Chapter 6: Microbial growth

Mikrobien kasvukäyrä suljettussa systeemissä kaikki solut stationäärivaihe hidastumusvaihe eksponentiaali- vaihe kuolin- vaihe Log elävien solujen lukumäärä lag- vaihe kiihtymis- vaihe Aika

Kasvu Lagvaihe Kiihtymisvaihe/akseleraatiovaihe eksponentiaalivaihe hidastumisvaihe stationäärivaihe kuolinvaihe

Kasvastus ja ravintoainekonsentraatio Kokonaismäärä (solulukumäärä tai mg/ml) Kasvunopeus Ravintoainekonsentraatio Ravintoainekonsentraatio

Logaritminen kasvu

Logaritminen kasvu esim. kahdentumisaika: 30 min. 1 bakteerista (2 x 10-11 g) tulee 1. vuorokaudessa: 2,8 x 1014 bakteeria (= 5,6 kg)

Logaritminen kasvu Solumäärä (x107) Aika (t) Lag- vaihe eksponentiaali- vaihe Solumäärä (x107) Lag- vaihe Aika (t)

Kaavoja N0 = alku bakteerimäärä Nt = bakteerimäärä aika (t) n = sukupolvit Nt = N0 x 2n esim. 1 x 210=1024 logNt = logN0 + (n x log2)  n =logNt-logN0/log2  n =logNt-logN0/0,301 keskiarvoinen kasvatus k = n/t (esm. sukupolvit/t) k= logNt-logN0/0,301t kahdentumis-/generaatioaika g=1/k (t/sukupolvi)

Esimerkki

Laskuesimerkki N0 = 1000 bakteeria = 103 t = 18t Nt = 100 000 000 000 = 1011 k = (log 1011 - log 103)/(0,301x18)  k = (11-3)/5,42 = 1,48 g = 1/1,48 = 0,68 t = 41 min/sukupolvi

Bakteerimäärän laskeminen, solulaskuri Bürker kammio 1/50 mm3 ( = 1/50 ml) bakt/mm3 = (bakt/neliö)x25x50 bakt/ml = (bakt/neliö)x25x50000

Bakteerimäärän laskeminen, maljausmenetelmä

Vesinäyte Most probable number (MPN) Todennäköisin lukumäärä

Bakteerimäärän laskeminen, absorbanssi

Bakteerimäärän laskeminen, virtaussytometria

Molekyylibiologiset tekniikat Kvantitatiivinen PCR Fluorescent In Situ Hybridisation (FISH)

Quorum sensing

Mikrobien kasvutus avoin systeemi: kemostaatti

Kemostaatti Arvo Laimennosnopeus Biomassa Generaatioaika Ravintoaine konsentraatio Laimennosnopeus

Ympäristö, veden aktivisuus aw= Plius Pvesi

Ympäristö, pH

Ympäristö, lämpötilla Ancylonema nordenskioldii

lämpötila (pH)/kasvu Optimi Kasvunopeus Minimi Maximi

lämpötila (pH)/kasvu Kasvunopeus Lämpötila (°C) Hypertermofiilit Mesofiilit Kasvunopeus Psychrotrofit Psychrofiilit Lämpötila (°C)

Ympäristö, happi Katalysaattori Redox indikatori

Anaeroobikaappi

Ympäristö, paine -6356 m

Ympäristö säteily

Ympäristö, säteily Gamma-säteily resistentti: UV Deinococcus radiodurans (30 000-50 000 Gy) Lactobacillus rhamnosus GG (800 Gy) Ihminen (1Gy) UV Lactobacillus rhamnosus GG (5 min.) O2  1O2

AVAINSANAT Säteilytoleranssi vesiaktiivisuus solulaskuri, maljaus-menetelmä, virtaussytometri, absorbanssi Quorum sensing Lag-, eksponentiaali-, stationääri-, kuolinvaihe k= logNt-logN0/0,301t g=1/k Kemostaatti asido-, neutro-, alkalofiilit psychro-, meso-, termofiilit anerobit, aerobit, mikroaerofiilit Barofiilit