Микроорганизмдердщ тыныс алуы
Әр түрлі организмдер өздерінің тіршілігі және клеткада күр-делі органикалық қосылыстардың түзілуі үшін үнемі энергияны керек етеді. Жасыл өсімдіктер энергияны хлорофильдер көме-гімен күн сәулесінен алады. Ал микроорганизмдердің басым көпшілігінде мұндай қасиет болмағандықтан энергияны орга-никалық немесе минералдық заттарды химиялық жолмен ыды-рату барысында алады. Міне бұл энергия микробтар тіршілігі-нің негізгі көзі болып есептеледі. Тотығу процесі әрбір тірі клеткада жүретіндіктен бұл процесті тыныс алу деп атайды. Микроорганизмдердің тыныс алуы мен қоректенуі арасында тығыз байланыс болғандықтан оларды жеке қарауға болмайды. Өйткені бактерия клеткасына қоректік заттар енген кезде біраз мөлшерде энергия пайдаланылады. Ал тыныс алу кезінде энергияның сыртқа бөлініп шығатыны да белгілі. Бұл екі процесс бір мезгілде жүруі мүмкін. Мәселен, қоректік орта ретінде қант алынса, гетеретрофты микроорганизмдер оны ез денесінің бело-гын қүрауда көміртегінің көзі ретінде пайдаланады және знер-гияны да осыдан алады. Тіршілік барысында бактерия клетка-, ларынан біраз мөлшерде жылу бөлінеді. Оның бірсыпырасын клетка пайдаланса, бірсыпырасы сыртқы ортаға бөлініп шығып, температураның жоғарылауына себеп болады. Қанттың ыды-рауы мына реакция бойынша жүреді:
Сейтіп реакция барысында көмір қышқыл газы мен су пай-да болады.
Тыныс алудың осындай түрі кейбір шіріту бактериялары мен зең саңырауқұлақтарында кездеседі.
Қейде органикалық заттардың ыдырауы оттегінің қатына-сынсыз да жүре -беруі мүмкін. Мұнда аралық заттар ретінде түрлі қышқылдар пайда болады, оны басқаша ашу процесі деп атайды. Кейбір бактериялар энергияны органикалық заттарды ауадағы оттегінсіз ыдырату арқылы алатындығын 1861 жылы Л. Пастер анықтады.
Оттегіне қатысы женінен микроорганизмдер екі топқа бөлі-неді: Бірінші — аэробты микроорганизмдер<, яғни тіршілігі үшін ауадағы оттегін пайдаланатындар. Екінші — анаэробты микро-организмдер, ягни тіршілігі ауадағы оттегінің қатынасынсыз жүретіндер. Бұған: май қышқылы бактериялары, ботулинус таяқшасы мысал бола алады.
Бұлардан басқа табиғатта оттегі бар жоғын талғамай тірші-лік ете беретін микроорганизмдер де кездеседі. Оларды факуль-тативті анаэробты микроорганизмдер деп атайды.
Лшытқы
саңырауқұлақтардың кемегімен қанттан
спирттің түзілуі де осы анаэробты
тыныс алуға жатады.
Апаэробты жағдайда
түзілген енімдер құрамында біраз
мөлшерде эиергия сақталып қалады
және ол өнім одан әрі
ыдырағанда энергия толық босап шығып, АТФ түрінде клеткада жиналады.
Айта кететін жағдай микроорганизмдердің аэробты және анаэробты жолмен тыныс алуы барысында клеткада кездесетін көптеген ферменттер метаболизм, яғни зат алмасу процесіне актив қатысады.
Микроорганизмдер ферменттері
Микроорганизмдер клеткасында және олардың тіршілік ете-тін ортасында күрделі биохимиялық өзгерістер болады. Мүнда бактериялар осы процестерді тездететін ерекше заттар — фер-менттерді жасап шығарады. Кейде оларды энзимдер деп те атайды. Бір сөзбен айтқанда, ферменттер — органикалық ката-лизаторлар. Ферменттерді тұцғыш рет орыс ғалымы К- С. Қирхгофф XIX ғасырдың бас кезінде ашқан. Фер-менттер химиялық активтігі күшті заттар. Мәселен, мәйек фер-ментінің (химозин) бір белігі 800 мыңдай бөлік сүтті ұйыта алады. Ферменттер тек тірі клеткада ғана емес, сонымен бірге клеткадан тыс ортада да ез күшін жоймай реакцияны тездетеді. Мұның үлкен практикалық маңызы бар. Олардың әрқайсысы заттардың белгілі бір түріне әсер ете алады. Мәселен, сүт қан-тын ыдырататын фермент оған ұқсас басқа қанттарға (мальто-за, сахароза) әсер етпейді. Ал кейбір ферменттер белоктарды, майларды, углеводтарды құрам бөліктеріне ыдыратып қана қоймай, сол заттардың клеткада синтезделуіне қатысады. Ауыр металл тұздары және формальдегид ферменттердің қызметін нашарлатады. Мұндай заттарды ингибиторлар деп атайды. Олар кейбір улы заттардың әсеріне төзімді келеді. Мәселен, клеткаға хлороформ, тимол, толуол сияқты заттар енсе, олар-дың тіршілігі бірден тоқталады, бірақ кейбір ферменттер әз күшін жоймай сақталып қалады. Ферменттердің бұл қасиетін бактериологиялық лабораторияларда қоректік орталар үшін пайдаланады.
