สภาพแวดล้อมภายนอกของจุลินทรีย์ ผลของรังสีต่อจุลินทรีย์ สาเหตุของการตายของจุลินทรีย์เมื่อสัมผัสกับรังสีไอออไนซ์

ใกล้รังสีอัลตราไวโอเลต (UV)- การแผ่รังสีที่มีความยาวคลื่น 400 - 320 นาโนเมตร - แม้ในปริมาณต่ำก็ส่งผลต่อแบคทีเรียอย่างแน่นอน ดังนั้น เมื่อเซลล์ E. coli หรือ Salmonella typhimurium ที่เคลื่อนที่ถูกส่องสว่างด้วยรังสี UV ใกล้ ๆ จะสังเกตเห็นการเพิ่มขึ้นของความถี่ของการพังทลายของเซลล์เป็นครั้งแรก กล่าวคือ ผลขับไล่จากนั้นการร่วงหล่นจะหยุดลงอย่างสมบูรณ์และเกิดอัมพาตของแฟลเจลลาเช่น แสงรบกวนกลไกการเคลื่อนที่และแท็กซี่ ในกรณีนี้ โครโมฟอร์คือฟลาโวโปรตีน

ในปริมาณที่ไม่ถึงตาย แสงยูวีใกล้จะทำให้การเจริญเติบโตของพืชช้าลง สาเหตุหลักมาจากระยะความล่าช้าที่ยืดเยื้อออกไป อัตราการแบ่งเซลล์ก็ลดลงเล็กน้อย ความสามารถของแบคทีเรียในการรองรับการพัฒนาฟาจถูกระงับ และการเหนี่ยวนำของเอนไซม์จะถูกยับยั้ง ผลกระทบเหล่านี้ถูกกำหนดโดยการดูดกลืนรังสียูวีเป็นหลักโดย 4-ไทโอริดีน ซึ่งเป็นเบสที่ผิดปกติในตำแหน่งที่ 8 ใน tRNA จำนวนมากในโปรคาริโอต (แต่ไม่ใช่ในยูคาริโอต) ผลกระทบสูงสุดเกิดจากแสงที่มีความยาวคลื่นประมาณ 340 นาโนเมตร เมื่อได้รับแสง 4-ไฮโอเรอดีนจะเกิดการเชื่อมโยงข้ามกับไซโตซีนซึ่งอยู่ในตำแหน่งที่ 13 ใน tRNA ซึ่งป้องกันการจับกันของ tRNA กับกรดอะมิโน และนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของการก่อตัวของกัวโนซีน ไตรฟอสเฟต บนไรโบโซม และการแขวนลอยของ RNA และ การสังเคราะห์โปรตีนตามลำดับ มีการค้นพบระบบที่ไวต่อรังสี UV อีกระบบหนึ่งใน Bacillus subtillis ซึ่งโครโมฟอร์ที่รับแสงคือเมนาควิโนน

เมื่อได้รับรังสี UV ใกล้ในปริมาณที่ค่อนข้างสูง จะสังเกตเห็นผลกระทบต่อการกลายพันธุ์และอันตรายถึงชีวิตได้ ความเสียหายของ DNA นั้นไม่ได้เกิดจากรังสียูวีมากนัก แต่เกิดจากโมเลกุลที่กระตุ้นด้วยแสงอื่นๆ และจากผลกระทบเหล่านี้ การดูดกลืนแสงใกล้รังสียูวีด้วย 4-ไทโอรีดีนเป็นสิ่งสำคัญ ผลกระทบต่อการกลายพันธุ์และอันตรายถึงชีวิตจากรังสี UV ใกล้เคียงส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการมีออกซิเจน

ผลร้ายแรงของการฉายรังสีใกล้รังสียูวีอาจเกี่ยวข้องกับความเสียหายไม่เพียงแต่ต่อ DNA เท่านั้น แต่ยังรวมถึงเยื่อหุ้มด้วย โดยเฉพาะระบบการขนส่งของพวกมัน ความไวต่อรังสี UV ใกล้เคียงของแบคทีเรียนั้นขึ้นอยู่กับระยะการเจริญเติบโตของการเพาะเลี้ยงอย่างมาก ซึ่งไม่ได้สังเกตพบภายใต้อิทธิพลของรังสี UV ไกล

ผลกระทบของรังสี UV ใกล้อาจถูกสื่อกลางด้วยสารไวแสง ดังนั้น เมื่อมีสารอะคริดีนใน E. coli เมื่ออยู่ใกล้รังสียูวี ทำให้เกิดการหยุดชะงักของทั้ง DNA และเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมด้านนอก ส่งผลให้เซลล์ไวต่อไลโซไซม์ ผงซักฟอก และช็อกจากออสโมติก

เมื่ออยู่ใกล้รังสียูวีสามารถทำให้เกิดการฉายภาพด้วยรังสีต่ำได้ เช่น ลดผลกระทบทางชีวภาพของการฉายรังสีฟาร์ยูวีในภายหลัง แนวคิดเกี่ยวกับกลไกของผลกระทบนี้ขัดแย้งกัน เมื่อได้รับรังสีใกล้รังสียูวีในปริมาณที่ค่อนข้างสูง จะสามารถสังเกตผลตรงกันข้ามได้ กล่าวคือ เพิ่มผลของการฉายรังสีฟาร์ยูวีในภายหลัง

ยูวีปานกลาง- นี่คือรังสีที่มีความยาวคลื่น 320 - 290 นาโนเมตรและ ไกลยูวี- มีความยาวคลื่น 290 - 200 นาโนเมตร ผลกระทบทางชีวภาพของรังสี UV ระยะกลางและระยะไกลมีความคล้ายคลึงกัน ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว เมื่อสัมผัสกับแสงแดด การตายของแบคทีเรียส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการกระทำของรังสียูวี ขีดจำกัดล่างของความยาวคลื่นของแสงที่ตกกระทบพื้นผิวโลกคือประมาณ 290 นาโนเมตร แต่ในการวิจัยมีการใช้แหล่งกำเนิดแสงที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่า เชื่อกันว่าตามกฎแล้วความต้านทานของร่างกายต่อรังสีดวงอาทิตย์นั้นสอดคล้องกับความต้านทานต่อรังสีที่ไม่ก่อให้เกิดไอออนจากแหล่งกำเนิดเทียม

DNA ดูดซับรังสียูวีอย่างเข้มข้นในช่วง 240 - 300 นาโนเมตร เช่น ในบริเวณที่มีรังสี UV ปานกลางและไกล โดยมีการดูดกลืนแสงสูงสุดที่ 254 นาโนเมตร สิ่งนี้อธิบายถึงประสิทธิภาพในการกลายพันธุ์และอันตรายถึงชีวิตของการฉายรังสี UV ระยะกลางและระยะไกล การก่อตัวของไพริมิดีนไดเมอร์ใน DNA เป็นกลไกหลักที่ทำให้เกิดอันตรายถึงชีวิตและก่อให้เกิดการกลายพันธุ์ ไดเมอร์อาจมีไทมีนหรือไซโตซีนเรซิดิว 2 ตัวที่อยู่ติดกันหรือไทมีน 1 ตัวและไซโตซีนเรซิดิว 1 ตัว ภายใต้อิทธิพลของการฉายรังสี UV, ไฮดรอกซิเลชันของไซโตซีนและยูราซิล, การก่อตัวของ adducts ของไซโตซีน - ไทมีน, การเชื่อมโยงข้ามโปรตีน - ดีเอ็นเอ, การก่อตัวของการเชื่อมโยงข้ามดีเอ็นเอ, การแตกของเกลียวและการสูญเสียสภาพของดีเอ็นเอก็เกิดขึ้นเช่นกัน ความเสียหายดังกล่าวจะเพิ่มขึ้นตามความเข้มของรังสีที่เพิ่มขึ้น

รังสีไอออไนซ์ประกอบด้วยองค์ประกอบบางอย่างของการแผ่รังสีธรรมชาติ ซึ่งกำหนดโดยไอโซโทปที่ไม่เสถียรซึ่งมีอยู่ในดินและการตกตะกอนอยู่ตลอดเวลา ในพื้นที่ที่มีแร่ธาตุกัมมันตภาพรังสีเกิดขึ้น รังสีพื้นหลังตามธรรมชาติจะเพิ่มขึ้น ไอโซโทปสามารถเข้าสู่สิ่งมีชีวิตและจากนั้นก็สัมผัสกับการฉายรังสีภายใน บางครั้งแบคทีเรียสามารถสะสมองค์ประกอบบางอย่างได้ในปริมาณมาก

