<<
>>

5.1. Особенности термической стерилизации жидкостей

Эффективность термической стерилизации оборудо­вания и коммуникаций, как отмечено в разделе 4, по существу, определяется одним показателем — степенью 64

инактивации контаминантов.

Такая инактивация может обеспечиваться бесконечным числом сочетаний темпе­ратура — время, выбранных в пределах, ограниченных, с одной стороны, приемлемой с точки зрения техноло­гии длительностью процесса стерилизации, а с другой—• техническими характеристиками оборудования и си­стем пароснабжения (допустимое рабочее давление, длительность подготовительных операций, давление пара в сети).

Значительно более сложными представляются про­цессы термической деконтаминации жидкостей, в кото­рых гарантированная стерильность оборудования пред­полагается в качестве лишь первого, но необходимого этапа. Последующее решение задачи требует выбора- обоснования режимов стерилизации с обязательным учетом свойств жидкостей, подвергаемых воздействию повышенных температур, и возможного изменения фи­зико-химических, биохимических, микробиологических и других характеристик этих жидкостей под влиянием температурно-временного фактора.

Проблема гарантированной стерильности жидкостей возникает уже на уровне лабораторий микробиологиче­ских производств при получении мелких серий питатель­ных сред, необходимых для приготовления посевного материала, а также для проведения различных микро­биологических анализов (оценка обсемененности целе­вых продуктов, воздуха, поверхностей оборудования и помещений, одежды работающего персонала и др.). Эта проблема усложняется при переходе к аппаратам, на которых должны воспроизводиться режимы, обеспе­чивающие успех на уровне лабораторий. Но если при­менительно к аппаратам периодического действия мож­но в какой-то мере использовать характеристики про­цесса автоклавирования, то в случае аппаратов не­прерывного действия, по-видимому, нужны иные под­ходы.

Одной из главных особенностей проблемы получе­ния стерильных жидкостей является сохранение после термического воздействия тех полезных свойств, кото­рые необходимы для успешного осуществления техно­логических процессов [2, 4, 47, 52, 68]. Очевидно, что при стерилизации питательных сред необходимо обес­печить их биологическую полноценность уіля целевых 85

микроорганизмов, которая зависит в одних случаях от содержания какого-либо термолабильного компонента (например, витамина), в других — от появления ин­гибирующих веществ (например, продуктов разложе­ния сахаров), а в третьих — от значения pH жидкости после стерилизации. По-видимому, следует учитывать, что отношение к повышенной температуре синтетиче­ских и так называемых природных питательных сред не будет одинаковым, а динамика изменения различ­ных свойств будет существенно отличаться. Если в пер­вом случае точно известен состав исходной питательной среды, то во втором, как правило, поддаются количест­венной оценке отдельные показатели (pH, содержание общего и аминного азота и др.), на основе которых нельзя дать исчерпывающей характеристики хотя бы химического состава среды (особенно после ее стери­лизации) .

Следует отметить и такую особенность: во многих инструкциях и регламентах не указаны характеристики питательных сред до и после стерилизации, а также допустимое их изменение, не влияющее на основные свойства. Это замечание в полной мере можно отнести и к многочисленным пеногасителям (кашалотовый жир, растительное масло, различные эмульсии полиси- локсанов и др.), свойства которых меняются в весьма широком диапазоне. Определенная ясность появилась в отношении условий стерилизации водных растворов не­которых сахаров благодаря анализу и обобщению ре­зультатов комплекса работ, проведенных главным об­разом в сахарной промышленности. Эти исследования посвящены изучению кинетики распада сахаров под влиянием повышенной температуры и некоторых допол­нительных факторов, например pH [47, 52].

К особенностям относится и различная обсеменен­ность жидкостей посторонней микрофлорой, зависящая от свойств самих жидкостей.

Например, меласса — хо­рошая среда для роста и развития многих микроорга­низмов, поэтому концентрация контаминантов в ней может достигать 1 • 10® клеток на 1 мл [123]. В то же время концентрация контаминантов в растворах саха­ров во многом зависит от концентрации последних. Из­вестно, что сахара при содержании их в среде 0,5—2% (масса/объем) используются в качестве питательных субстратов. При содержании 20—40% (масса/объем) эти же сахара угнетают рост микроорганизмов [46].