Ферменттер суда, спиртте және глицерин мен түрлі тұз ара-ласқан ортада ериді. Сонымен қатар ферменттер белгілі бір жағдайда ғана әсер ете алады. Ферменттердің әсер етуі үшін қолайлы (оптималды) температура, клеткалар тіршілігі үшін қажетті температурадан, әлде қайда жоғары болады. Мәселен, көптеген бактериялардың көбейіп, өсіп-дамуы үшін қолайлы температура + 25—30° болса, ферменттердің көпшілігі +45—50 градуста, ал кейбіреулері тіпті +60 градуста жақсы әсер етеді. Температура +80—100 градусқа жеткенде ферменттердің әсері мүлде жойылады. Ортаның реакциясы да ферменттердің күшіне үлкен әсер етеді. Қейбір ферменттер қышқылды ортада (рН 2—2,5), қалғандары сілтілі немесе нейтральды ортада жақ-сы эсер етеді.
Ферменттер тек тірі клеткаларда түзіледі және цитоплазма-мен тығыз байланысты болады. Дегенмен оларды клеткадан бөліп алуға да мүмкіндік бар. Осындай қасиетіне сүйене оты-рып, ферменттерді эктоферменттер, яғни тірі клеткалардьщ сыртқы ортаға бөліп шығаратын ферменттері және эндофер-менттер, яғни клетка ішінде әсер ететін ферменттер деп бөледі. Эктоферменттер көбінесе ортадағы күрделі органикалық зат-тарды қүрылысы қарапайым заттарға дейін ыдыратады да тірі клеткаға қоректік заттар даярлайды. Ал эндоферменттер, қо-ректену процесімен бірге, энергияны бөліп шығару реакциясына да актив қатысады. Сондықтан бұл ферменттерді бөліп шығара-тын микроорганизмдер қоректік ортадағы барлық күрделі зат-тарға бір мезгілде әсер ете алады.
Организмде кездесетін ферменттердің саны мыцға жуық. Олардың молекуласы негізінен белоктық заттардан қүралған. 1961 жылы ферменттердің ғылми негізде қүралған жаңа клас-сификациясы жасалды. Осы классификация бойынша, барлық ферменттер' 6 класқа бөлінеді:
Тотығу-тотықсыздану ферменттері,
Трансферазалар,
Гидролазалар,
Лиазалар,
Изомеразалар,
Лигазалар (синтетазалар).
Сонымен қатар әрбір ферменттің екі түрлі аты болады. Оныц бірі ғылми аты, күрделі аты; екіншісі — әдетте қолданылып жүрген қарапайым аты. Мысалы, глюкоза қантына фосфор қышқылын қосып, оны фосфорлық эфирге айналдыратын фер-ментті әдетте глюкокиназа деп атайтын болса, оның қазіргі ғылми аты — 2, 7,1. 2. АТФ-глюкоза-6 фосфотрансфераза. Крахмалды су арқылы ыдыратып мальтоза қантына айналды-ратын ферменттің бірін — амилаза деп атайды, оның қазіргі ғылми аты — 3.2.1.2—1.4 глюкоген-мальтогидролаза. Қанттың ашуы кезінде оны спиртке айналдыратын ферменттің бірі әдет-те алькагольдегидрогеназа деп аталады. Бүл ферменттің қазіргі ғылми аты 1.1.1.1-алкаголь НАД — оксидаредуктаза. Әрине ферменттердің осындай күрделі ғылми аттарын қолдану жеңіл емес, сондықтан олардың қалыптасқан қарапайым аттарын қолданады.
Әр ферменттің атының алдында төрт санды «таңба» кездесе-ді. Ол фермент системасында әр ферменттің алатын орнын көрсетеді. Бірінші сан ферменттің қай топқа жататынын көр-сетсе, екінші сан топ тармағьш, үшінші — тармақ буынын, төртіншісі — ферменттің қатардан алатын өз орны көрсетіледі. Тағы бір айта кететін жағдай ферменттердің аты әдетте ыдыра-татыи заттарының атымен аталады. Тек ол заттардың аяғына «аза» деген жүрнақ жалғанады. Мәселен, крахмалды ыдырататын фермент амилаза. Олай болатын себебі латын тілінде крахмал — амилиум. Соған сәйкес ферменттің аты амилаза бо-лып аталады.
Гидролазалар (гректің «гюдор» — су деген сөзі). Фермент-тердің бұл тобына полисахарид, дисахарид, майлар және белок-тарды ыдырататын түрлері жатады. Бұлардың кейбіреулерін қазіргі кезде кристалл күйінде бөліп алған. Мұнда ферменттік реакция тек судың қатысуымен жүреді.
Бұл топқа ең алдымен карбогидраза ферменттері жатады. Карбогидразаны көптеген микроорганизмдер бөліп шығарады. Олардың ішіндегі аса маңыздылары мыналар:
Амилаза. Крахмалды мальтоза қантына дейін ыдыратады. Ол көптеген зең саңырауқұлақтары мен бактерияларда кез-деседі.