รังสีไอออไนซ์ยังเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของรังสีคอสมิก อวกาศทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดรังสีคอสมิกปฐมภูมิซึ่งก่อให้เกิดรังสีคอสมิกทุติยภูมิที่ส่งผลต่อสิ่งมีชีวิต ความเข้มของรังสีดังกล่าวขึ้นอยู่กับละติจูดทางภูมิศาสตร์ โดยเฉพาะระดับความสูงเหนือระดับน้ำทะเล และจะเพิ่มขึ้นประมาณสองเท่าทุกๆ 1,500 เมตร ในระหว่างที่เกิดเปลวสุริยะ พื้นหลังของรังสีคอสมิกจะเพิ่มขึ้น รังสีไอออไนซ์เทียมเกิดขึ้นจากการทดสอบ อาวุธนิวเคลียร์การดำเนินงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ การใช้ไอโซโทปรังสีเพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์ วิทยาศาสตร์ และอื่นๆ การมีอยู่ของแหล่งที่มาดังกล่าวเป็นสาเหตุที่ทำให้จุลินทรีย์ในปัจจุบันถูกสัมผัส ปริมาณสูงการฉายรังสี

การแผ่รังสีไอออไนซ์ยังทำให้เกิดความเสียหายต่อ DNA ซึ่งโดยปกติจะแบ่งออกเป็นทางตรงและทางอ้อมซึ่งเป็นผลมาจากการก่อตัวของอนุมูลอิสระ ความเสียหายส่วนใหญ่เกิดจากการแตกของโมเลกุล DNA แบบเกลียวเดี่ยวหรือเกลียวคู่

ความต้านทานกัมมันตภาพรังสีของแบคทีเรียหลายชนิดแตกต่างกันไปในช่วงกว้างมากและถูกควบคุมโดยยีนจำนวนมาก สารกลายพันธุ์ที่มีความทนทานต่อรังสีหรือไวต่อรังสีมากกว่าสามารถหาได้ค่อนข้างง่าย ความต้านทานรังสีขึ้นอยู่กับการทำงานของระบบการซ่อมแซมและการควบคุมต่างๆ เป็นหลัก ในขณะเดียวกันก็มีระดับความต้านทานของร่างกายต่อรังสีประเภทต่างๆ โดยเฉพาะรังสียูวีและ รังสีไอออไนซ์อาจไม่ตรงกัน เราจะกล่าวถึงระบบการซ่อมแซมแบคทีเรียต่างๆ ด้านล่างนี้

มีการสร้างความเชื่อมโยงระหว่างความต้านทานต่อรังสีของแบคทีเรียกับลักษณะของแหล่งที่อยู่อาศัย ดังนั้นจุลินทรีย์ที่แยกได้จากน้ำพุแร่เรดอนจึงมีความทนทานต่อรังสีได้ดีกว่าสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันที่แยกได้จากน้ำที่ไม่มีกัมมันตภาพรังสีถึง 3 ถึง 10 เท่า ในระบบทำความเย็นของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ซึ่งปริมาณรังสีเฉลี่ยเกิน 10 6 FER (เทียบเท่าทางกายภาพของรังสีเอกซ์) แบคทีเรียหลายชนิดอาศัยอยู่ โดยเฉพาะตัวแทนของพืชสกุล Pseudomonas อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปเป็นเรื่องยากที่จะหาคำอธิบายที่สมเหตุสมผลเกี่ยวกับความสำคัญในการปรับตัวของความต้านทานต่อรังสีสูงของแบคทีเรียบางชนิด ความต้านทานวิทยุของ cocci บางชนิดที่แยกได้จากผลิตภัณฑ์ฉายรังสีมีค่าสูงเป็นพิเศษ ในกรณีนี้ เห็นได้ชัดว่าการฉายรังสีสามารถใช้เป็นปัจจัยในการคัดเลือก แต่ไม่ใช่ปัจจัยที่ทำให้เกิดการปรับตัว ดังนั้น ปริมาณรังสี UV ที่จำเป็นในการยับยั้ง 90% ของเซลล์ของเชื้อ E. coli สายพันธุ์ที่ทนต่อรังสี UV คือประมาณ 1,000 เอิร์ก/มม2 ในขณะที่เพื่อให้ได้ผลเช่นเดียวกันใน Deinococcus radiodurans คือปริมาณ 10,000 - 15,000 เอิร์ก/มม. จำเป็น" 2 หรือ 5 x 10 5 rad ในกรณีของการฉายรังสีกัมมันตภาพรังสี Coccus Deinococcus radiophilus มีความทนทานต่อรังสี UV และ UV ได้มากกว่า ดังที่ได้กล่าวไปแล้วระดับความต้านทานรังสีจะพิจารณาจากระดับการพัฒนาระบบซ่อมแซมเป็นหลัก เห็นได้ชัดว่า Deinococcus radiodurans สามารถซ่อมแซมแม้แต่การแตกของ DNA ที่มีเกลียวสองเส้นซึ่งเป็นอันตรายต่อจุลินทรีย์ส่วนใหญ่

ระดับความต้านทานรังสีของแบคทีเรียบางชนิดนั้นเกินระดับสูงสุดของรังสีที่สิ่งมีชีวิตสามารถเผชิญได้ในธรรมชาติอย่างมีนัยสำคัญ คำอธิบายที่เป็นไปได้มากที่สุดสำหรับความคลาดเคลื่อนนี้อาจเป็นข้อสันนิษฐานว่าความต้านทานวิทยุเป็นเพียงหนึ่งในการแสดงออกที่หลากหลายของการทำงานของระบบวัตถุประสงค์ทั่วไป มันจะถูกต้องมากกว่าถ้าพูดถึงระดับความต้านทานของแบคทีเรียต่อการรบกวนบางอย่างในโครงสร้างเซลล์ของพวกเขามากกว่าการต้านทานต่ออิทธิพลของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมบางอย่างเนื่องจากการรบกวนแบบเดียวกันนั้นสามารถเกิดขึ้นได้ ด้วยเหตุผลหลายประการ. สิ่งนี้ใช้กับระบบซ่อมแซมความเสียหายของ DNA เป็นหลัก

ในความเห็นของเราพบว่าจุลินทรีย์อยู่ในซอกนิเวศน์ที่ไม่เหมาะสมที่สุด ดังนั้นแบคทีเรียบางชนิด (Bacillus submarinus) จึงสามารถอาศัยอยู่ในมหาสมุทรที่ระดับความลึกมากกว่า 5,000 เมตร โดยทนต่อแรงดันอุทกสถิตได้มากกว่า 3.1–10 8 Pa แบคทีเรียที่ทนความร้อนสูง Thermus Aquaticus ถูกแยกออกจากน้ำและตะกอนของ น้ำพุร้อนซึ่งมีอุณหภูมิสูงถึง 92 ° C แบคทีเรียฮาโลฟิลิกที่รุนแรงที่พบในน้ำทะเลเดดซี

ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมบางอย่างอาจมีผลกระทบที่แตกต่างกันต่อจุลินทรีย์ ส่งผลเสียต่อจุลินทรีย์ หรือทำให้ประชากรจุลินทรีย์เสียชีวิต ผลบวกหรือลบของปัจจัยออกฤทธิ์นั้นพิจารณาจากลักษณะของปัจจัยนั้นเองและโดยคุณสมบัติของจุลินทรีย์

ความชื้น.การมีความชื้นจะเป็นตัวกำหนดระดับของกระบวนการเผาผลาญในเซลล์ การไหลของสารอาหารที่เป็นสารตั้งต้นเข้าไป พลังงานของการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของแบคทีเรีย

แบคทีเรียส่วนใหญ่พัฒนาได้ตามปกติเมื่อมีความชื้นในสิ่งแวดล้อมสูงกว่า 20%

การทำให้แบคทีเรียแห้งนำไปสู่การขาดน้ำของไซโตพลาสซึมของเซลล์ การหยุดกระบวนการเมแทบอลิซึมเกือบทั้งหมด และท้ายที่สุดก็ทำให้เซลล์จุลินทรีย์เปลี่ยนไปสู่สภาวะแอนิเมชั่นที่ถูกระงับ การอบแห้งใช้ในการเก็บอาหาร

