При какой температуре размножаются бактерии

Влияние температуры на рост и размножение бактерий.

Температура.Следует различать 1) температурные условия, при которых микроорганизмы растут и размножаются и 2) температурные границы, при которых микроорганизмы остаются живыми. Понятно, что во втором случае диапазон температур шире.

1) В зависимости от температурных условий, которые требуют мик­роорганизмы для своего роста и размножения, различают три группы: психрофилы, растущие при низкой температуре, мезофилы — при сред­ней, и термофилы — при высокой температуре

Для психрофилов оптимальная температура для роста 10-15°С. ми­нимальная 0-5°С, максимальная 25-30°С. Большинство из них свободноживущие и паразиты холоднокровных животных, по есть и патогенные для человека, например, иерсинии, псевдомонады. Они разм­ножаются при температуре бытового холодильника и более вирулент­ны при низких температурах.

Мезофилы размножаются преимущественно в организме теплок­ровных животных и человека. Оптимальная температура для их роста 30-37°С, максимальная 43-45°С, минимальная 15-20°С. Большинство па­тогенных микроорганизмов относятся к мезофилам. В окружающей среде они обычно не размножаются, но могут сохраняться живыми.

Для термофилов оптимальная температура для роста 50-60°С, ми­нимальная равна 45°С максимальная 90°С. Термофильные бактерии живут в юрячей воде гейзеров. Они не размножаются в организме че­ловека.

2) Температурные зоны гибели микроорганизмов шире, чем тем­пературы, при которых они могут расти.

Микроорганизмы более чувствительны к высоким температурам, при которых наступает их гибель вследствие свертывания белков и повреждения ферментов. Вегетативные формы бактерии погибают при 60-80°С в течение часа, при 100°С — через 1 минуту. Споры бактерий устойчивы к 100°С, например, споры палочек столбняка и ботулизма выдерживают кипячение в течение нескольких часов. Для того, чтобы убить споры, создают температуру сухого жара 160-170°С, пара под давлением 120-134°С. Высокие температуры применяют при стерили­зации — обеспложивании различных материалов.

К низким температурам микроорганизмы более устойчивы. Мно­гие из них переносят замораживание. Холерный вибрион, сальмонел­лы, кишечная палочка могут сохраняться во льду. Особенно устой­чивы к низким температурам споры бактерий и вирусы. В то же время есть виды микробов, не переносящих температуры ниже 20°С: менингококки, гонококки, возбудители коклюша, сифилиса.

Жизнедеятельность бактерий характеризуется ростом —формированием структурно-функциональных компонентов клетки и увеличением самой бактериальной клетки, а также размножением — самовоспроизведением, приводящим к увеличению количества бактериальных клеток в популяции.

Бактерии размножаются путем бинарного деления пополам,реже путем почкования. Актиномицеты, как и грибы, могут размножаться спорами. Актиномицеты, являясь ветвящимися бактериями, размножаются путем фрагментации нитевидных клеток.

Грамположительные бактерии делятся путем врастания синтезирующихся перегородок деления внутрь клетки, а грамотрицательные — путем перетяжки, в результате образования гантелевидных фигур, из которых образуются две одинаковые клетки.

Размножение бактерий в жидкой питательной среде. Бактерии,засеянные в определенный, не изменяющийся объем питательной среды, размножаясь, потребляют питательные элементы, что приводит в дальнейшем к истощению питательной среды и прекращению роста бактерий. Культивирование бактерий в такой системе называют периодическим культивированием, а культуру —периодической. Если же условия культивирования поддерживаются путем непрерывной подачи свежей питательной среды и оттока такого же объема культуральной жидкости, то такое культивирование называется непрерывным, а культура — непрерывной.

При выращивании бактерий на жидкой питательной среде наблюдается придонный, диффузный или поверхностный (в виде пленки) рост культуры. Рост периодической культуры бактерий, выращиваемых на жидкой питательной среде, подразделяют на несколько фаз, или периодов:

· фаза логарифмического роста;

· фаза стационарного роста, или максимальной концентрации бактерий;

· фаза гибели бактерий.

Эти фазы можно изобразить графически в виде отрезков кривой размножения бактерий, отражающей зависимость логарифма числа живых клеток от времени их культивирования.

Лаг-фаза (от англ. lag — запаздывание) — период между посевом бактерий и началом размножения. Продолжительность лаг-фазы в среднем 4—5 ч. Бактерии при этом увеличиваются в размерах и готовятся к делению; нарастает количество нуклеиновых кислот, белка и других компонентов.

Фаза логарифмического (экспоненциального) роста является периодом интенсивного деления бактерий. Продолжительность ее около 5-6 ч. При оптимальных условиях роста бактерии могут делиться каждые 20—40 мин. Во время этой фазы бактерии наиболее ранимы, что объясняется высокой чувствительностью компонентов метаболизма интенсивно растущей клетки к ингибиторам синтеза белка, нуклеиновых кислот и др. Затем наступает фаза стационарного роста, при которой количество жизнеспособных клеток остается без изменений, составляя максимальный уровень (М-концентрация). Ее продолжительность выражается в часах и колеблется в зависимости от вида бактерий,их особенностей и культивирования. Завершает процесс роста бактерий фаза гибели, характеризующаяся отмиранием бактерий в условиях истощения источников питательной среды и накопления в ней продуктов метаболизма бактерий.

Продолжительность ее колеблется от 10 ч до нескольких недель.

Интенсивность роста и размножения бактерий зависит от многих факторов, в том числе оптимального состава питательной среды, окислительно-восстановительного потенциала, рН, температуры и др.

Размножение бактерий на плотной питательной среде. Бактерии,растущие на плотных питательных средах, образуют изолированные колонии округлой формы с ровными или неровными краями (S- и R-формы; см. главу 5), различной консистенции и цвета, зависящего от пигмента бактерий.

Пигменты, растворимые в воде, диффундируют в питательную среду и окрашивают ее, например синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa) окрашивает среду в синий цвет.

Другая группа пигментов нерастворима в воде, но растворима в органических растворителях. Так, колонии «чудесной палочки» имеют кроваво-красный пигмент, растворимый в спирте. И, наконец, существуют пигменты, не растворимые ни в воде, ни в органических соединениях.

