Wykład I     

 

Mikrobiologia  –  (łac.micros  -  mały,  bios  –  życie,  logos  –  nauka)  zajmuje  się  morfologią, 

budową  komórek,  fizjologią  wewnątrzkomórkową,  przemianami  życiowymi,  warunkami 

rozwoju. 

Grzyby kapeluszowate też zaliczamy do mikroorganizmów. 

Nie wszystkie mikroskopijne organizmy są mikroorganizmami. 

 

Jak działają mikroorganizmy na środowisko? 

Są to organizmy jednokomórkowe, ale przemiany maja podobne do organizmów wyższych. 

 

MIEJSCE DROBNOUSTROJÓW W PRZYRODZIE 

Różnice między grupami organizmów: 

 

Zwierzęta 

Rośliny 

drobnoustroje 

Odżywianie 

Heterotrofy 

Autotrofy 

+ - 

Ściana 

komórkowa 

- 

+ 

+ - 

Aktywny ruch 

+ 

- 

+ - 

 

 

PODZIAŁ ORGANIZMÓW (HACKEL, 1866r.) 

1.  VIRIALES  –  (wirusy)  niepełne  cechy  organizmów  żywych,  nie  trawią,  nie  mogą  się 

same odżywiać ani rozmnażać, nie wykazują życia, brak metabolizmu, element pośredni 

pomiędzy materią ożywioną a nieożywioną. 

2.  PROCARIOTA  –  (CARION  –  jądro)  –  organizmy  jednokomórkowe  nie  posiadające 

jądra  komórkowego,  podwójna  nić  kwasu  nukleinowego  bezpośrednio  w  cytoplazmie. 

Należą tu: bakterie, sinice, rykestje. 

3.  EUCARYOTA  –  (EU  –  prawdziwy)  organizmy  zawierają  wykształcone  jądro 

komórkowe, zawieszone w cytoplazmie. Należą tu: rośliny, zwierzęta, człowiek, drożdże, 

pleśnie, grzyby. 

INFORMACJA O WYSTĘPOWANIU CHORÓB I INNYCH ZJAWISK 

Negatywne i pozytywne skutki działania mikroorganizmów: 

•  Chiny 4000 lat temu – ospa 

•  Babilonia, kodeks Eszmana – wścieklizna 

•  Grecja, Hipokrates – malaria i gruźlica 

•  Egipt 2000 lat p.n.e. – piwo 

•  Egipt 200 lat p.n.e. – wino 

 

Mało jest chemicznych przyczyn psucia się żywności, głównie przez mikroorganizmy. 

Obserwowano: 

•  Psucie się żywności, pasz 

•  Choroby zwierząt (wąglik) 

•  Odradzająca się żyzność gleby (regeneracja po upływie czasu). 

 

Rozwój optyki 

•  1235 – Roger Bacon - okulary 

•  1590 – Jan i Zachariasz Jensen - mikroskop 

•  1635 – 1703 – Robert Hooke zobaczył komórki roślinne (dość duże) 

•  1632 – 1723 – Antoni van Leeuwenhock (ojciec mikrobiologii) w 1686 drobnoustroje 

•  70 lata XIX w – Abbe i Zeiss – mikroskop optyczny o zdolności rozdzielczej 0,2µm 

•  30 lata XX w – Rusk – mikroskop elektrodowy, duże powiększenie i duża rozdzielczość 

0,0001µm 

 

 

 

JEDNOSTKI MIARY W MIKROBIOLOGII 

STARE 

 

NOWE – obowiązujące 

1µ (mikron) 

10

-6

m 

1µ

µ

µ

µm (mikrometr) 

1µm (milimikron) 

10

-9

m 

1nm (nanometr) – 

wirusy 

1Ä (ANGSTREM) 

10

-10

m 

10

-1

nm 

 

 

TWÓRCY MIKROBIOLOGII: 

LUDWIG  PASTEUR (1822 – 1895)  –  Francuz, chemik z wykształcenia (wykrył izomerię 

kwasów organicznych). Stworzył metodykę badań mikrobiologii. Opracował: metodę: 

- wyjaławiania (pasteryzacja), 

- czystych kultur (zbiór komórek jednego gatunku), 

- zwalczania wąglika i szczepionkę przeciw wściekliźnie. 

 Wprowadził:  sterylizację  szkła  w  suszarkach  i  sterylizację  pod  ciśnieniem,  nowe  pożywki 

(podłoże  do  hodowli  mikroorganizmów).  Wykrył  przyczynę  ginięcia  jedwabnika  oraz 

zaprzeczył teorii samorództwa. 

 

ROBERT  KOCH  (1843  –  1910)  –  wykrył  prątki  gruźlicy  oraz  wyizolował  przecinkowca 

cholery. Zastosował żelatynę i agarową pożywkę. W 1905 otrzymał nagrodę Nobla. 

 

JÓZEF LISTER (1827 – 1912) – odkażanie. Udowodnił, że należy odkażać rany. 

 

DYMITR IWANOWSKI (1864 – 1920) – 1892 wirusy, wykrył wirusa. 

 

FERDYNAND COHN – wykrył przetrwalniki, uczeń Pasteura. 

 

JOHN TYNDALL (1820 – 1893) – tyndalizacja, czyli wyjaławianie podłoża. 

 

GRAM – barwienie (ściany komórkowe bakterii barwi). 

 

SERGIUSZ WINOGRADSKI (1856 – 1955) 

 

ILIA MIECZNIKOW (1845 – 1916) – wpływ drobnoustrojów na organizm człowieka. 

 

ALEKSANDER  FLEMING  -  13.02.1929  Wykład  w  Medicine  Research  Club,  wykrył 

antybiotyki  –  penicylina.  Zjawisko  antybiozy  czyli  przeciwdziałania  między  różnymi 

mikroorganizmami. 

