9 Tiltak for kontroll av mikrobiell vekst (med figur)

Noen av de viktige tiltakene for å kontrollere mikrobiell vekst er: 1. Rengjøring 2. Lav temperatur 3. Høy temperatur 4. Filtreringssterilisering 5. Strålingssterilisering 6. Fjerning av fuktighet 7. Modifisert atmosfæreemballasje 8. Sankning av pH 9. Bruk av kjemikalier .

1. Rengjøring:

Rengjøring innebærer feiing, tørking, vasking og børsting av et materiale som fjerner de fleste mikrober som er tilstede på den.

For eksempel, å feie gulvet, tørke bordet etter et måltid, vaske gulv eller kluter, børsting av tenner er trinn som sikter på å dekontaminere materialet og derved kontrollere mikrobial vekst.

2. Lav temperatur:

Lav temperatur svekker veksten av en stor gruppe mikrober og kontrollerer dermed mikrobial vekst.

Eksponering for lav temperatur kan gjøres på to måter som følger:

(i) Chilling:

Det er en prosess med å senke temperaturen til et materiale til ca. 0 ° C, men ikke under det. Den lave temperaturen senker veksten av en stor gruppe mikrober og styrer dermed mikrobiel vekst i materialet. For eksempel blir fisken avkjølt, vanligvis ved isning, som senker veksten av spoilage mikrober og derved opprettholder den i løpet av få dager.

(ii) Frysing:

Det er en prosess med å senke temperaturen på et materiale under 0 ° C. Den lave temperaturen senker veksten av en stor gruppe mikrober og styrer dermed mikrobiel vekst i materialet. Mikrobiell vekst er fullstendig arrestert under -10 ° C. F.eks. Er fisk og kjøtt frosset vanligvis under -20 ° C, som helt anker veksten av spoilage mikrober og derved opprettholder den i flere måneder sammen.

3. Høy temperatur:

Da temperaturen stiger utover den maksimale temperaturen for vekst av mikrober, oppstår dødelige effekter. Dermed ødelegger svært høy temperatur mikrober og kontrollerer dermed mikrobial vekst.

Eksponering for høye temperaturer kan gjøres på følgende måter:

(i) Sollys:

Den høye temperaturen i sollys dreper mange mikrober. Vannet i dammer og tanker får vanligvis alvorlig mikrobiell forurensning, men sollys dreper et stort antall mikrober og reduserer dermed forurensningen betydelig. UV-strålingen av sollys dreper også mange mikrober.

(ii) tørr varme:

Tørr varme dræper mikrober ved oksydasjon av cellekomponenter, mens fuktig varme dør ved koagulering eller denaturering av cellulære proteiner fra de mikrobielle celler. Tørrvarme påføres på følgende måter.

(a) varmluftsovn:

Alle glassvarer og materialer som pulver, voks og olje, som ikke kommer i kontakt med fuktighet, steriliseres i varmluftsovn ved 180 ° C i 3 timer. Indikator organisme for sterilitetstest av en ovn er Clostridium tetani, som vokser i Robertson kokt kjøtt eller tioglykolat agar medium.

(b) Forbrenning:

Det er en prosess med sterilisering ved å brenne et materiale til aske. Løkker og nåler blir brent til rødt varmt på bunsenbrenneren. Infiserte materialer og kropper av laboratoriedyr forbrennes før de kastes.

(c) Flaming:

Det er en prosess med sterilisering av materialer som skalpell, saks og glassspreder, som først dyppes i ånd og deretter bare løper over flammen, slik at ånden kan brenne og brenne av. De får ikke rødme.

(iii) fuktig varme:

Fuktig varme dræper mikrober ved koagulering av proteiner. Fuktig varme er mer effektiv enn tørrvarme, da det tar mindre tid, spesielt under høyt trykk, når temperaturen er over 100 ° C.

Den brukes på følgende måter:

(en) pasteurisering:

Pasteurisering er en varmebehandlingsprosess på opptil 100 ° C ved hjelp av fuktig varme som dræper visse typer mikrober i et gitt materiale, men dreper ikke alle mikrober som er tilstede i den. Melk, juice, krem ​​og visse alkoholholdige drikker oppbevares ved pasteurisering.