Наиболее распространены среди микроорганизмов такие пигменты, как каротины, ксантофиллы и меланины. Меланины являются нерастворимыми пигментами черного, коричневого или красного цвета, синтезирующимися из фенольных соединений.

Меланины наряду с каталазой, супероксидцисмутазой и пероксидазами защищают микроорганизмы от воздействия токсичных перекисных радикалов кислорода.Многие пигменты обладают антимикробным, антибиотикоподобным действием.

Вид, форма, цвет и другие особенности колоний на плотной питательной среде могут учитываться при идентификации бактерий, а также отборе колоний для получения чистых культур.

В промышленных условиях при получении биомассы микроорганизмов с целью приготовления антибиотиков, вакцин, диагностических препаратов, эубиотиков культивирование бактерий и грибов осуществляют в ферментерах при строгом соблюдении оптимальных параметров для роста и размножения культур.

25) Определение понятий: асептика, антисептика, дезинфекция, стерилизация.

Асептика— комплекс мероприятий, направленных на предупреж­дение попадания микробов в рану, или в пробирку с питательной сре­дой, в ампулу с лекарственным средством и т.д.

Антисептика— способ обеззараживания ран, операционного поля, рук хирурга, а также воздействие на инфекцию в организме пациента с помощью химических веществ — антисептиков.

Дезинфекция— уничтожение патогенных микробов в окружающей среде и различных объектах с целью прервать путь передачи и распро­странения инфекционного заболевания. Для дезинфекции используют химические вещества, лучевые и другие воздействия.

Стерилизация— процесс, направленный на полное уничтожение всех микроорганизмов в каком-либо объекте.

26) Стерилизация высокой температурой. Назвать методы и дать их характеристику: аппарат, режим, материалы.

Прокаливание на огне.Это надежный метод стерилизации, но он имеет ограниченное применение из-за порчи предметов. Таким спосо­бом стерилизуются бактериологические петли.

Стерилизация сухимжаром. Проводится в печи Пастера (сухожаровый шкаф) при температуре 160-170°С в течение 1-го часа. Этим способом стерилизуют лабораторную стеклянную посуду, пипетки, за­вернутые в бумагу, пробирки, закрытые ватными пробками. При тем­пературе выше 170°С начинается обугливание бумаги, ваты, марли.

Стерилизация паром под давлением (автоклавирование). Наиболее универсальный метод стерилизации. Проводится в автоклаве — водо-паровом стерилизаторе. Принцип действия автоклава основан на за­висимости температуры кипения воды от давления.

Автоклав представляет собой двустенный металлический котел с герметически закрывающейся крышкой. На дно автоклава наливают воду, в рабочую камеру помещают стерилизуемые предметы, закрыва­ют крышку, сначала не завинчивая ее герметически. Включают наг­ревание и доводят воду до кипения. Образующийся при этом пар вы­тесняет из рабочей камеры воздух, который выходит наружу через от­крытый выпускной кран. Когда весь воздух будет вытеснен, и из крана пойдет непрерывной струей пар, кран закрывают, крышку закрывают герметически. Доводят пар до нужного давления под контролем мано­метра. Температура пара зависит от давления: при нормальном ат­мосферном давлении стрелка манометра стоит на 0 атм. — температура пара 100°С, при 0,5 атм. — 112°С, при 1 атм. -121°С, при 1,5 атм. — 127°С, при 2 атм. — 134°С. По окончании стерилизации автоклав отключают, ждут, пока давление не снизится, выпускают постепенно пар и откры­вают крышку. Обычно при давлении 1 атм. в течение 20-40 минут сте­рилизуют простые питательные среды и растворы, не содержащие бел­ков и углеводов, перевязочный материал, белье. Стерилизуемые мате­риалы должны быть проницаемы для пара. При стерилизации матери­алов в больших объемах (хирургические материалы) время увеличива­ют до 2 часов. При давлении 2 атм. производят обеззараживание па­тологического материала и отработанных культур микробов.

Питательные среды, содержащие сахара, нельзя стерилизовать при 1 атм., так как они карамелизуются, поэтому их подвергают дробной стерилизации текучим паром, или автоклавированнию при 0,5 атм.

Для контроля режима стерилизации применяются биологический и физический методы. Биологичесжй метод основан на том, что од­новременно со стерилизуемым материалом помещают споры Bacillus stearothermophilus, которые погибают при 121°С за 15 минут. После проведения стерилизации споры не должны дать рост на питательной среде. Физический метод основан на применении веществ, имеющих определенную точку плавления, например, серу (119°С), бензойную кислоту (120°С). Запаянные трубки, содержащие вещество в смеси с сухим красителем (фуксин) помещают в автоклав вместе со стерилизу­емым материалом. Если температура в автоклаве достаточна, веще­ство расплавится и окрасится в цвет красителя.

Стерилизация текучим паром_проводится в аппарате Коха или в автоклаве при незавинченной крышке и открытом выпускном кране. Воду в аппарате нагревают до 100°С. Образующийся пар проходит через заложенный материал и стерилизует его. Однократная обработка при 100°С не убивает споры. Поэтому применяют дробный метод сте­рилизации — 3 дня подряд по 30 минут, в промежутках оставляя на сут­ки при комнатной температуре. Прогревание при 100°С вызывает теп­ловую активацию спор, вследствие чего они прорастают до следующе­го дня в вегетативные формы и погибают при втором и третьем про­гревании. Вследствие этого стерилизация текучим паром могут под­вергаться только питательные среды, т.к. для прорастания спор необ­ходимо наличие питательных веществ.

Для материалов, разрушающихся при 100°С (например, сыворот­ки, питательные среды, содержащие белок) применяют другой вид дроб­ной стерилизации — тиндализацию. Стерилизуемый материал прогревают на водяной бане при 56-60°С в течение 5-6 дней подряд — в первый день в течение 2 часов, в остальные дни по 1 часу.

Тепловой режим и развитие микроорганизмов

A.M. Елисеев,
кандидат сельскохозяйственных наук

РОСТ И РАЗВИТИЕ растений, а также микроорганизмов в значительной степени зависит от условий внешней среды. Поскольку растения и микроорганизмы являются живыми существами, то их успешная жизнедеятельность возможна лишь в теплый период времени, т.е. при положительных температурах почвы и атмосферы. Естественно, что растения и микробы могут успешно развиваться в искусственной среде с регулируемой температурой и влажностью.