บ่อยครั้งแม้ในสภาวะแห้งลึก แบคทีเรียยังคงมีชีวิตอยู่ได้ ดังนั้นเชื้อ Mycobacterium tuberculosis จึงสามารถอยู่รอดได้ในเสมหะแห้งของผู้ป่วยเป็นเวลานานกว่า 10 เดือน ส่วนสปอร์ของแบคทีเรียแอนแทรกซ์บาซิลลัสในสภาวะแห้งสามารถอยู่รอดได้นานถึง 10 ปี วิธี การระเหิด (การทำให้แห้ง)ปัจจุบันมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการเก็บรักษาวัคซีนเชื้อเป็นสำหรับป้องกันวัณโรค กาฬโรค ไข้ทรพิษ ไข้หวัดใหญ่ในระยะยาว ตลอดจนเพื่อรักษาวัฒนธรรมทางอุตสาหกรรมและพิพิธภัณฑ์ของจุลินทรีย์

อุณหภูมิ.กิจกรรมชีวิตของโปรคาริโอตโดยตรงขึ้นอยู่กับช่วงอุณหภูมิ มีจุดเด่นอยู่ 3 ประการ ได้แก่ อุณหภูมิต่ำสุดที่การเจริญเติบโตและการพัฒนาของแบคทีเรียจะหยุดลง อุณหภูมิที่เหมาะสมซึ่งสอดคล้องกับอัตราการเจริญเติบโตสูงสุดของจุลินทรีย์ อุณหภูมิสูงสุดที่สูงกว่านั้นซึ่งอัตราการเติบโตของแบคทีเรียจะลดลงจนเหลือศูนย์ ขึ้นอยู่กับช่วงอุณหภูมิ โปรคาริโอตทั้งหมดจะถูกแบ่งออกเป็น 3 กลุ่ม: ไซโครไฟล์ มีโซฟิล และเทอร์โมฟิล

พวกโรคจิต(จากภาษากรีกว่า Psychros - cold, phileo - love) เป็นตัวแทนของแบคทีเรียที่พัฒนาขึ้นเมื่อใด อุณหภูมิต่ำจาก – 5 ถึง 20–35 0 C ในหมู่พวกเขามีกลุ่มย่อยของ Psychrophiles ที่มีภาระผูกพันซึ่งไม่สามารถเติบโตได้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 20 ° C เหล่านี้เป็นแบคทีเรียจากทะเลสาบน้ำลึก ทะเลทางเหนือ และมหาสมุทร กลุ่มย่อยที่สองที่มีขนาดใหญ่มากประกอบด้วยไซโครไฟล์เชิงปัญญา - แบคทีเรียที่ปรับให้เข้ากับการกระทำของอุณหภูมิที่แปรผันตั้งแต่ – 5 ° C ถึง 20–35 ° C และอาศัยอยู่ในเขตภูมิอากาศอบอุ่น

อุณหภูมิต่ำทำให้กระบวนการเผาผลาญในเซลล์ช้าลง ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการใช้ตู้เย็น ห้องใต้ดิน และธารน้ำแข็งเพื่อเก็บอาหาร จุลินทรีย์หลายชนิดมีความหนา น้ำแข็งธรรมชาติสามารถคงอยู่ในสภาวะแอนิเมชั่นที่ถูกระงับ "ถูกฝัง" ได้นานถึง 12,000 ปี

ถึง มีโซฟิล(จากภาษากรีก mesos - ค่าเฉลี่ย) หมายถึงมวลโปรคาริโอตที่ล้นหลามซึ่งมีช่วงอุณหภูมิอยู่ภายใน 10–47 ° C โดยมีอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุด 30–40 ° C กลุ่มนี้รวมถึงแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคหลายชนิด ก่อให้เกิดโรคต่างๆสัตว์เลือดอุ่นและมนุษย์

เทอร์โมฟิล(จากภาษากรีก กระติกน้ำร้อน - ความร้อน ความร้อน) เป็นกลุ่มแบคทีเรียที่หลากหลายที่เติบโตในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 10 ถึง 55–60° C เทอร์โมฟิลแบบปัญญาจะพัฒนาได้สำเร็จเท่าเทียมกันที่อุณหภูมิ 55–60° C และที่ 10–20° C และเทอร์โมฟิลที่มีพันธะผูกพัน ไม่สามารถเติบโตได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 40° C ส่วนเทอร์โมฟิลที่รุนแรงจะมีชีวิตอยู่ที่อุณหภูมิสูงกว่า 70° C พวกมันถูกแยกออกจากบ่อน้ำพุร้อนและจัดอยู่ในจำพวก Thermomicrobium, Thermus, Thermothrix ฯลฯ พวกมันมีความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงเป็นพิเศษ อุณหภูมิสปอร์ของแบคทีเรียที่สามารถทนต่ออุณหภูมิเดือดได้นานสองถึงสามชั่วโมง

พลังงานสดใส. รังสีประเภทต่างๆ มีผลกับแบคทีเรียต่างกัน รังสีอินฟราเรด (ความยาวคลื่นตั้งแต่ 760 นาโนเมตรถึง 400 ไมโครเมตร) ไม่สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีแสงที่มีนัยสำคัญในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตได้ รังสีเอกซ์ (ความยาวคลื่นน้อยกว่า 10 นาโนเมตร) จะทำให้โมเลกุลขนาดใหญ่ของเซลล์ที่มีชีวิตแตกตัวเป็นไอออน การเปลี่ยนแปลงโฟโตเคมีคอลที่เกิดขึ้นทำให้เกิดการกลายพันธุ์หรือการตายของเซลล์ สายพันธุ์ที่เลือกแบคทีเรียมีความทนทานต่อรังสีเอกซ์อย่างน่าทึ่ง เหล่านี้เป็นแบคทีเรียไธโอนิกที่อาศัยอยู่ในแหล่งแร่ยูเรเนียม เช่นเดียวกับแบคทีเรีย Micrococcus radiodurans ที่แยกได้จากน้ำของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ด้วยปริมาณรังสีไอออไนซ์ 2-3 ล้านแรด

แสงที่มองเห็นได้ (ความยาวคลื่นตั้งแต่ 380 ถึง 760 นาโนเมตร) มีประโยชน์ต่อการพัฒนาแบคทีเรียสังเคราะห์แสงเท่านั้น

รังสีอัลตราไวโอเลตที่มีความยาวคลื่น 253.7 นาโนเมตรมีผลอย่างมาก ผลการฆ่าเชื้อแบคทีเรียของรังสีอัลตราไวโอเลตต่อแบคทีเรียขึ้นอยู่กับการใช้งานในการฆ่าเชื้อในอาหาร อาหารเลี้ยงเชื้อ จาน รวมถึงการฆ่าเชื้อในหอผู้ป่วย ห้องผ่าตัด และบริเวณโรงพยาบาลคลอดบุตร

อัลตราซาวนด์อัลตราซาวนด์คือการสั่นสะเทือนความถี่สูงของคลื่นเสียง (มากกว่า 20,000 เฮิรตซ์) อัลตราซาวนด์มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่มีประสิทธิภาพต่อโปรคาริโอต ความแรงของการกระทำนี้ขึ้นอยู่กับความถี่ของการสั่นสะเทือน ระยะเวลาในการสัมผัส ตลอดจนสถานะทางสรีรวิทยาและลักษณะเฉพาะของจุลินทรีย์ ด้วยการเพาะเลี้ยงจุลินทรีย์ด้วยคลื่นเสียงเป็นเวลานาน จะทำให้เกิดผลร้ายแรงถึงชีวิตได้ 100%

ผลกระทบของอัลตราซาวนด์คือการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและฟิสิกส์ที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ในส่วนประกอบของเซลล์จุลินทรีย์และ ความเสียหายทางกลโครงสร้างเซลล์ทั้งหมด ปัจจุบันมีการใช้อัลตราซาวนด์เพื่อฆ่าเชื้ออาหาร อุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการ และวัคซีน

ปฏิกิริยาสิ่งแวดล้อมปฏิกิริยาของสิ่งแวดล้อมเป็นปัจจัยสำคัญประการหนึ่งที่กำหนดการพัฒนาของแบคทีเรียซึ่งส่งผลต่อความสามารถในการละลายของสารตั้งต้นที่เป็นสารอาหารและการเข้าสู่เซลล์ การเปลี่ยนแปลงปฏิกิริยาของสิ่งแวดล้อมมักมาพร้อมกับความเข้มข้นของสารประกอบพิษที่เพิ่มขึ้น

โปรคาริโอตสามารถแบ่งออกเป็นหลายกลุ่มตามความเป็นกรดของสิ่งแวดล้อม ส่วนใหญ่เป็นของ นิวโทรฟิลซึ่งสภาพแวดล้อมที่เป็นกลางจะเหมาะสมที่สุด ในกลุ่มนี้แบคทีเรียจำนวนมากสามารถต้านทานกรดหรือด่างได้

