nimetus: kasvule Üliõpilased: Robert Risti ja Luise Tiks Õppejõud: Tiina Õpperühm: YASB52 Kuupäev: 14.10.2013 Randla Tallinn 2014 SISSEJUHATUS Erinevate mikroorganismide kasvukiirus ja fermentatsioon sõltub keskkonnatingimustest (temperatuurist, pH-st, keskkonna koostisest jne). Enamik liike on neutrofiilid (eelistavad neutraalset keskkonda) ja mesofiilid (eelistavad temperatuurivahemikku 20-45 C. Leidub ka organisme, kes elavad äärmuslikes oludes neid nimetatakse ekstremofiilideks. Null-kraadi lähedal kasvavad psührofiilsed, kuuma käes termofiilsed ja ekstreemselt kuumades tingimustes hüpertermofiilsed organismi. Äärmuslikult happelisi tingimusi eelistavad atsidofiilid, leeliselisi alkalofiilid. Organisme, kes vajavad elutegevuseks hapnikku nimetatakse aeroobideks (obligaatsed aeroobid
Obligatoorsetele anaeroobidele on hapnik mürk. Mõned obligatoorsed anaeroobid on kääritajad, teised liigid saavad energiat anaeroobse hingamisega, mille korral on elektronide lõppaktseptoriks hingamisel hapniku asemel mõni muu anorgaaniline molekul. 15. Millistesse rühmadesse jaotatakse bakterid temperatuuri vajaduse ja taluvuse järgi? Ekstremofiilid on bakterid, kes taluvad hästi äärmuslikke keskkonnatingimusi, nad kuuluvad enamasti arhede hulka. Psührofiilid -10…30; opt 5-15 Mesofiilid 10...48; opt 25-38 Termofiilid 40...70; opt >45 Hüpertermofiilid 65...113; opt >80 16. Millised bakterite rühmad on enim esindatud magevees ja millised merevees? 17. Kuidas mõjub pH bakteritele ja arhedele? Millistesse rühmadesse bakterid pH nõudluse alusel jaotatakse? • Otsene – mõjutab pH rakkude pinnalaengut ja selle kaudu rakkude adhesiooni • Kaudne – ainete lahustuvuse kaudu. Näiteks madala pH tingimustes väheneb CO lahustuvus vees ja see ei sobi autotroofidele. Mõnede
oksüdeerimisel, · Lõpp-produktid on happed, alkohol ja süsinikdioksiidid · Paljudes fermenteerimisprotsessides kasutatakse piimhappebakterid. · Piimhappebakterite käärimise lõpp-produktid omavad mitte ainult head säilivust, vaid ka omapärast maitset, tekstuuri ja aroomi. · Toidu toksilisus võiks ka alaneda fermentatsiooni abil , Nagu marineeritud ingveri tootmisel (GARI) Piimhappebakterite metaboolne aktiivsus · Mesofiilid · Võivad kasvada 4.0-4.5 pH juures, · Tüved vajavad kasvamiseks aminohappeid ja B vitamiini. · Kõik piimhappebakterid toodavad piimhappet heksoosidest. Energiat nad saavad substraadi tasemel fosforüülimise kaudu · Piimhappe L(+) või D(-) . · Näiteks Lb. bavaricus L (+) Saksamaal kasutatakse hapukapsa tootmises · Peab teadma, et D(-) piimhappe ei metaboliseerita inimestel ja seda ei tohi kasutada lapse ja noorte ratsioonis.
aga temp tundlikud · Temp tõustes teatud piirini ensümaatilised reaktsioonid kiirenevad (kiireneb kasv) ja temp alanedes reaktsioonid aeglustuvad (aeglustub kasv), kuid alates teatud maxtemp toim reaktsioonide kiiruse järsk vähenemine ja ensüüm inaktiveerub · Temp mõju juures peab arvestama seda et ensümaatilised reaktsioonid toimuvad vesilahuses (0-100°Cni) · Mikroobe jagatakse: Mesofiilid o Leidub sooja kliimaga maade mullas, mõõduka ja troopilise kliimaga maade veekogudes, inimese ja loomade soolestikus o 10°- 48°C Psührofiilid e krüofiilid o -10°- 30°C o Saab eraldada merevees, külmunud mullast ja toiduainetest o Põhjustavad toiduainete riknemist madalatel temperatuuridel
Füsikokeemilised - Keskkonna veesisaldus: Veesisaldusel keskkonnas on suur mõju mikroobide elutegevusele. Mikroobid ise sisaldavad oma rakkudes juba ligikaudu 7585% vett ja veega võetakse toitained rakku ning veega väljutatakse sealt jääkained. Mikroobid võivad areneda ainult sellistes keskkondades, kus on vaba vett. Kasvuks vajaliku minimaalse vee vajaduse järgi võib mikroorganisme jaotada järgnevalt: hüdrofiilid armastavad vet; mesofiilid keskpärase veevajadusega; kserofiilid taluvad märkimisväärselt ka kuivust. Mikroorganismidele on tähtis mitte veesisalduse absoluutväärtus vaid selle kättesaadav osa, mida väljendatakse vee aktiivsusega ja tähistatakse aw. NB! Vee aktiivsus, mitte veesisaldus määrab ära mikroobide kasvuks vajaliku vaba vee kättesaadavuse alumise piiri. aw = n1 / n1 n2 Kus n1 ja n2 on vastavalt lahusti ja lahustunud aine moolide arvud