Отношение микроорганизмов к температуре окружающей среды представляет большой интерес, так как температура определяет не только интенсивность развития того или иного микроорганизма, но и саму возможность его развития.

Жизнедеятельность каждого организма имеет определенные температурные границы, при выходе за которые она, как правило, прерывается. Эту температурную зависимость обычно выражают тремя кардинальными точками: минимум, оптимум и максимум. Минимальной называют температуру, ниже которой жизнь данного организма невозможна, оптимальной — температуру, при которой жизнедеятельность организма достигает наибольшего развития, и максимальной — температуру, выше которой жизнедеятельность прекращается. Эти кардинальные точки существенно различаются для разных микроорганизмов.

Читайте также  Кхх что это такое в машине

По отношению к оптимальным температурам все микроорганизмы подразделяют на три группы. Температурный оптимум первой группы находится в пределах от 6 до 10 °С. Это психрофильные микроорганизмы. К ним относятся преимущественно обитатели северных морей и северных почв. Развитие этих микроорганизмов возможно при температуре от 0 до + 15 °С, а в некоторых случаях они медленно растут и при температуре ниже 0 °С.

Вторая группа, температурный оптимум которой составляет от 3 до 45-50 °С, — мезофильные микроорганизмы, к числу которых относится большинство повсеместно распространенных бактерий и грибов.

Третья группа имеет температурный оптимум в пределах от 30 до 70 °С. Их называют термофильными микроорганизмами.

Перечисленные группы связаны между собой рядом промежуточных групп микроорганизмов, которые хорошо развиваются как при низких, так и при сравнительно высоких температурах,- психротолерантные и термотолерантные микроорганизмы.

Высокие и низкие температуры далеко не одинаково влияют на микроорганизмы. Наиболее губительны для них высокие температуры, вызывающие повреждения в коллоидном состоянии плазмы (свертывание белка, а также нарушение активности ферментов). Поэтому при повышении температуры за пределы максимума жизнедеятельность микроорганизма резко прерывается. И чем выше поднимается температура, тем быстрее наступает гибель бактерий. Так, например, гибель бесспоровых бактерий при температуре 60 °С наступает через 30 минут, при 70 °С — через 10-15 минут, а при 80-100 °С — через 0,5-1 минуту.

Скорость отмирания бактерий при высокой температуре зависит от содержания в клетке воды. Чем меньше воды, тем устойчивее коллоидные растворы белка и тем в большей мере клетка противостоит губительному влиянию высокой температуры. Этим и объясняется тот факт, что споры бактерий, содержащие меньше свободной воды, несравненно более стойки к повышенной температуре.

На губительном влиянии высоких температур основаны два известных приема уничтожения бактерий. Первый прием получил название пастеризации и представляет собой частичную стерилизацию, при которой полностью погибают вегетативные клетки бактерий, но остаются жизнеспособными споры. При пастеризации жидкость подвергают нагреву до 70 °С и выдерживают в течение 30 минут, вследствие чего жидкость лишается только бесспоровых бактерий.

Для полного консервирования любого продукта его нужно подвергать стерилизации, при которой уничтожаются бактерии и их споры. Чаще всего применяется стерилизация однократным нагреванием до 120 °С в автоклаве в течение 30 минут или до 100 °С в кипятильнике Коха трижды через каждые 24 часа.

Низкие температуры не убивают бактерии, а вызывают прекращение их жизнедеятельности. Этим и объясняется их большая устойчивость к низким температурам. Некоторые бактерии могут переносить даже температуру кипения жидкого азота -196 °С.

Особенно большой устойчивостью обладают споры бактерий. Они сохраняют способность к прорастанию, находясь при температуре жидкого воздуха в течение полугода и более. Споры же плесневых грибов не теряют способности прорастать, находясь две недели при -196 °С или три дня при температуре кипения жидкого водорода -253 °С.

Влажность, рН среды, концентрация растворенных в воде различных солей — все это оказывает существенное влияние на устойчивость бактерий при замораживании. В одних условиях их устойчивость будет снижаться, в других условиях, наоборот, возрастать. Об этом можно судить по данным Ф. Чистякова, наблюдавшего значительно большую устойчивость бактерий к низким температурам при добавлении в среду сахара (до 20% концентрации), защитное действие которого, вероятно, обусловлено тем, что температура замерзания среды в его присутствии понижалась. Значительное влияние на устойчивость бактерий к низким температурам оказывает и рН среды. Так, например, ряд бактерий гибнет при замораживании быстрее, если реакция среды кислая (рН =4,8-5).

Полностью прекратить развитие бактерий и грибов можно только при снижении температуры до -10-15 °С с одновременным понижением влажности почвы и воздуха. При таком уменьшении температуры вступает в действие еще один фактор — обезвоживание субстрата в результате образования кристаллов льда. Благодаря этому создаются дополнительные препятствия для развития микроорганизмов: не могут осуществляться процессы питания и биохимические реакции, возможные только в водной среде. Само замораживание не убивает микроорганизмы, а только переводит их в анабиотическое состояние.

Исходя из общих понятий зависимости развития микроорганизмов от температуры среды можно предположить подобную зависимость эффективных микроорганизмов (ЭМ) от температурных факторов. Композиция «Байкал ЭМ-1-У» состоит из более 80-ти видов микроорганизмов.

Согласно данным НИИ почвоведения им. Соколовского, усредненный минимум температур для композиции «Байкал ЭМ-1-У» находится в пределах 16 °С, оптимум 28 °С и максимум 35 °С. Поэтому при усиленной ферментации ЭМ-препара-том наиболее желательной температурой должна быть температура выше оптимальной, но на несколько градусов ниже максимальной, т.е. 28-32 °С.

При приготовлении рабочих растворов в полевых условиях температура воды может быть ниже оптимальной (т.е. температура окружающей среды). В данном случае не происходит усиленного размножения микроорганизмов, а вода играет роль растворителя. Поэтому в рекомендациях указано, что вода может иметь комнатную температуру, т.е. в пределах 20 °С, а лучше — оптимальную, т.е. 32 °С. Нарушение рекомендуемых в инструкциях тепловых режимов может приводить к изменению бактериального состава ЭМ-препаратов, а следовательно, к уменьшению их эффективности или даже порче.