Lata 50 XX wieku to odkrycie DNA i RNA 

 

 

 

POLACY: 

LEON CIEŃKOWSKI (1822 - 1887) – cukrownictwo, gęstnienie syropów, psucie się.  

 

ADAM PRAŻMOWSKI (1853 – 1920) – bakterie brodawkowe w glebie. 

 

Inni: 

SYNIEWSKI – fermentacja 

CHRZĄSZCZ – gorzelnictwo 

JOSZT – enzymy w przemyśle spożywczym 

WACŁAW DĄBROWSKI – SGGW – twórca katedry mikrobiologii na akademii rolniczej. 

Jego uczniem był EUGENIUSZ PIJANOWSKI. 

MAJCHRZAK 

 

PODZIAŁ MIKROBIOLOGII: 

•  PRAKTYCZNY: 

1.  Ogólna 

2.  Gleby 

3.  Przemysłowa (techniczna) – zastosowanie: 

•  W 

procesach  fermentacyjnych  (wytwarzanie  różnych  związków  np. 

aminokwasów) 

•  Żywności (zapobieganie drobnoustrojów psujących żywność). 

4.  Lekarstwa 

5.  Weterynaryjna 

6.  Sanitarna (związana z higieną życia np. oczyszczanie ścieków). 

7.  Hydromikrobiologia 

 

 

•  ZE WZGLĘDU NA ORGANIZMY: 

1.  Wirusologia 

2.  Bakteriologia 

3.  Mikologia – nauka o grzybach 

4.  Protozoologia – pierwotniaki 

5.  Algologia – algi 

WIELKOŚĆ KOMÓREK (śr nie widoczne w mikroskopie świetlnym 10 – 50nm): 

WIRUSY  

 

 

 

10 – 50nm 

BAKTERIE KULISTE  

 

∅0.5-1.0µm 

PAŁECZKI    

 

 

∅0.5-1.0µm, dł. 1 - 4µm 

BAKTERIE SIARKOWE    

dł. do 100µm 

DROŻDŻE    

 

 

1 - 10µm 

CIĘŻAR KOMÓRKI BAKTERII   5x10

-13

 – 5x10

-12

 g 

CIĘŻAR KOMÓRKI DROŻDŻY   2x10

-11

 – 5x10

-11

 g 

 

Populacje drobnoustrojów:  

1g gleby 

 

 

 

500x10

6

  

komórek 

0.5 miliarda 

1g obornika   

 

 

200x10

6

  

komórek 

1g sera  

 

 

 

500x10

6 

komórek 

1g masła 

 

 

 

60x10

6

  

komórek 

1cm

3

 mleka zsiadłego  

 

1000x10

6 

komórek 

miliard 

1cm

3

 zalewy kiszonych ogórków 

5000x10

6

 

komórek 

1cm

3

 zacieru gorzelniczego   

350x10

6

 

komórek 

 

Stosunek powierzchni do objętości komórek drobnoustrojów: 

Objętość komórki o średnicy ϕ=1µm 

4/3πr

3

 = 4/3 x 3.141592 x 0.5

3

 = 0.52µm

3

 

Objętość 1 MLD komórek 0.00052cm

3 

W jednym litrze mleka zsiadłego 1000mld komórek = 0.52cm

3 

 

Powierzchnia komórki o średnicy ϕ=1µm 

4πr

2 

= 4 x 3.14 x 0.5

2 

= 3.14µm

2

  

Powierzchnia 1mld komórek 31.4cm

2

 

W jednym litrze mleka zsiadłego 1000mld komórek = 31400cm

2 

 

Gleba – 1ha (do głębokości 30cm) zawiera 3t drobnoustrojów o całkowitej powierzchni 

1800ha. 

Duży stosunek powierzchni do objętości dlatego duża efektywność działania. 

INTENSYWNOŚĆ ODDYCHANIA ORGANIZMU 

Ilość wydzielonego CO

2

.  

Mg/1g żywej masy/24 godz. 

Korzeń jęczmienia  70 

Korzeń pszenicy 

240 

Azotobacter   

1270 

Bacillus subtilis 

13000 (największy stosunek powierzchni do objętości) 

 

ROZMNAŻANIE: 

Czas podziału (generacji): 

•  Bakterie  20 min 

•  Drożdże  2 – 4 godz. 

•  Pleśnie 

72 godz. 

 

1)  Drobnoustroje  rozmnażają  się  w  tempie  2

n

  (po  podziale  2x  więcej).  Możliwość 

nagromadzenia biomasy (białka) w szybkim tempie. 

 

2) Jednokomórkowość – łatwość adaptacji do warunków środowiska, łatwo adoptują się do 

różnych  źródeł  energii  np.  glukoza,  mleko  (laktoza),  gdyż  wytwarzają  enzymy  pozwalające 

się przystosować – musi to być zapisane w kodzie genetycznym. 

 

3) możliwość przyswajania różnych form węgla 

-  zwierzęta – węgiel organiczny (białka, węglowodany) 

-  rośliny – węgiel nieorganiczny 

Drobnoustroje – CO

2

 – drobnoustroje barwne, węgiel organiczny 

 

 

   C – z węglowodorów (aromatyczne i alifatyczne) 

Azot  –  w  postaci  N

2

  nieprzyswajalny  przez  rośliny  i  zwierzęta,  musi  być  sprowadzony  do 

formy amonowej. 

 

4)  stosunek  do  temperatury  –  nie  giną  w  temperaturze  zera  bezwzględnego  (-273

0

C), 

niektóre  rozmnażają  się  w  temperaturze  100

0

C,  niektóre  przeżywają  120

0

C,  żółtaczka 

odkażanie - 135

0

C. 

Zdolność  do  wytwarzania  przetrwalników,  które  pozwalają  przetrwać  w  ekstremalnych 

warunkach.  

-  niektóre rozmnażają się przy pH =0,2 

-  niektóre żyją przy pH=10 

 

5)  zdolność  do  mineralizacji  substancji  organicznych  w  nieorganiczne,  najważniejsza 

przyrodnicza cecha mikroorganizmów. 