Nt aromaatsete bakterite hulka kuulub leuconostoc cremoris, mida kasutatakse piimatoodetele eeskätt võile iseloomuliku aroomi andmiseks. Osade mikroobide kaasabil saadakse sõnniku, taimede ja tööstusjäätmete kääritamisel metaani. 16. Füüsikaliste välistegurite mõju mikroorganismide elutegevusele Optimaalse kasvutemperatuuri järgi jaotuvad mikroobid viide rühma: Psührofiilid- min 5, opt 5-15, max 20. psührotroofid- min 0, opt 20-30, max 35. mesofiilid- min 15-20, opt 30-40, max 45. termofiilid- min 40, opt 55-65, max 72. hüpertermofiilid- min 67, opt 90- 100, max 113. Kiirgusenergiatoimib mikroobidele nii rakusiseste kui ka keskkonnas toimuvate füüsikaliste või keemiliste muutuste kaudu. Kiirituse efektiivsus sõltub kiirte läbivusvõimest, sest muutusi kutsuvad esile neelduvad kiired.Valgusvajalik ainult fotosünteesivatele bakteritele. Infrapunased kiiredon suure lainepikkusega kiired
Niiskusereziim mullas muutub sõltuvalt aastaajast ja kevadel pärast lume sulamist või sügisel rohkete sademete korral kannatab muld liigniiskuse all, mis omakorda mõjutab mulla õhustatavust ja seega mikroobide arengut. Liigne kuivus põhjustab häireid mikroobide toitumisel ja mikrobioloogilised protsessid mullas on jällegi pidurdunudMikroorganismide elutegevust ja arengut mullas mõjutab oluliselt temperatuur. Enamik mikroobe meie muldade mikroflooras on mesofiilid ja psührotroofid. Seega sobivaimaks temperatuuriks nende arengul on 20 30 °C. Temperatuuril alla 10 °C paljude mikroobiliikide areng pidurdub, kuid ei lakka vaid kestab veel ka näiteks karbamiidi või orgaaniliste ainete poolest rikkas sõnnikus 3 kuni 6 °C juures edasi. Muldade kultuuristamine so. nende väetamine kas orgaanilise või mineraalväetistega hoogustab samuti mikroobide kasvu ja mikrobioloogilisi protsesse. Väetamine näiteks sõnniku või kompostiga
Bakterite jaotus temperatuurieelistuse järgi - miinimum optimum maksimum psührofiilid -10º....0º 5º....20º 30º....35º psührofiilid 0º....10º psührotroofid 0º....30º mesofiilid +10º 25º....40º 40º....45º termofiilid +40º 50º....60º 75º+... Bakterite suhe soolsusesse - Keskkonna kõrgema soolasisalduse korral toimub raku plasmolüüs tsütoplasma läheb raku seina küljest lahti, rakk tõmbub kortsu, on anabioosis (pole surnud, on soodsatel tingimustel võimeline elutegevust taastama). Liiga vähese soolsuse korral vesi tungib rakku, rakk läheb lõhki
juuresolekul, hajutatud päikesevalguses, 20-25C juures. Mikroobidele on pigmentide moodustumine tähtis seetõttu, et nad funktsioneerivad hingamisprotsessis vesiniku akseptorina ja kaitsevad mikroobe UV-kiirguse eest. 15. Füüsikaliste välistegurite mõju mikroorganismide elutegevusele. Optimaalse kasvutemperatuuri järgi jaotuvad mikroobid viide rühma: Psührofiilid- min 5, opt 5-15, max 20. psührotroofid- min 0, opt 20-30, max 35. mesofiilid- min 15-20, opt 30-40, max 45. termofiilid- min 40, opt 55-65, max 72. hüpertermofiilid-min 67, opt 90- 100, max 113. Kiirgusenergia–toimib mikroobidele nii rakusiseste kui ka keskkonnas toimuvate füüsikaliste või keemiliste muutuste kaudu. Kiirituse efektiivsus sõltub kiirte läbivusvõimest, sest muutusi kutsuvad esile neelduvad kiired.Valgus–vajalik ainult fotosünteesivatele bakteritele. Kõik bakterid kasvavad hästi
