Los principales factores físicos que afectan a los microorganismos tanto en su hábitat natural como en el laboratorio incluyen la temperatura, la luz, la electricidad, el secado, diversos tipos de radiación, la presión osmótica, etc.

Temperatura. El efecto de la temperatura sobre los microorganismos se juzga por su capacidad para crecer y reproducirse dentro de ciertos límites de temperatura. Se ha determinado la temperatura óptima de desarrollo para cada tipo de microorganismo. Dependiendo de los límites de esta temperatura, las bacterias se dividen en tres grupos fisiológicos:

· Los microorganismos psicrófilos (psicrófilos) son capaces de crecer y multiplicarse desde 0 0 C hasta 30...35 0 C, y la temperatura óptima es 15...20 0 C. Entre los representantes de este grupo se encuentran los habitantes de los mares del norte, suelo y aguas residuales.

· Las bacterias mesófilas son capaces de crecer y multiplicarse a temperaturas de 10 0 C a 40...45 0 C, la temperatura óptima es 30...37 0 C. El grupo más extenso de microorganismos, incluye a la mayoría de los saprófitos y todos los microorganismos patógenos. .

· Bacterias termófilas: capaces de crecer y multiplicarse en temperaturas que oscilan entre 35 0 C y 70...75 0 C, la temperatura óptima es 50...60 0 C. Los microorganismos de este grupo se encuentran con bastante frecuencia en la naturaleza: suelo, agua. , manantiales minerales cálidos, el tracto digestivo de animales y personas.

· Bacterias extremadamente termófilas: capaces de existir a temperaturas de 40 a 93 0 C y superiores. La posibilidad de existencia a altas temperaturas se debe a la composición especial de los componentes lipídicos de las membranas celulares, la alta estabilidad térmica de proteínas, enzimas y estructuras celulares.

Las temperaturas altas y bajas tienen diferentes efectos sobre los microorganismos. A bajas temperaturas, la célula entra en un estado de animación suspendida, en el que puede existir durante mucho tiempo. Así, Escherichia permanece viable a -190 0 C hasta 4 meses, el agente causante de la listeriosis a -10 0 C hasta 3 años. Las bajas temperaturas detienen los procesos de putrefacción y fermentación. La conservación de alimentos en frigoríficos se basa en este principio.

Las altas temperaturas tienen un efecto perjudicial sobre los microbios. Cuanto mayor es la temperatura, menos tiempo se necesita para inactivar los microorganismos. El efecto bactericida de las altas temperaturas se basa en la destrucción de enzimas debido a la desnaturalización de las proteínas y la alteración de la barrera osmótica.

Los diferentes tipos de microorganismos tienen diferente resistencia a las altas temperaturas; la resistencia de las esporas y las células vegetativas difiere significativamente. Por lo tanto, la mayoría de las formas vegetativas de microorganismos patógenos mueren a una temperatura de 80...100 0 C durante 1 minuto, y las esporas del patógeno del ántrax pueden resistir la ebullición durante más de 1 hora.

Efecto de la radiación visible (luz) .

La luz visible (luz dispersa), que tiene una longitud de onda de 300...1000 nm, tiene la capacidad de inhibir el crecimiento y la actividad vital de la mayoría de los microorganismos. En este sentido, el cultivo de microorganismos se realiza en la oscuridad. La luz visible sólo tiene un efecto positivo sobre las bacterias que utilizan la luz para la fotosíntesis.

La luz solar directa tiene un efecto más activo sobre los microorganismos que la luz difusa. El efecto bactericida de la luz está asociado a la formación de radicales hidroxilo y otras sustancias altamente reactivas que destruyen las sustancias que componen la célula. Por ejemplo, las enzimas están inactivadas.

Los microorganismos saprofitos son más resistentes a la luz que los patógenos. Esto se explica por el hecho de que, al estar más expuestos a la luz solar directa, están más adaptados a ella. En este sentido, cabe destacar el gran papel higiénico de la luz solar. Es bajo la influencia de la radiación solar que se produce la autopurificación del aire, las capas superiores del suelo y el agua.

Radiación ultravioleta .

La radiación ultravioleta con una longitud de onda de 295...200 nm es bactericida, es decir, capaz de tener un efecto perjudicial sobre los microorganismos. El mecanismo de acción de la radiación ultravioleta es su capacidad para suprimir parcial o completamente la replicación del ADN y dañar los ácidos ribonucleicos (especialmente el ARNm).

La radiación ultravioleta se utiliza ampliamente para el saneamiento del aire en naves ganaderas, laboratorios, talleres industriales y cajas microbiológicas. La industria produce varias lámparas para la desinfección del aire. En la práctica ganadera, las instalaciones IKUF-1 se utilizan ampliamente como fuente de radiación ultravioleta e infrarroja.

Radiación ionizante .

La radiación ionizante (rayos X) es radiación electromagnética con una longitud de onda de 0,006...10 nm. Dependiendo de la longitud de onda se distinguen la radiación gamma, la radiación beta y la radiación alfa. La radiación gamma tiene el efecto más activo sobre los objetos biológicos, pero incluso sus propiedades bactericidas son significativamente menores que las propiedades bactericidas de la radiación ultravioleta. La muerte de las bacterias sólo se produce cuando se irradian con grandes dosis de 45.000 a 280.000 roentgens. Algunas especies pueden sobrevivir en el agua de los reactores nucleares, donde la cantidad de radiación radiactiva alcanza los 2...3 millones de roentgens. Además, se ha obtenido evidencia de que el impacto de pequeñas dosis de radiación gamma sobre microorganismos patógenos puede potenciar sus propiedades virulentas.

El mecanismo de acción de la radiación de rayos X es el daño a las estructuras nucleares, en particular a los ácidos nucleicos del citoplasma, lo que conduce a la muerte de una célula microbiana o a un cambio en sus propiedades genéticas (mutación).

Electricidad.

La corriente eléctrica de baja y alta frecuencia destruye los microorganismos. Las corrientes de frecuencia ultraalta tienen un efecto bactericida especialmente fuerte. Hacen vibrar las moléculas de todos los elementos de la célula, lo que da como resultado un calentamiento rápido y uniforme de toda la masa de la célula, independientemente de la temperatura ambiente. Además, se encontró que la exposición prolongada a corrientes de alta frecuencia conduce a la electroforesis de algunos componentes del medio nutritivo. Los compuestos resultantes inactivan la célula microbiana.

Ultrasonido.

El mecanismo del efecto bactericida de los ultrasonidos (ondas con una frecuencia de 20.000 Hz) es que se forma una cavidad de cavitación en el citoplasma de los microorganismos en un medio líquido, que al estar llena de vapor líquido surge una presión en la burbuja, lo que conduce a la formación de burbujas. la desintegración de las estructuras citoplasmáticas. El ultrasonido se utiliza para esterilizar alimentos y desinfectar objetos.

Aeroionización.

Los aeroiones que llevan una carga positiva o negativa aparecen en el aire durante la ionización artificial o natural. Los iones cargados negativamente tienen el mayor efecto sobre las bacterias y actúan ya en concentraciones medias (5 * 10 4 en 1 cm 3 de aire). Los iones cargados positivamente tienen un efecto bactericida menos pronunciado; pueden inhibir el crecimiento y desarrollo de microorganismos solo en altas concentraciones (10 6 en 1 cm 3 de aire). La fuerza de los iones del aire depende de su concentración, la duración de la exposición y la distancia a la fuente. Los iones de aire se utilizan para desinfectar el aire de locales residenciales, talleres de empresas e instituciones médicas.

Casi todos los factores de influencia física sobre los microorganismos pueden utilizarse con fines de esterilización. La esterilización es la destrucción de microorganismos patógenos y no patógenos, sus formas vegetativas y de esporas en cualquier objeto. Los medios nutritivos, cristalería, instrumentos, apósitos y batas se someten a esterilización. También se esterilizan el aire y los objetos contenidos en cajas microbiológicas.

El mecanismo de acción de varios métodos de esterilización no es el mismo, pero cada uno se basa en la capacidad de alterar los procesos vitales de una célula microbiana (desnaturalización de proteínas, inhibición de la función de los sistemas enzimáticos).

Métodos de esterilización física:

1. Calcinación (flambeado). Se exponen objetos metálicos (bucles, agujas, bisturís, tijeras, espátula).

2. Esterilización por ebullición. Las agujas, jeringas, pinzas, tijeras, bisturíes y otros instrumentos que se colocan en esterilizadores sobre rejillas se esterilizan mediante ebullición. Se vierte agua destilada en el esterilizador en una cantidad suficiente para cubrir completamente los instrumentos. Puedes agregar un 2% de bicarbonato de sodio al agua. Hervir durante 25 a 30 minutos.

3. Esterilización por calor seco. La esterilización se lleva a cabo utilizando aire seco calentado en un armario de secado de doble pared (horno Pasteur). El exterior del armario está revestido con material resistente al calor. El control de temperatura se realiza mediante un sensor de temperatura. La cristalería limpia y presecada envuelta en papel pergamino se esteriliza en un horno. Modos de esterilización: 155…160 0–2 horas; 165…170 0 – 1…1,5 horas; 180 0 – 1 hora. El tiempo de exposición se anota desde el momento en que la temperatura alcanza el valor establecido.

4. Esterilización con vapor fluido. La esterilización se lleva a cabo en un aparato de Koch, que es un recipiente con una tapa sin apretar. En la parte inferior del aparato hay un soporte de celosía hasta cuyo nivel se vierte agua. Sobre el soporte se coloca un recipiente con fondo de celosía que contiene objetos a esterilizar (medios nutritivos). Cuando el agua hierve, se forman vapores que calientan el contenido del recipiente. El tiempo de esterilización es de 30...40 minutos. Una sola esterilización destruye solo las formas vegetativas de las bacterias y las esporas conservan su viabilidad. La esterilización se lleva a cabo "fraccionalmente", durante tres días seguidos; De esta forma se esterilizan medios con carbohidratos, leche, medios con gelatina, es decir, sustratos que no soportan calentamiento por encima de 100 0 C, exposición prolongada al vapor o calor seco.

5. Tindalización– se trata de una esterilización fraccionada en un baño de agua a 56...58 0 C durante 5...6 días: el primer día se calientan durante 2 horas, los días siguientes, durante 1 hora. El método se utiliza para esterilizar materiales que se degradan a temperaturas superiores a 58...60 0 C: sustancias que contienen proteínas (suero sanguíneo).

6. PasteurizaciónEs un método de esterilización incompleta utilizado para preservar el valor nutricional de un producto alimenticio, que puede reducirse al hervirlo. El producto se calienta a 80 0 C durante 30 minutos y luego se enfría bruscamente a 4...8 0 C. Un enfriamiento brusco evita la germinación de esporas y la posterior proliferación de bacterias.

7. Esterilización por vapor bajo presión (autoclave). Este es el método de esterilización más eficaz. El principio de esterilización se basa en el hecho de que el vapor de agua puro saturado a alta presión, al condensarse, aumenta la temperatura dentro del autoclave por encima del punto de ebullición. A medida que aumenta la presión del vapor, la temperatura en la cámara de esterilización aumenta en consecuencia: 50,6 kPa (0,5 atm.) – 110...112 0 C, 101,3 kPa (1 atm.) – 120...121 0 C, 151,9 kPa ( 1,5 atm.) – 124…126 0 C, 202,6 kPa (2 atm.) – 132…133 0 C. Los diseños y el volumen de la cámara de esterilización de los autoclaves pueden ser diferentes (horizontal y vertical), pero el principio de funcionamiento permanece lo mismo lo mismo. En un autoclave se esterilizan medios nutritivos que puedan soportar temperaturas superiores a 100 0 C, cristalería envuelta en papel, apósitos y batas (en bolsas). Además, se desinfectan los cultivos microbianos, los medios nutritivos gastados y los platos. Los modos de funcionamiento del autoclave requieren un seguimiento constante. Para ello se utilizan métodos químicos y biológicos.

8. Esterilización por filtración . El material pasa a través de filtros bacteriológicos. La filtración está asociada a la retención mecánica de bacterias por parte de filtros de poros finos y a la capacidad de adsorción del material del que está fabricado el filtro. Los líquidos que no resisten el calor suelen someterse a filtración. Hay filtros:

· cerámica: están hechos de caolín o arena de cuarzo;

· amianto - filtros Seitz (placas hechas de una mezcla de amianto y celulosa);

· Membrana: parecen hojas finas de papel blanco, están hechas de hemicelulosa, tratadas con los reactivos, la temperatura y el prensado adecuados. Estos filtros se distinguen por el diámetro y el tamaño de los poros y tienen la calibración más precisa.

La esterilidad de los filtrados se controla sembrando en medios nutritivos controlados termostáticamente.

9. Esterilización por radiación ultravioleta. En el laboratorio, la fuente de radiación ultravioleta suelen ser las lámparas bactericidas que se utilizan para desinfectar el aire.

Esterilización por ultrasonido. El ultrasonido se utiliza para esterilizar agua, leche, algunos productos y materias primas de cuero. El efecto esterilizante de la ecografía está asociado con la destrucción de una célula bacteriana bajo la influencia de las cavidades por cavitación que surgen en el citoplasma.

La vida de los microorganismos depende estrechamente de las condiciones ambientales. Todos los factores ambientales que influyen en los microorganismos se pueden dividir en tres grupos: físicos, químicos y biológicos, cuyo efecto beneficioso o perjudicial depende tanto de la naturaleza del propio factor como de las propiedades del microorganismo.

Factores físicos

De los factores físicos, la temperatura, el secado, la energía radiante y los ultrasonidos tienen la mayor influencia en el desarrollo de los microorganismos.

Temperatura. La actividad vital de cada microorganismo está limitada por ciertos límites de temperatura. Esta dependencia de la temperatura suele expresarse mediante tres puntos principales: mínima: la temperatura por debajo de la cual se detiene la reproducción de las células microbianas; óptimo: la mejor temperatura para el crecimiento y desarrollo de microorganismos; máximo: la temperatura por encima de la cual la actividad vital de las células se debilita o se detiene. La temperatura óptima suele corresponder a las condiciones de temperatura del hábitat natural.

Todos los microorganismos, en relación a la temperatura, se dividen en psicrófilos, mesófilos y termófilos.

Los psicrófilos (del griego psychros - frío, phileo - amor), o microorganismos amantes del frío, crecen a temperaturas relativamente bajas: temperatura mínima - 0 ° C, óptima - 10-20 ° C, máxima - 30 ° C. Este grupo incluye Microorganismos que viven en los mares y océanos del norte, suelos, aguas residuales. Esto también incluye bacterias luminosas y de hierro, así como microbios que provocan el deterioro de los alimentos con el frío (por debajo de 0° C).

Los mesófilos (del griego mesos - medio) son el grupo más extenso, que incluye a la mayoría de los saprófitos y todos los microorganismos patógenos. La temperatura óptima para ellos es de 28-37° C, la mínima es de 10° C y la máxima es de 45° C.

