Giáo trình vi sinh vật 11.1

vi sinh vật (microorganisms) là những sinh vật nhỏ bé đến mức chỉ có thể thấy được chúng dưới kính hiển vi quang học hay kính hiển vi điện tử.

Bài 16 Ức chế vi sinh vật tác nhân vật lý hóa học Mặc dầu đa số vi sinh vật có ích cần thiết cho nhân loại, hoạt động vi sinh vật gây nên nhiều tác hại cho người Chẳng hạn việc gây nên bệnh tật cho người, gia súc, gia cầm, việc làm hư hỏng thực phẩm, nguyên vật liệu Vì phải nắm vững phương pháp để tiêu diệt ức chế vi sinh vật có hại, làm giảm bớt thiệt hại chúng gây nên Chủ yếu : (1) - Tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh cản trở lan truyền chúng (2) - Giảm bớt hạn chế vi sinh vật gây ô nhiễm nguồn nước, thực phẩm phá hủy nguyên vật liệu khác Trong thời kỳ dài, từ chưa biết đến tồn vi sinh vật tổ tiên biết khơng biện pháp để tiêu độc diệt khuẩn Người Cổ Ai Cập biết dùng lửa để diệt khuẩn, dùng chất tiêu độc để xử lý vật thối rữa Người Cổ Hy Lạp biết cách xông lưu huỳnh để bảo quản vật liệu kiến trúc Người Hê-Brơ (Hebrews) có luật thiêu hủy toàn quần áo người bị bệnh hủi Hiện nay, việc nắm vững kỹ thuật tiêu diệt vi sinh vật quan trọng, chẳng hạn việc sử dụng kỹ thuật vô khuẩn nghiên cưứ vi sinh vật, việc bảo quản lương thực, thực phẩm, việc phòng chống bệnh truyền nhiễm 15.1 ĐỊNH NGHĨA THUẬT NGỮ - Diệt khuẩn hay Khử trùng (sterilization): Từ gốc La Tinh sterilis tuyệt dục, vô sinh Có nghĩa tiêu diệt tất vi sinh vật, bào tử, virus, viroid Để diệt khuẩn dùng chất diệt khuẩn (sterilant) dùng nhân tố vật lý khác - Tiêu độc hay Khử độc (disinfection) tiêu diệt, ức chế loại trừ vi sinh vật gây bệnh Mục tiêu chủ yếu tiêu diệt mầm bệnh thực tế làm giảm số lượng chung vi sinh vật Để tiêu độc cần dùng chất tiêu độc (disinfectant) Đó thường hóa chất thường dùng để tiêu độc vật liệu thể người động thực vật Các chất tiêu độc không diệt bào tử số vi sinh vật, dùng để diệt khuẩn -Tiêu độc vệ sinh (sanitization) có liên quan mật thiết với tiêu độc Trong trình tiêu độc vệ sinh số lượng vi sinh vật giảm xuống tới từ mức an toàn trở xuống sức khỏe công cộng, tức đạt đến tiêu chuẩn vệ sinh Các chất tiêu độc vệ sinh (sanitizer) thường dùng để làm môi trường vật dụng thể người động thực vật - Phịng thối (antisepsis) dùng hóa chất để khống chế vi sinh vật sinh trưởng vi sinh vật tổ chức sinh vật (các mô) Gốc Hy Lạp , anti đối kháng, sepsis nhiễm trùng máu Chất phòng thối (antiseptic) nhiều người gọi chất sát trùng chưa xác, dễ nhầm với chất diệt khuẩn (sterilant) Sử dụng chất phòng thối để phòng nhiễm khuẩn, mưng mủ nhờ tiêu diệt hay ức chế vi sinh vật gây bệnh, ngăn ngừa sinh trưởng vi sinh vật mô sinh vật, giảm thiểu tổng số vi sinh vật Độc tính chất phịng thối thấp chất tiêu độc cần tránh việc làm chết nhiều tế bào mô - Chất kháng vi sinh vật (antimicrobial agent) chia thành nhiều loại Chất diệt khuẩn (germicide), gốc La Tinh cide giết chết, chất tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh (pathogens) Như tiếng Việt có hai chữ Chất diệt khuẩn để germicide lẫn