Для выращивания чистых культур микроорганизмов необходима стерилизация сред и инструментов
Стерилизацией называют освобождение какого-либо объекта от любых живых организмов. Ниже кратко описаны методы стерилизации и указаны области их применения.
Автоклавирование.
Питательные среды и жаропрочное оборудование обычно стерилизуют текучим паром в автоклаве —15 мин при 121 °С. Такой обработки достаточно для того, чтобы уничтожить клетки и споры бактерий (необходимо помнить, однако, что некоторые экстремофилы могут выживать даже при этих условиях). Указанная температура достигается в автоклаве при давлении насыщенного водяного пара 2 атм. (0,2 МПа). Если в стерилизационной камере имеется воздух, этому давлению соответствует более низкая температура. Чтобы установить требуемый температурный режим стерилизаций, воздух из камеры, прежде чем ее герметизировать, вытесняют паром. По соображениям безопасности в автоклавах обычно установлен только датчик давления, а не температуры, и нужно учитывать, что показание манометра 2 атм. Может не соответствовать температуре 121 °С, если не удален воздух.
Кинетика гибели микробных клеток при таком воздействии подобна кинетике химической реакции первого порядка, т. е. чаще всего имеет характер экспоненциальной зависимости, при которой доля клеток, отмирающих в единицу времени, постоянна. Эффективность стерилизации и чувствительность к ней микроорганизма определяют по времени, необходимому для десятикратного (90%) уменьшения микробной популяции (величина О2)- В качестве индикатора эффективности стерилизации используют чрезвычайно термоустойчивые эндоспоры Bacillus Stearmophillus, для которых величина D10 при 121 °С равна приблизительно 30.
При работе важно иметь в виду различия в термоустойчивости клёток и спор бактерий, а также то, что с увеличением темпёратуры величина D10 практически экспоненциально снижается и наоборот. Для стерилизации объектов, содержащих большое число эндоспор (например, почвы), необходимы особые условия. Следует также учитывать, что время, которое требуется для уничтожения определенной доли клеток, не зависит от их начальной концентрации.
Пастеризация.
Для многих практических целей достаточно лишь существенно уменьшить количество жизнеспособных микроорганизмов в объёкте путем выдерживания его при 65-75 °С в течение короткого времени (минут). При такой обработке погибает большинство патогенных бактерий и срок хранения продуктов, например молока, возрастает. Молоко прогревают при 71-74 °С в течение 20 с, консервируемые продукты — 20 мин при 80 °С. Необходимо помнить, что такая обработка не равнозначна стерилизации, поскольку споры при этом не погибают; однако во многих консервированных продуктах их прорастания не происходит благодаря тому, что эти продукты имеют кислую реакцию.
Стерилизация сухим жаром.
При действии сухого жара споры бактерий выдерживают более высокую температуру, чем при стерилизации паром. Поэтому посуду, инструменты и все остальные используемые при работе с чистыми культурами предметы стерилизуют в сушильном шкафу при температуре 160 °С в течение 2 ч или при 180 °С в течение 30 мин.
Фильтрование.
Водные растворы термолабильных или летучих веществ для внесения их в среды (после автоклавирования) стерилизуют фильтрованием. При небольших объемах жидкости применяют предварительно простерилизованные насадки на колбы Бухнера, помещая в них мембранные фильтры с диаметром пор 0,2-0,45 мкм. Для фильтрования больших объемов используют различные специальные системы, например на основе толстых пористых трубок из фарфора или кизельгура (диатомита).
Облучение.
Для стерилизации в промышленных масштабах применяют рентгеновское или гамма-излучение, а также другие виды ионизирующей радиации. В исследовательских лабораториях и медицинских учреждениях рабочие места и помещения стерилизуют ультрафиолетом.