Çevrimdışı

Su aktivitesi:
Bir maddedeki susun nispi mevcudiyetinin ifadesidir. Saf suyun aktivitesi l'dir. Mikroorganizmalar için mevcut olan suyun miktarı ortama şeker ve tuz katıldığında azalır. Yani su aktivitesi gıdanın yüzeyinde mikroorganizmanın kullanabileceği sudur. Bağıl nem ortamın nemidir. 1-100 oranında değişir su aktivitesi ise 0-1 oranında değişir. Su aktivitesi osmo'tik basınçla ters orantılıdır. Eğer ortam yüksek osmotik basınca sahipse ortamın su aktivitesi düşüktür. Mikroorganizmalar düşük su aktiviteli ortamda ancak içlerindeki erir madde konsantrasyonunu arttırarak yani içlerini daha hipertonik yaparak dışarıdan su çekerler. Bu amaçla bakteriler kolin, prolin, glutamik asit ve diğer amino asitleri ya dışarıdan taşır ya da kendisi sentezler. Mantarlar ve algler ise arabitol, gliserol, mannitol gibi poli alkolleri veya sukroz biriktirerek dışarıdan su çekerler. Poli alkoller ve amino asitler hücreye zarar vermezler. Halofilik bakterilerde K+ ve glycine betaine bu rolü görür. Aşırı halofilik bakteride ise ectoine'.dir. Bunlara compatible solute denir(iç yoğunluğu artıran erir madde)

e. Osmotik Basıncın Etkisi
Su, su konsantrasyonu çok olan yerden (düşük erir maddeli) daha az konsantrasyonu olan bölgeye gider ( fazla erir madde konsantrasyonlu) bu olaya osmosis denir.

Halofiller:
Tuzlu ortamlarda yaşayan bakterilerdir. Tuzsuz ortamlarda gelişemezler. Az derecede halofıllikler (%l-6 NaCl), orta derecede halofılikler (%6-15 NaCl) ve aşın halofılikler( %15-30 NaCl) olmak üzere üç gruba ayrılırlar. Tuza toleranslı olan mikroorganizmalar ise hem tuzlu ortamda hem de tuzsuz ortamda gelişebilen mikroorganizmalardır. Yüksek şeker içeren ortamlarda gelişenler ise “osmofiller”olarak adlandırılır. Kuru ortamlarda gelişenler ise kserofiller dir.

Özet:
Bakterinin gelişeceği ortamdaki erir madde oranı arttıkça ortamdaki su oranı azalır (reçeller, turşular gibi). Mikroorganizmalar içlerinde compatible maddeler sentezleyerek iç yoğunluklarını dışarı ortamlardan daha yoğun yaparlar ve bu durumlarda da dışarıdan su çekebilirler. Bazı mikroorganizmalar düşük su potansiyellerinde bazıları ise yüksek oranda tuz içeren ortamlarda gelişirler.

Moleküler Oksijenin Etkisi
Mikroorganizmalar O2 ihtiyaçlarına göre aşağıdaki gibi gruplandırılırlar;
l. Aeroblar: %21 0ksijen'de gelişirler ve çoğu daha fazla O2 ortamlarda ( hyperbarik oksijende) gelişirler.
2. Mikroaerofilikler: %17 O2 de gelişenler. Oksijen miktarı havadakinden daha az Olduğunda gelişirler. Oksijenle yapısı bozulan enzimlere sahiptirler.
3. Fakültatifler: Hem aerobik hem de anaerobik koşullar altında gelişenler.
4. Anaeroblar: Son elektron alıcı olarak O2’ yi kullanacak solunum sistemi olmayanlar anaerobik organizmalardır.fakat iki tip anaerobik organizma.vardır.
1)Aerotolerant anaeroblar: O2'nin varlığında gelişebilenler ve O2'ye toleranslı olanlar.
2)Zorunlu anaeroblar: O2 ile öldürülenler.

