Микробиология. Часть 2

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

«Казанский национальный исследовательский

технологический университет»

Е. А. Кузнецова, А. А. Князев

МИКРОБИОЛОГИЯ

Часть 2

Учебное пособие

Казань

Издательство КНИТУ

2019

УДК 579(075)
ББК 28.4я7

К89

Печатается по решению редакционно-издательского совета 

Казанского национального исследовательского технологического университета

Рецензенты:

д-р мед. наук, проф. Л. Н. Залялютдинова

канд. хим. наук Т. Н. Паширова

К89

Кузнецова Е. А.
Микробиология : учебное пособие : в 2 ч. Ч. 2 / Е. А. Кузнецова, 
А. А. Князев; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. –
Казань : Изд-во КНИТУ, 2019. – 80 с.

ISBN 978-5-7882-2277-6
ISBN 978-5-7882-2279-0 (ч. 2)

Рассмотрены действие физических и химических факторов на микро
организмы, методы стерилизации и дезинфекции. Представлены различные 
группы антисептических и дезинфицирующих средств, рассмотрены механизмы их действия на микроорганизмы. Дана характеристика современных 
антибактериальных препаратов. Описаны источники микробиологического 
заражения косметических продуктов и показатели безопасности парфюмернокосметической продукции. Для оценки качества усвоения изученного материала предложены тестовые задания с ответами.

Предназначено для бакалавров направления подготовки 18.03.01 «Хи
мическая технология», профиль «Химическая технология синтетических биологически активных веществ, химико-фармацевтических препаратов и косметических средств», изучающих дисциплину «Микробиология».

Подготовлено на кафедре технологии косметических средств.

ISBN 978-5-7882-2279-0 (ч. 2)
© Кузнецова Е. А., Князев А. А., 2019

ISBN 978-5-7882-2277-6 (общ.)
© Казанский национальный исследовательский 

технологический университет, 2019

УДК 579(075)
ББК 28.4я7

СОДЕРЖАНИЕ

Введение......................................................................................................5

1. ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ И ХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ 
НА МИКРООРГАНИЗМЫ.....................................................................6
1.1. Воздействие физических факторов....................................................6
1.2. Воздействие химических факторов ...................................................8
1.3. Стерилизация .......................................................................................9

1.3.1. Термический метод стерилизации.........................................10
1.3.2. Химический метод стерилизации..........................................13
1.3.3. Радиационный метод стерилизации......................................14
1.3.4. Фильтрационный метод стерилизации .................................15

1.4. Дезинфекция и антисептика .............................................................17

2. ДЕЗИНФИЦИРУЮЩИЕ И АНТИСЕПТИЧЕСКИЕ 
СРЕДСТВА ..............................................................................................18
2.1. Соединения металлов........................................................................20
2.2. Галогеносодержащие соединения....................................................22
2.3. Кислоты и щелочи.............................................................................23
2.4. Спирты и фенолы...............................................................................28
2.5. Альдегиды ..........................................................................................29
2.6. Окислители.........................................................................................30
2.7. Красители ...........................................................................................32
2.8. Поверхностно-активные вещества (детергенты)............................33
2.9. Средства природного происхождения.............................................34

3. АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫЕ ПРЕПАРАТЫ....................................38
3.1. Сульфаниламидные препараты........................................................38
3.2. Производные хинолона (хинолоны и фторхинолоны)...................39
3.3. Антибиотики ......................................................................................40

3.3.1. Пенициллины ..........................................................................43
3.3.2. Цефалоспорины.......................................................................46
3.3.3. Карбапенемы и монобактамы................................................48
3.3.4. Макролиды ..............................................................................49
3.3.5. Тетрациклины..........................................................................51
3.3.6. Левомицетин ...........................................................................51
3.3.7. Аминогликозиды.....................................................................52

3.3.8. Другие антибиотики ...............................................................54
3.3.9. Принципы назначения антибиотиков ...................................55
3.3.10. Осложнения антибиотикотерапии...................................... 57
3.3.11. Методы изучения чувствительности бактерий 
к антибиотикам ......................................................................................59