sterilant Thực chất chất gần giống nhau, sterilant có phạm vi diệt khuẩn rộng germicide Các chất diệt nấm (fungicide), chất diệt tảo (algicide), chất diệt virus (viricide) để chất tiêu diệt đối tượng riêng biệt Có hóa chất khơng làm chết vi sinh vật ức chế sinh trưởng chúng Có thể thường gặp chất ức chế vi khuẩn (bacteriostatic), chất ức chế nấm (fungistatic), theo gốc Hy Lạp statikos đình Tất chất nói thường định nghĩa dựa ảnh hưởng vi sinh vật gây hại Có loại giết chết, có loại ức chế, hầu hết trường hợp làm giảm tổng số vi sinh vật nói chung (khơng riêng vi sinh vật gây bệnh) 15.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TIÊU DIỆT VI SINH VẬT Dưới tác dụng số nhân tố gây chết quần thể vi sinh vật không chết toàn Giống sinh trưởng quần thể , chết quần thể vi sinh vật thường xảy theo phương thức số (exponential) hay phương thức logarit (logarithmic) Có nghĩa quần thể vi sinh vật giảm xuống tương ứng với khoảng cách thời gian Bảng 15.1: Thí nghiệm giết vi sinh vật nhiệt theo lý thuyết (Theo sách Prescott, Harley Klein) Phút Số lượng vi sinh vật theo số phút 106 105 104 103 102 101 Số lượng vi sinh vật bị chết phút x 105 x 104 x 103 x 102 Log10 số lượng vi sinh vật sống x 10 0,9 -1 Lấy thời gian gây chết trục hồnh ta có đường biểu thị đường thẳng Sau giảm đa số vi sinh vật sống tốc độ chết vi sinh vật giảm Đó tính đề kháng cao vi sinh vật sống sót Để nghiên cứu hiệu lực nhân tố gây chết phải xác định vi sinh vật chết Đó chuyện khó, khó xác định tế bào.Sau đưa vi khuẩn vào mơi trường ni cấy điều kiện sinh trưởng bình thường mà thấy chúng khơng sinh trưởng chứng tỏ chúng chết Với virus khơng cảm nhiễm vào vật chủ bình thưởng chứng tỏ chết Hình 15.1: Phương thức chết vi sinh vật (Theo sách Prescott, Harley Klein) Xử lý 121°C, ví dụ D 121 phút 15.3 CÁC ĐIỀU KIỆN ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ CỦA CÁC NHÂN TỐ KHÁNG VI SINH VẬT Làm chết ức chế sinh trưởng vi sinh vật không đơn giản, nhân tố kháng vi sinh vật (nhân tố làm chết ức chế sinh trưởng vi sinh vật) chịu ảnh hưởng yếu tố sau đây: 1- Số lượng quần thể vi sinh vật: Vì khoảng cách thời gian số lượng vi sinh vật chết theo cấp số nhau, thời gian làm chết lượng lớn vi sinh vật dài so với lượng nhỏ vi sinh vật Có thể tham khảo số liệu bảng 15.1 hình 15.1 Cùng nguyên lý nhân tố hóa học kháng vi sinh vật 2- Thành phần quần thể vi sinh vật: vi sinh vật khác có tính mẫn cảm khác với nhân tố gây chết: Vì nhân tố gây chết tình khác nhau, với loài vi sinh vật khác hiệu tác dụng khác Ví dụ, bào tử vi sinh vật có tính đề kháng cao rõ rệt so với tế bào dinh dưỡng tế bào non Một số lồi vi sinh vật có tính chống chịu cao so với ảnh hưởng bất lợi loài khác Ví dụ vi khuẩn Mycobacterium tuberculosis gây bệnh lao có tính chống chịu với nhân tố kháng vi sinh vật cao so với vi khuẩn khác 3- Nồng độ cường độ nhân tố kháng vi sinh vật: Thông thường (không phải trường hợp) nồng độ cao nhân tố hóa học hay cường độ cao nhân tố vật lý làm cho tốc độ vi sinh vật chết nhanh Nhưng hiệu suất nhân