¿Cuáles son los métodos específicos de esterilización?
(1) Método de esterilización por calor
Un método que utiliza alta temperatura para matar microorganismos (superando la temperatura máxima de crecimiento). El principio de la esterilización por calor: cuando la alta temperatura actúa sobre los microorganismos, primero acelera las reacciones fisiológicas y bioquímicas en las células. Las sustancias sensibles a la temperatura en el cuerpo, como proteínas, ácidos nucleicos, etc., sufren daños irreversibles. La temperatura aumenta, lo que resulta en cambios intracelulares en la estructura del protoplasma y la destrucción de enzimas, lo que hace que las células pierdan su función de coordinar la vida y detengan el crecimiento y el desarrollo. Con la acción continua de altas temperaturas, el protoplasma de las células se coagula, la estructura de las enzimas se destruye por completo, la actividad desaparece, las reacciones bioquímicas se detienen, las actividades metabólicas como el intercambio osmótico desaparecen y las células mueren. La esterilización por calor se puede dividir en dos categorías: esterilización por calor seco y esterilización por calor húmedo.
① Esterilización por calor seco: El método de esterilización que utiliza combustión o esterilización por aire caliente seco sin la participación de vapor de agua saturado se denomina esterilización por calor seco. Debido a que la esterilización por calor seco es fácil de usar y el método es simple, se usa ampliamente en la producción. Por ejemplo, método de esterilización por llama: los microorganismos se queman directamente con llama, por lo que también se denomina método de esterilización por incineración. La esterilización mediante este método es exhaustiva y rápida, pero sólo es adecuada para herramientas de inoculación metálicas, bocas de tubos de ensayo y objetos contaminados. Método de esterilización con aire caliente: utilice aire caliente seco para esterilizar en un horno eléctrico de secado a temperatura constante.
2) La esterilización por calor húmedo es un método de esterilización por vapor. La esterilización por calor húmedo se divide en cuatro tipos: alta presión, presión normal, esterilización intermitente y pasteurización.
① La esterilización con vapor a alta presión tiene un fuerte poder de penetración y una temperatura más alta que la presión normal, lo que puede acortar en gran medida el tiempo de esterilización y mejorar la eficiencia. Además, las proteínas se desnaturalizan fácilmente en condiciones de calor y humedad. En condiciones de vapor caliente, todas las esporas bacterianas pueden morir en 20 a 30 minutos a 120°C. Si el material a esterilizar es grande y difícil de penetrar, la presión se puede aumentar a 0,152 MPa y extenderla de 1 a 2 horas. Durante el autoclave, la temperatura de esterilización aumenta al aumentar la presión del vapor (Figura 2-6).
Figura 2-6 Autoclave
Cuando se utiliza un autoclave, se debe eliminar completamente el aire de la olla y reemplazarlo con vapor saturado. Si no se elimina el aire, la temperatura dentro del autoclave será inferior a la temperatura producida por el vapor puro saturado bajo la misma presión, afectando así el efecto de esterilización.
Este método es adecuado para la esterilización de diversos elementos resistentes al calor, como medios de cultivo general, soluciones salinas fisiológicas y otras, cristalería, ropa de trabajo, etc. La presión del vapor y el tiempo utilizado deben determinarse según la naturaleza, volumen y tipo de recipiente de los artículos a esterilizar.
②Esterilización con vapor a presión normal Este es un método de esterilización con vapor a presión natural a 100 ℃. Tiene un equipamiento sencillo y de bajo coste, siendo actualmente el más utilizado. Sólo necesitas construir una estufa y comprar de 1 a 2 ollas, las cuales se construyen con ladrillos y cemento. También puedes utilizar barriles grandes de hierro, barriles de madera, etc. El volumen lo puedes determinar tú mismo, pero no debe ser demasiado grande. para albergar también de 800 a 1500 botellas. Cuestiones a las que se debe prestar atención al diseñar una estufa de presión normal: El tamaño se determina de acuerdo con la escala de producción. La placa de la estufa preferiblemente tiene forma de arco para que el agua condensada pueda fluir a lo largo de la pared interior de la estufa sin mojar. el tapón de algodón debe adoptar una estructura de estante para facilitar la colocación de los materiales de esterilización en capas; se debe instalar un termómetro en la estufa para observar los cambios de temperatura en la estufa en cualquier momento debido al largo tiempo de esterilización; en la olla no se evaporará lo suficiente, por lo que se debe instalar un dispositivo de adición de agua en la estufa para agregar más agua a la estufa. El grado de sellado del compartimiento de la estufa debe ser lo más alto posible, lo que no solo puede mejorar el efecto de esterilización; pero también ahorra combustible. Los productores de hongos también suelen utilizar pequeños dispositivos generadores de vapor en la producción. Después de introducir el vapor, rodean directamente la zanja de abajo con tiras de madera y sellan las bolsas con múltiples capas de láminas de plástico alrededor para una esterilización a presión normal. Este método no requiere estufa y es simple y ahorra mano de obra (Figura 2-7). La esterilización a presión normal generalmente implica hervir agua durante 8 a 10 horas y cocinarla a fuego lento durante la noche.