 

6)  wszechobecność  mikroorganizmów  w  różnych  środowiskach.  W  zdrowych  tkankach  nie 

powinno być mikroorganizmów. Drobnoustroi nie ma u nowo narodzonych zwierząt i ludzi 

jeżeli matka była zdrowa. 

 

GNOTOBIOLOGIA  –    nauka  o  życiu  bez  wpływu  innych  organizmów  na  ten  badany 

organizm. 

 

1cm

3

 śliny – 150mln drobnoustrojów 

Drobnoustroje w jelicie grubym i cienkim 2-3 mld – 1cm

3

 

Nie ma w pęcherzu i moczu (najbardziej jałowy płyn u zdrowego człowieka). 

 

7) łatwość przenoszenia się.  

Mikroorganizmy mogą zużywać gaz, ropę naftową jako źródła węgla aromatycznego. 

W środowisku występują bakterie brodawkowe, które syntetyzują związki azotowe. 

 

Odporność  na  pH  –  bakterie  siarkowe  pH  =  0.2  –  nie  giną  i  są  w  stanie  się  rozmnażać. 

Również pH = 10 inne bakterie tolerują. Ale bakterie zdecydowanie wolą pH kwasowe. 

Wytwarzają formy przetrwalne – przetrwalniki – odporne na kwasowe pH, temp. 

 

 

WPŁYW DROBNOUSTROJÓW NA OTOCZENIE: 

Stosunek powierzchni (µ

µ

µ

µ

2

) do objętości (µ

µ

µ

µ

3

) różnych komórek: 

Bakteriofagi   

66 

Bakterie postaci L 

19 

Ziarniaki 

 

6 

Komórka wątroby 

0,125 

 

 

Czynniki wpływające na wzrost drobnoustrojów: 

 

FIZYCZNE: 

•  Temperatura 

•  Ciśnienie mechaniczne 

•  Ciśnienie osmotyczne 

•  Promieniowanie 

•  Ultradźwięki 

 

BIOLOGICZNE: 

•  Wpływ jednych drobnoustrojów na drugie 

•  Obecność wirusów (fagów) 

 

CHEMICZNE: 

•  Zawartość tlenu w podłożu 

•  Kwasowość (pH) podłoża 

•  Obecność metabolitów własnych i obcych 

•  Antybiotyki 

•  Antyseptyki 

•  Fitoncydy  

 

 

Temperatura 

Temperatura działa na mikroorganizmy skutecznie i natychmiast. Reguła van Hoffa mówi, że 

zmiana  temperatury  o  10°  zmniejsza  lub  zwiększa    reakcje  chemiczne  2  –3  krotnie. 

Katalizatory w organizmach żywych to enzymy. 

W  niskiej  temperaturze  kiedy  woda  zmienia  stan  skupienia  reakcje  w  organizmach  żywych 

przestają zachodzić. W wysokiej temperaturze następuje denaturacja białka ~ 40

0

. 

 

Temperatury kardynalne wzrostu drobnoustrojów (0

0

C)

 

: 

•  minimalna – nie giną i nie mogą się rozmnażać. 

•  optymalna – najbardziej odpowiednia do rozmnażania i wzrostu. Dla różnych 

funkcji życiowych jest różna temperatura np. najszybszy wzrost 30°. 

•  maksymalna – powyżej tej temperatury zostaje zahamowany wzrost 

drobnoustrojów. 

 

 

Temperatury kardynalne wzrostu drobnoustrojów (°°°°C) 

 

Minimalna  Optymalna  Maksymalna 

Psychrofile(zimnolubne) 

0 

10 – 15 

30 

Mezofile 

15 – 25 

25 – 37 

40 – 55 

Termofile 

28 – 30 

50 – 60 

70 – 75 

 

 

Drobnoustroje: 

•  stenotermiczne – mają bardzo wąski zakres  tolerancji optymalnej temperatury. 

Drobnoustroje chorobotwórcze. 

•  eurytermiczne – maja szeroki zakres optymalnej temperatury wzrostu. 

 
Psychotrofy  są  mikroorganizmami,  które  bez  względu  na  optymalną  temperaturę  wzrostu 

wykazują wzrost w niskich temperaturach. 

Najniższa temperatura rozmnażania –34°C (drożdże). 

Bakterie - 20°C. 

 

Minimalna temperatura wzrostu: 

Gronkowce – od 6-7°C 

Laseczka jadu kiełbasianego – 3-4°C. 

 
LIOFILIZACJA – mrożenie, odparowywanie, aby zachować komórki w stanie jak najmniej 

zmienionym.  Dla  drobnoustrojów  powolne  zamrażanie  jest  niekorzystne,  niszczy  ich 

strukturę, korzystniejsze jest gwałtowne. 

 

 

 

•  PSYCHROFILE 

Są  to  organizmy,  które  w  temperaturze  od  0°C  do  7°C  dają  kolonie  w  ciągu  7  dni.  Lubią 

zimno. Rozwijają się głównie na mięsie, rybach.  

Szczepy psychrofilne w rodzajach:  

•  Pseudomonas 

•  Flarobacterium 

•  Alcaligenes 

•  Micrococcus 

MEZOFILE – większość mikroorganizmów, które nas otaczają. Wszystkie chorobotwórcze to 

mezofile.  

 

TERMOFILE  –  gorące  źródła,  w  fermentujących  kompostach,  w  zagrzewającym  się 

oborniku. Termofile rozmnażają się bardzo szybko, czasem następuje samowyjałowienie, gdy 

wykorzystają „pożywienie”. 

Szczepy termofilne w rodzajach: 

•  Bacillus 

•  Clostridium 

•  Actinomyces 

•  Lactobacillus 

 

Drobnoustroje  ciepłooporne  –    są  szczególnie  odporne  na  ciepło  (nieskuteczna 

pasteryzacja). Robertson, Eckfort 1927 definicja. Optymalna temperatura 27°C – 30°C, 90% 

przeżywa w 63°C przez 30 minut. 

