Etiket Arşivleri: Mikroorganizma

Mikroorganizmalar ve Biyokimyasal İşlevleri

MİKROORGANİZMALAR VE BİYOKİMYASAL İŞLEVLERİ

1. Su Ortamındaki Mikroorganizmalar ve Biyokimyasal İşlevleri

Sulardaki mikroorganizma popülasyonu suyun içerdiği organik maddelerin bileşiminden çok etkilenmektedir. Örneğin; protein, çürütme bakterilerinin aşırı gelişmesini sağlarken, selüloz ise selüloz parçalayıcı bakterilerin çoğalmasına neden olur. Suda yaşayan bitkilerin ve hayvanların metabolizma ürünleri de aynı şekilde canlıların üremesini, gelişmesini olumlu veya olumsuz etkilemektedir. Su ortamında tuzların ve organik maddelerin yanısıra az miktarda çözünmüş C02, N2 ve 02 gibi gazlar da bulunmaktadır. Bunların çözünürlükleri artan sıcaklıkla ters orantılı olarak değişir. Ayrıca su veya sediment ortamında oluşan biyokimyasal işlemler sonucu çok sayıda gaz açığa çıkar. Bunlardan 02 yeşil bitkilerin asimilasyonunda, C02 solunum da, N2 denitrifikasyonda, H2S desülfürifikasyonda ve hidrokarbonlar (CnHm) ise fermentasyon anında açığa çıkar ve suya karışarak çözünürler. Obligat aerob mikroorganizmalar yalnız 02 varlığında yaşarlarken, mikroaerofil organizmalar ise düşük 02 konsantrasyonunda da optimal gelişmeyi gösteriler. Fakültatif mikroorganizmalar hem aerob, hem de anaerob ortamda yaşabilmektedirler. Obligat anaeroblar da yalnız anaerob koşullarda gelişebilmektedir.

Sitokromların ve katalazların bulunmayışı sonucu H202 artar birikir ve obligat anaeroblara toksik etki yapar. Sularda yaşayan mikroorganizmaların büyük bir çoğunluğunu fakültatif anaerob mikroorganizmalar oluşturur. Obligat anaeroblar ise oksijensiz hipolimniyonlarda ve çürük çamurla da yaşarlar. Obligat aerob organizmalar için moleküler oksijenin yaşam için büyük önemi vardır. Aerob nitrifikasyon bakterileri, Nitrosomonas europaea, 30oC de tamamen 02 doyma noktasından 1 mg 02/lt miktarına azalıncaya kadar nitrifikasyonu yürütmektedirler. Nitrat bakterileri, Nitrobacter winogradskyi ise 2 mg 02/lt miktarına düşünceye kadar işlevlerine devam etmektedir (Schöberl ve Engel 1964). 02 miktarının bu sözü edilen değer-lerin altına inmesi halinde oksidasyon hızı azalır. Nitrosoco-cus oceanus’un amonyağı nitrite oksitliyebilmesi için 02 kon-santrasyonu en az 0.08mg 02/lt olmalıdır (Grundersen 1966). Obligat aerob bakterilerinin çok az 02, mikroaerofillerin ise fazla 02 bulunması durumunda gelişmelerinde kısıtlılık olur. Oksijence fakir sularda popülasyon değişimi çok az olur. Buna karşılık 02 fazla bulunduran sularda zengin popülasyon gelişmesi görülür. Suda çözünmüş olarak bulunun moleküler N2 mikroorganizmalara pek etki etmez. C02 fototrof ve kemotrof organizmalar tarafından özellikle az miktardaki karbon heterotrof bakterileri ve mantarlar tarafından kullanmaktadır. (Wood ve Styernhalm 1962). Sulardaki bitki yaşamı C02, H2C03, C03 sistemleri tarafından yönlendirilmektedir. Bu sistemde suyun pH’ı, atmosferdeki C02′ in kısmi basıncına ve sıcaklığına bağlıdır (Round 1968).

1.1. Biyolojik Etmenlerin Sulardaki Mikroorganizmalara Etkileri

Fiziksel ve kimyasal etmenler kadar biyolojik etmenler de, mik-roorganizma gelişmesinde olumlu veya olumsuz etki gösterirler. Organizmalar ya karşılıklı olarak birbirlerini desteklerler (Synergismus) ya da birbirlerini engellerler (Antagenismus). Yaşam kavgası açısından mikroorganizmaların hem kendi aralarında hem de başka canlılarla besin maddesi rekabeti büyük önem taşımaktadır. Bakteriler ve mantarlar, protozoalara besin maddesi olmaktadırlar. Çeşitli parazit mikroorganizmalar bakteri ve mantarların yaşamına asalak olark girmekte ve sonuçta onların yok olmalarına bile neden olabilmektedirler (Rheinheimer, 1975). Belirli besin maddeleri ortamda en hızlı ve çabuk olan canlı tarafından alınmaktadır. Bir canlının metabolizması sırasında ortama verdiği ürünler (antibiyotik vs) veya pH değişikliği başka canlıların gelişmesini engelleyebilmektedir. Bazı besin maddeleri de bir çok türün ortak etkisi ile alınabilir duruma geçmektedir. Örneğin Escherichia coli ve Protens vulgaris ancak ortaklaşa Laktoz-üre ortamını değerlendirebilmektedirler. E.coli laktozu parçalarken, Proteus vulgaris de ürenin yerini almaktadır. Ayrışma ürünleri her seferinde diğer organizmalar tarafından değerlendirilmekte ve birbirlerini tamamlamaktadırlar (Schwartz 1961). Aşırı yaşam koşullarında besin maddesine karşı rekabetin pek önemi yoktur. Zaten böyle durumlarda çok az tür sayısına ve hatta sadece bir türe bile rastlanabilmektedir. Aynı şey par-çalanması güç olan maddeler (selüloz, kitin (Chitin), hidrokarbonlar, fenol v.b.) içinde geçerlidir. Gerek sulurda, gerekse sedimentlerdeki bazı canlılar mikroorganizmaları besin
maddesi olarak kullanmaktadırlar. Hatta bazıları çok yüksek değerli protein içeren bakteri ve mantarlardan beslenmektedirler. Bu durum aşırı beslenmiş göllerde, pissu yükü altında kalmış akan sularda ve kıyılarda görülmektedir. Protozoaların büyük bir kısmı kısmen bakterilerden geçinirler. Tek tür bakteri ile beslenmesi zararlı olmakta, karışık tür beslenmesi daha iyi bir gelişme sağlamaktadır. Devamlı belirli tür bakterinin besin olarak protozoalara verilmesi onların ölmelerine neden olmaktadır. Bakterilerin metabolizma ürünleri burada zehir etkisi yapmaktadır. Metazoaların bir çoğu da bakteri ve mantarları besin maddesi olarak kullanmaktadırlar. Bu bilhassa filtrasyonlu beslenme uygulayan hayvanlarda görülmektedir. Örneğin süngerler bakterileri almakta ve sindirmektedirler. Aylarca bakteri ile beslenen hayvanların geliştikleri gözlenmiştir. Zooplanktanlar da mikroorganizmaları besin olarak almaktadırlar. Buradan da görüldüğü gibi bakteri yiyen hayvanlar suların mikroorganizma popülasyonunu etkilemektedir. Bunların görünmesi demek bakteri sayılarının azalması anlamına gelmektedir. Bakteri yiyenler azalana kadar bakterilerin azalması devam eder ve bakterilerin çoğalması daha sonra yeniden başlamaktadır. Bütün canlıların başına gelen virüs, bakteri ve mantarlar tarafından hücuma uğrama olayına aynı şekilde suda yaşayan mikroorganizmalar da yakalanmaktadır. Gerek deniz gerekse iç sularda bakterilerin hücreleri, bakteriophag viruslar tarafından parçalanmaktadır. Phagen-DNA’sı bakteri üremesindeki metabolizmayı değiştirmekte, phag materyali oluşmaktadır. Yeni oluşan 100-200 phag hücre duvarının parçalanmasından sonra, açığa çıkmaktadır; bakterinin sadece boş bir kılıfı kalmaktadır. Bu da otolize uğramaktadır. Bütün bu olay 20 dakikada tamamlamaktadır. Böylece çok sayıda bakteri hücreleri enfeksiyona uğrayabilmektedir. Özellikle pis sularda çok
sayıda bakteriophaglar görülmektedir. Pis sularca aşırı yüklenme altında bulunan akarsularda göllerde ve deniz kıyılarında hızlı bir şekilde bakteri sayısının azalmasına neden olanlarda bunlardır. Böyle yerlerde genellikle Coliphaglar izole edilmektedir. Salmonella ve Shigella gibi patojen mikroorganizmaları da enfeksiyona uğratan Bakteriophaglar da bulunmaktadır. Akarsularda ve göllerde Actinophaglara ve Cyanophaglara da rastlanmaktadır. Cyanophaglar mavi alglerde konuklamaktadırlar. (Padan ve Shilo, 1973).

