Pasteuriseren en steriliseren, autoclaaf en droogsterilisator

Lees hier hoe je met snelkookpan en oven kunt steriliseren.

Verhitting is erg effectief om micro-organismen te doden. Tijdens het verhitten gaan de eiwitten kapot en worden ze onwerkzaam. Dit gaat het beste in de aanwezigheid van water: hydrolyse, de grote macromoleculen (eiwitten) vallen tijdens verhitting met opname van watermoleculen in stukjes (aminozuren) uit elkaar.
Eiwitten in de vorm van enzymen zijn onmisbaar ze verzorgen de stofwisseling, opbouw, energievoorziening, transport van de cel.

Pasteurisatie:(desinfectie door verhitting).
Gewone cellen gaan al dood door te koken. Een milde verhitting bij ongeveer 70 °C doodt de meeste bacteriecellen en wordt gebruikt om bijvoorbeeld melk langer houdbaar te maken en de eventuele ziekteverwekkers te doden. Dit is pasteurisatie.
De sporen gaan niet dood, de melk is niet steriel.

Sterilisatie:
De hitteresistentie van sporen maakt hogere temperaturen noodzakelijk om iets te steriliseren , dus vrij van levende micro-organismen te maken

De autoclaaf of snelkookpan
Dit is een pan die na verwijdering van alle lucht luchtdicht wordt afgesloten. Vervolgens veroorzaakt de aanwezige stoom een overdruk. Hierdoor stijgt het kookpunt van water en kunnen temperaturen boven de 100ºC worden bereikt. Het gevolg is dat ook de sporen afsterven. Op het lab wordt meestal bij 121ºC gesteriliseerd.
Met de autoclaaf (is grote snelkookpan) worden alle hittebestendige materialen gesteriliseerd. Voorwaarde is wel dat lucht weg kan en stoom erin kan doordringen, zo kan olie niet in de autoclaaf gesteriliseerd worden. Verpak voorwerpen niet luchtdicht, de lucht uit een fles of buis moet kunnen ontsnappen en de stoom moet overal kunnen komen, dus geen petrischalen strak in aluminiumfolie verpakken.Grote massieve voorwerpen die slecht ontlucht kunnen worden zijn ongeschikt zoals kussens en matrassen. Ook raken papier, textiel en watten doorweekt. Voor dergelijk materiaal zal de stoom moeten worden afgezogen en worden vervangen door droge lucht. Dit is het geval bij grote ziekenhuisautoclaven.

Het temperatuurverloop in de autoclaaf

Kijken we naar het temperatuurverloop in de autoclaaf nadat de verwarming aan is en de lucht verwijderd dan zien we het volgende:

 

temperatuurverloop in de autoclaaf

 In de grafiek zijn verschillende fasen te onderscheiden:

1.De opwarmtijd van de omgeving, dit is de tijd nodig om de inhoud van de pan, dit is de omgeving van het voorwerp,dus de stoom, op de gewenste temperatuur brengen.
De lengte ervan hangt af van de (grootte van de) autoclaaf en de verwarmingscapaciteit.

2.De opwarmtijd van het voorwerp, dit is de tijd nodig om het voorwerp op de gewenste temperatuur te brengen. Deze is afhankelijk van de lading in de autoclaaf, de hoeveelheid materiaal, maar vooral van het volume van het te steriliseren medium. Hoe kleiner de porties hoe korter de opwarmtijd. Het duurt korter langer het centrum van. een fles met 1 liter medium op temperatuur te krijgen dan een buisje met 10 ml medium. Het is daarom beter om media in niet te grote hoeveelheden te maken. Vloeibare media bij voorkeur in de flesjes of buizen waar ze later ook in nodig zijn. Dus direct in hun ‘eindbestemming’ steriliseren.

De werkelijke sterilisatietijd, dit is de tijd die nodig is om het gewenste sterilisatieresultaat te bereiken, het wordt ook wel de minimale sterilisatietijd genoemd. Dit is de sterilisatietijd die berekend wordt en nodig is om een gewenst eindresultaat te bereiken.

2 en 3 samen zijn de totale sterilisatietijd, dus de tijd vanaf het moment dat   de pan op druk is tot het moment dat de verwarming wordt uitgezet.

Daarna volgt de afkoeltijd, wat opvalt is dat de omgeving sneller afkoelt als het voorwerp, zo kan het zijn dat de omgeving al kouder is dan 100C en het voorwerp nog warmer dan 100C.

Hieronder is nog eens te zien wat het effect van een groter volume is op de sterilisatietijd:

Volume Opwarmtijd fles/buis
In minuten

Sterilisatietijd In minuten
10-100 ml 5 15
100-500 ml 12 15
500-1000 ml 20 15
10.000 ml 45 15

Let op! Bij flessen in de autoclaaf/snelkookpan altijd wachten tot de druk uit zich zelf is gedaald, dus gas uit en wachten! (dit in tegenstelling tot huis-tuin- en keukengebruik)

zie ook action maze en filmpjes voor sterilisatie van een voedingsbodem

De droogsterilisator (oven)

Op het laboratorium is er voor(leeg) glaswerk de droogsterilisator.

Andere materialen zoals kunststoffen zijn vaak niet bestand tegen de hoge sterilisatie temperatuur die nodig is in een droogsterilisator.

Toch kunnen ook papier en watten in de droogsterilisator gesteriliseerd worden, Een andere toepassing is de sterilisatie van olie en vet .

  • De verschillen tussen droogsterilisator en autoclaaf

    Hoewel beide apparaten door verhitting voorwerpen steriliseren zijn er toch verschillen. Het betreft:
    • De toepassingen. In de droogsterilisator/oven kunnen geen waterige vloeistoffen zoals verdunningsvloeistoffen en media gesteriliseerd worden.
    • De sterilisatietemperatuur,
    • De sterilisatietijd, deze is bij de droogsterilisator een stuk langer dan bij de autoclaaf.

    De oorzaak is de wijze van verhitten:

    Bij de autoclaaf wordt stoom gebruikt. Deze verhitting in aanwezigheid van water is veel effectiever dan droog verhitten zijn doordat micro-organismen dan veel gevoeliger zijn. De eiwitten en DNA/RNA kunnen met water gehydrolyseerd worden. Bij droge verhitting worden de eiwitten geoxydeerd wat meer energie kost. Daarnaast is de warmte-overdracht door middel van stoom een stuk sneller dan de warmte-overdracht door middel van lucht.

Tijd-temperatuur combinatie nodig voor het
doden van 106 sporen van
Bacillus stearothermophilus
Vochtig verhitten, autoclaaf Droogsterilisator
Tem-
peratuur
Tijd Tem-
peratuur
Tijd
100ºC 20 uren    
110ºC 2,5 uur    
115ºC 50 minuten    
121ºC 15 minuten 121ºC 8 uren
125ºC 6,5 minuut    
130ºC 2,5 minuut    
    140ºC 2,5 uur
    160ºC 1uur
    170ºC 40 minuten
    180ºC 20 minuten

 

Lees hier hoe je met snelkookpan en oven kunt steriliseren.