Toegepaste microbiologie samenvatting
Inhoudsopgave
1. Inleiding .......................................................................................................................................... 2
Eigenschappen..................................................................................................................................... 2
Classificatie .......................................................................................................................................... 2
Groeivoorwaarden .............................................................................................................................. 3
Metabolisme ....................................................................................................................................... 4
Technieken .......................................................................................................................................... 5
Groei .................................................................................................................................................... 6
2. Voedselveiligheid ............................................................................................................................ 8
3. Micro organismen in de omgeving ............................................................................................... 20
Concepten ......................................................................................................................................... 20
Bodemmicrobiologie ......................................................................................................................... 25
Watermicrobiologie........................................................................................................................... 26
4. Industriële microbiologie .............................................................................................................. 28
Algemene beschouwingen ................................................................................................................ 28
Toepassingen ..................................................................................................................................... 29
Fermentatie van levensmiddelen ...................................................................................................... 31
1
, 1. Inleiding
Eigenschappen
Bacteriën Fungi Algen
Celtype Prokaryoot Eukaryoot Eukaryoot
Eencellig Eéncellig of meercellig Eén of meercellig
Celmembraan Fosfolipiden- dubbellaag Fosolipiden-dubbellaag Fosfolipiden-dubbellaag
Eiwitten Eiwitten Eiwitten
Celwand Aanwezig (meestal) Aanwezig Aanwezig, meestal
Gram+: dikke PG-laag cellulose
Gram-: dunne PG-laag + Soms afwezig of
buitenmembraan verkiezeld
Beweeglijkheid Mogelijk, vaak dmv Niet (soms ev sporen Mogelijk (zweepharen)
flagellen met zweepharen
Voedingswijze Heterotroof of autotroof Heterotroof Autotroof, fotosynthese
Ribosomen 70S 80S 80S
30S + 50S 40S + 60S 40S + 60S
Virussen horen hier niet bij zijn geen cellen & hebben geen eigen metabolisme
Blauwwieren zijn bacteriën die aan fotosynthese doen
Protozoa zijn eukaryote eencellige m.o. Ze zijn heterotroof en hebben geen celwand
Classificatie
Linnaeus deelde de natuur op in drie Rijken: dieren, planten en mineralen
Haeckel ontdekte de m.o. en zette die erbij
Whittaker deelde ze uiteindelijk op in 5 rijken: Planten, Fungi, Dieren, Protozoa en Bacteriën
Nu worden soorten ingedeeld in volgende volgorde:
Domein Rijk Stam Klasse Orde Familie Geslacht Soort Subsoort
Eukaryoten
Worden onderverdeeld 5 rijken: Dieren, Planten, Fungi, Algen en Protisten
Fungi
Fungi kunnen worden opgedeeld in drie morfologische groepen: gisten, schimmels en paddenstoelen
Gistcellen : Saccharomyces cerevisiae
Bacteriën (prokaryoten)
Protobacteriën = gramnegatieve staafjes en kokken.
Enterobacteriën = gramnegatieve staafjes dat glucose omzetten tot een zuur. Escherichia coli,
Salmonella zijn bekende enterobacteriën
Spirocheten = lijken fysiologisch niet op andere bacteriën: ze zijn dunne flexibele spiraalvormige
prokaryoten die bewegen dmv axiale filamenten/endoflagellen die draaien, buigen en flexen zodat
spirocheten kunnen voortbewegen.
Bacteriodeten = Gramnegatieve anaerobe bacteriën die in de mond en darmstelsel leven
2
,Grampositieven = een groep bacteriën die een dikkere peptidoglycaanlaag hebben
Firmicutes: grampositief, laag G+C gehalte (Guanine + Cytosine)
Endosporenvormers: vormen endosporen, zitten overal
Staphylococcus (aureus): een zeer goed pathogeen, heeft veel verdedigingsmechanismes. Ze
kunnen een groot aantal ziektes veroorzaken
Listeria monocytogenes: G+ staafje. Zorgt voor voedselinfecties
Merlkzuurbacteriën (LAB): fermenteren glucose naar lactaat (melkzuur)
Fotosynthese bacteriën = groene of paarse bacteriën die doen aan anaerobe fotosynthese
Archaea
Hebben een celmembraan en celwand. Kunnen in drie groepen worden onderverdeeld:
Methanogenen = prokaryoten dat methaan produceren, ze zijn strikt anaeroob.
Extreem halofielen = leven in natuurlijke waterbronnen met hoge zoutconcentraties (<25%). Een
hoge zoutconc is noodzakelijk.