Figura 2-7 Método simple de esterilización a presión normal
3 Método de esterilización con vapor intermitente a presión normal Este es un método de esterilización repetida utilizando vapor a presión normal. El método específico consiste en colocar los artículos que se van a esterilizar en un recipiente y tratarlos a 100 °C durante aproximadamente 1 hora para matar los microorganismos en las células vegetativas. Déjelos enfriar a aproximadamente 30 °C, momento en el cual los cogollos germinarán. Y luego use el mismo método para el tratamiento térmico, repetido tres veces, se puede lograr el propósito de la esterilización. Este método se puede utilizar para esterilizar medicamentos, soluciones nutritivas y medios de cultivo especiales que no sean resistentes a altas temperaturas.
4. La pasteurización a baja temperatura es un método para matar microorganismos dañinos a entre 60 y 70 °C durante un período de tiempo determinado. Adecuado para la esterilización de artículos que no son resistentes a altas temperaturas. Algunos medios de cultivo se destruyen a altas temperaturas. Este método no sólo puede matar los nutrientes de los microorganismos patógenos, sino también evitar que los componentes del medio de cultivo sufran daños graves.
El proceso de acumulación y fermentación de materiales de cultivo en la producción de hongos comestibles utiliza este principio para matar plagas y bacterias diversas.
(2) Método de esterilización por filtración
Se divide en dos tipos: filtración de líquidos y filtración de aire. Es decir, el método mecánico se utiliza para diseñar un tamiz con un tamaño de poro más pequeño que el. Se fabrican varios filtros en el tamiz bacteriano y, mediante filtración mecánica, solo se permite que el medio de cultivo líquido o el aire salgan de los orificios del tamiz, mientras que varias células microbianas permanecen en el tamiz, logrando así el propósito de la esterilización. Este método es adecuado para la esterilización de medios de cultivo líquidos de pequeño volumen térmicamente inestables (como suero animal, proteínas, enzimas, vitaminas, etc.) y gases. El principio de funcionamiento del banco de trabajo ultralimpio es filtrar y esterilizar el aire que transporta gérmenes para formar aire estéril, que sale del túnel de viento para mantener el banco de trabajo en un estado estéril. La mayor ventaja de la esterilización por filtro es que no destruye la composición química de diversas sustancias en el medio de cultivo. Los filtros más utilizados están hechos de tierra de diatomeas, amianto y arcilla, así como membranas filtrantes hechas de colodión y nitrocelulosa.
(3) Método de esterilización por radiación
El método de esterilización utilizando la energía generada por la radiación se denomina método de esterilización por radiación. La radiación se puede dividir en radiación ionizante y radiación no ionizante. Los rayos alfa, los rayos beta, los rayos gamma, los rayos X, los neutrones, los protones, las microondas, etc. son radiaciones ionizantes, y los rayos ultravioleta, el ozono, la luz solar, etc. -radiaciones ionizantes.
1) Esterilización ultravioleta El principio de la esterilización ultravioleta es el uso de radiación ultravioleta. La irradiación directa de bacterias con una lámpara provoca una reacción fotoquímica que induce a la timina del citoplasma bacteriano a formar dímeros, inhibiendo así la replicación del ADN y provocando su desnaturalización y muerte. Por otro lado, el ozono (O3) producido por el aire bajo irradiación ultravioleta también tiene cierto efecto bactericida. El alcance efectivo de los rayos UV es de 1,2 a 2,0 metros. Las lámparas ultravioleta generalmente se cuelgan encima de la sala de inoculación o de cultivo, y el número depende del tamaño de la sala. La sala de inoculación puede ser operada por 1 o 2 personas y se puede instalar una lámpara ultravioleta de 30 vatios. Antes de cada inoculación, se debe colocar el equipo necesario en la sala de inoculación (caja) y luego se debe encender la lámpara ultravioleta. Si la sala de inoculación es grande, el efecto de esterilización se puede lograr encendiendo la luz durante 2 horas; si es pequeña, el efecto de esterilización se puede lograr encendiendo la luz durante aproximadamente media hora; Debido al débil poder de penetración de los rayos ultravioleta, ni siquiera el vidrio normal puede filtrarlos, por lo que sólo es adecuado para esterilizar el aire o las superficies de los objetos. Los rayos ultravioleta son perjudiciales para la piel humana, especialmente los ojos. Evite mirarlos directamente y apague la lámpara ultravioleta cuando trabaje. Durante la desinfección ultravioleta, si el lugar de trabajo está ligeramente oscuro, se puede mejorar el efecto de esterilización. Después de que las bacterias se exponen a cantidades letales de rayos ultravioleta y luego se exponen a la luz visible, algunas bacterias pueden resucitar. Las células madre son más resistentes a los rayos UV que las células húmedas y las esporas son más resistentes a los rayos UV que los trofoblastos.
2) Esterilización por microondas. Dado que las células microbianas contienen entre un 70% y un 90% de agua, las moléculas de agua se polarizan en el campo eléctrico de microondas y giran a medida que cambia la dirección del campo eléctrico. La fricción a alta velocidad genera energía térmica, que es diferente del calentamiento externo. Puede hacer estallar las células en poco tiempo mientras que la temperatura del objeto en sí solo aumenta ligeramente para lograr un efecto de esterilización. Puede lograr el efecto de esterilización. El horno microondas YM7601 mata 1,92 millones de bacterias E. coli en los alimentos en sólo 60 segundos.
3) Desinfección con generador de ozono El ozono (O3) tiene un fuerte efecto oxidante y puede destruir la membrana celular y el ácido nucleico de los microorganismos. El O3 también es una sustancia transitoria que puede descomponerse naturalmente y reducirse a oxígeno a temperatura ambiente. En realidad, el principio de esterilización es muy similar al de la desinfección ultravioleta.