В закрытых сооружениях типа теплиц, оранжерей, как в помещениях с регулируемой средой, легче выдерживать температурный режим согласно рабочей программе как при выращивании рассады, так овощных и цветочных культур. Для открытого грунта все зависит от температуры окружающей среды. Обычно «Байкал ЭМ-1-У» рекомендуется вносить в начале полевых работ, т. е. перед посевом ранних яровых. Этот период, как правило, характеризуется полным размерзанием почвы, повышением ее температуры на глубине 10 см до 10 °С и выше. Таким образом, ЭМ-препарат применяется на протяжении периода вегетации при положительных температурах.

Иногда сев ранних яровых проводится по таломерзлой почве, когда она полностью не разморожена. В таких случаях не следует опасаться высевать семена, обработанные ЭМ-пре-паратом. Снижение температуры (заморозки) вызывает прекращение размножения бактерий, но микроорганизмы при этом не погибают. С повышением температуры восстанавливается их нормальная жизнедеятельность.

В летний период тепловой режим почвы и воздуха в нашей зоне благоприятен для применения препарата «Байкал ЭМ-1-У», а лимитирующим фактором является влажность почвы. Поэтому «Байкал ЭМ-1 -У» лучше вносить перед дождем, рано утром по росе или на ночь при нормальном поливе из расчета 2-3 л рабочего раствора на 1 м 2 .

Заметим, что ЭМ-компост можно вносить и при заморозках на поверхности почвы до -10 °С. Естественно, в зимний период никакие работы с ЭМ-препаратом в открытом грунте не проводятся.

Температура как способ борьбы организма с болезнетворными бактериями

Температура – это одна из важных физических величин, которая характеризует состояние термодинамической системы. Тело человека является открытой термодинамической системой, которая получает энергию извне, перерабатывает ее и выделяет в окружающую среду часть энергии в виде тепла. Оптимальная температура тела здорового человека – 36⁰С. При этой же температуре бактерии, живущие в симбиозе с человеком, лучше всего растут и размножаются. Как это обстоятельство сказывается на здоровье людей?

Группы прокариотов по устойчивости к жаре и холоду

Температура той среды, в которой обитают бактерии, является во многом определяющим фактором для жизни микробов и для их смерти. Малейшие колебания и выход за пределы дозволенных величин не только ограничивают рост колонии, но и ставит ее на грань уничтожения.

Человек уже много знает о бактериях, чтобы регулировать их рост, размножение и гибель.

По своим температурным режимам микробы делятся на:

  • психрофилов (любители холода и низких показателей градусника, вплоть до -20⁰С);
  • мезофилов (микроорганизмы, которые живут при средних температурах: оптимальные условия для жизни +25-+35⁰С, погибают при +60⁰С и -5⁰С);
  • термофилов (температура для жизни и роста +50-+65⁰С, максимум, после которого погибают – 70⁰С).

Как видно из представленной классификации, симбионтами человека могут быть только микробы-мезофилы, они лучше всего растут и размножаются в таких условиях, при которых человек себя тоже хорошо чувствует: +36⁰С.

Основные симбионты человека

Основными симбионтами человека являются молочнокислые и бифидобактерии, а также микрококки и стрептококки. Именно эти микроорганизмы создают антагонистическую среду в кишечнике и на слизистых носоглотки, тем самым препятствуя размножению и росту на этих чувствительных к токсинам тканях гнилостной микробной среды.

  1. Молочнокислые бактерии – живут в кишечнике. Максимальная температура для роста и развития молочнокислых микробов +35-+36⁰С. При повышении до +40⁰С молочнокислые микробы гибнут. Это обстоятельство свидетельствует о том, что при высокой температуре тела у детей и взрослых молочнокислые бактерии гибнут в первую очередь, что является большим ударом для иммунной системы организма.
  2. Стрептококки – основные обитатели полости рта и носа. Но также составляют компанию молочнокислой флоре, обитая по соседству в толстом кишечнике. Стрептококки, так же как и молочнокислые бактерии, требовательны к температуре. Они не растут при нижней, меньше чем +10⁰С, и умирают при +45⁰С. Вот почему так важно детям не переохлаждать горло в летний период, поскольку холод губительно действует на защитников горла – стрептококков, и они начинают массово умирать, оставляя полость рта и носа незащищенной от возбудителей инфекций.

Таким образом, соблюдение температурного режима собственного тела взрослыми и детьми является важным фактором в сохранении молочнокислой микрофлоры и бактерий, защищающих горло, нос и ротовую полость от инфекций.

Инфекции и высокая температура

Если говорить об инфекциях желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) у взрослых и детей, то основными инфекционными агентами являются бактерии группы кишечной палочки и стафилококки.

Какой процесс развития инфекции в ЖКТ можно рассмотреть на примере инфицирования кишечной палочкой:

  1. В самом ЖКТ у каждого человека (у взрослых и детей) огромное количество разных бактерий группы кишечной палочки (энтеробактерии). Их деятельность сдерживается молочнокислыми бактериями, которые создают в кишечнике настолько кислую среду, при которой рост всех энтеробактерий сильно угнетен.
  2. При отравлении энтеробактерии получают возможность для роста (попадает внешняя инфекция с гнилыми продуктами, погибает собственная полезная микрофлора, падает иммунитет и т.д.).
  3. В течение часа энтеробактерии размножаются и отравляют своими токсинами кишечник, токсины дальше идут в кровь.

Практически те же процессы протекают в горле у детей и взрослых. Только возбудитель – патогенная группа стрептококков и стафилококков.

Кроме горла и кишечника, инфицированию бактериями подвержена и мочеполовая система. При таких инфекциях в анализе мочи количество бактерий превышает положенную норму.

В идеале моча вообще не должна содержать микроорганизмов, но есть некоторый процент микробов в моче, при котором воспалительные процессы в мочеполовой системе не активируются.

