제 8장 미생물의 생육과 환경 미생물의 긍정적 기능의 조절과 부정적 기능의 예방을 위한 기본 지식을 위한 대단히 중요한 단원입니다. 가.미생물의 증식 : (cell Number and weight) 증식- 확립된 성장조건에서 모든 세포구성물질의 정연된 증가 미생물 증식도의.

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1 제 8장 미생물의 생육과 환경 미생물의 긍정적 기능의 조절과 부정적 기능의 예방을 위한 기본 지식을 위한 대단히 중요한 단원입니다. 가.미생물의 증식 : (cell Number and weight) 증식- 확립된 성장조건에서 모든 세포구성물질의 정연된 증가 미생물 증식도의 측정 방법 1. 양적 측정 2. 수적 측정

2 Generalized stoichiometric formular for growth
A (CaHbOc) + B (O2) + D (NH3) M (CxHyOzNd) + P (CO2) + Q (H2O) For example, S. cerevisiae C6H11NO3 (MW = 145~161) consider 10% ash

3 세포 성장과 대사산물의 생성.

4 미생물 증식의 양적 측정 가. 직접측정법 1) DCW : wash후 건조시켜 무게 측정 80도 24시간, 110도 8시간 , 장점: 간단하며, 곰팡이, 방선균의 측정에 장점, 단점: 장시간 소요, 많은 시료 요구, 비정확성의 문제점 배양액에 insoluble material이 없어야 가능 2) Wet weight: 건조과정없이 측정, RAPID -- Packed cell volume (비정확) 3) Turbidity : 작은 particle에 의해 빛이 산란되는데, 이때 빛의 산란정도는 어느범위까지는 작은 particle의 농도와 직접 비례

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9 균체량의 측정 (계속) 나. 간접측정법 세포조성의 측정 : 균체질소량, DNA, RNA, protein등 (균종, 배양조건에 따라 변화 가능) 2) 영양성분 흡수속도 : sulfate, phosphate, magnesium 3) 대사산물 생성속도 : CO2 etc. 4) ATP 정량 : YATP = (g-cell / mole of ATP) = 10.5 g cell /mole ATP 5) VISCOSITY 6) Heat evolution : 5kcal/g-cell

10 균체수의 측정 Microscopic count : hemocytometer, Toumer counter - methylene blue, MTT 보조사용 2. Viable plate count – cumbersome, accurate Membrane filter – 희석용액의 농축 3. Coulter counter (size와 숫자 동시 측정 가능) increase of electrical resistance – pulse count 문제: orifice plugging dilute cell에 적용 multicelluar, chain form은 사용할 수 없음. 4. Nephalometry : scattered light detect. coulter counter의 orifice plugging을 해결

11 생균수의 측정 Colony 계수법 labor intensive, filamentous type 세포에는 사용 어려움 (30~300 colony) plate counting method capillary tube method membrane filter method 2. MPN법 most probable number 고체배지 이용할 수 없는 경우 연속희석, 배양법 viable cell count

12 단세포 생육 곡선

13 세포 성장곡선 유도기 (lag phase: induction phase): 세포증식에 필요한 효소계, coenzyme, 기타성분을 합성하는 시기 RNA의 현저한 증가, DNA양은 거의 불변 대수증식기 (exponential phase, log phase, growth phase): 세포 크기나, 세대 시간이 일정 (비증식속도) 증식속도는 영양, pH, Aw, 산소분압 등의 환경요인에 의해 결정 정지기 (stationary phase) 이용가능한 영양성분의 고갈, 유해대사산물의 축척, 공간적 제한 등으로 증식속도 감소, 정지되는 시기 사멸기 (death phase) : 세포내 에너지 성분의 고갈로 인해, 세포 증식보다 세포사멸이 우세한 시기 * cryptic growth : 사멸기의 cell lysis나 cell component 유출로 인해 사멸기동안의 미세한 증식속도의 일시적 증가.

14 Specific growth rate & Doubling time

15 미생물 배양의 방법 배치배양 (batch culture) Fed-batch culture Continuous culture (연속적으로 기질공급 & 연속적으로 배양액 제거)  steady state 유지 - turbidostat - chemostat F D= --- = u V 교재 그림 8-6. (p217)

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19 동조배양 정의 : 모든 cell population이 꼭 같은 growth phase 에 있는 배양 이용: 세포 생리 실험, 세포분열 실험에 필수적 동조배양을 얻는 방법 1.      유도법 : 환경조건의 조작으로 동일age의 세포를 유도 온도, 영양성분 (탄소원), 광선, 단백질 생산저해제등 2.     선별법 : 특정 age의 세포만을 분리, 배양 원심분리법, filtration (milipore filter: 0.45 um), micromanipulator # 세포주기의 아주 미세한 차이로 인해 무한히 동조배양 할 수는 없다.