9 Foranstaltninger til bekæmpelse af mikrobiel vækst (med figur)

Nogle af de vigtige foranstaltninger til bekæmpelse af mikrobiel vækst er: 1. Rengøring 2. Lav temperatur 3. Høj temperatur 4. Filtreringssterilisering 5. Strålingssterilisering 6. Fjernelse af fugt 7. Modificeret atmosfæreemballage 8. Sænkning af pH 9. Anvendelse af kemikalier .

1. Rengøring:

Rengøring involverer feje, aftørring, vask og børstning af et materiale, som fjerner de fleste mikrober, der er til stede på det.

Eksempelvis er fejning af gulvet, aftørring af bordet efter et måltid, vask af gulv eller tøj, børstning af tænder, der tager sigte på at dekontaminere materialet og derved kontrollere mikrobiel vækst.

2. Lav temperatur:

Lav temperatur hæmmer væksten af ​​en stor gruppe mikrober og styrer dermed mikrobiel vækst.

Eksponering for lav temperatur kan gøres på to måder som følger:

(i) afkøling:

Det er en proces at sænke temperaturen af ​​et materiale til ca. 0 ° C, men ikke under det. Den lave temperatur hæmmer væksten af ​​en stor gruppe mikrober og styr dermed mikrobiel vækst i materialet. F.eks. Køles fisken, sædvanligvis ved isning, hvilket forsinker væksten af ​​fordærvsmikroberne og derved opretholder det i løbet af få dage.

ii) Frysning:

Det er en proces at sænke temperaturen på et materiale under 0 ° C. Den lave temperatur hæmmer væksten af ​​en stor gruppe mikrober og styr dermed mikrobiel vækst i materialet. Mikrobiel vækst er helt anholdt under -10 ° C. F.eks. Er fisk og kød frosset normalt under -20 ° C, som fuldstændigt armerer væksten af ​​fordærvsmikroberne og derved opretholder det i flere måneder sammen.

3. Høj temperatur:

Da temperaturen stiger ud over den maksimale temperatur for vækst af mikrober, forekommer dødelige virkninger. Således ødelægger meget høj temperatur mikrober og styrer derved mikrobiel vækst.

Eksponering for høje temperaturer kan foretages på følgende måder:

(i) sollys:

Solens høje temperatur dræber mange mikrober. Vandet af damme og tanke får normalt alvorlig mikrobiologisk kontaminering, men sollys dræber et stort antal mikrober og derved reducerer forureningen betydeligt. UV-strålingen fra sollys dræber også mange mikrober.

(ii) tørvarme

Tør varme dræber mikrober ved oxidation af cellekomponenter, mens fugtig varme dræber ved koagulation eller denaturering af cellulære proteiner fra de mikrobielle celler. Tør varme opføres på følgende måder.

(a) varmluftsovn:

Alle glasvarer og materialer som pulvere, voks og olie, som ikke kommer i kontakt med fugt, steriliseres i varmluftsovn ved 180 ° C i 3 timer. Indikatororganisme til sterilitetstest af en ovn er Clostridium tetani, som vokser i Robertson-kogt kød eller thioglycolatagarmedium.

b) forbrænding

Det er en proces af sterilisering ved at brænde et materiale til aske. Løkker og nåle brændes til rødt varmt på bunsenbrænderen. Inficerede materialer og slagtekroppe af forsøgsdyr forbrændes, inden de bortskaffes.

c) flammende

Det er en proces med sterilisering af materialer som skalpel, saks og glaspredere, som først dyppes i ånd og derefter bare løber over flammen, så ånden kan komme i brand og brænde af. De må ikke blive røde varme.

(iii) fugtig varme:

Fugtig varme dræber mikrober ved koagulation af deres proteiner. Fugtig varme er mere effektiv end tørvarme, da det tager mindre tid, især under højt tryk, når temperaturen er over 100 ° C.

Den anvendes på følgende måder:

(en) pasteurisering:

Pasteurisering er en proces til varmebehandling op til 100 ° C ved hjælp af fugtig varme, som dræber visse typer mikrober i et givet materiale, men dræber ikke alle de mikrober, der er til stede i det. Mælk, saft, fløde og visse alkoholholdige drikkevarer bevares ved pasteurisering.