ในบรรดาโปรคาริโอตก็มี พวกที่เป็นกรดพัฒนาในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดโดยมีค่า pH 2–3 พวกที่เป็นกรดปานกลาง ได้แก่ แบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในน้ำในหนองน้ำและทะเลสาบที่เป็นกรด รวมถึงในดินที่เป็นกรดด้วย
พีเอช 3–4 แบคทีเรียที่มีความเป็นกรดสูงคือแบคทีเรียในสกุล Thiobacillus และ Sulfomonas รวมถึง Thermoplasma acidophila

อัลคาโลฟิลิกแบคทีเรียมีอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง แบคทีเรียอัลคาไลฟิลิกรวมถึงตัวแทนของพืชสกุล Bacillus และ Vibrio cholerae ซึ่งการสืบพันธุ์จะเพิ่มขึ้นที่ค่า pH มากกว่า 9

การใช้น้ำดองขึ้นอยู่กับผลเสียของความเป็นกรดที่เพิ่มขึ้นต่อจุลินทรีย์ส่วนใหญ่

ออกซิเจนโปรคาริโอตส่วนใหญ่ต้องการออกซิเจนเพื่อความอยู่รอดและถูกเรียกว่า แอโรบิกบังคับ (เข้มงวด)

แอโรบิกบังคับสามารถทนต่อความเข้มข้นของออกซิเจนได้ประมาณ 40–50% เรียกว่าแบคทีเรียที่ต้องการออกซิเจนโมเลกุลในปริมาณเล็กน้อย - ไม่เกิน 2% ไมโครแอโรไฟล์

โปรคาริโอตกลุ่มที่สองประกอบด้วยจุลินทรีย์ซึ่งไม่ต้องการออกซิเจนโมเลกุลในกิจกรรมชีวิต จุลินทรีย์ดังกล่าวมีชื่อเรียกว่า บังคับแบบไม่ใช้ออกซิเจนซึ่งรวมถึงกรดบิวทีริก การสร้างมีเทน สารลดซัลเฟต และแบคทีเรียอื่นๆ ในเซลล์ของแอนแอโรบีที่มีภาระผูกพันการเกิดออกซิเดชันของสารตั้งต้นจะเกิดขึ้นโดยไม่ต้องมีส่วนร่วม ออกซิเจนซึ่งรวมถึงตัวแทนของสกุล Methanobacterium, Methanosarcina, Fusobacterium เป็นต้น

แบคทีเรียกรดบิวริกหลายชนิดมีความต้านทานต่อออกซิเจนโมเลกุลและถูกเรียกว่า ทนต่ออากาศตัวอย่างของ aerotolerants คือแบคทีเรียในสกุล Clostridium เอนโดสปอร์ของแบคทีเรียกรดบิวริกมีความทนทานต่ออากาศเป็นพิเศษ โปรคาริโอตสามารถเติบโตได้ทั้งในสภาวะแอโรบิกและแอนแอโรบิกและเปลี่ยนการเผาผลาญพลังงานจากวิธีหนึ่งไปยังอีกวิธีหนึ่งเรียกว่า แอโรบิกเชิงปัญญาหรือ แอนนาโรบีเชิงปัญญาตัวอย่างของแบคทีเรียแบบไม่ใช้ออกซิเจนแบบปัญญา ได้แก่ แบคทีเรียที่ทำให้เกิดการแยกตัวและกำจัดซัลเฟต รวมถึงแบคทีเรียกลุ่มใหญ่ในเอนเทอโรแบคทีเรีย

น้ำยาฆ่าเชื้อสารประกอบเคมีที่มีผลเสียต่อจุลินทรีย์เรียกว่า น้ำยาฆ่าเชื้อ

ผลของน้ำยาฆ่าเชื้อต่อแบคทีเรียอาจเป็นได้ แบคทีเรียหรือ ฆ่าเชื้อแบคทีเรียผลของแบคทีเรียจะหยุดการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของเซลล์จุลินทรีย์เท่านั้น ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย - ทำให้เกิดการตายของแบคทีเรียซึ่งมักจะมาพร้อมกับการสลายเซลล์ ผลที่ได้นั้นขึ้นอยู่กับธรรมชาติของมันเอง สารประกอบเคมี, ความเข้มข้น, ระยะเวลาการออกฤทธิ์ของน้ำยาฆ่าเชื้อต่อจุลินทรีย์รวมถึงปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้อง - อุณหภูมิ, ค่า pH เป็นต้น

สารฆ่าเชื้อจะแสดงด้วยสารประกอบอินทรีย์และอนินทรีย์ต่างๆ ในบรรดาสารประกอบอนินทรีย์น้ำยาฆ่าเชื้อที่รุนแรงคือเกลือของโลหะหนัก - ปรอท (ระเหิด), ตะกั่ว, เงิน, สังกะสี ฯลฯ เกลือของปรอท, เงิน, สารหนูมีฤทธิ์ยับยั้งอย่างรุนแรงต่อเอนไซม์ของเซลล์จุลินทรีย์ แม้แต่ในระดับความเข้มข้นเล็กน้อยที่ 1:1000 เกลือของโลหะหนักก็ทำให้แบคทีเรียส่วนใหญ่ตายได้ภายในไม่กี่นาที

ในบรรดาสารประกอบอินทรีย์ เอทิลและไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ (สารละลาย 70%) ฟีนอลครีซอลและอนุพันธ์ของพวกมัน และฟอร์มาลดีไฮด์มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อ ฟีนอล (กรดคาร์โบลิก) มีการใช้กันอย่างแพร่หลายโดยเฉพาะ จุลินทรีย์ส่วนใหญ่ตายจากการกระทำของสารละลายกรดคาร์โบลิก 1–5% ฟอร์มาลดีไฮด์เป็นสารฆ่าเชื้อที่แข็งแกร่ง

โอวานิยา ช่วงอุณหภูมิที่สามารถเจริญเติบโตของแบคทีเรียไซโครฟิลิกได้อยู่ระหว่าง -10 ถึง 40 °C และอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดอยู่ในช่วง 15 ถึง 40 °C ซึ่งเข้าใกล้อุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดของแบคทีเรียมีโซฟิลิก

Mesophiles รวมถึงกลุ่มหลักของแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคและฉวยโอกาส เติบโตในช่วงอุณหภูมิ 10-47 °C; การเจริญเติบโตที่เหมาะสมที่สุดสำหรับส่วนใหญ่คือ 37 °C

ที่อุณหภูมิสูงขึ้น (40 ถึง 90 °C) แบคทีเรียที่ชอบความร้อนจะพัฒนาขึ้น ที่ก้นมหาสมุทรในน้ำร้อนซัลไฟด์จะมีแบคทีเรียมีชีวิตซึ่งพัฒนาที่อุณหภูมิ 250-300 ° C และความดัน 262 atm Thermophiles อาศัยอยู่ในบ่อน้ำพุร้อนและมีส่วนร่วมในกระบวนการทำความร้อนด้วยตนเองของมูลสัตว์ เมล็ดพืช และหญ้าแห้ง ความพร้อมใช้งาน ปริมาณมากเทอร์โมฟิลในดินบ่งบอกถึงการปนเปื้อนของปุ๋ยคอกและปุ๋ยหมัก เนื่องจากมูลสัตว์มีสารเทอร์โมฟิลมากที่สุด จึงถือเป็นตัวบ่งชี้การปนเปื้อนในดิน

ปัจจัยด้านอุณหภูมิจะถูกนำมาพิจารณาเมื่อทำการฆ่าเชื้อ แบคทีเรียในรูปแบบพืชจะตายที่อุณหภูมิ 60 ° C เป็นเวลา 20-30 นาที สปอร์ - ในหม้อนึ่งความดันที่อุณหภูมิ 120 ° C ภายใต้แรงดันไอน้ำ

จุลินทรีย์ทนต่ออุณหภูมิต่ำได้ดี จึงสามารถเก็บไว้แช่แข็งได้เป็นเวลานาน รวมถึงที่อุณหภูมิก๊าซเหลว (-173 ° C)