Мальтаза. Мальтоза қантын екі молекула глюкозаға айнал-дырады. Барлық микроорганизмдерде дерлік кездеседі.
Сахараза. Тростник (қамыс) қантын глюкоза және фрукто-заға ажыратады. Зең саңырауқұлақтарында, ашытқы саңырау-құлақтарда және бактерияларда кездеседі.
Лактаза. Сүт қантын (лактозаны) глюкоза және галактоза-ға ажыратады. Қептеген сүт қышқылы және басқа да бактерия-ларда болады.
Целлюлаза. Оны немесе цитаза деп те атайды. Мұны көптеген анаэробты микроорганизмдер беліп шығарады. Ол клетчатканы целлобиозаға және жай қант — глюкозаға дейін ажыратады.
Целлобиаза. Целлобиозаны екі молекула глюкозаға айнал-дырады. Гидролазаның бір тармағы — эстеразалар (күрделі эфирлер ферменттері). Бұл топқа қышқылдар мен спирттер ара-•сындағы зфир байланыстарын бұзатын ферменттер жатады. Мұндай ферменттердіц бірі — липаза. Ол майларды глицерин мен май қышқылдарына ажыратады. Липаза көптеген микроор-ганизмдерде, өсімдіктер мен жануарлардың клеткаларында болады.
Пектиназа. Өсімдіктердің клеткаларының аралығында кезде-сетін пектин заттарын ажыратады. Мұнда пектин заттарынан галактоза, арабиноза, ксилоза, сірке, галактурон қышқылдары және метил спирті түзіледі. Бұл ферменттер көптеген бактерия-лар мен зең саңырауқұлақтарынан табылған.
Протеазалар — гидролазалардың бір тармағы. Бұлар —бе-лок молекуласын амин қышқылдарына дейін ажырататын ферменттер. Бұған жататындар мыналар:
Протеиназа. Бұл фермент белоктарды пептон, полипептид және амин қышқылдарына дейін ажыратады. Мұның сұтті ұйытатын қасиеті бар. Бұл фермент көптеген шіріткіш бактерия-ларда кездеседі.
Полипептидаза. Ол пептон заттарын дипептид және амин қышқылдарына дейін ажыратады. Полипептидаза әрбір тірі клеткада кездесетін фермент.
Дипептидаза. Дипептидтерді бұл фермент амин қышқылда-рына дейін ажыратады. Көптеген зең саңырауқұлақтары мен бактерияларда және жоғары сатыдағы организмдер клеткала-рында кездеседі.
Дезаминаза. Амин қышқылдарын аммиак пен окси қышқыл-дарға бөледі. Бұл фермент пуриндық негіздерге әсер етіп, олар-дан аммиакты бөліп шығарады.
Тотығу-тотықсыздану ферменттері. Бұған микроорганизмдер-дің тыныс алуы және түрлі ашыту процестерін жүргізуге қатысатын көптеген ферменттер жатады. Ашу процесінің қоз-дырғышы — ашытқы саңырауқұлақтар клеткаларындағы фер-менттер бұрын зимаза деп аталып келді. Қазір сол зимазаның өзі кәптеген ферменттерден тұратыны анықталды. Олар қантқа фосфор қышқылын тасымалдап, қанттарды фосфорлық эфирге айналдырады, сутегін тасымалдап органикалық заттардың тотығуын немесе тотықсыздануын қамтамасыз етеді. Сейтіп, бұл ферменттердің әсерінен клетканың метаболиз процесі жүре-ді. Соның нәтижесінде, клеткада көптеген аралық продукталар (органикалық қышқылдар, фосфорлық эфирлер, энергия қо-ры — АТФ және АДФ т. б.) түзіледі. Сонымен қатар, бұл реак-циялар организм мен оның клеткалары үшін энергия көзі болып саналады. Пайда болған заттардың химиялық құрамы да өзге-ше және бөлінетін энергия микроорганизмдердің тіршілігіне жұмсалады. Бұл топқа енетін ферменттердің практикалық ма-ңызы барлары мыналар:
Альдолаза. Кейбір ашыту микроорганизмдерінде кездеседі. Бұл ферменттің әсерінен алты мүшелі гексоза қанты үш мүшелі қосылысқа ажырайды.
Декарбоксилаза. Көптеген ашытқы саңырауқұлақтарда бо-латын фермент. Бұл фермент қанттар айырылуының бастапқы продуктасы ретінде пайда болған пирожүзім қышқылын сГрке альдегиді мен кемір қышқыл газына айналдырады.
Клеткада жүретін тотығу мен тотықсыздану реакцияларын және тыныс алу процесін тездетіп, энергияның бөлінуіне қаты-сатын ферменттердің ішіндегі ең маңыздылары мыналар:
Дегидрогеназа. Бұл фермент органикалық заттарда бірінен екіншісіне сутегінің алмасуына себепші болады. Соның нәтиже-сінде бірінші затта оттегінің саны артып тотығады да, екіншісін-де сутегінің саны артып, тотықсызданады.
