3. predavanje-ekološki principi u mikrobiologiji namirnica
TRANSCRIPT
EKOLOŠKI PRINCIPI U MIKROBIOLOGIJI NAMIRNICA
EKOLOŠKI PRINCIPI U MIKROBIOLOGIJI NAMIRNICA
Interakcija organizma i sredine
Mikrobiologija namirnica i ekologija per seMikrobiologija namirnica i ekologija per se
Ekologija - celokupnost funkcionisanja ekosistema, protok energije i sastav flore ekosistema
Mikrobiologija namirnica – naglasak1. Kontrola kontaminacije – infekcija habitata2. Sprečavanje rasta mikroorganizama kvara i patogena,
a favorizovanje rasta korisne mikroflore – starteri, probiotici
PoteškoćePoteškoće
mala skala života, a ekstremno varijabilni habitati i interelacije
ekološke ideje izvedene iz studija na višećelijskim organizmima
fokusiranje na pojedine MO ili specifičnu grupu MO
TOTALITARNOST EKOSISTEMA
Kontrola ekološke zajednice u namirniciKontrola ekološke zajednice u namirnici
Karakterizacija
Prostorna distribucija
Intrinzič, ekstrinzič,Implicit faktori
Biohemija i fiziologija
Pratiti rast i promene
Rast/aktivnostkvalitet/
bezbednost
INTERAKCIJA ORGANIZAMAINTERAKCIJA ORGANIZAMA
Odum (1953) - efekat na veličinu populacije
(-) = štetan(+) = koristan(0) = neutralan
INTERAKCIJA ORGANIZAMAINTERAKCIJA ORGANIZAMA
Tip interakcije Efekat Priroda interakcije Komentar
Kompeticija - - Obe populacije su redukovane, usled zajedničke ovisnosti o hranjivim materijama ili potrebi za kiseonikom
Dominacija jedne vrste u laboratorijskim eksperimentima, iako se ne isključuje koegzistencija
Amensalizam - 0 Rast jedne populacije je redukovan zbog prisustva druge; bez efekta na drugu populaciju
Dominacije jedne vrste
Parazitizam/ predacija
+ - Jedan mikroorganizam ima koristi na račun drugog
Često se javlja u prirodi, ali ne tako često, ukoliko uopšte, u industriji hrane
Neutralizam 0 0 Bez efekta na obe populacije
Verovatno ne postoji izvan laboratorija
INTERAKCIJA ORGANIZAMAINTERAKCIJA ORGANIZAMA
Tip interakcije Efekat Priroda interakcije Komentar
Komensalizam + 0 Jedna populacija ima koristi, a druga niti štete niti koristi
Mešane kulture
Mutualizam (obavezno udruživanje)
+ + Populacije imaju recipročnu korist
Kreće se između “gubitka” interakcije i zavisnosti. Veoma važna u prirodi
Kooperacija + + Imaju uzajamnu korist
Zajedno daju karakteristike proizvodu
INTERAKCIJA ORGANIZAMA - pojednostavljenoINTERAKCIJA ORGANIZAMA - pojednostavljeno
Efekat ispoljen na obe populacijeMUTUALIZAM KOMPETICIJA
Efekat ispoljen na jednu od populacijaKOMENZALIZAMAMENSALIZAM
MUTUALIZAM/KOOPERACIJAMUTUALIZAM/KOOPERACIJA
Mutualizam - korist po oba partnera (populacije), određeni stepen obligacije, populacije ne mogu egzistirati odvojeno – međusobna metabolička ovisnost
Kooperacija – oba organizma (populacije) imaju korist, nije obligatorni odnos, u osnovi sinergistički
Sinergizam – rast jednog organizma zavisi ili je poboljšan faktorima rasta, hranjivim materijama koje osigurava drugi organizam – “Crossfeeding”, “Satellite” fenomen
PRIMERI: MUTUALIZAM (SINERGIZAM) – kvasci i BMK u kefiru, različitim vrstama sireva; Lactobacillus arabinosus i Enterococcus faecalis
MUTUALIZAM/KOOPERACIJAMUTUALIZAM/KOOPERACIJA
KOOPERACIJA (PROTOKOOPERACIJA) – jogurtna kultura /Streptococcus thermophilus ssp. salivarius i Lb. delbrueckii ssp. bulgaricus
Kombinacija GDH pozitivnih laktobacila i GDH negativnih
sojeva Lactococcus lactis
Kombinacija Geotrichum candidum i B. linens
KOMENZALIZAMKOMENZALIZAM
udruženost dva organizma (populacije) gde jedan organizam ima korist, a drugi niti štete niti koristi; uključuje i modifikaciju sredine aktivnošću jednog kako bi se sredina učinila daleko povoljnijom za drugi mikroorganizam - METABIOZA
PRIMERI: Lactobacillus acidophilus i Propionobacterium
shermani (utilizacija laktata, produkcija propionske, octene kiseline i CO2); Lactobacillus casei i Saccharomyces cerevisiae (riboflavin – “niacinlike” factor); Proteus vulgaris i S. cerevisiae
AMENSALIZAM - ANTAGONIZAMAMENSALIZAM - ANTAGONIZAM
Odnos štetan po jednu vrstu, bez efekta po drugu
PRIMERI: inhibicija propionobakterija od strane FHL
“KILLER” fenomen kvasaca – analogija bakteriocinima kod BMK
Produkcija β-(1→3) glukanaza od strane bakterija i kvasaca koji razaraju β-(1→3) glukane ćelijskog zida
Većina vrsta Enterobacteriaceae i pojedine BMK aglutiniraju Saccharomyces cerevisiae reakcijom sa manoproteinima kvasaca
Nespecifični amensalizam – produkcija organskih kiselina tokom fermentacije, H202, diacetila...
KOMPETICIJAKOMPETICIJA
Interakcija dve vrste (populacije) tako da se takmiče za isti hranjivi supstrat i/ili isti izvor E ...
Dva moguća ishoda: princip kompetitivnog isključenja, ali i moguća kooegzistencija
SPECIFIČNOSTI U MIKROBIOLOGIJI NAMIRNICASPECIFIČNOSTI U MIKROBIOLOGIJI NAMIRNICA
Procedura maceracija (homogenizacija) – ekstrakti tkiva inhibitorni za pojedine MO
razblaženje – 0,1% puferisana peptonska voda
stadijum predobogaćenja i obogaćenja – amplifikacija populacije do min. nivoa 105-106 cfu/ml – uslovljeno sastavom medijuma, vremenom i temperaturom inkubacije, stepenom aeracije, interferencijom sa sastojcima namirnice, kompeticijom sa popratnom mikroflorom, mogućem delovanju bakteriofaga, kao i opsegom subletalnog oštećenja
Nepoznate i vrste koje se ne mogu kultivisati u laboratorijskim uslovima (“Viable But Non-Culturable”) VBNC FENOMEN
SPECIFIČNOSTI U MIKROBIOLOGIJI NAMIRNICASPECIFIČNOSTI U MIKROBIOLOGIJI NAMIRNICA
EKO – BIOHEMIJA I FIZIOLOGIJA
ADAPTIVNE REAKCIJE MIKROORGANIZAMA NA IZLOŽENOST “IN-SITU” STRESOVIMA
PROSTORNA HETEROGENOST
KINETIKA LAG FAZE