Mikrobų augimas. Temperatūra

http://www.popsci.com/blog-network/our-modern-plagues/building-design-influences-bacterial-growth

Baigėme ganėtinai ilgą ir sunkų metabolizmo skyrių. Pereisime prie kiek lengvesnio, bet labai svarbaus skyriaus apie mikroorganizmų augimą.

Mikroorganizmų augimas yra ląstelių skaičiaus, o ne ląstelės dydžio, augimas. Nors ir per savo gyvenimą atskiros mikroorganizmų ląstelės dydžiu padvigubėja, palyginus su augalų ar gyvūnų didėjimu, jis yra nereikšmingas. Mikrobai telkiasi į kolonijas (ląstelių grupės, kurios yra pakankamai didelės, kad galėtume pamatyti be mikroskopo), kurias sudaro šimtai tūkstančių ląstelių.

Mikroorganizmų populiacijos gali sparčiai didėti. Suprasdami mikroorganizmų augimui reikalingas sąlygas, galime kontroliuoti mikroorganizmų, kurie sukelia ligas ar maisto gedimą, augimą. Taip pat mes galime skatinti augimą tų mikroorganizmų, kurie mums yra naudingi ar norime juos geriau ištirti.

Nemažai bakterijų geba išgyventi nepalankiose aplinkose, formuodamos bioplėveles. Pavyzdyje matomos Serratia marcescens bakterijos bioplėvelę suformavo ant plastiko gabalėlio. Bioplėvelių formavimasis sukelia nemažai problemų, kurias aptarsime bioplėvelių įraše.

https://www.pinterest.com/pin/107101297361020698/

Tolimesniuose įrašuose aptarsime fizines ir chemines augimui reikalingas sąlygas, įvairias mitybos terpes, bakterinių ląstelių dalijimąsi, mikrobinio augimo fazes bei metodus, kuriais matuojamas jų augimas.

Augimui reikalingos sąlygos

Mikrobiniam augimui reikalingas sąlygas galima suskirstyti į dvi kategorijas: fizines ir chemines. Fizinėms priskiriama temperatūra, pH ir osmosinis slėgis. Cheminėms priskiriama anglies, azoto, fosforo, deguonies šaltiniai, mikroelementai ir organiniai augimo faktoriai.

Fizinės sąlygos. Temperatūra

Daugumai mikroorganizmų priimtinos tos pačios temperatūros, kaip ir žmonėms. Tačiau tam tikros bakterijos gali išgyventi ekstremaliose temperatūrose, kurios kelia trikdžių beveik visų eukariotinių organizmų išgyvenimui.

Pagal jiems priimtinas temperatūras, mikroorganizmai skirstomi į tris pagrindines grupes: psichrofilai (šaltį mėgstantys mikrobai), mezofilai (vidutinę temperatūrą mėgstantys mikrobai) ir termofilai (karštį mėgstantys mikrobai). Dauguma bakterijų auga tik tam tikrose joms priimtinose temperatūrose. Tarp jų minimumo ir maksimumo būna apie 30°C temperatūros skirtumas. Kiekviena bakterijų rūšis auga tam tikrose minimaliose, optimaliose ir maksimaliose temperatūrose. Minimali augimo temperatūra yra žemiausia temperatūra, kurioje mikroorganizmai gali daugintis. Optimali augimo temperatūra yra ta temperatūra, kurioje mikroorganizmai dauginasi geriausiai. Maksimali augimo temperatūra yra aukščiausia temperatūra, kurioje mikroorganizmai gali daugintis. Grafiškas mikroorganizmų augimo atsakas į temperatūrą rodo, kad optimali temperatūra yra artima maksimaliai temperatūrai. Aukštesnė, nei optimali, temperatūra drastiškai keičia mikroorganizmų augimą, nes sutrikdoma ląstelės fermentų veikla.

