미생물의 성장

목차

1 세포생장의 개요

2 Population growth (집단의 생장)

3 Growth cycle of populations (집단의 생장주기)

4 생장의 측정

5 연속배양

6 생장에 미치는 환경의 영향

7 Effect of temperature on growth

8 Microbial growth at cold temperature

9 Microbial growth at high temperature

10 Microbial growth at low or high pH

11 Osmotic effects on microbial growth

12 Oxygen as a factor in microbial growth

본문내용

극단적인 호알카리성 세균: 오염성이며 원시세균
: 단백질분해효소와 같은 가수분해효소를 생산
산업적으로 유용
3) Neutrophile(호중성) : 일반적인 세균이 포함
11 Osmotic effects on microbial growth
물 모든 생명의 용매
물의 가용성(availability)
미생물 생장에 영향을 주는 중요한 인자
물과 염, 당, 다른 물질의 농도에 의존된다.
Water activity, Osmosis and halophile
O 물의 가용성 수분활동도(Water activity)로 표기 ( w)
O w = 물질 또는 용액표면의 공기중 증기압과
순수한 물 표면의 공기중 증기압의 비로 표현
= 0~1 (표 5.2에 대표적인 값을 나열)
O 물 : 물의 농도가 높은 곳(용질의 농도가 낮은 곳)
물의 농도가 낮은 곳( 용질의 농도가 높은 곳 )으로 이동
O 자연계에서 삼투효과
염의 농도가 높은 서식지에서 중요 --- 그림 5.19
바닷물 - 3%의 소금과 염류가 포함
- 해양성미생물은 해양에서 잘 생장, Na ion을 특이적으로 요구
: 호염성(halophile)라 한다.
1) Halotolerant(내호염성) : 수분활동도의 감소에 내성
: 용질이 제거되면 더 잘 자란다.
- 염성분이 존재시 성장이 억제되는 미생물
: 식품산업에서 염이나 당을 첨가하여 성장을 억제
2) Milhalophile(경호염성) : 1~6%의 NaCl 을 요구
3) Maderate halophile (중호염성) : 6~15%의 NaCl 을 요구
4) Extreme halophile(초호염성) : 15~30%의 NaCl 을 요구
5) Osmophile(호삼투성) :높은 당 농도에서 생장하는 능력을 가짐
6) Xerophile(내건성) : 건조한 환경에서 잘 생장하는 미생물
화합성 용질(Compatible solutes)
낮은 수분활성도 - 어떻게 생존할 수 있는 가?
배지에서 생존하기 위하여 세포내 용질의 농도를 증가 물을 흡수
무기이온의 흡수 또는 합성을 통하여 용질을 농축
화합성 용질(Compatible solutes) 표 5.3
: 원형질체의 수분활성도를 조절하기 위해 세포내에서 이용되는 용질
: 높은 수용성 당, 당알코올, 알코올류, 아미노산, 아미노산 유도체
: 초호염성 원시세균과 몇몇 세균 - Na+
예 1) 호염성 세균, Staphylococus 속
: 아미노산인 proline 을 화합성 용질로 이용
: 그 외 glycine betaine- 호염성 세균과 남조류에서 널리 이용
예 2) Ectothiorhodospira 속(광합성 세균)
: proline 유도체인 ectoine 을 이용
예 3) 호염성 녹조류인 Cunnaliella salina
: glycerol을 이용
12 Oxygen as a factor in microbial growth
미생물 산소에 대한 내성과 요구성이 다름
산소에 대한 작용에 따른 분류(표 5.4)
1) Aerobes : 산소로 생장을 하며 산소의 양이 많아도 내성이 있는 미생물
① Obligate (절대호기성) : 산소를 절대적으로 요구하는 미생물
② Facultative (통성혐기성): 산소를 요구하지 않지만 있으면 더 잘 자라는 미생물
③ microaerophile(미호기성) : 호흡시 산소가 낮은 농도일 때만 산소를 이용
2) Anaerobes(혐기성) : 호흡계가 없는 미생물은 산소를 전자수용체로 이용할 수 없다.
① Aerotolerant (내혐기성) : 산소를 이용하지는 못하지만 내성이 있는 미생물
② Obligate or stric(절대혐기성) : 산소에 의해 사멸되는 미생물
: 산소대사산물을 해독하는 능력이 없음
산소가 환원되면
: H2O2, O2-, OHㆍ을 생성 유해산물을 생성
- 혐기성 미생물 해독하는 능력이 없음
- 호기성 산물을 분해하는 효소를 가짐
미생물배양과 산소의 영향
호기성 미생물
- 빠른 산소의 소비로 통기를 해주어야함
(물에 대한 산소의 용해도가 낮음)
- 진탕배양, 공기를 공급
혐기성 미생물 - 산소를 제거
- 내기 혐기성(내성균) : 뚜껑을 막아 산소의 공급을 차단
- 절대혐기성 : 산소와 작용하여 물로 환원하는 환원제(reducing agent)를 첨가
: Thioglycoate
- Incubator로 resazurin 을 첨가 산소의 도달정도를 알 수 있음(그림 5.21)
- 간단한 배양장치 : anaerobic jar(N2와 CO2 혼합기체로 치환 - 물로 환원)
- Anaerobic glove boxes : 혐기성 배양장치 - 그림 5.22
유독한 형태의 산소
산소 - 전자수용체이며 강력한 산화제
- O3 : 가장 일반적인 상태의 산소
- O- singlet oxygen : 유독성분
: 분해시 세균 - peroxydase를 생성
- 광합성미생물의 carotenoid 색소 - 단일항 산소를 제거
: 호흡과정에서 생성되는 유해한 생성물 - 그림 5.23
- superoxidase anion, O2-
- hydrogen peroxide, H2O2
- Hydroxyl radical, OHㆍ
독성산소를 분해하는 효소
유독한 산소유도체를 파괴하는 효소 -- 그림 5.24
① Catalase : H2O2를 물로 전환
② Peroxydase : NADH 와 같은 환원력을 필요로함
③ Superoxide dismutase 와 catalase
Superoxide를 산소로 전환
젖산균(내기혐기성)의 경우
: Mn2+가 없는 효소복합체에 의해
Superoxide를 hydrogen peroxide와 산소로 전환
혐기성 미생물
혐기적 환경 - 진흙, 호수, 강 및 해양침전물 ... 다양한 환경이 존재
: 호흡과정에서 산소를 소비하고
H2나 H2S와 같은 환원성이 강한 물질을 생성
혐기성 서식지의 환원전위가 감소 무산소 상태를 형성
절대혐기성 생물
: 원생동물, 일부 곰팡이 및 세균
: 세균 - Clostridium 속, methanogens, Archaeans, 동물의 창자에 서식하는 세균
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키워드

미생물,   연속배양,   집단의 생장주기,   생작의 측정