tố không phụ thuộc trực tiếp vào nồng độ cường độ Trong phạm vi tương đối nhỏ tăng nhỏ nồng độ cường độ làm tăng hiệu ứng gây chết nhân tố kháng vi sinh vật Vượt qua khoảng xa tiếp tục nâng cao nồng độ cường độ không làm tăng tốc độ gây chết vi sinh vật Có lúc, nồng độ thấp lại có hiệu cao hơn, ví dụ cồn 70% có hiệu diệt khuẩn cao cồn 95%, hoạt tính chúng nâng cao có mặt nước Có tài liệu cho với nồng độ cồn cao phần protein bên tế bào vi khuẩn ngưng tụ lại làm thành vỏ bọc che chở cho vi khuẩn 4- Thời gian tác dụng: Thời gian tác dụng nhân tố kháng vi sinh vật dài số lượng vi sinh vật chết nhiều (hình 15.1) Để đạt đến mục đích diệt khuẩn thời gian tác dụng phải đủ tỷ lệ sống sót 10-6 thấp 5- Nhiệt độ: Tăng nhiệt làm tăng hiệu hoạt tính hóa chất Thơng thường với nồng độ thấp chất tiêu độc (disinfectant) hay nhân tố diệt khuẩn cần xử lý nhiệt độ cao 6- Môi trường bên vi sinh vật: Việc khống chế quần thể vi sinh vật không tách rời mà gắn với nhân tố môi trường, làm tăng hay làm giảm tác động gây chết Ví dụ điều kiện acid, nhiệt độ có hiệu diệt khuẩn cao hơn, đồ uống có tính acid nước quả, nước cà chua dễ diệt khuẩn theo kiểu Pasteur (pasteurise) so với thực phẩm có pH cao sữa chẳng hạn Nhân tố môi trường quan trọng thứ hai số chất hữu bảo vệ vi sinh vật đề kháng với tác dụng nhiệt độ hay chất tiêu độc hóa học Màng sinh học (biofilm) ví dụ rõ Các chất hữu bề mặt màng sinh học bảo vệ vi sinh vật tạo thành màng sinh học, màng sinh học vi sinh vật khó trừ khử Vì trước diệt khuẩn hay tiêu độc số vật phẩm trước hết cần rửa Đối với ống tiêm dụng cụ y khoa hay nha khoa trước diệt khuẩn cần phải rửa để tránh có mặt nhiều chất hữu giúp bảo vệ cho mầm bệnh làm tăng nguy nhiễm khuẩn Khi chế tạo nước uống cần ý nguồn nước thành phố chứa nhiều chất hữu cần dùng nhiều chlorine đủ sức tiêu độc 15.4 SỬ DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP VẬT LÝ ĐỂ KHỐNG CHẾ VI SINH VẬT Tăng nhiệt việc dùng phương pháp vật lý khác thường dùng để diệt khuẩn Các phịng thí nghiệm vi sinh vật dùng nồi hấp áp suất cao (autoclave) để diệt khuẩn Tăng nhiệt, qua lọc, chiếu tia tử ngoại, dùng xạ điện ly phương pháp vật lý thường sử dụng 15.4.1 Tăng nhiệt Người Cổ Hy Lạp biết dùng lửa hay đun nước sôi để diệt khuẩn hay tiêu độc Tăng nhiệt đến phương pháp thường dùng để diệt khuẩn Chủ yếu có phương pháp dùng sức nóng ẩm sức nóng khơ Sức nóng ẩm dễ dàng gây chết virus, vi khuẩn nấm (bảng 15.2) Trong nước sôi sau 10 phút làm chết tế bào dinh dưỡng bào tử vi sinh vật có nhân thực Nhưng nhiệt độ sôi (100°C) không đủ sức làm chết nội bào tử vi khuẩn Bào tử vi khuẩn tồn vài nước sơi Do cách đun sơi dùng để đun nước uống để tiêu độc vật phẩm không bị phá hủy nước sôi, dùng để diệt khuẩn Bảng 15.2: Điều kiện ước chừng để diệt khuẩn sức nóng ẩm Vi sinh vật Tế bào dinh dưỡng Nấm men min., 50-60°C Nấm sợi Vi khuẩn Bào tử min., 7080°C 30 min., 62°C 30 min., 80°C 10 min., 60-70°C 2-trên 800 min., 100°C 0,5-12 min, 121°C Virus 30 min., 60°C (Theo sách Prescott, Harley Klein) Vì tăng