68. Отношение микроорганизмов к температуре, воздействие высоких и низких температур.

Микроорганизмы в зависимости от оптимальной температуры обитания подразделяются на три основные группы: нсихрофильные, мезофильные и термофильные. Иногда указывают более широкие пределы, так как всегда встречаются пограничные виды.

Психрофильные (от греч. psychria — холод + phileo — люблю), или холодолюбивые, микроорганизмы хорошо растут при достаточно низкой температуре: минимум от -5°С, оптимум 10—15°С и максимум развития около 20°С. К ним относят, например, микроорганизмы, обитающие в почве полярных стран, в северных морях, океанах, вечных снегах горных ледников, в воде родников и колодцев. Существуют факультативные психрофилы — их называют психротрофы, они развиваются от 0 до 30°С и именно они чаще всего встречаются на охлажденных и замороженных товарах (эго бактерии родов нсевдомонас, алкалигенс, хромобактериум, флавобактериум и др.).

Термофильные (от греч. therme — тепло), или теплолюбивые, микроорганизмы, способны развиваться при высоких температурах: 30—90°С с оптимумом 45—50°С. Из горячих водных источников выделены палочковидные неспорообразующие бактерии с оптимумом развития 70—80°С. Гипертермофилом является архебактерия Pyrodictium occultum, которая выдерживает 110°С. Термофилы встречаются в самонагревающихся скоплениях различных органических материалов (зерна, сена, навоза и др.), в сооружениях по переработке осадков сточных вод. Термофильные микроорганизмы обитают в поверхностных слоях почвы, кишечнике человека и животных; встречаются в продуктах, прошедших тепловую обработку.

Мезофильные (от греч. mesos — средний) микроорганизмы имеют температурный минимум около 10°С, оптимум 30—35°С, максимум в пределах 45—50°С. Одни мезофилы являются термоустойчивыми, они способны развиваться при относительно высоких температурах (50—60°С), а другие — холодоустойчивыми, или психротрофными, так как могут развиваться при температурах, близких к 0°С и даже немного ниже.

Микроорганизмы по-разному реагируют на температуры, которые выше максимума их развития, эта реакция характеризует их термоустойчивость. Наиболее высока она у спор бактерий, есть такие, которые во влажной среде погибают только при 120°С через полчаса, а в сухом состоянии - при 150°С через час-два. Споры многих бактерий выдерживают кипячение в течение нескольких часов. Споры грибов менее устойчивые, они погибают уже при 65—80°С, но некоторые выдерживают нагревание до 100°С. Термоустойчивость одних и тех же микроорганизмов может меняться в зависимости от свойств среды (pH, концентрации и др.), в которой производится нагревание.

Температура, немного превышающая максимальную, вызывает явление теплового шока. После кратковременного пребывания в таком состоянии клетки могут восстановиться, по после длительного пребывания наступает их гибель. С повышением температуры ее губительное действие возрастает. Естественно, что разные клетки даже одного вида микроорганизмов не погибают одновременно, устойчивость у всех разная. Термоустойчивость бактериальных спор обусловлена малым содержанием в них свободной воды и содержанием в них дипиколиновой кислоты и кальция. Интересно, что кальциевая соль этой кислоты обнаруживается только в термоустойчивых спорах.

Пастеризация — термическая обработка при температуре 62°С в течение 30 мин, мгновенная пастеризация в течение 15 с при 72°С или в течение нескольких секунд при 90—100°С. При пастеризации погибают многие микроорганизмы; выживают термоустойчивые бактерии и споры многих бактерий и грибов. Чтобы предотвратить их развитие, пастеризованные продукты необходимо после производства немедленно охлаждать до температуры не выше 10°С. Хранение при низких температурах позволяет приостановить превращение спор в вегетативные клетки и их развитие, так же как и развитие выживших вегетативных клеток

Стерилизация (от лат sterilis — бесплодный) — режим, направленный на полное обеспложивание. Оно может достигаться двумя режимами в разных условиях: обработкой при 120°С в течение 20—30 мин в паровых стерилизаторах (под действием перегретого пара под давлением) и выдерживанием в суховоздушных стерилизаторах (сушильных шкафах) при высокой температуре (160— 180°С в течение 1—2 ч). При этом происходит гибель всех микроорганизмов: и вегетативных клеток, и спор.

Влияние на микроорганизмы низких температур менее губительно. Но уже при температуре среды ниже оптимальной будет происходить уменьшение скорости размножения микроорганизмов и интенсивности их жизненных процессов. Многие микроорганизмы не способны развиваться при отрицательных температурах, но они остаются в жизнеспособном состоянии. Такое состояние «скрытой жизни» (подобно зимней спячке животных) называется анабиоз.

Гибель микроорганизмов при воздействии низких температур происходит значительно медленнее, чем при действии высоких. Причиной является главным образом нарушение физического состояния клеток, обмена веществ и инактивация ферментов. При неполном замерзании гибель микроорганизмов нередко вызывается повреждением клеток кристаллами льда, нарушением структуры цитоплазмы и др.

Многие гнилостные бактерии и плесневые грибы — мезофилы, обычно они не размножаются при низких положительных температурах. Некоторые микроорганизмы не растут уже при 10°С, например патогенные. Известно, что в трупах мамонтов (извлеченных из промерзлой почвы) обнаружены жизнеспособные споры бактерий.