Оксидаза—аэробты дегидраза. Олар тотығатын органика лық заттардан сутегін бөліп алып, ауадағы оттегіне жалғастыру нәтижесінде ортада су немесе сутегі асқын тотығын түзейді. Оны мына схемадан керуге болады:
Пероксидаза — әдетте пероксидаза көптеген фенол, поли-фенол, ароматтық аминдердің сутегі асқын тотығы көмегімен тотығуын жеделдетеді. Бұлар жануарлар клеткаларында, жоға-ры және төменгі сатыдағы өсімдіктерде, көптеген микроорга-низмдерде кездеседі.
Каталаза — тотығу реакциясына тікелей қатыспағанмен, каталаза аэробты тыныс алуға байланысты жүретін процестерді қоздырады. Әсіресе аэробты бактерияларда көп тараған фер-мент. Сонымен қатар ол сутегінің асқын тотығын молекула күйіндегі оттегі мен суға ажыратады. Аэробты тыныс алу бары-сында молекулалық оттегінің тотықсыздануынан түзілетін сутегі асқын тотығы тірі клеткаларды уландырады. Сондықтан оның су мен оттегіне ажырауы организмге аса қажетті шарттар-дың бірі болып табылады.
МИНРООРГАНИЗМДЕРГЕ ОРТА ЖАҒДАЙЛАРЫНЫҢ ӘСЕРІ
Микроорганизмдердің қарқындап кебеюі орта жағдайлары-на тығыз байланысты. Микроорганизмдердің ескен ортасы қолайлы болғанда олар тез көбейеді. Микроорганизмдердің осы қасиеттеріне негізделе отырып, оларға әр түрлі жағдаймен әсер етіп, микроорганизмдердің белгілі бір қасиеттерін дамытып, қажетсіз қасиетін жоюға мүмкіндік болады. Микроорганизмдер-ге әсер ететін жағдайларды (факторларды) негізінен үш топқа бөлуге болады: физикалық, химиялық және биологиялық факторлар.
МИКРООРГАНИЗМДЕРГЕ ФИЗИКАЛЫҚ ФАКТОРЛАРДЫҢ ӘСЕРІ
Ылғалдың микроорганизмдерге эсері. Микроорганизмдер клеткаларының 85 проценттейі судан тұрады. Сондықтан олар-дың тіршілік әрекеті ылғалды жерде ғана жүреді. Көптеген қоректік заттарды микробтар клеткасы тек ерітінді күйінде ғана сіңіре алады. Әсіресе, микроорганизмдер клеткасы бөлінгенде және көбейгенде ылғал қажет. Кейбір микроорганизмдер ыл-ғалдың тапшылығына қарамастан тіршілік ете береді. Ал ми-кроорганизмдердің қайсыбір топтары құрғақ жерде бірнеше жылдар бойы тіршілік қабілетін жоймайды. Бактериялар және теменгі сатыдағы саңырауқұлақтар спораларының тіршілігі ұзақ уақыт бойы сақталады. Бірақ құрғақ жерде еніп-өсе, кө-бейе алмайды.
Бактериялар мен ашытқы саңырауқұлқтарының тіршілігі ортаның ылғалы 20—30%, зең саңырауқұлақтарының тіршілігі 15—20% болғанда тоқталады. Бұл олардың клеткаларының сору күшінің көптігін көрсетеді.
Құрғатылған микроорганизмдер актив әрекет етпегенімен, тіршілігін ұзақ сақтай алады. Спора түзбейтін таяқша бакте-рияларды кептіргенде барлығы дерлік қырылып қалмайды. Мәселен, сірке қышқылы және нитрификациялаушы бактерия-лар құрғақшылыққа аса сезімтал, олар тез қырылып кетеді. Ал өкпе ауруы (туберкулез) және сүзек таяқшасы құрғақ күйінде бірнеше жұмадан бірнеше айға дейін тірі сақталады. Сүт қыш-қылы бактериялары құрғақ, тірі күйінде бірнеше айлар және жылдар сақталады. Олардың осы қасиетін түрлі сүт тағамда-рын даярлауда, құрғақ ашытқыны ' әзірлеуде қолданады. Құрғатқан ашытқы саңырауқұлақтар да жақсы сақталады. Түрлі ауылшаруашылық өнімдерін сақтағанда алдымен оларды қүрғатады. Бірақ олардағы ылғал мөлшері бөлме ауасыкдағы ылғал шамасымен тығыз байланысты. Сондықтан түрлі бөлме-лер мен қоймалар ауасының ылғалдығы белгілі бір ережелерге сай болып ол қатаң сақталуы тиіс.
Микроорганизмдерге температураның әсері. Ортаның темпе-ратурасы — микроорганизмдерге әсер ететін негізгі факторлар-дың бірі. Өсімдіктер мен жануарлардан микроорганизмдердің айырмашылығы — микроорганизмдер температураның өзгеруіне төзімді келеді. Мәселен, пішен таяқшасы +5 — 57°, көптеген сапрофит бактериялар +20 — 35° арасында тіршілік етуге бейім-делген. Бірақ ауру қоздырушы паразит микроорганизмдердің басым көпшілігі тірі организмде, солардың дене қызуының шамасында + 35 —36°-та тіршілік етеді.