nhiệt biện pháp quan trọng để khống chế vi sinh vật cần có tiêu chuẩn xác hiệu suất diệt khuẩn sức nóng (heat-killing efficiency) Trước dùng điểm gây chết nhiệt (thermal death point, TDP) Đó nhiệt độ thấp đủ để diệt hết vi sinh vật dịch huyền phù (suspention) sau 10 phút Nhưng vi sinh vật chết theo phương thức logarit, lý thuyết khơng tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật mẫu vật, tức phải kéo dài thời gian tăng nhiệt Vì có phương thức biểu thị xác tiếp nhận rộng rãi, Thời gian giảm thiểu thập phân (decimal reduction time, D) gọi Trị số D (D value) Trị số D thời gian cần thiết để diệt hết 90% vi sinh vật bào tử mẫu vật nhiệt độ định Trên đồ thị bán logarit (semilogarithmic plot) thấy rõ số lượng vi sinh vật biến đổi theo thời gian tăng nhiệt (hình 15.2) Trị số D thời gian cần thiết để số lượng vi sinh vật giảm 10 lần Trị số D liên quan đến tính đề kháng vi sinh vật nhiệt độ khác Từ trị số D mà tính trị số Z (Z value) Trị số Z nhiệt độ tăng lên đủ để làm giảm 1/10 trị số D Một cách biểu thị khác trị số F (F value) thời gian cần thiết (tính min.) đủ để diệt hết quần thể tế bào bào tử nhiệt độ định (thường 121°C) Hình 15.2: Tính tốn trị số Z Căn vào trị số D nhiệt độ khác để tính trị số Z Trị số Z dùng để tính tốn mối quan hệ nhiệt độ thời gian sống sót vi sinh vật Trị số Z số nhiệt độ tăng đủ để làm giảm 10% trị số D Trong đồ thị trị số Z 10,50C Trị số D biểu thị thang logarit (Theo sách Prescott, Harley Klein) Trị số D trị số Z ứng dụng rộng rãi trông công nghiệp chế biến thực phẩm Khi sản xuất đồ hộp cần xử lý nhiệt sau đưa thực phẩm vào hộp hàn hộp lại Cần xử lý nhiệt để đủ mức diệt vi khuẩn gây ngộ độc thịt Clostridium botulinum Vi khuẩn gây độc tố botulism nguy hiểm Xử lý nhiệt độ đủ dài để làm cho số lượng bào tử vi khuẩn có từ 1012 giảm xuống cịn bào tử (10°) Trị số D bào tử vi khuẩn 121°C 0,204 min., để tiêu diệt 1012 bào tử xuống bào tử cần 12D hay 2,5 phút Trị số Z Clostridium botulinum 10°C - tức tăng 10°C giảm 10 lần trị số D Nếu diệt khuẩn 111°C trị số D phải tăng 10 lần, tức 2,04 phút trị số 12D tăng lên đến 24,5 phút Bảng 15.3 nêu lên trị số D trị số Z số vi khuẩn thường gặp thực phẩm Bảng 15.3: Trị số D trị số Z số vi khuẩn gây bệnh gặp thực phẩm Vi sinh vật Cơ chất D(°C),phút Z (°C) Clostridium botulinum Cl.perfringens (chủng kháng nhiệt) Salmonella Staphylococcus aureus Đệm phosphat MT nuôi cấy D121=0,204 D90=3-5 10 6-8 Sản phẩm gà Sản phẩm gà SP gà tây Dung dịch NạCl 0,5% D60=0,39-0,40 D60=5,17-5,37 D60=15,4 D60=2,0-2,5 4,9-5,1 5,2-5,8 6,8 5,6 (Theo sách Prescott,Harley Klein) Có số liệu tụ cầu vàng (S.aureus), cho thấy tốc độ làm chết vi khuẩn thay đổi phụ thuộc vào môi trường hiệu bảo vệ chất hữu Với sức nóng ẩm phải cần nhiệt độ cao 100°C diệt nội bào tử (endospores) vi khuẩn, cần có áp suất cao điều kiện bão hòa hới nước Thiết bị diệt khuẩn thường dùng gọi autoclave (hình 15.3) Hình 15.3: Hai loại autoclave nhỏ lớn Về autoclave tương tự nồi hầm chịu áp lực thường dùng gia đình Tùy yêu cầu mà có dùng lửa, có