Los termófilos (del griego termos - calor, calor), o microorganismos amantes del calor, se desarrollan a temperaturas superiores a 55 ° C, la temperatura mínima para ellos es de 30 ° C, la óptima es de 50-60 ° C y la máxima es de 70 -75 ° C. Se encuentran en manantiales minerales calientes, la capa superficial del suelo, sustratos que se calientan espontáneamente (estiércol, heno, cereales) y los intestinos de humanos y animales. Hay muchas formas de esporas entre los termófilos.

Las temperaturas altas y bajas tienen diferentes efectos sobre los microorganismos. Algunos son más sensibles a las altas temperaturas. Además, cuanto más alta es la temperatura más allá del máximo, más rápida es la muerte de las células microbianas, lo que se debe a la desnaturalización (coagulación) de las proteínas celulares.

Las formas vegetativas de bacterias mesófilas mueren a una temperatura de 60° C durante 30-60 minutos, y a 80-100° C, después de 1-2 minutos. Las esporas bacterianas son mucho más resistentes a las altas temperaturas. Por ejemplo, las esporas de los bacilos del ántrax pueden resistir la ebullición durante 10 a 20 minutos, y las esporas del botulismo por Clostridium, 6 horas. Todos los microorganismos, incluidas las esporas, mueren a una temperatura de 165 a 170 ° C durante una hora (en calor seco). horno) o cuando se expone a vapor a presión 1 atm (en autoclave) durante 30 minutos.

El efecto de las altas temperaturas sobre los microorganismos es la base de la esterilización: la liberación completa de varios objetos de los microorganismos y sus esporas (ver más abajo).

Muchos microorganismos son extremadamente resistentes a las bajas temperaturas. Salmonella typhus y Vibrio cholerae sobreviven mucho tiempo en el hielo. Algunos microorganismos siguen siendo viables a temperaturas del aire líquido (-190° C) y las esporas bacterianas pueden soportar temperaturas de hasta -250° C.

Sólo ciertos tipos de bacterias patógenas son sensibles a las bajas temperaturas (por ejemplo, Bordetella pertussis y parapertussis, Neisseria meningococcus, etc.). Estas propiedades de los microorganismos se tienen en cuenta en los diagnósticos de laboratorio y durante el transporte del material de prueba: se entrega al laboratorio protegido del enfriamiento.

La acción de las bajas temperaturas detiene los procesos de putrefacción y fermentación, lo que es muy utilizado para conservar alimentos en cámaras frigoríficas, bodegas y glaciares. A temperaturas inferiores a 0° C, los microbios caen en un estado de animación suspendida: los procesos metabólicos se ralentizan y la reproducción se detiene. Sin embargo, en presencia de condiciones de temperatura adecuadas y un medio nutritivo, se restablecen las funciones vitales de las células microbianas. Esta propiedad de los microorganismos se utiliza en la práctica de laboratorio para preservar cultivos microbianos a bajas temperaturas. Los cambios rápidos de temperaturas altas y bajas (congelación y descongelación) también tienen un efecto perjudicial sobre los microorganismos, lo que conduce a la rotura de las membranas celulares.

El secado. El agua es necesaria para el funcionamiento normal de los microorganismos. El secado conduce a la deshidratación del citoplasma, alteración de la integridad de la membrana citoplasmática, como resultado de lo cual se altera la nutrición de las células microbianas y se produce su muerte.

El momento de la muerte de diferentes tipos de microorganismos bajo la influencia del secado difiere significativamente. Por ejemplo, las Neisseria patógenas (meningococos, gonococos), Leptospira, Treponema pallidum y otras mueren cuando se secan después de unos minutos. Vibrio cholerae puede resistir el secado durante 2 días, Salmonella tifoidea, 70 días y Mycobacterium tuberculosis, 90 días. Pero el esputo seco de los pacientes tuberculosos, en el que los patógenos están protegidos por una cubierta proteica seca, sigue siendo infeccioso durante 10 meses.

Las esporas son particularmente resistentes a la desecación, así como a otras influencias ambientales. Las esporas de los bacilos del ántrax conservan la capacidad de germinar durante 10 años y las esporas de los hongos del moho hasta 20 años.

El efecto desfavorable del secado sobre los microorganismos se ha utilizado durante mucho tiempo para conservar verduras, frutas, carnes, pescados y hierbas medicinales. Al mismo tiempo, cuando se exponen a condiciones de alta humedad, dichos productos se deterioran rápidamente debido a la restauración de la actividad microbiana.

El método de liofilización se utiliza ampliamente para almacenar cultivos de microorganismos, vacunas y otras preparaciones biológicas. La esencia del método es que primero se congelan los microorganismos o preparaciones y luego se secan al vacío. En este caso, las células microbianas entran en un estado de animación suspendida y conservan sus propiedades biológicas durante varios meses o años.

Energía radiante. En la naturaleza, los microorganismos están constantemente expuestos a la radiación solar. La luz solar directa provoca la muerte de muchos microorganismos en unas pocas horas, a excepción de las bacterias fotosintéticas (bacterias de azufre verdes y violetas). Los efectos nocivos de la luz solar son provocados por la actividad de los rayos ultravioleta (rayos UV). Inactivan las enzimas celulares y dañan el ADN. Las bacterias patógenas son más sensibles a la acción de los rayos ultravioleta que los saprófitos. Por tanto, es mejor almacenar los cultivos microbianos en el laboratorio, en la oscuridad. La experiencia de Buchner es demostrativa a este respecto.

Se inocula un abundante cultivo de bacterias en una placa de Petri con una fina capa de agar. En la superficie exterior de la copa sembrada se pegan letras recortadas de papel negro, formando, por ejemplo, la palabra "tifus". La copa, con el fondo hacia arriba, se irradia con luz solar directa durante 1 hora. Luego se retiran los papeles y se coloca la copa en un termostato a 37° C durante un día. Se observa crecimiento bacteriano sólo en aquellos lugares del vaso. agar que fueron protegidos de los rayos UV por letras adhesivas. El resto del agar permanece transparente, es decir, no hay crecimiento de microorganismos (Fig. 11).

La importancia de la luz solar como factor natural para mejorar la salud del medio ambiente exterior es grande. Libera el aire, el agua de los reservorios naturales y las capas superiores del suelo de bacterias patógenas.

El efecto bactericida (destructor de bacterias) de los rayos UV se utiliza para esterilizar el aire en espacios cerrados (quirófanos, vestuarios, boxes, etc.), así como el agua y la leche. La fuente de estos rayos son las lámparas de radiación ultravioleta y las lámparas bactericidas.

Otros tipos de energía radiante (rayos X, α, β, γ) tienen un efecto perjudicial sobre los microorganismos sólo en grandes dosis, del orden de 440-280 J/kg. La muerte de los microbios se produce por la destrucción de las estructuras nucleares y del ADN celular. Bajas dosis de radiación estimulan el crecimiento de células microbianas. Los microorganismos son mucho más resistentes a la radiación radiactiva que los organismos superiores. Se sabe que las bacterias tiónicas viven en depósitos de mineral de uranio. Se encontraron bacterias en el agua de los reactores nucleares en una concentración de radiación ionizante de 20-30 kJ/kg.

El efecto bactericida de las radiaciones ionizantes se utiliza para la conservación de determinados productos alimenticios, esterilización de preparados biológicos (sueros, vacunas, etc.), mientras que las propiedades del material esterilizado no cambian.

En los últimos años, mediante el método de radiación se han esterilizado productos desechables como pipetas de poliestireno, placas de Petri, pocillos para reacciones serológicas, jeringas, así como material de sutura (catgut, etc.).

Ultrasonido causa un daño significativo a las células microbianas. Bajo la influencia del ultrasonido, se activan los gases ubicados en el ambiente líquido del citoplasma y surge una alta presión dentro de la célula (hasta 10.000 atm). Esto provoca la rotura de la membrana celular y la muerte celular. El ultrasonido se utiliza para esterilizar productos alimenticios (leche, jugos de frutas) y agua potable.

Alta presión. Las bacterias y especialmente sus esporas son resistentes a la presión mecánica. En la naturaleza, se encuentran bacterias que viven en mares y océanos a una profundidad de 1000 a 10000 m bajo una presión de 100 a 900 atm. Algunos tipos de bacterias pueden soportar presiones de hasta 3000-5000 atm, y las esporas bacterianas, incluso 20.000 atm.

Factores químicos

El efecto de las sustancias químicas sobre los microorganismos varía según la naturaleza del compuesto químico, su concentración y la duración de la exposición a las células microbianas. Dependiendo de la concentración, una sustancia química puede ser una fuente de nutrición o tener un efecto inhibidor sobre la actividad vital de los microorganismos. Por ejemplo, una solución de glucosa al 0,5-2% estimula el crecimiento de microbios y las soluciones de glucosa al 20-40% inhiben la proliferación de células microbianas.

Muchos compuestos químicos que tienen un efecto perjudicial sobre los microorganismos se utilizan en la práctica médica como desinfectantes y antisépticos.

Los productos químicos utilizados para la desinfección se denominan desinfectantes. La desinfección se refiere a medidas destinadas a destruir microorganismos patógenos en diversos objetos ambientales. Los desinfectantes incluyen compuestos halogenuros, fenoles y sus derivados, sales de metales pesados, algunos ácidos, álcalis, alcoholes, etc. Provocan la muerte de las células microbianas, actuando en concentraciones óptimas durante un tiempo determinado. Muchos desinfectantes tienen un efecto nocivo sobre los tejidos del macroorganismo.

Los antisépticos son sustancias químicas que pueden provocar la muerte de microorganismos o inhibir su crecimiento y reproducción. Se utilizan con fines terapéuticos (quimioterapia), así como para la desinfección de heridas, piel y mucosas humanas. El peróxido de hidrógeno, las soluciones alcohólicas de yodo, verde brillante, soluciones de permanganato de potasio, etc. tienen propiedades antisépticas. Algunas sustancias antisépticas (ácido acético, sulfuroso, benzoico, etc.) en dosis inofensivas para los humanos se utilizan para la conservación de alimentos.

Según el mecanismo de acción, las sustancias químicas con actividad antimicrobiana se pueden dividir en varios grupos.

1. Los tensioactivos (ácidos grasos, jabones y otros detergentes) provocan una disminución de la tensión superficial, lo que altera el funcionamiento de la pared celular y la membrana citoplasmática de los microorganismos.

2. El fenol, el cresol y sus derivados provocan la coagulación de las proteínas microbianas. Se utilizan para desinfectar material infeccioso en clínicas microbiológicas y hospitales de enfermedades infecciosas.

3. Los agentes oxidantes, que interactúan con las proteínas microbianas, alteran la actividad de las enzimas y provocan la desnaturalización de las proteínas. Los agentes oxidantes activos son el cloro y el ozono, que se utilizan para desinfectar el agua potable. Los derivados del cloro (lejía, cloramina) se utilizan ampliamente con fines de desinfección. El peróxido de hidrógeno, el permanganato de potasio, el yodo, etc. tienen propiedades oxidantes.

4. El formaldehído se utiliza en forma de solución al 40% (formalina) para la desinfección. Mata formas vegetativas y de esporas de microorganismos. La formalina bloquea los grupos amino de las proteínas de las células microbianas y provoca su desnaturalización.

5. Las sales de metales pesados ​​(mercurio, plomo, zinc, oro, etc.) coagulan las proteínas de la célula microbiana, provocando así su muerte. Varios metales (plata, oro, mercurio, etc.) tienen un efecto bactericida sobre los microorganismos en concentraciones insignificantes. Esta propiedad se llama acción oligodinámica (del latín oligos - pequeño, dinamys - fuerza). Se ha comprobado que el agua de los recipientes de plata no se pudre debido al efecto bactericida de los iones de plata. Para prevenir la blenorrea * en los recién nacidos, se utilizó durante mucho tiempo una solución de nitrato de plata al 1%. Como antisépticos locales también se utilizan soluciones coloidales de compuestos orgánicos de plata (protargol, collargol).

* (La blenorea es una inflamación de la conjuntiva del ojo causada por gonococos.)

Las preparaciones de mercurio tienen un fuerte efecto antimicrobiano. Desde la antigüedad se ha utilizado para la desinfección el bicloruro de mercurio o cloruro de mercurio (en una dilución de 1:1000). Sin embargo, tiene un efecto tóxico sobre los tejidos del macroorganismo y su uso es limitado.

6. Los colorantes (verde diamante, rivanol, etc.) tienen la propiedad de inhibir el crecimiento de bacterias. Las soluciones de varios tintes se utilizan como antisépticos y también se añaden a algunos medios nutritivos para inhibir el crecimiento de la microflora que los acompaña.

El efecto destructivo de una serie de factores físicos y químicos sobre los microorganismos constituye la base de los métodos asépticos y antisépticos, ampliamente utilizados en la práctica médica y sanitaria.

La asepsia es un sistema de medidas preventivas que evitan la contaminación microbiana de un objeto (herida, campo quirúrgico, cultivos de microorganismos, etc.), basado en métodos físicos.

Los antisépticos son un conjunto de medidas destinadas a destruir microorganismos en una herida, en todo el cuerpo o en objetos ambientales, utilizando diversos productos químicos desinfectantes.

Factores biológicos

En los hábitats naturales, los microorganismos no existen aislados, sino que mantienen relaciones complejas, que se reducen principalmente a simbiosis, metabiosis y antagonismo.

La simbiosis es la convivencia de organismos de diferentes especies, brindándoles beneficio mutuo. Además, juntos se desarrollan mejor que cada uno de ellos por separado.

Existen relaciones simbióticas entre bacterias nódulos y leguminosas, entre hongos filamentosos y algas verdiazules (líquenes): la simbiosis de bacterias lácticas y levaduras alcohólicas se utiliza para preparar algunos productos de ácido láctico (kéfir, koumiss).

La metabiosis es un tipo de relación en la que los productos metabólicos de un tipo de microorganismo crean las condiciones necesarias para el desarrollo de otros. Por ejemplo, los microorganismos putrefactos que descomponen sustancias proteicas contribuyen a la acumulación de compuestos de amonio en el medio ambiente y crean condiciones favorables para el crecimiento y desarrollo de bacterias nitrificantes. Y el desarrollo de anaerobios en suelos bien aireados sería imposible sin aerobios que absorban oxígeno libre.

Las relaciones metabióticas están muy extendidas entre los microorganismos del suelo y subyacen al ciclo de las sustancias en la naturaleza.

El antagonismo es una forma de relación en la que un microorganismo inhibe el desarrollo de otro o puede provocar su muerte completa. Se han desarrollado relaciones antagónicas entre los microorganismos en la lucha por la existencia. Dondequiera que vivan, hay una lucha constante entre ellos por fuentes de alimento, oxígeno del aire y hábitat. Por lo tanto, la mayoría de las bacterias patógenas, que ingresan al ambiente externo (suelo, agua) con las secreciones de los pacientes, no pueden resistir la competencia a largo plazo con numerosos saprófitos y mueren con relativa rapidez.

