F2 Mikrobiell tillväxt

Question 1

tre olika sätt för mikroorganismer att föröka sig

Answer 1

delning (binary fission)
knoppning (budding)
hyfbildning (hyphae)

Question 2

generationstid

Answer 2

In eukaryotic organisms, the generation time is the time between the same points of the life cycle in two successive generations.

Question 3

Batch

Answer 3

(eller satsvis odling)
All näring tillsätts från början och odlingen pågår tills något näringsämne tar slut. Eventuellt tillsätts syra/bas för pH-justering samt syre för aeroba kulturer.

Question 4

Repeated-batch

Answer 4

Cellerna flyttas till nytt medium under odlingens gång

Question 5

Fed-batch

Answer 5

Näring tillsätts kontinuerligt men utflöde saknas

→kontinuerlig volymökning

Question 6

Kontinuerlig odling

Answer 6

Näring tillsätts kontinuerligt och kultur avtappas med

samma hastighet → konstant volym

Question 7

Kvantifiering av mikrobiell tillväxt, metoder:

Answer 7

A) Mätning av cellantal (Direkt)
• Mikroskopi (med/utan färgning) 
• Elektronisk räkning 
• Flödescytometri 
• CFU (cell-forming units) 
• Drop tests

B) Turbidometriska metoder (Indirekt)
• Spektrofotometri (OD)
• Laser (Scattered light)
• Fotografering

C) Cellmassa mätning (g/l)

Question 8

mätning av cellantal med mikroskopi, nackdelar:

Answer 8

• Kräver vana för reproducerbarhet
• Ingen distinktion mellan levande och döda celler (kan ske via olika specifika färgningar, t.ex. metylenblå)
• Kräver hög cellkoncentration ( ~106 celler/ml eller mer)
• Kräver orörliga celler
• ”Orena” industriella substrat med partiklar svårhanterade

Question 9

propidium iodide stains

metabolically … cells.

Answer 9

inactive

Question 10

A Coulter counter is an …

Answer 10

electronic device that counts cells.

It measures the change in resistance in an electrolyte solution that takes place when a cell passes through a small opening in the inside container wall. A detector automatically counts the number of cells passing through the opening.

Question 11

Flödescytometri är …

Answer 11

en teknik för att undersöka celler i en vätska med hjälp av laserljus.

Tekniken går ut på att celler passerar en och en genom en liten kanal där de belyses av en laserstråle, varpå reflekterat och avböjt laserljus mäts.

Question 12

A colony-forming unit (CFU) …

Answer 12

estimates the number of bacteria or fungal cells in a sample which are viable, able to multiply via binary fission under the controlled conditions. Counting with colony-forming units requires culturing the microbes and counts only viable cells, in contrast with microscopic examination which counts all cells, living or dead.

Question 13

colony-forming unit (CFU), fördelar och nackdelar:

Answer 13

Fördelar:
• ”Hög känslighet” (kan detektera mycket låga cellkoncentrationer)
• Goda resultat även med ”orena” partikelrika substrat (ofta en av få möjligheter för kvantifiering)
• Endast levande celler detekteras
• Kan göras specifika för vissa typer av mikrorganismer via användning av antibiotika, näringsförhållanden, temperatur etc. Olika tillsatser kan även ge t.ex. färgförändring om vissa bakterier finns närvarande

Nackdelar:
• Långsam, kräver inkuberingstid på 24 h eller mer innan kolonier blir synliga
• Naturliga prov svårkvantifierade pga att olika mikroorganismer har olika närings- och tillväxtkrav (ett näringsmedium passar inte alla)

Question 14

droptest är en …

Answer 14

Icke kvantitativ metod

kvalitativ bedömning av olika förhållanden och mikroorganismer, t.ex. olika mutanter

fördel: snabb metod, kräver mindre material

Question 15

Turbidometriska metoder är

Answer 15

Indirekta metod där spektrofotometer används för att mäta turbiditet (≈ grumlighet) hos lösningen som ett mått på cellantal

Question 16

Turbidometriska metoder, nackdelar och fördelar:

Answer 16

Fördelar:
• Snabb, man kan snabbt få fram t.ex. en populations tillväxthastighet, µ eller G

Nackdelar:
• Kräver standardkurva cellantal vs OD som är gjord under identiska odlingsförhållanden med samma organism
• Standardkurva är spektrofotometer specifik
• Linjärt förhållande mellan OD och cellkoncentration endast vid låga OD → Spädning av provet om OD > 0.2-0.3

Question 17

Direkt torrviktsbestämning (mätning av cellmassa) kan ske via:

Answer 17

• centrifugering av bestämd volym bakteriesuspension i förvägda
centrifugrör följt av torkning i t.ex. 105C under 24 h.
• filtrering av bestämd volym genom förvägda”bakterietäta” filter
(0.22 µm, porstorlek) som torkas enligt ovan eller i mikrovågsugn

Question 18

• Allt substrat finns i odlingen från början
• Ett slutet system: Inget tas ut – inget läggs till
• Flaskodlingar i laboratoriet
vanligast
• Förhållandena i odlingen varierar
ständigt under odlingens gång

Vilken odling?

Answer 18

Batch odling

Question 19

Tillväxtkurva - Batchodling

Answer 19

1. Lag phase: no increase in nr of living cells
2. Log phase: exponential increase in nr of living cells
3. Stationary phase: plateau in nr of living cells; rate of cell division and death roughly equal
4. Death or decline phase: exponential decrease in nr of living cells

Question 20

Generationstiden beror på …

Answer 20

• Cellens genetiska bakgrund
• Temperaturen
• pH
• Odlingsmedia
• Tillgång till näring & spårämnen
• Hämmande ämnen (inhibitorer)

Question 21

tillväxten avstannar vanligen pga …

Answer 21

• Att något näringsämne tagit slut, t.ex. kol och energikällan
• Den stationära fasen kan också induceras av ansamling av toxiska produkter, såsom t.ex. etanol i jästodlingar med höga sockerkoncentrationer.

Question 22

Ex: Bagerijästproduktion
• Höga halter socker resulterar i fermentation och etanolbildning vilket sänker utbytet jämfört med respiration

Lösning?

Answer 22

→ socker tillförs kontinuerligt i en fed-batch process för att hålla koncentrationen låg och därmed respirerar cellerna istället för att bilda etanol (och utbytet ökar)