Термоустойчивость бактериальных спор и факторы, ее определяющие, были достаточно подробно разобраны в работе Рогачевой «Стерилизация консервов» (1943).
В силу этого мы считаем возможным не задерживаться на данном вопросе, имеющем для некоторых производств существенное значение.
Термоустойчивоеть бактериальных спор прежде всего зависит от биологических особенностей той или иной культуры. Это можно хорошо иллюстрировать на примере мезофильных бактерий. Так, если при равных условиях опыта споры Bac. mycoides погибают при 100° в течение 2—3 минут, то для спор Bac. megatherium требуется около 15 минут, а для спор Bac. subtilis — около 10 часов. У отдельных штаммов одного и того же бактериального вида термоустойчивость спор может значительно варьировать.
Несмотря на только что отмеченное положение, существует общая тенденция, позволяющая утверждать, что с повышением температурного максимума развития у бактерий термоустойчивость их спор возрастает. Это делает понятным, почему у значительного числа теплрлюбивых бактерий споры обладают чрезвычайно большой устойчивостью к повышенной температуре. Подобное впечатление сложилось уже у первых исследователей термофильных бактерий.
Термоустойчивость спор термофильных бактерий интересовала весьма многих микробиологов. Этим вопросом занимались Рабинович (1895), Лакса (Laxa, 1898), Самес (Sames, 1900), Блэк и Теннер (Black a. Tanner, 1928) и др.
По свидетельству Бигелоу и Исти (Bigelow a. Easty, 1920), споры даже весьма близких форм термофильных бактерий сильно различаются по их отношению к повышенной температуре. По данному признаку они весьма напоминают мезофильных бактерий. Вместе с тем, среди термофилов нередко обнаруживаются культуры, дающие исключительно стойкие против термического воздействия споры. Их термоустойчивость намного превосходит споры мезофилов.
Блэк и Теннер, изучавшие значительное число термотолерантных бактерий, имевших температурный оптимум около 55°, установили, что споры разных видов этих микроорганизмов погибали за разный промежуток времени. Термостабильность отдельных культур термотолерантных бактерий сильно различается, и если некоторые виды погибают при кипячении через 4 минуты, то существуют формы, выдерживающие 100° в продолжение почти 30 часов.
Типичные (стенотермные) термофилы формируют более термоустойчивые споры. Некоторые исследователи, однако, далеко не одинаково обрисовывают их отношение к повышенной температуре. Так, например, время, необходимое для уничтожения спор этих бактерий при кипячении, определяется Христенсеном в 18 часов, Донком — в 17, Блау — в 20, Кроном — в 60 часов, Негром — в 20 минут.
Обобщение литературного материала, сделанное Бигелоу и Исти (1920), позволило им заключить, что споры типичных термофилов погибают лишь после кипячения в продолжение минимум 4 и максимум 54 часов. При 110° для полного их уничтожения требуется нагрев от 30 до 220 минут, а при 120°— от 3 до 20 минут.
Имевшиеся у Фейрера и Дамона (Feirer a. Damon, J.927) термофильные анаэробные бактерии погибали при 120° после 10-минутного прогрева.
В общем, мы вправе заключить, что весьма многие теплолюбивые бактерии образуют исключительно устойчивые к температуре споры.
Надо отметить, что на термоустойчивость спор бактерий сильно влияют условия выращивания культуры. Так, например, споры, полученные при повышенной температуре культивирования, более терморезистентны, чем образовавшиеся при пониженной температуре.
Робертсон (Robertson, 1927) полагает, что на терморезистентность спор значительно влияют химический состав и осмотические свойства среды, на которых выращивается культура. Стерилизующий эффект сильнее проявляется в кислой среде.
Сильно влияет на устойчивость бактериальных спор к температуре имеющийся в них запас воды. Это хорошо иллюстрируется опытом Люиса (Lewis), показавшим повышение температуры коагуляции альбумина при его обезвоживании.
В силу отмеченного созревшие и обезвоженные споры бактерий более стойки к повышенным температурам. Защитное действие при стерилизации оказывается находящимися в среде коллоидами и жирами.
Все сказанное делает понятным, почему питательные бактериологические среды, прошедшие стерилизацию, иногда остаются нестерильными в отношении термофильных бактерий.
Аналогичные факты отмечаются и в отношении консервной продукции, содержащей всегда некоторый процент нестерильных банок.
Совершенно очевидно, что при определении термоустойчивости спор разных бактерий необходимо соблюдать тождественные условия как в отношении выращивания культур, так и условий прогревания. Лишь при этом можно сопоставлять получаемые результаты.
Следует помнить, что в чистой культуре микроба встречаются клетки как более устойчивые, так и более лабильные к действию внешнего фактора. Поэтому вымирание бактериальных спор при нагревании следует рассматривать как процесс, идущий во времени. Так как при определении термоустойчивости отмечается момент полного вымирания клеток, то получаемые данные характеризуют свойства лишь наиболее устойчивых клеток культуры.
Плотные суспензии бактериальных спор более богаты термоустойчивыми клетками и труднее поддаются стерилизации. Поэтому при установлении термоустойчивости всегда надо работать с бактериальными взвесями тождественной плотности.
Предполагая, что относительная стойкость клеток и спор термофильных бактерий к нагреванию объясняется слабой проницаемостью их мембраны, Крон поставил опыты с весьма различными бактериями. Он сопоставлял действие разных красок на некоторые спороносные и неспороносные мезофилы, а также термофилы.
В результате своих исследований Крон заключает, что проницаемость клеток различных культур мезофильных бактерий более резко отличается, чем проницаемость клеток термо — и мезофилов.
Говоря об отношении спор термофильных бактерий к пониженной температуре, следует отметить, что, по данным Крона, они без существенного ущерба переносят холод.
Сезонные наблюдения, проведенные нами в природной обстановке с почвами, показывают на малую изменяемость числа термофильных бактерий за зимний период. Это определенно подтверждает значительную резистентность зародышей термофильных бактерий к пониженным температурам.