 

STERYLIZACJA  –  (wyjałowienie)  pozbawienie  materiału  lub  sprzętów  wszystkich 

(wegetatywnych lub przetrwalników) form drobnoustrojów. 

 

Podatność drobnoustrojów na temperaturę: 

TDP – thermal death point – dla drożdży 10min 57,5°C 

TDT – thermal death time 

D – decimal reduction time 

Np. TDT  Neisseria gonorrhoeae – w różnych temperaturach (rzeżączka) 

50°C  - kilka minut (ginie) 

42°C  - 5 godzin 

41°C  - 11 godzin 

40°C  - >30 godzin 

 

PODŁOŻE: 

-  Zawartość wody w podłożu (im więcej wody tym łatwiej o wyjałowienie). 

Frost Mc Campbell: 

•  a + 50% H

2

O 

56°C 

•  a + 25% H

2

O 

74°C - 80°C 

•  a + 18% H

2

O 

60°C - 90°C 

•  a + 6% H

2

O 

145°C 

•  a + 0% H

2

O 

160°C - 170°C 

a – albumina 

 

 

-  inne składniki np. kurz (im więcej tłuszczu tym trudniej wyjałowić). 

TDP  E. coli (10 min) 

 

temp wyjałowienia: 

•  śmietanka   

 

73°C 

•  mleko pełne 

 

68°C 

•  mleko chude 

 

65°C 

•  serwatka   

 

63°C 

•  bulion 

 

 

61°C 

 

Im większa zawartość cukru tym działanie temperatury jest dłuższe. Zagęszczone substancje 

są bardziej odporne na drobnoustroje i trudniej wyjałowić. 

Im więcej drobnoustrojów w organizmie tym odporniejsze są na temperaturę. 

 

FITONCYDY  –  substancje  zawarte  w  roślinach,  czosnek,  cebula,  hamujące  rozwój 

drobnoustrojów. Opóźniają działanie temperatury. 

 

 

 

Wpływ liczby przetrwalników CLOSTRIDIUM BOTULINUM na TPT w 100°°°°C 

Liczba przetrwalników 

TPT min. 

72x10

9 

240 

1.64x10

9 

125 

32x10

6 

110 

65x10

4 

85 

16.4x10

3 

50 

328 

40 

 

Drobnoustroje najszybciej giną gdy kultura jest młoda, szybko się mnoży. 

Wiek organizmu nie jest bez znaczenia. Mikroorganizmy wytwarzają otoczki śluzowe, które 

maja działanie ochronne np. przed temperaturą. 

Im bardziej kwaśne tym łatwiej się wyjaławia. 

Im wyższa temperatura tym łatwiej się wyjaławia, łatwiej zniszczyć. 

Im bardziej uwodniona komórka tym łatwiej zniszczyć. 

 

 

Wpływ wysokości temperatur na TDT przetrwalników CLOSTRIDIUM BOTULINUM 

(60x10

9

 przetrwalników., pH 7) 

Temperatura w °°°°C 

TPT, min 

100 

360 

105 

120 

110 

36 

115 

12 

120 

5 

 

Wpływ ma także kwasowość środowiska. 

 

Wpływ pH na D przetrwalników CLOSTRIDIUM BOTULINUM przy 120°°°°C 

pH 

D 

4.0 

0.128 

5.0 

0.260 

7.0 

0.515 

WYJAŁAWIANIE: 

•  Wielkość opakowania wpływa na wyjaławianie drobnoustrojów. 

•  Konsystencja zawartości. 

•  Materiał opakowania. 

•  pH. 

•  temperatura 

•  ruch puszek konserwowych 

•  kształt puszki (płaski – by ciepło szybko się rozchodziło). 

 

WYJAŁAWIANIE TERMICZNE: 

•  na mokro 

  sterylizacja 

  pasteryzacja 

  tyndalizacja 
 

•  na sucho 

  suszarki 

  opalanie 

  wyżarzanie 

 

Nasycona para – przy skraplaniu wydziela ciepło kondensacji, nawilża podwyższając 

skuteczność. 

Kurek odpowietrzający – aby cała atmosfera wypełniona parą, bez worków powietrznych 

będących dobrymi izolatorami ciepła. 

Zależność temperatury pary nasyconej od ciśnienia: 

Temperatura pary 

Ciśnienie atmosferyczne 

°°°°C 

Atmosfery 

Kilopaskale 

0 

0.006 

0.631 

80 

0.48 

48.6 

100 

1.03 

104.6 

110 

1.46 

147.9 

120 

2.02 

204.6 

130 

2.75 

278.6 

Para musi być nasycona (nie para sucha!), nie może być przegrzana. Temperatura spada, gdy 

para się skupia. 

 

•  Pasteryzacja – wyjaławianie poniżej 100°C. (żelatyna). 

 

Rodzaje pasteryzacji: 

-  niska długotrwała (LTLT) 

63°C - 65°C/30min. 

-  krótkotrwała (HTST) 

 

71°C - 72°C/15sek. 

-  wysoka   

 

 

80°C - 95°C/15 – 20sek. do kilku minut  

-  uperyzacja  

 

 

130°C - 150°C/ułamki sekund, momentalna. 

-   

•  Tyndalizacja  –  frakcjonowana  pasteryzacja.  Przy  tyndalizacji  pomiędzy  pasteryzacjami 

przechowuje się surowiec w temperaturze optymalnej dla rozwoju mikroorganizmów. 

Stosujemy: podłoże, materiał który w warunkach sterylizacji straciłby swoje właściwości np. 

wrażliwe  witaminy.  Podłoże  żelatynowe,  bo  traci  w  wysokiej  temperaturze  właściwości 

żelujące. 