Det dreper visse patogene mikrober, så vel som noen ødeleggende mikrober, noe som øker lagringstiden til forgjengelige væsker betydelig. Pasteurisering av melk er gjort på to måter, dvs. flashpasteurisering (71 ° C i 15 sekunder) og bulkpasteurisering (63-66 ° C i 30 minutter).

(b) Koke:

Det er en prosess med oppvarming av materialer i kokende vann ved 100 ° C i ca. 30 minutter. Sprøyter og nåler til sykehusbruk er kokt i vann før bruk. Matlaging er også en kokeprosess.

(c) Tyndalisation:

Det er en prosess med brøkvarme sterilisering ved hjelp av fuktig varme, utført over tre dager, for sterilisering av et materiale helt. Noen mikrobiologiske medier som inneholder varmelabile sukkerarter, som blir ødelagt ved autoklavering, blir sterilisert ved tyndalisering.

Materialet som skal steriliseres oppvarmes ved damp ved 100 ° C i 20 minutter hver dag i tre påfølgende dager. Varmebehandlingen på den første dagen dreper de vegetative former for bakterier. Under den første dagens inkubasjon sporer de sporer som overlever varmebehandlingen seg.

Den andre dagen varmebehandling dreper disse spire bakteriene. Den andre dagen inkubering gjør det mulig for noen resterende sporer å spire. Den tredje dags varmebehandling dreper disse bakteriene, og steriliserer dermed materialet helt.

(d) Autoklavering:

Det er en prosess med varmsterilisering, hvor materialet som skal steriliseres, oppvarmes ved 121 ° C i 15 minutter ved overmettet damp (damp med temperatur over 100 ° C) i en autoklav. En autoklav er en forseglet enhet som genererer og opprettholder damp under trykk.

Under normalt atmosfærisk trykk er den maksimale temperaturen som kan oppnås i et åpent vannbad 100 ° C. Når vann oppvarmes i et lukket kammer som autoklav, blir det produsert damp og damptrykket i kammeret øker, da damp ikke får rømme fra kammeret.

Høytrykket øker vannets kokepunkt i kammeret, og temperaturen over vannkokingpunktet (> 100 ° C) er oppnåelig i kammeret. Autoklavering er gjort for fullstendig sterilisering av materialer som mikrobiologiske medier og fortynningsmidler, ved fuktig varme.

Noen ganger blir glasswares også sterilisert ved autoklavering etter å dekke dem med håndflatepapir. Autoklavering dreper helt sporer i tillegg til vegetative former, og sikrer dermed fullstendig sterilitet i materialet.

Autoklaver er av to typer, vertikalt og horisontalt. Indikatoren for varmsterilisering i autoklav er Bacillus stearothermophilus, de mest varmebestandige bakterier. Sterilitet kan også sikres ved å bruke en fargeløsning kalt Brownies tube (endres fra rød til grønn, når den oppvarmes til 121 ° C i 15 minutter) eller Johnson tape (endres fra halv lys grønn + halv hvit til halv svart + halv hvit, når oppvarmet ved 121 ° C i 15 minutter).

4. Filter Sterilisering:

Filtersterilisering er en prosess for å føre en væske eller gass gjennom et filter som har meget små porer, som ikke tillater mikrober å passere gjennom, men tillater væsken eller gassen. Væsken eller gassen som kommer ut fra filteret er fri for mikrober og er derfor steril. Her oppnås steriliseringen ved dekontaminering. Filtersterilisering er gjort for sterilisering av varmefølsomme væsker eller gasser.

De fire hovedtyper av filtre som brukes er som følger:

(i) Mekaniske mikrofiltre (dybdefiltre):

Disse filtrene har ikke jevn porestørrelse. Eksempler er asbestpute i Seitz filter, diatoméjord i Brokefield filter, porselen i Chamberland-Pasteur filter og sintrede glassplater i andre filtre. De kalles også dybdefiltre, fordi de fanger partikler i de svimlende banene som er opprettet gjennom hele dypet av strukturen.

