Производственная инфекция и дезинфекция

Под производственной инфекцией понимают попадание в по­лупродукты и продукты того или иного производства посторон­них микроорганизмов. Эти микроорганизмы, развиваясь на раз­личных стадиях производства, понижают выход основного про­дукта (например, спирта) или приводят к порче таких продук­тов, как пиво и вино.

К внешним источни­кам производственной инфекции относятся воздух, вода, зернопродукты, производственные дрожжи.

Наружный воздух, так же как и воздух производственных помещений, всегда содержит некоторое количество микроорганизмов. И там, где воздух непосредственно соприка­сается с суслом, пивом или вином, он может быть источником инфекции. Производственная вода также может содержать за­родыши микроорганизмов. Большое число микроорганизмов (бактерий, дрожжевых грибов и плесеней) находится на поверх­ности (оболочках) зернопродуктов.

Источники инфекции встречаются и в самом производстве. Они возникают в различных, особенно труднодоступных для чистки местах в производственном оборудовании, в которых за­держиваются остатки производственных жидкостей, являющихся питательной средой для микроорганизмов. При соприкосновении с ними производственные жидкости инфицируются и сами ста­новятся источниками инфекции.

Активным средством уничтожения и подавления развития в производстве вредных и посторонних микроорганизмов является дезинфекция. На каждом предприятии проводят профилактиче­ские меры борьбы с инфекцией, своевременно удаляют отходы и отбросы, поддерживают чистоту в помещениях, следят за лич­ной гигиеной обслуживающего персонала. Наряду с профилак­тическими мерами применяют и активные меры борьбы с инфек­цией, которые по характеру действующего средства делятся на физические и химические. К физическим методам обеззаражи­вания относятся различные способы стерилизации: автоклавирование, применение горячего воздуха, насыщенного водяного пара, кипящей воды, а также обеспложивающая фильтрация, бактерицидное облучение и ультразвук.

Большинство неспорообразующих бактерий и дрожжей поги­бают при нагревании до температуры 60-70°С в течение 5-20 минут. Такие бактерии, как пивная сарцина, термобактерии и слизеобразующие, более устойчивы и не всегда погибают даже при нагре­вании до 80-90°С. Споры микроорганизмов еще более устойчи­вы к действию высокой температуры. Пропаривание трубопро­водов острым паром убивает вегетативные и споровые формы. Устойчивость бактериальных спор к нагреванию и химическим дезинфицирующим веществам, вероятно, обусловлена либо сте­пенью гидратации их протоплазмы, либо тем, что вода в прото­плазме эндоспор находится в связанном состоянии. Во всяком случае, вода, содержащаяся в спорах, по-видимому, не обладает свойствами свободной водной фазы.

Химические методы дезинфекции

К химическим методам обеззараживания относится применение различных дезинфици­рующих и моющих веществ: растворов гидроксида натрия (NaOH), карбоната натрия (Na₂СО₃), хлорной извести, антиформина (смесь растворов хлорной извести, гидроксида натрия, карбоната натрия), формалина, четвертичных аммонийных со­единений, известкового молока.

Ряд химических веществ тормозит или полностью подавляет рост бактерий. Если то или иное вещество подавляет рост бак­терий, а после удаления этого вещества их рост вновь возобнов­ляется, то говорят о бактериостазе и бактериостатическом действии. Вещества или условия, которые хотя и не вызывают немедленной гибели микроорганизмов, но подав­ляют их размножение так, что численность микроорганизмов не ­возрастает и они погибают в различные сроки, называют микробостатическими (бактериостатическими).

Любое вещество или воздействие, убивающее бактерии, назы­вается бактерицидным. Бактерицидные вещества вызыва­ют гибель клеток, т. е. клетки утрачивают способность к росту и размножению.

К дезинфицирующим веществам весьма близки антисеп­тики – вещества, которые убивают или подавляют рост микро­организмов, находящихся в непосредственном контакте с микро­организмом. Дезинфицирующее вещество часто используют в качестве антисептика и наоборот. Поэтому термин «дезинфици­рующее вещество» часто используют как синоним термина «ан­тисептик».

Под действием высоких температур и многих химических дезинфицирующих веществ нарушается физико-химическая структура бактериальных клеток, коагулируются белки прото­плазмы. Так, этанол в достаточно высокой концентрации (70%) вызывает коагуляцию белков и оказывает бактерицидное дейст­вие.

Четвертичные соединения аммония обладают бактерицидной, а в больших разведениях и бактериостатической активностью, низкой токсичностью и слабым раздражающим действием, от­сутствием запаха и вкуса, хорошей растворимостью, высокой' поверхностной активностью и поэтому хорошей смачивающей способностью. Благодаря тенденции накапливаться на поверхно­стях они способны «обволакивать» клетку и лишать ее возмож­ности взаимодействовать с окружающей средой. Другая особен­ность этих соединений заключается в способности вызывать ли­зис (растворение) бактерий разных видов. Поскольку эти веще­ства обладают широким спектром антимикробного действия, их обычно применяют как средства для дезинфекции различных по­верхностей.