Әр түрлі микроорганизмдер топтары үшін температураның үш нүктесі бар. Олар оптимальды, максимальды және мини-мальды температуралар.
Оптимальды температурада микроорганизмдерге ең қо-лайлы жағдай туады. Бірақ көптеген спора түзуші микроорга-низмдердің өніп-өсуі мен олардың спораларының түзуі қажетті оптимальды температураға үнемі сәйкес келмейді. Мәселен, есіп дамуы үшін +37° керек болса, олардың спора түзуге қа-жетті температурасы +31°. Сүт қышқылы бактерияларының оптимальды температурасы +25—30°, ал термофильді микроор-ганизмдер үшін +45° шамасында болады.
Минимальды температура — бұл тіршілікке қажетті темпе-ратураның ең төменгі шегі. Ал температура бұдан тәмендесе, микроорганизмдер тіршілік ете алмайтын болады. Максималь- -ды температура микроорганизмдер тіршілік ететін температура-ның жоғарғы шегі. Бұдан жоғарыласа микробтар тіршілік ете алмайды. Әдетте ортаның температурасы минимальды жағдай-дан төмендегенде микробтар кейбір жануарлардың қысқы ұйқыға кеткені тәрізді күйге душар болады. Мұны микробтар-дың анабиозы деп атайды.
Осы керсетілген тіршілікке керекті температураның үш нүк-тесі әр түрлі микроорганизмдер үшін түрліше болады. Оны 4-таблицадан байқауға болады.
Лаборатория жағдайында микроорганизмдерді оптимальды температурада өсіреді. Мәселен, ауру қоздырушы — патогенді микробтарды термостаттарда (микробтарды өсіретін арнаулы құрал) +36—37 градуста әсіреді.
Әр түрлі температураға бейімделулеріне байланысты барлық микроорганизмдерді психрофильді, мезофильді және термофиль-ді деп үш топқа бөледі.
Психрофильді, яғни салқын сүйгіш микроорганизмдер, төмен--ті температурада жақсы тіршілік етеді. Олар үшін оптимальды температура +10°, минимальды— —10° пен 0° арасында, ал максимальды температура +30° шамасында болады. Бұл топқа кейбір шіріту бактериялары, зең саңырауқұлақтары, суларда тіршілік ететін бактериялар және кейбір темір бактериялары жатады. Сонымен қатар бұл топқа тоңазытқышта сақталатын, тағамдарды бүлдіретін кейбір микробтар да жатады.
Мезофильді бактериялар, орташа температурада тіршілік етеді. Бұл топқа көптеген сапрофит, шіріту бактериялары, бар-лық ауру қоздырушы — патогендік микроорганизмдер мен зең , саңырауқұлақтары жатады. Бұлардың өсуіне қажетті оптималь-ды температура +30°, минимальды температура +10°, ал мак- -симальды температура +43—50° шамасында боладъі.
Термофильді
бактериялар, едәуір жоғары температурада
тіршілік етеді, оларды жылу сүйгіш
микроорганизмдер деп те атайды. Оларға
қажетті оптимальды температура +50—60°,
минимальды +30° және максимальды +70—80°
шамасында бо-лады. Бұл топқа жататын
микроорганизмдер ыстық бұлақтарда,
өздігінен қызған дәндерде, шепте және
көңде кездеседі.
Олар дың көпшілігі +85° температурада өлмейді. Осы топқа көрсетілген микроорганизмдерден басқа көптеген топырақ бактериялары, актиномицеттер, микроскоптық саңырауқұлақтар (пеницилл, аспергилл т. б.) жатады.
Микроорганизмдердің температураға қатысын білгенде ғана біз көптеген микроорганизмдерді лабораторияда жасанды қоректік ортада өсіріп, зерттей аламыз және оларды практикаДа қолдануға да мүмкіндік туады. Мәселен, кефирді даярлауДа микроорганизмнің екі тобы — сүт қышқылы бактериялары және ашытқы саңырауқұлақтар — қатысады. Міне осының нәтиже-сінде сүт қышқылдық және спирттік ашу процестері жүреді. + 20°және одан да жоғарырақ температурада, мұнда сүт қыш-қылы бактериялары өсіп-дамиды. Сөйтіп, ортада едәуір мөлшер-де сүт қышқылы жиналады +15° және одан да төменірек температурада ашытқы саңырауқұлақтарының әсерінен спирт-тік ашу процесі жүреді. Сөйтіп, осы екі микроорганизм әсерінен аса дәмді және шипалық қасиеті бар тағам алынады.
Төменгі температура микроорганизмдерді елтірмейді, бірақ олардың тіршілігін тежейді. Сонымен қатар ашу, шіру процес-тері де тоқталады. Міне сондықтан да ет, балық, май, сүт және сол сияқты оңай бұзылатын тағамдарды сақтау үшін төменгі температура қолданылады. Зерттеулерге қарағанда, бірнеше он мыңдаған жылдар бойына мәңгі мұз сақталған жерлерде қал-ған мамонттардың денесінен тіршілікке қабілеті бар шіріту бактериялары мен споралары табылған. Микроорганизмдерге, осірссе салқын мен жылы жиі алмасып отырса, ете күшті әсер етеді.