Da de er ganske porøse, blir dybdefiltre ofte brukt som prefiltre for å fjerne større partikler fra en løsning, slik at tilstopping ikke forekommer i den endelige filtersteriliseringsprosessen. De brukes også til filtersterilisering av luft i industrielle prosesser.

(ii) Membranfiltre:

Den vanligste typen filtre for sterilisering innen mikrobiologi er membranfiltrene. De har jevn porestørrelse. De er sammensatt av polymerer med høy strekkfasthet, slik som celluloseacetat, cellulose nitrat eller polysulfon, produsert på en slik måte at de inneholder et stort antall mikroporer.

Størrelsen på porene kan styres nøyaktig under fremstillingen av filtrene ved å kontrollere polymerisasjonsprosessen. Ca. 80-85% av filterområdet er opptatt av porene, hvilket gir en relativt høy væskestrømningshastighet. For ytterligere å forbedre strømningshastigheten benyttes vakuumpumpe.

Generelt blir membranfiltreringsenheten varmsterilisert separat fra membranfilteret og samlingen settes sammen aseptisk ved filtreringstidspunktet. (Figur 2.19). Indikatororganismen for filtreringssterilisering er Cerratia marcescens (0.75μ).

(iii) Nucleation Track Filters (Nucleopore Filters):

Disse filtene fremstilles ved å behandle meget tynne polykarbonatfilmer (10 p tykkelse) med nuklear stråling og deretter etsende filmene med kjemikalier. Strålingen forårsaker lokal skade i filmen og etsemidlet forstørrer disse skadede stedene i porene.

Størrelsen på porene kan styres nøyaktig av styrken av etseløsningen og etsetiden. Disse filtrene blir ofte brukt i skanning elektronmikroskopi av mikroorganismer.

(iv) Filtrene med høy effektivitet partikulært luft (HEPA):

HEPA-filtrene med laminær luftstrøm brukes til å levere ren luft inn i et kabinett, for eksempel et skap eller rom, for å produsere et støvfritt sterilisert kammer. Aseptisk overføring av mikrober og steriliserte materialer gjøres i mikrobiologilaboratoriet inne i slike laminære strømningskamre, som er sterilisert ved en UV-lampe.

5. Strålingssterilisering:

Energi overført gjennom rom i en rekke former kalles vanligvis stråling. Viktigst blant dem er "elektromagnetisk stråling", som inkluderer mikrobølger, ultrafiolett (UV) stråling, lysstråler, gammastråler, røntgenstråler og elektroner.

Selv om alle former for elektromagnetiske strålinger har potensial til å kontrollere mikrobiell vekst, virker hver type stråling gjennom en bestemt mekanisme som angitt nedenfor:

(i) Mikrobølgeovnstråling:

Dens antimikrobielle effekt skyldes i det minste dens termiske (oppvarming) effekter.

(ii) UV-stråling:

Stråling med bølgelengde mellom 220 og 300 nm kalles UV-stråling. Den har tilstrekkelig energi til å forårsake brudd i DNA, noe som fører til død av de eksponerte mikroorganismer. Det forårsaker også mutasjon ved dannelse av pyrimidin (spesielt tymin) dimerer i nukleinsyrer. Denne mutasjonen er dødelig, når genet (fragment av DNA som er ansvarlig for et bestemt tegn) for en vital funksjon, stopper for å fungere.

Dette nærsynte lyset er nyttig for desinfisering av overflater, luft og andre materialer som vann som ikke absorberer UV-lyset. Det brukes til å desinfisere det laminære strømningskammeret. Siden den har lav penetrasjonskraft, kan den ikke trenge gjennom faste, ugjennomsiktige lysabsorberende flater. Dens nytte er derfor begrenset til desinfeksjon av eksponerte overflater.

(iii) ioniserende strålinger:

Blant de elektromagnetiske strålingene, de som har energi tilstrekkelig høyt (mer enn 10eV) til å ionisere cellekomponenter, slik at cellene ikke lenger kan utføre kritiske funksjoner og følgelig skade cellene kalt "ioniserende strålinger".