Kaynak: http://web.deu.edu.tr/erdin/pubs/mikro/bolum_03.pdf

Mikroorganizmaların Bulaşma Yolları

Mikroorganizmalar hemen her yerde bulunmakta olup eğer mikroorganizmalar olmasaydı hayatta olmazdı. Dolaysıyla mikroorganizmaların yer aldığı bir dünyada yaşamaktayız. Daha bitki ve hayvanlar yetiştirilirken mikroorganizmalarla temas etmekte ve daha sonra bu hammaddeler gıdaya işlenirken çeşitli şekilde mikroorganizmalarla temas etmekte ve mikroorganizmalarla bulaşmaktadırlar.

Personel GMP Eğitim Notları ( Prof. Dr. Nevzat ARTIK )

PERSONEL GMP EĞİTİM NOTLARI

Prof.Dr.Nevzat ARTIK

M.Sc.Nevzat KONAR

Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü
1.GENEL TANIMLAR
1.1.TEMİZLİK
Su ve çeşitli temizleyici kimyasal maddeler kullanılarak bir yerin organik (örn. gıda artıkları) ve inorganik maddelerden belirli ölçüde arındırılması işlemine denir.Belirli bir yüzeyden alınan örnekteki mikroorganizma sayısı ve duyusal gözlem temizliğin derecesi hakkında bilgi verir.

1.2.HİJYEN
Bir ortamın veya maddenin sağlık yönünden uygun olması ile ilişkili tüm çalışma alanını kapsar.Sağlık bilimi içerisinde incelenir.Bu durumdaki ortamlara “hijyenik ortam”,böyle maddelere “hijyenik madde “adı verilir.Kişisel bakım ve temizlik ile “personel hijyeni”sağlanır.

1.3.SANİTASYON
Sözlük anlamı “sağlık”tır.Gıda üretiminde hijyenik ve sağlıklı şartların oluşturulması ve sürekliliğinin sağlanması anlamında da kullanılır. Gıda üretilen yerlerde sanitasyonu sağlayabilmek için;mevcut tüm yüzeylerde kullanılan ekipmanlarda ve ortamda mikroorganizma sayısının en düşük düzeye indirilmesi gerekir. Sanitasyon bir işletmede hem hijyenik şartların sağlanması hem estetik unsurların sağlanması(gıdaların ve ortamın daha temiz görünmesi) hem de genel üretim koşullarının iyileştirilmesi anlamına gelir.

1.4.MİKROORGANİZMA
Ancak mikroskopla görülebilecek büyüklükte olan canlı varlıklardır. Bakteriler,küfler,virüsler günlük hayatta en çok duyduğumuz mikroorganizmalardır. Bunlar arasında küfler;tek hücreli canlılar olup,toksin üretebilen özellikleri nedeniyle gıda sanayinde özel bir rol oynarlar. Zararlı mikroorganizmalar gıdalarla taşınabilri ve gıda zehirlenmelerine yol açar. İnsanlarda hastalık yapıcı özellikte olanlarına “patojen mikroorganizma”adı verilir.

1.5.KONTAMİNASYON
Bir gıdanın,ekipmanın veya yüzeyin mikroorganizmalarla dolaylı veya doğrudan bulaşmasına denir. Bu nedenle dezenfekte edilmemiş ekipmanla dezenfekte edilmiş ekipmanın,temiz olmayan personel eliyle steril bir gıda veya ambalajın teması olmamalıdır.

1.6.DEZENFEKSİYON
Gıda ile temasta olan malzemelerin ,yüzeylerin çeşitli yöntemlerle mikroorganizmalardan arındırılması işlemidir. Dezenfeksiyon kimyasal maddeler kullanılarak veya ısı yoluyla yapılmalıdır. Dezenfeksiyon temizlik sonrası yapılıp,kullanılan kimyasallara “dezenfektan”denir.

1.7. STERİLİZASYON
Bir ürün veya yüzeyde her türden mikrobiyel yaşamın durdurulması işlemi. Dezenfeksiyon ile mikroorganizma sayısı belirli bir sayıya indirilirken sterilizasyon ile tamamen yokedilir.
2.GIDA ZEHİRLENMESİ
Bozulmuş gıdaların tüketilmesi sonucu ortaya çıkan tüm hastalıklara “gıda zehirlenmesi” denir.
Gıda zehirlenmeleri ,mikroorganizmaların gıdalar yoluyla insanların vücuduna girerek üremesinden kaynaklanır. Gıdaların tüketilmesinden 24-72 saat sonra ortaya çıktıkları gibi,mikroorganizmaların ürettiği zehirli kimyasal maddeler olan “toksin”lerin neden olduğu zehirlenmeler 2-3 saat içinde kendini gösterebilir. Toksin kaynaklı zehirlenmeler tehlikeli olup tedavisi zordur.

Gıdalardan kaynaklanan diğer rahatsızlıklar alerjik türde (domates,çilek vb.) olabildiği gibi,kimyasal zehirlenme (mantar zehirlenmesi,kalıntı vb.)şeklinde de olabilir.

2.2. Gıda Zehirlenmesinin Nedenleri
Gıda zehirlenmesi temel olarak bir işletmede temizliğe dikkat edilmemesi,hijyenik şartlarda üretim yapılmaması ,uygun olmayan hammadde kullanımı vb. nedenlerle ortaya çıkabilir.

2.3.1.Salmonella
Çok düşük sayıda dahi zehirlenmeye yol açar. Genel belirtileri aralıklarla değişen ateş,kusma,mide bulantısıdır. Özellikle gıda alındıktan 12 saat sonra şiddetli baş ağrısını takip eden üşüme ile kendini belli eder.Bulaşmasında kimyasal hijyen(tuvalet sonrası el yıkama) ve haşerelerin önlenememesi önemli rol oynar.

Salmonella zehirlenmesi yönünden en riskli gıdalar yumurta ürünleri,pastörize edilmemiş süt ürünleri,çiğ/az pişmiş et ürünleridir.Salmonella tifoya da neden olur.
2.3.2.Staphlycoccus aureus
Bu mikroorganizma gıdada oluşturduğu toksin aracılığıyla zehirlenmeye yol açar.En sık görülen gıda zehirlenmesi nedenidir. Burunda iltihaplı yaralarda,saç diplerinde doğal olarak bulunabilir. Çok kısa sürede ortaya çıkar.Belirtileri mide bulantısı,kusma,ishal,titreme,terleme,kas krampları,baş ağrısı,solunum ve nabız yavaşlaması şeklinde gözlenir.Hastalık 1-3 gün sürer. Pek çok gıda çeşidinde görülebilir.

2.3.3. Shigella
Bu mikroorganizma ile ortaya çıkan zehirlenmeler salmonella zehirlenmelerine benzerlik gösterir.Shigella bulaşmış besin maddelerini tüketenlerde 3-4 gün devam eden ishal,ateş,karın ağrısı,bulantı,kusma gözlenir.Dizanteri etkenidir.En çok bağırsakları etkiler,ölüm riski vardır.

Salmonella ve shigella, 3 ayda bir gıda ile ilgili işletmelerde çalışanlarda yapılması zorunlu olan potör muayenelerinde aranan mikroorganizmalardir.