neljast erinevast tsoonist. Aktiivne N2 sidumine toimub tsoonis, kus paikneb leghemoglobiin. Sltuvalt nooduli tbist eksporditakse NH3 vi glutamaati, aspartaati, priine peremeestaime rakkudesse. Noodulite moodustumise puhul on tegemist peremeestaime spetsiifilisusega: maaphklil vivad nooduleid moodustada mitmed erinevad Bradyrhizobiumi liigid, Lhis-Ida hernesordid ei nakatu Euroopa hernesortidel kasvavate Rhizobiumi liikidega. Vajalikud keskkonnatingimused: mulla neutraalne pH, mesofiilid, fosfor- ATP, molbdeenja raud-nitrogenaas ja leghemoglobiin, kaltsium. 65 % pllumajanduses kasutatavast lmmastikust on saadud bioloogiliste protsesside tulemusel. Frankia moodustab nooduleid katteseemnetaimedel lepp (Alnus), mrt (Myrica), Purchia; Azolla/Anabaena (veesnajalg + tsanobakter Anabaena azollae); seob kuni 2 kg N ha-1 pevas, madal C/N suhe, kasutatakse riisipldude vetamiseks Aasias. Samblikud - seen + tsanobakter. 1.3. VVLIRINGE
parandab mulla aeratsiooniresziimi, seega enamik mulla mikroobide kasvu. Niiskusereziim mullas muutub sõltuvalt aastaajast ja kevadel pärast lume sulamist või sügisel rohkete sademete korral kannatab muld liigniiskuse all, mis omakorda mõjutab mulla õhustatavust ja seega mikroobide arengut. Mikroorganismide elutegevust ja arengut mullas mõjutab oluliselt temperatuur. Enamik mikroobe meie muldade mikroflooras on mesofiilid ja psührotroofid. Seega sobivaimaks temperatuuriks nende arengul on 2030°C. Mikroobide elutegevusel on suur tähtsus mulla viljakuse kujundamisel ja ainete looduslikus ringes. Orgaanilised ained kas taime jäänuste või surnud loomade kujul sattudes mulda mineraliseeritakse. Süsiniku, lämmastiku, fosfori ja teiste elementide orgaanilised ühendid, mis on taimedele vastuvõtmatutes vormides, muudetakse mikroobide abil nüüd neile vastuvõetavateks.
Jääkristallid lõhuvad raku struktuure. Membraanide olek ka tähtis. 3 tähtsat temperatuuri: Tmin- temperatuur, millest madalamal mikroob ei kasva. Tmax- temperatuur, millest kõrgemal mikroob ei kasva. Topt- temperatuur, mille juures mikroobi kasvukiirus on suurim. Mikroobirühm Tmin (°C) Topt (°C) Tmax (°C) Psührofiilid -10 0 5-15 25-30 Mesofiilid 10 25-38 40-48 Termofiilid 40 >45 70 Hüpertermofiilid 65 >80 116 Obligatoorsed psührofiilid- Tmax on alla 20°C. Mesofiilid Leidub sooja kliimaga maade mullas, mõõduka ja troopilise kliimaga alade veekogudes, inimese ja loomade soolestikus. E. coli, Alcaligenes, Pseudomonas, Staphylococcus. Psührofiilid e
võivad kõikuda veel ka sõltuvalt teistest keskkonnatingimustest (pH, toitaineline kooslus jne): P. fluorescens 4 2530 40; S. aureus 6 3037 46; Thermus aquaticus 40 7072 79. Mikroobid jaotatakse 5 rühma optimaalse kasvutemperatuuri piiride järgi: psührofiilid <0 515 20; psührotroofid 0 2030 35; mesofiilid 1520 3040 45; termofiilid 40 5565 72; hüpertermofiilid 67 90100 113. Siinjuures oleks otstarbekas rõhutada, et ka külmalembeste mikroobide kasvu madalamaks temperatuuripiiriks on vee külmumistemperatuur, s.o puhtal veel 0 °C ja mereveel 2,5 °C. Kuigi madal temperatuur takistab mikroobide kasvu, ei pruugi ta olla letaalne. Seda on võimalik ära kasutada mikroobide säilitamisel. Nimelt
0 Streptococcus pneumoniae 6.5 7.8 8.3 Nitrobacter sp 6.6 7.6-8.6 10.0 Kohanemine keskkonna temperatuuriga Mikroorganismid on võimelised kasvama sisuliselt kõikjal, kus leidub vett vedelal kujul, sõltumata temperatuurist. Seega bakterid võivad kasvada keskkonnas, mille temperatuur kõigub -20 kuni 120 C. Vastavalt temperatuurioptimumile jaotatakse bakterid kolme peamisesse rühma: psührofiilid, mesofiilid ning termofiilid. Mesofiilideks nimetatakse baktereid, mille kasvuoptimum on eukarüootide kehatemperatuuri sarnane, umbes 37 C. Baktereid, mille kasvuoptimum on 50 60 C, nimetatakse termofiilideks. Hüpertermofiilidel on kasvuoptimum 85 C juures ning nad taluvad kuni 120 C. Psührofiilideks nimetatakse baktereid, mis on võimelised kasvama 0 C juures, kuigi kasvuoptimum on 5 10 C. Psührotroofideks nimetatakse baktereid, mis on
annaabi.ee 
