Информационный блок по теме
«Действие факторов внешней среды на микроорганизмы»
Все факторы внешней среды, оказывающие влияние на микроорганизмы, можно разделить на три группы:
1) физические (температура, высушивание, лучистая энергия, концентрация растворов);
2) химические (реакция среды, действие химических веществ);
3) биологические (действие других организмов или продуктов их жизнедеятельности).
Физические факторы
Температура. Микробы в сравнении с высшими организмами обладают значительно большей приспособляемостью к температурным условиям. Различают температуру оптимальную, минимальную и максимальную для развития микроорганизмов.
Температура, наиболее благоприятная для роста и размножения микробов, называется оптимальной. Она обычно соответствует температурным условиям естественной среды обитания микробов. Выше температурного максимума и ниже минимума развитие микробов прекращается.
Все микроорганизмы по отношению к температуре разделяются на:
1) психрофилы (от греч. psychros — холодный), которые приспособились в процессе эволюции к жизни при низких температурах. Их оптимальная температура 10—20°С 'при максимуме 30° и минимуме 10°. Это главным образом железобактерии, сапрофитные микробы северных морей, почвы;
2) мезофилы (от греч. mesos — средний) имеют оптимум 30—37°С, максимум около 45°, минимум 10°. Это самая обширная группа. К ней относятся все патогенные микробы;
3) термофилы (от греч. termos — теплый). Оптимальная температура их развития 50—60°С, максимальная 70—80°, минимальная 25°. Микробов этой группы обнаруживают в почве, навозе, горячих источниках. Среди них много споровых форм.
Высокие и низкие температуры по-разному действуют на микроорганизмы. Микроорганизмы более чувствительны к высоким температурам. Повышение температуры за пределы максимальной вызывает их гибель, так как происходит свертывание белков клетки
и повреждение ферментов. Гибель большинства вегетативных форм бактерий при 60°С наступает в среднем через 30 мин, при 70° — через 10—15 мин, а при 80— 100° — через 1 мин. Споры микробов гораздо устойчивее к высоким температурам. Например, споры возбудителя столбняка выдерживают кипячение до 3 ч, а ботулизма — до 6 ч. Применение высоких температур положено в основу стерилизации — обеспложивания различных материалов и предметов.
К низкой температуре микроорганизмы чрезвычайно устойчивы. Даже температуры ниже 0° не вызывают гибели большинства микробов. Они впадают в состояние анабиоза — затормаживаются все процессы жизнедеятельности в клетке, прекращается размножение. Многие бактерии даже в жидком водороде при температуре (—)253°С часами остаются живыми. Холерный вибрион и кишечная палочка могут долгое время сохраняться во льду. Возбудители дифтерии переносят замораживание в течение 3 месяцев, возбудители чумы — до 1 года. Особенно устойчивы к низким температурам бактерии, образующие споры. Повторное замораживание и оттаивание действует на микробы губительно. Угнетающее действие низкой температуры на микроорганизмы используют при сохранении пищевых продуктов в погребах, холодильниках, в замороженном виде.
Высушивание. Для нормальной жизнедеятельности микробов необходима вода, так как питательные вещества поступают в бактериальную клетку только в растворенном виде. Установлено, что при влажности субстрата, в котором размножаются микроорганизмы, ниже 30% развитие большинства микробов прекращается, хотя многие из них при этом не погибают, а сохраняются в течение длительного времени. Сроки отмирания различных микробов под влиянием высушивания различны: от нескольких дней до нескольких лет. Очень устойчивы к высушиванию споры бактерий, так как вода в них находится в основном в связанном состоянии. Они могут сохраняться высушенными десятки лет. Неблагоприятное влияние высушивания на микроорганизмы используют при консервировании продуктов. Но, попав в условия высокой влажности, сухие продукты быстро портятся из-за восстановления активности микробов. Устойчивость микробов к высушиванию и низким температурам используют, применяя искусственное высушивание — лиофилизацию. Сущность ее заключается в том, что микроорганизмы быстро замораживают и высушивают в вакууме. Лиофильную сушку широко применяют при изготовлении вакцин, сывороток, для сохранения культур микробов.
Лучистая энергия. Солнечный свет оказывает губительное действие на микроорганизмы, за исключением автотрофных видов. Прямые солнечные лучи убивают большинство микробов в течение нескольких часов. Патогенные бактерии более чувствительны к действию света, чем сапрофиты. Гигиеническое значение света, как естественного обеззараживающего средства, очень велико. Он освобождает от болезнетворных бактерий воздух, внешнюю среду. Наиболее сильное бактерицидное действие как на вегетативные формы бактерий, так и на споровые, оказывают лучи с короткой длиной волны— ультрафиолетовые. Их используют для стерилизации операционных, бактериологических лабораторий и других помещений.
Осмотическое давление имеет большое значение для жизни микробов. При высокой концентрации в среде солей или сахара происходит плазмолиз и микробная клетка погибает. Неблагоприятное действие концентрированных растворов соли и сахара на микроорганизмы используют для консервирования продуктов: рыбы, мяса, овощей, фруктов. Различные бактерии неодинаково чувствительны к наличию хлорида натрия в среде. Так, возбудители ботулизма прекращают жизнедеятельность в 6% растворе хлорида натрия, а дрожжи — в 14% растворе.
Высокое давление не оказывает значительного влияния на микроорганизмы. Живых микробов находят на дне океана. Даже давление в 5000 атмосфер не вызывает гибели большинства микроорганизмов.
Ультразвук и электромагнитное сверхвысокочастотное (СВЧ) излучение быстро убивают микроорганизмы. СВЧ-излучение используют для обеззараживания медицинского иструментария и посуды, биологических отходов.