•  Opalanie 

 

Jałowość handlowa – nie zawsze konieczna aby produkt całkowicie wyjałowiony był trwały. 

Niektóre drobnoustroje w określonych warunkach tego produktu się nie rozwijają. 

Ogórki czy kompot kwaśne więc bakterie gnilne tam się nie rozwijają. 

Bakterie tlenowe w warunkach beztlenowych.0 

 

Ciśnienie osmotyczne: 

Każda substancja rozpuszczalna w H

2

O wywołuje ciśnienie osmotyczne, zależy ono od liczby 

cząsteczek. Jednomolowe substancje dają to samo ciśnienie osmotyczne. 

Roztwór: 

•  hipotoniczny (plazmoptyza – pękanie pod wpływem napływu rozpuszczalnika) 

Komórka 

środowisko zewn. 

A   →

   

H

2

O 

 

    a                 b 

     a > b 

     np. 3 atm    0 atm 

 

•  izotoniczny 

H

2

O 

a 

 

   b 

     a = b 

 

•  hipertoniczny (plazmoliza) 

H

2

O 

 a 

 

  b 

       a < b 

np. 3 atm     20 atm 

 

Zdolność do wytwarzania ciśnienia molowego: 

•  1 molowy roztwór (0°C)  -  

22.4 atm 

•  1% roztwór sacharozy (342) 

- 0.7 atm 

•  1% roztwór glukozy (180) 

- 1.2 amt 

•  1% roztwór NaCl (58.5)  - 6.1 atm 

342 / 58.5 = 5.84 

 

6.1 atm / 0.7 atm = 8.7 

 

Ciśnienie osmotyczne ≠ masa cząsteczkowa. 

Sól hydrolizuje na jony w wodzie i dlatego daje podwyższone ciśnienie osmotyczne. 

Drobnoustroje osmofilne – lubią wysokie stężenia cukrów. 

 

Osmofile – Saccharomyces rouxii, znoszą, rozmnażają się w wysokich temperaturach. 

 

Cukrooporne – nie giną przy wysokim stężeniu cukru i ujawniają się po rozcieńczeniu.  

 

Halofile – roztwory solne, odporne na wysokie stężenie NaCl. Przykłady: 

Bacillus subtilis 15% NaCl,  

bakterie z ryb morskich 25% NaCl,  

Penicillium glaucum 19% NaCl,  

Oospora nikitinskii – nasycony roztwór NaCl 34%. 

Rozpuszczalność soli mniejsza od cukru ale daje większe ciśnienie osmotyczne. 

 

Solooporne  –  nie  rozmnażają  się  w  dużych  stężeniach  soli  ale  czekają  na  sprzyjające 

warunki. 

pH nie wpływa na działanie cisnienia osmotycznego. 

 

Ciśnienie mechaniczne  – drobnoustroje bardzo odporne na  wysokie ciśnienie mechaniczne 

do  600atm,  przypadki  do  6000atm  (ziarniaki  Salmonella).  Występują  na  dużych 

głębokościach w rowach oceanicznych. 

Wysokie ciśnienie mechaniczne można stosować do utrwalania żywności. Żywność tak a nie 

traci  swoich  właściwości.  Taka  żywność  jest  bardzo  droga.  Jest  to  metoda  ciśnieniowa  w 

naczyniach elastycznych. 

 

Dźwięki i ultradźwięki 

 

Za  pomocą  ultradźwięków  można  niszczyć  drobnoustroje.  Przy  pomocy  ultradźwięków 

rozrywa się komórki – ścianę komórkową bez naruszenia struktur wewnętrznych. 

Wewnątrz  komórki  mikroorganizmów  rozpuszczone  gazy,  które  pod  wpływem 

ultradźwięków łączą się w bąbelki, podwyższają ciśnienie (kawitacja!!!). 

Fale mają bardzo szeroki zakres. 

 

PROMIENIOWANIE ELEKTROMAGNETYCZNE 

•  promieniowanie kosmiczne 

 

0,0001nm 

•  promieniowanie γ  

 

 

0,001 – 0,14nm 

•  promieniowanie X 

 

 

0,006 – 400nm 

•  promienie ultrafioletowe   

 

13,6 – 390nm 

•  światło słoneczne  

 

 

0,14 – 10

5

nm 

•  promieniowanie widzialne 

 

390 – 800nm 

•  promieniowane podczerwone 

 

800 – 4x10

5

nm 

•  fale radiowe 

 

 

 

0,1cm – 10,5km 

•  mikrofale  - miedzy podczerwonymi i radiowymi 

Promieniowanie stosujemy do wyjaławiania pomieszczeń, płynów (bonaqua). 

 

Adsorpcja  –  zmiany  w  kwasie  nukleinowym  i  niszczenie  białka,  promieniowanie  na 

komórkach  co  może  niszczyć  komórki,  część  może  przeżyć  ale  ze  zmienioną  formą  kwasu 

nukleinowego (zmienione właściwości) – mutant. 

 

Detergenty  –  substancje  powierzchniowo  czynne,  zdolność  do  napięcia  powierzchniowego 

wody i woda wnika we wszystkie szczeliny. Właściwości bakteriobójcze uszkodzenie błony 

cytoplazmatycznej,  odpowiedzialne  za  wyminę  substancji  odżywczych  i  denaturację  białek 

wewnątrz komórki.  

Detergenty kwarcowe, zasadowe lub obojętne. 

 

Wysuszanie – prądek gruźlicy odporny na wysuszanie. Azotobacter żyje w glebie. 

 

 

Czynniki fizyczne: 

Metoda  liofilizacji  –wysuszanie  ze  stanu  zamrożenia,  gwałtownie  do  -80°C  (aby  nie 

narastały  duże  kryształy  lodu,  lecz  małe  nie  niszczące  struktury  komórki),  następnie 

wyparowanie (pod próżnią). 