Det dræber visse patogene mikrober såvel som nogle ødelæggende mikrober, hvorved levetiden for letfordærvelige væsker øges betydeligt. Pasteurisering af mælk gøres på to måder, dvs. flashpasteurisering (71 ° C i 15 sekunder) og bulkpasteurisering (63-66 ° C i 30 minutter).

(b) kogning:

Det er en proces med opvarmning af materialer i kogende vand ved 100 ° C i ca. 30 minutter. Sprøjter og nåle til brug i hospitaler koges i vand før brug. Madlavning er også en kogeproces.

(c) Tyndalisation:

Det er en proces med brøkvarme sterilisering ved hjælp af fugtig varme, der udføres i løbet af tre dage, for at sterilisere et materiale fuldstændigt. Nogle mikrobiologiske medier indeholdende varmelabile sukkerarter, som ødelægges ved autoklavering, steriliseres ved tyndalisation.

Materialet, som skal steriliseres, opvarmes ved damp ved 100 ° C i 20 minutter hver dag i tre på hinanden følgende dage. Varmebehandlingen på den første dag dræber de vegetative former for bakterier. Under den første dag inkubering sporer de sporer, som overlever varmebehandlingen, sig.

Den anden dag varmebehandling dræber disse spirede bakterier. Den anden dag inkubation tillader nogen resterende sporer at spire. Den tredje dag varmebehandling dræber disse spirede bakterier, hvorved materialet steriliseres fuldstændigt.

(d) autoklavering:

Det er en proces med varmsterilisering, hvor materialet der skal steriliseres opvarmes til 121 ° C i 15 minutter ved supermættet damp (damp med temperatur over 100 ° C) i en autoklav. En autoklave er en forseglet enhed, der genererer og opretholder damp under tryk.

Under normalt atmosfæretryk er den maksimale temperatur, som kan opnås i et åbent vandbad, 100 ° C. Når vand opvarmes i et lukket kammer som autoklave, produceres damp, og damptrykket inde i kammeret øges, da damp ikke må undslippe fra kammeret.

Højtrykket hæver vandets kogepunkt i kammeret, og temperaturen meget over kogepunktet for vand (> 100 ° C) er opnåeligt i kammeret. Autoklavering er lavet til fuldstændig sterilisering af materialer som mikrobiologiske medier og fortyndingsmidler, ved fugtig varme.

Nogle gange steriliseres glassware også ved autoklavering, når de dækker dem med håndværkspapir. Autoklavering dræber helt sporerne såvel som de vegetative former og derved sikrer fuldstændig sterilitet i materialet.

Autoklaver er af to typer, lodret og vandret. Indikatoren for varmsterilisering i autoklave er Bacillus stearothermophilus, de mest varmebestandige bakterier. Sterilitet kan også sikres ved at bruge en farveopløsning kaldet Brownies tube (skifter fra rød til grøn, når den opvarmes til 121 ° C i 15 minutter) eller Johnson tape (skifter fra halv lysegrøn + halv hvid til halv sort + halv hvid, når opvarmet ved 121 ° C i 15 minutter).

4. Filtreringssterilisering:

Filtreringssterilisering er en proces til at føre en væske eller gas gennem et filter med meget små porer, som ikke tillader mikrober at passere gennem, men tillader væsken eller gassen. Væsken eller gassen, der kommer ud af filteret, er fri for mikrober og er derfor steril. Her opnås steriliseringen ved dekontaminering. Filtersterilisering er lavet til sterilisering af varmefølsomme væsker eller gasser.

De fire hovedtyper af anvendte filtre er som følger:

(i) Mekaniske mikrofiltre (dybdefiltre):

Disse filtre har ikke ensartet porestørrelse. Eksempler er asbestpude i Seitz filter, diatoméjord i Brokefield filter, porcelæn i Chamberland-Pasteur filter og sintrede glasplader i andre filtre. De kaldes også dybdefiltre, fordi de fælder partikler i de svageste stier, der er skabt gennem hele dybden af ​​strukturen.