Жидкости, применяемые в технологии микробиоло­гических производств, часто отличаются друг от друга не только по концентрации посторонней микрофлоры, но и по ее видовому составу. Так, отмечено [123], что наиболее важными для стерилизации питательных сред являются споры анаэробных бактерий типа С. sporoge- леэ, аэробных бактерий рода Bacillus (В, subtilis, В. megatherium, В. mycoides, В. stearothermophilus). Вода рассматривается как источник анаэробных микро­организмов [73]. Однако в зависимости от условий по­лучения и предварительной обработки воды видовой состав и концентрация контаминантов могут меняться в широком диапазоне. Этот факт подтверждается и опытом работы многих микробиологических произ­водств.

В сахарах содержатся следующие микроорганизмы [58, 67]: Вас. pelasites, Вас. subthermophilus, Вас. fila- ris, Вас. glutinosus, а также микроорганизмы вида Leu- conostoc и лучистые грибы Actinomyces.

Весьма важен факт различной устойчивости одних и тех же микроорганизмов в разных жидкостях. Напри­мер, известно, что термическая устойчивость спор мик­роорганизмов в пеногасителях выше, чем в питательных средах [10]. Во многих случаях по-разному проявля­ется роль pH. Так, стерилизация водного раствора глюкозы при pH 3 способствует не только более бы­строй, чем в нейтральной среде, инактивации посторон­ней микрофлоры, но и большему сохранению сахара. В то же время для растворов сахарозы оптимальным для минимального разложения сахара является значе­ние pH, равное 8,5 [47].

Некоторые особенности жидкостей по-разному про­являются при периодическом и непрерывном способах стерилизации.

Это в первую очередь относится к раз­мерам частиц, включающих конгломераты микроорга­низмов, ПАВ и некоторые компоненты жидкости. Если при периодическом способе стерилизации эта особен­ность не имеет принципиального значения, то при не­прерывном способе она предопределяет успех или не­успех процесса [141, 159]. Важно отметить и такие особенности, как вспениваемость стерилизуемых жидко- 87

Таблица 15. Влияние термического воздействия на химические и физико-химические свойства раствора глюкозы [78]

Исходный Раствор глюкозы, об­работанный при
Показатель раствор

глюкозы

130 °С 160 °С
Редуцирующая способность в расчете на 100 93,4 78,5
глюкозу, %
pH 6,2 5,3 4,0
Пенообразующая способность, мм 0 0 6
Пеностойкость, % 0 0 46
Интенсивность окраски, условные еди­ 20 90 1330
ницы
стей и изменение их цветности. Представление об из-

менении некоторых свойств стерилизуемых растворов сахаров дает табл.

15. Весьма показательно, что после термической обработки при 160° С существенно изменя­ются пеностойкость и особенно цветность. Последняя, являясь весьма чувствительным тестом, свидетельству­ет о глубоких изменениях в растворе, не фиксируемых с помощью обычных характеристик.

Заметим, что при условиях, характерных для про­цессов термической стерилизации (130° С), pH меня­ется примерно на единицу. Этот факт необходимо учи­тывать на практике и корректировать значение pH с

Таблица 16. Значение энергии активации в процессах инактивации микроорганизмов и разрушения химических веществ [106, 135, 164]

л

ч

о

£

л

ч

о

£

Вещество Споры

Ч к

Фолиевая кислота 70,7 Вас. stearothermophilus 284,0

штамм 1518

d-Пантотелиловый спирт 88,2 Putrefactive anaerobe 318,0

№ СА 3679

Цианокобаламин 97,0 Cl. botulinum 344,0

Тиамингидрохлорид 109,0 Вас. stearothermophilus 7954 351,0

Уреаза 123,8 Вас. subtilis var. niger 294,0

Тростниковый сахар 92,0 Вас. mycoides 296,0

Аскорбиновая кислота 97,0 Вас. megatherium 207,0

Cl. sporogenes 370,0

учетом требований регламентов. Наконец, отметим та­кую важнейшую особенность, как существенная разни­ца в значениях энергии активации процессов инактива­ции микроорганизмов и разложения термолабильных компонентов стерилизуемых жидкостей (табл. 16). Во многих случаях такая разница служит основой для грамотного выбора способа (циклический или непре­рывный) и режима стерилизации.

5.2.

<< | >>
Источник: Матвеев В. Е.. Основы асептики в технологии чи­стых микробиологических препаратов. — М.: Легка» и пищевая пром-сть,1981. — 312 с.. 1981

Еще по теме 5.1. Особенности термической стерилизации жидкостей:

  1. Е.Ф. Борисов. Хрестоматия по экономической теории / Сост. Е.Ф. Борисов. - М.: Юристъ, 2000. - 536 с., 2000