عوامل موثر بر سرعت رشد باکتریها

 عوامل موثر در سرعت رشد باکتریها

 

تدوین: دکتر بابک براتی

مدرس دانشگاه, مولف کتاب آزمایشگاه میکروب شناسی و متخصص در زمینه بیوتکنولوژی ، میکروبیولوژی و نانوبیوتکنولوژی

 

*********************************** 

 

فعالیتهای وبلاگ

 

*********************************** 

 

آموزش میکروبیولوژی

 

برگزاری سلسله کارگاه های آموزشی

 

میکروب شناسی ، بیوتکنولوژی ، نانوبیوتکنولوژی

 

 برای دانشجویان، علاقمندان و دانش آموزان دبیرستانهای برجسته کشور

 

Email: barati1987@yahoo.com

 

دوستانی که برای تحقیقات و کارهای خود نیاز به مشاوره، راهنمایی و یا حتی اجرای کامل پروژه دارند و یا نیاز به آزمایش روی حیوان آزمایشگاهی و تهیه آن دارند با ایمیل یا موبایل اینجانب تماس حاصل نمایند.

 

  به فرازی از فعالیتها توجه نمایید:

 

  • طراحی و سنتز پپتیدهای (آنتی میکروبیال و ...) مورد نظر طبق درخواست شما
  • پذیرش پروژه های مستقل و مشترک در زمینه های میکروبیولوژی، بیوتکنولوژی میکروبی و نانوبیوتکنولوژی
  • برگزاری کارگاههای آموزشی نیمه خصوصی، خصوصی و گروهی در زمینه های میکروبیولوژی، بیوتکنولوژی میکروبی و نانوبیوتکنولوژی
  • مشاوره در انجام پروژه های بیولوژی، میکروبیولوژی، بیوتکنولوژی  و نانوتکنولوژی
  • پیشنهاد طرح و راهنمایی در انجام پروژه های تحقیقاتی در زمینه های بیولوژی، میکروب شناسی، بیوتکنولوژی و نانوبیوتکنولوژی
  • تدریس و آموزش دروس آزمایشگاهی میکروب شناسی ( قارچ شناسی، باکتری شناسی، میکروبیولوژی عمومی، میکروبیولوژی غذایی، میکروبیولوژی کاربردی و ...)
  • ارائه روش کار و چگونگی انجام آزمایش های بیولوژی، میکروب شناسی،  سلولی و مولکولی، مهندسی ژنتیک و نانوتکنولوژی
  • ارائه روش کار و چگونگی انجام آزمایش با حیوان آزمایشگاهی و تهیه ( خرید - فروش ) حیوانات آزمایشگاهی( موش - خرگوش - خوکچه هندی - ... )

 

 اگر برای تحقیقات و کارهای خود نیاز به مشاوره، راهنمایی و توضیح روش های کار دارید می توانید با ایمیل و یا تلفن اینجانب دکتر بابک براتی تماس حاصل نمایند.

 

            barati1987@yahoo.com               TEL: 09384198788

 

 

 

**********************************************************************************

 

عوامل موثر در سرعت رشد باکتریها

برای توسعه روشهای حفظ کالاهای فاسد شدنی و تشکیل محصول در فرآیند تخمیر تاثیر فاکتورهای محیطی بر روی سرعت رشد مورد مطالعه قرار گرفته ، از این رو سرعت فاکتور مهمی است . فاکتورهای موثر که بر روی سرعت واکنش های شیمیایی اثر می گذارند شامل : ماده اصلی قابل دسترس ، محصولات و پارامترهای فیزیکی مثل درجه حرارت ، PH ، فشار می باشد .

از این رو بعضی از واکنش ها به اکسیژن نیاز دارند در صورتیکه واکنش های دیگر توسط شرایط اکسیداسیون مهار می شوند ، پس غلظت اکسیژن پارامتر مهمی است .

