Вплив ультразвуку на мікроорганізми

Ультразвукові хвилімають частоту коливання понад 16 000 Гц. Вони виявляють згубну дію на різні мікроорганізми: зумовлюють розпад високомолекулярних сполук, коагуляцію білка, інактивують ферменти, токсини, спричинюють розрив клітинної стінки тощо. Досі не розкрито механізм дії ультразвукових хвиль. Його зв’язують зкавітацією(від лат.cavitas– порожнина), тобто утворення у рідині порожнин, при закриванні яких виникають гідравлічні удари, що руйнують клітини мікроорганізмів.

До дії ультразвуку чутливі (різною мірою) всі прокатіони. Наприклад, до дуже чутливих належать протей, сальмонели, сирна паличка та інші, до дуже стійких – туберкульозна паличка та багато інших прокатіонів.

Використання електрогідравлічного ефекту при стерилізації молока, соків, та інших харчових продуктів, виробництві вбитих вакцин, а також для стерилізації питної і стічних вод.

Вплив радіохвиль на мікроорганізми

Радіохвилі – це електромагнітні хвилі дуже великої довжини: короткі радіохвилі мають довжину від 10 до 50 м, ультракороткі – від 10 м до декількох мм., характеризуються різною частотою коливання (3х10⁴– 3х10¹¹Гц). Проходження радіохвиль через середовище викликає у ньому виникнення променевих потоків високої частоти (ВЧ) і дуже високої частоти (ДВЧ). Електромагнітна енергія яка виникла в середовищі переходить у теплову. Характер нагрівання за допомогою енергії ВЧ і ДВЧ різко відрізняється від звичайних способів нагрівання. Об’єкт нагрівається швидко і відразу у всіх точках об’єму. Так, в ДВЧ - полі стакан води закипить за 2-3 хвилини, 1 кг. риби звариться протягом 2 хвилин, 1 кг м’яса – 2,5 хвилини, курка – 6-8 хвилин.

ДВЧ – енергія являється перспективним способом теплової обробки харчових продуктів і може використовуватися для пастеризації і стерилізації фруктових соків, компотів, сушки, випічки, продукції.. Існують ДВЧ – прилади періодичної і безперервної дії.

Швидкість ДВЧ- нагрівання забезпечує найбільш повне зберігання смакових і харчових якостей продуктів, а ефект дії на їх мікрофлору порівняно з традиційними способами теплової обробки практично однаковий.

Хімічні фактори

Основними хімічними факторами, які впливають на життєдіяльність мікроорганізмів, являються рН середовища, окисно - відновлювальні умови середовища і отруйні речовини (антисептики).

Вплив на мікроорганізми концентрації водневих іонів та кисню

Концентрація водневих іонів (рН) в середовищі існування являється важливим фактором, який визначає можливість росту і розмноження мікроорганізмів. Водневий показник реакції середовища рН показує ступінь її кислотності (рН від 7 до 1) або лужності (рН від 7 до 14). Нейтральна реакція середовища дорівнює рН 7.

В природних умовах прокаріоти (бактерії) можуть розвиватися в діапазоні рН від 1 до 11. В залежності від відношення до рН середовища їх можна розділити на три групи: нейтрофіли, ацидофіли і алкалофіли.

Нейтрофіли надають перевагу нейтральній реакції середовища, оптимальна рН для їх росту становить 6,8 – 7,3, мінімальний – 4, максимальний – 9. Більшість бактерій відносяться до нейтрофілів (гнійні, кишкова паличка, збудники харчових отруєнь).

Алкалофіли (лужнолюбиві) розвиваються при оптимальному рН 9 і вище (деякі представники бактерій кишкової групи – холерний вібріон).

Ацидофіли (кислотолюбиві) розвиваються при оптимальному рН 4 і нище (оцтовокислі і інші бактерії).

Спори бактерій більш витривалі до змін рН, ніж вегетативні клітини.

Якщо рН не відповідає оптимальній величині, то мікроорганізми не можуть нормально розвиватися навіть при наявності всіх необхідних поживних речовин, так як рН має великий вплив на активність ферментів клітини і проникливість її стінки.

Для бактерій кисла реакція середовища більш загрозлива, ніж лужна. Особливо несприятливе кисле середовище для розвитку гнилісних бактерій, оптимальний рН яких дорівнює рН 7,5. Це використовують при консервуванні продуктів шляхом маринування або квашення. При маринуванні до продукту добавляють оцтову кислоту, при квашені створюються умови для розвитку молочнокислих бактерій, які не дають розвиватися гнилісним бактеріям.

Вплив кисню.Кисень являється одним із важливих факторів середовища існування мікроорганізмів. Він необхідний мікроорганізмам як для конструктивного, так і для енергетичного обмінів

При консервуванні, наприклад, грибів в домашніх умовах для припинення розвитку збудника ботулізму, який являється строгим анаеробом і спори якого попадають на гриби із ґрунту, банки потрібно заповнювати не повністю, а залишати деякий повітряний простір. Тоді кисень який є там буде загальмовувати проростання спор. У виробництві вина для попередження розвитку аеробних мікроорганізмів – шкідників (оцтовокислих бактерій) необхідно слідкувати за повним заповненням ємностей з вином з ціллю попередження доступу необхідного для їх розвитку О₂.

Отруйні речовини. Відомо багато органічних і неорганічних речовин, які несприятливо впливають на мікроорганізми. Із неорганічних з’єднань сильними отрутами для мікробів являються солі важких металів (свинцю, міді, цинку, срібла, золота, ртуті), різні окисники (хлор, хлорне вапно, хлорамін, йод, перманганат калію, озон і ін.), мінеральні кислоти (борна, сірчана, соляна, азотна і ін.), луги (гідрооксид натрію, калію і ін).

Із органічних з’єднань пагубно діють на мікроорганізми формалін, фенол. В дуже малих дозах хімічні отрути діють подразнююче або навіть стимулююче. При підвищенні концентрації вони спочатку подавляють ріст і розмноженню, а потім викликають загибель мікробної клітини.

Багато отруйних речовин використовується у медицині, ветеринарії і харчовій промисловості як дезинфікуючі речовини для знищення мікроорганізмів. З цією метою використовують хлорне вапно, хлорамін, гіпохлорид натрію, дихлорізоцианурат натрію, гідрооксид натрію, карбонат натрію, сульфазол, тринатрійфосфат.

Фізичні і хімічні фактори широко використовуються в практиці для знищення мікроорганізмів. В зв’язку з цим необхідно уяснити значення термінів “асептика”, “антисептика”, “дезинфекція”.

Асептика – це заходи направленні на попередження попадання мікроорганізмів із оточуючого середовища в рани, харчові продукти, живильні середовища.

Антисептика – це знищення за допомогою фізичних або хімічних засобів мікробів, які потрапили в продукти, на обладнання і ін. На принципі антисептики основане коптіння м’ясних і рибних продуктів.

Дезинфекція – це знищення на об’єктах (обладнанні, інвентарі, приміщенні, ґрунті) патогенних і сапрофітних мікроорганізмів.