(Hyper)thermofielen = leven bij zeer hoge temperaturen (80-105°C)
Groeivoorwaarden
Voeding
Heterotroof = gebruikt moleculen geproduceerd door andere organismen als koolstofbron
Autotroof = CO2 als koolstofbron
Fototroof = gebruikt licht als energiebron
Chemotroof = oxideert chemische verbindingen als energiebron (H2, NH3, NO2, H2S)
Lithotroof = heeft anorganische stoffen als e- donor
Organotroof = heeft organische stoffen als e- donor
Zuurstof
Strikt aeroob = zuurstof is noodzakelijk
Micro aeroob = zuurstof is noodzakelijk bij druk < 0,2 atm
Facultatief aeroob = zuurstof is niet nodig, bevordert groei wel als het aanwezig is
Aerotolerant anaeroob = zuurstof is niet nodig en wordt ook niet gebruikt als het aanwezig is
Temperatuur
Psychrofiel = groeit best bij lage T (10-15°C)
Psychrotroof = kan bij lage T groeien maar groeit beter bij gemiddelde T (15-30)
3
, Mesofiel = groeien optimaal bij T tussen 30-40°C
Thermofiel = groei het best bij hoge T (50-85°C)
Extreme thermofiel = groeit het best bij extreem hoge T (85+°C)
Wateractiviteit
= hoeveelheid beschikbaar water = aw 0<aw<1
𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑒𝑣𝑒 𝑣𝑜𝑐ℎ𝑡𝑖𝑔ℎ𝑒𝑖𝑑
𝑎 =
100
𝑅𝑇
𝑃𝑜𝑠𝑚 = − ln 𝑎
𝑉
Osmofiel = hebben graag een grote osmotische druk lage wateractiviteit
Halofiel = hebben graag een grote zoutconcentratie lage wateractiviteit
Xerofiel = hebben graag weinig water lage wateractiviteit
Invloed wateractiviteit
pH
Acidofiel = graag lage pH
Neutrofiel = graag neutrale pH (meeste bacteriën)
Alkalifiel = graag hoge pH
Metabolisme
Fermentatie = Heeft een organische e- donor en een organische e- acceptor
Aerobische ademhaling = heeft een organische e- donor en O2 als e- acceptor
Anaerobische ademhaling = heeft een organische e- donor en een anorganische e- acceptor (NO3-,
SO42-, CO2)
Chemolithotrofie = heeft een anorganische e- donor en een anorganische e- acceptor (O2, SO42-, NO3-)
Fermentatie
Pyruvaat wordt omgezet naar een breed aantal stoffen: ethanol, lactaat, propionaat, butyraat, ….
Lithotrofie
4
Inhoudsopgave
1. Inleiding .......................................................................................................................................... 2
Eigenschappen..................................................................................................................................... 2
Classificatie .......................................................................................................................................... 2
Groeivoorwaarden .............................................................................................................................. 3
Metabolisme ....................................................................................................................................... 4
Technieken .......................................................................................................................................... 5
Groei .................................................................................................................................................... 6
2. Voedselveiligheid ............................................................................................................................ 8
3. Micro organismen in de omgeving ............................................................................................... 20
Concepten ......................................................................................................................................... 20
Bodemmicrobiologie ......................................................................................................................... 25
Watermicrobiologie........................................................................................................................... 26
4. Industriële microbiologie .............................................................................................................. 28
Algemene beschouwingen ................................................................................................................ 28
Toepassingen ..................................................................................................................................... 29
Fermentatie van levensmiddelen ...................................................................................................... 31
1
, 1. Inleiding
Eigenschappen
Bacteriën Fungi Algen
Celtype Prokaryoot Eukaryoot Eukaryoot
Eencellig Eéncellig of meercellig Eén of meercellig
Celmembraan Fosfolipiden- dubbellaag Fosolipiden-dubbellaag Fosfolipiden-dubbellaag
Eiwitten Eiwitten Eiwitten
Celwand Aanwezig (meestal) Aanwezig Aanwezig, meestal
Gram+: dikke PG-laag cellulose
Gram-: dunne PG-laag + Soms afwezig of
buitenmembraan verkiezeld
Beweeglijkheid Mogelijk, vaak dmv Niet (soms ev sporen Mogelijk (zweepharen)
flagellen met zweepharen
Voedingswijze Heterotroof of autotroof Heterotroof Autotroof, fotosynthese
Ribosomen 70S 80S 80S
30S + 50S 40S + 60S 40S + 60S
Virussen horen hier niet bij zijn geen cellen & hebben geen eigen metabolisme
Blauwwieren zijn bacteriën die aan fotosynthese doen
Protozoa zijn eukaryote eencellige m.o. Ze zijn heterotroof en hebben geen celwand
Classificatie
Linnaeus deelde de natuur op in drie Rijken: dieren, planten en mineralen
Haeckel ontdekte de m.o. en zette die erbij
Whittaker deelde ze uiteindelijk op in 5 rijken: Planten, Fungi, Dieren, Protozoa en Bacteriën
Nu worden soorten ingedeeld in volgende volgorde:
Domein Rijk Stam Klasse Orde Familie Geslacht Soort Subsoort
Eukaryoten
Worden onderverdeeld 5 rijken: Dieren, Planten, Fungi, Algen en Protisten
Fungi
Fungi kunnen worden opgedeeld in drie morfologische groepen: gisten, schimmels en paddenstoelen
Gistcellen : Saccharomyces cerevisiae
Bacteriën (prokaryoten)
Protobacteriën = gramnegatieve staafjes en kokken.