آب بک حلال برای واکنش های داخل سلول است ، از این رو کاهش دادن آب قابل دسترس سلول ها روی سرعت رشد و نمو آن اثر می گذارد . هر موجود زنده به یک محدوده ویژه برای رشد و نمو نیاز دارد و برای هر پارامتر از قبیل درجه حرارت و PH یک حد مطلوب وجود دارد که حداکثر رشد در آن اتفاق می افتد .

میکروارگانیسم ها توسط تفاوت متابولیکی خیلی زیادی که دارند مشخص می شوند و آنها در زیستگاههای اکولوژیکی مختلفی ساکن می شوند .

بنابراین فیزیولوژیستهای میکروبی به هر دو مورد علاقه مند شدند که اگر میکروارگانیسم تحت تاثیر پارامترهای مختلف قرار بگیرد کدام سلول واکنش نشان می دهد و کدام خود را وفق می دهد .

مطالعات مخصوصی در مورد این میکروارگانیسم ها انجام شد که چطور این ها می توانند پایداری زیادی داشته باشند . ........................ (جهت حفظ اختصار بقیه مطالب حذف شده است!)

 

·     ماده غذایی قابل دسترس :

دو فاکتور غذایی وجود دارد که روی سرعت رشد اثر می گذارد :

1 . غلظت

2 . کیفیت

غلظت ماده غذایی روی سرعت رشد اثر می گذارد که در شکل 2.3 مشاهده می شود . ( حضور ترکیبات اصلی بیش از حد مجاز ) .

این منحنی اغراق آمیز است و می توان آن را توسط معادله تجربی نمایش داد . اثر آهنگ تغییرات روی سرعت رشد از معادله زیر پیروی می کند :

 

μ = μm ( )

 

μm = حداکثر سرعت رشد کسب شده در ماده غذایی مازاد .

S   = غلظت ماده محدود کننده رشد

Ks  = نصف حداکثر مقدار اشباع

از شکل 2.3 می توان فهمید که در حالت اشباع سلول ها در حداکثر سرعت رشد هستند . در غلظت اشباع سرعت رشد ویژه کاهش می یابد هرچند این کاهش قابل توجه نیست تا وقتی که غلظت پایین آید .

معادله شبیه معادله میکائیلیس منتن  می باشد که برای اندازه گیری سرعت واکنش هایی است که توسط آنزیم کاتالیز می شوند . درکل مقدار Ks بدست آمده برای سطح رشد خیلی پایین است.

2 μM و 20 μM برای قندها و 2nm برای آمینواسیدها که این منعکس کننده افنیته زیاد سیستم برای بالا بردن سطح است . می توان فهمید که در یک کشت معمولی سرعت ویژه رشد μ به μm نزدیک می شود تا زمانی که فاز رشد پایان یابد و یا مقدار اندکی از ماده اصلی رشد باقی مانده باشد .

دو پارامتر μm و Ks  درنتیجه رشد مهم هستند . این را می توان در شکل 2.4 دید .

یک موجود زنده ( با یک μm بالا ) در غلظت بالای ماده غذایی رشد می تواند شریع رشد کند در غلظت پایین ماده اصلی رشد سریع تر اتفاق می افتد که مزیتی که دارد افنیته زیاد می باشد ( Ks پایین ) .

کیفیت ماده غذایی محیط کشت جزء اصلی کشت است . سرعت رشد یک میکروارگانیسم در یک محدوده وسیع به پیچیدگی محیط کشت بستگی دارد . از روی جدول 2.1 می توان فهمید که باکتری salmonella typhimurium  می تواند روی یک محیط کشت ساده مثل یک منبع کربن و انرژی ( لیزین و گلوکز ) و مخلوط نمک غیرآلی که عناصر لازم N و P و S را آماده می کند رشد کند .

منابع کربن سرعت رشد ویژه را نسبت به دیگر منابع بالا می برند .

مواد مرکب انرژی لازم برای واکنش های ضروری سلول را آماده می کنند و کربن برای رشد سلول متابولیزه می شود . با افزایش ماده اولیه در محیط کشت ( برای مثال اضافه کردن مخلوط آمینواسید ) سرعت رشد افزایش می یابد ، برای تشکیل و سنتز جسم جدید از پیش ماده درون سلول ها به انرژی نیاز است که این انرژی از راههای گوناگون بدست می آید . ( سنتز پروتئین ، RNA ، غشاء ، Cell Wall و غیره ) .