4. ИСТОЧНИКИ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО ЗАРАЖЕНИЯ 
КОСМЕТИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ И ТРЕБОВАНИЯ 
К ПАРФЮМЕРНО-КОСМЕТИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ...................61
4.1. Источники микробиологического загрязнения 
и антимикробная защита косметической продукции ...........................61
4.2. Микробиологический контроль безопасности
парфюмерно-косметической продукции................................................66

Тесты для самоконтроля ..........................................................................69

Список литературы...................................................................................78

ВВЕДЕНИЕ 

Основными целями 2-й части учебного пособия по микробиоло
гии являются помощь обучающимся в усвоении особенностей влияния
физических и химических факторов на микроорганизмы и ознакомление их с различными противомикробными средствами.

В результате изучения учебного пособия обучающийся должен 

ознакомиться с принципами и методами стерилизации и дезинфекции, 
овладеть знаниями о механизмах действия дезинфицирующих и антисептических средств, принципах назначения антибиотиков и возможных осложнениях антибиотикотерапии, получить представление о методах изучения чувствительности бактерий к антибиотикам для правильное назначения антибактериальной терапии при инфекциях. 

Рассмотрены источники микробиологического заражения косме
тических продуктов и требования к парфюмерно-косметической продукции. Микробиологическому контролю подлежат средства для ухода 
за кожей лица и тела, средства декоративной косметики, средства для 
ухода за волосами, парфюмерия и др. Обязательному микробиологическому контролю подлежит сырье природного и синтетического происхождения и другие компоненты, входящие в состав косметических 
средств (биологически активные вещества, эмульгаторы, консерванты).

Полученные при освоении материала знания позволят соблю
дать требования микробиологической безопасности и проводить оценку микробиологической чистоты косметической продукции, что имеет 
практическое значение для разработчиков косметических средств. 

Данное учебное пособие предназначено для бакалавров направ
ления подготовки 18.03.01 «Химическая технология», профиль «Химическая технология биологически активных веществ, химикофармацевтических препаратов и косметических средств», изучающих 
дисциплину «Микробиология».

1. ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ И ХИМИЧЕСКИХ 

ФАКТОРОВ НА МИКРООРГАНИЗМЫ

1.1. 
Воздействие физических факторов 

Основными физическими факторами, оказывающими влияние 

на микроорганизмы, являются температура, свет, электричество, высушивание, различные виды излучения и осмотическое давление.

Воздействие температуры. Различные микроорганизмы растут 

и размножаются при разных температурах. Для каждого вида микроорганизмов определена оптимальная температура развития. В зависимости от пределов этой температуры бактерии подразделяются на три 
группы: психрофилы, мезофилы и термофилы.

Психрофильные микроорганизмы способны расти и размно
жаться при температуре от 0 до 30–35 0С, а температурный оптимум 
для них составляет 15–20 0С. Психрофилы в основном являются обитателями северных морей, почвы и сточных вод.

Мезофильные микроорганизмы растут и размножаются при тем
пературе от 10 до 40–45 0С, температурный оптимум для них 30–37 0С. 
Мезофилы – это самая большая группа микроорганизмов. К ним относятся как патогенные микробы, так и сапрофиты.

Термофилы растут и размножаются при высоких температурах 

(от 35 до 70–75 0С), температурный оптимум составляет 50–60 0С. 
Микроорганизмы этой группы довольно часто встречаются в природе: 
почве, воде, теплых минеральных источниках, пищеварительном тракте животных и человека. Экстремально термофильные бактерии способны существовать при температурах от 40 до 93 0С и выше. Способность данных бактерий существовать при высоких температурах связана с особым составом липидных компонентов клеточных мембран, 
устойчивостью белков, ферментов и клеточных структур к воздействию температур.

При низких температурах клетка переходит в состояние анабио
за, в котором она может существовать длительное время. Так, эшерихии сохраняют жизнеспособность при −190 0С до 4 месяцев, возбудитель листериоза – при −10 0С до 3 лет. Низкие температуры приостанавливают гнилостные и бродильные процессы. На этом принципе 
основано сохранение продуктов в холодильниках. 

Высокая температура губительно действует на микробов. Чем 

выше температура, тем меньшее время необходимо для инактивации 

микроорганизмов. В основе бактерицидного действия высоких температур лежит разрушение ферментов за счет денатурации белков и 
нарушения осмотического барьера. 