การอบแห้ง การขาดน้ำทำให้เกิดความผิดปกติของจุลินทรีย์ส่วนใหญ่ จุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค (สาเหตุของโรคหนองใน, เยื่อหุ้มสมองอักเสบ, อหิวาตกโรค, ไข้ไทฟอยด์, โรคบิด ฯลฯ ) มีความไวต่อการทำให้แห้งมากที่สุด จุลินทรีย์ที่ได้รับการคุ้มครองโดยเสมหะมีความทนทานมากกว่า ดังนั้นแบคทีเรียวัณโรคในเสมหะสามารถทนต่อการแห้งตัวได้นานถึง 90 วัน แบคทีเรียที่ก่อตัวเป็นแคปซูลและเมือกบางชนิดสามารถทนต่อการผึ่งให้แห้งได้ แต่สปอร์ของแบคทีเรียมีความทนทานเป็นพิเศษ

การทำแห้งภายใต้สุญญากาศจากสถานะแช่แข็ง - การทำแห้งแบบแห้ง - ใช้เพื่อยืดอายุการมีชีวิตและการเก็บรักษาจุลินทรีย์ การเพาะเลี้ยงจุลินทรีย์แบบไลโอฟิไลซ์และ การเตรียมภูมิคุ้มกันถูกเก็บรักษาไว้เป็นเวลานาน (หลายปี) โดยไม่เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเดิม

ผลกระทบของรังสี รังสีที่ไม่ก่อให้เกิดไอออน - รังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีอินฟราเรดของแสงแดดตลอดจนรังสีไอออไนซ์ - รังสีแกมมา สารกัมมันตภาพรังสีและอิเล็กตรอนพลังงานสูงจะส่งผลเสียต่อจุลินทรีย์หลังจากช่วงเวลาสั้น ๆ รังสียูวีใช้ในการฆ่าเชื้อในอากาศและวัตถุต่างๆ ในโรงพยาบาล โรงพยาบาลคลอดบุตร และห้องปฏิบัติการจุลชีววิทยา เพื่อจุดประสงค์นี้จึงใช้หลอด UV ฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่มีความยาวคลื่น 200-450 นาโนเมตร

รังสีไอออไนซ์ใช้ในการฆ่าเชื้อเครื่องแก้วจุลินทรีย์พลาสติกแบบใช้แล้วทิ้ง อาหารเลี้ยงเชื้อ น้ำสลัด ยาเป็นต้น อย่างไรก็ตาม มีแบคทีเรียบางชนิดที่ทนต่อรังสีไอออไนซ์ได้ เช่น Micrococcus radiodurans ที่แยกได้จากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

การออกฤทธิ์ของสารเคมี สารเคมีสามารถมีผลกระทบต่อจุลินทรีย์ที่แตกต่างกัน: ทำหน้าที่เป็นแหล่งโภชนาการ; ไม่ใช้อิทธิพลใดๆ กระตุ้นหรือระงับการเจริญเติบโต สารเคมีที่ทำลายจุลินทรีย์ในสิ่งแวดล้อมเรียกว่าสารฆ่าเชื้อ กระบวนการทำลายจุลินทรีย์ในสิ่งแวดล้อมเรียกว่าการฆ่าเชื้อ สารเคมีต้านจุลชีพอาจมีผลในการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย ไวรัส ฆ่าเชื้อรา ฯลฯ

สารเคมีที่ใช้ในการฆ่าเชื้อจัดอยู่ในกลุ่มต่างๆ ซึ่งกลุ่มที่พบอย่างกว้างขวางที่สุดคือสารที่เกี่ยวข้องกับสารประกอบที่มีคลอรีน ไอโอดีน และโบรมีน และสารออกซิไดซ์ ในการเตรียมที่ประกอบด้วยคลอรีน คลอรีนมีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย ยาเหล่านี้รวมถึงสารฟอกขาว, คลอรามีน, แพนโทซิด, นีโอแพนโทซิด, โซเดียมไฮโปคลอไรต์, แคลเซียมไฮโปคลอไรต์, เดแซม, คลอเดซีน, ซัลโฟคลอแรนทีน ฯลฯ ไอโอโดไพรินและไดโบรแมนทีนถือเป็นยาต้านจุลชีพที่มีแนวโน้มซึ่งมีไอโอดีนและโบรมีน สารออกซิไดซ์ที่เข้มข้น ได้แก่ ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์, โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต ฯลฯ มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียเด่นชัด

ฟีนอลและอนุพันธ์ของฟีนอล ได้แก่ ฟีนอล ไลโซล ไลซอยด์ ครีโอโซต ครีโอลิน คลอร์-พี-แนฟทอล และเฮกซะคลอโรฟีน

นอกจากนี้ยังมีการผลิตสบู่ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย: ฟีนอล, น้ำมันดิน, กรีนทางการแพทย์, “สุขอนามัย” สบู่ "สุขอนามัย" มีเฮกซาคลอโรฟีน 3-5% มีคุณสมบัติฆ่าเชื้อแบคทีเรียได้ดีที่สุดและแนะนำให้ล้างมือของพนักงานในโรงพยาบาลโรคติดเชื้อ, โรงพยาบาลคลอดบุตร, สถานรับเลี้ยงเด็ก, สถานประกอบการจัดเลี้ยงและห้องปฏิบัติการทางจุลชีววิทยา

กรดและเกลือของพวกมัน (ออกโซลินิก, ซาลิไซลิก, บอริก) ก็มีฤทธิ์ต้านจุลชีพเช่นกัน ด่าง (แอมโมเนียและเกลือของมัน, บอแรกซ์); แอลกอฮอล์ (เอทานอล 70-80° ฯลฯ ); อัลดีไฮด์ (ฟอร์มาลดีไฮด์, p-propiolactone)

กลุ่มสารฆ่าเชื้อที่มีแนวโน้มคือสารลดแรงตึงผิวที่เกี่ยวข้องกับสารประกอบควอเทอร์นารีและแอมโฟไลต์ ซึ่งมีคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย ผงซักฟอก และความเป็นพิษต่ำ (เนียร์แทน แอมโฟแลน ฯลฯ)

ในการฆ่าเชื้อเครื่องมือที่มีความแม่นยำ (เช่น บนยานอวกาศ) รวมถึงอุปกรณ์และอุปกรณ์ จะใช้ส่วนผสมของก๊าซเอทิลีนออกไซด์และเมทิลโบรไมด์ การฆ่าเชื้อจะดำเนินการภายใต้สภาวะที่ปิดสนิท

อิทธิพลของปัจจัยทางชีววิทยา จุลินทรีย์มีความสัมพันธ์ที่แตกต่างกัน การอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิตสองชนิดที่แตกต่างกันเรียกว่า symbiosis (จากภาษากรีก simbiosis - ชีวิตร่วมกัน) มีหลายทางเลือกสำหรับความสัมพันธ์ที่เป็นประโยชน์: การเผาผลาญ, การร่วมกัน, commensalism, ดาวเทียม

การเผาผลาญคือความสัมพันธ์ระหว่างจุลินทรีย์ซึ่งจุลินทรีย์ตัวหนึ่งใช้ของเสียจากสิ่งมีชีวิตอื่นเพื่อการทำงานที่สำคัญ การเผาผลาญเป็นลักษณะของแบคทีเรียไนตริไฟเออร์ในดินซึ่งใช้แอมโมเนียในการเผาผลาญซึ่งเป็นของเสียจากแบคทีเรียในดินแอมโมเนีย

ลัทธิร่วมกันคือความสัมพันธ์ที่เป็นประโยชน์ร่วมกันระหว่างสิ่งมีชีวิตต่างๆ ตัวอย่างของการทำงานร่วมกันร่วมกันคือไลเคน - การพึ่งพาอาศัยกันของเชื้อราและสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน ที่ได้รับจากเซลล์สาหร่าย อินทรียฺวัตถุในทางกลับกัน เห็ดก็ให้เกลือแร่แก่พวกมันและป้องกันไม่ให้พวกมันแห้ง

Commensalism (จากภาษาละติน commensalis - เพื่อนร่วมโต๊ะ) - การอยู่ร่วมกันของบุคคล ประเภทต่างๆซึ่งสายพันธุ์หนึ่งได้รับประโยชน์จากการทำงานร่วมกันโดยไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่ออีกสายพันธุ์ Commensals คือแบคทีเรียซึ่งเป็นตัวแทนของจุลินทรีย์ในมนุษย์ปกติ

Satellism คือการเพิ่มขึ้นของการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ประเภทหนึ่งภายใต้อิทธิพลของจุลินทรีย์อื่น ตัวอย่างเช่น อาณานิคมของยีสต์หรือซาร์ซินปล่อยสารเมตาบอไลต์ออกสู่สารอาหาร กระตุ้นการเจริญเติบโตของอาณานิคมของจุลินทรีย์ที่อยู่รอบตัวพวกมัน ด้วยการเจริญเติบโตร่วมกันของจุลินทรีย์หลายประเภท จึงสามารถกระตุ้นการทำงานและคุณสมบัติทางสรีรวิทยาของพวกมันได้ ซึ่งนำไปสู่ผลกระทบที่รวดเร็วยิ่งขึ้นต่อสารตั้งต้น