Da de er ret porøse, anvendes dybfiltre ofte som forfiltrer for at fjerne større partikler fra en opløsning, således at tilstopning ikke forekommer i den endelige filtersteriliseringsproces. De bruges også til filtersterilisering af luft i industrielle processer.

(ii) Membranfiltre:

Den mest almindelige type filtre til sterilisering inden for mikrobiologi er membranfiltrene. De har ensartet porestørrelse. De er sammensat af polymerer med høj trækstyrke, såsom celluloseacetat, cellulose nitrat eller polysulfon, fremstillet på en sådan måde, at de indeholder et stort antal mikroporer.

Størrelsen af ​​porerne kan styres nøjagtigt under fremstillingen af ​​filtrene ved at styre polymeriseringsprocessen. Ca. 80-85% af filterområdet optages af porerne, hvilket tilvejebringer en forholdsvis høj væskestrømningshastighed. For yderligere at forbedre strømningshastigheden anvendes vakuumpumpe.

Generelt filtreres membranfiltreringsenheden separat separat fra membranfilteret, og aggregatet samles aseptisk ved filtreringstidspunktet. (Figur 2.19). Indikatororganismen for filtreringssterilisering er Cerratia marcescens (0, 75 μ).

(iii) Nucleation Track Filters (Nucleopore Filters):

Disse filtre fremstilles ved at behandle meget tynde polycarbonatfilm (10 p tykke) med nuklear stråling og derefter ætse filmene med et kemikalie. Strålingen medfører lokal skade i filmen og ætsningskemikaliet udvider disse beskadigede steder i porerne.

Størrelsen af ​​porerne kan styres præcist af styrken af ​​ætseløsningen og ætsetiden. Disse filtre anvendes almindeligvis i scanningselektronmikroskopi af mikroorganismer.

(iv) Filtre med høj effektivitet partikelformet luft (HEPA):

HEPA-filtre med laminær luftstrøm bruges til at levere ren luft ind i en indkapsling, såsom et kabinet eller et rum, for at fremstille et støvfrit steriliseret kammer. Aseptisk overførsel af mikrober og steriliserede materialer udføres i mikrobiologilaboratoriet inde i sådanne laminære strømningskamre, som er forsteriliseret af en UV-lampe.

5. Strålingssterilisering:

Energi transmitteret gennem rummet i forskellige former kaldes generelt stråling. Den vigtigste blandt dem er den "elektromagnetiske stråling", som omfatter mikrobølger, ultraviolet (UV) stråling, lysstråler, gammastråler, røntgenstråler og elektroner.

Selvom alle former for elektromagnetiske strålinger har potentialet til at kontrollere mikrobiel vækst, virker hver type stråling gennem en specifik mekanisme som angivet nedenfor:

(i) Mikroovnstråling:

Dens antimikrobielle effekt skyldes i det mindste dens termiske (opvarmning) virkninger.

(ii) UV-stråling:

Stråling med bølgelængde mellem 220 og 300 nm kaldes UV-stråling. Det har tilstrækkelig energi til at forårsage brud i DNA, hvilket fører til de udsatte mikroorganismers død. Det forårsager også mutation ved dannelse af pyrimidin (især thymin) dimerer i nukleinsyrer. Denne mutation er dødelig, når genet (fragment af DNA, der er ansvarligt for en bestemt karakter) for en vital funktion, stopper for at virke.

Dette nærsynlige lys er nyttigt til desinfektion af overflader, luft og andre materialer som vand, der ikke absorberer UV-lyset. Det bruges til at desinficere det laminære strømningskammer. Da den har lav penetrationskraft, kan den ikke trænge ind i solide, uigennemsigtige, lysabsorberende overflader. Dets anvendelighed er derfor begrænset til desinfektion af udsatte overflader.

(iii) ioniserende stråling:

Blandt de elektromagnetiske strålinger er de, der har tilstrækkelig høj energi (mere end 10eV) til at ionisere cellekomponenter, således at cellerne ikke længere kan udføre kritiske funktioner og følgelig skader cellerne kaldes 'ioniserende stråling'.