2.3.4.E.coli
Bağırsak kökenli bir mikroorganizma olup en sık karşılaşılan türlerden biridir. Bu mikroorganizmanın bulunduğu ürünün,ortamın veya ekipmanın insan dışkısı ile kontamine olduğuna işarettir.Patojen bir türüde tespit edilmiştir.Kolera hastalığına neden olur.Çocuklarda birkaç gün içerisinde ölümlere sebebiyet verebilir.Gıdada bulunmasına yasal olarak izin verilmez.

3.MİKROORGANİZMALARIN GELİŞİMİNE ETKİ EDEN FAKTÖRLER
Mikroorganizmaların önemli bir bölümü gıdalarla taşınır. Bu nedenle tarladan veya hayvan çiftliklerinden başlayarak ,işleme,depolama,taşıma ve son tüketiciye kadar tüm aşamalardaki mikroorganizmaların gıdalar bulaşması aşağıdaki sorunlara yol açar;

Gıdaların kokusu ,görünümü ,şekli ve tadı bozulur
Gıdalar sağlık açısından tehlikeli hale gelir,zehirlenmelere yol açar.
Bu nedenlerden ötürü mikroorganizmaların gelişmesi ve gıdalara bulaşması engellenmelidir.Bunun için mikroorganizmaların gelişmesine yardımcı olan faktörler kontrol altında tutulmalıdır.
Mikroorganizmaların gelişmesine etki eden faktörler;
Sıcaklık
Nem
Asitlik,pH
Gıda maddesinin yapısı(gıdanın katı,sıvı,sert ve yumuşak olması)
Gıda maddesinin bileşimi (gıda maddesi içinde bulunan protein,karbonhidrat,yağ vb. miktarı)
Sıcaklığın Etkisi

4.İŞLETME HİJYENİ
İşletme hijyeni ile personel hijyeni birbirine çok benzer. Vücutta olduğu gibi işletmede de istenmeyen mikroorganizmalar vardır. Bunlar yeteri düzeyde temizlenmezse o işletmede üretilen gıdalara da bulaşırlar.

İşletmede bulunan mikroorganizmalar genellikle zor temizlenen taşıma ve iletme bantlarında,boru sistemlerinde,tanklarda,vanalarda,fayanslarda ve tezgahlarda bulunmaktadır.
Bu tip mikroorganizmalarla savaşta ticari dezenfektanların kullanılması günlük, haftalık ve aylık temizliklerin özenle yapılması gerekmektedir.

Mikroorganizmaların yoğun olarak bulunduğu bir diğer ortanda tuvaletlerdir.Bu nedenle tuvaletlerden işletme alanına mikroorganizmaların taşınmasını önlemek durumundayız.
Tüm bu faktörler dışında dikkat edilmesi gereken diğer bir faktörde zamandır.Bakteriler bölünerek çoğalır ve uygun ortamda sayıları ortalama her 20 dakikada bir 2 katına çıkar. Bu durumda başlangıçta gıda maddesinde bulunan 100 adet bakteri 1 saat sonra 800 adet olur.

Sonuç olarak işletme ve personel hijyeni hem sağlık hem ekonomik hem de yasal yükümlülükler nedeniyle herkesin öncelikle dikkat etmesi gereken konuların başında gelmektedir.

Ayak veya fotoselle çalışan lavabolar kullanılmalıdır.Çünkü tuvaletten çıkışta temizlenen eller musluğun açılması veya kapanması sırasında tekrar kirlenir.
Tuvalet çıkışlarına klorlu paspas konulmalıdır. Çünkü tuvalette doğal olarak bulunan mikroorganizmaların ayakkabı yoluyla işletmeye girişinin engellenmesi gerekmektedir.
Temiz iş üniformasıyla çalışılmalıdır.

İşletme atıkları ve çöpler biriktirilmeden atılmalıdır. Biriken çöplerde sinek ürer ve mikroorganizmalar sinekler aracılığı ile taşınır.
Sistematik temizlik yapılmalıdır. Çalışılan alanlar ne kadar sık etkin şekilde temizlenirse mikroorganizmaların çoğalması da o kadar etkili önlenir.

5.PERSONEL HİJYENİ
Personelden gıdalara bulaşabilecek mikroorganizma kaynakları şu şekilde sıralanır;
Deri
Ağız,kulak,burun,boğaz
Saç
Bağırsak sistemi
Çalışma giysileri

5.1.El Yıkama
El kaynaklı bulaşmaları mümkün olduğunca azaltmak için çeşitli durumlarda personelin düzenli bir şekilde ellerini yıkaması gerekmektedir. El yıkama,etkinliği kanıtlanmış sıvı sabun ve dezenfektanlarla yapılmalıdır.Tırnaklar mümkün olduğunca kısa kesilmelidir.

El yıkanması gereken durumlar;
Çalışmaya başlamadan önce,
Çay aralarında,yemekten önce ve sonra,
Tuvaleti kullandıktan sonra,
Üretim alanından ayrılırken ve dönerken,ellerin kirlenmesinin söz konusu olduğu her durumda.

Eldiven kullanımının söz konusu olduğu durumlarda unutmamalı ki,esas kullanım amacı gıdaları,ellerdeki mikroorganizmalardan korumaktır. Fakat eldiven kullanılırken ‘nasıl olsa eldiven var’ düşüncesiyle hareket edilmemeli ve genel hijyen kuralları unutulmamalıdır.

5.2.Giysiler
Dışarıdaki kıyafetlerle,iş kıyafetleri ve ayakkabılar ayrı olmalıdır. Bu dış ortamdaki mikroorganizmaların işletmeye girmesini önler. Yine takılar yüzey itibari ile mikroorganizmaların üreyebileceği kısımlar olduğu için fiziksel tehlike unsuru olurlar,ayrıca üretim/paketleme/dolum sırasında gıdanın içine düşebilirler. Ayrıca iş kıyafetlerinin üst cebinde bulunan yabancı cisim/maddeler de aynı nedenlerle üst cebe konulmamalıdır. Saçlarında gıda içine düşmesini engellemek amacıyla tedbir alınmalıdır.

TEŞEKKÜRLER

E-mail:artik@eng.ankara.edu.tr

Probiyotik Mikroorganizmaların Yararları ( Özlem Pelin CAN )

ÖZET

Probiyotik terimi  iki yunanca kelime olan “pros” ve “bios” dan türemiş olup; bağırsak hijyenini ve sindirimi iyileştirerek, konakçı canlıda yararlı etkisi olan ve gıda katkısı gibi kullanılan canlı mikroorganizma olarak tanımlanmaktadır. Bu mikroorganizmalar; gıdalarla birlikte alındığı zaman, vücuttaki patojen mikroorganiz-maların inhibisyonunu sağlar, gıdaların sindirilebilirliğini arttırır, immun sistemi güçlendirir, kan kolesterol seviyesini düşürür, vücutta açığa çıkan toksik maddelerin emilimini sınırlandırır veya azaltır, prebiyotiklerin emilimini arttırır ve antikanserojenik etki göstermektedir.

Bu derlemede, probiyotik mikroorganizmaların yararları hakkında bilgi verilmektedir.

Anahtar Kelimeler: Probiyotik, Mikroorganizma

USEFUL EFFECT OF PROBIOTIC MICROORGANISMS

ABSTRACT

Probiotic is derived from two Greek words “pros” and “bios” meaning live microorganism used as a food additive for its useful effects such as improving intestinal hygier and digestion in a host organism. These mic-roorganism provide inhibition of patogenic microorganisms in the bady, increase digestability of foods, en-hance the immune system, decrease blood cholesterol level, decrease or limits absorbtion of totic substances, increase absorbtion of prebiotics and provides anticansersgenic effects.

This review provides information about the advantages of probiotic microorganisms.

Key words: Probiotic, Microorganism

Mikroorganizmaların Beslenmesi ve Gelişimi ( Yrd. Doç. Dr. Ayşe GÜRSOY )

MİKROORGANİZMALARIN BESLENMESİ VE GELİŞİMİ

YRD. DOÇ. DR. AYŞE GÜRSOY

ANKARA ÜNİVERSİTESİ ZİRAAT FAKÜLTESİ SÜT TEKNOLOJİSİ BÖLÜMÜ

Genel özellikler Mikroorganizmaların besin istekleri yüksek yapılı organizmalara kıyasla genel olarak daha azdır. Değişen çevre şartlarına göre metabolizmalarını kolayca değiştirirler. Mikroorganizmalar gelişmek ve çoğalabilmek için su, enerji kaynağı, azot kaynağı, vitaminler ve minerallere gereksinim duyarlar.