El antagonismo puede ser causado por la influencia directa de los microorganismos entre sí o por la acción de sus productos metabólicos. Por ejemplo, los protozoos devoran las bacterias y los fagos las lisan. Los intestinos de los recién nacidos están colonizados por la bacteria del ácido láctico Bifidobacterium bifidum. Al liberar ácido láctico, inhiben el crecimiento de bacterias putrefactas y protegen así el aún frágil organismo de los bebés de los trastornos intestinales. Algunos microorganismos en el proceso de la vida producen diversas sustancias que tienen un efecto perjudicial sobre las bacterias y otros microbios. Estas sustancias incluyen antibióticos (ver "Antibióticos").

Preguntas de control

1. ¿Qué factores físicos influyen en la actividad vital de los microorganismos?

2. ¿Qué sustancias se clasifican como desinfectantes y en qué se diferencian en su mecanismo de acción sobre los microorganismos?

3. ¿Enumere qué relaciones existen entre los microorganismos?

Esterilización

La esterilización es esterilización, es decir liberación completa de objetos ambientales de microorganismos y sus esporas.

La esterilización se realiza de varias formas:

1) físico (exposición a altas temperaturas, rayos ultravioleta, uso de filtros bacterianos);

2) químico (uso de diversos desinfectantes, antisépticos);

3) biológico (uso de antibióticos).

En la práctica de laboratorio se suelen utilizar métodos físicos de esterilización.

La posibilidad y viabilidad de utilizar uno u otro método de esterilización está determinada por las características del material a esterilizar, sus propiedades físicas y químicas.

Métodos físicos

La calcinación en la llama de un quemador o flambeado es un método de esterilización en el que el objeto queda completamente esterilizado, ya que tanto las células vegetativas como las esporas microbianas mueren. Normalmente se calcinan asas bacteriológicas, espátulas, pipetas, portaobjetos, cubreobjetos y pequeños instrumentos. Las tijeras y los bisturíes no deben esterilizarse calentándolos, ya que bajo la influencia del fuego la superficie de corte se vuelve opaca.

Esterilización por calor seco

La esterilización con calor seco o aire caliente se realiza en hornos Pasteur (hornos de secado). El horno Pasteur es un mueble de doble pared fabricado con materiales resistentes al calor: metal y amianto. Calienta el gabinete usando quemadores de gas o dispositivos de calefacción eléctricos. Los armarios calentados eléctricamente están equipados con reguladores para garantizar la temperatura requerida. Para controlar la temperatura, hay un termómetro insertado en el orificio de la pared superior del gabinete.

El calor seco se utiliza para esterilizar material de vidrio de laboratorio. Los platos preparados para la esterilización se cargan sin apretar en el horno para garantizar un calentamiento uniforme y confiable del material que se esteriliza. Cierre bien la puerta del gabinete, encienda el dispositivo de calefacción, lleve la temperatura a 160-165 ° C y esterilice a esta temperatura durante 1 hora. Al final de la esterilización, apague la calefacción, pero no abra la puerta del gabinete hasta que finalice. el horno se ha enfriado; De lo contrario, el aire frío que ingresa al gabinete puede causar grietas en los utensilios de cocina calientes.

La esterilización en horno Pasteur se puede realizar a diferentes temperaturas y exposiciones (tiempo de esterilización) (Tabla 1).

Los líquidos (medios nutritivos, solución isotónica de cloruro de sodio, etc.), artículos de caucho y materiales sintéticos no se pueden esterilizar con calor seco, ya que los líquidos hierven y se derraman, y el caucho y los materiales sintéticos se derriten.

Para controlar la esterilización en un horno Pasteur, se humedecen hilos de seda en un cultivo de bacterias formadoras de esporas, se secan, se colocan en una placa de Petri esterilizada y se colocan en un horno Pasteur. La esterilización se realiza a una temperatura de 165° C durante 1 hora (para control, algunos de los hilos se dejan a temperatura ambiente). Luego se colocan los hilos esterilizados y de control sobre la superficie del agar en una caja de Petri o se colocan en tubos de ensayo con caldo y se incuban en un termostato a 37° C durante 2 días. Con el funcionamiento adecuado del horno Pasteur, no habrá crecimiento en los tubos de ensayo o platos con medios nutritivos en los que se colocaron hilos esterilizados, ya que las esporas bacterianas morirán, mientras que las esporas bacterianas en hilos que no fueron esterilizados (control) germinarán en nutrientes. Se notará el crecimiento de los medios.

Para determinar la temperatura dentro del horno Pasteur, se puede utilizar sacarosa o azúcar granulada, que se carameliza a una temperatura de 165-170 ° C.

Preparación de material de vidrio de laboratorio para esterilización en horno Pasteur.. Antes de la esterilización, el material de vidrio de laboratorio (placas de Petri, pipetas graduadas y Pasteur, viales, matraces, tubos de ensayo) debe lavarse, secarse y envolverse en papel a fondo; de lo contrario, después de la esterilización, pueden volver a contaminarse con bacterias del aire.

Las placas de Petri se envuelven en papel una o más piezas a la vez o se colocan en cajas metálicas especiales.

Se insertan hisopos de algodón en los extremos superiores de las pipetas para evitar que el material de prueba entre en la boca. Las pipetas graduadas se envuelven en largas tiras de papel de 4 a 5 cm de ancho. El volumen de la pipeta envuelta está marcado en el papel. En los estuches, las pipetas graduadas se esterilizan sin envolver papel adicional.

Nota. Si la graduación en las pipetas es poco visible, se restablece antes de la esterilización. Se aplica pintura al óleo a la pipeta y, sin dejar que la pintura se seque, se frota polvo de sulfato de bario con un paño. Después de esto, retira el exceso de pintura con un trapo, que queda sólo en las muescas de graduación. Las pipetas así tratadas deben enjuagarse.

Los extremos afilados de las pipetas Pasteur se sellan al fuego de un quemador y se envuelven en papel, de 3 a 5 piezas a la vez. Las pipetas Pasteur deben envolverse con cuidado para no romper los extremos sellados de los capilares.

Los viales, matraces y tubos de ensayo se cierran con tapones de gasa de algodón. El corcho debe encajar en el cuello del recipiente 2/3 de su longitud, no demasiado apretado, pero tampoco suelto. Se coloca una tapa de papel sobre los tapones de cada recipiente (excepto los tubos de ensayo). Los tubos de ensayo se unen en grupos de 5 a 50 y se envuelven con papel.

Nota. A altas temperaturas, el papel en el que se envuelven los vasos, las pipetas y el algodón se vuelven amarillos e incluso pueden carbonizarse, por lo que cada nuevo tipo de papel que llega al laboratorio debe probarse en las condiciones de temperatura aceptadas.

Preguntas de control

1. ¿Qué se entiende por esterilización?

2. ¿Cómo se realiza la esterilización?

3. ¿Qué se esteriliza mediante calcinación al fuego?

4. Describir la estructura y modo de funcionamiento del horno Pasteur.

5. ¿Qué se esteriliza en un horno Pasteur?

6. ¿Cómo se prepara la cristalería para la esterilización?

7. ¿Por qué no se pueden esterilizar los medios nutritivos y los objetos de caucho en un horno Pasteur?

Ejercicio

Prepare placas de Petri, pipetas graduadas, pipetas Pasteur, tubos de ensayo, matraces y viales para esterilización.

Esterilización por ebullición

La ebullición es un método de esterilización que garantiza la esterilidad siempre que no existan esporas en el material esterilizado. Se utiliza para procesar jeringas, instrumentos, utensilios de vidrio y metal, tubos de goma, etc.

La esterilización por ebullición generalmente se realiza en un esterilizador, una caja de metal rectangular con tapa hermética. El material a esterilizar se coloca sobre la malla disponible en el esterilizador y se llena con agua. Para aumentar el punto de ebullición y eliminar la dureza del agua, agregue 1-2% de bicarbonato de sodio (es mejor usar agua destilada). El esterilizador se cierra con una tapa y se calienta. El inicio de la esterilización se considera el momento de ebullición del agua, el tiempo de ebullición es de 15 a 30 minutos. Al final de la esterilización, la malla con los instrumentos se retira mediante asas laterales con ganchos especiales y los instrumentos que contiene se recogen con pinzas o fórceps esterilizados, que se hierven junto con el resto de los instrumentos.

La esterilización por vapor se realiza de dos formas: 1) vapor a presión; 2) vapor que fluye.

Esterilización con vapor a presión producido en autoclave. Este método de esterilización se basa en exponer los materiales a esterilizar a vapor de agua saturado a una presión superior a la atmosférica. Como resultado de dicha esterilización, tanto las formas vegetativas como las de esporas de los microorganismos mueren con un solo tratamiento.

Un autoclave (Fig. 12) es una caldera masiva, cubierta por fuera con una carcasa de metal, sellada herméticamente con una tapa, que se atornilla firmemente a la caldera con pernos con bisagras. En la caldera exterior se inserta otra, de menor diámetro, llamada cámara de esterilización. En esta cámara se colocan los objetos a esterilizar. Entre ambas calderas existe un espacio libre denominado cámara de agua-vapor. El agua se vierte en esta cámara a través de un embudo fijado en el exterior hasta un cierto nivel marcado en un tubo especial para medir el agua. Cuando se hierve agua en una cámara de agua-vapor, se produce vapor. La cámara de esterilización está equipada con una llave de salida con válvula de seguridad para permitir que el vapor escape cuando la presión aumenta por encima del nivel requerido. Se utiliza un manómetro para determinar la presión creada en la cámara de esterilización.

Arroz. 12. Diagrama de autoclave. M - manómetro; PC - válvula de seguridad; B - embudo para agua; K 2 - grifo para liberación de agua; K 3 - válvula para liberación de vapor

La presión atmosférica normal (760 mm Hg) se toma como cero. Existe una cierta relación entre las lecturas del manómetro y la temperatura (Tabla 2).

Actualmente, existen autoclaves con control automático del modo de funcionamiento. Además del manómetro habitual, están equipados con un manómetro de contacto eléctrico, que evita que la presión aumente por encima de un valor predeterminado y garantiza así la constancia de la temperatura deseada en el autoclave.

El vapor a presión esteriliza diversos medios nutritivos (excepto los que contienen proteínas nativas), líquidos (solución isotónica de cloruro de sodio, agua, etc.); dispositivos, especialmente aquellos con piezas de goma.

La temperatura y la duración del tratamiento en autoclave de los medios nutritivos están determinadas por su composición especificada en la receta para preparar el medio nutritivo. Por ejemplo, los medios simples (agar de peptona de carne, caldo de peptona de carne) se esterilizan durante 20 minutos a 120 °C (1 atm). Sin embargo, a esta temperatura es imposible esterilizar medios que contengan proteínas nativas, carbohidratos y otras sustancias que se modifican fácilmente mediante calentamiento. Los medios con carbohidratos se esterilizan fraccionadamente a 100°C o en un autoclave a 112°C (0,5 atm) durante 10-15 minutos. Se esterilizan diversos líquidos, dispositivos con mangueras de goma, tapones, velas bacterianas y filtros durante 20 minutos a 120 ° C (1 atm).

¡Atención! El material infectado también se neutraliza en autoclaves. Los vasos y tubos de ensayo que contienen cultivos de microorganismos se colocan en cubos o recipientes metálicos especiales con orificios en la tapa para la penetración del vapor y se esterilizan en un autoclave a 126 ° C (1,5 atm) durante 1 hora. Los instrumentos se esterilizan de la misma manera después de su uso. con bacterias , formando esporas.

Solo se permite trabajar con el autoclave a personas especialmente capacitadas, quienes deben seguir estricta y exactamente las reglas especificadas en las instrucciones suministradas con el dispositivo.

Técnica de autoclave. 1. Antes de trabajar, verifique el estado de funcionamiento de todas las piezas y el rectificado de los grifos.

2. Se vierte agua (destilada o hervida para evitar la formación de incrustaciones) a través de un embudo montado fuera de la caldera hasta la marca superior del vaso del medidor de agua. El grifo debajo del embudo está cerrado.

3. El material a esterilizar se coloca en la cámara de esterilización sobre una malla especial. Los artículos no deben cargarse demasiado apretados, ya que el vapor debe pasar libremente entre ellos; de lo contrario, no se calentarán a la temperatura requerida y pueden quedar sin esterilizar.

4. La junta de goma de la tapa se frota con tiza para un mejor sellado.

5. Se cierra la tapa y se atornilla al cuerpo del autoclave, y los pernos se atornillan en pares en forma transversal.

6. Abra completamente la válvula de salida que conecta la cámara de esterilización con el aire exterior y comience a calentar el autoclave. El autoclave suele calentarse con gas o electricidad.

Cuando se calienta el autoclave, el agua hierve, el vapor resultante sube entre las paredes de las calderas y a través de orificios especiales en la pared de la caldera interna (ver Fig. 12), ingresa a la cámara de esterilización y sale por la válvula de salida abierta. En primer lugar, el vapor sale junto con el aire del autoclave. Es necesario que todo el aire salga del autoclave; de ​​lo contrario, la lectura del manómetro no corresponderá a la temperatura en el autoclave.

La aparición de una fuerte corriente de vapor continua indica la eliminación completa del aire del autoclave; Después de esto, la válvula de salida se cierra y la presión dentro del autoclave comienza a aumentar gradualmente.

7. Se considera inicio de la esterilización el momento en que las lecturas del manómetro alcanzan el valor especificado. El calentamiento se ajusta para que la presión en el autoclave no cambie durante un cierto período de tiempo.

8. Una vez transcurrido el tiempo de esterilización, se detiene el calentamiento del autoclave y se libera vapor a través de la válvula de salida. Cuando la aguja del manómetro baje a cero, abra la tapa. Para evitar quemaduras por el vapor que queda en el autoclave, la tapa debe estar abierta hacia usted.

Se puede comprobar el nivel de temperatura en el autoclave, es decir, la exactitud de las lecturas del manómetro. Para ello se utilizan diversas sustancias que tienen un determinado punto de fusión: antipirina (113° C), resorcinol y azufre (119° C), ácido benzoico (120° C). Una de estas sustancias se mezcla con una cantidad insignificante de colorante (muchsina o azul de metileno) y se vierte en un tubo de vidrio, que se cierra herméticamente y se coloca en posición vertical entre el material a esterilizar. Si la temperatura es suficiente, la sustancia se derretirá y adquirirá el color del tinte correspondiente.

Para comprobar la eficacia de la esterilización, se coloca en el autoclave un tubo de ensayo con un cultivo de esporas conocido. Después del autoclave, el tubo se transfiere a un termostato durante 24 a 48 horas y se observa la ausencia o presencia de crecimiento. La falta de crecimiento indica un funcionamiento adecuado del dispositivo.