Дезинфекция оборудования состоит из механического удале­ния микроорганизмов, термической и химической обработки его. Перед использованием дезинфицирующих растворов проводят тщательную механическую чистку аппаратуры при помощи ще­ток, ершей и холодной, а затем горячей воды.

Физические методы дезинфекции

Полное освобождение како­го-нибудь материала или жидкой среды от всех возможных жи­вых микроорганизмов или от их покоящихся форм называют стерилизацией (обеспложиванием). Обычно применяемыми методами стерилизации являются автоклавирование, тиндализация (дробная стерилизация), кипячение.

Автоклавирование осуществляют в автоклаве – аппарате, работающем под давлением выше атмосферного. Назначение ав­токлава – прогревание объектов стерилизации паром под высо­ким давлением. Следует помнить, что стерилизует именно пар под давлением, а не сжатый воздух (сухой и обычно не такой горячий, как пар).

Например, температура чистого пара под давлением 0,1 МПа достигает 120^оС. Если пар смешать с равным количеством воздуха, то при том же давлении температура смеси будет равна 110°С, а при большем количестве воздуха – значительно ниже. Поэтому при автоклавировании, перед тем как повысить давление, через специальный клапан вытесняют из автоклава паром весь воздух.

Стерилизацию проводят также пропуском через жидкие сре­ды пара. Но при пропуске пара температура жидкости не мо­жет превышать температуру 100°С и маловероятно, чтобы однократное про­пускание пара привело к гибели всех микроорганизмов, суспен­дированных в жидкостях, особенно нейтральных.

Применением тиндализации, разработанной в 1877г английским ученым Тиндалем, достигают стерилизации и ней­тральных жидкостей. По этому методу температуру жидкости доводят текучим паром до 100°С и продолжают нагревать при этой температуре в течение 10 минут. За это время все вегетатив­ные клетки погибают, а жизнеспособными остаются только спо­ры. Затем жидкость охлаждают до температуры, благоприятной для прорастания спор (30°С), и через несколько часов снова пропускают пар. Двух–трех подобных циклов бывает до­статочно, чтобы все содержащиеся в исходной жидкости споры успели прорасти и погибнуть при последующем нагревании. Эф­фективность этого способа особенно велика, потому что нагрева­ние обычно приводит к активации спор.

Тиндализация не достигает цели, если споры находятся в культуральной среде, непригодной для роста или содержащей ингибиторы, или если жидкость в промежутках между нагрева­нием выдерживают при температуре, неблагоприятной для про­растания спор.

Недостаток метода состоит в большой затрате времени, а преимущество – в том, что не требуется специальной аппара­туры. Кипячением как средством стерилизации пользуются лишь изредка, так как маловероятно, чтобы с помощью кипячения можно было убить споры, суспендированные в нейтральных рас­творах.

От стерилизации следует отличать пастеризацию (час­тичное обеспложивание), которая обеспечивает лишь уничтоже­ние вегетативных форм микроорганизмов. Такой эффект достига­ется посредством различных вариантов пастеризации: выдержи­вания в течение 5, 10 или 30 минут при температуре 75^о или 80°С. При этом погибают все вегетативные клетки бактерий.

Пастеризации подвергают пиво, молоко, сливки, плодовые и фруктово-ягодные соки, нагревание которых до более высоких температур приводит к нежелательным изменениям вкуса и за­паха.

Жидкости, которые нельзя простерилизовать рассмотренны­ми способами, стерилизуют фильтрованием через мембранные фильтры, которые представляют собой тонкие мембраны толщи­ной примерно 100 мкм из коллодия, ацетата целлюлозы и других аналогичных материалов. Мембранные фильтры различаются как по диаметру, так и по размерам пор (от 5 до 10 нм). Их можно разделить на две главные группы: фильтры, предназначен­ные для фильтрования воздуха, и фильтры, предназначенные для фильтрования жидкостей. Обычно эти фильтры представляют собой диск диаметром 50 мм и толщиной 0,1 мм. Такой диск пронизан множеством мельчайших цилиндрических отверстий, соединяющих верхнюю поверхность фильтра с ниж­ней. Можно приготовить фильтры достаточно мелкими для того, чтобы задержать даже мелкие вирусы.

При использовании мембранных фильтров можно все микро­организмы, содержащиеся в относительно большом объеме жид­кости, собрать на маленький диск и непосредственно исследо­вать под микроскопом.

Для полной или частичной стерилизации применяют ультра­фиолетовые лучи. В излучении большинства ультрафиолетовых ламп преобладают лучи наибольшего бактерицидного дей­ствия с длиной волны около 260 нм, которые поглощаются преимущественно важнейшими веществами клетки – нуклеино­выми кислотами и вызывают их химические изменения. При длительном воздействии эти лучи вызывают гибель всех бакте­рий. Бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей распро­страняется как на вегетативные, так и на споровые формы бак­терий. Но чтобы убить споры, потребуется в 4–5 раз больше энергии. УФ-облучение применяют для частичной стерилизации помещений. При этом бактерии погибают очень быстро, а споры грибов (гораздо менее чувствительные к ультрафиолетовым лучам) – значительно медленнее.