Enterobacteriën = gramnegatieve staafjes dat glucose omzetten tot een zuur. Escherichia coli,
Salmonella zijn bekende enterobacteriën
Spirocheten = lijken fysiologisch niet op andere bacteriën: ze zijn dunne flexibele spiraalvormige
prokaryoten die bewegen dmv axiale filamenten/endoflagellen die draaien, buigen en flexen zodat
spirocheten kunnen voortbewegen.
Bacteriodeten = Gramnegatieve anaerobe bacteriën die in de mond en darmstelsel leven
2
,Grampositieven = een groep bacteriën die een dikkere peptidoglycaanlaag hebben
Firmicutes: grampositief, laag G+C gehalte (Guanine + Cytosine)
Endosporenvormers: vormen endosporen, zitten overal
Staphylococcus (aureus): een zeer goed pathogeen, heeft veel verdedigingsmechanismes. Ze
kunnen een groot aantal ziektes veroorzaken
Listeria monocytogenes: G+ staafje. Zorgt voor voedselinfecties
Merlkzuurbacteriën (LAB): fermenteren glucose naar lactaat (melkzuur)
Fotosynthese bacteriën = groene of paarse bacteriën die doen aan anaerobe fotosynthese
Archaea
Hebben een celmembraan en celwand. Kunnen in drie groepen worden onderverdeeld:
Methanogenen = prokaryoten dat methaan produceren, ze zijn strikt anaeroob.
Extreem halofielen = leven in natuurlijke waterbronnen met hoge zoutconcentraties (<25%). Een
hoge zoutconc is noodzakelijk.
(Hyper)thermofielen = leven bij zeer hoge temperaturen (80-105°C)
Groeivoorwaarden
Voeding
Heterotroof = gebruikt moleculen geproduceerd door andere organismen als koolstofbron
Autotroof = CO2 als koolstofbron
Fototroof = gebruikt licht als energiebron
Chemotroof = oxideert chemische verbindingen als energiebron (H2, NH3, NO2, H2S)
Lithotroof = heeft anorganische stoffen als e- donor
Organotroof = heeft organische stoffen als e- donor
Zuurstof
Strikt aeroob = zuurstof is noodzakelijk
Micro aeroob = zuurstof is noodzakelijk bij druk < 0,2 atm
Facultatief aeroob = zuurstof is niet nodig, bevordert groei wel als het aanwezig is
Aerotolerant anaeroob = zuurstof is niet nodig en wordt ook niet gebruikt als het aanwezig is
Temperatuur
Psychrofiel = groeit best bij lage T (10-15°C)
Psychrotroof = kan bij lage T groeien maar groeit beter bij gemiddelde T (15-30)
3
, Mesofiel = groeien optimaal bij T tussen 30-40°C
Thermofiel = groei het best bij hoge T (50-85°C)
Extreme thermofiel = groeit het best bij extreem hoge T (85+°C)
Wateractiviteit
= hoeveelheid beschikbaar water = aw 0<aw<1
𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑒𝑣𝑒 𝑣𝑜𝑐ℎ𝑡𝑖𝑔ℎ𝑒𝑖𝑑
𝑎 =
100
𝑅𝑇
𝑃𝑜𝑠𝑚 = − ln 𝑎
𝑉
Osmofiel = hebben graag een grote osmotische druk lage wateractiviteit
Halofiel = hebben graag een grote zoutconcentratie lage wateractiviteit
Xerofiel = hebben graag weinig water lage wateractiviteit
Invloed wateractiviteit
pH
Acidofiel = graag lage pH
Neutrofiel = graag neutrale pH (meeste bacteriën)
Alkalifiel = graag hoge pH
Metabolisme
Fermentatie = Heeft een organische e- donor en een organische e- acceptor
Aerobische ademhaling = heeft een organische e- donor en O2 als e- acceptor
Anaerobische ademhaling = heeft een organische e- donor en een anorganische e- acceptor (NO3-,
SO42-, CO2)
Chemolithotrofie = heeft een anorganische e- donor en een anorganische e- acceptor (O2, SO42-, NO3-)
Fermentatie
Pyruvaat wordt omgezet naar een breed aantal stoffen: ethanol, lactaat, propionaat, butyraat, ….
Lithotrofie
4