• Farklı gelişme evrelerinde besin istekleri farklı: – spor evresinde metabolizmaları en az düzeyde ve besin ihtiyacı en az veya hiç yok – aktif metabolizmaya sahip olanlar (gelişen ve çoğalan hücreler) önemli ölçüde besine ihtiyaç duyar • Örneğin küf mantarlarının çoğu, normal besiyerlerinde vejetatif olarak geliştikleri halde, çoğalmaları için zengin besiyerlerine gereksinim duyar

• Herhangi bir mikroorganizmanın besinlerden yararlanma yeteneği, sahip olduğu enzim sistemlerine / genetik yapısına bağlıdır • Küfler gibi zengin enzim sistemlerine sahip olan mikroorganizmalar çok yetersiz besin içeriğindeki ortamlarda bile gelişebilir

• Besin gereksinimi açısından en düşükten en yükseğe doğru sıralama yapıldığında – 1)küfler – 2)mayalar – 3)gram-negatif bakteriler – 4) gram-pozitif bakteriler

Besinlerin hücre dışında parçalanması ve hücreye alınması

• Besinlerin hücre içine alınması ve metabolizma ürünlerinin dışarı atılmasında • – hücre duvarı – yarı geçirgen sitoplazmik zar • Küçük moleküllü maddeler hücre duvarını geçip sitoplazmik zarı geçemezler. Çünkü sitoplazmik zarda seçici taşıma mekanizmaları vardır ve bunlar besin maddelerini seçerek hücre içine taşır.

• Genel olarak mikroorganizmalar – küçük moleküllü maddeleri direkt olarak – büyük moleküllü olanları ise salgıladığı hücre içi enzimlerle hücre dışında küçük yapı taşlarına parçaladıktan sonra hücreye alır

1) Basit (pasif) difüzyon • mineral tuzlar ve şekerler • Geçiş rastgele molekül hareketiyle olur ve madde zardaki herhangi bir maddeyle reaksiyona girmez • Hücre içindeki ve dışındaki konsantrasyon dengeleninceye kadar geçişler devam eder.

2) Kolaylaştırılmış difüzyon: • çözünen molekül, zarda bulunan protein yapısındaki taşıyıcı molekül ile birleşir ve taşıyıcı çözünen bileşiği zarın iç ve dış yüzeyi arasında hareket eder. • Çözünen molekülü hücre içine bırakan taşıyıcı yeni bir molekül ile birleşir

3) Grup translokasyonu: 3) Grup translokasyonu: • Bakterilerde glikoz, früktoz ve mannoz gibi şekerler taşınır • taşıyıcı proteinler, yüksek enerji içerikli fosfat grupları (fosfoenolpürüvat) ve hücre içi enzimler görev yapar • Metabolik enerji (adenozin trifosfat= ATP) gereklidir

4) Aktif taşınma bütün çözünen maddeler, şekerler, amino asitler, peptidler, nükleotidler ve iyonlar Sitoplazmik zarda bulunan enzim özelliğindeki bazı taşıyıcılar görev yapar – çözünen maddenin zardaki taşıyıcıya bağlanması – çözünen-taşıyıcı kompleksinin zarda çaprazlamasına yer değiştirmesi – taşıyıcının çözünen maddeyi serbest bırakması aşamalarını içermektedir – Metabolik enerji (ATP) gereklidir.

Beslenme şekillerine göre sınıflandırma Beslenme şekillerine göre sınıflandırma • Sınıflandırmada mikroorganizmaların – Karbon – Enerji – Hidrojen/elektron İhtiyaçları dikkate alınmıştır

Karbon ihtiyacı Karbon ihtiyacı Ototrof mikroorganizmalar inorganik karbonlu bileşiklerden (CO2) faydalanırlar toprak ve suda yaşarlar Heterotrof mikroorganizmalar organik bileşiklerden (karbonhidrat, amino asit, vitamin vs.) faydalanırlar Mikroorganizma türlerinin çoğu bu gruptandır İnsanda ve hayvanda hastalık oluştururlar

Enerji ihtiyacı Enerji ihtiyacı • Kemotrof mikroorganizmalar: – inorganik maddeleri oksitleyerek enerji sağlarlar • Fototrof mikroorganizmalar: – Yeşil bitkilerde olduğu gibi ışık enerjisinden faydalanırlar • 1) Fotolitotroflar • Işığı inorganik basit kaynaklardan yararlanmak için kullanırlar • 2) Fotoorganotroflar • Işığı organik kaynaklardan yararlanmak için kullanır

Hidrojen/elektron kaynağı Hidrojen/elektron kaynağı • Litotrof mikroorganizmalar: Elektron vericisi olarak H2, NH3, H2S, Fe+2, CO gibi inorganik bileşikleri elektron vericisi olarak kullanır • Organotrof mikroorganizmalar: Organik bileşikleri elektron vericisi olarak kullanan mikroorganizmalardır.

Makro besinler Makro besinler • karbon, oksijen, hidrojen, azot ve fosfor • membranın, proteinlerin, nükleik asitlerin ve diğer hücre yapılarının oluşturulması için gereklidir • mikroorganizmalar bunlara aynı zamanda ve fazla miktarda gereksinim duyarlar • hücre kurumaddesinin %1’den fazlasını oluştururlar

Element Kaynağı Bakteri hücresindeki fonksiyonu Makro besinler Karbon Organik bileşikler, CO2 Hücre materyalinin temel bileşeni Oksijen H O, organik bileşikler, CO , O Hücre materyali ve hücre duvarının bileşeni, 2 2 2 aerobik solunumda O alıcısı 2 Azot NH , NO , N , organik bileşenler Amino asit, nükleik asit ve nüleotid ve 3 3 2 koenzimlerin bileşeni Hidrojen H O, H , organik bileşenler Hücre suyu ve organik bileşiklerin temel bileşeni 2 2 Fosfor İnorganik fosfatlar Nükleik asitler, nükleotidler, fosfolipidler, LPS ve taykoik asidin bileşeni Mikro besinler Sülfür SO , H S, S, organik sülfür Sistein, metionin, glutation ile muhtelif 4 2 bileşenleri koenzimlerin bileşeni Potasyum Potasyum tuzları Hücrede temel inorganik katyon, bazı enzimlerin kofaktörü Magnezyum Magnezyum tuzları İnorganik hücre katyonu, bazı enzimatik reaksiyonların kofaktörü Kalsiyum Kalsiyum tuzları İnorganik katyon, bazı enzimlerin kofaktörü, endospor bileşiği Demir Demir tuzları Sitokrom ve demir içeren proteinlerin bileşeni, bazı enzimatik reaksiyonlarda kofaktör

Mikro besinler Mikro besinler • mikroorganizmalar daha düşük konsantrasyonlarda olmak üzere; • kalsiyum, magnezyum, potasyum, sülfür, demir ve mangan’a da ihtiyaç duyarlar. • hücre kurumaddesinin % 0.1- 1’ni oluşturduğundan hücre yapısında daha az miktarda yer alırlar.

İz elementler İz elementler • Miktarları çok azdır (% 0.1’den daha az) • Ancak canlı hücrelerin fonksiyonları için mutlak bulunmaları gerekmektedir • pek çoğu bazı enzimlerde kofaktör olarak görev yapmaktadır

İz elementler ve bakteriyel hücredeki fonksiyonları İz elementler ve bakteriyel hücredeki fonksiyonları İz elementler Bakteriyel hücredeki fonksiyonu Kobalt B12 vitaminin parçası, metil grupları taşıyıcısı Çinko Pek çok enzimde yapısal rol oynar. Molibden N asimilasyonu gibi bazı reaksiyonlarda yer alır. Bakır Sitokrom oksidaz gibi oksijen ile reaksiyona giren enzimlerde katalizördür. Mangan Çok sayıda enzimin katalitik kısımlarında yer alır, bazı fotosentetik enzimler suyu parçalamak için kullanır. Nikel Karbon monoksit ve üre metabolizmasındaki bazı enzimlerin yapısında yer alır.