De forskellige typer ioniserende stråler omfatter følgende:

(en) a-stråler, p-stråler og y-stråler: De er produceret ved nedbrydning af kerner af radioaktive elementer som 60 Co, 90 Sr og 127 Cs.

(B) Røntgenstråler og elektroniske stråler med høj hastighed: De er fremstillet af kraftige elektriske acceleratorer.

Ioniserende stråling produceres ved dannelsen af ​​ladede subatomære partikler (elektroner, protoner, neutroner) fra atomer eller molekyler. Disse strålinger ioniserer det eksponerede materiale til elektroner (e - ), hydroxylradikaler (OH *) og hydridgrupper (H *). Hver af disse partikler er i stand til at nedbryde og ændre biopolymerer som DNA og proteiner.

Joniseringen og efterfølgende nedbrydning af DNA og proteiner fører til de bestrålede cellers død. Da y-ray har høj indtrængningskraft, kan den trænge igennem faste, uigennemsigtige, lysabsorberende overflader og sterilisere de fleste materialer.

I øjeblikket anvendes den til sterilisering i fødevareindustrien (for at sterilisere jordkød og friske kødprodukter som hamburger og kylling) samt til sterilisering af krydderier, engangs labware og medicinske forsyninger som kirurgiske genstande, lægemidler og vævstransplantater. Y-strålernes høje penetrationskapacitet gør det nyttigt at sterilisere massemængder af materialer.

Da det også er skadeligt for menneskelige celler, er der brug for høje forholdsregler ved brug. På den anden side har elektroniske stråler med høj hastighed mindre penetrationskapacitet og er følgelig mindre farlige. De er vant til at sterilisere mindre individuelt indpakket artikler.

6. Fjerning af fugt:

Alle mikrober har brug for fugt til deres vækst og aktivitet. Derfor fjerner fugt, som er til stede i et materiale, væksten af ​​mikrober, som er til stede i den.

Det kan gøres på følgende måder:

(i) Tørring:

Det omfatter soltørring og kunstig tørring i mekaniske tørreapparater.

(ii) Dehydrering:

Det indebærer tørring under kontrollerede forhold.

(iii) saltning:

Ved saltning fjerner salt fugt ved osmose.

(iv) Frysetørring eller lyofilisering:

Det indebærer tørring under lav temperatur.

(v) Accelereret frysetørring:

Det er frysetørring med meget hurtig hastighed.

Alle disse metoder er vedtaget i bevarelse af fisk og mange andre materialer. Lyofiliserede bakterier sendes til forskellige laboratorier i forseglede ampuller.

7. Modificeret atmosfæreemballage:

Modificeret atmosfæreemballage (MAP) bruges til at forlænge holdbarheden af ​​fersk fisk, kød, frugt og grøntsager under kølet opbevaring. De er pakket i lufttætte beholdere, inden for hvilke atmosfæren modificeres ønskeligt ved indskylning af nødvendige gasser i den krævede andel.

De tre hovedgasser, der anvendes kommercielt, er C02, N2 og O2. Udvidelsen af ​​holdbarheden i MAP er resultatet af disse gases antimikrobielle aktivitet. CO 2 har bakteriostatisk virkning, N 2 hæmmer væksten af ​​aerobiske mikroorganismer, og O 2 hæmmer væksten af ​​strengt anaerobe mikroorganismer.

8. Sænkning af pH:

Lav pH forringer væksten af ​​en stor gruppe mikrober og styrer dermed mikrobiel vækst i materialet, som har dem. For eksempel forsvinder den lave pH af ostemasse, marinader og pickles væksten af ​​fordærvsmikrober og derved opretholder dem i løbet af flere måneder sammen.

9. Brug af kemikalier:

De kemikalier, der dræber eller hæmmer væksten af ​​mikroorganismer kaldes 'antimikrobielle kemikalier'. Sådanne stoffer kan være syntetiske kemikalier eller naturlige produkter. Disse kemikalier, der dræber bakterier, svampe eller vira, kaldes bakteriocidale, fungicide eller viricidale kemikalier, mens de, der ikke dræber, men kun hæmmer deres vækst, kaldes henholdsvis bakteriostatiske, fungistatiske eller viristatiske kemikalier.

