تاثير درجة الحرارة على نمو المايكروب

تأثير الحرارة بدرجة حرارة ثابتة على المكروب:

 

تكون سبورات البكتريا عادة مقاومة للحرارة، وهي التي تسبب مشاكل اثناء عملية التعقيم ، اما الخلايا الخضرية فتكون حساسة بالمعاملة الحرارية . ان تحطيم المكروبات بالحرارة يمكن توضيحه، يأخذ معلق بالسبورات وبدرجة حرارة ثابته وحساب السبورات بفترة زمنية محددة وبالتالي ان سرعة الموت بسبب الحرارة يمكن حسابها من خلال عدد السبورات الحية المتبقية باستمرار الوقت

 

 

    

D =Thermal death time curve

Nember of survival cells

Time

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 N₁= No. of cells at T₁

 

N₂= No. of cells at T₂

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

بالاستعاضة

 

اذا عدد السبورات الحية:

 

نتيجة لتحويل lin الى log

 

 

 

 

في أي وقت:

Zero time is zero N=O

 

N= no. of cells at time

 

 

 

5- الاشعاع   Radiation

 

الاشعة الكهرومغناطيسية وخصوصاً في المنطقة فوق البنفسجية 2400 – 2800 A° تكون قاتلة للاحياء المجهرية حيث تسبب تغيرات غير عكسية في DNA الكائنات المجهرية والاشعة فوق البنفسجسة تحد بشكل فعال في البكتريا المرضية في المستشفيات لكن السبورات خصوصاً لبكتريا B. Subtilis عادة تكون مقاومة لهذا النوع من الاشعاع.

 

الاشعة عالية الطاقة مثل اشعة كاما  والتي يكون مصدرها الكوبلت المشع CO⁶⁰ تستعمل لتعقيم الادوات ذات الاستخدام المفرد disposable عادة التأثير القاتل يتناسب مع جرعة الاشعاع لكن قدرة الامواج على اختراق الهدف تتناسب عكسياً مع كثافة الوسط وعليه فأن قدرة التعقييم تتلاشى عند زيادة العمق.

 

 

6- الترشيح   Filtration

 

يستعمل نوعان من الفلترات عند تعقيم الغازات او السوائل ولكل منها مبدأه والعملية تعتمد على مرور الغاز او السائل عبر المرشح الذي به ثقوب اصغر من البكتريا المراد ازالتها. في هذه المرشحات Sitze filter ,Micropore filter paper.

 

اما الطريقة الثانية في الترشيح فلا تعتمد على الحجم المعين للثقوب بل على الفرص العشوائية لتصـادم المكروبـي ثـم الالتصاق الى ليف صلب Solid filter ومثل هذه الالياف تحتوي على لييفيات مضغوطة مكونة من مثلاً:- glass woll , cotton weel  , stag-wool  وتستخدم هذه الطريقة اساساً لتعقيم الهواء ويمكن الحصول على تيار هواء معقم من خلال مرور تيار الهواء بسرعة اقل قدم واحد وعموماً فان كل المواد الليفية يمكن ان تفي بالغرض اذا استعملت بهذه الكيفية ويجب التأكد مسبقاً في ازالة الرطوبة وقطيرات الزيت من الهواء لان الالياف ستصبح مشبعة بسرعة وتسمح قطيرات الرطوبة بازالة المايكروبات من الالياف وهناك ثلاث اسباب شائعة لتلوث فلترات الهواء بالسوائل وهي:-

 

1- التعقيم الغير صحيح لانظمة ضغط الهواء الكلية Compressed air system

 

2- هبوط الضغط الشديد المترافق مع انخفاض درجة الحرارة في خط تجهيز الهواء

 

3- التعقيقم الخاطئ او الصيانة غير الكفوءة ضاغطات الهواء air compresser

 