Esterilización con vapor fluido. producido en el aparato de Koch. Este método se utiliza en los casos en que el objeto a esterilizar cambia a una temperatura superior a 100° C. Los medios nutritivos que contienen urea, carbohidratos, leche, patatas, gelatina, etc. se esterilizan con vapor continuo.

El aparato de Koch (caldera) es un cilindro de metal revestido por fuera (para reducir la transferencia de calor) con fieltro o amianto. El cilindro se cierra con una tapa cónica con un orificio para que salga el vapor. Dentro del cilindro hay un soporte hasta cuyo nivel se vierte agua. Sobre el soporte se coloca un balde con un orificio en el que se coloca el material a esterilizar. El aparato de Koch se calienta con gas o electricidad. El tiempo de esterilización se cuenta desde el momento en que se libera vigorosamente vapor por los bordes de la tapa y por la salida de vapor. Esterilizar durante 30-60 minutos. Al final de la esterilización, se detiene el calentamiento. Retire el cubo de material del aparato y déjelo a temperatura ambiente hasta el día siguiente. El calentamiento se realiza durante 3 días seguidos a una temperatura de 100° C durante 30-60 minutos. Este método se llama esterilización fraccionada. Durante el primer calentamiento, las formas vegetativas de los microbios mueren, mientras que las esporas se conservan. En un día, las esporas logran germinar y convertirse en formas vegetativas, que mueren al segundo día de esterilización. Como es posible que algunas de las esporas no hayan tenido tiempo de germinar, el material se conserva otras 24 horas y luego se realiza una tercera esterilización. La esterilización con vapor de agua en un aparato de Koch no requiere un control especial, ya que la esterilidad de los medios de cultivo preparados es un indicador del correcto funcionamiento del dispositivo. También se puede esterilizar con vapor que fluye en un autoclave con la tapa desenroscada y la válvula de salida abierta.

Preguntas de control

1. ¿Qué medios nutritivos se esterilizan con vapor?

2. ¿Qué es un esterilizador y cómo funciona?

3. ¿Por qué se debe utilizar agua destilada al esterilizar por ebullición?

4. Describir la estructura y modo de funcionamiento del autoclave.

5. ¿Qué se esteriliza en autoclave?

6. ¿Qué sirve como control para una adecuada esterilización durante el autoclave?

7. ¿Qué es la esterilización por vapor fluido?

8. Describe la estructura del aparato de Koch.

9. ¿Cuál es el propósito de la esterilización fraccionada?

Ejercicio

Completa el formulario.

La esterilización fraccionada también se puede realizar en un coagulante de Koch.

El coagulante de Koch se utiliza para coagular medios de cultivo de suero y huevos y, simultáneamente con la compactación del medio, se esteriliza.

coagulante de Koch Es una caja metálica plana de doble pared, revestida exteriormente con material termoaislante. Se vierte agua en el espacio entre las paredes a través de un orificio especial ubicado en la parte superior de la pared exterior. El orificio se cierra con un tapón en el que se inserta un termómetro. El dispositivo se cierra con dos tapas: de vidrio y de metal. A través de la tapa de cristal se puede observar el proceso de coagulación. Los tubos de ensayo con medios se colocan en el fondo del coagulador en posición inclinada.

El coagulador se calienta con gas o electricidad. Los medios se esterilizan una vez a una temperatura de 90°C durante 1 hora o fraccionadamente - 3 días seguidos a 80°C durante 1 hora.

Tindalización* - esterilización fraccionada a bajas temperaturas - se utiliza para sustancias que se destruyen y desnaturalizan fácilmente a una temperatura de 60 ° C (por ejemplo, líquidos proteicos). El material a esterilizar se calienta en un baño de agua o en dispositivos especiales con termostatos a una temperatura de 56-58 ° C durante una hora durante 5 días seguidos.

* (El método de esterilización lleva el nombre de Tyndall, quien lo propuso.)

Pasteurización- esterilización a 65-70 ° C durante 1 hora, propuesta por Pasteur para destruir formas de microbios que no son esporas. Se pasteurizan la leche, el vino, la cerveza, los zumos de frutas y otros productos. La leche se pasteuriza para eliminar el ácido láctico y las bacterias patógenas (brucella, mycobacterium tuberculosis, shigella, salmonella, estafilococos, etc.). Al pasteurizar cerveza, zumos de frutas y vino, mueren los microorganismos que provocan distintos tipos de fermentación. Es mejor mantener los alimentos pasteurizados refrigerados.

Preguntas de control

1. ¿Cuál es el propósito y la estructura del coagulador de Koch?

2. ¿Cuáles son los métodos de esterilización en una máquina de coagulación?

3. ¿Qué es la tindalización?

4. ¿Qué es la pasteurización?

Esterilización por irradiación ultravioleta.

La esterilización con rayos ultravioleta se realiza mediante instalaciones especiales: lámparas bactericidas. Los rayos ultravioleta tienen una alta actividad antimicrobiana y pueden provocar la muerte no solo de las células vegetativas, sino también de las esporas. La irradiación ultravioleta se utiliza para esterilizar el aire en hospitales, quirófanos, instituciones infantiles, etc. En un laboratorio microbiológico, una caja se trata con rayos ultravioleta antes de trabajar.

Preguntas de control

1. ¿Qué propiedades tienen los rayos ultravioleta?

2. ¿En qué casos se utiliza la esterilización mediante radiación ultravioleta?

Esterilización mecánica mediante filtros bacterianos.

La esterilización por filtración se utiliza en los casos en que los objetos que se esterilizan cambian cuando se calientan. La filtración se realiza mediante filtros bacterianos fabricados con diversos materiales finamente porosos. Los poros de los filtros deben ser lo suficientemente pequeños (hasta 1 micrón) para asegurar la retención mecánica de las bacterias, por lo que algunos autores clasifican la filtración como un método de esterilización mecánica.

El método de filtración se utiliza para esterilizar medios nutritivos que contienen proteínas, suero y algunos antibióticos, así como para separar bacterias de virus, fagos y exotoxinas.

En la práctica microbiológica se utilizan filtros de amianto Seitz, filtros de membrana y filtros Chamberlant y Berkefeld (velas).

Los filtros Seitz son discos fabricados a partir de una mezcla de amianto y celulosa. Su espesor es de 3-5 mm, diámetro de 35-140 mm. La industria nacional produce filtros de dos marcas: “F” (filtrado), que retiene las partículas en suspensión pero permite el paso de las bacterias; "SF" (esterilizante): con poros más pequeños que retienen las bacterias, pero permiten el paso de los virus. Las placas de amianto arrugadas, así como las placas rotas y agrietadas, no son aptas para el trabajo.

Los filtros de membrana están hechos de nitrocelulosa. Son discos blancos con un espesor de 0,1 mm y un diámetro de 35 mm. Dependiendo del tamaño de los poros, se denominan N° 1, 2, 3, 4 y 5 (Tabla 3).

El filtro número 1 es el más adecuado para la esterilización. Además de los enumerados, también producen el llamado prefiltro, diseñado para liberar el líquido filtrado de las partículas grandes que contiene.

Los filtros Chamberlant y Berkefeld (velas) son cilindros huecos, cerrados por un extremo. Las velas Chamberlant están hechas de caolín mezclado con arena y cuarzo. Están estandarizados por tamaño de poro y denominados L 1, L 2, L 3 ... L 13. Los filtros Berkefeld (velas) se preparan a partir de tierra infusora; según el tamaño de sus poros se denominan V, N, W, lo que corresponde a un diámetro de poro de 3-4, 4-7, 8-12 micrones.

El trabajo con filtros bacterianos se realiza de la siguiente manera. El filtro debe fijarse en un soporte especial que se inserta en el receptor del filtro. El receptor suele ser un matraz Bunsen. Los soportes, en la mayoría de los casos fabricados en acero inoxidable, constan de dos partes: la superior, con forma de cilindro sin fondo, y la inferior, una parte de soporte rematada en un tubo. Los filtros Seitz se colocan con la superficie rugosa hacia arriba sobre una malla metálica y se sujetan firmemente con tornillos entre la parte superior e inferior del soporte. El filtro montado se fija en un tapón de goma insertado en el cuello de un matraz Bunsen. Se inserta un hisopo de algodón en el tubo de salida del matraz, que está conectado a la bomba de vacío. La instalación preparada se envuelve en papel y se esteriliza en un autoclave a una presión de 1 atm durante 20-30 minutos. Todo el dispositivo ensamblado también se llama filtro Seitz (Fig. 13).

Inmediatamente antes de la filtración, el extremo de salida del matraz Bunsen se conecta mediante un tubo de goma a una bomba de chorro de agua o aceite. Las uniones de las distintas piezas se rellenan con parafina para crear un sello hermético. El líquido filtrado se vierte en el cilindro del aparato y se activa la bomba, creando un vacío en el receptor. Como resultado de la diferencia de presión resultante, el líquido filtrado pasa a través de los poros del filtro hacia el receptor y los microbios permanecen en la superficie del filtro.

Antes de su uso, los filtros de membrana se esterilizan hirviéndolos en agua destilada. Para evitar que los filtros se doblen, primero se colocan en agua destilada, se calientan a una temperatura de 50-60 ° C y se hierven a fuego lento durante 30 minutos, cambiando el agua 2-3 veces. El portafiltro y el receptor se esterilizan previamente y el dispositivo se monta en condiciones asépticas. Para evitar que el filtro de membrana se rompa en la malla metálica, coloque tazas de papel de filtro esterilizado debajo. Luego, utilizando unas pinzas esterilizadas con puntas lisas, saque el filtro de membrana del esterilizador y colóquelo sobre la rejilla de soporte con la superficie brillante hacia abajo.

Las velas (Chamberlant) esterilizadas en un autoclave se conectan a través de un tubo de goma a un receptor y se sumergen en un recipiente (generalmente un cilindro) con un líquido filtrado. La filtración se produce mediante una bomba de vacío. Un filtrado estéril ingresa al receptor y las bacterias quedan retenidas en los poros de la vela.

Los filtros de membrana y de amianto están diseñados para un solo uso. Después de su uso, las velas se hierven en agua del grifo y luego se calcinan en un horno de mufla.

Antes del uso posterior, se comprueba la integridad de las velas. La vela se baja a un recipiente con agua y se pasa aire. Si aparecen burbujas de aire en la superficie de la vela, significa que se han formado grietas en la vela y está inutilizable.

Preguntas de control

1. ¿Cuál es el método de esterilización con filtro? ¿Qué se esteriliza con este método?

2. ¿Qué filtros bacterianos conoces? ¿Cómo se instala el dispositivo filtrante, qué condiciones se deben observar?

Métodos químicos

Este tipo de esterilización se utiliza de forma limitada y sirve principalmente para prevenir la contaminación bacteriana de medios de cultivo y preparados inmunobiológicos (vacunas y sueros).

A los medios nutritivos se les añaden con mayor frecuencia sustancias como cloroformo, tolueno y éter. Si es necesario liberar el medio de estos conservantes, se calienta al baño maría a 56 ° C (los conservantes se evaporan).

Para conservar vacunas y sueros se utilizan mertiolato, ácido bórico, formaldehído, etc.

Esterilización biológica

La esterilización biológica se basa en el uso de antibióticos. Este método se utiliza para cultivar virus.

Preguntas de control

1. ¿Qué es la esterilización química y cuándo se utiliza?

2. ¿Qué es la esterilización biológica?

Los principales métodos de esterilización se presentan en la tabla. 4.

1 (La esterilización es incompleta: las esporas permanecen en el material esterilizado.)

2 (La esterilización es incompleta: los virus permanecen en el material esterilizado.)

Desinfección

En la práctica microbiológica, se utilizan varios desinfectantes: soluciones de fenol al 3-5%, soluciones de lisol al 5-10%, soluciones de cloramina al 1-5%, soluciones de peróxido de hidrógeno al 3-6%, soluciones de formaldehído al 1-5%, soluciones de cloruro de mercurio en dilución 1: 1000 (0,1%), alcohol 70°, etc.

El material patológico gastado (pus, heces, orina, esputo, sangre, líquido cefalorraquídeo) se desinfecta antes de drenarlo al alcantarillado. La desinfección se realiza con lejía seca o una solución de cloramina al 3-5%.

Pipetas (graduadas y Pasteur), espátulas de vidrio, portaobjetos y cubreobjetos contaminados con material patológico o cultivos de microorganismos se sumergen en frascos de vidrio con una solución al 3% de fenol o peróxido de hidrógeno durante un día.

Al finalizar el trabajo con material infeccioso, el técnico de laboratorio debe tratar el lugar de trabajo y las manos con una solución desinfectante. La superficie de la mesa de trabajo se limpia con un trozo de algodón humedecido con una solución de fenol al 3%. Las manos se desinfectan con una solución de cloramina al 1%. Para ello, humedezca un algodón o una gasa con una solución desinfectante y limpie la mano izquierda, luego la derecha, y luego lávese las manos con agua tibia y jabón.

La elección de un desinfectante, su concentración y la duración de la exposición (exposición) dependen de las propiedades biológicas del microbio y del entorno en el que el desinfectante entrará en contacto con los microorganismos patógenos. Por ejemplo, el cloruro de mercurio, el fenol y los alcoholes no son adecuados para desinfectar sustratos proteicos (pus, sangre, esputo), ya que bajo su influencia las proteínas se coagulan y la proteína coagulada protege a los microorganismos de los efectos de los desinfectantes.

Al desinfectar material infectado con formas de esporas de microorganismos, se utiliza una solución de cloramina al 5%, soluciones de cloramina activada al 1-2,5%, soluciones de formalina al 5-10% y otras sustancias.

La desinfección, que se lleva a cabo a lo largo del día durante el trabajo, se denomina actual y, al final del trabajo, final.

Desinfectantes e instrucciones para preparar soluciones de trabajo a partir de ellos.. El cloruro de cal es un polvo blanco grumoso con un olor acre a cloro que no se disuelve completamente en agua; El efecto bactericida depende del contenido de cloro activo, cuya cantidad oscila entre el 28 y el 36%. El cloro que contenga menos del 25 % de cloro activo no es adecuado para la desinfección.

Si se almacena incorrectamente, la lejía se descompone y pierde parte de su cloro activo. La descomposición es favorecida por el calor, la humedad y la luz solar, por lo que la lejía debe almacenarse en un lugar seco y oscuro, en un recipiente bien cerrado.

La lejía seca se utiliza para desinfectar las secreciones humanas y animales (a razón de 200 g por 1 litro de heces y 10 g por 1 litro de orina).

Preparación de la solución de lejía clarificada al 10% original. Tome 1 kg de lejía seca, colóquelo en un balde esmaltado y tritúrelo. Luego vierta agua fría hasta un volumen de 10 litros, mezcle bien, cubra con una tapa y déjelo por un día en un lugar fresco. Después de eso, la solución clarificada al 10% resultante se drena cuidadosamente y se filtra a través de varias capas de gasa o se filtra a través de un paño grueso. Conservar en frascos de vidrio oscuro, cerrados con tapón de madera, en un lugar fresco por no más de 10 días. Las soluciones de trabajo de la concentración requerida se preparan a partir de la solución madre inmediatamente antes de su uso. La cantidad de solución básica necesaria para preparar soluciones de lejía clarificadas al 0,2-10% se indica en la tabla. 5.

