ВЛИЯНИЕ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА МИКРООРГАНИЗМЫ.

Тема № 5.

ВЛИЯНИЕ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА МИКРООРГАНИЗМЫ.

1. Физические факторы.

К числу основных физических факторов, воздействующих на микроорганизмы как в естественной среде обитания, так и в определенных искусственных условиях лаборатории, относятся температура, свет, электричество, высушивание, различные виды излучения, осмотическое давление и др.

Температура. О влиянии температуры на микроорганизмы обычно судят по их способности расти и размножаться в определенных температурных границах. Для каждого вида бактерий определена оптимальная температура развития. В зависимости от пределов этой температуры бактерии разделены на три физиологические группы: психрофильные, мезофильные и термофильные.

Психрофильныемикроорганизмы — преимущественно обитатели северных морей, почвы, сточных вод. Температурные границы психрофилов: температурный минимум — около 10°С, оптимум — 15-20, максимум — 30-35°С.

Мезофильные бактерии — наиболее обширная группа, в нее входит большинство сапрофитов и все патогенные микроорганизмы. Температурный минимум — 10°С, оптимум — 30-37, максимум — 40-45°С.

Термофильные бактерии часто и в большом количестве встречаются в почве, воде, теплых минеральных источниках, а также в пищеварительном тракте животных и человека. Температурный минимум — 35°С, оптимум — 50-60, максимум — 70-75°С

Высокие и низкие температуры по-разному влияют на микробов. При низких температурах микробная клетка переходит в состояние анабиоза, в котором она может существовать длительное время.

Низкие температуры приостанавливают гнилостные и бродильные процессы. На этом принципе основано сохранение продуктов в ледниках, погребах и холодильниках. В микробиологической практике широко применяется длительное хранение культур микробов, иммунноглобулинов антибиотиков, живых вакцин в высушенном виде из замороженного состояния. Метод получения сухих культур микроорганизмов путем высушивания из замороженного состояния (-76°С) под высоким вакуумом называется лиофилизацией.

При лиофилизации свободная вода и вода, непрочно связанная с гидрофильными веществами клеток, подвергается замораживанию, и затем происходит сублимация льда, т. е. переход его из твердого состояния в парообразное, минуя жидкую фазу. В результате получается сухая пористая масса, которая при добавлении к ней воды легко суспендируется. Повторные замораживание и оттаивание неблагоприятно воздействуют на микроорганизмы и могут стать причиной их гибели при лиофилизации.

Высокая температура, особенно нагревание паром под давлением, губительно действует на микробов. Чем выше температура предела максимума, тем быстрее погибают вегетативные формы (способные к росту и размножению) микроорганизмов: при 60°С — через 30 мин, при 70°С — через 10-15, при 80-100°С— через 1 мин. Споры бактерий более устойчивы к действию высокой температуры. Воздействие высокой температурой— самый распространенный, удобный и надежный способ стерилизации — обеспложивания — уничтожения различных микробов и их спор на разнообразных объектах. Существуют разные способы стерилизации: прокаливание на огне, кипячение, стерилизация сухим паром в печах Пастера (сухожаровые шкафы), стерилизация паром под давлением в автоклавах, без давления в аппарате Коха, тиндализация (дробная стерилизация при 56-58°С). Стерилизации подвергают перевязочный материал, хирургический инструмент, различные растворы.

Пастеризация — метод, предложенный Пастером с целью сохранения питательной ценности молока, вина, различных консервов, которые постепенно нагревают до 80°С на 30 мин, а затем быстро охлаждают до 4-8°С. При пастеризации погибают вегетативные формы микробов, споры же сохраняются, но быстрое охлаждение и хранение продукта при 4-5°С препятствует их прорастанию и последующему размножению микробов.

Высушивание. Многие виды микроорганизмов надолго сохраняют жизнеспособность после высушивания, хотя расти и размножаться в этих условиях не могут. Высушивание сопровождается обезвоживанием цитоплазмы и денатурацией белков и бактерий. Высушивание используют для консервирования кормов (сена, соломы), овощей, фруктов, лекарственных трав.

Дегидратация(обезвоживание) вегетативных форм бактериальных клеток преимущественно вызывает их гибель.

Излучения.Степень бактерицидного действия излучения на микробов зависит от вида лучевого излучения, дозы и длительности экспозиции.

Действие видимого излучения (света). Видимый рассеянный свет (длина волн 300-1000 нм) угнетает жизнедеятельность микроорганизмов, но в более слабой степени, чем прямые солнечные лучи. В связи с этим культивирование микроорганизмов на искусственных питательных средах осуществляют в темноте, в термостатах или специальных комнатах, где поддерживается оптимальная для размножения микробов температура. Видимый свет положительно влияет только на пигментобразующей бактерии, которые используют световую энергию для фотосинтеза и при этом активно образуют пигмент — микробная культура окрашивается в красный, зеленый и другие цвета. Прямые солнечные лучи убивают все микроорганизмы, кроме пурпурных и зеленых серобактерий; развитию последних солнечный свет благоприятствует.

Ультрафиолетовое излучение. Ультрафиолетовое излучение (УФИ) с длиной волн 400-300 нм является химически активным, 330-295 нм — биологически активным, а 295-200 нм — бактерицидно активным. УФИ широко применяют для санации воздуха в животноводческих помещениях, в лабораториях и промышленных цехах (бродильная промышленность, производство антибиотиков), в боксах для создания асептических условий.

Ионизирующее излучение (рентгеновское излучение). Механизм действия рентгеновского излучения заключается в поражении ядерных структур, в частности, нуклеиновых кислот цитоплазмы, то есть поражается генетический аппарат микробной клетки, что приводит к ее гибели или мутации.

Лазерное излучение используют в основном для уничтожения пигментообразующих бактерий (синегнойная палочка и др.). Под его влиянием все биологические объекты претерпевают необратимые изменения (денатурация белка и др.).

Электричество. Ток малой и высокой частоты убивает микроорганизмы. Особенно сильное бактерицидное действие оказывают токи ультравысокой частоты. Они приводят в колебание молекулы всех элементов клетки, вследствие чего происходит быстрое и равномерное нагревание всей ее массы независимо от температуры окружающей среды.

Ультразвук. Ультразвук (волны с частотой около 20 000 Гц) используют для стерилизации пищевых продуктов и дезинфекции предметов.

12 Следующая ⇒