Признаками того, что в моче есть бактерии (заболевание – бактериурия), являются частое мочеиспускание, незначительное (до +37⁰С) повышение температуры тела, тупая боль внизу живота. У детей такие же симптомы этого заболевания.

Если температура тела постепенно повышается, в моче появились «хлопья» или моча стала красноватого или белесоватого цвета, это значит, что инфекция уже задела почки. При появлении первых подозрений, что в моче могут быть бактерии, необходимо сразу обращаться за медицинской помощью.

Особенно это касается маленьких детей, которые не могут объяснить, что у них болит, а повышение температуры может быть истолковано по-разному, и не всегда в первую очередь родители предполагают, что у ребенка бактерии в моче.

А в вопросах борьбы с бактериальными инфекциями оперативность – одна из обязательных составляющих успеха, поскольку бактерии размножаются очень быстро, и промедление смерти подобно в буквальном смысле этого слова.

Образование высшее филологическое. В копирайтинге с 2012 г., также занимаюсь редактированием/размещением статей. Увлечения — психология и кулинария.

При какой температуре погибает палочка ботулизма

Ботулизм – заболевание, которое является тяжелой токсической инфекцией. Победить ее непросто, к тому же она представляет серьезную опасность для жизни человека, т. к. вырабатывает самый сильный в природе яд. Какие условия нужно создать, чтобы несущая гибель бактерия погибла? Какие факторы внешней среды способны ее убить? Верно ли, что ботулизм погибает при кипячении?

Заболевание, ведущее к серьезным последствиям

Возбудитель болезни представляет собой анаэробную, способную развиваться без кислорода, палочку Clostridium botulinum. Болезнь протекает очень тяжело, она поражает нервную систему. Без лечения наступает смерть, а лечение протекает длительно. Продолжительно и восстановление. Но побороться с инфекцией можно: ботулизм погибает при кипячении!

Инфекция не передается от одного человека к другому. Кожа, легкие, ЖКТ – пути передачи инфекции, через них происходит заражение. Палочки или клостридии ботулизма подвижны, активны, способны жить в бескислородной среде. Они образуют споры, которые выживают даже в безвоздушном пространстве.

Когда палочка в процессе обмена веществ образует токсин, выделяются газы. Именно поэтому консервные банки с возбудителем ботулизма могут быть вздуты и содержать пузырьки воздуха.

Пастеризация банок за полчаса убивает активные бактерии, а вот их споры могут существовать при температуре +100°С несколько часов. Это затрудняет борьбу с инфекцией.

В домашних условиях заразиться ботулизмом можно:

  1. Отравившись несвежими консервами.
  2. Через плохо обработанные грибы и овощи.
  3. Используя чеснок или приправы, содержащиеся в растительном масле.
  4. Употребляя консервированную рыбу или рыбу домашнего приготовления.

Как не заболеть этой опасной инфекцией? Главное, соблюдение гигиены при приготовлении консервов дома. Во время заготовки и в ходе приготовления на кухне должна быть идеальная чистота. Все необходимые емкости нужно тщательно простерилизовать. Иначе гарантии нет никакой, и микроорганизмы в любой момент могут начать свою разрушительную «работу».

Условия приготовления пищи также должны быть соблюдены: продукты тщательно провариваем или прожариваем. От этого зависит ваше здоровье.

Бактерии живут в условиях, где нет кислорода. Чаще всего – в почве. Из почвы они попадают на фрукты и овощи, споры заносятся при копчении рыбы. Плохо промытые или неправильно приготовленные, они попадают в наш организм, где для микроскопических палочек вполне подходящие условия.

Какие ингредиенты помогут убить бактерии

Возможно ли не заразиться ботулизмом? От многих болезней, вызываемых бактериями или вирусами, вообще, никто не застрахован. Но создать определенную среду, которую ботулизм боится, все-таки можно.

  1. Выясним, развивается ли ботулизм в кислой среде. Создание кислой среды, даже 2%-ный раствор уксуса, снижают риск развития бактерии. Подкисление продуктов помогает убить бактерию при кипячении. Нагревая раствор лимонной кислоты или сока, пищевого уксуса до +100°С, палочка убивается при участии кислот.
  2. Не живет микроорганизм и в сильно концентрированном растворе соли (больше 10%). Такая концентрация подходит для рассола при приготовлении соленых огурцов. В бочковых и ведерных засолах ботулизма нет, поскольку там нет бескислородной среды, поэтому размножаться палочка не может.
  3. Не выдерживает палочка ботулизма и сахарные сиропы, поэтому для человека они безопасны. Хорошо проваренные и не закрытые герметично варенье, джемы, фруктовые желе можно кушать без опаски (при содержании в них сахара 50%). При правильном приготовлении компоты также не причинят вреда, особенно если они имеют кислый вкус.
  4. Не несут в себе опасности и сублимированные продукты, которые имеют низкий уровень влажности.
  5. Хранение консервированных заготовок и продуктов в холоде, леднике, холодильнике при температуре ниже 3°С. Ботулотоксин (яд, который выделяет бактерия) разрушается, находясь продолжительное время при низких температурах.
  6. Горчица убивает бактерию ботулизма.
  7. Мясные продукты нуждаются в обработке при температуре +115°С и выше. Только так гибнут споры, которые могут находиться в продукте. Такие высокие температуры можно получить в автоклаве. После автоклавирования следует варить мясо еще 15 мин, чтобы полностью исключить возможность заболевания.

Не стоит употреблять консервы, принесенные друзьями или гостями. Ведь вы не можете быть уверены, что все правила их приготовления соблюдены. Также не употребляйте консервированные продукты, которые вызывают у вас подозрение, например, купленные на рынке.

При какой температуре погибает микроорганизм

Бактерия представлена двумя формами: вегетативной и споровой.

Чтобы понять, как убить ботулизм кипячением, нужно понимать цикл жизнедеятельность палочки. В виде споры палочка может находиться во внешней среде, в кишечниках у животных. При температуре без воздуха размножается ботулизм моментально, выделяя ботулотоксин (яд). Доза, которая ведет к гибели, составляет 0,3 мкг.