De forskjellige typer ioniserende strålinger inkluderer følgende:

(en) a-stråler, p-stråler og y-stråler: De er produsert ved oppløsning av kjerne av radioaktive elementer som 60 Co, 90 Sr og 127 Cs.

(B) Røntgenstråler og høyhastighets elektronbjelker: De er produsert av kraftige elektriske akseleratorer.

Ioniserende strålinger produseres ved dannelse av ladede subatomære partikler (elektroner, protoner, nøytroner) fra atomer eller molekyler. Disse strålingen ioniserer det eksponerte materialet til elektroner (e - ), hydroksylradikaler (OH *) og hydridradikaler (H *). Hver av disse partiklene er i stand til å nedbryte og forandre biopolymerer som DNA og proteiner.

Joniseringen og etterfølgende nedbrytning av DNA og proteiner fører til død av de bestrålte celler. Som y-ray har høy penetreringskraft, kan den trenge gjennom faste, ugjennomsiktige lysabsorberende overflater og sterilisere de fleste materialene.

For tiden brukes den til sterilisering i næringsmiddelindustrien (for å sterilisere malt kjøtt og ferske kjøttprodukter som hamburger og kylling), samt til sterilisering av krydder, disponibel labware og medisinske forsyninger som kirurgiske gjenstander, legemidler og vævstransplantater. Y-strålens høye penetrasjonskapasitet gjør det nyttig å sterilisere bulkmengder av materialer.

Som det er skadelig for menneskelige celler, er det også behov for høye forholdsregler ved bruk. På den annen side har høyhastighets elektronstråler mindre penetrasjonskapasitet og er dermed mindre farlige. De brukes til å sterilisere mindre individuelt innpakket artikler.

6. Fjerning av fuktighet:

Alle mikrober trenger fuktighet for vekst og aktivitet. Derfor fjerner fuktighet som er tilstede i et materiale, tilbakeveksten av mikrober tilstede i den.

Det kan gjøres på følgende måter:

(i) Tørking:

Den inkluderer soltørking og kunstig tørking i mekaniske tørkere.

(ii) Dehydrering:

Det innebærer tørking under kontrollerte forhold.

(iii) Salting:

Ved salting fjerner salt fuktighet ved osmose.

(iv) Frysetørking eller lyofilisering:

Det innebærer tørking under lav temperatur.

(v) Akselerert frysetørking:

Det er frysetørking i veldig rask takt.

Alle disse metodene er vedtatt i bevaring av fisk og mange andre materialer. Lyofiliserte bakterier sendes til forskjellige laboratorier i forseglede ampuller.

7. Modifisert atmosfæreemballasje:

Modifisert atmosfæreemballasje (MAP) brukes til å forlenge holdbarheten til fersk fisk, kjøtt, frukt og grønnsaker under kjølt lagring. De er pakket i lufttette beholdere, der atmosfæren er modifisert ved å skylle inn nødvendige gasser i nødvendig mengde.

De tre hovedgassene som brukes kommersielt, er CO 2, N 2 og O 2 . Utvidelsen av holdbarheten i MAP er resultatet av den antimikrobielle aktiviteten til disse gassene. CO 2 har bakteriostatisk effekt, N 2 hemmer veksten av aerobe mikroorganismer og O 2 hemmer veksten av strengt anaerobe mikroorganismer.

8. Sankning av pH:

Lav pH reduserer veksten av en stor gruppe mikrober og styrer dermed mikrobiel vekst i materialet, som havner dem. For eksempel forsinker lavt pH av ostemasse, marinader og pickles veksten av spoilage mikrober og derved opprettholder dem i løpet av flere måneder sammen.

9. Bruk av kjemikalier:

Kjemikaliene som dreper eller hemmer veksten av mikroorganismer kalles "antimikrobielle kjemikalier". Slike stoffer kan være syntetiske kjemikalier eller naturlige produkter. Disse kjemikaliene, som dreper bakterier, sopp eller virus, kalles bakteriocidale, fungicide eller viricidale kjemikalier, mens de som ikke dreper, men bare hemmer veksten, kalles henholdsvis bakteriostatiske, fungistatiske eller viristatiske kjemikalier.