Produkt liofilny – lubiący rozpuszczalniki, chłonie tyle wody ile mu odebrano. 

 

Wpływ czynników chemicznych na proces utrwalania żywności: 

-  kwasowość środowiska (pH) zmienia przepuszczalność błony cytoplazmatycznej 

-  zmiana dyspersji rozproszenia substancji w cytoplazmie 

-  właściwości  buforujące  –  jak  zakwaszamy  środowisko  to  drobnoustroje  mogą 

wydzielać substancje alkaliczne 

-  stosujemy minimalne pH wzrostu do utrwalania żywności. 

 

MINIMALNE pH WZROSTU 

1.  Bakterie gnilne (wrażliwe) 

 

6,0 – 6,5 

2.  Bakterie gnilne (mniej wrażliwe) 

5,0 

3.  Bacillus Subtilis   

 

 

5,5 

4.  Bakterie masłowe  

 

 

4,2 

5.  Bakterie mlekowe  

 

 

3,5 

6.  Drożdże   

 

 

 

2,5 

7.  Pleśnie 

 

 

 

 

<2,5 

pH może wpływać na zmiany metabolizmu komórki w organizmie. 

 

WPŁYW pH NA METABOLIZM: 

Drożdże  z  cukru  tworzą  w  środowisku  kwaśnym  alkohol  etylowy,  a  w  środowisku 

alkalicznym glicerynę. 

Bakterie  masłowe  (nie  występują  w  maśle,  wytwarzają  kwas  masłowy  z  cukrów)  w 

środowisku kwaśnym tworzą aceton, butanol, a w środowisku alkalicznym kwas masłowy. 

 

POTENCJAL  OKSYDOREDUKCYJNY  –  (stopień  utlenienia  środowiska)  zdolność 

przyjmowania lub oddawania elektronów przez układ, wyrażane w woltach lub miliwoltach 

Potencjał oksydoredukcyjny – Eh (V). 

 

 

-0,2 

+0,2 

+0,4 

Bezwzględne 

beztlenowce, anaeroby 

obligatoryjne np. 

Clostridum butylicum 

Względne beztlenowce, 

anaeroby fakultatywne np. 

drożdże, bakterie mlekowe, 

gronkowce 

(Staphylococcus aureus) 

Tlenowce aeroby np. 

Bacillus subtilis, pleśnie 

 

 

Wpływ elektrolitów (rożnych soli) na drobnoustroje: 

Szereg wzrastającej biologicznej aktywności jonów od najmniej szkodliwych: 

•  KATIONY: Na

+

, K

+

, NH

4

+

, Ca

2+

, Fe

2+

, Zn

2+

, Fe

3+

, Al

3+

., Pb

2+

, Cu

2+

, Au

+

, Ag

+

 

•  ANIONY: SO

4

2-

, winiany, octany, Cl

-

, NO

3

-

, cytryniany, J

-

, salicylany, JO

3

-

 

Oligodynamiczne  działanie  metali  –  niewielkie  ilości  metalu  mogą  ulec  rozpuszczeniu  i 

niszczyć mikroorganizmy. 

 

ALKOHOLE 

•  Środek dezynfekujący (alkohol etylowy). 

•  Wywołują denaturację białka, im dłuższy łańcuch tym skuteczniejszy. 

•  Jeżeli alkohol nierozpuszczalny w H

2

O niestosowany jest do dezynfekcji. 

•  Dostępność i taniość alkoholu. 

•  Metanol – mniej skuteczny, propanol – drogi. 

•  Im  wyższe  stężenie  tym  większa  skuteczność,  ale  najskuteczniejszy  o  C

p

=70%,  o 

wyższym  stężeniu  powoduje  odwadnianie  komórki  i  utrudnienie  denaturacji.  Nawet 

70% nie działa na przetrwalniki bakterii.  

•  Z kwasem i jodem potęguje się działanie alkoholu – jodyna (roztwór jodu w alkoholu) 

działa na przetrwalniki, zapobiega tężcowi, zgorzela gazowa. 

•  Niektóre substancje osłabiają działanie alkoholi: formalina, fenol. 

 

BARWNIKI: 

-  niszczenie  mikroorganizmów  ale  raczej  do  diagnostyki  np.  jako  indykatory 

kwasów. 

-  Przypadkiem odkryto mikroorganizmy niewidzialne bez barwienia. 

-  Czynniki  selektywne  hamują  rozwój  jednych  niehamując  innych.  Dominująca 

obecność bakterii G(-) przeszkadza w badaniu innych. 

-  Wpływ  zależy  od  budowy  barwnika,  na  kwasy  nukleinowe,  budowę  ściany 

komórkowej 

-  Środki odkażające działaja na komórkę niszcząc lub hamując wzrost. Aktywność 

określa się wspólczynnikiem aktywności: 

Współczynnik aktywności środka odkażającego (dezynfekcja): 

K = 1/t * log b/b

k

 

t – czas działania 

b – początkowa liczba bakterii 

b

t

 – liczba bakterii po czasie t działania środka 

 

Na skuteczność środków odkażających ma wpływ: 

•  pH  środowiska  –  najbardziej  efektywny  środek  odkażający  w  pH,  gdzie  związek 

występuje w postaci niezdysocjowanej, gdyż przechodzą przez błonę łatwiej niż jony. 

•  skład chemiczny środowiska – surowica krwi osłabia działanie fenolu. 

•  antybiotyki  –  substancje  wytwarzane  przez  jeden  mikroorganizm  działające  w  różny 

sposób:  zahamowanie  wzrostu,  syntezy  DNA,  wzrostu  ściany  komórkowej.  Antybiotyki 

do  utrwalania  żywności  np.  ryb,  ślimaków,  tuszek  drobiu  ale  nie  antybiotyki  lecznicze, 

odchodzi się od antybiotyków. 

•  Bakteriocyny – działają hamująco na wzrost mikroorganizmów. 