Temperatūrų intervalai ir maksimali augimo temperatūra, kuriais apibūdinami psichrofilai, mezofilai ir termofilai, nėra griežtai nubrėžti. Pavyzdžiui, pagal kilmę psichrofilams yra priskiriami organizmai, gebantys augti 0°C temperatūroje. Tačiau yra dvi skirtingos grupės organizmų, gebančių augti šioje temperatūroje. Vienos grupės, sudarytos iš griežtesnių psichrofilų, optimali augimo temperatūra yra apie 15°C. Dauguma šių mikroorganizmų yra labai jautrūs aukštesnėms temperatūroms, tad net nebeaugtų šiltesniame kambaryje (25°C). Tokie mikroorganizmai randami vandenyno gelmėse ar tam tikruose poliariniuose regionuose. Šie mikroorganizmai retai sukelia maisto gedimą. Kita grupė mikroorganizmų, gebančių augti 0°C, turi aukštesnę optimalią temperatūrą (20-30°C) ir negali augti aukštesnėje nei 40°C. Šio tipo mikroorganizmai yra labiau paplitę, nei prieš tai aprašyti, ir žymiai dažniau sukelia maisto gedimą, nes geba gerai augti šaldytuvo temperatūroje. Maisto mikrobiologai šiuos mikroorganizmus labiau linkę vadinti psichrotrofais.

Šaldytuvai yra populiariausias metodas namų sąlygomis ilgiau išlaikyti maistą nesugedusį. Tai yra pagrįsta tuo, kad žemose temperatūrose ženkliai sulėtėja mikroorganizmų dauginimasis. Nors mikroorganizmai išgyvena net šaldančiose temperatūrose (jie pasidaro neveiksnūs, kaip gyvūnai užmiegantys žiemos miegu), drastiškai sumažėja jų skaičius. Psichrotrofai žemose temperatūrose auga prastai (bet geriau, palyginus su kitais mikroorganizmais), tačiau, praėjus ilgesniam laikui, jie geba degraduoti maistą. Maisto sugedimą parodo matomų pelėsių atsiradimas, gleivės ant maisto paviršiaus ar pakitę skonis, kvapas ir spalva. Nustatyta teisinga šaldytuvų temperatūra ženkliai sumažins gedimo bakterijų augimą ir visiškai sustabdys beveik visų patogeninių bakterijų, augimą. Kai šaldytuvuose saugomas didelis kiekis maisto, reikia prisiminti, kad šaltis bus prasčiau palaikomas šaldytuve ir maistas trumpiau išliks tinkamas vartoti.

http://www.prevention.com/health/7-common-refrigerator-health-mistakes

Mezofilai, kurių optimali augimo temperatūra yra 25-40°C, yra labiausiai paplitęs mikroorganizmų tipas. Organizmų, kurie yra prisitaikę gyventi gyvūnuose, optimali augimo temperatūra dažniausiai yra panaši į jų šeimininko. Daugumos patogeninių bakterijų optimali augimo temperatūra yra 37°C. Mezofilams priklauso dauguma gedimo ir ligas sukeliančių mikroorganizmų.

Termofilai yra mikroorganizmai, gebantys augti esant aukštoms temperatūroms. Daugumos jų optimali augimo temperatūra yra 50-60°C. Jie sustoja augti temperatūrose, žemesnėse nei 45°C. Termofilinių bakterijų formuojamos endosporos yra neįtikėtinai atsparios karščiui ir gali išgyventi apdorojimą karščiu, kuris atliekamas konservuotiems produktams. Nors pasikeitusios laikymo sąlygos leidžia išgyvenusioms endosporoms sudygti, taip sugadindamos maistą, termofilinės bakterijos nesiejamos su visuotinėmis sveikatos problemomis. Termofilai yra svarbūs organiniuose kompostuose, kur temperatūra gali pakilti iki 50-60°C.

http://www.askaprepper.com/when-canned-foods-become-spoiled/

Kai kurių mikrobų, priklausančių archėjoms, optimali augimo temperatūra yra 80°C ar daugiau. Šie mikroorganizmai yra vadinami hipertermofilais arba ekstremaliais termofilais. Dauguma tokių organizmų gyvena karštosiose versmėse, siejamose su vulkaniniu aktyvumu. Dažniausiai jų metaboliniam aktyvumui reikalinga siera.

http://www.musee-afrappier.qc.ca/en/index.php?pageid=3382&image=3382_temperature

Sekit ir dalinkitės. Nauji įrašai kiekvieną pirmadienį, trečiadienį ir penktadienį. Iki kito susitikimo :)

chekas

Informacijos šaltiniai:

• Gerard J. Tortora, Berdell R.Funke, Christine L. Case. "Microbiology. An Indtroduction". 11th edition. p 153-156