Погибают споры ботулизма при кипячении в течение 4-5 часов. При температуре +120C (автоклавирование) – через 20 мин. Они устойчивы к большинству внешних факторов:

  • не гибнут при действии дезинфицирующих средств при их высокой концентрации;
  • жизнеспособны в 18%-ном солевом растворе;
  • сохраняются при замораживании и высушивании,
  • не реагируют на УФ-облучение.

Вегетативная форма ботулизма погибает при температуре +100°С за 5-15 минут. А вот токсин ботулизма разрушается при кипячении за 15 мин, а при +80°С – за полчаса. К сожалению, длительное кипячение не поможет при мариновании. Долго кипятить можно только домашнюю тушенку или варенье.

Первые признаки заболевания похожи на другие болезни, и определить только на основании симптомов ботулизм не удастся: важны лабораторные исследования. Почувствовав недомогание, обратитесь к врачу. Чем раньше начнете лечение, тем больше шансов на выздоровление. Современные препараты позволяют вылечить эту болезнь.

Как обезопасить себя

При возникновении подозрения на ботулизм (тошнота, слабость, рвота, ухудшение зрения) вызывайте скорую помощь. Не занимайтесь самолечением, т. к. время дорого. Как правило, лечение делится на 2 этапа:

  1. Очищение организма.
  2. Избавление от неврологических симптомов.

Врачи проводят вакцинацию с помощью специальной сыворотки. Вакцинацию проводят редко, т. к. она создает временный иммунитет к болезни. К сожалению, постоянный иммунитет к бактериальному заболеванию не вырабатывается, поэтому им можно заболеть повторно. Лечение проводится в условиях стационара в течение месяца.

Симптомы заболевания могут появиться как через несколько часов, так и через несколько дней. Обратите внимание, что при ботулизме не поднимается температура.

Необходимые профилактические меры:

  • При консервации промываем, стерилизуем, обрабатываем всю посуду и необходимые принадлежности.
  • Кислоту и соль добавляем строго по рецепту. Если вы впервые занялись заготовками на зиму, то позовите знакомую с большим опытом, чтобы не допустить ошибок.
  • Выдерживаем условия стерилизации. Термообработка должна быть проведена по всем правилам. Рыбу и мясо стерилизуем, используя автоклав.
  • Продукты для заготовок кипятим 20 мин. Уничтожение кипячением – самый надежный способ.
  • Нежелательно использовать металлические крышки. Они создают среду без кислорода, ту самую, в которой живут бактерии. Особенно это касается грибов, которые трудно промыть на все 100%. Любые продукты, которые соприкасались с землей, представляют опасность.
  • Добавляем уксус или кислоту, которые при кипячении уничтожают токсин. В нейтральной или щелочной среде он сохраняется.
  • Храним заготовленные баночки в темном месте (подвале, погребе) при низких температурах.

Все это поможет предотвратить заражение. Но нужно помнить, что бактерия и токсин живучи, и при домашних заготовках полной гарантии их отсутствия вы не получите.

Массовое увлечение выращиванием своих овощей и дачным хозяйством, заготовки припасов на зиму – это замечательно. Разносолы на столе, рассказы хозяек о рецептах вкусных заготовок, вкусные зимние закуски… Но помните, что это может быть опасно. Ботулизм – страшное заболевание, которое находится в зоне пристального внимания медиков.

  • Комплексные пищевые добавки
  • Микробиологические экспресс-тесты
  • Антисептики и дез.средства
  • Стартовые культуры, закваски

ГК «Униконс»

Продвижение и реализация комплексных пищевых добавок, антисептиков и др. продукции.

«Антисептики Септоцил»

Септоцил. Бытовая химия, антисептики.

«Петритест»

Микробиологические экспресс-тесты. Первые результаты уже через 4 часа.

«АльтерСтарт»

Закваски, стартовые культуры. Изготовление любых заквасок для любых целей.

  • Вы здесь:
  • Библиотека технолога
  • Микробиология
  • В.Н. Азаров. Основы микробиологии и санитарии

Влияние физических факторов/ Влияние температуры

Микроорганизмы в сравнении с другими живыми существами имеют широкий температурный диапазон развития. Некоторые из них способны развиваться при 8-10° С и более низких температурах; другие, в частности обитающие в воде и иле горячих источников, хорошо чувствуют себя при 80-95 °С. Уникальные микроорганизмы выделены в 1982 г. в Красном море из глубинных горячих вод. Они живут при 250 °С и громадном давлении, прекращая жизнедеятельность от переохлаждения уже при 100°С. Абсолютное же большинство предпочитает темпера­туры в пределах 15-35 °С.

В отношении каждой физиологической группы микроорганизмов различают три температуры: оптимальную (при которой данный вид наиболее активно проявляет свою жизнедеятельность); максимальную (выше которой жизнь данного вида прекращается в связи с гибелью); минимальную (ниже которой микроорганизмы не развиваются).

Интервал температур между максимальными и. минимальными значениями у разных микроорганизмов неодинаков. Например, пределы развития сенной палочки составляют от 3 до 52 °С, т. е. интервал составляет почти пятьдесят градусов, тогда как у других он равен всего 1-2°С (менингококки).

В зависимости от оптимальной температуры развития микробы подразделяются на группы.

Психрофилы, или холодолюбивые, имеют минимальную температуру развития 0-2°С (некоторые — даже —10 °С), максимальную — 25-35, оптимальную— 15-20 °С. Однако они хорошо размножаются и при температурах значительно ниже оптимальной. К этой группе относятся все микробы, способные вызывать порчу продуктов питания в процессе хранения. Они могут развиваться и на товарах, хранящихся при комнатной температуре.

Термофилы, или теплолюбивые, имеют оптимальную температуру развития около 45-60°С, максимальную — около 80 и минимальную — около 35 °С. Обитают они в некоторых почвах, пищеварительном тракте животных, горячих источниках, в почве южных широт.

Мезофилы, или любящие средние температуры, имеют оптимальную температуру 25-37 °С, максимальную— 40-45, минимальную — около 10 °С. К этой группе относятся все гнилостные бактерии, большинство дрожжей и плесневых грибов. Представители этой группы чаще остальных вызывают порчу пищевых продуктов, хранящихся без охлаждения.

Микробы сравнительно быстро привыкают (приспосабливаются) к небольшим изменениям температуры. Поэтому небольшое понижение по сравнению с минимальной температурой или повышение по сравнению с максимальной не гарантирует прекращения развития микробов, что важно иметь в виду при хранении пищевых продуктов.