Effektiviteten af ​​et kemikalie til at hæmme væksten af ​​en bakterieart bestemmes af en faktor kaldet minimal hæmmende koncentration (MIC). MIC defineres som minimumsmængden af ​​et antimikrobielt kemikalie, der er nødvendigt for at inhibere væksten af ​​en testmikroorganisme.

Effektiviteten af ​​et kemikalie mod en given organisme bestemmes også ved at måle inhiberingszonen i agar diffusionsteknikken.

Antimikrobielle kemikalier er af følgende kategorier:

(i) Desinfektionsmidler (germicider):

Disse er antimikrobielle kemikalier, der bruges til at dræbe mikroberne kun til stede på livløse objekter (tabel 2.2).

(ii) Antiseptika:

Disse er antimikrobielle kemikalier, der anvendes til at dræbe mikroberne kun til stede på kroppens overflade af levende organisme, som er udsat for ekstern infektion. De er tilstrækkeligt giftfri til anvendelse på levende væv (tabel 2.2).

(iii) Sterilanter:

Disse er antimikrobielle kemikalier, som under passende omstændigheder kan dræbe alt mikrobielt liv og rent faktisk kan bruges til at sterilisere livløse objekter og overflader (tabel 2.2).

(iv) Konserveringsmidler:

Disse er antimikrobielle kemikalier, der anvendes til forarbejdning af fødevarer, herunder fisk, kød og grøntsagsprodukter til retardation eller forebyggelse af mikrobiel ødelæggelse (tabel 2.3).

(v) Kemoterapeutiske midler:

Disse er antimikrobielle kemikalier, der kan anvendes internt til bekæmpelse af smitsomme sygdomme hos mennesker og dyr og er ikke giftige for dem. Disse bruges almindeligvis som lægemidler.

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

(a) Syntetiske midler:

De fleste syntetiske midler fremstilles syntetisk og indbefatter "vækstfaktoranaloger" som sulfaprodukter (sulfanilamid), isoniazid, flurouracil, bromouracil og quinoloner som norfloxacin, nalidixinsyre og ciprofloxacin.

Tabel 2.2: Almindeligt anvendte antiseptika, desinfektionsmidler og sterilanter:

antiseptika

Anvendelser

Alkohol (60-85% ethanol eller isopropanol i vand) a

Hud

Phenolholdige forbindelser (hexachlorphen, triclosan, chloroxylenol, chlorhexidin)

Sæber, lotioner, kosmetik, krop deodoranter

Kationiske detergenter, især kvaternære ammoniumforbindelser (benzalkoniumchlorid)

Sæber, lotion

Hydrogenperoxid (3% opløsning)

Hud

Jodholdige iodforforbindelser i opløsning (Betadine®)

Hud

Organiske kviksølvforbindelser (mercurochrom)

Hud

Sølvnitrat

Nyfødte øjne for at forhindre blindhed på grund af infektion af Neisseria gonorrhoeae

Desinfektionsmidler og sterilanter:

Alkohol (60-85% ethanol eller isopropanol i vand)

Desinfektionsmiddel og sterilant til medicinske instrumenter, laboratorieoverflader

Kationiske detergenter (kvaternære ammoniumforbindelser)

Desinfektionsmiddel til medicinske instrumenter, mad og mælkeudstyr

Klorgas

Desinfektionsmiddel til rensning af vandforsyninger

Klorforbindelse (chloraminer,

Desinfektionsmiddel til mejeri- og fødevareindustrien

natriumhypochlorit, chlordioxid)

udstyr og vandforsyninger

Kobbersulfat

Algicid i svømmebassiner, vandforsyninger (desinfektionsmiddel)

Ethylenoxid (gas)

Sterilant til temperaturfølsomme laboratoriematerialer som plast

Formaldehyd

3% -8% opløsning anvendt som overflade desinfektionsmiddel, 37% (formalin) eller damp anvendt som sterilant

glutaraldehyd

2% opløsning anvendt som desinfektionsmiddel eller sterilant på højt niveau

Brintoverilte

Damp anvendt som sterilant

Jodholdige iodforforbindelser i opløsning 3 (Wescodyne)

