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