•  fitoncyny  –  związki  pochodzenia  roślinnego  hamujące  wzrost  mikroorganizmów 

(czosnek, cebula, chrzan, gorczyca). Właściwości bakteriobójcze lub bakteriostatyczne. 

•  witaminy  –  pobudzają  wzrost  organizmów,  niezbędne  do  właściwego  rozwoju 

organizmów  zwierzęcych  i  mikroorganizmów,  niektóre  mikroorganizmy  wytwarzają 

witaminy, a niektóre muszą otrzymać je z zewnątrz i są bardzo wrażliwe na jej niedobór. 

 

Wpływ metabolitów: 

Obce i własne metabolity: 

•  obce – np. mikroorganizm wydziela kwas mlekowy, który hamuje wzrost innego gatunku 

mikroorganizmów 

•  własne  –  przy  pewnym  stężeniu  alkoholu  następuje  zahamowanie  wzrostu  drożdży, 

zatrucie własnymi metabolitami <18%. Kwas mlekowy < 3% bakterie kwasu mlekowego. 

Kwas  mlekowy  hamuje  rozwój  także  bakterii  gnilnych  dlatego  kiszenie  (zakwaszanie) 

owoców (fermentacja do wina) i warzyw. 

 

Czynniki biologiczne: 

LIZOZYN – w śluzach, w ślinie, białku jajka, śluzówce, łzach, działanie bakteriostatyczne. 

 

Autoliza  –  rozpad  komórki  pod  wpływem  własnych  enzymów.  Obumieranie  komórki  i 

wydostawanie się szkodliwych substancji na zewnątrz.  

 

Wzajemnie oddziaływania na siebie mikroorganizmów: 

1.  NEUTREALIZM – brak oddziaływania. Organizmy nie wpływają na siebie wzajemnie. 

Gdy osobniki występują w danym środowisku mają różne wymagania, różne źródła pokarmu. 

Gdy  zasoby  pokarmowe  są  bardzo  obfite  i  wystarczy  ich  dla  wszystkich  brak  jest  wtedy 

konkurencji lub w środowisku jest niewiele osobników. 

2.  KOMENSALIZM (WSPÓŁBIESIADNICTWO) – METABIOZA – dwóch partnerów 

obok siebie, jeden z partnerów czerpie korzyści z działalności drugiego, nie szkodząc mu, 

np. korzysta ze zbędnych  substancji metabolicznych. 

Metabioza – następstwo pokoleń, po jednych bakteriach drugie. 

 

3.  PROTOKOOPERACJA  –  proste  współżycie,  dwa  organizmy  żyją  ze  sobą  pomagając 

sobie, nie musza jednak żyć razem. Np. 2 szczepy Rhisobium oddzielnie są bezbarwne, 

razem są barwne. Silniej ukwaszają jak są razem, synergizm oddziaływania. 

 

4.  SYMBIOZA (MUTUALIZM) – 2 organizmy nie mogą bez siebie żyć np. 

 

-  porosty: glony + grzyby 

-  glony asymilują CO

2

 z powietrza 

-  grzyby – rozkładanie podłoża dostarczając soli nieorganicznych dla całego układu, 

korzystają z cukrów tworzonych prze glony.  

 

•  między mikroorganizmami (glony + grzyby) 

•  mikroorganizmy (mikrosymbiont) ⇔ rośliny wyższe (makrosymbiont) 

•   mikoryza – grzyby + drzewa 

•  mikroorganizmy ⇔ zwierzęta  

endosymbioza –  człowiek, drobnoustroje w przewodzie pokarmowym trawią 

to co niestrawione, wytwarzają witaminy których symbionty nie wytwarzają i 

zajmują  miejsce  drobnoustrojów  chorobotwórczych  dla  których  są 

konkurencją. 

Zwierzęta  przeżuwające  –  kultury  mikroorganizmów  w  żołądku  trawiące 

pokarm. 

egzosymbioza  –  organizm  zwierzęcy  w  symbiozie  z  mikroorganizmem 

żyjącym na zewnątrz. Np. mrówki z rodzaju ATTA w symbiozie z grzybami 

tną  liście  tworząc  stertę  kompostową  zaszczepioną  grzybami,  rosnące  grzyby 

są pokarmem. Mrówki przenoszą zarodniki do nowego gniazda. 

 

5.

  WSPÓŁZAWODNICTWO (KONKURENCJA) 

•  Międzygatunkowe  –  Escherichia  coli  z  przewodu  pokarmowego  hamuje  rozwój 

bakterii chorobotwórczych. 

•  wewnątrzgatunkowe  (mutanty)  –  o  wodę,  pożywienie,  światło,  przestrzeń.  W 

środowisku  antybiotyk  niszczący  populację,  to  nieliczne  będą  odporne  i  wyprą 

pozostałe. 

 

6.

  AMENSALIZM (TOKSYNY) 

•  Nieorganiczne: H

2

O

2

, NH

3

, NO

2

, CO

2

, O

2,

, H

2

S 

•  Organiczne  

-  słabe: kwasy tłuszczowe, alkohole (muszą być duże stężenia aby działały). 

-  silne:  antybiotyki,  bakteriocyny  (wytwarzane  przez  szczepy  bakterii  ale  w 

odróżnieniu od antybiotyków oddziaływają na blisko spokrewnione z producentem 

szczepem bakterii nawet tego samego gatunku). 

 

Drożdże killerowe – niszczą inne drożdże z innych szczepów. 

 

7.

  PASOŻYTNICTWO – pasożyt żywi się komórkami, tkankami, płynami ustrojowymi 

żywiciela.  

•  Fakultatywne – może ale nie musi być pasożytem np. Salmonella. 

•  Obligatoryjne – musi mieć żywiciela aby przeżyć - wirusy np. prątki trądu, gruźlicy. 

•  Nadpasożytnictwo  –  pasożyt  żyje  na  pasożycie  np.  bakterie  pasożytnicze  na 

pasożytach wirusa. Może być nawet 4-etapowe pasożytnictwo. 