Gelişme (büyüme) faktörleri Gelişme (büyüme) faktörleri – az miktarlarda ihtiyaç duyulmasına karşın metabolik olaylar için mutlak gerekli – Bazı m.o. bu maddeleri sentezleyemediğinden dışarıdan hazır olarak alınmalıdır • a. Amino asitler: Protein sentezi • b. Purinler ve pirimidinler: DNA ve RNA gibi nükleik asitlerin sentezi • c. Vitaminler – az miktarda kullanılır – bir kısm ı koenzimlerin yapısında bulunur ve belirli enzimlerin üretimi için gereklidir – bakteriler genellikle vitaminleri sentezleyemez (mayalar B grubu vitaminleri sentezleyebilir)

Sıklıkla kullanılan vitaminler ve fonksiyonları Sıklıkla kullanılan vitaminler ve fonksiyonları Vitamin Koenzim formu Fonksiyonu p-Aminobenzoik asit Folik asit biyosentezinde başlatıcı (PABA) Folik asit Tetrahidrofolat Tek karbonlu birimlerin taşınımı, timin, purin bazları, serin, metiyonin ve pantotenat sentezi Biyotin Biyotin CO2 bağlanmasını gerektiren reaksiyonlar Lipoik asit Lipoamid Keto asitlerin oksidasyonunda açil gruplarının taşınımı Merkaptoetan-sülfonik asit Koenzim M CH4 üretimi Nikotinik asit NAD ve NADP Dehidrogenasyon reaksiyonlarında elektron taşıyıcı Pantotenik asit Koenzim A ve açil Metabolizmada ketoasitlerin oksidasyonu ve taşıyıcı protein (ACP) açil gruplarının taşıyıcısı Piridoksin (B ) Piridoksal fosfat Amino asitlerin transaminasyon, 6 deaminasyon, dekarboksilasyon ve optik izomerliği Riboflavin (B ) FMN ve FAD Oksidasyon redüksiyon reaksiyonları 2 Tiyamin (B1) Tiyamin pirofosfat (TPP) Ketoasitlerin dekarboksilasyonu ve transaminaz reaksiyonları B12 vitamini Kobalamin Metil gruplarının taşınımı K vitamini Kinon ve naftokinonlar Elektron taşınımı

Mikroorganizmaların gelişimi üzerine etkili faktörler Mikroorganizmaların gelişimi üzerine etkili faktörler • [1] Fiziksel Faktörler – Sıcaklık – Su aktivitesi – Çevrenin bağıl nemi – Yüzey gerilimi – Basınç Ozmotik basınç Hidrostatik basınç – Işık, elektrik – Koruyucu biyolojik yapılar • [2] Kimyasal Faktörler – Oksijen – Oksidasyon-redüksiyon (redoks) potansiyeli – Hidrojen iyonları konsantrasyonu – Çevredeki gazlar ve konsantrasyonları – Besin maddeleri • [3] Biyolojik Faktörler • [4] Mekanik Faktörler – Filtrasyon – Vibrasyon – Çalkalama – Santrifüj, ezme, basınç uygulaması Ayşe Gürsoy • [5] Diğer faktörler

sıcaklık sıcaklık • hücre içi kimyasal tepkimelerin gerçekleşmesinde önemlidir • Mikroorganizmalar -34°C’den 100°C’ye kadar de ğişen çok geniş bir sıcaklık aralığında yaşarlar • Her m.o. İçin en düşük, en yüksek ve optimum bir sıcaklık değeri vardır ve bu değerler belirli bir aralıkla ifade edilir • Nedeni: m.o lar arasındaki bireysel farklılıklar ve diğer çevresel faktörler sıcaklığı etkiler • Sıcaklık isteklerine göre m.o. – Psikrofil – Mezofil – Termofil

Psikrofil Psikrofil • Psikrotrof veya psikrofil mikroorganizma terimi soğuğu seven ve soğukta iyi gelişenler için kullanılmaktadır • Küf ve mayalar sadece psikrotrof ve mezofil bakterilere özgü sıcaklık aralıklarında gelişirken, bakteriler her 3 gruba da dahil olabilir • Düşük sıcaklıklarda muhafaza edilen gıdalardaki bakterilerin büyük çoğunluğu psikrotroftur • Pseudomonas, Enterococcus, Alcaligenes, Micrococcus • Candida, Rhodotorula • Aspergillus, Cladosporium, thamnidium

Mikroorganizma grupları ve gelişme sıcaklıkları Mikroorganizma grupları ve gelişme sıcaklıkları Mikroorganizma Sıcaklık (°C) En düşük Optimum En yüksek Psikrofil(zorunlu psikrofil) (-15) – 5 15 – 20 20 – 30 (- 5) – 7 25 – 30 30 – 40 Psikrotrof(fakültatif psikrofil) Mezofil 5 – 25 30 – 40 40 – 50 Termofil 35 – 45 45 – 65 60 – 90 Zorunlu termofil 40 – 45 55 – 65 70 – 90 Fakültatif termofil 35 – 40 45 – 55 60 – 80

Mezofil grup Mezofil grup • Mezofiller (ılığı seven) doğada en sık görülen mikroorganizmalardır • Optimum gelişme sıcaklığı 35-45°C • Psikrofil grupta sayılan bütün cinsler mezofilikler arasında yer alabilir • Buzdolabı sıcaklığında saklanan bütün gıdalarda bulunurlar, ancak gelişemezler • Patojenler önemlidir

Termofil/ termodurik Termofil/ termodurik • Termofil (Sıcağı seven, sıcakta gelişen) grup • optimum gelişme sıcaklığı 45-65°C • Bu aralıkta gelişen maya ve küf olmadığından termofilik terimi 55°C’de en iyi geli şen bakteriler için kullanılır – Bacillus – Clostridium (konserve sanayinde önem taşır) • Termodurik grup yüksek sıcaklıklarda canlılıklarını sürdürebilen ancak üreyemeyen bakterilerdir • Çoğunlukla spor oluştururlar • ısıl işleme direnç gösterir ve son üründe canlılıklarını korur, daha sonra uygun koşullarda gelişerek, özellikle pastörize süt gibi ürünlerde bozulmalara neden olurlar – Micrococcus – Streptococcus – Lactobacillus

Sıcaklık isteklerine göre mikroorganizma grupları Sıcaklık isteklerine göre mikroorganizma grupları

Su aktivitesi Su aktivitesi • mikroorganizmalar saf suda gelişemez, susuz ortamda canlılıklarını • sürdürür fakat çoğalamazlar • suyun fonksiyonları – çözünmüş besinlerin hücre içine alınması ve metabolizma artıklarının hücre dışına çıkarılması – büyük moleküllerin hücre içine taşınabilir ve hücrede kullanılabilir bileşenlere hidrolizi – hidrojen vericisi olarak hücre içi sıcaklığının ve pH’sının düzenlenmesi • gıdalarda su iki formdadır – bağlı su – serbest su • Bağlı su gıda moleküllerine fiziksel güçlerle tutunan su • çözücülük ve kimyasal reaksiyonları gerçekleştirme özelliği olmadığından mikroorganizmalar bağlı sudan • • Suyun içindeki Çözünen madde miktarının arttıkça; DN düşmekte, KN yükselmekte, ozmotik basınçta artış ve buhar basıncında azalma görülmektedir.

