Ph.D.-tézisek a Kertészeti Egyetemen
Doktori összefoglalók

 

Mohácsiné Farkas Csilla

Baktériumok hőpusztulásának tanulmányozása DSC-mikrokalorimetriával
Kertészeti és Élelmiszeripari Egyetem, 1998.

Kutatási témám keretében élelmiszeripari szempontból is jelentős szerepet játszó vegetatív baktériumsejtek és baktériumspórák hőpusztulását .tanulmányoztam DSC-mikrokalorimetria segítségével.

Tesztmikroorgnizmusként a következő baktériumtörzsek szolgáltak: Listeria monocytogenes 4ab No. 10 (OHKI, Budapest), Escherichia coli Nr. 9270 (University of Reading, U.K.), Lactobacillus plantarum MIMNGY B 01149, Lactobacillus bulgaricus NCFB 1489 (Katolikus Egyetem, Porto, Porugália), Bacillus subtilis luxAB (University of Nottingham, U.K.).

A Kertészeti és Élelmiszeripari Egyetem Hűtő- és Állatitermék Technológiai Tanszékén található SETARAM Micro-DSC II. és III. készülékekkel 5-től 100 °C-ig terjedő hőmérséklettartományban, 0.1-1.2 °C/min felfűtési sebességgel, különböző összetételű (foszfát, trisz, NaCl, glükóz) és pH-jú pufferoldatokban hőkezelve készítettem el a kb. 1011 sejt/cm3 töménységű baktériumszuszpenziók termogramjait. Referencia mintaként azonos mennyiségű sejtmentes puffer szolgált. A hőkezelést követően a mintatartókat azonnal lehűtve a kiindulási hőmérsékletre, az elsővel azonos módon programozott, újbóli hőkezelésnek vetettem alá, a termogramokon megjelenő folyamatok reverzibilitásának megállapítása céljából. A mikrokalorimetriás mérésekkel párhuzamosan élőcsíraszámolásos hőpusztulási kísérleteket is végeztem. Összefüggést kerestem az élőcsíraszámolással követhető hőpusztulás és a DSC-ermogramok között. Vizsgáltam továbbá az előzetes szubletális hősokk és az ionizáló sugárzás DSC-termogramban kifejeződő hatásait.

Lactobacillus bulgaricus teljes sejtjeinek és tisztítatlan riboszóma-frakciójának mikrokalorimetriás vizsgálatát a Portoi Katolikus Egyetem Schimadzu DSC-50 készülékén végezhettem el.

A vizsgálatok eredményei és az azokból levonható következtetések az alábbiakban foglalhatók össze:

  1. A DSC alkalmasnak bizonyult teljes sejtek programozott felmelegítése közbeni exoterm energiatermeléssel járó folyamatok és denaturációs endoterm átalakulások kimutatására és vizsgálatára.
  2. A 20 °C és 40 °C közötti tartománytól 90-94 °C-ig számos endoterm átalakulás tapasztalható, melyek közül reverzibilis folyamatnak bizonyult a 20-40 °C környezetében lejátszódó átalakulás, a membránlipidek olvadása, valamint a 90 °C körüli átalakulás, a DNS "olvadása".
  3. Miután a DSC jelek a felfűtési sebességtől függőnek bizonyultak, matematikai modellt dolgoztam ki a mért csúcsok 0 °C/min-re extrapolált értékének meghatározására, mely lehetővé tette a változások valós hőmérsékletének megállapítását.
  4. 4. A DSC-mérésekkel azonos körülmények között végzett élőcsíraszám-vizsgálatokkal meghatároztam az 50 %-os hőpusztulás hőmérsékletét. Ezek az értékek a vizsgált törzseknél egybeestek a termogramok 0 °C/perc felfűtési sebességre extrapolált első, jelentősebb endoterm csúcs hőmérsékletével.
  5. Lactobacillus bulgaricus riboszómafrakciójának DSC-vizsgálata alapján a teljes sejtek termogramján jelentkező, életfontosságú átalakulást jelző fő csúcs riboszóma-denaturációnak valószínűsíthető.
  6. Foszfát-pufferben hőkezelve a hőpusztulás szempontjából lényeges csúcshőmérsékletek alacsonyabb hőmérsékletek felé tolódtak a Trisz-pufferben végzett mérésekhez képest.
  7. A DNS "olvadása" semleges pH-tartományban reverzibilis, hőmérséklete jóval meghaladja a hőpusztulás hőmérséklettartományát.
  8. A pH-csökkentés hőérzékenyítő hatása az endoterm csúcsok kisebb hőmérsékletekre való eltolódásában és a termogramok finom szerkezetének eltolódásában is megnyilvánult, savanyú közegben a DNS-olvadás is irreverzibilisnek bizonyult.
  9. 9.38 % NaCl-tartalmú (0.94 av-jú) közegben az ionerősség-növekedés Lb. plantarum esetén hőérzékenyítő hatású volt, ami a termogramokon is megnyilvánult. Azonos av-jú, glükóz-tartalmú közeg használata rezisztencia növekedést és a NaCl-éval ellentétes irányú termogram változást eredményezett.
  10. A besugárzás a baktériumspórák megnövekedett hőérzékenységével összefüggésben a DSC-termogramok hő okozta átalakulási folyamatainak kisebb hőmérsékletekre tolódását okozta.
Vissza a lap tetejére