La concentración de soluciones de lejía clarificada del 0,2 al 10% se selecciona según la naturaleza del objeto a desinfectar y la resistencia del patógeno.

La cloramina es una sustancia cristalina de color blanco o amarillento que contiene entre un 24 y un 28% de cloro activo. Se disuelve bien en agua a temperatura ambiente, por lo que las soluciones se preparan inmediatamente antes de la desinfección. Utilice soluciones de cloramina al 0,2-10%. La relación entre la concentración porcentual de la solución y la cantidad de cloramina en gramos por 1 y 10 litros se da en la tabla. 6.

Disuelva la cloramina en un recipiente de vidrio o esmaltado. Cuando se almacenan soluciones de cloramina en recipientes de vidrio oscuro con tapón esmerilado, su actividad persiste hasta por 15 días.

Cloramina activada. Las propiedades desinfectantes de la cloramina se mejoran al agregarle un activador en una proporción de 1:1 o 1:2. Como activador se utilizan compuestos de amonio: cloruro de amonio, sulfato, nitrato de amonio. La cloramina activada se utiliza en concentraciones de 0,5, 1 y 2,5%. Se preparan inmediatamente antes de su uso. La cloramina y la sal de amonio se pesan por separado. Primero, se disuelve cloramina en agua y luego se agrega un activador.

La ventaja de las soluciones de cloramina activada sobre las convencionales es que la adición de un activador acelera la liberación de cloro activo. Por lo tanto, el fármaco tiene un efecto perjudicial no sólo sobre las formas vegetativas de los microorganismos, sino también sobre sus esporas. La cloramina activada se utiliza en concentraciones más bajas y con menos exposición.

El fenol (ácido carbólico) es un cristal incoloro en forma de aguja con un olor acre y característico. Cuando se exponen a la luz, el aire y la humedad, los cristales adquieren un color rojo carmesí. Conservar en tarros de cristal oscuro cerrados y en un lugar protegido de la luz.

El fenol es soluble en agua, alcohol, éter y aceites grasos. Al poseer una gran higroscopicidad, absorbe la humedad del ambiente y se vuelve líquido. El ácido carbólico líquido contiene un 90% de fenol cristalino y un 10% de agua.

Utilice soluciones acuosas de ácido fénico al 3-5% preparadas a partir de fenol cristalino y ácido fénico líquido según el esquema que figura en la tabla. 7. La actividad del fenol aumenta cuando se disuelve en agua caliente (40-50° C).

¡Atención! El fenol cristalino o el ácido carbólico líquido, si entran en contacto con la piel, pueden causar irritación y, en altas concentraciones, quemaduras graves. Por tanto, el ácido fénico debe manipularse con mucho cuidado. Al preparar soluciones, conviene usar guantes de goma o, en casos extremos, lubricarse las manos con vaselina.

Si el ácido carbólico entra en contacto con su piel, lávela inmediatamente con agua tibia y jabón o alcohol etílico de 40°.

Nota. Para preparar soluciones desinfectantes de fenol, es más conveniente y seguro utilizar ácido fénico líquido.

Preguntas de control

1. ¿Qué desinfectantes se utilizan en la práctica microbiológica?

2. Describir la apariencia y propiedades básicas de la lejía, la cloramina y el fenol.

3. ¿Qué soluciones de desinfectantes se utilizan para desinfectar material infectado con esporas de microorganismos?

Ejercicio

Prepare 2 litros de solución de trabajo de lejía clarificada al 5%; 500 ml de solución de cloramina al 3%, 300 ml de solución de cloramina activada al 1%.

¡Atención! Antes de comenzar a preparar soluciones, haga cálculos.

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Introducción

Los microorganismos están constantemente expuestos a factores ambientales. Los efectos adversos pueden provocar la muerte de microorganismos, es decir, tener un efecto microbicida o suprimir la proliferación de microbios, teniendo un efecto estático. Algunos impactos tienen un efecto selectivo sobre determinadas especies, mientras que otros exhiben una amplia gama de actividad.

Todo el mundo orgánico vivo es una unidad de organismos vivos y las correspondientes condiciones ambientales. El entorno externo se entiende como una combinación de diversos factores que afectan al organismo. Estos factores incluyen, por ejemplo, las condiciones nutricionales y respiratorias, la influencia de otros organismos, etc.

1. Condiciones ambientales

Las condiciones del ambiente externo son las que guían el desarrollo de todo el mundo orgánico, pues cada cuerpo viviente surgió y continúa construyéndose a partir de ciertas condiciones del ambiente externo.

El lado activo del desarrollo es el mundo orgánico vivo. Selecciona activamente del entorno externo lo que necesita para su desarrollo y también contrarresta activamente la influencia de condiciones ajenas a él. ¿Qué condiciones ambientales deberían considerarse las más favorables para un organismo vivo? Tales condiciones son aquellas a partir de las cuales y bajo las cuales surgió el organismo por primera vez. En otras palabras, cada organismo, para su desarrollo individual, necesita las mismas condiciones en las que se produjo el desarrollo de generaciones anteriores de una determinada especie.

Las condiciones ambientales cambiantes afectan en mayor o menor medida al organismo vivo y provocan una resistencia activa de su parte a la influencia cambiante. Esto manifiesta el conservadurismo de la naturaleza viva, su deseo de preservar sus propiedades hereditarias. El conservadurismo de la herencia es el resultado de la coherencia de los procesos fisiológicos en el cuerpo; asegura la estabilidad de las especies de organismos y evita que cambien bajo la influencia de las condiciones ambientales. Sin embargo, una discrepancia entre las condiciones externas de un organismo determinado puede provocar su muerte o un cambio en sus propiedades anteriores y la adquisición de otras nuevas. En este último caso, los cambios en el cuerpo que surgen bajo la influencia de factores externos le permiten adaptarse a las condiciones existentes y así sobrevivir. Estos cambios pueden ser insignificantes y perderse cuando se elimina la causa que los provocó. Si los cambios son profundos y significativos, y las condiciones ambientales continúan apoyándolos, entonces nuevas propiedades pueden establecerse firmemente en el cuerpo y transmitirse de generación en generación. Estas nuevas propiedades pasan así a ser hereditarias, es decir, inherentes al organismo por naturaleza. Las propiedades adquiridas bajo la influencia de las condiciones ambientales explican la capacidad de algunos microorganismos para desarrollarse con éxito en climas cálidos, otros en latitudes polares, otros en lagos salados, etc.

La adaptación de los organismos a las condiciones de vida modificadas y la transmisión de características recién adquiridas a la descendencia representan una ley de la naturaleza viva. De acuerdo con ello, se produce el desarrollo de todo el mundo orgánico. Con base en esta ley, una persona, mediante selección artificial y educación dirigida, recibe organismos animales, plantas y microorganismos con diversas propiedades beneficiosas. Los microorganismos son especialmente flexibles a este respecto, ya que se caracterizan por una adaptabilidad relativamente fácil a su entorno y una rápida reproducción, lo que les permite crecer un gran número de generaciones en poco tiempo.

El estudio de los patrones de variabilidad de los microorganismos es de gran importancia práctica, ya que su uso industrial se amplía cada año. Junto con la búsqueda de nuevos microorganismos encontrados en la naturaleza y la mejora de la calidad de las razas de producción de microorganismos ya en uso, está adquiriendo importancia el cultivo de nuevas razas con propiedades predeterminadas.

La doctrina de Michurin sobre la posibilidad de transformar la naturaleza en la dirección necesaria para el hombre abre amplias perspectivas en el campo de la cría de razas valiosas de microorganismos. Como resultado de la influencia de diversos factores ambientales sobre los microorganismos, es posible debilitar sus propiedades hereditarias y, mediante una hábil selección de las condiciones adecuadas, obtener especies con las características deseadas.

De esta forma se han obtenido muchos microorganismos valiosos para fines de producción. Se han desarrollado levaduras que fermentan más activamente diversos azúcares; levadura resistente al alcohol, que proporciona un mayor rendimiento alcohólico; levadura que fermenta con altas concentraciones de azúcar; bacterias de ácido acético que pueden soportar mayores concentraciones de ácido acético cuando se producen con la ayuda de estas bacterias, etc.

Utilizando el método de educación dirigida se obtuvieron cultivos de una serie de bacterias patógenas que han perdido su capacidad de provocar enfermedades. A partir de estos cultivos de bacterias debilitadas se preparan fármacos terapéuticos (vacunas) contra las enfermedades infecciosas correspondientes (ántrax, brucelosis, tularemia, etc.). El impacto de diversos factores ambientales sobre los microorganismos puede suprimir su actividad vital o provocar su muerte, lo cual es muy importante para mantener la calidad de los productos alimenticios.

Por tanto, estudiar la influencia de diversos factores ambientales sobre los microorganismos es de gran importancia tanto desde el punto de vista del uso industrial de los microorganismos como de la lucha contra los representantes nocivos del micromundo.

Las condiciones o factores ambientales que influyen en la vida de los microbios se dividen en físicos, químicos y biológicos.

2. Influencia de factores físicos.

Los factores físicos que influyen en los microorganismos incluyen la temperatura, la humedad ambiental, la concentración de sustancias disueltas en el ambiente, la luz, las ondas electromagnéticas y los ultrasonidos. La temperatura es uno de los factores ambientales más importantes. Todos los microorganismos sólo pueden desarrollarse dentro de ciertos límites de temperatura. La temperatura más favorable para los microorganismos se llama óptima. Se encuentra entre niveles de temperatura extremos: la temperatura mínima (temperatura más baja) y la temperatura máxima (temperatura más alta), en la que todavía es posible el desarrollo de microorganismos. Así, para la mayoría de los saprófitos, la temperatura óptima es de unos 30°C, la temperatura mínima es de 10°C y la máxima es de 55°C. En consecuencia, cuando el medio se enfría a una temperatura inferior a 10°C o cuando se calienta por encima de 55°C, se detiene el desarrollo de microorganismos saprofitos. Esto explica que los saprófitos provoquen un rápido deterioro de los productos alimenticios en la estación cálida o en una habitación cálida.

Para otros microorganismos, la temperatura óptima puede ser significativamente menor o mayor. Dependiendo del rango de temperatura óptima para los microbios, todos se dividen en tres grupos: psicrófilos, termófilos y mesófilos.

Los psicrófilos (microorganismos amantes del frío) se desarrollan bien a temperaturas relativamente bajas. Para ellos, el óptimo es de unos 10°C, el mínimo es de -10 a 0°C y el máximo es de unos 30°C. Los psicrófilos incluyen algunas bacterias putrefactas y mohos que deterioran los alimentos almacenados en refrigeradores y neveras. Los microorganismos psicrófilos viven en el suelo de las regiones polares y en las aguas de los mares fríos.

Los termófilos (microorganismos amantes del calor) tienen una temperatura óptima de aproximadamente 50°C, una mínima de unos 30°C y una máxima de 70-80°C. Estos microorganismos viven en manantiales de agua caliente, masas de heno, cereales, estiércol que se calientan espontáneamente, etc.

Los mesófilos se desarrollan mejor a temperaturas de alrededor de 30°C (óptimas). La temperatura mínima para estos microorganismos es de 0-10°C, y la máxima alcanza los 50°C. Los mesófilos representan el grupo más común de microorganismos. Este grupo incluye la mayoría de las bacterias, mohos y levaduras. Los agentes causantes de muchas enfermedades también son mesófilos.

Los microorganismos reaccionan de manera diferente a las fluctuaciones de temperatura. Algunos de ellos son muy sensibles a las desviaciones de temperatura de la óptima (muchas bacterias, incluidas las patógenas), mientras que otras, por el contrario, pueden desarrollarse bien dentro de un amplio rango de temperatura (muchos mohos y algunas bacterias putrefactas). Cabe señalar que los hongos son generalmente menos exigentes con las condiciones ambientales que las bacterias. Una disminución de la temperatura desde el punto óptimo tiene un efecto mucho más débil sobre los microorganismos que un aumento al máximo. Una caída de temperatura por debajo del mínimo no suele provocar la muerte de una célula microbiana, sino que ralentiza o detiene su desarrollo. La célula entra en un estado de animación suspendida, es decir, de actividad vital latente, similar a la hibernación de muchos organismos animales. Una vez que la temperatura aumenta a un nivel cercano al óptimo, los microorganismos vuelven a su actividad normal. Algunos mohos y levaduras siguen siendo viables después de una exposición prolongada a temperaturas de -190°C. Las esporas de algunas bacterias pueden resistir un enfriamiento de hasta -252°C.

Sin embargo, los microorganismos no siempre siguen siendo viables después de la exposición a bajas temperaturas. La célula puede morir debido a una alteración de la estructura normal del protoplasma y del metabolismo. La congelación y descongelación repetidas son especialmente desfavorables para las células microbianas.

Las bajas temperaturas se utilizan ampliamente en las prácticas de almacenamiento de alimentos. Los productos se almacenan refrigerados (de 10 a 2°C) y congelados (de 15 a 30°C). La vida útil de los productos refrigerados no puede ser larga, ya que el desarrollo de microorganismos en ellos no se detiene, sino que solo se ralentiza. Los alimentos congelados duran más porque se excluye el desarrollo de microorganismos en ellos. Sin embargo, después de la descongelación, estos productos pueden deteriorarse rápidamente debido a la proliferación intensiva de microorganismos que siguen siendo viables.

Un aumento de temperatura desde el punto óptimo tiene un efecto dramático sobre los microorganismos. Un calentamiento por encima de la temperatura máxima provoca la rápida muerte de los microbios. La mayoría de los microorganismos mueren a una temperatura de 60-70°C en 15-30 minutos, y cuando se calientan a 80-100°C, en unos pocos segundos a 3 minutos.

Las esporas bacterianas pueden resistir un calentamiento de hasta 100°C durante varias horas. Para destruir las esporas, recurra al calentamiento a 120° durante 20-30 minutos. La causa de la muerte de los microorganismos cuando se calientan es principalmente la coagulación de las proteínas celulares y la destrucción de las enzimas. El efecto destructivo de las altas temperaturas se aprovecha en la conservación de alimentos mediante pasteurización y esterilización.

La pasteurización implica calentar el producto a una temperatura de 63 a 75°C durante 30-10 minutos (pasteurización larga) o de 75 a 93°C durante varios segundos (pasteurización corta). Como resultado de la pasteurización, la mayoría de las células microbianas vegetativas se destruyen y las esporas permanecen vivas. Por tanto, los alimentos pasteurizados deben mantenerse fríos para evitar que germinen las esporas. La leche, el vino, los jugos de frutas y verduras y otros productos se pasteurizan.

