1.2. Способи стерилізації

Перед початком проведення мікробіологічних робіт, зокрема культивуванням мікроорганізмів, необхідно підготувати стерильні середовища, посуд (чашки Петрі, пробірки, піпетки тощо) та інструменти. Стерилізація або знепліднення - це повне знищення вегетативних клітин та спор мікроорганізмів. Для цього використовують термічну та холодну стерилізацію.

Способи стерилізації різноманітні і залежать від властивостей об'єкта.

Автоклавування - стерилізація в автоклавах насиченою парою під тиском вищим від атмосферного (0,05 - 0,2 МПа). Це найуживаніший спосіб стерилізації поживних середовищ і посуду. Температура і тривалість процесу визначається складом поживних середовищ та їх рН. Субстрати, що легко розкладаються при нагріванні, стерилізують при 121°С (тиск 0,05 МПа) протягом 20-30 хв.

Рис. 1. Вертикальний автоклав.

Термолабільні субстрати (молоко, желатинові середовища, середовища з цукрами, вітамінами та ін.) зазвичай стерилізують при 0,5 атм протягом 15-30 хв; пивне сусло та сусло-агар - при 0,7 атм 20 хв; м'ясо-пептонні середовища - при 1 атм 20 хв. Перестерилізація поживних середовищ може призвести до зміни рН, потемніння, зниження густини гелю, агару і желатину; цукри можуть розкластися.

У промислових умовах виготовлені середовища найчастіше стерилізують нагріванням парою і ретельно перемішують у спеціальних реакторах із мішалками. Час і режим прогрівання залежить від типу середовища та його складу. Виготовлені середовища часто стерилізують безпосередньо у ферментерах при +121°С протягом 30-40 хв.

Поетапна стерилізація полягає в нагріванні поживного середовища при температурі 100°С тричі протягом 30 хв три доби підряд. Короткочасне кип'ятіння знищує вегетативні клітини мікроорганізмів. Витримування середовищ протягом доби при кімнатній температурі або в термостаті при температурі 30°С дає можливість прорости життєздатним спорам. Утворені з термостійких спор вегетативні клітини гинуть при наступному кип'ятінні.

Пастеризація - це знищення, головним чином, аспорогенних мікроорганізмів одноразовим нагріванням до температури нижчої від 100°С. Цей сплосіб був запропонуваний Л.Пастером. Пастеризацію зазвичай проводять при 60-75°С протягом 15-30 хв або при температурі 80°С протягом 10-15 хв. Інколи матеріал нагрівають до 90°С й одразу швидко охолоджують. Режим пастеризації визначається термостійкістю субстрату, можливістю інфікування його мікроорганізмами і метою роботи.

Цей спосіб стерилізації застосовують для продуктів і середовищ, які при дії вищих температур зазнають докорінних змін, втрачають якості та поживну цінність.

Тиндалізацію, запропонованоу Д. Тиндалем, здійснюють обережним нагріванням при 50-80°С протягом 30-60 хв п’ять діб підряд або при температурі 55-58°С протягом 30-60 хв. шість-сім діб підряд.

Хімічну стерилізацію використовують для дезінфекції приміщень, обладнання, столів тощо. Для стерилізації цим методом застосовують солі важких металів (найчастіше ртуті, міді, цинку), 50-70% розчин етилового спирту, 8-оксихіноліну, лізол, формалін (41% розчин формальдегіду), хлорне вапно, хлорамін, Н₂О₂, КМпО₄, β-пропіолактон, йод, йодоформ, озон й інші хімічні сполуки.

Хімічну стерилізацію застосовують для знищення мікроорганізмів у системах водопостачання передусім питної води. Для цього питну воду хлорують. Останнім часом запропоновано використовувати озон, який є сильним окиснювачем, має високу мікробоцидну дію і не спричиняє змін хімічного складу води.

Приміщення (для посівів та пересіві, іноді виробничі тощо), інколи вироби з термолабільних пластмас стерилізують за допомогою ультрафіолетових променів у діапазоні 260-280 нм. Час опромінення, який встановлюють експериментальне, залежить від потужності бактерицидної лампи та розмірів об'єкта стерилізації.

Стерилізацію рідких поживних середовищ, які не витримують навіть незначного нагрівання (зокрема сироваток, рідких середовищ і розчинів, до яких входять термолабільні білки, вітаміни, цукри) здійснюють методом фільтрування. Спосіб полягає у пропусканні рідин через спеціальні дрібнопористі фільтри, діаметр пор яких менший за розміри бактерій. Останні затримуються на поверхні фільтрів. У лабораторіях як бактерійні фільтри використовують: мембранні (колоїдні) фільтри, виготовлені на основі нітроцелюлози або ацетату целюлози; азбестові фільтри Зейтца, виготовлені зі суміші азбесту з целюлозою; скляні фільтри, виготовлені із фрагментів дрібнопористого скла „Пірекс" шляхом сплавлювання; фільтри Нутча і лійки Бюхнера, в які впаяно скляні фільтри. У промисловості метод фільтрування використовують рідко.