Разные виды микроорганизмов обладают различной устойчиво
стью к высоким температурам, значительно отличается устойчивость 
спор и вегетативных клеток. Так, большинство вегетативных форм 
патогенных микроорганизмов гибнут при температуре 80–100 0С в течение одной минуты, а споры возбудителя сибирской язвы выдерживают кипячение более одного часа. 

Воздействие света. Видимый свет может угнетать рост и раз
множение многих микроорганизмов, в то же время положительно влияет на бактерии, которые используют свет для фотосинтеза. Бактерицидное действие солнечного света связано с образованием гидроксильных радикалов, в результате чего разрушаются вещества, входящие в состав клетки, происходит инактивация клеточных ферментов. 

Сапрофиты более устойчивы к воздействию света, чем патоген
ные микробы. Это объясняется тем, что они чаще подвергаются действию прямых солнечных лучей и более адаптированы к ним. Именно 
под воздействием солнечного излучения происходит самоочищение 
воздуха, верхних слоев почвы и воды. 

Ультрафиолетовое излучение. Оказывает бактерицидное дей
ствие. Механизм действия УФ-излучения заключается в его способности частично или полностью подавлять репликацию ДНК и повреждать РНК (особенно мРНК). УФ-излучение широко применяют для 
санации воздуха в различных лабораториях, медицинских кабинетах, 
а также в промышленных цехах. Для дезинфекции воздуха используются специальные лампы. 

Ионизирующее излучение. Бактерицидные свойства ионизиру
ющего (рентгеновского) излучения значительно ниже, чем бактерицидные свойства ультрафиолетового излучения. Гибель бактерий 
наступает только при облучении их большими дозами от 45 000 до 
280 000 рентген. Более того, получены данные, что воздействие небольших доз гамма-излучения на микроорганизмы, способны усилить 
их патогенные свойства. 

Механизм действия рентгеновского излучения заключается 

в поражении ядерных структур, в частности нуклеиновых кислот, что 
приводит к гибели микробной клетки или изменению ее генетических 
свойств (мутации). 

Электричество. Электрический ток малой и высокой частоты 

уничтожает микроорганизмы. Особенно сильным бактерицидным действием обладают токи ультравысокой частоты. Они приводят в колебание молекулы всех элементов клетки, вследствие чего происходит 
быстрое и равномерное нагревание всей массы клетки независимо от 
температуры окружающей среды. 

Механизм бактерицидного действия ультразвука заключается в 

том, что в цитоплазме микроорганизмов, находящихся в жидкой среде, 
образуется кавитационная полость, которая заполняется парами жидкости, в пузырьке возникает давление, что приводит к дезинтеграции 
цитоплазматических структур. Ультразвук используют для стерилизации пищевых продуктов и дезинфекции предметов. 

Аэроионизация. Аэроионы, несущие положительный или отри
цательный заряд, возникают в воздухе при искусственной или естественной ионизации. Наибольшее влияние на бактерии оказывают отрицательно заряженные ионы. Положительно заряженные ионы обладают менее выраженным бактерицидным действием, они способны 
задерживать рост и развитие микроорганизмов только в больших концентрациях.  Используют аэроионы для обеззараживания воздуха жилых помещений, цехов предприятий, медицинских учреждений. 

1.2. Воздействие химических факторов

Губительное действие химических веществ на микроорганизмы за
висит от времени контакта с микробами и концентрации вещества. Бактерицидное действие оказывают химические вещества различных групп: 
кислоты, щелочи, спирты, поверхностно-активные вещества, фенолы и их 
производные, соли тяжелых металлов, окислители, газообразные вещества и др. Механизмы их бактерицидного действия различаются. По механизму действия противомикробные средства подразделяются:

− на деполимеризующие пептидогликан клеточной стенки;
− повышающие проницаемость клеточной мембраны;
− блокирующие биохимические реакции;
− вызывающие денатурацию ферментов микробной клетки;
− окисляющие метаболиты и ферменты микроорганизмов;
− растворяющие липопротеиновые структуры;
− повреждающие генетический аппарат или блокирующие его 

функции.