Жогары температурада бактериялардың цитоплазмасы ұйып, тіршілік қабілеті жойылады. Бірақ олардың барлық топтары бірдсй бір мезгілде қырылмайды. Мұнда жоғары температура-ның әсер сту ұзақтығы, микроорганизмдердің түрі мен ортаның химиялық құрамын ескерудің зор маңызы бар.
Көпшілік спора түзбейтін бактериялар 60° жылыда ,30—60 минут ішінде тіршілігін жояды. Ал температура жоғар|>ілағансайын олар тез өледі. 160—170° құрғақ ыстықпен 1 —1,5 сағат-тай және осымен қатар 120° ыстықпен 2 атмосферадай қысым-мен қоса әсер еткенде микроорганизмдердің тек вегетативтік клеткалары емес, спораларының барлығы түгелдей қырылады. » :'" Ашытқы және зең саңырауқұлақтар қыздыруға тым тезімсіз. Олардың кәпшілігі 65—80° ыстықта өледі. Бірақ зең саңырау-құлақтарының 100° градус ыстықта аз уақытқа шыдайтын түрлері де. кездеседі.
Практикада қолданылып жүрген бірқатар әдіс-тәсілдер осы жоғары температураның микробтарға осылай тікелей әсер етуі-не негізделген.
Құрғатудың микроорганизмдерге әсері. Микроорганизмдер спорасы денесінде ылғал кем болғандықтан ұзақ жылдар бойы-на тіршілігін жоймай сақтала алады. Құрғату, әсіресе микроор-ганизмдердің вегетативтік клеткасына кушті әсер етеді. Әр түрлі микроорганизмдердің құрғақшылыққа қатысы да тұрліше. Мәселен, сүт қышқылы бактериялары тіршілігін құрғақшылық жағдайда 10 жылдай жоймайды, туберкулез таяқшасы 3—9 ай-дай сақталады. Құрғатқанда микроорганизмдердің тіршілік процесі өте баяулайды, көбеюі тоқталады. Сондықтан ет, балық, сүт, түрлі овощ жәие басқа да тағамдарды қүрғату арқылы сақтайды. Тіпті шөпті шауып кептіру де микроорганзимдердің осы қасиетіне негізделген.
Жарықтың микроорганизмдерге әсері. Жарық, негізінен зат алмасу процесінде жарық энергиясын пайдаланатын микроор-ганизмдер үшін ғана қажет, ал басқа микроорганизмдерге тікелей әсер ететін сәуле аса зиянды.
■іДІаразит бактерияларға қарағанда, сапрофит микрорганизм-дер кун сәулесіне төзімді келеді. Туберкулез таяқшалары, сүзек және топалаң микробтары күн сәулесінен тез қырылады. Шашы-рап түскен күн сәулесінің күші, тікелей түскен сәулеге қараған-да, әлсіздеу болады. Дегенмен, шашырай түскен сәуле үзақ әсер етсе, микроорганизмдер тіршілігі тежеледі. Міне сондықтан да лаборатория жағдайында микроорганизмдерді қараңғы жерде сақтаған жөн.
Күн сәулесінің бактерияларды қырып жіберетін қасиетін В. И. Палладиннің жүргізген тәжірибесінен айқын көруге бола-ды. Ол ішінде қоректік ортасы бар Петри чашкасына топалаң микробын сеуіп, оны біраз уақыт күн көзіне қойған. Бұдан кейін чашканы жылы температурада, термостатта ұстаған. Өскен ко-лонияларды есептегенде, микроорганизмдердің басым көпшілігі 10—20 минут ішінде қырылып кеткені анықталған.
Қүн сәулесінің осы қасиетінің гигиеналық маңызы бар. Сон-дықтан үй, мектеп салғанда жарықтың жақсы түсуін еске алады. Қараңғы бөлмелерге қарағанда, жарық бөлмелерде ми-кробтар анағұрлым аз болады.
Қүн сәулесінің өзі бірнеше қурам бөліктен тұрады. Бұлардың ішінде ультракүлгін, күлгін және көк бөліктерінің әсері күшті. Ультракүлгін сәуле тура түскенде микроорганизмдер тез қырылады. Бұл сәуленің осындай әсері суды, сүтті, тагамдық басқа да заттарды және аздап бөлмелерді залалсыздандыруда (стерилизация) тұрмыста кеңінен қолданылады. Ультракүлгін сәуле микроорганизмдердің тек вегетативтік клеткаларын ғана емес, спораларьш да қырады.
Ультракүлгін сәуленің мұнымен қатар кемшілігі де бар. Ол залалсыздандырылатын заттардың терең қабатына өте алмай-ды. Олардың беткі жағындағы микробтарды және спораларын ғана жоя алады.
Сонымен қатар белгілі бір мелшерде радий және рентген сәулелері микроорганизмдердің өсуіне және дамуына қолайлы жағдай туғызады. Ал, ол радий және рентген сәулелерінің мел-шері шамадан тыс көбейіп кетсе микроорганизмдер қырыла бастайды. Осының керісінше, кейбір микробтарға белгілі бір мөлшерде осы сәулелермен әсер еткенде, клеткасындағы май, нуклеин қышқылдары, антибиотиктер және витаминдердің мёл-шері арта түседі. Мұны қазіргі кезде кейбір микробиологиялық өнеркәсіпте қолданып жүр.