Влияние высоких температур. Температуры, превышающие максимальные, действуют на микробы губительно. В водной среде большинство бесспоровых бактерий, дрожжи, плесневые грибы отмирают при нагревании до 60 °С в течение часа, до 70 °С — в течение 10-15 мин, при кипячении (100 °С) — в течение нескольких секунд. В воздушной среде гибель этих микробов наступает при 170 °С через 1-2 ч.

Споры бактерий обладают более высокой устойчивостью к нагреванию. Среди них имеются такие, которые остаются жизнеспособными при 4-часовом кипячении или нагревании в парах воды до 120 °С в течение 20 мин. Это объясняется тем, что в бактериальных спорах свободной воды вдвое меньше, чем в вегетативных клетках. Более высокая концентрация белков в цитоплазме и является причиной повышенной устойчивости к тепловой коагуляции.

Споры плесневых грибов и дрожжей хотя и более стойки, чем вегетативные клетки, но нагревание в водной среде до 100 °С часто вызывает их гибель.

В одних и тех же условиях споры одного и того же вида микробов погибают не одновременно. Некоторая часть их оказывается менее устойчивой, другая — более устойчивой. Поэтому чем больше спор в субстрате, тем больше среди них особо устойчивых. Чем сильнее обсеменен микробами, особенно споровыми, продукт, тем продолжительнее должно быть действие высоких температур для полного его обезвреживания.

Известны два основных способа обработки различных продуктов высокими температурами— стерилизация и пастеризация.

При стерилизации («стерилис» — бесплодный) полностью уничтожаются живые вегетативные и споровые формы микробов. Существует много приемов и методов стерилизации. Чаще ее проводят в специальных котлах— автоклавах. За счет герметизации и накапливания образующегося при нагреве пара в них создается повышенное давление и температура кипения воды повышается. При избыточном давлении в 0,5 атм она равна 112°С, 1 атм — 121 °С и т. д. Наиболее широко применяется режим стерилизации при 120 °С в течение 20 мин, при котором погибают споровые и вегетативные формы различных микроорганизмов. Некоторые вещества, например растворы Сахаров, желатина, при таком нагреве разрушаются, поэтому их стерилизуют при 111°С в течение 15-20 мин.

Стерилизацией пользуются при производстве мясных, рыбных, овощных и крупяных консервов, лабораторных питательных сред и др.

Эффект стерилизации зависит от количественного и качественного состава микрофлоры субстрата, его химического состава, консистенции. Чем выше обсемененность сырья, особенно споровыми формами, чем больше жира в продукте, чем больше масса и крупнее куски стерилизуемого продукта, тем эффект стерилизации слабее.

Наличие в продукте кислот и солей ускоряет гибель микробов при стерилизации.

При пастеризации уничтожаются только вегетативные клетки микробов, находящихся в продукте. При этом продукт однократно прогревают при температуре от 60 до 100 °С в течение нескольких минут. Пастеризация применяется для сохранения молока, пива, виноградных вин, соков, жиров и некоторых других пищевых продуктов. Режим пастеризации может быть различным в зависимости от свойств продукта, размеров, особенностей тары. В связи с тем, что некоторые термофильные бактерии и споры микробов могут оставаться при этом жизнеспособными, продукты, подвергнутые пастеризации, во избежание порчи необходимо хранить при пониженных температурах.

В лабораторной практике для получения эффекта стерильности при температуре, не превышающей 100°С, иногда пользуются кипятильником Коха. Это металлический цилиндрический сосуд, на дно которого наливается вода; над водой, на решетке, помещают стерилизуемые предметы. При кипячении воды все они оказываются в атмосфере пара (при температуре 100°С), вытекающего через неплотно закрывающуюся крышку, отчего и возникло выражение «стерилизация текучим паром».

Однократное прогревание текучим паром не приводит к гибели споровых микробов. Для уничтожения их приходится прибегать к повторному нагреванию в течение двух дней по часу. Это так называемая дробная стерилизация, основанная на том, что выжившие после первого прогрева споры к следующему дню при комнатной температуре прорастают, а образующиеся из них вегетативные клетки легко убиваются действием температуры при втором и третьем прогреваниях. Лабораторную посуду и различные рабочие предметы (петли, скальпели и др.) можно стерилизовать в пламени горелки или завернутыми в бумагу при 170 °С. в течение 2 ч в суховоздушных шкафах — стерилизаторах.

Влияние низких температур. Низкие температуры, как правило, не убивают микробов, но приостанавливают их жизнедеятельность.

Некоторые микробы способны переносить исключительно низкую температуру и не погибают даже при —172 … —190°С. Споры бактерий сохраняют способность к прорастанию даже при —250°С. Довольно устойчивы к холоду болезнетворные микроорганизмы, в частности представители кишечно-тифозной группы.

Об устойчивости микробов к низким температурам свидетельствуют факты обнаружения жизнеспособных гнилостных бактерий в трупах животных, например мамонта, пролежавших в мерзлой почве тысячелетия. Однако развитие микроорганизмов при низких температурах если и происходит, то очень медленно. Наибольшую жизнедеятельность при низких температурах проявляют плесневые грибы, сохраняя способность развиваться даже при минусовых температурах.

Тормозящее действие низких температур на микробы используют для хранения различных пищевых продуктов в охлажденном виде при 0-4°С и в замороженном — от —6 до —20 °С и ниже.

При хранении продуктов в замороженном виде на развитие микробов действуют не только низкая температура, но и недостаток жидкой воды, так как большая часть ее переходит в лед. Одновременно резко возрастает влияние осмотического давления, так как в небольшом количестве воды, оставшейся в жидком состоянии, оказываются растворенными практически все вещества, находившиеся ранее во всей массе свободной воды продукта.

Поскольку при хранении продуктов в замороженном виде погибают не все микробы, и часть их переходит в недеятельное состояние, после дефростации (размораживания) они могут вновь размножаться и вызывать порчу продуктов. Процесс развития микрофлоры ускоряется при неправильной дефростации, когда ткани продукта не успевают поглотить выделившийся ранее тканевый сок, являющийся прекрасной средой для их развития.