Effektiviteten av et kjemikalie ved å hemme veksten av en bakterieart bestemmes av en faktor som kalles minimal inhibitorisk konsentrasjon (MIC). MIC er definert som minimumsmengden av et antimikrobielt kjemikalie som trengs for å hemme veksten av en testmikroorganisme.

Effektiviteten av et kjemikalie mot en gitt organisme bestemmes også ved å måle inhalasjonssonen i agar-diffusjonsteknikken.

Antimikrobielle kjemikalier er av følgende kategorier:

(i) Desinfeksjonsmidler (germicider):

Disse er antimikrobielle kjemikalier som brukes til å drepe mikrober tilstede bare på livløse objekter (tabell 2.2).

(ii) Antiseptika:

Disse er antimikrobielle kjemikalier som brukes til å drepe mikrober tilstede bare på kroppsoverflaten til levende organisme, som er utsatt for ekstern infeksjon. De er tilstrekkelig giftfri for å brukes på levende vev (tabell 2.2).

(iii) Sterilanter:

Disse er antimikrobielle kjemikalier, som under passende omstendigheter kan drepe alt mikrobielt liv og faktisk kan brukes til å sterilisere livløse objekter og overflater (tabell 2.2).

(iv) Konserveringsmidler:

Dette er antimikrobielle kjemikalier som brukes til bearbeiding av matvarer, inkludert fisk, kjøtt og grønnsaksprodukter, for å retard eller forhindre mikrobiell ødeleggelse (tabell 2.3).

(v) kjemoterapeutiske midler:

Dette er antimikrobielle kjemikalier, som kan brukes internt for å bekjempe smittsomme sykdommer hos mennesker og dyr og er ikke giftige for dem. Disse blir ofte brukt som medisiner.

Disse er av tre typer, nemlig syntetiske midler, antibiotika og bakteriociner:

(a) Syntetiske midler:

De fleste syntetiske midler fremstilles syntetisk og inkluderer "vekstfaktoranaloger" som sulfapreparater (sulfanilamid), isoniazid, flurouracil, bromouracil og kinoloner som norfloxacin, nalidixsyre og ciprofloxacin.

Tabell 2.2: Vanlige antiseptiske midler, desinfeksjonsmidler og steriliseringsmidler:

antiseptiske midler

Bruker

Alkohol (60-85% etanol eller isopropanol i vann) a

Hud

Fenolholdige forbindelser (heksaklorofen, triclosan, kloroksylenol, klorhexidin)

Såper, lotioner, kosmetikk, kroppsdeodoranter

Kationiske vaskemidler, spesielt kvaternære ammoniumforbindelser (benzalkoniumklorid)

Såper, lotion

Hydrogenperoksid (3% løsning)

Hud

Jodholdige jodforforbindelser i løsning (Betadine®)

Hud

Organiske kvikksølvforbindelser (mercurochrome)

Hud

Sølvnitrat

Nyfødte øyne for å forhindre blindhet på grunn av infeksjon av Neisseria gonorrhoeae

Desinfeksjonsmidler og steriliseringsmidler:

Alkohol (60-85% etanol eller isopropanol i vann)

Desinfeksjonsmiddel og sterilant for medisinske instrumenter, laboratorieflater

Kationiske vaskemidler (kvaternære ammoniumforbindelser)

Desinfeksjonsmiddel for medisinske instrumenter, mat og meieriutstyr

Klorgass

Desinfeksjonsmiddel for rensing av vannforsyning

Klorforbindelse (kloraminer,

Desinfeksjonsmiddel for meieri og næringsmiddelindustri

natriumhypokloritt, klordioksid)

utstyr og vannforsyning

Kobbersulfat

Algicid i svømmebassenger, vannforsyning (desinfeksjonsmiddel)

Etylenoksyd (gass)

Sterilant for temperaturfølsomme laboratoriematerialer som plast

formaldehyd

3% -8% løsning brukt som overflatemessinfectant, 37% (formalin) eller damp som brukes som steriliseringsmiddel

glutaraldehyd

2% løsning brukt som desinfeksjonsmiddel på høyt nivå eller steriliseringsmiddel

Hydrogenperoksid

Damp brukt som sterilant

Jodholdige jodforforbindelser i løsning 3 (Wescodyne)