Zorunlu anaeroblar oksijen metabolizmasının bazı ürünlerini detoksifiye edemediklerinden ölürler. Oksijen indirgendiğinde hidrojen peroksit (H2O2), superoksit (O2-) ve hidroksil radikalleri (OH-) oluşturulur. Zorunlu anaeroblarda flavin enzimleri vardır. Bu da O2 ile kendiliğinden reaksiyona girerek bu toksik ürünleri üretir. Aeroblarda bu toksik oksijen ürünlerini ortadan kaldıracak enzim sistemleri vardır.

Mikrobiyal kültür ve oksijenin etkisi:
Çoğu aerobların gelişmesi için yoğun havalandırma şarttır. Çünkü oksijen suda çok az çözülür ve organizma tarafından kullanılan oksijen yeniden ortama difüzyonla hızlıca geçemez. Bu sebepten havalandırma şarttır. Anaerobik kültür için ortamdan oksijen çıkartılmalıdır.

Anaerobik ortam oluşturmak için:
1) Besiyeri tüpün ağzına kadar doldurulur ve sıkıca kapakla kapatılır. Tüpün içindeki az miktardaki oksijen, oksijene karşı toleranslı olabilen anaerobları etkilemez.
2) Besiyerinin içine Na-thioglycolate gibi indirgenme ajanı konur. Tüpün ağzı kapatılır. Bu da besiyerindeki O2 ile temasa geçerek H2O oluşturur. Zorunlu anaeroblar böylece tüpün dibinde ürerler. O2 buraya geçemez. Ortama redoks indikatör boyası olarak resazurin ilave edilir. Bu ortamda O2 varlığında renk değiştirir. Böyle tüpte zorunlu aeroblar en üstte. Çünkü buraya oksijen havadan geçebilir. Fakültatifler tübün her tarafında ürer. Mikroaerofılikler hemen yüzeyin altında ürerler.
3) Ortamdaki O2'nin hepsini çıkartmak için anaerobik kavanoz gerekir. Bu kavanozun kapağı gaz geçirmeyecek şekilde kapatılır. Kapağında pallidium pelleti (kristali) vardır. Kavanozun içine bir gaz üreticisi paketi konur. Bu kesildiğinde H2 ve CO2 üretir. H2 ile ortamdaki O2 birleşerek su oluşur. Ortam böylece anaerobik olur.

Oksijenin toksik formları:

Oksijen kuvvetli oksidanttır ve solunum için harika bir elektron kabul edicisidir. Tek oksijen (singlet oksijen) yüksek enerjili oksijen formudur. Çekirdeğini kuşatan dış kabuk elektronları oldukça reaktifdir ve kendiliğinden olan ve arzu edilmeyen oksidasyonlar hücrede olabilir. Tek oksijen fotokimyasal ve biyokimyasal olarak üretilir. Biyokimyasal olarak peroksidaz enzimleri ile olur. Fototrofik mikroorganizmalardaki karotenoidler sayesinde oksijenin bu toksik formu nontoksik forma dönüştürülür. Havadaki mikroorganizmalarda da bu olur. Oksijenin diğer toksik formları süperokside formu (O2-) (superoksit dismutaz (SOD), hidrojen peroksid (H2O2) ve hidroksil radikalleridir (OH'). Bunlar O2'nin H2O indirgemesi sırasında kendiliğinden yan ürün olarak oluşur.
Flavoproteinler, kinonlar, thioller ve demir sülfür proteinleri O2'nin O2- indirgemesine sebep olabilirler. Superoksit oldukça reaktiftir ve hücredeki organik bileşenleri, makromolekülleri okside ederler. H2O2 gibi peroksitler hücre komponentlerine zarar verebilir. Fakat diğerleri kadar zararlı değildir. OH- radikalleride hücrenin organik maddelerini okside ederler. Bunların zararlı etkileri superoksit dismutaz, katalaz ve peroksidaz enzimi ile ortadan kaldırılır. Aeroblarda ve fakültatif aeroblarda, süperokside dismutaz ve katalaz enzimi vardır. Zonrunlu anaeroblarda bu enzimler yoktur. Bu yüzden oksijen toksiktir.

Özet:
Aeroblar yaşamak için oksijene ihtiyaç duyarlar. Buna rağmen anaeroblarda oksijen öldürücü etki yapar. Oksijenin toksik formları hücrede oluşturulabilir fakat hücrede mevcut olan enzimler bunları nötralize eder.