dùng điện, có dùng nước chuyển vào, có nhỏ, có vừa, có lớn lớn Autoclave nhà khoa học Chamberland phát minh vào năm 1884 phát minh thúc đẩy phát triển Vi sinh vật học Autoclave phải có van để đẩy hết khơng khí nồi cịn có nước bão hịa Có thể đóng van từ đầu đợi áp lực nâng lên mở van để loại hết không khí Cũng mở van từ đầu, thấy hới nước bay nhiều đóng van lại Thường diệt khuẩn 121°C (áp suất 15 pounds) 15 phút Có thể diệt hết tế bào vi sinh vật bào tử Diệt khuẩn sức nóng ẩm thông qua việc phá hủy acid nucleic, làm biến tính enzym protein khác, đồng thời cịn phá vỡ màng tế bào mà làm chết vi sinh vật Diệt khuẩn sức nóng ẩm phải tiến hành triệt để có hiệu Khi chưa loại bỏ hết khơng khí áp suất 15 pounds nhiệt độ đạt đến 121°C Các vật cần xử lý không nên xếp chật cản trở việc tiếp xúc với nước nóng Lúc diệt khuẩn bình tích lớn phải giữ thời gian dài hơn, để làm cho toàn dịch thể phải đạt tới 121°C Chẳng hạn diệt khuẩn bình lít phải xử lý 70 phút Để khắc phục nhân tố nói người ta thường xếp kèm với sinh vật thị diệt khuẩn vật phẩm Khi dùng ống (ampule) chứa mơi trường dinh dưỡng vơ khuẩn có thêm mảnh giấy có tẩm bào tử vi khuẩn Bacillus stearothermophilus hay Clostridium sp PA3679 Diệt khuẩn xong phá vỡ ống điều kiện vô khuẩn nuôi cấy vài ngày Nếu sinh vật thi khơng sinh trưởng việc diệt khuẩn thành công Người ta thường xử lý nhiệt độ sôi sữa nhiều chất khác Phương pháp gọi phương pháp khử trùng Pasteur (Pasteurization) để kỷ niệm phát minh ông Vào thập kỷ 60 kỷ 19 rượu vang bị nhiễm khuẩn, gây khó khăn cho việc bảo quản vận chuyển, gây khó khăn cho việc sản xuất rượu vang Pháp Pasteur dùng kính hiển vi quan sát thấy rượu bị nhiễm có mặt vi khuẩn lên men lactic acetic Ông thấy xử lý nhiệt độ 55-60°C làm chết vi sinh vật bảo quản tương đối lâu dài rượu vang Năm 1886 hai nhà hóa học Đức V.H Soxhlet F.Soxhlet sử dụng kỹ thuật để bảo quản sữa làm giảm việc sữa lây truyền mầm bệnh Năm 1889 phương pháp tiêu độc Pasteur với sữa nhập vào Hoa Kỳ người ta dùng phương pháp để xử lý sữa, bia, nhiều loại bđồ uống khác Phương pháp tiêu độc Pasteur khơng đạt tới mục đích diệt khuẩn đủ làm chết vi khuẩn gây bệnh, giảm mạnh vi khuẩn không gây bệnh làm hư hỏng thực phẩm làm chậm rõ rệt tốc độ biến chất thực phẩm Có thể có hai phương pháp khử trùng sữa Phương pháp tương đối cổ xử lý 63 °C 30 phút Còn phương pháp thường sử dụng phương pháp khử trùng ngắn (flash Pasteurization), gọi phương pháp khử trùng ngắn nhiệt độ cao (hightemperature short-term, HTST), tức xử lý 72°C 15 giây, sau nhanh chóng làm lạnh Trong cơng nghiệp thực phẩm có lúc cịn dùng phương pháp khử trùng siêu nhiệt (ultrrahigh temperature, UHT), tức xử lý sữa sản phẩm sữa nhiệt độ 140-150°C 1-3 giây Sữa xử lý siêu nhiệt không cần bảo quản lạnh, bảo quản hai tháng an tồn nhiệt độ phịng Các gói cà phê kem (coffee creamer) cung cấp khách sạn thường diệt khuẩn theo phương pháp Nhiều vật phẩm diệt khuẩn sức nóng khơ (dry heat sterilization) Đưa vật phẩm vào tủ sấy giữ nhiệt độ 160-170°C 2-3 Vi sinh vật bị