ความสัมพันธ์ที่เป็นปฏิปักษ์หรือความสัมพันธ์ที่เป็นปรปักษ์กันแสดงออกมาในรูปแบบของผลเสียของจุลินทรีย์ประเภทหนึ่งต่ออีกประเภทหนึ่ง ซึ่งนำไปสู่ความเสียหายและถึงขั้นเสียชีวิตได้ จุลินทรีย์ที่เป็นปฏิปักษ์มีอยู่ทั่วไปในดิน น้ำ และในร่างกายของมนุษย์และสัตว์ กิจกรรมที่เป็นปฏิปักษ์ของตัวแทนของจุลินทรีย์ปกติของลำไส้ใหญ่ของมนุษย์ - บิฟิโดแบคทีเรีย, แลคโตบาซิลลัส, อีโคไล ฯลฯ ซึ่งเป็นศัตรูของจุลินทรีย์ที่เน่าเสียง่ายเป็นที่รู้จักกันดี

กลไกของความสัมพันธ์ที่เป็นปฏิปักษ์นั้นแตกต่างกันไป รูปแบบทั่วไปของการเป็นปรปักษ์กันคือการก่อตัวของยาปฏิชีวนะซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จากการเผาผลาญเฉพาะของจุลินทรีย์ที่ยับยั้งการพัฒนาของจุลินทรีย์ในสายพันธุ์อื่น มีอาการอื่นของการเป็นปรปักษ์กัน เช่น อัตราการสืบพันธุ์สูง การผลิตแบคเทอริโอซิน โดยเฉพาะโคลิซิน การผลิตกรดอินทรีย์และผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ที่เปลี่ยนค่า pH ของสิ่งแวดล้อม

4.7. จุลินทรีย์ของวัตถุดิบยาจากพืช จุลินทรีย์ก่อโรคพืช การควบคุมยาทางจุลชีววิทยา

วัตถุดิบยาสมุนไพรสามารถปนเปื้อนกับจุลินทรีย์ในระหว่างกระบวนการผลิต: การติดเชื้อเกิดขึ้นผ่านทางน้ำ ภาชนะบรรจุยาที่ไม่ผ่านการฆ่าเชื้อ อากาศในสถานที่ผลิต และมือของบุคลากร การปนเปื้อนยังเกิดขึ้นเนื่องจากจุลินทรีย์ปกติของพืชและจุลินทรีย์ก่อโรคพืช - เชื้อโรคของพืช จุลินทรีย์ก่อโรคพืชสามารถแพร่กระจายและติดเชื้อในพืชจำนวนมากได้

จุลินทรีย์ที่ปกติพัฒนาบนพื้นผิวของพืชจัดอยู่ในประเภทเอพิไฟต์ (กรีก epi - เหนือ, ไฟตัน - พืช) พวกมันไม่ก่อให้เกิดอันตราย เป็นศัตรูกับจุลินทรีย์ก่อโรคพืชบางชนิด และเติบโตเนื่องจากการหลั่งของพืชตามปกติและการปนเปื้อนอินทรีย์ของพื้นผิวพืช จุลินทรีย์ใน Epiphytic ป้องกันการแทรกซึมของจุลินทรีย์ก่อโรคพืชเข้าไปในเนื้อเยื่อพืช ซึ่งจะช่วยเสริมสร้างภูมิคุ้มกันของพืช ปริมาณมากที่สุดจุลินทรีย์อิงอาศัยประกอบด้วยแบคทีเรียแกรมลบ Erwinia herbicola ซึ่งก่อตัวเป็นโคโลนีสีเหลืองทองบนวุ้นเปปโตนเนื้อ แบคทีเรียเหล่านี้เป็นศัตรูของสาเหตุของผักเน่าอ่อน แบคทีเรียชนิดอื่นยังพบได้ตามปกติ เช่น Pseudomonas fluorescens ซึ่งพบได้น้อยคือ Bacillus mesentericus และมีเชื้อราจำนวนเล็กน้อย จุลินทรีย์ไม่ได้พบเฉพาะบนใบ ลำต้น แต่ยังพบบนเมล็ดพืชด้วย การละเมิดพื้นผิวของพืชและเมล็ดพืชทำให้เกิดการสะสมของฝุ่นและจุลินทรีย์จำนวนมาก องค์ประกอบของจุลินทรีย์ในพืชขึ้นอยู่กับชนิด อายุของพืช ชนิดของดิน และอุณหภูมิโดยรอบ เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น จำนวนจุลินทรีย์ในเยื่อบุผิวจะเพิ่มขึ้น และเมื่อความชื้นลดลงก็จะลดลง

ในดินใกล้กับรากพืชมีปริมาณมาก

ตามความไวต่อผลกระทบของรังสี จุลินทรีย์มักจะถูกจัดอันดับตามลำดับนี้: - แบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตที่ไวที่สุด ตามด้วยเชื้อรา ยีสต์ สปอร์ของแบคทีเรีย ไวรัส อย่างไรก็ตาม การแบ่งส่วนนี้ยังไม่สมบูรณ์ เนื่องจากในบรรดาแบคทีเรียมีสายพันธุ์ที่ต้านทานรังสีได้ดีกว่าไวรัส

ความไวของรังสีของจุลินทรีย์ถูกปรับเปลี่ยนโดยปัจจัยต่าง ๆ ทั้งภายใน: ลักษณะทางพันธุกรรมของเซลล์เอง, ระยะชีวิตของเซลล์และอื่น ๆ และภายนอก: อุณหภูมิ, ความเข้มข้นของออกซิเจนและก๊าซอื่น ๆ องค์ประกอบและคุณสมบัติของสิ่งแวดล้อมใน การฉายรังสีใด ๆ ที่เกิดขึ้น รวมถึงประเภทของการได้รับรังสีและกำลังของรังสีและปัจจัยอื่น ๆ ความไวของรังสีของจุลินทรีย์ต่ำกว่าพืชและสัตว์อย่างมีนัยสำคัญ 1-2 ลำดับความสำคัญ ในบางกรณี ผลการฆ่าเชื้อแบคทีเรียสำหรับบางชนิดสามารถทำได้ในปริมาณที่มีนัยสำคัญเท่านั้น: 1-2 Mrad

ในระยะแรกของการศึกษาความไวต่อรังสีของจุลินทรีย์พบว่าในขนาด 5,000 R อัตราการรอดชีวิตของ E. coli ลดลงอย่างมีนัยสำคัญและที่ขนาด 20 kR แบคทีเรีย 95% เสียชีวิต การเพาะเลี้ยงจุลินทรีย์แต่ละชนิดมีส่วนผสมของเซลล์ที่มีความไวต่อรังสีต่างกัน ตัวอย่างเช่น สำหรับการเพาะเชื้อ Escherichia coli นั้น 66% LD50 สอดคล้องกับปริมาณ 1.2 krad และสำหรับแบคทีเรีย 34% - 3.5 krad เมื่อแบคทีเรียถูกฉายรังสี กลุ่มลำไส้รังสีแกมมา การปิดใช้งานเกิดขึ้นในช่วง 24 ถึง 168 กิโลราด และการตายของเซลล์ทั้งหมดในปริมาณประมาณ 300 กิโลราด

เพื่อให้ได้ผลทางชีววิทยาที่เหมือนกัน จุลินทรีย์ประเภทต่างๆ จึงต้องอาศัยปริมาณรังสีที่ต่างกัน ความแตกต่างเหล่านี้ขึ้นอยู่กับลักษณะทางชีวภาพหลายประการของแบคทีเรียที่ถูกฉายรังสี สภาวะของการฉายรังสี อิทธิพลของสิ่งแวดล้อม และปัจจัยอื่นๆ ความสำคัญเป็นพิเศษนั้นติดอยู่กับความไวที่ไม่เท่ากันของเมแทบอลิซึมของกรดนิวคลีอิกและ DNA ของสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ต่อการสัมผัสรังสี