والمشكلة الاساسية التي تظهر عند تصميم مرشحات الهواء المضغوط تبرز عندما تكون الرطوبة النسبية بالهواء حوالي 50% درجة الحرارة 45م° والضغط 20 باوند /      ، هذا يسبب تكاثف الماء داخل المرشح هذه المشكلة هناك طريقان:-  الاول/ هو ضخ الهواء بشكل موجات يتم رفع درجة حرارة كل دفعه اعلى من الحد المطلوب. اما الحل الثاني/ فهو تبريد الهواء لتكثيف الرطوبة وتخليصه منها ثم تسخينه ثانية الى الدرجة المطلوبة قبل ضخه. والتعقيم الملائم لتجهيز الهواء المعقم هو كالآتي:-

 

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Design of compresser of air system to supply sterile air

 

 

 

 

الكيمياويات    Chemical

 

هناك العديد من المواد الكيمياوية وخاصة تلك التي تتفاعل مع البروتينات يمكن استعمالها في التطهير disinfection والتعقيم Steriliztion . وعلى سبيل المثال المركبات الفينولية والهالوجينات وبروكسيد الهيدروجين واوكسيد الاثيلين والفورمالديهايد. وجميع هذه المركبات تكون للانسان في التراكيز العالية.

 

ومن الجدير بالذكر ان المعقمات الكيمياوية تعتبر غير معول عليها في تعقيم الادوات وكذلك الاوساط العضوية المعقدة. ولتعقيم الجروح تستعمل 10% من الفينول او Carbolic acid  وكذلك في تعقيم ادوات التشريح حيث تعمل هذه المركبات على تكوين معقدات مع البروتينات البكتيرية بعدها تعمل على تجلط هذه البروتينات يجب ان تعامل هذه الانواع من المركبات بعناية فائقة لتجنب حدوث حرائق بسببها وخاصة الفينولات.

 

يستخدم الماء المعقم بالكلورين او مسحوق القاصر في تعقيم الخزانات او انابيب نقل الماء في التخمرات الكحولية. وتعتمد الفعالية القاتلة للكلورين على سرعة وشدة التفاعل حتى في التخافيف العالية.

 

يستخدم الفورمالديهايد في تعقيم او تعفير الغرف والبنايات ولكن مساوئه تتمثل برائحته القوية المخدشة للاغشية المخاطية وتضعف فعاليته بسبب نفاذية بخاره الضعيفة .

 

ومن الملاحظ انه بالرغم من حساسة بكتريا Staph albus للفورمالين فانها تحتاج الى التعرض لعدة ساعات لغرض قتلها.

 

يعتبر مركب اوكسيد الاثيلين مفيد في التطهير CH₂   ــ    CH₂  ولكن مزجه مع الهواء بنسبة 80% سيكون قابل للانفجار.                     O

 

ويكون سام حتى بتراكيز لايمكن تحسسها بواسطة الشم .

 

من المركبات الاخرى المركب - propiolactone   (%1 – 0.5) حجم / حجم يكون سام لذلك يعتبر معقم للمعدات وللادوات المستعملة وكذلك سطوح مناضد العمل في المختبر.

 

 

 

2- اختبارات النقاوة Sterility testing

 

اختبارات النقاوة التي تجرى على كميات قليلة من الوسط الزرعي للمخمر قد توضح ان الكمية الكبيرة من وسط التخمير غير ملوثة. لكنها لايمكن ان تثبت ان الوسط معقم ومع هذا فأن مثل هذه الفحوصات لها اهمية عملية الا انها احادية الجانب فمثلاً التلوث المراد كشفه عند اجراء فحوصات النقاوة يأخذ نموذج حجمه 500 مل من مخمر سعة  20.000L معقم فيفترض ان يحوي المخمر على نوع واحد من الكائنات الحية أي خلية واحدة ضمن 500ml. اما التلوث فان اعداده بالحقيقة اكبر ويستلزم وجود على الاقل 40000 خلية متجانسة التوزيع في عموم وسط التخمير لتأكيد وجود التلوث عند اخذ نموذج بحجم 500ml الا ان خلايا التلوث قد تكون متجمعه في جيوب وغير منتشرة مما يؤثر على كفاءة الفحص ونفس الشيء يمكن تقليل اختبارات النقاوة حسب الطريقة المستخدمة وهذه يجب ان نهيء الظروف الملائمة لنمو الملوثات الموجودة بالمخمر لكي يمكن التحري عنها مثال ذلك اختبارات النقاوة في المخمرات الهوائية يجب ان تصمم للتحري عن البكتريا الهوائية وليس البكتريا اللاهوائية.  