Қөптеген микро'организмдер механикалық қозға-л ы с қ а шыдамсыз келеді. Мәселен, табиғаттағы ағын суларда, сарқырама бұлақтарда микробтардың аз болатыны олардағы механикалық қозғалыстың әсеріне байланысты. Тіпті лаборато-риялық жағдайда колба ішіне қоректік орта құйып, оған микроорганизмдерді жіберіп, ұзақ уақыт шайқаса, кейбір бак-териялар шайқағанды көтере алмай, қырылып қалады.
Бактерияларға қысым да онша әсер ете қоймайды. Тіпті 9 километрдей теңіз тереңдігінде 900 атмосфера қысым болған-дығына қарамастан, тірі микробтардың болатыны анықталды. 500 атмосфералық қысымда ашытқы саңырауқұлақтар өздері-нің ашытқыш қасиеттерін жоймайды. Қейбір зең саңырауқұлак-тар 300 атмосфераға дейінгі қысымда да тіршілік ете береді. - Сондықтан микробтар ешбір тіршілік белгісі жоқ жар тастар-дан да табылады. Ал, құрғақшылық жағдайда клетканың ішін-дегі ез қысымының да артатыны белгілі.
ХИМИЯЛЫҚ ФАКТОРЛАРДЫҢ МИҚРООРГАНИЗМДЕРГЕ ӘСЕРІ
Түрлі химиялық заттар әр түрлі микроорганизмдерге түр-ліше әсер етеді. Мәселен, ішінде шіріту бактериялары бар суға алдын ала пептон заты бар шыны капилляр түтікті малса, бір-неше -секундтан кейін осы араға бактериялардың барлығы жиналады. Мұндай құбылысты оң хемотаксис деп атайды. Бұдаң басқа теріс хемотаксис болуы мүмкін. Мұнда керісінше, бактериялар жаңағы зат толтырылған капилляр түтігі малын-ған жерден қашықтап кетеді. Пептон, мйнерал тұздар және фосфор қышқылы туздары ортада өте аз мөлшерде болса, әдет-те оң хемотаксис реакциясын көрсетеді. Ал қышқылдардан сілтілер мен спирттердің әсерінен кеп бактериялар теріс хемо-таксис реакциясын көрсетеді.
Химиялық факторлардың ішінде орта реакциясының айта қаларлықтай маңызы бар. Шынында ортаның қышқылдығы не-месе сілтілігі ерітіндідегі бос күйінде кездесетін сутегінің және гидроксил иондарының концентрациясына байланысты. Соларға байланысты клеткадағы ферменттердің әсері де өзғереді, зат алмасу процесі де тұрақты болмайды.
Микроорганизмдер белгілі дәрежедегі қышқыл немесе сійті-лі ортада көбейіп, дами алады. Көптеген бактериялар үшін ең қолайлы орта — нейтральды немесе шамалы сілтілі, ал зең саңырауқұлақтары мен ашытқы саңырауқұлақтар үшін — ша-малы қышқылды орта қолайлы болып есептеледі. Әдетте, орта-ның реакциясы рН таңбасымен белгіленеді. рН жетіге жетпеген-де қышқылды, ал одан артқанда сілтілі болады. Микроорга-низмдердің әр түрлерінің қандай ортада жақсы дами алатыньш мына таблицадан байқауға болады (5-таблица).
Ёгерде ортанын реакциясы оптимальды болмаса, бактерия-лардың тіршілігі де тежеледі. Мәселен, сүрлемдегі сүт қышқылы бактериялары ашу барысында ортаны қышқылдандырады. Бұл кезде шіріту бактериялары тіршілік ете алмай қырылып қала-ды. Бұдан кейін ортадағы рН көрсеткіші одан әрі төмендегенде алдымен сүт қышқылы стрептококкалар, кейіннен таяқша тәріз-ді бактериялар қырылады. Кейде ортаның реакциясын өзгерту арқылы ашу процесінің бағытында езгертуге болады.
Лабораториялық жағдайда микроорганизмдер үшін қорек-тік орталар даярлауда рН керсеткішінің зор маңызы бар.
Мәселен, ауру қоздырушы — патогенді бактериялар үшін рН мөлшері 7,0—7,6, ал саңырауқұлақтар мен ашытқы саңырауқұ-лақтары үшін — 3,0—6,0 шамасында болуы тиіс.
Микроорганизмдердің споралары, олардың вегетативтік клеткаларына қарағанда, ортаның реакциясының өзгеруіне тө-зімді келеді. Қейбір микроорганизмдер тіршілік әрекеті кезінде түрлі органикалық қышқылдар түзеді. Бірақ осындай қышқыл ортада басқа қолайсыз факторлардың әсері күшейе түседі. Мә-селен, қыздырған кезде белоктар көбінесе қышқыл ортада тезі-рек ұйыйды.