ความไวของแบคทีเรียต่อรังสีจะแตกต่างกันอย่างมากในสัตว์ชนิดเดียวกันและแม้แต่ในประชากรด้วย เซลล์แบคทีเรีย. จำนวนเซลล์ประกอบด้วยแบคทีเรีย ซึ่งจัดเรียงตามความต้านทานต่อรังสีในชุดแปรผัน เช่นเดียวกับลักษณะทางชีวภาพอื่นๆ ดังนั้น เซลล์ต้านทานรังสีจึงมักปรากฏอยู่ในประชากรเสมอ ในการที่จะฆ่าพวกมัน จำเป็นต้องฉายรังสีในปริมาณที่แรงกว่าเซลล์ที่ฆ่าเซลล์ที่ไวต่อรังสีจำนวนมากจำนวนมาก แบคทีเรียแกรมบวกมีความไวต่อรังสีน้อยกว่าแบคทีเรียแกรมลบ

สปอร์ของแบคทีเรียมีความไวต่อรังสีต่ำมาก แต่แม้กระทั่งในหมู่จุลินทรีย์ที่ไม่สร้างสปอร์ ก็ยังมีสิ่งมีชีวิตที่ความต้านทานต่อรังสีอาจเกินสปอร์ได้ ส่วนใหญ่มักเป็นของโคคาหรือซาร์ซิน เป็นที่ทราบกันว่า Micrococci มีปริมาณกึ่งอันตรายถึง 400 krad (4 kGy) ในระหว่างการฆ่าเชื้อด้วยรังสีของเนื้อสัตว์ ปลา และผลิตภัณฑ์อื่น ๆ มักพบ cocci หลังจากการฉายรังสีในปริมาณตั้งแต่ 600 ถึง 1,500 krad ตัวอย่างของความต้านทานวิทยุสูงอาจเป็นแบคทีเรียที่แยกได้จากน้ำของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

การเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมส่งผลต่อกิจกรรมชีวิตของจุลินทรีย์ ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมทางกายภาพ เคมี และชีวภาพสามารถเร่งหรือระงับการพัฒนาของจุลินทรีย์ สามารถเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติหรือแม้แต่ทำให้เสียชีวิตได้

ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่มีผลกระทบที่เห็นได้ชัดเจนที่สุด ได้แก่ ความชื้น อุณหภูมิ ความเป็นกรด และ องค์ประกอบทางเคมีสภาพแวดล้อม การกระทำของแสง และปัจจัยทางกายภาพอื่นๆ

ความชื้น

จุลินทรีย์สามารถดำรงชีวิตและพัฒนาได้เฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นอยู่บ้างเท่านั้น น้ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับกระบวนการเผาผลาญทั้งหมดของจุลินทรีย์ สำหรับแรงดันออสโมติกปกติในเซลล์จุลินทรีย์ เพื่อรักษาความสามารถในการมีชีวิตของมัน จุลินทรีย์ต่างมีความต้องการน้ำที่แตกต่างกัน แบคทีเรียส่วนใหญ่ชอบความชื้น เมื่อความชื้นในสิ่งแวดล้อมต่ำกว่า 20% การเจริญเติบโตจะหยุดลง สำหรับแม่พิมพ์ ขีดจำกัดล่างของความชื้นในสิ่งแวดล้อมคือ 15% และเมื่อมีความชื้นในอากาศมากก็จะลดลง การตกตะกอนของไอน้ำจากอากาศสู่พื้นผิวของผลิตภัณฑ์ส่งเสริมการแพร่กระจายของจุลินทรีย์

เมื่อปริมาณน้ำในตัวกลางลดลง การเจริญเติบโตของจุลินทรีย์จะช้าลงและอาจหยุดสนิท ดังนั้นอาหารแห้งจึงสามารถเก็บไว้ได้นานกว่าอาหารที่มีความชื้นสูง อาหารแห้งช่วยให้คุณเก็บอาหารไว้ที่อุณหภูมิห้องโดยไม่ต้องแช่เย็น

จุลินทรีย์บางชนิดทนทานต่อการทำให้แห้งได้ดีมาก แบคทีเรียและยีสต์บางชนิดสามารถอยู่รอดได้ในสภาวะที่แห้งได้นานถึงหนึ่งเดือนหรือมากกว่านั้น สปอร์ของแบคทีเรียและเชื้อรายังคงมีชีวิตอยู่ได้หากไม่มีความชื้นเป็นเวลาหลายสิบถึงหลายร้อยปี

อุณหภูมิ

อุณหภูมิเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการพัฒนาจุลินทรีย์ สำหรับจุลินทรีย์แต่ละตัวจะมีอุณหภูมิต่ำสุด เหมาะสม และสูงสุดสำหรับการเจริญเติบโต ตามคุณสมบัตินี้ จุลินทรีย์จะถูกแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม:

• พวกโรคจิต -จุลินทรีย์ที่เจริญเติบโตได้ดีที่อุณหภูมิต่ำ อุณหภูมิต่ำสุด -10-0 °C อุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุด 10-15 °C
• มีโซฟิล -จุลินทรีย์ที่มีการเจริญเติบโตที่เหมาะสมที่อุณหภูมิ 25-35 °C ต่ำสุดที่ 5-10 °C สูงสุดที่ 50-60 °C
• เทอร์โมฟิล -จุลินทรีย์ที่เจริญเติบโตได้ดีที่อุณหภูมิค่อนข้างสูง โดยมีการเจริญเติบโตที่เหมาะสมที่อุณหภูมิ 50-65 องศาเซลเซียส สูงสุดที่อุณหภูมิสูงกว่า 70 องศาเซลเซียส

จุลินทรีย์ส่วนใหญ่เป็น mesophiles ซึ่งมีอุณหภูมิที่เหมาะสมคือ 25-35 °C ดังนั้นการเก็บผลิตภัณฑ์อาหารที่อุณหภูมินี้จึงทำให้จุลินทรีย์ในผลิตภัณฑ์ขยายตัวอย่างรวดเร็วและอาหารเน่าเสีย จุลินทรีย์บางชนิดเมื่อสะสมอยู่ในผลิตภัณฑ์อย่างมีนัยสำคัญสามารถนำไปสู่ อาหารเป็นพิษบุคคล. จุลินทรีย์ก่อโรค ได้แก่ กำลังโทร โรคติดเชื้อมนุษย์ก็เป็นพวกมีโซฟิลเช่นกัน

อุณหภูมิต่ำทำให้การเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ช้าลง แต่อย่าฆ่าพวกมัน แช่เย็น ผลิตภัณฑ์อาหารการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์นั้นช้าแต่ยังคงดำเนินต่อไป ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0°C จุลินทรีย์ส่วนใหญ่จะหยุดการแพร่พันธุ์ กล่าวคือ เมื่ออาหารถูกแช่แข็ง การเจริญเติบโตของจุลินทรีย์จะหยุดลง บางส่วนจะค่อยๆ ตายไป เป็นที่ยอมรับกันว่าที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0 °C จุลินทรีย์ส่วนใหญ่จะเข้าสู่สถานะคล้ายกับอะนาบิโอซิส คงความสามารถในการมีชีวิตได้ และพัฒนาต่อไปเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ควรคำนึงถึงคุณสมบัติของจุลินทรีย์นี้ในระหว่างการเก็บรักษาและการแปรรูปผลิตภัณฑ์อาหารในขั้นตอนต่อไป ตัวอย่างเช่น เชื้อซัลโมเนลลาสามารถคงอยู่ในเนื้อแช่แข็งได้เป็นเวลานาน และหลังจากการละลายเนื้อแช่แข็งภายใต้สภาวะที่เอื้ออำนวย ก็จะสะสมอย่างรวดเร็วจนกลายเป็นปริมาณที่เป็นอันตรายต่อมนุษย์

เมื่อถูกเปิดโปง อุณหภูมิสูงเกินความทนทานสูงสุดของจุลินทรีย์พวกมันก็ตายไป แบคทีเรียที่ไม่มีความสามารถในการสร้างสปอร์จะตายเมื่อถูกความร้อนในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นถึง 60-70 ° C ใน 15-30 นาทีถึง 80-100 ° C ในไม่กี่วินาทีหรือนาที สปอร์ของแบคทีเรียมีความต้านทานความร้อนสูงกว่ามาก สามารถทนต่ออุณหภูมิ 100 °C เป็นเวลา 1-6 ชั่วโมง ที่อุณหภูมิ 120-130 °C สปอร์ของแบคทีเรียในสภาพแวดล้อมที่ชื้นจะตายหลังจากผ่านไป 20-30 นาที สปอร์ของเชื้อราทนความร้อนได้น้อย