Su aktivitesi Su aktivitesi • Mikroorganizmaların su ihtiyacını geliştikleri ortamın su aktivitesi (aw) değeri • Bu değer bir ortamdaki mikrobiyel gelişim ve çeşitli aktiviteler için gerekli olan kullanılabilir suyun indeksidir. • Su aktivitesi: gıdanın/gelişme ortamının buhar basıncının (P) aynı sıcaklıktaki saf suyun buhar basıncına (Po) oranı • aw = P / Po • Saf suyun buhar basıncı gıda yüzeyinden buharlaşarak uzaklaşan su (bağıl (nisbi) nem) miktarına bağlıdır • Bağıl nem ile su aktivitesi arasında ilişki • Bağıl nem = 100 X aw • Aw 0 – 1 arasında değişir ve saf su için bu değer 1’dir. – bakteriler 0.91 – mayalar 0.88 – küfler 0.80’den düşük su aktivitesi değerlerinde gelişemezler

Bazı mikroorganizmaların gelişebildiği minimum aw değerleri Bazı mikroorganizmaların gelişebildiği minimum aw değerleri Mikroorganizma grupları aw Spesifik mikroorganizmalar aw Bozulma yapan bakteriler 0.91 Pseudomonas türleri 0.97 Bozulma yapan mayalar 0.88 Leuconostoc türleri 0.97 Bozulma yapan küfler 0.80 Campylobacter türleri 0.97 Halofilik bakteriler 0.75 E. coli 0.96 Kserofilik küfler 0.61 Clostridium perfringens 0.95 Ozmofilik mayalar 0.61 Salmonella türleri 0.95 B. cereus 0.95 Clostridium botulinum 0.94 Candida utilis 0.94 B.stearothermophilus 0.93 Lactobacillus türleri 0.93 Listeria monocytogenes 0.90 S. aureus 0.86 Penicillium patulum 0.81 Aspergillus flavus 0.78 Aspergillus glaucus 0.70 Xeromyces bisporus 0.61

Su aktivitesi Su aktivitesi • Gıdadaki suyun buhar basıncının değişmesine neden olan her faktör su aktivitesi değerini de değiştirir • Gıdalar farklı nem içeriğine sahip ortamlarda depolandığında kendi su aktivitelerine bağlı olarak nem çekerler veya su kaybederler • Gıdanın su aktivitesi değeri, çevrenin neminden düşük ise ürün nem çeker, tersi durumda su kaybeder. Belirli bir sıcaklıkta % 80 nemli bir atmosferde tutulan gıda maddesinin denge nemi % 20 dir. Gıdanın nemi % 20 den düşükse (kurutulmuşsa) nem çekerek % 20 ye ulaşır, nemi % 20’den yüksekse kendini çevreleyen havaya nem vererek nemi % 20’ye düşer. Bu gıda maddesi % 80 bağıl nemli atmosferde % 20 su içerdiğinde dengede kalıyorsa, o gıdanın su aktivitesi değeri % 0.80’dir, yani havanın denge neminin 100’e oranıdır.

Su aktivitesi Su aktivitesi • AW değerinin optimumdan uzaklaşması mikroorganizmaların – lag fazının ve jenerasyon süresinin uzaması – üreme, çimlenme, – hücre maddeleri sentezinde gecikmeler ve – populasyonun azalması şeklindedir etkiler • Buna karşılık mo lar düşük su aktivitesi değerlerine karşı korunma mekanizması olarak hücrelerinde prolin, K+, glutamat, glutamin, alanin gibi maddeleri biriktirmektedirler. • Çok yüksek değerler ise gelişmelerini sınırlandırabilir

• Mikroorganizmalarda gelişimin yanı sıra; – spor oluşturma – sporun çimlenmesi – toksin üretimi – sıcaklığa direnç – canlılığın sürdürülmesi gibi özelliklerde farklı AW değerlerne sahiptir ve bu durum mikroorganizmanın cinsine göre değişim göstermektedir • Örneğin, küflerde spor oluşturma ve çimlenme için gerekli aw değeri gelişme sırasında gereksinim duyulan değerden daha yüksek olmaktadır.

Su aktivitesi Su aktivitesi • Çevresel fktörler (sıcaklık, pH, redoks potansiyeli ve besin içeriği) aw değerini etkiler • Sayılan bu faktörler optimum koşullarda seyrettiğinde mo daha düşük su aktivitesi değerlerinde gelişebilmektedir • Örneğin, sıcaklık optimumdan uzaklaştıkça mikroorganizmanın gelişebildiği su aktivitesi aralığı daralır, aerobik mo oksijen varlığında yokluğuna göre daha düşük su aktivitelerinde gelişirler.

Çevrenin bağıl nemi Çevrenin bağıl nemi • Depolama sırasında gıdada değişimler • çevrenin bağıl nemine • su aktivitesi değerine • depolama sıcaklığına bağlı • Çevrenin (gıdaların muhafaza edildiği depoların) bağıl nemi aw değerine bağlı olarak MO nın yüzeyde gelişimi açısından önemlidir • Düşük su aktiviteli kuru gıdalar bağıl nemi yüksek ortamda depolanırsa adsorbsiyona (su tutma, nemlenme) uğrar. Sonuçta bu gıdaların yüzeyinde veya yüzeyin hemen altında mikrobiyel bozulmaya yol açacak su aktivitesi değerine ulaşılır • yüksek su aktiviteli gıdalarda ise desorpsiyon (su kaybetme, kuruma) görülür ve sonuçta yüzeyde büzüşme, kuruma gibi istenmeyen duyusal değişimler meydana gelir. • Bakteri, maya ve küf gelişmesi sonucu yüzeyinde bozulma meydana gelen gıdalar düşük bağıl nemli ortamlarda depolanmalıdır • çevrenin bağıl nemi değiştirilemiyorsa atmosferin gaz bileşimi değiştirilerek yüzeyde gelişen mikroorganizmalar engellenebilir

Yüzey gerilimi Yüzey gerilimi • Metabolik olayların düzenli seyredebilmesi için – hücre duvarının yarı geçirgen özellikte olması – sıvı ortam ile bakteri yüzeyi arasındaki moleküler gerilimin dengede bulunması gerekir • Bakteriye temas eden sıvı yüzeyindeki moleküllerin oluşturduğu gerilim çok fazla olursa, kuvvetli bir moleküler membran oluşur ve besin maddelerinin giriş ve çıkışı güçleşerek bakteri beslenemez • Tersi durumda, yani zayıf moleküler membran oluştuğunda sıvı ile bakteri yüzeyi birbirine çok sıkı temas eder, sıvı içindeki maddeler bakteri yüzeyinde toplandığından bakteri yine beslenemez • Yüzey gerilimini düşürmek amacıyla sabun, deterjan, safra, fenol gibi maddeler kullanılmaktadır.

Ozmotik basınç Ozmotik basınç • Mikroorganizmalar üredikleri sıvı besi yeri ile hücrelerindeki ozmotik basınç arasında bir denge kurmuşlardır. Bu denge yarı geçirgen hücre zarıyla düzenlenir ve devam ettirilir. • İzotonik/izoozmotik ortam – Üreme ortam ının ozmotik basıncı, bakteri içindeki basınçla aynıdır veya çok az farklıdır – bakteri zarlarından giriş ve çıkış kolay olur – bakteri üreme ve gelişmesine devam eder • hipotonik-hipoozmotik ortam) – ortam ın ozmotik basıncı azalmıştır – dışardan bakteri içine fazla sıvı girerek bakteriyi şişirir ve patlatır – Bu olaya plazmoptiz denir. Bakteri % 1 tuz içeren bir ortama konulursa plazmoptiz görülür

Ozmotik basınç Ozmotik basınç

Ozmotik basınç Ozmotik basınç • Hipertonik/hiperozmotik ortam – bakterinin içinden d ışarıya fazla sıvının çıkması sitoplazmik membranın hücre duvarından ayrılarak büzülmesine ve ortada toplanmasına neden olur – Bu olaya plazmoliz denir – Bakteri % 20 tuzlu bir çözeltiye konursa hipertonik ortam oluşacağından plazmoliz meydana gelir.

Hidrostatik basınç Hidrostatik basınç • hücre duvarlarında sert ve dayanıklılık nedeniyle mekanik ve hidrostatik basınçlara karşı dirençlilik • barofilik mikroorganizmalar – Okyanusların, denizlerin ve göllerin diplerinde ve petrol yataklarında bulunan ve yaşamlarını sürdürebilirler – 10.000 lb/inc2 değerindeki basınca dayanım gösterirler • barotolerant mikroorganizmalar – 500 atm basınca kadar toleranslı mikroorganizmalar • yüksek basınç mo da bazı değişimlere neden olabilmektedir. Örneğin kamçılı mikroorganizmalar hareketlerini ve bölünme kabiliyetlerini kaybedebilirler • Serratia marcescens ve S. lactis 85.000-100.000 lb/inc2 basınç altında 10 dakika içinde ölür.