Микроорганизмдердің өсіп дамитын ортасының реакциясын қажетті бағытқа ыңғайлап, өзгерте алатын қабілеттері бар. Бұларға, мәселен, ашытқы саңырауқұлақтар жатады. Әдетте қышқыл ортада ашытқы саңырауқұлақтар спиртті ашу процесін жақсы жүргізеді. Егерде олар шамалы қышқылды немесе сілті-лі ортаға кез келсе, онда спирттің орнына ортада сірке қышқы-лы түзіледі. Тек ортаның реакциясы қолайлы болған жағдайда ғаиа спирт пайда бола бастайды. Жалпы ортаның реакциясын өзгерте отырып, микроорганизмдердің пайдалы тобының тір-шілігін жақсартып, зияндыларының әрекеттерін тежеуге толық мүмкіндік болады.
Ортаның химиялық құрамы. Микроорганизмдер тіршілігінде ортаның химиялық құрамының маңызы зор. Бұлай болатын се-бебі Ъртада микроорганизмдерге қажетті заттармен бірге, зиян-ды улы заттардың да болуы мүмкін. Олар клеткаға еніп, цито-плазмамен байланысып, осының нәтижесінде микроорганизм клеткасының тіршілігін жойьш жібереді„
Микроорганизмдер тіршілігін жоятын улы заттардан ауыр металдардың тұздарын (сынап, күміс т. б.) атап өтуге болады. Сонымен қатар ауыр металдар (күміс, мыс, мырыш т. б.) және хлор, йод, сутегінің асқын тотығы, мырыш қышқыл калий, кү-кіртті газ, күкіртті қышқыл, көміртегі тотығы және көмір қыш-қыл газы, спирттер, органикалық қышқылдар және басқа да * заттар иондары да миқроорганизмдерге күшті әсер етеді. Прак-тикада бұл заттарды антисептиктер деп атайды. Әр түрлі анти-септиктердің микроорганизмдерге қолайсыз әсері олардың ор-тадағы концентрациясына және әсер ету уақытына, температура мен ортаның реакциясына байланысты.
Қазір антисептиктер медицина мен ветеринарияда кеңінен қолданылады. Олардың көмегімен үйлерді, құралдарды және аспаптарды залалсыздандыруға болады. Міне микробиологияда осы антисептиктермен өңдеуді дезинфекциялау деп атайды. Дезинфекциялаушы заттар ретінде карбол қышқылын, форма-линді, хлорлы известь, крезолды және күкіртті газды қолдана-ды. Сұйық антисептиктерді дезинфекциялаушы затқа бүркеді, ал газдарды — ыстау жолымен қолданады. Қолдану мелшері әр тұрлі аптисептик үшін түрліше болады. Мәселен, карбол қышқылының 2—5 проценттік ерітіндісі бактериялардың басым көп-шілігінің қырылып кетуіне себепші болады. Бұл мақсатқа фор-малиннің бір проценттік ерітіндісі де қолданылады. Антисеп-тиктермен әсер еткенде микробтардың кейбір түрлері бірден қырылып кетпейді. Оның микробтарды жойып жіберудегі әре-кетін арттыру үшін температураны көтеру қажет.
Соңғы жылдары тағамдарды консервілеуге, ауыл шаруашы-лық зиянкестеріне қарсы қолданылатын көптеген антисептиктер ұсынылды.
Микроорганизмдердің тіршілік әрекетіне, ерітіндідегі тұздың концентрациясының да әсері зор. Тұз концентрациясы күшті болса, ортаның ылғалды болуына қарамастан микроорганизм-дер тіршілік ете алмайды. Мәселен, ортадағы ас тұзының мөл-іпері 3% болғанда кептеген микроорганизмдердің көбеюі тежеледі. Тұздың әсеріне, әсіресе шіріту және сүт қышқылы бактериялары төзімсіз келеді- Ортадағы тұз мөлшері, 10% бол-ғанда, бұл бактериялардың тіршілігі мүлде жойылады.
Тағамда әр түрлі уларды түзетін, сөйтіп адамды улататын паратифозды бактериялар және ботулизм бациллы ас тұзының әсеріне төзімсіз келеді. Олардың тіршілігі ас тұзының ортадағы концентрациясы 9 процентке жеткенде тоқталады.
Сдл сияқты қант ерітіндісінің де микроорганизмдер тіршілі-гін тежейтін қабілеті бар.
Микроорганизмдердің осы қасиеттерін адам баласы тұрмыс-та түрлі тағамдарды консервілеуде, тұздауда кеңінен қолданып отыр.
қабиғатта тұздар концентрациясының едәуір мөлшеріне тө-зімді' микроорганизмдер де жеткілікті. Мұндай микроорганизм-дерді галофильдер деп атайды. Кейде галофиль микробтар тұз-далған тағамдарды да бүлдіріп жібере алатындығы анықталды.
Микробиологиялық тұрғыдан қарағанда, тұз немесе қант ерітінділерінің микроорганизмдерге қолайсыз әсер ететін себебі, күшті концентрациялы ерітінді бактериялар клеткасындағы ыл-ғалды толығымен дерлік сорып алады, сөйтіп, бактерия клетка-сын плазмолизге ұшыратады. Бірақ кейбір зерттеулерге қара-ғанда, протеус бульгарис микробы ас тұзының қаныққан ерітіндісінде 3 жұмадан астам, ал ішек таяқшасы алтыжұмадай тіршілігін жоймай сақталған.