Desinfeksjonsmiddel for medisinske instrumenter, laboratorieflater

Mercuric dichloride b

Desinfeksjonsmiddel for laboratorieflater

ozon

Desinfiseringsmiddel for drikkevann

Pereddiksyre

0, 2% løsning brukt som desinfeksjonsmiddel på høyt nivå eller steriliseringsmiddel

Fenolforbindelser b

Desinfeksjonsmiddel for laboratorieflater

(b) Antibiotika:

Dette er antimikrobielle kjemikalier produsert av visse mikroorganismer som hemmer eller dreper andre mikroorganismer. Dette er naturlige produkter, ikke forberedt syntetisk. Et antibiotika som virker på både gram-positive og gram-negative bakterier kalles et "bredspektret antibiotika". I motsetning til dette kalles et antibiotikum, som bare virker på en enkelt gruppe bakterier, et smalspektret antibiotika.

Antibiotika er av følgende typer:

1. P-Laktam Antibiotika:

Disse antibiotika har β-laktamring. Alle er sterke inhibitorer av celleveggsyntese.

De inkluderer følgende:

(Jeg) Penicilliner: Penicillin G (Benzylpenicillin produserer av sopp Penicillium Notatum), Meticillin, Oxacillin, Ampicillin, Carbenicillin

(Ii) Cefalosporiner: Ceftriaxon

(Iii) Cephamycins

2. Aminoglykosidantibiotika:

De inneholder aminosukker bundet av glykosidbindinger til andre aminosukker.

De inkluderer følgende:

(Jeg) streptomycin

(Ii) kanamycin

(Iii) neomycin

3. Mikrolidantibiotika:

De inneholder store laktonringer forbundet med sukkergrupper.

De inkluderer følgende:

(Jeg) erytromycin

(Ii) oleandomycin

(Iii) spiramycin

(Iv) Tylosin

4. Tetracykliner:

De inneholder en naftacen ring struktur.

De inkluderer følgende:

(Jeg) Tetracycline

(Ii) 7-klortetracyklin (aureomycin) (CTC)

(Iii) 5-oksytetracyklin (terramycin) (OTC)

5. Aromatiske forbindelser:

De inneholder aromatisk ringstruktur.

De inkluderer følgende:

(Jeg) kloramfenikol

(Ii) novobiocin

(c) bakterieociner:

De er antimikrobielle kjemikalier produsert av noen bakterier som dreper nært beslægtede bakteriearter eller til og med forskjellige stammer av samme art.

De inkluderer følgende:

Colicin:

Det produseres av bakteriene Escherichia coli.

subtilisin:

Det produseres av bakteriene, Bacillus subtilis.

Nisin A:

Den produseres av melkesyrebakteriene (LAB), Lactobacillus acidophilus.

Tabell 2.3: Konserveringsmidler som brukes i matbehandling:

(a) Ammoniak

(b) klor

(c) Skulpturdioksyd

(d) Syrer: Myresyre, eddiksyre, propionsyre, benzosyre og sorbinsyre

(e) Syrer av syrer: Natriumformiat, kaliumformiat, kalsiumformiat, natriumacetat, kaliumacetat, kalsiumacetat, natriumdiacetat, natriumpropionat, natriumbenzoat, kaliumsorbat, natriumsorbat

(f) sulfitter: natriumsulfitt, kaliumsulfit, natriumbisulfitt, kaliumbisulfitt, natriummetabisulfitt, kaliummetabisulfitt

(g) Nitrater: Natriumnitrat, kaliumnitrat

(h) Nitrit: Natriumnitritt, kaliumnitritt

(i) Hexametylentetramin

(j) Estere av parahydroksybenzosyre

(k) Hydrogenperoksid

(I) Fosfatperoksyd: Natriumpyrofosfatperoksid, kaliumpyrofosfatperoksid, dinatriumhydrogenfosfatperoksid, dikaliumhydrogenfosfatperoksid

(m) 5-aminoheksahydropyrimidiner

(n) Tart-butylhydroperperoksid