Wpływ temperatury i wybranych związków

chemicznych na wzrost mikroorganizmów

Końcowy efekt działania czynników

fizykochemicznych zależy od:

• Natężenia
• Czasu działania
• Rodzaju, gatunku i szczepu mikroorganizmu

Rodzaje oddziaływania

• Statyczne (hamujące namnażanie się)
• Letalne (nieodwracalne, utrata zdolności wzrostu oraz

namnmażania się prowadząca do ich śmierci)

Najważniejsze czynniki fizykochemiczne

• Woda (wysuszanie)
• Temperatura
• Ciśnienie osmotyczne
• Promieniowanie elektromagnetyczne
• Potencjał red-oks
• pH

Woda

• Dostępność wody określa aktywność wodna a

w

a

w

= P

w

/P

o

w

P

w

– prężność pary wodnej nad roztworem

P

o

w

– prężność pary wodnej nad czystą wodą

• W środowisku gazowym odpowiednikiem aktywności wodnej jest

wilgotność względna

• Zmiana aktywności wodnej od 0 do 1 odpowiada zmianie wilgotności

względnej od 0 do 100%.

• Kserofile – mikroorganizmy wytrzymałe na wysychanie
• Suszenie jako sposób konserwacji żywności

Temperatura

• Temperatury kardynalne: minimalna (poniżej której mikroorganizmy

nie rosną), optymalna (najwyższy przyrost) i maksymalna (powyżej
której ustaje ich wzrost)

• Psychrofile (optymalna temp. 0-20

o

C), najczęściej Gram-ujemne

bakterie z rodzajów np. Pseudomonas, Lactobacillus, Clostridium oraz
grzyby z rodzajów np. Candida, Rhodotorula

• Mezofile (optymalna temp. 20-40

o

C) m. in. gatunki chorobotwórcze

ludzi i zwierząt

• Termofile (optymalna temp. od 45-50

o

C do 70

o

C) (stenotermofile -

tylko > 60

o

C, euritermofile – 60

o

C i 30

o

C, hypertermofile – powyżej

100

o

C), najczęściej Gram-dodatnie, przetrwalnikujące z rodzajów np.

Bacillus i Clostridium, Archeobacteriae

Wrażliwość mikroorganizmów na działanie wysokiej

temperatury

• Punkt śmierci cieplnej – temperatura zabijająca

mikroorganizmy w ciągu 10 minut

• Czas śmierci cieplnej – okres potrzebny do zabicia

mikroorganizmów w określonej temperaturze, na pożywce
o ustalonym składzie

Ciśnienie osmotyczne

• Większość bakterii hodowana jest na pożywkach

zawierających 0,85% NaCl (optymalne warunki
osmotyczne)

• Gatunki osmofilne – zdolne do wzrostu na podłożu

zawierającym cukry w dużym stężeniu np. niektóre
gatunki drożdży

• Halofile – bakterie rosnące na podłożach zawierających

powyżej 10% NaCl (np. bakterie z rodzaju Halomonas)

Promieniowanie elektromagnetyczne

• Światło widzialne – słabe działanie bakteriobójcze, w

obecności barwników takich jak błękit metylenowy,
eozyna, akrydyna, safranina – fotosensytyzacja

(zwiększenie wrażliwości komórki na zabójcze działanie

części widzialnej widma słonecznego poprzez
fotoutlenianie)

• Promieniowanie UV i jonizujące – wykazuje działanie

bakteriobójcze (przy dużej dawce) i mutagenne (przy

niższej dawce) poprzez uszkodzenie DNA (UV zwłaszcza
w zakresie fal 230-270 nm, promienie X i gamma),

stosowane do sterylizacji sprzętu i pomieszczeń

Potencjał red-oks

• Potencjał oksydacyjno-redukcyjny (Eh) to zdolność do

oddawania lub przyjmowania elektronów towarzysząca
reakcjom utleniania i redukcji

• W hodowlach ze swobodnym dostępem tlenu wartość Eh

jest wysoka (+0,2 - +0,4 V)

• Ze względu na zapotrzebowanie na tlen bakterie dzielimy

na: aeroby (tlenowe)(np. z rodzaju Bacillus, większość

drożdży i grzybów strzępkowych), względne beztlenowce

(rosną dobrze przy obniżonym Eh np. E. coli) i anaeroby
(beztlenowce – nie rosną w obecności tlenu, Eh< -0,2 V,
np. z rodzaju Clostridium)

pH

• Neutrofile (optymalne pH 6,0 -7,5) większość bakterii
• Acidofile (optymalne pH 2,0-5,0) np. drożdże i grzyby,

bakterie fermentacji mlekowej

• Alkalifile (optymalne pH 8,0 –11,0) np. Nitrosomonas

Wpływ substancji chemicznych

• Najbardziej szkodliwe metale ciężkie Hg, Cd i Pb (działają

na błonę komórkową, wiążą i inaktywują enzymy)

• Kationy dwuwartościowe bardziej toksyczne niż

jednowartościowe

• Najbardziej toksyczne aniony to: Cr

2

O

7

2-

i JO

4

-

• Antagonizm jonowy – znoszenie toksycznego działania

jednych soli przez inne (np. NaCl i CaCl

2

lub KCl)

• Wzmaganie toksyczności mieszanin soli, które pojedynczo

wykazują słaby efekt (np. FeCl

2

i FeCl

3

)

Wpływ środków dezynfekujących

• Antyseptyka – postępowanie prowadzące do usuwania

mikroorganizmów ze skóry, błon śluzowych,
uszkodzonych tkanek bez drażnienia i uszkodzeń tkanek
(stosowanie np. wody utlenionej i jodyny)

• Dezynfekcja prowadzi do eliminacji wegetatywnych form

drobnoustrojów

• Takie środki dezynfekujące jak woda utleniona, jodyna czy

fenol w zależności od stężenia i czasu oddziaływania mogą
mieć działanie statyczne lub letalne

Badanie aktywności preparatów dezynfekcyjnych

metodą dyfuzyjną krążkową

• X = (a-b)/2

a – średnica strefy

zahamowania wzrostu (mm)

b – średnica krążka, w którym

znajduje się badany preparat
dezynfekcyjny