La esterilización significa calentar el producto a una temperatura de 120°C durante 10 a 30 minutos. Durante la esterilización, que se lleva a cabo en autoclaves especiales, todos los microorganismos y sus esporas mueren. Como resultado, los productos esterilizados en recipientes herméticos se pueden almacenar durante años. La esterilización se utiliza en la producción de carne, pescado, lácteos, frutas y otros alimentos enlatados.

3. Humedad

Desempeña un papel importante en la vida de los microorganismos. Las células de los microorganismos contienen hasta un 85% de agua. Todos los procesos metabólicos tienen lugar en un ambiente acuático, por lo que el desarrollo y reproducción de microorganismos solo es posible en un ambiente que contenga suficiente humedad. Reducir la humedad ambiental primero conduce a una desaceleración en la proliferación de microbios y luego a su cese completo.

El desarrollo de bacterias se detiene con una humedad ambiental de aproximadamente el 25% y el crecimiento de moho en aproximadamente el 15%. En estado seco, los microorganismos pueden permanecer viables durante mucho tiempo. Las esporas son especialmente resistentes al secado y permanecen secas durante muchos años. En medios secos, los microorganismos no exhiben su actividad vital. Ésta es la base para la conservación de alimentos mediante el método de secado. Se secan frutas, verduras, setas, leche, pan, productos de confitería de harina, etc. Cuando se humedecen los productos secos, están sujetos a un rápido deterioro debido al rápido desarrollo de microorganismos que han conservado su viabilidad. Los productos secos tienen la capacidad de absorber la humedad del aire circundante, por lo que al almacenarlos se debe tener cuidado de que la humedad relativa no supere un determinado valor.

La humedad relativa del aire se entiende como una relación porcentual entre la cantidad real de humedad en el aire y la cantidad que satura completamente el aire a una temperatura determinada. El desarrollo de moho en productos secos es posible si la humedad relativa del aire supera el 75-80%.

4. Concentración de sustancias disueltas en el medio.

La actividad vital de los microorganismos ocurre en ambientes que son soluciones más o menos concentradas de sustancias. Algunos de los microorganismos viven en agua dulce, donde la concentración de sustancias disueltas es insignificante y, por tanto, la presión osmótica es baja (normalmente décimas de atmósfera). Otros microbios, por el contrario, viven en condiciones de altas concentraciones de sustancias y una presión osmótica significativa, que a veces alcanza decenas o cientos de atmósferas. La mayoría de los microorganismos pueden existir en ambientes con una concentración relativamente baja de sustancias disueltas y tienen una sensibilidad significativa a sus fluctuaciones.

Un aumento en la concentración de sustancias en el medio y la presión osmótica asociada conduce a la plasmólisis de la célula, a una alteración del metabolismo entre esta y el medio y luego a la muerte celular. Sin embargo, algunos microorganismos pueden permanecer viables durante mucho tiempo en condiciones de mayor concentración.

Los mohos toleran concentraciones elevadas de sustancias (así como otros factores desfavorables) más fácilmente que las bacterias. El enlatado de productos alimenticios con sal de mesa y azúcar se basa en el efecto destructivo de altas concentraciones de sustancias sobre los microorganismos.

El contenido de sal de mesa en el medio hasta un 3% ralentiza la reproducción de muchos microorganismos. Las bacterias putrefactas y del ácido láctico son especialmente sensibles a la acción de la sal de mesa. Cuando el producto contiene aproximadamente un 10% de sal, la actividad vital de estas bacterias queda completamente suprimida. Muchos agentes causantes de intoxicación alimentaria, por ejemplo, la bacteria paratifoidea y el bacilo del botulismo, no son resistentes a la acción de la sal de mesa; su desarrollo se detiene con una concentración de sal de aproximadamente el 9%. La sal de mesa se utiliza para conservar pescado, carne, verduras y otros productos.

Los microorganismos también mueren en soluciones que contienen entre un 60 y un 70% de azúcar. El azúcar se utiliza para conservar bayas, frutas, leche, etc. Algunos microorganismos, que suelen vivir en condiciones de baja presión osmótica, se desarrollan relativamente bien en alimentos salados o confitados. También hay microbios que normalmente pueden desarrollarse solo en condiciones de altas concentraciones de sal de mesa (por ejemplo, en salmuera). Estos microbios se denominan halófilos. Los halófilos suelen provocar el deterioro de los productos alimenticios salados. El efecto conservante del azúcar es mucho más débil que el de la sal de mesa, por lo que en la práctica de enlatar con azúcar, los productos se calientan adicionalmente en un recipiente herméticamente cerrado.

5. Luz

La luz es necesaria para la vida sólo de aquellos microbios que utilizan la energía luminosa para el metabolismo. Muchos mohos también requieren luz, ya que en ausencia de ella no se produce la formación de esporas, aunque el micelio se desarrolla con normalidad. La luz solar directa es perjudicial para los microorganismos, mientras que la luz difusa inhibe su desarrollo. Ultrasonido de bacterias de microorganismos orgánicos.

El efecto bactericida (que mata bacterias) de la luz solar se debe principalmente a la presencia de rayos ultravioleta en ella. Estos rayos tienen una gran actividad química y biológica. Provocan la descomposición y síntesis de ciertos compuestos orgánicos, coagulan proteínas, destruyen enzimas y tienen un efecto perjudicial sobre las células de microorganismos, plantas y animales. Se han creado dispositivos especiales para producir artificialmente rayos ultravioleta. Con la ayuda de estos rayos se desinfecta el agua potable, el aire de locales médicos e industriales, frigoríficos, etc. La desventaja de los rayos ultravioleta es su baja capacidad de penetración, por lo que sólo pueden utilizarse para irradiar la superficie. objetos.

6. Ondas electromagnéticas

Las ondas electromagnéticas tienen diferentes longitudes y frecuencias de oscilación. Cuanto más corta es la onda electromagnética, mayor es la frecuencia de sus oscilaciones. Se cree que las ondas electromagnéticas de gran longitud (más de 50 m) no tienen ningún efecto sobre los microorganismos. Las ondas electromagnéticas cortas (de 10 a 50 m) y especialmente ultracortas (menos de 10 m) tienen un efecto perjudicial sobre los microorganismos. Al atravesar cualquier medio, estas ondas forman en él corrientes alternas de frecuencias altas (HF) y ultraaltas (UHF), que calientan este medio, de forma rápida y uniforme en toda su masa. El agua en un vaso, bajo la influencia de tales corrientes, se calienta hasta hervir en 2-3 segundos. Se utilizan corrientes de frecuencia ultraalta para esterilizar productos durante el enlatado. Este método de enlatado tiene importantes ventajas, ya que no afecta la calidad del producto terminado. La acción de corrientes de frecuencia ultraalta también se puede utilizar para derretir la grasa de los tejidos.

7. Ultrasonido

Las vibraciones del sonido cuya frecuencia es superior a 20.000 por segundo se denominan ultrasonidos. El oído humano no puede detectar vibraciones ultrasónicas. Las ondas ultrasónicas, que se propagan en un medio, transportan una gran energía mecánica y pueden provocar la coagulación de proteínas, acelerar reacciones químicas y realizar otras acciones. Potentes vibraciones ultrasónicas pueden provocar la destrucción mecánica instantánea de las células. Las bacterias son especialmente sensibles a los efectos de las ondas ultrasónicas, pero sus esporas son más resistentes.

La eficacia del ultrasonido depende de la duración de su exposición, la composición química, la viscosidad y la reacción del medio, así como de la temperatura del medio.

La naturaleza del efecto bactericida de la ecografía aún no se ha revelado por completo. Es difícil decir ahora hasta qué punto se utilizarán los ultrasonidos para la conservación de alimentos. Los intentos de utilizar la energía de las vibraciones ultrasónicas para esterilizar leche, jugos y agua potable aún no han producido el efecto técnico y económico deseado.

8. Influencia de factores químicos.

Los factores ambientales químicos determinan en gran medida la actividad vital de los microorganismos. Entre los factores químicos, los de mayor importancia son la reacción del medio ambiente y su composición química.

Reacciónambiente

El grado de acidez o alcalinidad del ambiente tiene un fuerte efecto sobre los microorganismos. Por acidez y alcalinidad se entiende aquí la concentración de iones hidrógeno e hidroxilo. Bajo la influencia de reacciones ambientales, pueden cambiar la actividad de las enzimas, la naturaleza del metabolismo de la célula con el medio ambiente, así como la permeabilidad de la membrana celular a diversas sustancias. Diferentes microorganismos están adaptados a vivir en ambientes con diferentes reacciones. Algunos de ellos se desarrollan mejor en un ambiente ácido, otros en un ambiente neutro o ligeramente alcalino. Para la mayoría de los mohos y levaduras, lo más favorable es un ambiente ligeramente ácido. Las bacterias requieren un ambiente neutro o ligeramente alcalino. Cambiar la reacción del medio ambiente a los microorganismos tiene un efecto deprimente. Un aumento de la acidez del medio ambiente puede provocar la muerte de las bacterias; el aumento de la acidez es especialmente destructivo para las bacterias putrefactas.

Las esporas bacterianas son más resistentes a los cambios en las reacciones ambientales que las células vegetativas. Algunas bacterias producen por sí mismas ácidos orgánicos durante sus procesos vitales. Estas bacterias (por ejemplo, el ácido láctico) son más resistentes que otras, sin embargo, después de acumular una cierta cantidad de ácido en el medio ambiente, mueren gradualmente. Existen microorganismos que pueden regular la reacción del ambiente, llevándola al nivel deseado liberando sustancias que acidifican o alcalinizan el ambiente. Tales microorganismos incluyen, por ejemplo, levaduras. Para ellos es normal un ambiente ácido, en el que se produce la fermentación alcohólica. Sin embargo, si la levadura entra en un ambiente ligeramente alcalino o neutro, produce ácido acético en lugar de alcohol. Una vez que el medio adquiere una reacción ácida favorable para las levaduras, estas comienzan a producir alcohol etílico. Los métodos de conservación de alimentos, como la fermentación y el encurtido, se basan en el efecto supresor de la reacción del medio ambiente ante las bacterias putrefactas. Durante la fermentación (productos lácteos, verduras), se desarrollan bacterias del ácido láctico en el producto, formando ácido láctico, que suprime la actividad de las bacterias putrefactas.

Para el encurtido, se añade ácido acético a los alimentos (verduras, pescado), lo que también previene el desarrollo de bacterias putrefactas. Sin embargo, los productos fermentados y encurtidos en envases no cerrados herméticamente no se pueden almacenar durante mucho tiempo en una habitación cálida, ya que en ellos comenzarán a desarrollarse moho y levaduras, para lo cual un ambiente ácido es favorable.

9. Xcomposición química del medio ambiente

En la actividad vital de los microorganismos, la composición química del medio ambiente juega un papel importante, ya que entre las sustancias químicas que forman el medio ambiente y son necesarias para los microorganismos, también puede haber sustancias tóxicas. Estas sustancias, al penetrar en la célula, se combinan con elementos del protoplasma, alteran el metabolismo y destruyen la célula. Sales de metales pesados ​​(mercurio, plata, etc.), iones de metales pesados ​​(plata, cobre, zinc, etc.), cloro, yodo, peróxido de hidrógeno, permanganato de potasio, ácido sulfuroso y dióxido de azufre, monóxido de carbono y dióxido de carbono. alcoholes, ácidos orgánicos y otras sustancias. En la práctica, algunas de estas sustancias se utilizan para combatir microorganismos. Estas sustancias se denominan antisépticos (antiputrefacción). Los antisépticos tienen efectos bactericidas de diferente intensidad. La eficacia de los antisépticos también depende en gran medida de su concentración y duración de acción, temperatura y reacción ambiental.

Los microorganismos pueden acostumbrarse a tal o cual antiséptico si su concentración en el medio ambiente aumenta gradualmente desde un nivel inofensivo. Las sustancias antisépticas se utilizan ampliamente en medicina y veterinaria. Con su ayuda se desinfectan locales, equipos y herramientas. La desinfección de locales, equipos y herramientas con la ayuda de antisépticos se denomina desinfección, y las sustancias antisépticas utilizadas en este caso se denominan desinfectantes. Como desinfectantes se utilizan ácido carbónico (fenol), formalina, solución sublimada, lejía, cresol, dióxido de azufre y otros. La desinfección con antisépticos líquidos se realiza mediante pulverización o limpieza, y con antisépticos gaseosos, mediante fumigación.

En las empresas alimentarias y comerciales, para la desinfección se utiliza lejía, que se utiliza en forma de solución acuosa o triturada. Para desinfectar (clorar) el agua potable se utiliza cloro gaseoso o lejía. Algunas sustancias antisépticas (urotropina, bórax, ácido benzoico, dióxido de azufre) se utilizan para conservar productos alimenticios (verduras, frutas, caviar, etc.). Estas sustancias se toman en pequeñas dosis que son inofensivas para la salud humana.

El humo de muchas especies de madera contiene sustancias antisépticas (formaldehído, alcohol metílico, ácidos, acetona, fenol y resinas), que constituyen la base para la conservación de los productos cárnicos y pesqueros mediante el ahumado.

10. Influencia de factores biológicos.

En la naturaleza conviven diferentes representantes del mundo de los microorganismos. Se establecen ciertas relaciones entre ellos. En algunos casos, estas relaciones se benefician mutuamente. Esta convivencia mutuamente beneficiosa se llama simbiosis. La simbiosis se produce entre diferentes tipos de microorganismos, entre microorganismos y plantas, entre microorganismos y animales. Un ejemplo de simbiosis entre las bacterias del ácido láctico y la levadura es su convivencia en kéfir y kumiss: las bacterias del ácido láctico, que secretan ácido láctico, crean una reacción favorable en el medio ambiente para la levadura, y la levadura, con los productos de su actividad vital, estimula el desarrollo. de bacterias del ácido láctico. Simbiontes, es decir Los organismos que cohabitan mutuamente beneficiosos son las bacterias nódulos y las leguminosas. Las bacterias obtienen sustancias carbonosas de las leguminosas y ellas mismas proporcionan a las plantas compuestos nitrogenados.

Existen relaciones simbióticas entre microorganismos y animales, como bacterias e insectos. Así, las bacterias que viven en los órganos digestivos de las polillas descomponen la materia orgánica que les sirve de alimento y contribuyen así a su absorción.

Entre los microorganismos está muy extendido el antagonismo, en el que un tipo de microbio inhibe el desarrollo de otros o provoca su muerte. El fenómeno del antagonismo se produce, por ejemplo, en la relación entre el ácido láctico y las bacterias putrefactas. Las bacterias del ácido láctico producen ácido láctico, que inhibe las bacterias putrefactas. El antagonismo entre el ácido láctico y las bacterias putrefactas se utiliza en la producción de verduras encurtidas, productos lácteos fermentados, etc. Los microbios a menudo liberan al medio ambiente sustancias especiales que suprimen o tienen un efecto perjudicial sobre otros microorganismos. Estas sustancias se llaman antibióticos (del griego: anti - contra, bios - vida). Los antibióticos son secretados por muchos actinomicetos, bacterias y hongos. Alrededor de tales microorganismos antagonistas se crea una zona estéril en el sustrato, libre de otros microorganismos, ya que estos últimos mueren bajo la influencia de los antibióticos.