درآزمایشگاههای مختلف برای بدست آوردن سرعت های رشد گوناگون ، محیط های مختلف آماده می کنند مثل تزریق آبگوشت که این روش بطورمعمول استفاده می شود . اطلاعات بدست آمده را باید ثبت کرد . همه میکروارگانیسم ها به غلظت بالای ماده غذایی پاسخ نمی دهند . باکتری الیگوتروف ( که در محیط های آبی بسیار وجود دارد ) نمی تواند در غلظت بالای ماده غذایی رشد کند . این باکتری ها روی وسایل بکاربرده شده رشد نمی کنند . باکتری های الیگوتروف خود را به محیط های غذایی خیلی کم از قبیل آب شور وفق داده اند و سیستم های کارآمدی دارند که توسط آن ماده غذایی محیط را تغلیظ می کنند .   ........................ (جهت حفظ اختصار بقیه مطالب حذف شده است!)

 

·     درجه حرارت  :

درجه حرارت یک فاکتور محیطی متغیر مهمی است که بر رشد میکروب ها اثر می گذارد . هر میکروارگانیسم یک محدوده مشخص دما دارد که می تواند در آن رشد کند . بیشتر میکروارگانیسم های یوکاریوتی در دمای 45 درجه می میرند ، اگر چه بعضی از قارچ ها می توانند بالای 60 درجه رشد کنند . در حقیقت باکتری ها بین 90 تا 7- درجه رشد می کنند . باکتری هایی که در نزدیک چشمه های گرم اعماق دریا زندگی می کنند حداکثر در دمای 120 درجه می توانند رشد کنند .

برای یک موجود زنده یک حداقل ، یک حد مطلوب و یک حداکثر دمای رشد وجود دارد . گفتن حد مطلوب سخن غلطی است بجای آن نزدیک حداکثر درجه حرارت مناسب است .

موجود زنده طبق درجه حرارت به 3 گروه تقسیم می شود این ها بطور قراردادی تعریف شده اند و در حقیقت منعکس کننده پاسخ طبیعی میکروب ها به درجه حرارت های مختلف نیست . 

سرمادوست ها : این گونه ها قادر هستند در 0 درجه رشد کنند و درجه حرارت مطلوب آنها زیر 20 درجه است . گونه های باکتری سرمادوست ها شامل : ( مخصوصا سودوموناس ها ، فلاوباکتریوم ، آکروموباکتر ، میکروکوکوس ها و گونه های serratia ) ،  مخمرها ، قارچ ها و برخی جلبک ها است. آنها به آرمی در درجه حرارت زیر 0 درجه رشد می کنند به شرطی که آب در محیط کشت بطور کامل یخ زده نباشد .

مزوفیل ها : حد مطلوب درجه حرارت این باکتری ها بین 20 و 37 درجه است و شامل : میکروارگانیسم های معمولی هستند که در انسان ، حیوان و پاتوژن های گیاهی هستند .

ترموفیل ها : این باکتری ها در درجه حرارت بالای 40 – 50  درجه رشد می کنند و شامل برخی سیانوباکترها ، آکتینومیست ها و گونه هایی از باکتری های باسیلوس و کلستریدیوم است .

ترموفیل ها در موادی که با خاک در تماس هستند یا در محیط های خیلی داغ از قبیل استخرهایی با درجه حرارت بالا ، مکان هایی مثل چشمه های آب گرم رشد می کنند .  ........................ (جهت حفظ اختصار بقیه مطالب حذف شده است!)

 

چطور درجه حرارت بر سرعت رشد اثر می گذارد ؟

 سرعت یک واکنش شیمیایی با درجه حرارت طبق معادله زیر بدست می آید :

LogV = + عدد ثابت  

V = سرعت

R = ثابت گازها

ΔH = انرژی فعال سازی

T = درجه حرارت مطلق

این ها یک خط نقطه چین می دهند

/ 0 نظر / 75 بازدید