Fizinės sąlygos. pH ir osmosinis slėgis

https://www.pinterest.com/pin/412994228305963248/
pH
Dauguma bakterijų geriausiai auga siaurame pH intervale, kuris yra artimas neutraliam (6,5-7,5). Pelėsiai ir mielės yra mažiau jautrūs pH ir gali augti platesniame pH reikšmių intervale, tačiau jų optimumas yra žemesnis nei bakterijų (pH 5-6). 

http://foodingredients.treetop.com/resource-library/white-papers/clearing-hurdles-with-real-fruit-ingredients/
Tik nedaugelis bakterijų geba augti labai rūgščioje aplinkoje, kurios pH yra mažesnis už 4. Todėl ir tokie maisto produktai kaip rauginti kopūstai, agurkėliai ir dauguma sūrių yra apsaugoti nuo gedimo –  vykstant jų gamybai, bakterinės fermentacijos metu, išskiriamos rūgštys. Šarminė aplinka taip pat stabdo mikrobinį augimą, bet ji retai naudojama maisto apdorojimui.

Tačiau yra ir tokių bakterijų, kurių augimui rūgštys netrukdo. Bakterijos, kurios neįtikėtinai toleruoja rūgštinę aplinką, yra vadinamos acidofilais. Pavyzdžiui, vienas tipas chemoautotrofinių bakterijų, kurios randamos anglies kasyklų vandens drenažuose ir sierą oksiduoja į sieros rūgštį, gali išgyventi aplinkoje, kurios pH yra 1.

Laboratorinėmis sąlygomis bakterijos dažnai gamina rūgštis, kurios vėliau trukdo jų pačių augimui. Tam, kad būtų neutralizuotos susidariusios rūgštys ir palaikomas tinkamas pH, į augimo terpių sudėtį įeina cheminiai buferiai, pavyzdžiui, į kai kurių terpių sudėtį įeina peptonai ir aminorūgštys, atliekantys buferio vaidmenį. Fosfato druskos, kurios bakterijoms yra netoksinės, įeina į daugumos terpių sudėtį, nes puikiai demonstruoja buferines savybes. Jos taip pat suteikia ląstelėms fosforo – būtinos maistinės medžiagos.

https://en.wikipedia.org/wiki/Osmotic_pressure
Osmosinis slėgis
Mikroorganizmai beveik visas jiems reikalingas maistines medžiagas gauna iš juos supančios aplinkos (vandeninio tirpalo). Jų ląstelių sudėtyje yra 80-90% vandens. Osmosinis slėgis, susidarantis toje membranos pusėje, kurioje yra didesnė medžiagų koncentracija, skatina ląstelei reikalingo vandens judėjimą.

http://2015.igem.org/Team:UFSCar-Brasil/plasmolise.html

Kai mikroorganizmas yra aplinkoje, kurioje ištirpusių medžiagų koncentracija yra didesnė, nei ląstelėje (aplinka yra ląstelei hipertoninė), ląstelėje esantis vanduo pro plazminę membraną šalinamas į aukštos koncentracijos tirpalą. Šis osmosinis vandens netekimas sukelia ląstelės citoplazmos susitraukimą arba kitaip plazmolizę. Plazminės membranos atsitraukimas nuo ląstelės sienelės stabdo mikroorganizmų augimą, todėl osmosinio slėgio pakėlimas, į mikroorganizmus supančią aplinką pridėjus druskų ar kitų tirpinių, yra naudojamas apdorojant maisto produktus, tokius kaip sūdyta žuvis, medus ir saldintas kondensuotas pienas. Aukšta druskų ar cukrų koncentracija „atima“ vandenį iš mikrobinių ląstelių ir užkerta kelią jų augimui.

Kai kurie mikroorganizmai, vadinami ekstremaliais halofilais (mėgstantys druską), adaptavosi prie aukštų druskų koncentracijų, todėl jų augimui druskos yra reikalingos. Tokius mikroorganizmus galima pavadinti obligatiniais (būtinas, privaloma) halofilais. Tokių sūringų vandenų, kaip Negyvoji jūra, mikroorganizmams reikia beveik 30% druskų tirpalo, o inokuliavimo kilpelė (prietaisas, kuriuo bakterijos yra perkeliamos laboratorinėmis sąlygomis) prieš perkeliant mikroorganizmus turi būti panardinta į prisotintą druskų tirpalą. Fakultatyviniams (nebūtinas, laisvai pasirenkamas) halofilams, kurie yra labiau paplitę nei obligatiniai, nereikia tokių aukštų druskų koncentracijų, bet jie vis tiek geba augti iki 2% druskų koncentracijoje, kuri stabdo daugumos mikroorganizmų augimą. Kelios rūšys fakultatyvinių halofilų toleruoja 15% druskų koncentracijas.
https://biology.stackexchange.com/questions/20835/does-osmosis-take-place-in-prokaryotic-cells

Tačiau dauguma mikroorganizmų yra auginami terpėse, kurios pagal koncentraciją yra beveik kaip vanduo. Pavyzdžiui, agaro (kompleksinis polisacharidas, gaunamas iš jūrų dumblių), kuris naudojamas sustingdyti mitybinėms terpėms, koncentracija yra apie 1,5%. Jei naudojama ženkliai didesnė koncentracija, padidėjęs osmosinis slėgis gali stabdyti bakterijų augimą.
Jei osmosinis slėgis yra neįprastai žemas (aplinka yra hipotoninė), pavyzdžiui, distiliuotas vanduo, tai daugiau vandens iš išorės patenka į ląstelės vidų, nei išeina iš jos. Kai kurie mikroorganizmai, turintys silpnas ląstelių sieneles, gali suplyšti – įvyksta jų lizė.





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 156-158

Komentarų nėra:

Rašyti komentarą

Follow by Email