Desinfektionsmiddel til medicinske instrumenter, laboratorieoverflader

Mercuric dichloride b

Desinfektionsmiddel til laboratorieoverflader

Ozon

Desinfektionsmiddel til drikkevand

Pereddikesyre

0, 2% opløsning anvendt som desinfektionsmiddel eller sterilant på højt niveau

Fenolforbindelser b

Desinfektionsmiddel til laboratorieoverflader

(b) Antibiotika:

Disse er antimikrobielle kemikalier produceret af visse mikroorganismer, der hæmmer eller dræber andre mikroorganismer. Disse er naturlige produkter, der ikke fremstilles syntetisk. Et antibiotikum, der virker på både gram-positive og gram-negative bakterier kaldes et 'bredspektret antibiotikum'. I modsætning hertil kaldes et antibiotikum, som kun virker på en enkelt gruppe bakterier, et smalspektret antibiotikum.

Antibiotika er af følgende typer:

1. P-Lactam Antibiotika:

Disse antibiotika besidder β-lactamring. Alle er potente hæmmere af cellevægssyntese.

De omfatter følgende:

(jeg) Penicilliner: Penicillin G (Benzylpenicillin producerer af svampen Penicillium notatum), Methicillin, Oxacillin, Ampicillin, Carbenicillin

(Ii) Cefalosporiner: ceftriaxon

(Iii) cephamyciner

2. Aminoglykosidantibiotika:

De indeholder aminosugere bundet af glycosidbindinger til andre aminosukker.

De omfatter følgende:

(jeg) streptomycin

(Ii) Kanamycin

(Iii) Neomycin

3. Microlid Antibiotika:

De indeholder store laktonringe forbundet til sukkergrupper.

De omfatter følgende:

(jeg) Erythromycin

(Ii) oleandomycin

(Iii) spiramycin

(Iv) tylosin

4. Tetracycliner:

De indeholder en naphthacen ring struktur.

De omfatter følgende:

(jeg) tetracyclin

(Ii) 7-Chlortetracyclin (Aureomycin) (CTC)

(Iii) 5-oxytetracyclin (terramycin) (OTC)

5. Aromatiske forbindelser:

De indeholder aromatisk ringstruktur.

De omfatter følgende:

(jeg) Chloramphenicol

(Ii) novobiocin

(c) bakterieociner:

De er antimikrobielle kemikalier produceret af nogle bakterier, der dræber nært beslægtede bakteriearter eller endda forskellige stammer af samme art.

De omfatter følgende:

colicin:

Det produceres af bakterierne Escherichia coli.

Subtilisin:

Det produceres af bakterierne, Bacillus subtilis.

Nisin A:

Det produceres af mælkesyrebakterierne (LAB), Lactobacillus acidophilus.

Tabel 2.3: Konserveringsmidler, der anvendes til fødevareforarbejdning:

(a) ammoniak

(b) chlor

c) Skulpturdioxid

(d) Syrer: Myresyre, eddikesyre, propionsyre, benzoesyre og sorbinsyre

(e) Syrer af syrer: Natriumformiat, Kaliumformiat, Calciumformiat, Natriumacetat, Kaliumacetat, Kalciumacetat, Natriumdiacetat, Natriumpropionat, Natriumbenzoat, Kaliumsorbat, Natriumsorbat

(f) Sulfitter: Natriumsulfit, Kaliumsulfit, Natriumbisulfit, Kaliumbisulfit, Natriummetabisulfit, Kaliummetabisulfit

(g) Nitrater: Natriumnitrat, Kaliumnitrat

(h) Nitrit: Natriumnitrit, Kaliumnitrit

(i) hexamethylentetramin

(j) Estere af parahydroxybenzoesyre

(k) hydrogenperoxid

(I) Fosfatperoxid: Natriumpyrophosphatperoxid, Kaliumpyrophosphatperoxid, Dinatriumhydrogenphosphatperoxid, Kaliumhydrogenphosphatperoxid

(m) 5-aminohexahydropyrimidiner

(n) Tart-butylhydroperoxid