การแปรรูปผลิตภัณฑ์อาหารโดยใช้ความร้อนในการจัดเลี้ยงในที่สาธารณะ การพาสเจอร์ไรส์ และการฆ่าเชื้อผลิตภัณฑ์ในอุตสาหกรรมอาหาร นำไปสู่การตายบางส่วนหรือทั้งหมด (การฆ่าเชื้อ) ของเซลล์พืชของจุลินทรีย์

ในระหว่างการพาสเจอร์ไรส์ ผลิตภัณฑ์อาหารจะได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิน้อยที่สุด การพาสเจอร์ไรซ์แบบต่ำและสูงนั้นขึ้นอยู่กับระบอบการปกครองของอุณหภูมิ

การพาสเจอร์ไรส์ต่ำจะดำเนินการที่อุณหภูมิไม่เกิน 65-80 ° C เป็นเวลาอย่างน้อย 20 นาทีเพื่อรับประกันความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ได้ดียิ่งขึ้น

การพาสเจอร์ไรซ์สูงคือการสัมผัสผลิตภัณฑ์พาสเจอร์ไรส์ในระยะสั้น (ไม่เกิน 1 นาที) ที่อุณหภูมิสูงกว่า 90 °C ซึ่งนำไปสู่การตายของจุลินทรีย์ที่ไม่มีสปอร์ที่ทำให้เกิดโรคและในเวลาเดียวกันก็ไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญ คุณสมบัติทางธรรมชาติผลิตภัณฑ์พาสเจอร์ไรส์ อาหารพาสเจอร์ไรส์ไม่สามารถจัดเก็บได้โดยไม่แช่เย็น

การฆ่าเชื้อเกี่ยวข้องกับการปล่อยผลิตภัณฑ์จากจุลินทรีย์ทุกรูปแบบ รวมถึงสปอร์ การฆ่าเชื้ออาหารกระป๋องดำเนินการในอุปกรณ์พิเศษ - หม้อนึ่งความดัน (ภายใต้แรงดันไอน้ำ) ที่อุณหภูมิ 110-125 ° C เป็นเวลา 20-60 นาที การทำหมันช่วยให้สามารถเก็บรักษาอาหารกระป๋องได้ในระยะยาว นมผ่านการฆ่าเชื้อโดยใช้อุณหภูมิที่สูงเป็นพิเศษ (ที่อุณหภูมิสูงกว่า 130 ° C) เป็นเวลาไม่กี่วินาที ซึ่งช่วยให้คุณเก็บรักษาได้ทั้งหมด คุณสมบัติที่เป็นประโยชน์น้ำนม.

ปฏิกิริยาสิ่งแวดล้อม

กิจกรรมที่สำคัญของจุลินทรีย์ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของไฮโดรเจน (H +) หรือไฮดรอกซิล (OH -) ไอออนในสารตั้งต้นที่พวกมันพัฒนาขึ้น สำหรับแบคทีเรียส่วนใหญ่ สภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง (pH ประมาณ 7) หรือมีความเป็นด่างเล็กน้อยจะเหมาะสมที่สุด เชื้อราและยีสต์เจริญเติบโตได้ดีในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดเล็กน้อย สภาพแวดล้อมที่มีความเป็นกรดสูง (pH ต่ำกว่า 4.0) ยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย แต่เชื้อราสามารถเติบโตต่อไปได้ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดมากกว่า การยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ที่เน่าเสียง่ายเมื่อสภาพแวดล้อมมีสภาพเป็นกรดสามารถนำไปใช้ได้จริง การเติมกรดอะซิติกใช้ในการดองอาหาร ซึ่งป้องกันกระบวนการเน่าเปื่อยและช่วยให้อาหารสามารถเก็บรักษาได้ กรดแลคติคที่เกิดขึ้นระหว่างการหมักยังช่วยยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียที่เน่าเสียง่ายอีกด้วย

ความเข้มข้นของเกลือและน้ำตาล

เกลือแกงและน้ำตาลถูกนำมาใช้มานานแล้วเพื่อเพิ่มความต้านทานต่ออาหารต่อการเน่าเสียของจุลินทรีย์และเพื่อรักษาผลิตภัณฑ์อาหารได้ดีขึ้น

จุลินทรีย์บางชนิดต้องการความเข้มข้นของเกลือสูง (20% หรือสูงกว่า) เพื่อการพัฒนา พวกเขาเรียกว่าชอบเกลือหรือ halophiles อาจทำให้อาหารรสเค็มเน่าเสียได้

น้ำตาลที่มีความเข้มข้นสูง (มากกว่า 55-65%) จะหยุดการแพร่กระจายของจุลินทรีย์ส่วนใหญ่ ซึ่งใช้ในการเตรียมแยม แยมผิวส้ม หรือแยมผิวส้มจากผลไม้และผลเบอร์รี่ อย่างไรก็ตาม ผลิตภัณฑ์เหล่านี้อาจเน่าเสียได้จากการเจริญเติบโตของเชื้อราหรือยีสต์ออสโมฟิลิก

แสงสว่าง

จุลินทรีย์บางชนิดต้องการแสงเพื่อการพัฒนาตามปกติ แต่สำหรับส่วนมากแล้วแสงนั้นเป็นอันตราย รังสีอัลตราไวโอเลตของดวงอาทิตย์มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียนั่นคือในปริมาณรังสีที่กำหนดจะทำให้จุลินทรีย์ตายได้ คุณสมบัติฆ่าเชื้อแบคทีเรียของรังสีอัลตราไวโอเลตของหลอดปรอท-ควอตซ์ใช้ในการฆ่าเชื้อในอากาศ น้ำ และผลิตภัณฑ์อาหารบางชนิด รังสีอินฟราเรดอาจทำให้จุลินทรีย์ตายเนื่องจากผลกระทบจากความร้อน การได้รับรังสีเหล่านี้ใช้ในการบำบัดความร้อนของผลิตภัณฑ์ ผลกระทบเชิงลบอาจมีผลกระทบต่อจุลินทรีย์ สนามแม่เหล็กไฟฟ้ารังสีไอออไนซ์และปัจจัยสิ่งแวดล้อมทางกายภาพอื่น ๆ

ปัจจัยทางเคมี

สารเคมีบางชนิดอาจมีผลเสียต่อจุลินทรีย์ สารเคมีที่มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียเรียกว่า น้ำยาฆ่าเชื้อซึ่งรวมถึงสารฆ่าเชื้อ (สารฟอกขาว ไฮโปคลอไรต์ ฯลฯ) ที่ใช้ในการแพทย์ ในอุตสาหกรรมอาหาร และการจัดเลี้ยงในที่สาธารณะ

สารฆ่าเชื้อบางชนิดใช้เป็นวัตถุเจือปนอาหาร (กรดซอร์บิกและกรดเบนโซอิก ฯลฯ) ในการผลิตน้ำผลไม้ คาเวียร์ ครีม สลัด และผลิตภัณฑ์อื่นๆ

ปัจจัยทางชีวภาพ

คุณสมบัติที่เป็นปฏิปักษ์ของบางชนิดอธิบายได้ด้วยความสามารถในการหลั่งพวกมันเข้าไป สิ่งแวดล้อมสารที่มีฤทธิ์ต้านจุลชีพ (แบคทีเรีย ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย หรือฆ่าเชื้อรา) - ยาปฏิชีวนะยาปฏิชีวนะส่วนใหญ่ผลิตโดยเชื้อรา บ่อยครั้งเกิดจากแบคทีเรีย โดยออกฤทธิ์เฉพาะต่อแบคทีเรียหรือเชื้อราบางประเภท (ฤทธิ์ฆ่าเชื้อรา) ยาปฏิชีวนะใช้ในการแพทย์ (เพนิซิลลิน, คลอแรมเฟนิคอล, สเตรปโตมัยซิน ฯลฯ ) ในการเลี้ยงสัตว์ เช่น สารเติมแต่งอาหารในอุตสาหกรรมอาหารเพื่อการถนอมอาหาร (พื้นที่ลุ่ม)

ไฟตอนไซด์ สารที่พบในพืชและอาหารหลายชนิด (หัวหอม กระเทียม หัวไชเท้า มะรุม เครื่องเทศ ฯลฯ) มีคุณสมบัติเป็นยาปฏิชีวนะ ไฟตอนไซด์ได้แก่ น้ำมันหอมระเหย,สารแอนโทไซยานินและสารอื่นๆ พวกมันสามารถทำให้เกิดการตายของจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคและแบคทีเรียที่เน่าเปื่อยได้

ไข่ขาว ไข่ปลา น้ำตา และน้ำลายมีไลโซไซม์ ซึ่งเป็นสารปฏิชีวนะที่เกิดจากสัตว์