ışık ışık • fototrof bakteriler gelişmeleri için ışığa muhtaç olan bakteriler • Genel olarak ışığa ihtiyaç duymazlar ancak – durgun sularda, nemli kayalarda, sıcak su kaynaklarında gelişen aerob fototrof bakteriler (mavi-yeşil algler) ile – tatlı su ve deniz suyunda gelişen anaerob fototrof bakteriler (kükürtsüz mor bakteriler, kükürtlü mor bakteriler, yeşil kükürt bakterileri) fotosentez için ışığa ihtiyaç duyarlar.

elektrik elektrik • Sıvı ortamlarda mikroorganizmalardan doğru veya alternatif akım geçirilirse mikroorganizmalar zarar görebilir • Meydana gelen zarar akımın şiddeti ve süresiyle doğru orantılıdır. Elektrik nedeniyle sıvı ortamda bazı kimyasal değişmeler de meydana gelebilir • Doğru akım, ortamdaki ozon ve klorini açığa çıkartır, bu da bakteriler üzerinde öldürücü etki yapar.

Koruyucu biyolojik yapılar Koruyucu biyolojik yapılar • fındık, ceviz, badem gibi meyvelerdeki kalın dış kabuk • bazı meyve ve sebzelerin (elma, lahana) yüzeyindeki balmumu benzeri örtü • Yumurta kabuğu üzerindeki gözenekler bakteri, maya ve küf misellerinin içeri gelişmesine olanak sağlayabilir. • Ancak kabuğun hemen üzerinde kütikül tabakası mo ya karsı ilk koruyucu engeldir. • Meyve sapının koparılması kabuk soyma, kesme, ezme ve dondurma gibi işlemler mo ın gıda içine yayılmasına neden olur • Balık ve sığır etinin dış yüzeyi iç dokuya göre daha kalın ve çabuk kuruma eğiliminde olduğundan mikrobiyel bulaşmayı ve bozulmayı kısmen engellemektedir.

Oksijen gereksinimlerine göre mikroorganizma grupları Oksijen gereksinimlerine göre mikroorganizma grupları a) Aerob b) Anaerob c) Fakültatif d) Mikroaerofilik e) Aerotolerant

Aerob mikroorganizmalar Aerob mikroorganizmalar • yüksek düzeyde serbest oksijen ihtiyacı • Dik agar besiyerinde üstte koloni oluşturma • Gerekli enerjiyi solunum yoluyla karşılanır • Metabolizma artıkları CO2 ve H2O dur • M. tuberculosis • B. Antracis • B.subtilis • küf mantarları

Anaerob mikroorganizmalar Anaerob mikroorganizmalar • Moleküler oksijenin olmadığı ortamlarda gelişirler • Oksijen zehirleyici etki yapar • Enerjiyi fermantasyon yoluyla kazanırlar, H-akseptör olarak organik maddelerden faydalanırlar • Metabolizma atıkları metan, CO2 , etil alkol, organik asitle • Dik agar besiyerinin alt tarafında ürerler • Clostridium sp.

Fakültatif mikroorganizmalar Fakültatif mikroorganizmalar • Serbest oksijenin hem bol hem de kısıtlı olduğu ortamda gelişir • Oksijenli ortamlarda normal üreme, anaerobik şartlarda ise sülfür, karbon gibi redükte olabilen maddeleri enerji kaynağı olarak kullanırlar • Dik agarın hemen her yerinde üreme gösterir – Süt asidi bakterileri – Stafilokoklar

Mikroaerofilik mikroorganizmalar Mikroaerofilik mikroorganizmalar • Oksijene havadakinden daha düşük konsantrasyonda gereksinim duyar • Anaerobik koşullarda gelişemez • Oksijen oranı % 1-2 kadar düşürülmüş veya havasına % 5-10 CO2 katılmış ortamlarda ürer • katı besiyerinin yüzeyinden 1.0-1.5 cm kadar aşağıda ürerler • Laktik asit bakterileri • Penicillium roqueforti

Aerotolerant (oksijeni en fazla tolere edebilen) Aerotolerant (oksijeni en fazla tolere edebilen) • Çoğunlukla yüzeyde olmak üzere, hem aerobik hem de anaerobik ortamlarda üreme yeteneğine sahiptir • Clostridium perfringens

Redoks potansiyeli(OR – O/R – Eh) • bir maddenin e-/H kazanması yada kaybetmesindeki kolaylık veya maddeye oksijen bağlanması • Gelişme ortamındaki bir element veya bileşik elektronlarını verdiği zaman yükseltgenir (oksidasyon), elektron aldığında ise indirgenir (redüksiyon). • oksidasyon • Cu Cu + e- • redüksiyon • Cu + O2 oksidasyon 2 CuO • • Madde elektron kaybettiğinde bu elektronlar ortamdaki diğer bir madde tarafından alınır • • elektronların bir bileşikten diğerine aktarılması sırasında iki bileşik arasında oluşan potansiyel fark OR potansiyeli dir • Milivolt (mV) cinsinden ifade edilmekte olup, Eh ile gösterilir

Redoks potansiyeli(OR – O/R – Eh) Redoks potansiyeli(OR – O/R – Eh) • Gıdaların Eh değerleri +400 mV ile -400 mV arasında değişir • pozitif elektrik potansiyeli – Ortam ne kadar çok okside olmuşsa – kuvvetli yükseltgen maddeler içeriyorsa – çözünmüş oksijen içeriyorsa • negatif elektrik potansiyeli – ne kadar kuvvetli indirgen maddeler içeriyor – çözünmüş oksijeni uzaklaştırılmışsa • yükseltgen ve indirgen madde konsantrasyonları eşit ise Eh sıfırdır • gıdalarda indirgen özellik taşıyan maddeler – hayvansal gıdalardaki sistein gibi (-SH) grupları içeren amino asitler – bazı demir bileşikleri – bitkisel gıdalardaki askorbik asit Ayşe Gürsoy – indirgen şekerler

Redoks potansiyeli(OR – O/R – Eh) Redoks potansiyeli(OR – O/R – Eh) • aerop mo (Bacillus/küfler) gelişimleri için pozitif Eh değerine, anaeroplar (Clostridium) negatif Eh değerine gereksinim duyarlar. • Mikroorganizmalar metabolik faaliyetleri sonucunda ortamın Eh değerini değiştirir • Aerobikler ortamdaki çözünmüş oksijeni tüketmekte ve ortam yükseltgen madde içeriği yönünden gittikçe zayıflarken, indirgen maddelerin miktarı da giderek artmaktadır, sonuçta ortamın Eh değeri giderek düşer • Aerobların gelişimi başlangıçta bu düşüşten fazlaca etkilenmemekte, ancak ortam negatif Eh değerlerine ulaştıkça gelişme hızları azalmaya başlamaktadır.

Hidrojen iyonları konsantrasyonu Hidrojen iyonları konsantrasyonu • Mikroorganizmalar ortamın pH değerinden etkilenirken aynı zamanda ortamın pH değerini de etkileyebilir • genel olarak bakterilerin gelişebildiği pH aralıkları küf ve mayalara göre daha dar • bakteriler daha seçici, en seçici olanlar ise patojenler • bakteriler – nötral değerlerden (6.8-7.5) hafif asit-alkali (4.9) sınırlara doğru değişim gösterir • Mayalar ve küfler – genellikle asidik ortamları tercih eder – bazı küfler pH 3.5-8.0 arasında geniş bir pH toleransı gösterirler.

