть через 5-10 хв при температурі 60 С, спори дріжджів і грибів — при температурі вище 80 С. а спори бактерій — вище 120 C (15 хв). Для досягнення температур, вищих від точки кипіння води, користуються автоклавом. При доступі повітря певному тиску відповідає значно нижча температура. Загибель мікроорганізмів під дією вологого жару залежить від температури. а не від тиску. Тому під час автоклавування слід вимірювати температуру, а не тиск, хоча, зважаючи на простоту та безпеку, вимірюють тиск. Температура та тривалість стерилізації залежать від складу поживного середовище. Так. молоко, желатинові середовища та середовища, які містять цукри, вітаміни тощо, стерилізують при температурі 112—115 С і тиску 0,05 МПа впродовж 20-30 хв, м’ясо-пептонні середовища — при 120 C (0,075-0,1 МПа) впродовж 20-30 хв, розчини солей — при 131 C (0,15 МПа) впродовж 40-60 хв.

Сухий жар. У процесі стерилізації сухим жаром бактеріальні спори переносять вищі температури довше, ніж у процесі стерилізації вологим жаром. Тому жаростійкий скляний посуд, порошки, масла стерилізують упродовж 2 год при 160 С у сухому стерилізаторі. Стерилізація жаром базується на коагуляції клітинних білків

Фільтрація. Розчини, що містять термолабільні речовини, стерилізують фільтрацією (так звана холодна стерилізація). При цьому використовують мембранні фільтри з різним діаметром пор, що дає можливість затримувати на них організми різної величини та форми.

Опромінення. Застосовують ультрафіолетові, рентгенівські та гамма-промені. У лабораторних умовах найширше використовують стерилізацію УФ опроміненням. Так стерилізують приміщення, пластиковий посуд, який не можна стерилізувати в автоклаві.

Хімічні засоби. Для стерилізації харчових продуктів, лікарських препаратів, різних приладів застосовують окис етилену, який вбиває і вегетативні клітини, і спори, але діє тільки тоді, коли матеріали, які стерилізують, містять деяку кількість води (5-15 %). Окис етилену застосовують у вигляді газової суміші а азотом чи вуглекислим газом, в якій його частка становить від 2 до 50 %.

Для зберігання термолабільних речовин, що містяться в поживних середовищах, в практику була введена стерилізація β-пропіолантоном. Вій значно активніший, ніж окис пропілену, але разом з тим йому притаманна канцерогенна дія. β-пροпіолантон у концентрації 0,2 % добавляють у готові поживні середовища, які потім інкубують 2 год при 37 С. Напої стерилізують також диетилпірокарбонатом (0,003-0,020 %).

Для стерилізації насіння, яке використовується для вирощування стерильних рослин, придатні такі звичайні антимікробні засоби, як бромна вода (1 %), сулема (1%-й розчин HgCl₂ у спирті), нітрат срібла у вигляді 0,05 %-го розчину та ін.

Методи консервування. Органічні матеріали розкладаються мікроорганізмами, якщо не вжито спеціальних заходів. Найбільше значення мають методи, що забезпечують зберігання харчових продуктів. Ці питання вирішує харчова мікробіологія.

Харчові продукти стають непридатними до використання не тільки тому, що розкладаються мікроорганізмами (в результаті аеробного окиснення чи анаеробного гниття), а й тому, що на них потрапляють бактерії та гриби, які утворюють токсини. Такими продуцентами токсинів с Clostridium botulmum і різні види стафілококів. Деякі гриби утворюють мікотоксини, з яких найбільш відомий афлатоксин (продукт життєдіяльності гриба Aspergillus flavus).

Для консервування використовують фізичні та хімічні методи.

Фізичні методи. Це в першу чергу стерилізація за допомогою високої температури. Металеві консервні банки прогрівають в автоклаві. Для консервування кислих плодових соків достатньо пастеризації, у процесі якої гинуть лише вегетативні клітини, а спори зберігають життєздатність (ендоспори в кислому середовищу не проростають).

Плодові соки, мінеральні води, лікарські препарати стерилізують через дрібнопористі азбестові чи целюлозні фільтри. Старий поширений спосіб консервування харчових продуктів висушуванням ґрунтується на тому, що для росту мікроорганізмів необхідна певна вологість (понад 10 води). Вівсяні пластівці, сушені фрукти, сіно, зерно зберігаються саме завдяки своєму сухому стану.

Опромінення для консервування харчових продуктів ще не досить поширене. УФ промені використовують переважно для стерилізації повітря на молочних заводах, хлібозаводах та ін. Надійним способом, який навіть у домашніх умовах конкурує з солінням, є зберігання при низькій температурі. В камерах для глибокого заморожування продукти зберігають при температурі мінус 20 С і нижче.

Хімічні методи. Консервування підкисленним ґрунтується на тому, що за низьких pH без доступу повітря росте дуже небагато мікроорганізмів. Термостійкі спори за pH нижче 5,0 не проростають. Для приготування кислої капусти, силосу, кислих огірків і сирокопчених ковбас використовують природне (натуральне) підкислення, яке відбувається в результаті молочнокислого бродіння. Для консервування до продуктів часто добавляють оцтову, лимонну, молочну кислоти.

М’ясні та рибні продукти консервують копченням. У коптильному димі містяться продукти сублімації — феноли, крезоли, альдегіди тощо, яким притаманні антисептичні властивості.

Для соління продукти вміщують у 14-25%-й розчин солі. Цукор у високих концентраціях (до 50 %) також пригнічує ріст мікроорганізмів. Так готують мармелади, варення, сиропи.

Для консервування продуктів використовують і хімічні консерванти. У вино добавляють сірчисту кислоту, диетилпірокарбонат, сорбінову, бензойну та мурашину кислоти. Плоди цитрусових обробляють дифенілом та офенілфенолатом. Робляться спроби застосовувати для консервування антибіотики.