Обитая длительное время в холодильниках и рефрижераторах, микробы приспосабливаются к новым условиям существования, приобретая способное развиваться при более низких температурах с большой интенсивностью.

Губительно действуют на микроорганизмы повторное замораживание и оттаивание.

Изменение температуры влияет на соотношение различных видов микроорганизмов, образование ароматических, вкусовых веществ, на свойства и качество продуктов при их производстве (сыры и др.). Развитие и последовательность микробиологических процессов в молоке при его хранении и переработке также связаны с температурными воздействиями. От температуры зависят характер молочного сгустка, аромат и вкус получаемых продуктов.

Снижение интенсивности жизненных процессов микробов или полное их прекращение с изменением температуры обусловлено изменением активности ферментов. При понижении температуры их каталитическая активность снижается, в результате чего различные процессы замедляются. При повышении температуры выше определенного предела ферменты микробов быстро инактивируются в связи с денатурацией белкового компонента их молекул.

При какой температуре размножаются бактерии

Кроме состава питательной среды, рост бактерий сильно зависит от условий окружающей среды, поэтому эти условия нужно строго контролировать. Микроорганизмы лучше растут при определенных температурах и рН, и они чувствительны к ряду факторов, таких как концентрация кислорода и интенсивность света. Оптимальными являются условия, при которых обеспечивается самое короткое время генерации. Каждый вид микроорганизмов приспосабливается к определенным условиям окружающей среды.

Температура и рост бактерий

Требования к температуре у разных микроорганизмов существенно различаются, поэтому от температуры во многом зависит, какие микроорганизмы вырастут в определенных условиях. Влияние температуры легко объяснить, если рассмотреть действие температуры на ферменты. Все клетки содержат ферменты, и скорость работы ферментов, а следовательно, и скорость реакций и роста клетки, зависит от температуры. Для каждого данного микроорганизма есть оптимальная температура, при которой он лучше всего растет, а также диапазон температур, вне которого он расти не может. Верхним пределом обычно является температура, при которой начинается денатурация некоторых жизненно важных белков. Границы оптимальных температур сильно варьируют: от 0—5 °С для некоторых бактерий, обитающих в полярных областях океанов, до 70 °С и выше — для бактерий, живущих в горячих источниках или гниющих растительных остатках, таких как компост и силос, где температуры могут быть достаточно высокими. Некоторые глубоководные бактерии, живущие в вулканических кратерах, на дне океана или вблизи них, выживают при 118 °С.

В зависимости от температуры, при которой растут микроорганизмы, их можно разделить на четыре группы. Приведенные ниже значения температур являются ориентировочными, поскольку в действительности существует непрерывный ряд различных типов.

1. Термофилы. Оптимальная температура для роста превышает 45 °С, например некоторые виды Lactobacillus (обнаруженные в молоке).
2. Мезофилы. Оптимальная температура для роста составляет 25—45 °С. Для бактерий, живущих в организме млекопитающих, температурный оптимум составляет около 37 °С, а максимум 42-43 °С, как например, для Escherichia coli (Е. coti), обычного обитателя кишечника человека. Дрожжи (грибы) также являются мезофилами.
3. Психрофилы. Температурный оптимум для этих бактерий ниже 15 °С, и они не могут расти при температуре выше 20 °С. Эти микроорганизмы часто создают проблемы при хранении пищи в холодильниках.
4. Психротрофы. Температурный оптимум выше 15 °С, но они растут и при более низких температурах (5 °С и ниже), например некоторые дрожжи рода Candida, некоторые плесневые грибы. Именно эти микроорганизмы чаще всего вызывают порчу пишевых продуктов, хранящихся в холодильниках.

Рн и рост бактерий

Как и в случае температуры, каждый вид имеет свой собственный минимум, максимум и оптимум рН, при котором он растет. Для большинства бактерий оптимум находится в области рН 7 (нейтральное значение рН). Микроорганизмы, которые хорошо растут в кислой среде, такие как бактерии, продуцирующие уксус, называются ацидофилами, тогда как растущие в щелочной среде бактерии относятся к алкалофилам. Большинство дрожжей может расти в кислой среде с оптимумом рН 4,5-5,0- Плесневые грибы предпочитают слабокислые условия.

Концентрация кислорода и рост бактерий

Кислород необходим для аэробного дыхания. В зависимости от потребностей в кислороде микроорганизмы можно разделить на следующие группы:
1. Облигатные аэробы. Микроорганизмы, которые могут расти только в присутствии кислорода, например Mycobacterium tuberculosis — бактерия, вызывающая туберкулез, плесневые грибы, такие как Penicilli-um, водоросли и большинство простейших. Облигатными аэробами являются большинство бактерий и грибов.
2. Факультативные аэробы. Микроорганизмы, которые используют кислород, если он доступен, но в его отсутствие могут расти и анаэробно, например, Е. coli и многие другие бактерии, дрожжи, некоторые простейшие.
3. Облигатные анаэробы. Микроорганизмы, которые выживают только в анаэробных условиях, например в кишечнике или рубце жвачных животных. К ним относятся Clostridium tetani, обитающий в почве и вызывающий столбняк, и Clostridium botulinum, обнаруживаемый иногда в богатых белком (например, мясных) консервах и являющийся возбудителем ботулизма — тяжелой формы пищевого отравления, часто приводящего к смертельному исходу.
4. Микроаэрофилы. Микроорганизмы, которые лучше всего растут при более низких, чем в воздухе, концентрациях кислорода. К ним относится, например, Lactobacillus, обнаруживаемый в молоке.

Ионный, осмотический баланс и рост бактерий

Когда клетка находится в растворе, более концентрированном, чем ее внутреннее содержимое, она обычно теряет воду путем осмоса. Тем не менее существуют галофилы — организмы, которые приспособились к жизни при высоких концентрациях соли, например в Большом Соленом озере в Америке, Мертвом море в Израиле и соляных топях. Примером галофила является Halobacterium. И наоборот, если простейшие не имеют сократительной вакуоли, которая собирает избыток воды и удаляет его, они разбухают и лопаются в разведенной среде, поскольку не имеют клеточной стенки. При этом важное значение имеет также правильный баланс ионов.