La propiedad de los microorganismos de secretar antibióticos se utiliza ampliamente en medicina. Actualmente se conocen una gran cantidad de antibióticos: penicilina, estreptomicina, biomicina, terramicina y varios otros. Se está realizando una búsqueda activa de nuevos antibióticos. Cada uno de los antibióticos tiene un efecto selectivo, es decir, suprime la actividad vital de solo ciertos microorganismos. La penicilina, por ejemplo, producida por un hongo del género penicillium, tiene un efecto perjudicial sobre muchas bacterias patógenas que provocan procesos purulentos e inflamatorios.

El uso de antibióticos para la conservación de alimentos sólo es posible después de que se haya determinado la seguridad de dichos productos para los seres humanos. Los antibióticos se utilizan como estimulantes del crecimiento de los organismos. La introducción de pequeñas dosis de antibióticos (penicilina, biomicina) en la dieta de animales domésticos y aves jóvenes ayuda a acelerar su crecimiento y reducir la mortalidad. La producción industrial de antibióticos se basa en el cultivo de microorganismos que producen el antibiótico deseado en condiciones estrictamente definidas y sobre un sustrato nutritivo especial. El antibiótico acumulado se retira del sustrato y luego se somete a purificación y tratamiento adecuado. Muchas plantas también producen antibióticos. Estos antibióticos fueron descubiertos por primera vez por el científico soviético B.P. Tokin en 1928-1929. en la pulpa del bulbo y se llaman fitoncidas (phyton es una planta en griego). Durante el experimento, Tokin descubrió que las sustancias volátiles liberadas por la pulpa de la cebolla, en pequeñas porciones, pueden potenciar temporalmente la proliferación de células de levadura y, en grandes dosis, invariablemente las matan. Más tarde resultó que los fitoncidas están muy extendidos en el mundo vegetal. Los fitoncidas se encuentran tanto en plantas silvestres como cultivadas, como cebollas, tomates, zanahorias, rábano picante, perejil, pimientos, eneldo, mostaza, cilantro, ajo, canela, laurel, maíz, remolacha, lechuga, apio, etc. Son particularmente activos. fitómidos de cebolla, ajo, rábano picante, mostaza. Los fitoncidas de muchas plantas tienen un efecto perjudicial no solo sobre las células vegetativas de los microorganismos, sino también sobre sus esporas.

Se están realizando investigaciones sobre el uso práctico de los fitoncidas en medicina y para la conservación de alimentos. Los organismos animales también producen sustancias antibióticas. Estas sustancias incluyen lisozima y eritrina. La lisozima es secretada por diversos tejidos y órganos de humanos y animales. Se encuentra en la saliva, las lágrimas y las secreciones de la piel humana.

Bibliografía

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3. Orlov, V. I. Fundamentos de microbiología [Texto]: libro de texto / V. I. Orlov. - M.: Economía, 1965.

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2.2. Tipos de organización celular de los microorganismos.

2.3. La estructura de una célula procariótica (bacteriana).

2.4 Estructura de una célula eucariota

Preguntas de autoevaluación

Literatura

3.1. Formas básicas y nuevas de bacterias.

3.2. Esporulación bacteriana

3.3. Movimiento de bacterias

3.4. Reproducción de bacterias

3.5. Clasificación de procariotas.

Tema 4 Eucariotas (hongos y levaduras)

4.1. Hongos microscópicos, sus características.

4.2. Propagación de hongos

1. Propagación vegetativa

3. Reproducción sexual

4.3. Clasificación de setas. Características de los representantes más importantes de diversas clases.

1. Clase de ficomicetos

2. Clase Ascomicetos

3. Clase Basidiomicetos

4. Clase Deuteromicetos

4.4. Levadura. Sus formas, tamaños. Propagación de levadura. Principios de clasificación de la levadura.

Preguntas de autoevaluación

Literatura

Tema 5 virus y fagos

5.1. Características distintivas de los virus. Estructura, tamaño, forma, composición química de virus y fagos. Clasificación de virus

5.2. Reproducción de virus. Desarrollo de fagos virulentos y templados. El concepto de cultura lisogénica.

5.3. La distribución y papel de los virus y fagos en la naturaleza y en la industria alimentaria.

Tema 6 nutrición de microorganismos.

6.1. Métodos de alimentación de microorganismos.

6.2. Composición química de una célula microbiana.

6.3. Mecanismos de entrada de nutrientes a la célula.

6.4. Necesidades nutricionales y tipos de nutrición de los microorganismos.

Tema 7 intercambio constructivo y energético.

7.1. El concepto de intercambio constructivo y energético.

7.2. Metabolismo energético, su esencia. Compuestos macroérgicos. Tipos de fosforilación.

7.3. Metabolismo energético de quimioorganoheterótrofos mediante procesos de fermentación.

7.4. Metabolismo energético de quimioorganoheterótrofos mediante el proceso de respiración.

7.5. Metabolismo energético de quimiolitoautótrofos. El concepto de respiración anaeróbica.

Tema 8 Cultivo y crecimiento de microorganismos.

8.1. El concepto de cultivos puros y enriquecidos de microorganismos.

8.2. Métodos para cultivar microorganismos.

8.3. Patrones de crecimiento de la cultura estática y continua.

Preguntas de autoevaluación

Tema 9 influencia de los factores ambientales sobre los microorganismos

9.1. La relación entre los microorganismos y el medio ambiente. Clasificación de factores que afectan a los microorganismos.

9.2. Influencia de factores físicos sobre los microorganismos.

9.3. La influencia de factores fisicoquímicos sobre los microorganismos.

9.4. La influencia de los factores químicos en los microorganismos.

9.5. Relaciones entre microorganismos. Efecto de los antibióticos sobre los microorganismos.

9.6. El uso de factores ambientales para regular la actividad de los microorganismos durante el almacenamiento de alimentos.

Preguntas de autoevaluación

Tema 10 genética de los microorganismos.

10.1. La genética como ciencia. El concepto de herencia y variabilidad.

10.2. Genotipo y fenotipo de microorganismos.

10.3. Formas de variabilidad de los microorganismos.

10.4. Importancia práctica de la variabilidad de los microorganismos.

Tema 11 procesos bioquímicos provocados por microorganismos.

11.1. Fermentación alcohólica. Química, condiciones de proceso. Patógenos. Uso práctico de la fermentación alcohólica

11.2. Fermentación láctica: homo y heterofermentativa. Química del proceso. Características de las bacterias del ácido láctico. Importancia práctica de la fermentación del ácido láctico.

11.3. Fermentación del ácido propiónico. Química del proceso, patógenos. Uso práctico de la fermentación del ácido propiónico.

11.4. Fermentación con ácido butírico. Química del proceso. Patógenos. Usos prácticos y papel en los procesos de deterioro de los alimentos.

11.5. Fermentación del ácido acético. Química del proceso. Patógenos. Usos prácticos y papel en los procesos de deterioro de los alimentos.

11.6. Oxidación de grasas y ácidos grasos superiores por microorganismos. Microorganismos: agentes causantes del deterioro de las grasas.

11.7. Procesos de putrefacción. El concepto de decadencia aeróbica y anaeróbica. Patógenos. El papel de los procesos de putrefacción en la naturaleza y en la industria alimentaria.

11.8. Descomposición de sustancias de fibra y pectina por microorganismos.

Preguntas de autoevaluación

Tema 12 Enfermedades transmitidas por alimentos

12.1 Características de las enfermedades transmitidas por alimentos. Diferencias entre infecciones alimentarias e intoxicaciones alimentarias.

Características comparativas de las enfermedades transmitidas por alimentos.

12.2. Microorganismos patógenos y condicionalmente patógenos. Sus principales propiedades. Composición química y propiedades de las toxinas microbianas.

12.4 Concepto de inmunidad. Tipos de inmunidad. Vacunas y sueros

12.5. Intoxicaciones alimentarias: infecciones tóxicas e intoxicaciones. Características de los patógenos de intoxicación alimentaria.

12.6. El concepto de microorganismos indicadores sanitarios. Bacterias del grupo Escherichia coli y su importancia en la evaluación sanitaria de productos alimenticios.

Preguntas de autoevaluación

Literatura

Tema 13 Distribución de microorganismos en la naturaleza.

13.1. Biosfera y distribución de microorganismos en la naturaleza.

13.2. Microflora del suelo. Su papel en la contaminación de los alimentos. Evaluación sanitaria del suelo.

13.3. Microflora del aire. Evaluación de la calidad del aire basada en indicadores microbiológicos. Métodos de purificación y desinfección del aire.

13.4. Microflora del agua. Evaluación sanitaria del agua basada en indicadores microbiológicos. Métodos de purificación y desinfección del agua.

Literatura

Lista de literatura recomendada

Contenido

9.2. Influencia de factores físicos sobre los microorganismos.

Temperatura - uno de los principales factores que determinan la posibilidad e intensidad de la reproducción de microorganismos.

Los microorganismos pueden crecer y exhibir sus funciones vitales en un cierto rango de temperatura, y dependiendo de la relación con la temperatura están divididos en psicrófilos, mesófilos y termófilos. Los rangos de temperatura para el crecimiento y desarrollo de microorganismos de estos grupos se dan en la Tabla 9.1.

La división de microorganismos en 3 grupos es muy arbitraria, ya que los microorganismos pueden adaptarse a temperaturas que les resultan inusuales.

Tabla 9.1

Grupo de microorganismos		T(°C) máx.	T(°C) óptima.	Representantes individuales
1.Psicrófilos (amantes del frío)				Bacterias que viven en frigoríficos, bacterias marinas.
2. mesófilos				La mayoría de los hongos, levaduras y bacterias.
3.Termófilos (amantes del calor)				Bacterias que viven en aguas termales. La mayoría forma esporas persistentes.

Los límites de temperatura para el crecimiento están determinados por la termorresistencia de las enzimas y las estructuras celulares que contienen proteínas.

Entre los mesófilos, hay formas con un máximo de temperatura alto y un mínimo bajo. Estos microorganismos se llaman termotolerante.

El efecto de las altas temperaturas sobre los microorganismos. Un aumento de la temperatura por encima del máximo puede provocar la muerte celular. La muerte de los microorganismos no se produce instantáneamente, sino con el tiempo. Con un ligero aumento de temperatura por encima del máximo, los microorganismos pueden experimentar "Golpe de calor" y tras una corta estancia en este estado pueden ser reactivados.

El mecanismo del efecto destructivo de las altas temperaturas está asociado a la desnaturalización de las proteínas celulares. La temperatura de desnaturalización de las proteínas se ve afectada por su contenido de agua (cuanto menos agua haya en la proteína, mayor será la temperatura de desnaturalización). Las células vegetativas jóvenes, ricas en agua libre, mueren cuando se calientan más rápido que las viejas y deshidratadas.

Resistencia al calor - la capacidad de los microorganismos para resistir el calentamiento prolongado a temperaturas que exceden la temperatura máxima de su desarrollo.

La muerte de los microorganismos se produce a diferentes temperaturas y depende del tipo de microorganismo. Así, cuando se calienta en un ambiente húmedo durante 15 minutos a una temperatura de 50-60 ° C, la mayoría de los hongos y levaduras mueren; a 60-70 ° C: las células vegetativas de la mayoría de las bacterias, los hongos y las esporas de levadura se destruyen a 65-80 ° C. Las células vegetativas de los termófilos (90-100 ° C) y las esporas bacterianas (120 ° C) tienen el mayor calor. resistencia.

La alta resistencia al calor de los termófilos se debe a que, en primer lugar, las proteínas y enzimas de sus células son más resistentes a la temperatura y, en segundo lugar, contienen menos humedad. Además, la tasa de síntesis de diversas estructuras celulares en los termófilos es mayor que la tasa de destrucción.

La resistencia al calor de las esporas bacterianas está asociada con su bajo contenido de humedad libre y su cubierta multicapa, que incluye sal de calcio y ácido dipicolínico.

Varios métodos para destruir microorganismos en productos alimenticios se basan en los efectos destructivos de las altas temperaturas. Estos incluyen hervir, cocinar, escaldar, freír, así como esterilizar y pasteurizar. Pasteurización – el proceso de calentamiento a 100˚C durante el cual se destruyen las células vegetativas de los microorganismos. Esterilización - Destrucción completa de células vegetativas y esporas de microorganismos. El proceso de esterilización se lleva a cabo a temperaturas superiores a 100 °C.

La influencia de las bajas temperaturas sobre los microorganismos. Los microorganismos son más resistentes a las bajas temperaturas que a las altas. A pesar de que la reproducción y actividad bioquímica de los microorganismos se detiene a temperaturas inferiores al mínimo, la muerte celular no se produce, ya que los microorganismos entran en un estado animación suspendida(vida oculta) y siguen siendo viables durante mucho tiempo. A medida que aumenta la temperatura, las células comienzan a multiplicarse intensamente.

Razones Muerte de microorganismos cuando se exponen a bajas temperaturas. son:

Enfermedad metabólica;

Un aumento de la presión osmótica del medio ambiente debido a la congelación del agua;

Se pueden formar cristales de hielo en las células, destruyendo la pared celular.

La baja temperatura se utiliza para almacenar alimentos refrigerados (a una temperatura de 10 a -2 °C) o congelados (de -12 a -30 °C).

Energía radiante. En la naturaleza, los microorganismos están constantemente expuestos a la radiación solar. La luz es necesaria para la vida de los fotótrofos. Los quimiotrofos pueden crecer en la oscuridad y, con una exposición prolongada a la radiación solar, estos microorganismos pueden morir.

El impacto de la energía radiante está sujeto a Leyes de la fotoquímica: los cambios en las células sólo pueden ser causados ​​por los rayos absorbidos. Por lo tanto, la capacidad de penetración de los rayos, que depende de la longitud de onda y de la dosis, es importante para la eficacia de la irradiación.

La dosis de radiación, a su vez, está determinada por la intensidad y el tiempo de exposición. Además, el efecto de la energía radiante depende del tipo de microorganismo, la naturaleza del sustrato irradiado, el grado de contaminación con microorganismos y también de la temperatura.

Las bajas intensidades de la luz visible (350-750 nm) y los rayos ultravioleta (150-300 nm), así como las bajas dosis de radiación ionizante, no afectan la actividad vital de los microorganismos o aceleran su crecimiento y estimulan el metabolismo. procesos, que está asociado con la absorción de cuantos de luz de ciertos componentes o sustancias de las células y su transición a un estado excitado electrónicamente.