 

والسلالات ذات النمو البطيء في الاحياء المجهرية الصناعية مثل:- الفطريات والاكتيوماميات actinomycetes وخصوصاً عندما تكون الاصابة او التلوث في المراحل الاولية من عملية التخمير تعاني هذه السلالات كثيراً في مشكلة التلوث، والتلوث الاكثر شيوعاً في مخمرات الـ actinoncycetes التي تنتج الستبرمايسين ومخمرات الفطريات التي تنتج  البنسلين هي البكتريا المكونة للسبورات شريطة النمو مثل Bacillas subtilis وهذه البكتريا يمكن التحري عنها بتخطيط جزء من وسط التخمير على سطح وسط صلب ملائم.

 

 

3- الظروف غير الملوثة   Asepsis  

 

المبدأ العام هنا تحويل الظروف البيئة غير الملائمة وتبديلها بشكل كبير منع او تحديد النمو للاحياء الملوثة بدلاً من قتلها ، كما في عملية التعقيم . ودرجة تحويل او تغيير الظروف هذه شائعة في العديد من مجالات حياتنا اليومية ولكنها مفيدة ومهمة في عمليات الصناعة المايكروبايولوجية ومن اهمها :-

 

- النظافة   Cleanliness

 

 المواد الملائمة نمو الاحياء المجهرية غير المرغوب فيها كما في الادوات المستعملة بصناعة منتجات الالبان يمكن استبعادها بالنظافة ، ودائماً المخمرات والانابيب وحلقات الربط والوصل تكون مصنوعة من مواد فولاذية ملساء من الداخل وليس بها ثقوب او شقوق او تجاويف بحيث يمكن تنظيفها بمواد الغسيل بسهولة وتصنع في الغالب من مواد فولاذية غير قابلة للصدأ ، كما ان الصحة العامة للعاملين اجبرتهم في السيطرة على التلوث وخصوصاً عند الصناعات الغذائية ويجب مراعاة النقاط التالية فيما يتعلق بالافراد والعاملين:-

 

1- تجهيز ملابس تغطية للعمال من اعلى الرأس (غطاء الرأس) الى الاقدام ( احذية خاصة) وبوت .

 

2- الفحص الصحي الدوري للعمال للتأكد من سلامتهم من الاصابة

 

3- تجهيز مستلزمات الغسل washing facilitier واجبار العمال على التعود على استخدامها

 

السيطرة على درجة الحرارة

 

        سرعة نمو الاحياء المجهرية يمكن السيطرة عيها بدرجة كبيرة بالتبريد بحرارة 5م° مثلاً ونمو معظم الانواع يعتبر مهملاً عند درجة الصفر المئوي الا ان بعض انزيماتها يمكن ان تبقى فعالة حتى تصل لدرجة حرارة 80م° . درجات الحرارة الواطئة لوحدها تفشل في قتل العديد من الابواغ والسبورات والتي عادة ما تبقى حية حتى بعد الوصول الى درجة حرارة – 80م° . اما استخدام الثلاجة 5 م° والتجميد– 20م° فتكون خطرة اذا كان على المفروض اعادة رفع درجة الحرارة للمنتوج على فترات خلال فترة الخزن حيث يكن للخلايا الحية ان تتكاثر في المادة بسرعة.

 

 

السيطرة على الرطوبة :

 

يعتبر الماء وبخار الماء ضروري لاستمرار نمو الاحياء المجهرية والسيطرة على الرطوبة لمنع التكاثف ويستخدم تيار هواء ملائم وجاف ولاكن ليس للدرجة التي يسبب فيها جفاف المنتوج ، والحرارة يجب ان تبقى متجانسة التوزيع ويمكن حفظ المنتوج لفترات ويلة اذا جففت سواء بالهواء الحار او التجفيف بالتبريد