chết bị oxy hóa thành phần tế bào, làm biến tính protein Mặc dầu diệt khuẩn sức nóng khơ khơng có hiệu cao sức nóng ẩm Bào tử vi khuẩn Clostridium botulinum bị chết 121°C sau phút dùng sức nóng ẩm bị chết 160°C sau Diệt khuẩn sức nóng khơ có ưu riêng khơng làm ăn mịn vật liệu thủy tinh kim loại sức nóng ẩm, dùng để xử lý dạng bột, dầu chất tương tự Hầu hết phòng thí nghiệm xửn lý hộp Petri pipét sức nóng khơ Khơng thích hợp sử dụng phương pháp để xử lý vật phẩm chất dẻo cao su Hình 15.4: Tủ sấy nhiệt độ khô 15.4.2 Nhiệt độ thấp Nhiệt độ thấp sử dụng để ức chế sinh trưởng phát triển vi sinh vật Đây phương pháp quan trọng ngành vi sinh vật học thực phẩm Ở nhiệt độ -20°C hay thấp hơn, vật phẩm bị đông lạnh, vi sinh vật bị đình sinh trưởng Một số vi sinh vật bị chết tinh thể băng phá vỡ màng tế bào,.nhưng lạnh sâu không làm chết phần lớn vi sinh vật nhiễm vật phẩm Trên thực tế nhiều phịng thí nghiệm dùng tủ lạnh sâu -30°C hay -70°C để bảo quản vi sinh vật Vì thực phẩm đơng lạnh chứa nhiều vi sinh vật, làm tan băng phải xử lý để tiêu thụ, tránh để tổn hại vi sinh vật gây bện phát triển Bảo quản lạnh giúp làm chậm sinh trưởng phát triển vi sinh vật, không đủ làm ngừng hẳn sinh trưởng Đáng mừng phần lớn vi sinh vật gây bệnh thuộc loại ưa ấm (mesophilic) không sinh trưởng nhiệt độ 4°C Các vật giữ lạnh bị hư hỏng vi khuẩn ưa lạnh (psychrophilic) chịu lạnh (psychrotrophic) có tồn nước, tủ lạnh dùng để bảo quản ngắn hạn thực phẩm vật phẩm khác 15.4.3 Qua lọc Phương pháp qua lọc phương pháp tốt để giảm thấp quần thể vi sinh vật vật liệu mẫn cảm với nhiệt độ nhiều dùng để diệt khuẩn dung dịch Qua lọc đơn giản loại vi sinh vật khỏi dung dịch khơng phải diệt khuẩn Có hai loại lọc vi sinh vật Thiết bị qua lọc tầng sâu (depth filter): loại thiết bị cấu tạo sợi hay vật chất dạng hạt, tạo thành lọc dầy với lỗ nhỏ Dưới sức hút chân khơng dung dịch lọc qua cịn vi sinh vật bị giữ lại hay bị hấp phụ (adsorption) bề mặt lọc Nguyên liệu để làm lọc thường đất Tảo silic (dimatomaceous earth) - thiết bị lọc Berkefield Cịn dùng loại sứ (unglazed porcelain) - thiết bị lọc Chamberlain Hoặc cịn dùng thạch miên (asbestos) hay nguyên liệu khác Gần người ta dùng thiết bị màng lọc (membrane filters) thay cho thiết bị qua lọc tầng sâu Màng lọc hình trịn, dày khoảng 0,1mm chế tạo acetate cellulose, nitrate cellulose, polycarbonate, fluoride polyvinylidene hay chất tổng hợp khác Các màng lọc có lỗ với đường kính khoảng 0,2μm dùng để lọc bỏ phần lớn tế bào dinh dưỡng vi sinh vật, trừ virus Dịch lọc thường từ 1ml đến vài lít Màng lọc lắp cố định giá đặc biệt (hình 15.5) Dưới áp lực máy hút chân khơng dịch lọc chuyển sang bình vơ khuẩn Loại thiết bị màng lọc dùng ngành dược, lọc thuốc đau mắt, chuẩn bị môi trường nuôi cấy, loại dầu, chất kháng sinh nhiều vật chất chịu nhiệt khác 10 Hình 15.5: Thiết bị màng lọc Bình Erlenmeyer đựng dịch cần lọc Dịch lọc đẩy sang thiết bị màng lọc nhờ máy bơm Thiết bị màng lọc (với loại hình kích cỡ khác nhau) Phương pháp diệt khuẩn nhờ lọc cịn dùng để