Dosis más altas de radiación provocan la inhibición de ciertos procesos metabólicos y la acción de los rayos ultravioleta y los rayos X puede provocar cambios en las propiedades hereditarias de los microorganismos. mutaciones la cual es muy utilizada para obtener cepas altamente productivas.

Muerte de microorganismos bajo la influencia de los rayos ultravioleta. vinculado:

Con inactivación de enzimas celulares;

Con la destrucción de ácidos nucleicos;

Con formación de peróxido de hidrógeno, ozono, etc. en el ambiente irradiado.

Cabe señalar que las más resistentes a los rayos ultravioleta son las esporas bacterianas, luego las esporas de hongos y levaduras, luego las células bacterianas coloreadas (pigmentadas) y las menos resistentes son las células bacterianas vegetativas.

Muerte de microorganismos bajo la influencia de radiaciones ionizantes. llamado:

Radiólisis del agua en células y sustrato. En este caso se forman radicales libres, hidrógeno atómico y peróxidos que, al interactuar con otras sustancias celulares, provocan una gran cantidad de reacciones que no son características de una célula que vive normalmente;

Inactivación de enzimas, destrucción de estructuras de membrana, aparato nuclear.

La radioestabilidad de diversos microorganismos varía ampliamente y los microorganismos son mucho más radiorresistentes que los organismos superiores (cientos y miles de veces). Las más resistentes a las radiaciones ionizantes son las esporas de bacterias, luego los hongos y las levaduras, y luego las bacterias.

En la práctica se utiliza el efecto destructivo de los rayos ultravioleta y de rayos X.

Los rayos ultravioleta se utilizan para desinfectar el aire de cámaras frigoríficas, locales médicos e industriales, y las propiedades bactericidas de los rayos ultravioleta se utilizan para desinfectar el agua.

El procesamiento de productos alimenticios con bajas dosis de radiación gamma se denomina radurización.

Vibraciones electromagnéticas y ultrasonidos. Ondas de radio. Se trata de ondas electromagnéticas que se caracterizan por una longitud relativamente larga, desde milímetros hasta kilómetros y frecuencias de 3,10 4 a 3,10 11 hercios.

El paso de ondas de radio cortas y ultrarradio a través de un medio provoca la aparición en él de corrientes alternas de alta frecuencia (HF) y ultra alta frecuencia (microondas). En un campo electromagnético, la energía eléctrica se convierte en energía térmica.

La muerte de los microorganismos en un campo electromagnético de alta intensidad se produce como resultado del efecto térmico, pero el mecanismo de acción de la energía de las microondas sobre los microorganismos no se ha revelado completamente.

En los últimos años, el procesamiento electromagnético de productos alimenticios de ultra alta frecuencia se ha utilizado cada vez más en la industria alimentaria (para cocinar, secar, hornear, recalentar, descongelar, pasteurizar y esterilizar productos alimenticios). En comparación con el método tradicional de tratamiento térmico, el tiempo de calentamiento con energía de microondas a la misma temperatura se reduce muchas veces y, por lo tanto, el sabor y las propiedades nutricionales del producto se conservan mejor.

Ultrasonido. El ultrasonido se refiere a vibraciones mecánicas con frecuencias superiores a 20.000 vibraciones por segundo (20 kHz).

La naturaleza del efecto destructivo del ultrasonido sobre los microorganismos está asociada con:

CON efecto de cavitación. Cuando las ondas ultrasónicas se propagan en un líquido, se produce una rápida alternancia de rarefacción y compresión de partículas líquidas. Cuando se descarga el medio, se forman pequeños espacios huecos, "burbujas", llenas de vapores y gases ambientales. Durante la compresión, en el momento en que colapsan las “burbujas” de cavitación, surge una poderosa onda de choque hidráulico que provoca un efecto destructivo;

con la acción electroquímica de la energía ultrasónica. En un ambiente acuático, las moléculas de agua se ionizan y el oxígeno disuelto en ella se activa. En este caso, se forman sustancias altamente reactivas que provocan una serie de procesos químicos que afectan negativamente a los organismos vivos.

Debido a sus propiedades específicas, el ultrasonido se utiliza cada vez más en diversos campos de la ingeniería y la tecnología en muchos sectores de la economía nacional. Se están realizando investigaciones sobre el uso de energía ultrasónica para la esterilización de agua potable, productos alimenticios (leche, zumos de frutas, vinos), lavado y esterilización de envases de vidrio.

El agua es necesaria para el funcionamiento normal de los microorganismos. Una disminución de la humedad ambiental conduce a la transición de las células a un estado de reposo y luego a la muerte. Los más sensibles al secado son los microorganismos patógenos (agentes causantes de gonorrea, meningitis, cólera, fiebre tifoidea, disentería, sífilis). Bacterias más resistentes protegidas por el moco del esputo (bacilos de la tuberculosis), así como por esporas bacterianas, quistes protozoarios y bacterias formadoras de moco y cápsulas.

Secado con acompañado deshidratación del citoplasma Y desnaturalización de proteínas bacterianas . En la práctica, el secado se utiliza para conservar carne, pescado, verduras, frutas y hierbas medicinales.

Secado desde estado congelado al vacío - liofilización. Se utiliza para conservar cultivos de microorganismos que, en este estado, durante años (10-20 años) no pierden su viabilidad ni cambian sus propiedades. Los microorganismos se encuentran en un estado de animación suspendida. El método de liofilización se utiliza en la producción de vacunas vivas contra la tuberculosis, la peste, la tularemia, la brucelosis, la influenza y otras enfermedades, y en la producción de probióticos (eubióticos).

El efecto de la energía radiante y los ultrasonidos sobre los microorganismos.

Distinguir radiación no ionizante (rayos ultravioleta e infrarrojos de la luz solar) y radiación ionizante (gamma – radiación de sustancias radiactivas, electrones de alta energía).

Las radiaciones ionizantes tienen un poderoso efecto penetrante y dañino sobre el genoma celular. Pero las dosis letales para los microorganismos son varios órdenes de magnitud mayores que para los animales y las plantas.

Rayos X(longitudes de onda inferiores a 10 nm.) causa ionización de macromoléculas en células vivas. . emergente cambios fotoquímicos acompañado de desarrollo mutaciones o muerte células.

El efecto dañino de la radiación ultravioleta es más pronunciado para los microorganismos que para los animales y las plantas. Los rayos ultravioleta en dosis relativamente pequeñas causan daños al ADN de las células microbianas.

Rayos ultravioleta causa formación dímeros de timina en una molécula de ADN que suprime la replicación del ADN detiene la división celular y sirve como la principal causa de su muerte.

Ultrasonido(ondas con una frecuencia de 20.000 Hz) tiene propiedades bactericidas. El mecanismo de su acción bactericida es que en el citoplasma de las bacterias se forma. cavidad de cavitación , que está lleno de vapor líquido, se genera una presión de 10.000 atm. Esto lleva a la formación radicales hidroxilo altamente reactivos, a la desintegración de estructuras citoplasmáticas, despolimerización de orgánulos, desnaturalización de moléculas. Para esterilizar diversos objetos se utilizan rayos ultravioleta, radiaciones ionizantes y ultrasonidos.

El efecto de los factores químicos sobre los microorganismos.

Dependiendo de la naturaleza de la sustancia, su concentración, duración de acción, puede tener diferentes efectos sobre los microorganismos: ser fuente de energía y procesos biosintéticos, tener microbicida (matar) o microbostático (inhibiendo el crecimiento), mutagénico acción o ser indiferente a su vida.

Por ejemplo, una solución de glucosa al 0,5-2% es una fuente de nutrición para los microorganismos y una solución al 20-40% tiene un efecto inhibidor sobre ellos.

Al mismo tiempo, existen sustancias cuya naturaleza química determina sus propiedades antimicrobianas. Este:

1. Halógenos (preparaciones Cl, Br, I, sus compuestos).

2.Peróxido de hidrógeno, permanganato de potasio, que, como los halógenos, tienen propiedades oxidantes.

2. Tensioactivos, jabones bactericidas (sulfonol, ambolan, twins).

3. Sales de metales pesados ​​(mercurio, plata, cobre, plomo, zinc);

4. Fenol, cresol y sus derivados.

5. Álcalis (amoniaco, sus sales, bórax), cal; Ácidos, sus sales (bórico, salicílico, tetraborato de sodio).

6. Colorantes (verde diamante, azul de metileno, tripoflavina);

7. Alcoholes.

8. Aldehídos.

Los microorganismos exigen un determinado entorno de pH. La mayoría de los simbiontes y patógenos humanos crecen bien en reacciones ligeramente alcalinas, neutras o ligeramente ácidas. Durante su vida, el pH cambia, generalmente hacia un ambiente ácido, el crecimiento se detiene y luego comienza. Muerte de microorganismos debido al efecto dañino del pH sobre las enzimas. (su desnaturalización por iones hidroxilo), alteración de la barrera osmótica de la membrana celular .

Desinfección, desinfectantes.

La desinfección es la destrucción de microorganismos patógenos en objetos ambientales para interrumpir la transmisión y propagación de infecciones. Se distinguen los siguientes: métodos de desinfección:

1. Físico :

a) mecánico (limpieza en húmedo, lavado, sacudido, ventilación);

b) acción por temperatura: alta (planchado, aire caliente seco y húmedo, calcinación, ebullición, quemado) y baja (congelación);

2. Químico – tratamiento del objeto con desinfectantes;

3. Biológico (filtros biológicos, compostaje);

4. Conjunto (combinación de diferentes métodos)

Los productos químicos utilizados para la desinfección son desinfectantes. Los desinfectantes más comunes incluyen lejía (solución al 0,1 - 10%), cloramina (solución al 0,5-5%), fenol (solución al 3-5%), Lysol (solución al 3-5%), dos tercios de sal de hipoclorato de calcio DTSGC (0,1 -Solución al 10%); Solución de sublimado al 0,1-0,2% en otros compuestos de mercurio, alcohol etílico al 70%.

En un laboratorio microbiológico se utilizan desinfectantes para descontaminar los utensilios usados ​​(pipetas, cristalería), las áreas de trabajo y las manos.

La elección del desinfectante y la duración de su efecto están determinadas por las características del microorganismo y el entorno en el que se encuentra (en el esputo).

Mecanismo de acción de los desinfectantes.

La mayoría de los desinfectantes pertenecen al grupo de los venenos protoplásmicos generales, es decir. Venenos que actúan no solo sobre los microbios, sino también sobre cualquier célula animal y vegetal.

El mecanismo de acción de todos los desinfectantes se reduce a la alteración de la estructura fisicoquímica de la célula microbiana. Se distinguen los siguientes grupos de desinfectantes:

1. Halógenos (hipocloritos de Ca, Na, yodonato, cloraminas, dibromantina, lejía): interactúan con los grupos hidroxilo de las proteínas;

2. Alcoholes (70% de etanol): precipitan proteínas, eliminan los lípidos de la pared celular (desventaja: las esporas de bacterias, hongos y virus son resistentes);

3. Aldehídos (formaldehído – bloquea los grupos amino de las proteínas, provoca su desnaturalización y muerte de las proteínas);

4. Sales de metales pesados ​​(cloruro de mercurio): precipitan proteínas y otros compuestos orgánicos, provocan la muerte de los alimentos;

5. Agentes que contienen oxígeno (H 2 O 2, perácidos): desnaturalización de proteínas, enzimas;

7. Surfactantes (sulfonol, veltolen, jabones): alteran el funcionamiento del sistema nervioso central y tienen una alta actividad antimicrobiana;

8. Gases (óxido de etileno): altera la estructura de las proteínas bacterianas, incluidas las esporas.

Aséptico, antiséptico.

La asepsia y los antisépticos se utilizan ampliamente en la práctica médica, farmacéutica y en laboratorios microbiológicos.

Asepsia- un conjunto de medidas que previenen la entrada de microorganismos del medio ambiente a los tejidos, las cavidades del cuerpo humano durante los procedimientos terapéuticos y de diagnóstico, a los medicamentos estériles durante su fabricación, así como al material de investigación, los medios nutritivos y los cultivos de microorganismos durante investigación de laboratorio.

Para ello, en los laboratorios bacteriológicos, las inoculaciones se realizan cerca de la llama de una lámpara de alcohol, para la inoculación se utilizan medios nutritivos previamente calcinados (luego enfriados) con un asa;

La asepsia se logra esterilizando los instrumentos y materiales quirúrgicos, tratando las manos del cirujano antes de la cirugía, el aire de los objetos del quirófano y la superficie de la piel en el campo quirúrgico.

Eso., elementos de asepsia -Este:

1) esterilización de instrumentos, dispositivos, materiales;

2) tratamiento especial (antiséptico) de las manos antes del trabajo aséptico;

3) cumplimiento de determinadas normas de trabajo (bata esterilizada, mascarilla, guantes, evitar hablar, etc.);

4) implementación de medidas sanitarias, antiepidémicas e higiénicas especiales (limpieza húmeda con desinfectantes, lámparas bactericidas, cajas)

La asepsia está indisolublemente ligada a los antisépticos, que fueron utilizados por primera vez en la práctica quirúrgica por N.I. Pirogov (1865) y D. Lister (1867). Se distinguen los siguientes: tipos de antisépticos :

1. Mecánico (eliminación de tejido infectado y no viable de la herida);

2. Físico (apósitos higroscópicos, soluciones hipertónicas, irradiación ultravioleta, láser)

3. Químico (uso de productos químicos con acción antimicrobiana: miramistina, clorhexidina);

4. biológico ( uso de antibióticos, bacteriófagos, etc.)

Antisépticos– Se trata de sustancias químicas que matan o inhiben la proliferación de diversos microorganismos ubicados en la piel y las membranas mucosas del macroorganismo.

Como antisépticos se utilizan diversos compuestos químicos con acción antimicrobiana: alcohol etílico de 70 grados; Solución alcohólica de yodo al 5%; Solución al 0,1% de permanganato de potasio, solución al 1-2% de azul de metileno o verde brillante; Solución de formalina al 0,5-1%.

Los antisépticos se dividen según su naturaleza química. sobre el:

1. Fenoles (sus derivados – hexaclorofeno)

2. Halógenos (compuestos de yodo)

3. Alcoholes (etanol solución acuosa al 70%)

4. Tensioactivos (jabones, detergentes)

5. Sales de metales pesados ​​(Ag, Cu, Hg, Zn)

6. Tintes (verde brillante)

7. Agentes oxidantes (H 2 O 2, O 3, KMnO 4)

8. Ácidos (bórico, salicílico, benzoico)

9. Álcalis (solución de NH 3 - amoníaco)

A antisépticos y desinfectantes. cierto requisitos .

Los antisépticos y desinfectantes deben:

1) tener un amplio espectro de acción antimicrobiana;

2) tener un efecto rápido y duradero, incluso en ambientes con alto contenido de proteínas;

3) los agentes antisépticos no deben tener un efecto irritante o alérgico local en los tejidos;

4) los desinfectantes no deben dañar los objetos que se procesan;

5) debe ser económicamente asequible.