Bestrijden en vermijden van micro-organismen

In heel veel situaties zijn micro-organismen ongewenst: ziekenhuizen, levensmiddelenbedrijven, de eigen keuken maar ook op het lab.

Dus bestrijden en vermijden.

En vermijden is voorkomen dat ze ergens terecht komen (hygiene en besmettingen) maar vooral door voorkomen dat een bacterie gaat groeien, want dat kunnen ze razendsnel zowel buiten als in ons lichaam.

En dan de bestrijding dus hoe verminder je het aantal als ze er al zijn?

Bestrijden kan door verhitten, bestralen, met behulp van chemische stoffen (en door filtratie= verwijderen).

Het resultaat kan zodanig zijn dat een product steriel wordt :

Sterilisatie
is het zodanig behandelen van materiaal dat er na afloop geen levende (d.w.z tot groei in staat zijnde) micro-organismen meer aanwezig zijn. Mestal vindt sterilisatie plaats door extreem te verhitten. Maar ook chemische sterilisatie is mogelijk voor voorwerpen die niet tegen verhitten kunnen en voor (werk)ruimtes.

Er kan ook sprake zijn van desinfecteren:

Desinfectie
is het zodanig behandelen van materiaal dat na afloop ervan het materiaal geen ziekte (infectie) veroorzaakt. In dit geval hoeven niet alle micro-organismen gedood worden maar worden ze wel zodanig in aantal verminderd dat het materiaal veilig gebruikt kan worden. Desinfectie vindt plaats als sterilisatie niet haalbaar is: Het materiaal is niet bestand tegen sterilisatie. Ook kan sterilisatie niet zinvol zijn: Het materiaal wordt direct na behandeling weer blootgesteld aan besmetting

Welke bestrijdingsmethode je ook kiest er is altijd sprake van een zelfde afstervingspatroon, de exponentiele afname:

Het afsterven van micro-organismen.
Wanneer een product een voor micro-organismen schadelijke behandeling ondergaat zullen de aanwezige micro-organismen afsterven. Maar niet allemaal tegelijk!
In welke mate dit gebeurt en met welke snelheid kan men aflezen in een afstervingscurve:

afname aantal
Grafiek 1. Afstervingscurve van Clostridium sporogenes bij 121ºC Let op het betreft hier een half-logaritmische grafiek. Het aantal micro-organismen ( 1 soort!)op de verticale as is logaritmisch weergegeven! De tijd op de horizontale as normaal. Je ziet dat er een rechte lijn ontstaat.
In deze  voorbeelden wordt verhitting als schadelijke behandeling genoemd. Bij andere schadelijke handelingen vindt een vergelijkbare afsterving plaats.
In de grafiek kun je zien hoe lang verhit moet worden om het aantal sporen van 105 tot 104 te laten dalen. Verder zie je dat het vervolgens net zo lang duurt om van 104 naar 103 te gaan.

Je ziet dus dat er een vast percentage dood gaat per minuut, de eerste stappen gaan er dus heel veel dood en de laatste stap heel weinig. Dit is moeilijk voor te stellen, waarom niet elk tijdstip evenveel of allemaal tegelijk dood ?

Hoe het echt verloopt begrijp je het beste door de volgende opgave even uit te voeren:

Vul onderstaande tabel in met behulp van de gegevens uit bovenstaande grafiek:

Tijdstip Aantal sporen
0 minuut  
1 minuut  
2 minuten  
3 minuten  
4 minuten  
5 minuten  

vul nu de volgende tabel in:

Tijdvak Aantal micro-organismen aan het begin van het tijdvak Aantal micro-organismen aan het eind van het tijdvak Aantal micro-organismen dat afsterft in het tijdvak
1e minuut      
2e minuut      
3e minuut      
4e minuut      
5e minuut      

De decimale reductietijd, ook wel D-waarde, is de tijd nodig om 90% van de bacterien/ sporen te laten afsterven. De D-waarde is sterk afhankelijk van de omstandigheden (met name de wateractiviteit). Je kunt dus niet een vaste D-waarde voor een micro-organisme vaststellen. Wel kun je bacteriesoorten onderling vergelijken onder dezelfde omstandigheden en dan hebben sporevormers de hoogste D-waarde en binnen de sporen is er ook weer een rangorde.

Opgave: 
Wat is in bovenstaand voorbeeld de decimale reductietijd?
Wanneer zijn er 0 micro-organismen?

De decimale reductietijd verschilt per verhittingstemperatuur.
Hoe hoger de temperatuur, hoe korter de decimale reductietijd. Hieronder staat een grafiek met daarin twee afstervingscurven van hetzelfde micro-organisme maar bij verschillende temperaturen.

afname aantal snel en langzaam

Afstervingscurven van C.sporogenes bij 121ºC en 115ºC

Oefenopgaven:
Hoeveel micro-organismen zijn er na 3 minuten bij 121ºC? 
Hoeveel zijn er na 3 minuten bij 115ºC?
Wat is de decimale reductietijd bij 121ºC?
Wat is de decimale reductietijd bij 115ºC?Op tijdstip 0 zijn er 106 micro-organismen per ml in een zojuist gemaakte (100ml) fles bouillonagar. D121 = 1 minuut. Hoelang moet een bij 121ºC verhit worden om 1 spore op 1000 flessen (van 100 ml) over te houden? Als er één spore per 1000 flessen aanwezig is kun je ook zeggen dat er een kans van 1 op 1000 is dat je na sterilisatie een “mislukte” fles hebt.
Uitleg oefenopgave:
Bij beide onderstaande methoden om de opgave te maken moet je erop letten dat de eenheden op elk tijdstip gelijk zijn. Als je begint met aantal micro-organismen per ml, dan moet je dat ook bij het eindresultaat van de verhitting doen. Dus niet 1 spore op 1000 flessen maar noteren hoeveel sporen er per ml zijn!

Methode 1: Met een grafiek
Maak een grafiek waarbij je log aan micro-organismen uitzet tegen de tijd. Je kunt een grafiek maken omdat je op één tijdstip het aantal micro-organismen weet en je weet de decimale reductietijd. Dus je kunt ook een tweede punt tekenen, bijvoorbeeld 1 minuut later zijn er 105 sporen per ml. Door deze twee punten trek je een rechte lijn en klaar is je grafiek. In deze grafiek mag het aantal micro-organismen ook beneden de 0 dalen! Sterker nog! Het moet zelfs. Je start met 106 micro-organismen per ml en je gaat toe naar 1 spore op 100.000 ml. En dat is gelijk aan 10-5 spore per ml. In de grafiek zie je dan dat deze reductie van 106 maar 10-5 11 minuten duurt.

(zie ook voor filmpje waar met excel de decimale reductietijd wordt bepaald)

Methode 2: Kijk naar het aantal decimale reducties dat plaats vindt,
dat is gelijk aan de “afname van de exponent”, deze daalt van +6 naar –5 = 11 decimale reducties. Je weet dat 1 decimale reductie 1 minuut duurt, dus duren 11 decimale reducties 11 minuten.

Volgende onderwerpen: