미생물의 생육
유도기의 미생물 증식 유도기(Lag phase)란 준비 및 적응기간 세포수의 증가 세포의 대사활동 없음 세포의 크기 증가 RNA 함량 증가
대수기의 미생물 증식 대수기(Logarithmic phase) 배양액 세포 증식 급속한 증식(Exponential Growth)이 일어남 배양액 세포수 증가 영양분(당, 가용성 질소, 무기인 등) 함량 감소 대사산물(당->유기산) 증가(pH의 변화) 세포 증식 원형질 합성 활발 세포 분열 활발 합성속도=분열속도
대수기의 미생물 증식 박테리아 세포의 증식 분열(2분열법)에 의함 0 세대의 박테리아 수를 no라고 한다면, 1 세대 후 박테리아 수는? no x 2 = 21 no 1 세대 후 박테리아 수는? no x 2 x 2 = 22 no Z 세대 후 박테리아 수는? no x 2 x -----Z = 2z no
대수기의 미생물 증식 세포수는 지수적(exponentially)으로 증가 몇 세대(Z) 후의 세포수(n)를 알아본다면, N = 2zn0 양변에 log를 취하면, Log n = log 2zn0 = log 2z + log n0 = Z log 2 + log n0 Z log 2 = Log n + log n0
대수기의 미생물 증식 위 식에서 양변을 log 2로 나누면, Z 시간대의 미생물 수를 알 수 있다. Z = (Log n + log n0) / log 2 (식 1) 위 Z값으로부터 대수기 동안 미생물의 증식하는 속도를 평균 세 대 시간(mean generation time)을 구하여 알 수 있다. 만일, 이때 Z세대에 소요된 시간을 t라고 하고, 세포의 평균 세대시간을 T라고 한다면, Z = t/T (식 2)
대수기의 미생물 증식 위 식(2)을 식(1)에 대입하면, t/T = (Log n + log n0) / log 2 (Log n + log n0 ) / t = log 2 / T 그러므로 T는 다음과 같이 구할 수 있다. T = log 2 x t(min) / (Log n + log n0 )
대수기의 미생물 증식 미생물 배양실험에서 박테리아 균주를 알고, 배양조건(미생물 배지, 배양온도, 접종량, 배양시간 등을 알면, 대수기 중에 있는 박테리아의 세포수(log n)를 구할 수 있으며, 증식 중에 있는 세포수는 배양시간과 직선적인 관계를 가지고 있다는 는 것을 알 수 있다.
정지기의 미생물 증식 정지기(stationary phase) 최대 생육량에 도달하여, 세포의 증식 속도가 더 이상 증가하지 않음. 증식속도 감소(생균수) = 사멸 세포수(총균수 – 생균수) 영양분은 고갈 대사산물 축적 (예, 항생물질 생성 균주의 경우 항생물질 최대량), 정지기의 증식속도는 부족한 어떤 영양소의 농도와 직선관계를 보임
사멸기의 미생물 증식 사멸기(death phase) 배양액 세포의 자기소화(autolysis) 퇴축형 세포로 형태 변형(involution form) 배양액 증식속도<사멸속도 생균수<사멸균수 대사산물->유해물질 pH -> 극심한 변화 초래