Фізичні фактори впливу на життєдіяльність м.О.: температура середовища, променева енергія, радіоактивне випромінювання, ультразвук.

Температура середовища - один із основних факторів, який визначає можливість та інтенсивність розвитку мікроорганізмів. Кожен мікроорганізм може розвиватися лише у певних межах температури. Для одних ці межі досить вузькі, для інших - відносно широкі та обчислюються десятками градусів. Для кожного організму розрізняють три кардинальні точки: мінімум - температура, нижче якої не відбувається ріст мікроорганізмів, максимум - температура, вище якої ріст не відбувається; оптимум - найкраща температура для росту мікроорганізмів. Психрофіли, або холодолюбиві мікроорганізми, добре ростуть при відносно низьких температурах. Для них характерні: мінімум у межах від - 10 до 0 ^оС, оптимум 10 - 15 ^оС і максимум близько 30 ^оС. До них відносять, наприклад, організми, що живуть у ґрунті полярних країн, у північних морях, океанах, на охолоджених і заморожених продуктах. Термофіли, або теплолюбиві мікроорганізми, краще розвиваються при відносно високих температурах. Температурний мінімум для них не нижче 30 ^оС, оптимум 55 - 65 ^оС, максимум близько 70 - 80 ^оС, а для деяких і більше. Мезофіли - мікроорганізми, для яких температурний мінімум близько 5 - 10 ^оС, оптимум 25 - 35 ^оС, максимум у межах 45 - 50 ^оС. Одні мезофіли є термостійкими, тобто здатними розвиватися при відносно високих температурах (50 - 60 ^оС), а інші - холодостійкими, або психротрофними, тому що можуть розвиватися при температурах, близьких до 0 ^оС і навіть трохи нижче. Більшість бактерій, грибів та дріжджів, у тому числі багато збудників захворювань і отруєнь людини, відносять до мезофільних організмів. Серед термофілів і психрофілів переважають бактерії. Оптимальні та граничні температури для мікроорганізмів зазвичай відповідають оптимальним та граничним температурам активності їх ферментів. Установлено, що у холодостійких мікроорганізмів ферменти, зокрема ферменти енергетичного обміну, термочутливі. Променева енергія. Вплив на мікроорганізми різних форм променевої енергії проявляється по-різному. У основі дії лежать хімічні або фізичні зміни, які відбуваються у клітинах мікроорганізмів та у навколишньому середовищі. Вплив променевої енергії підпорядковується загальним законам фотохімії - зміни можуть бути викликані тільки поглиненими променями. Отже, для ефективності опромінення велике значення має проникна здатність променів. Ультрафіолетові промені. Ці промені є найбільш активною частиною сонячного спектра, яка обумовлює його бактерицидну дію. Вони мають високу енергію, достатню для того, щоб викликати фотохімічні зміни у молекулах субстрату або клітини. Найбільшою бактерицидною дією характеризуються промені із довжиною хвилі 250 - 260 нм. Ефективність впливу УФ-променів на мікроорганізми залежить від дози опромінення. Крім того, велике значення має характер субстрату, що опромінюється: його рН, ступінь обнасінення мікробами, а також температура. Дуже малі дози опромінення навіть стимулюють окремі функції мікроорганізмів. Ультрафіолетовими променями дезінфікують повітря холодильних камер, лікувальних і виробничих приміщень. Обробка УФ-променями протягом 6 год. знищує до 80 % бактерій і плісняви, які перебувають у повітрі. Такі промені можуть бути використані для запобігання інфекції ззовні при розливі, фасовці та пакуванні харчових продуктів, лікувальних препаратів, а також для знезаражування тари, пакувальних матеріалів, устаткування, посуду (у підприємствах громадського харчування). Останнім часом бактерицидні властивості УФ-променів успішно застосовують для дезінфекції питної води. Більш ефективна обробка з ультразвуком. Для деяких продуктів (наприклад, для вершкового масла, молока) стерилізація УФ-променями неприйнятна, тому що у результаті опромінення погіршуються смакові та харчові властивості продуктів. Радіоактивне випромінювання. Розщеплення атомних ядер радіоактивних елементів супроводжується випромінюванням α-променів, β-променів (високошвидкісні електрони) і γ-променів (короткохвильові рентгенівські промені). Характерною ознакою радіоактивних випромінювань є їх здатність викликати іонізацію атомів та молекул (утворюються позитивно й негативно заряджені іони), яка супроводжується руйнуванням молекулярних структур. Мікроорганізми значно радіостійкіші, ніж вищі організми. Смертельна доза для них у сотні тисяч раз вища, ніж для тварин. Дуже малі дози активізують деякі життєві процеси мікроорганізмів, впливаючи на їх ферментні системи, вони викликають спадкові зміни властивостей мікробів, що призводять до появи мутацій. структури й функції клітини мають неоднакову чутливість. Чутливі до дії іонізуючих випромінювань багато ферментних систем, мембранні структури, ядерний апарат, особливо ДНК, що впливає на функцію розмноження. Радіостійкість різних мікроорганізмів коливається в широких межах. Для вегетативних клітин бактерій згубна доза опромінення γ-променями лежить у межах від 10 тис. до 200 тис. рад, а для деяких - навіть 1 млн. рад (табл. 9). Чутливі до опромінення кишкова паличка, протей та сальмонели - збудники харчових отруєнь. Мікрококи відрізняються підвищеною стійкістю. Особливо радіостійкі спори бактерій, для їх загибелі необхідна доза від 500 тис. до 5 млн. рад. Однак такі дози викликають небажані зміни властивостей багатьох продуктів: кольору, запаху, смаку, рослинні продукти розм'якшуються. Тому розроблено дози γ-випромінювань для часткового знищення мікроорганізмів у продуктах. Таку обробку нестерилізуючими дозами називають радуризацією. Опромінення дозами у межах від 0,2 до 0,6 Мрад, не погіршує якості продуктів, у сотні раз знижує їх обнасінення мікроорганізмами та значно подовжує строк зберігання, особливо при комбінації з холодом. Ультразвук. Ультразвуком називають механічні коливання із частотами більш 20 000 коливань у секунду (20 кГц). Коливання такої частоти перебувають за межами чутливості людини. УЗ-хвилі можуть поширюватись у твердих, рідких та газоподібних середовищах. Вони мають велику механічну енергію й викликають ряд фізичних, хімічних та біологічних явищ. Згубно діє на мікроорганізми УЗ тільки певної потужності, нижче якої навіть тривала їх дія не призводить до летального (смертельного) ефекту, а викликає певні зміни морфологічного та фізіологічного характеру. УЗ малої потужності прискорюють деякі фізіологічні процеси, підвищують ферментативну активність, викликають механічний поділ скупчень клітин. Бактерицидна дія ультразвуку починає проявлятися при інтенсивності 1,0 - 0,5 Вт/см² та частоті коливань порядку десятків кілогерц. більш чутливі, ніж дріжджі, при цьому кокоподібні форми більш стійкі, ніж паличкоподібні. Спори бактерій значно стійкіші, ніж вегетативні клітини, дикі дріжджі більш разистентні, ніж культурні. УЗ широко застосовують у різних областях техніки та технології багатьох галузей народного господарства. Проводяться дослідження по застосуванню УЗ-енергії для стерилізації питної води, харчових продуктів (молока, фруктових соків, вин), миття та стерилізації.