 

Roślina<-grzyby<-bakterie<-wirusy, Bdallovibro 

 

8.  DRAPIEŻNICTWO – DRAPIEŻCA + OFIARA 

Np. grzyby pożerają nicienie. 

 

ODZIAŁYWANIE DROBNOUSTROJÓW NA OTOCZENIE: 

Promieniowanie: 

•  LUMINESCENCJA  –  świecenie  mikroorganizmów,  utlenianie  lucyferyny  przez  enzym 

lucyferaza, śluzowacenie produktu. 

•  Promieniowanie  mitogenetyczne  –  długość  UV  związana  z  przemianami  na  poziomie 

komórkowym, trudne do wykrycia, wskazujące na aktywność organizmów. 

•  Wydzielanie  ciepła,  podgrzewanie  otoczenia  w  wyniku  reakcji  oddychania  (tylko  część 

zużywana), transport przemiany. 

Oddychanie  tlenowe  -  1/3  energii  jest  rozproszona.  Gdy  układ  nieizolowany  to  ciepło  jest 

rozproszone, gdy układ jest izolowany to temperatura się podnosi, np. zbiornik sterta obornika 

(powolne przenikanie ciepła), fermentująca brzeczka winiarska (gdy temperatura wzrośnie za 

bardzo to następuje zahamowanie reakcji, chłodzenie droższe niż ogrzewanie!!!). 

•  Termogeneza – samozagrzewanie się, zazwyczaj zjawisko niekorzystne. 

•  Obniżenie  potencjału  oksydoredukcyjnego  –  w  warunkach  tlenowych  spadek  niewielki. 

W  zamkniętych  układach  (np.  na  dnie  rzek,  jezior)  duży  spadek  potencjału  w  wyniku 

pobierania tlenu przez drobnoustroje. 

•  Zdolność  do  zmiany  pH  –  podwyższenie  pH  gdy  podczas  rozmrażania  ............  NH

3

. 

obniżenie  w  wyniku  rozkładu  substancji  .......  (cukrów),  powstają  kwasy  głównie 

mlekowy  i  propionowy  (kiszonki).  Obniżenie  pH  przez  wydzielenie  CO

2

.  zakwaszanie 

przez  utlenianie  związków  nieorganicznych  i  wytworzenie  np.  kwasu  azotowego  i 

siarkowego. 

•  Rozkład  minerałów  –  bakterie  siarkowe  utleniając  H

2

S  doprowadzają  do  wytworzenia 

H

2

SO

4

, który zakwasza glebę i rozpuszcza minerały, kruszenie skał, pomników. 

 

 

 

POWSTAWANIE POKŁADÓW SIARKI 

 

 

 

 

       CaSO

4 

→ H

2

S 

Redukcja + Desulfovibrio 

 

       H

2

S →S

0

 

Utlenianie + nad strzalką- Thiobacillus thiopaus, Beggiatoa 

Dzięki bakteriom powstały złoża saletry sodowej w Chile w wyniku mineralizacji odchodów 

ptasich. 

•  Zdolność  do  tworzenia  struktury  gleby,  rozkład  substancji  organicznych  dostarczanych 

przez człowieka w postaci ..............................roślin, martwych zwierząt. 

Powstanie humusu – wytwórcze działanie drobnoustrojów. 

Wytwarzanie  gruzełkowatości  gleby  porowatość  między  gruzełakami                i  gleba  się 

napowietrza. 

W glebie promieniowce wytwarzają śluz zapobiegający zbijaniu się gleby w jednolita masę. 

Im lepiej gleba jest napowietrzona tym lepiej dla roślin. 

•  Powstawanie pokładów węgla – 300 000 000 lat temu lasy tropikalne odkładane w postaci 

stert  fosforowych,  mikroorganizmy  usuwały  N,  powstawał  metan  i  różne  substancje 

konserwujące, powstawał węgiel. 

Torf – właściwości konserwujące dzięki związkom fenolowym. Sprasowany wielokrotnie to 

węgiel. 

Ropa naftowa – utworzona przez mikroorganizmy. 

•  Udział w cyklicznym obiegu C i N w przyrodzie 

Główny pierwiastek organizmów żywych to węgiel C ∼ 50% 

 

Krążenie C: 

•  W skorupie ziemskiej 

 

 

10

16

 t C 

•  W atmosferze 

 

 

 

0,03% tj. 6x10

11

 t CO

2

 

•  W wodach  

 

 

 

1,6x10

13

 t CO

2

 

•  Rośliny lądowe zużywają  

 

2x10

10

 t CO

2

 / rok 

•  Rośliny morskie   

 

 

1,5x10

11

 t CO

2

 / rok 

•  Roślinom lądowym wystarczy CO

2 

na 

lat

30

10

*

2

10

*

6

10

11

=

 

•  Roślinom morskim wystarczy CO

2

 na 

lat

100

10

*

5

,

1

10

*

6

,

1

11

13

=

 

•  Krążenie N: 

•  W atmosferze  

 

 

 

∼ 78% N tj. 3,9x10

15

 t N

2

   

  4,0x10

9

 t NO

2

 

•  W oceanach 

 

 

 

2,2x10

13

 t N

2

 

9,2x10

11

 t związków N 

•  Szybkość przemiany 

 

 

10

8

 t N / rok 

•  Azotu wystarczy   

 

 

3,9x10

15

 / 10

5

 = 39mln lat 

 

Azot  w  wolnej  postaci  nie  może  być  wykorzystywany  przez  człowieka,  zwierzęta,  rośliny. 

Musi być przekształcony w stan związków chemicznych. 

 

 

BAKTERIE NIESYMBIOTYCZNE: (WIĄŻĄCE AZOT) 

Beztlenowce: 

Clostridium pasteurianus 

Clostridium saccharobutyricum 

Clostridium felsineum