• Düşük pH larda sitoplazmik zar H+ iyonlarınca doygunluk nedeniyle katyonların hücre içine geçişi zorlaşır • Yüksek pH larda OH- iyonlarınca doygunluk nedeniyle anyonların zardan hücre içine geçişi zorlaşır • Uygun olmayan pH koşullarında – hücre geçirgenliği ve enzim aktiviteleri olumsuz etkilenir, protein sentezi durur – hücreler toksik maddelere karşı daha duyarlı hale gelir – Mo da morfolojik değişiklere neden olur – bazı iyonların çözünürlüğüve mo ların bunlardan yararlanmasını etkiler (kalsiyum iyonları alkali ortamlarda çözünemez ve kullanılamaz) – lag (gecikme) fazları uzar

Mikroorganizma gruplarının gelişebildiği yaklaşık pH değerleri Mikroorganizma gruplarının gelişebildiği yaklaşık pH değerleri Mikroorganizma En düşük Optimum En yüksek Bakteri 4.5 6.5 –7.5 9.0 – Küf 1.5 – 3.5 4.5 – 6.8 9.0 – 11.0 Maya 1.5 – 3.5 4.0 – 6.5 8.0 – 8.5


Yararlı Mikroorganizmalar

Gıda mikrobiyolojisinde yararlı bakteriler temel olarak gıdaların üretilmesinde kullanılan çeşitli mikroorganizmaları tanımlamaktadır. Bilindiği gibi başta yoğurt, kefir, kımız olmak üzere çeşitli süt ürünleri, boza üretiminde doğrudan mikroorganizmalardan yararlanılmaktadır. Ekmeğin mayalanması, bira ve şarap yapımı yine mikroorganizmalar aracılığı ile olmaktadır. Bunlara ek olarak peynir ve tereyağı ile sucuk, turşu, zeytin vb. gıdaların yapımında mikroorganizmaların doğrudan yararı bulunmaktadır.

Yüzey Plazmon Rezonans Sistemi ve Mikroorganizma Tayinine Yönelik Biyosensör Hazırlanması ( Prof. Dr. İsmail Hakkı BOYACI )

Yüzey plazmon rezonans sistemi ve mikroorganizma tayinine yönelik biyosensör hazırlanması
Prof. Dr. İsmail Hakkı BOYACI
Hacettepe Üniversitesi,
Gıda Mühendisliği Bölümü, Beytepe Ankara
ihb@hacettepe.edu.tr
—Neden mikroorganizma tayini?
—Halk sağlığı
—Çevre sağlığı
—Gıda güvenliği
—Biyogüvenlik
—Biyoterör ajanı
—Kültürel yöntemler
—Mikroskobik yöntemler
—Kimyasal yöntemler
—Fiziksel yöntemler
—Biyokimyasal yöntemler
—Moleküler yöntemler
—İmmünolojik yöntemler
—Biyosensörler
—Mikroorganizma tayini yöntemleri
—A. Diret sayım yöntemleri
—Kültür sayım yöntemleri (dökme plak, çift tabakalı dökme plak,agar damlatma yöntemi, membran filtre sayım yöntemleri ve diğer yöntemler)
—Mikroskopik sayım yöntemleri (Thoma lamı, Howard lamı, membran fitre ve diğer sayım yöntemleri)
—Flow sitometresi

—Kültürel yöntemler
—Uzun inkübasyon sürelerine gereksinim duyulmaktadır.
—Zahmetli yöntemlerdir.
—Mikrobiyolojik analizlerde hızlı yöntemlere gereksinim duyulmaktadır.
100 ml içme suyu içerisindeki 1 Escherichia coli’nin saptanması.
—BİYOSENSÖR
—Biyolojik tanıma mekanizmasına sahip, hedef molekül derşimine orantılı sinyaller üreten analiz sistemlerine biyosensör denir.
—Bioajanlar
—Antikor
—DNA
—Enzim
—Protein
—Mikroorganizma
—Bitkisel ve hayvansal dokular
—Aptamer
—Yüzey plazmon rezonans sistemi (SPR):
—Polarize ışık, yüzeyi altın kaplı bir prizmaya gönderildiğinde ışığın bir kısmı absorplanmakta, bir kısmı da yansımakatdır. Geliş açısı değiştirilip yansıyan ışığın şiddeti izlendiğinde yansıyan ışık şiddetinde azalma görülür. Yansıyan ışığın şiddetinde maksimum kaybın gerçekleştiği açıya rezonans açısı ya da SPR açısı adı verilir.
—Bu geliş açısında ışık, yüzey plazmonlarını (elektron paketçikleri) harekete geçirecek, yüzey plazmon rezonans olayı gerçekleşecektir. Yüzey plazmon rezonansı iki optik ortamın ara yüzeyine ince iletken bir film yerleştirildiğinde meydana gelir. Spesifik bir geliş açısında metal yüzeyindeki elektron frekanslarının eşleşmeleri nedeniyle gelen ışık ile rezonans durumuna gelecektir. Bu rezonans durumunda enerji absorblanacağı için yansıyan ışının yoğunluğunda bir azalma meydana gelmektedir.
—Metal yüzeyiyle temas halinde ortamın özelliklerinin değişmesi veya yüzeyde birikim sağlanması durumunda rezonans açısı değişmektedir.
—Yüzeyde birikim kontrollü olarak sağlanması durumunda birikin madder derişimiyle ilgili kantitatif sensör çalışmalaırnda kullanılabilmektedir.
—Bu amaçla zamana karşı SPR açısını takip eden ticari sistemler geliştirilmiştir.
—Deney düzeneği
—SpreetaTM sesnör
(Texas Instruments, Dallas, TX)
—Antikorun tutuklanması
—Yüzeyin temizlenmsi
—Avidin ile kaplanması (1 mg/ml, 10 μl/min)
—Yıkama
—Antikorun tutuklanması-2
—Biyotin işaretli anti-E. coli antikorunun yüzeye başlanması
—Yıkama, tampon
—Yıkama, % 1SDS
—Antikor tutuklama
—Bakteri tayini
—Örnek enjeksiyonu (1 ml)
—Yıkama
—Rejenerasyon, % 1 SDS
—Immunosensors using surface plasmon resonance (Real time antigen determination)
—The response (RU) to binding of E. coli and regeneration. Injection of
—A) E. coli solution (9.0×101 cfu ml-1); B) PBS; C) %1 SDS solution;
—D) E. coli solution(1.8×103 cfu ml-1);
E) E. coli solution(1.8×105 cfu ml-1).
—Reusability
—Selectivity
The change in RU induced by the binding E. aerogenes (1.8×105 cfu/ml) and E. dissolvens (1.4×104 cfu/ml) and E. coli (1.8×104 cfu/ml).
—Real water samples
—Sonuç…
—SPR sistemi kullanılarak çok farklı hedef moleküle karşı biyonsensör geliştirilebilmekte farklı etkileşimler takip edilebilmektedir.
—Diğer biyosensörlere göre daha hızlı, hassas ve seçici uygulamalar gerçekleştirilebilmektedir.
—En önemli avantajı sandviç analizlerde olduğu gibi ikincil tanıyıcı molekül gereksinim duymamasıdır.
—Aynı SPR yüzeyleri tekrar tekrar kullanılabilmektedir.
—Sistem optimize edilerek taşınabilir sistemlerin geliştirilmesi mümkün olabilmektedir.
—Yaygın kullanıma uygun bir teknolojidir.
—Daha fazla bilgi için:
—F. Baldini, A. N. Chester, J. Homola, and S. Martellucci (editors): Optical Chemical Sensors, NATO Science Series II, Vol. 224, Springer, 2006.
—J. Homola (editor): Surface Plasmon Resonance Based Sensors, Springer, 2006.
—M. Piliarik, H. Vaisocherová, J. Homola: Surface Plasmon Resonance Biosensing, in Biosensors and Biodetection, Methods in Molecular Biology, Vol. 503, editors A. Rasooly, K. E. Herold, Humana Press, 2009, 65-88.
—Dudak F.C., İ.H. Boyacı, Development of an Immunosensor Based On Surface Plasmon Resonance for Enumeration of Escherichia coli in Water Samples, Food Research International, 40, 803-807 (2007).
—Dudak F.C., İ.H. Boyacı, Rapid and label-free bacteria detection by surface plasmon resonance (SPR) biosensors, Biotechnology Journal 7 1003-1011 (2009).
—ihb@hacettepe.edu.tr