A természetes és mesterséges környezet hatása a mikroorganizmusokra
A mikrobák igen érzékenyen reagálnak a környezet tényezőinek legcsekélyebb változásaira is. Ugyanakkor nagyfokú alkalmazkodó képességgel rendelkeznek.
I. Fizikai tényezők hatása
1. Hőmérséklet
- a legtöbb mikroba 60 Celsius fok fellett elpusztul, néhány faj azonban a 70- 75 Celsius fok között is megél. ( a 85- 90 Celsius fokos hőmérsékletet még a termofil mikrobák sem viselik el)
- a különböző mikrobacsoportok hőmérsékleti igénye:
A mikrobacsoport neve |
Minimális hőmérséklet Celsius fokban |
Maximális hőmérséklet Celsius fokban |
Optimális hőmérséklet Celsius fokban |
Pszichrofil |
0 |
25 |
20- 25 |
Mezofil |
20 |
45 |
30- 37 |
Termofil |
45 |
70 |
50- 56 |
- egyesek fagyaszott állapotban folyékony levegővel történő hirtelen lehűtés után évekig is élő állapotban maradnak (liofilezési eljárás)
- különlegesek a bacillus és a clostridium fajba tartozó baktériumok által képzett endospórák (rendkívül nagy hőtűrésűek, kevés vizet tartalmaznak)
- minél több vizet tartalmaz egy közeg, annál alacsonyabb hőmérséklet kell a mikrobák elpusztítására (nedves hő)
- minél savasabb vagy lúgosabb a közeg, annál alacsonyabb hőfok kell a mikrobák elpusztításához (saválló mikrobák)
- pszichrofil baktériumok: lassan szaporodnak 4 Celsius fokon (sőt, növekedést még 0 Celsius fokon is mutatnak, például a hűtőben az élelmiszer romlása)
2. Kiszáradás hatása
- a hatás mikroba fajtánként változó (baktérium spórák évekig i tűrik a szárazságot), például Salmonella Typhi kb.70 napig, Mycobacterium Tubercolosis kb. 90- 120 napig
- a mikrobák ellenálló képességét a kiszáradással szemben mesterségesen fokozhatjukà a kiszárítást alacsony hőmérsékleten vákuumban és gyorsan végzik el, ez a liofilezési eljárás.
3. Ozmotikus nyomás hatása
- az ozmotikus nyomás mértékével szembeni viselkedés alapján 3 csoport van
Ozmotoleránsak: hypertoniás közegben is képesek életben maradni, de nem növekednek, és nem szaporodnak
Fakultatív ozmofilok: optimális növekedési maximuma a hypotoniás ionkoncentráció közelében van, de mérsékelt hypotoniás közegben is növekednek és szaporodnak
Obligát ozmofilok: kizárólag magasabb környezeti ionkoncentráció mellett növekednek.
- a magas ozmotikus nyomás a mikrobákat általában elpusztítja, ezt az élelmiszeripar használja fel tartósításra.
4. Felületi feszültség hatása
- a mikrobák vizes közegben élnek
- a felületi feszültséget csökkentik a fehérjék, a zsírok és főként a tenzidek.
Ha ezek az anyagok toxikus tulajdonságúak, akkor meggátolják a mikrobák szaporodását, vagy elpusztítják azokat. Ilyenek például a kationaktív tenzidek.
- leginkább hidrofób felületű baktériumok a saválló baktériumok (vizet taszítja)
- leg hidrofilebb felülete a Gramm negatív baktériumoknak van (vonzzák a vizet)
5. Sugárzás hatása
- a fény alapvetően a fotoszintézissel működő baktériumok számára fontos
- a legtöbb más baktériumfaj számára akár a látható, akár a láthatatlan sugárzás vagy közömbös, vagy letáris hatású (halált okozó)
- a nem ionizáló sugarak közül az UV sugarak mutagén és mikrobaölő hatásúak
UV sugarak hatása:
- sejt elpusztítása, inaktiválása
- sejtnövekedés gátlása
- mutációk kiváltása
- a baktériumok endospórái és a gomba spórák 2-3 szor ellenállóbbak a vegetatív alakoknál
- a sejtek pigment tartalma növeli az ellenállást az UV sugárzással szemben
Ionizálós sugarak (alfa, béta, gamma, röntgen): mikroba pusztító hatása a sejtanyagcsere megzavarásával valósul meg
II. Kémiai tényezők hatása
A hatás lehet:
- mikroba pusztító
- sztatikus hatás (növekedést, szaporodást gátló)
- táplálékként hatnak (növekedést, szaporodást segítik)
1. Vegyi anyagok koncentrációjának hatása
- leginkább a sejtszerkezetre hatnak, főként a sejtmembránra
- a sejtmembrán károsítók nem specifikusak különböző sejtekre gyakorolt hatásukbanà ezért főként fertőtlenítő szerként alkalmazhatóak
- enzimgátló vegyületek: a sejtek enzimműködését gátolják
2. A nehézfémek hatása oligodinámiás hatás
- a leghatásosabb enzimgátló anyagok, pl. higany, réz, ólom, ezüst és vegyületeik
- hatásukra általában anyagcserezavar jön létre
- különleges kémiai tényező a nehézfémek egy csoportja (ezüst, réz, cink, higany), melyek igen nagy hígításban is toxikus hatásúak a mikrobákra
Hatás:
- szabad fémion + proteinek= inaktív fém proteinát
- majd újra felszabadul a fémion és másik proteinnel lép kapcsolatba (és így tovább), felhalmozódikà nehézfém mérgezés!
- valamennyi szénfém illetve ötvözeteinek mikrobaölő hatását oligodinámiás hatásnak nevezzük
3. A vegyhatás hatása
- az élő sejt belső környezete hozzávetőlegesen semleges (ph7)
- sok mikrobafaj viszonylag érzéketlen a környezet vegyhatásával szemben, és néhány faj a szélsőségesen savas illetve szélsőségesen lúgos közegben is megél
- általánosságban azt lehet mondani, hogy a gombák az enyhén savas, a pathogén baktériumok a semleges körüli és enyhén lúgos pH-t kedvelik
4. A vízanyagcsere hatása
- egysejtű élőlényekben is a vízanyagcsere pontos szabályozásával lehetséges a vízforgalom
- „kötött víz”: a fehérjék és a plazma nagy molekulái szilárdan kötik meg a sejt víztartalmának egy részét
- a kötött víz molekulái egymáshoz tapadnak, nem mozognak szabadon, más molekulák szerkezetének réseibe (pólus) vannak befogva
- a kötött víz nem használható fel, mint oldószer
- a baktérium spórákban több a kötött víz, mint a vegetatív formákbanà ez magyarázza a spórák hő és vegyszerálló képességét
5. A levegő összetételének hatása
- a mikrobákat a légköri oxigénhez való viszonyuk alapján 4 fő csoportba oszthatjuk:
Obligát aerobok: légzési anyagcseréjük végterméke víz vagy hidrogén- peroxid, például sarcinak, bacillus genus, néhány mikrococcus, pseudomonasok, néhány vibrio, mycobacterium
Fakultatív anaerobok: Számukra a légköri oxigén optimálisabb, de bizonyos feltételek mellett megélnek anaerob viszonyok között is, például eserichia, aerobacter, serratio, sigella fajok, klebsiella, staphylococcus, salmonella
Mikroaerofilek: megélnek a levegőn, de aerob viszonyok között is, pl. streptococcusok, laktobacillusok
Obligát anaerob: a légkör CO2 tartalma létfontosságú számukra, légköri oxigén jelenlétében nem képesek növekedni, szaporodni, például clostridium fajok