lọc khơng khí Hai ví dụ thường gặp trang dùng ngoại khoa nút dùng cho ống nghiệm hay bình ni cấy vi sinh vật Khơng khí qua vi sinh vật bị giữ lại bên ngồi Phịng cấy Laminar thống khí an tồn sinh học (Laminar flow biological safety cabinet) sử dụng màng lọc khơng khí hạt hiệu lực cao HEPA (high-efficiency particulate filter) Nó lọc đến 99,97% hạt có kích thước 0,3μm coi hệ thống lọc quan trọng Người nuôi cấy vi sinh vật thao tác thoải mái phòng cấy mở phần cửa an tồn nhờ ln có luồng khơng khí vơ khuẩn thổi từ phía lại qua màng lọc HEPA đặt phía Khi thao tác với vi sinh vật nguy hiểm vi khuẩn lao Mycobacterium tuberculosis, virus gây ung thư, ADN tái tổ hợp thiết cần sử dụng phòng cấy Thiết bị dùng phòng thí nghiệm, cơng nghiệp, cơng nghiệp dược phẩm, để chuẩn bị mơi trường, thao tác thí nghiệm, ni cấy mơ… 11 Hình 15.6: Phịng cấy Laminar 15.4.4 Bức xạ (radiation) Bức xạ tử ngoại (Ultraviolet radiation-UV) với bước sóng 260nm có hiệu ứng diệt khuẩn mạnh, nhiên khơng có khả xun qua thủy tinh, màng bẩn, nước số chất khác Vì UV dùng để diệt khuẩn số trường hợp, ví dụ diệt khuẩn khơng khí tủ cấy, phịng ni cấy bền ngồi số vật thể UV có hại da mắt phải tắt đèn UV trước vào làm việc nơi có đèn UV dùng để diệt khuẩn nước, phải tầng nước mỏng qua đèn UV để đủ sức diệt mầm bệnh vi sinh vật khác Bức xạ ion hóa (ionizing radiation) hay xạ điện ly có sức xuyên mạnh dùng tốt để diệt khuẩn Nó diệt tế bào dinh dưỡng lẫn bào tử vi khuẩn, vi sinh vật nhân nguyên thủy (procaryotic) lẫn vi sinh vật có nhân thật (eucaryotic) Tia gamma từ nguồn cobalt 60 dùng để diệt khuẩn nguội chất kháng sinh, kích tố (hormones), khâu vết thương, vật liệu y học chất dẻo (plastic) ống tiêm Tia gamma diệt khuẩn tiêu độc (pasteurize) thịt thực phẩm khác Bức xạ ion hóa diệt vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm Escherichia coli O157:H7, Staphylococcus aureus, Campylobacter jejuni Cả quan quản lý thực phẩm thuốc Hoa Kỳ (FDA) lẫn tổ chức Y tế giới (WHO) xác định tính an tồn việc chiếu xạ thực phẩm Đã có nhà máy chiếu xạ thương phẩm gần Tampa (bang Florida) Tiếc phương pháp chưa ứng dụng rộng rãi Hoa Kỳ, nguyên nhân giá cao nhiều người lo ngại ảnh hưởng bất lợi việc chiếu xạ lên thực phẩm Gần đây, Chính phủ Mỹ phê chuẩn việc chiếu xạ lên thịt gia cầm, thịt bò, thịt lợn, thịt bê, thịt cừu non, hoa quả, rau củ chất điều vị Việc chiếu xạ tương lai ngày ứng dụng rộng rãi 12 15.5 SỬ DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC ĐỂ KHỐNG CHẾ VI SINH VẬT Mặc dầu người ta thường dùng phương pháp vật lý để tiêu độc tác nhân hóa học thường dùng để tiêu độc (disinfection) phòng thối (antisepsis) Có nhiều nhân tố ảnh hưởng đếnhiệu tiêu độc phịng thối phương pháp hóa học Chẳng hạn loài vi snh vật, nồng độ chất chất tiêu độc phòng thối, thời gian xử lý, Trước sử dụng chất tiêu độc hay phịng thối bề mặt vật thể phải làm Cần đảm bảo an tồn dùng hóa chất phịng thí nghiệm hay bệnh viện Hóa chất dùng để phòng chống sinh gtrưởng vi sinh vật thực phẩm Có nhiều loại hóa chất dùng làm chất tiêu độc, loại có ưu điểm nhược điểm riêng Trước chọn sử dụng hóa chất phải hiểu rõ đặc tính chất Trong trường hợp pha lỗng có mặt chất hữu chất tác dụng có hiệu lên nhân tố truyền nhiễm (vi khuẩn Gram dương, Gram âm, vi khuẩn kháng acid, nội bào tử vi khuẩn, loại nấm virus ), mặt khác lại phải khơng có hại thể người, khơng làm ăn mịn vật phẩm nói chung Trong thực tiễn, khó đạt đến tiêu chuẩn vừa có hiệu lực vừa độc thể Một số hóa chất hiệu lực thấp vơ hại nên sử dụng Chất tiêu độc phải ổn định bảo quản, mùi vị khó chịu, tan nước dầu để dễ xâm nhập vào vi sinh vật phải có sức căng bề mặt thấp để xâm nhập vào khe bề mặt Nếu giá không cao tốt Một vấn đề nghiêm trọng việc sử dụng mức Triclosan chất diệt khuẩn (germicides) khác Chất kháng khuẩn (antibacterial) thấy có mặt sản phẩm chất khử mùi (deodorant), nước súc miệng, xà phòng, thớt cắt rau, đồ chơi trẻ em Triclosan có mặt khắp nơi, hậu xuất vi khuẩn kháng Triclosan Ví dụ trực khuẩn mủ xanh Pseudomonas aeruginosa xuát chất khỏi tế bào Tương tự trường hợp vi khuẩn phản ứng với việc dùng độ thuốc kháng sinh, vi khuẩn có đáp ứng dùng q mức chất phịng thối Hiện có chứng cho thấy việc sử dụng rộng rãi Triclosan làm tăng tần số xuất vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh Vì việc dùng mức chất phịng thối (antiseptic) có khả sinh hậu khó lường Bảng 15.4: Nồng độ sử dụng mức độ hoạt tính chất diệt khuẩn thơng dụng Hóa chất Dạng khí: Ethylene oxide Dạng lỏng: Nồng độ sử dụng Mức độ hoạt tính* 450-500mg/L Cao Glutaraldehyde dich thể Formaldehyde + cồn H2O2 ổn định Formaldehyde dịch thể 2% + 70% 6-30% 6-8% Tương đối cao Cao Tương đối cao Tương đối cao 13 Iodophors Iodophors Iodine + cồn Hợp chất Chlore Hợp chất phenol,dịch thể Iodine, dich thể Cồn (ethyl, isopropyl) 750-5000mg/L 75-159mg/L 0,5 + 70% 0,1-0,5% 0,5-3% 1% 70% Tương đối cao Tương đối thấp Trung bình Trung bình Tương đối thấp Trung bình Trung bình Hợp chất Ammon bậc Chlorohexidine Hexachlorophene Hợp chất Thủy ngân 0,1-0,2% nước 0,75-4% 1-3% 0,1-0,2% Thấp Thấp Thấp Thấp *Hoạt tính cao-có thể làm chết vi khuẩn kể vi khuẩn lao, bào tử, nấm, virus; Hoạt tính trung bình- làm chết vi khuẩn, trừ bào tử; Hoạt tính thấp- làm chết tế bào dinh dưỡng vi khuẩn, trừ VK lao, làm chết nấm, virus có lượng lipid mức trung bình Theo Symour S Block, 1983 14 Hình 15.7: Cấu trúc số chất tiêu độc chất phòng thối thông dụng 15 ... QUẢ CỦA CÁC NHÂN TỐ KHÁNG VI SINH VẬT Làm chết ức chế sinh trưởng vi sinh vật không đơn giản, nhân tố kháng vi sinh vật (nhân tố làm chết ức chế sinh trưởng vi sinh vật) chịu ảnh hưởng yếu tố... tổng số vi sinh vật nói chung (khơng riêng vi sinh vật gây bệnh) 15.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TIÊU DIỆT VI SINH VẬT Dưới tác dụng số nhân tố gây chết quần thể vi sinh vật khơng chết tồn Giống sinh trưởng... lượng vi sinh vật sống x 10 0,9 -1 Lấy thời gian gây chết trục hoành ta có đường biểu thị đường thẳng Sau giảm đa số vi sinh vật sống tốc độ chết vi sinh vật giảm Đó tính đề kháng cao vi sinh vật