Mikrobikasvun

Mikrobikasvu tarkoittaa mikro-organismien, kuten bakteerien, hiivojen ja homesienien, populaation kasvamista ja biomassan kertymistä tietyssä ympäristössä. Kasvu riippuu sekä mikrobien omista biologisista tarpeista että ulkoisista olosuhteista, kuten ravinteiden saatavuudesta, energiasta ja vesikuivuudesta.

Olosuhteet vaikuttavat voimakkaasti kasvuun. Lämpötila, pH, veden aktiivisuus ja hapellinen tila määrittävät, mitkä mikrobit voivat menestyä ja millä nopeudella ne lisääntyvät. Eri mikrobit viihtyvät eri lämpötiloissa: psykrofiilit (alhaiset lämpötilat), mesofiilit (keskilämpötilat) ja termofiilit (korkeat lämpötilat). Hapenkäyttöjä luokitellaan: aerobit tarvitsevat happea, anaerbit voivat kasvaa hapettomissa oloissa, fakultatiiviset anaerobit kasvavat sekä hapellisissa että hapettomissa oloissa, mikroaerofiilit tarvitsevat vähän happea. Ravinteet ja veden aktiivisuus vaikuttavat myös: hiili-, rikki- ja typpiyhdisteet sekä kofaktorit kuten vitamiinit ovat tarpeen, samoin veden aktiivisuus (aw) rajoittaa mikrobien eloa.

Kasvukaareen liittyy usein neljä peräkkäistä vaihetta: lykkäysvaihe, jolloin solut sopeutuvat uusiin olosuhteisiin; eksponentiaalinen (logaritminen) vaihe, jolloin populaatio kasvaa nopeasti; staatiovaihe, jolloin kasvu hidastuu resurssien ehtyessä; ja kuolemavaihe, jolloin syntyvyys alittaa kuolevuuden. Joitakin mikrobeja voi tavata myös pysyviä tiloja riippuen olosuhteista.

Kasvun mittaus perustuu usein solujen määrän kasvuun tai biomassan lisääntymiseen, esimerkiksi CFU-määrään, koloniemäärään tai optiseen tiheyteen (OD). Näiden mittareiden avulla voidaan arvioida kasvunopeus, generaatiopolku ja tilan kokonaiskasvu.

Mikrobikasvulla on keskeinen merkitys elintarviketurvallisuudessa, bioteknologiassa, ympäristötutkimuksessa sekä lääketieteessä. Ymmärrys kasvutekijöistä auttaa kontrolloimaan haitallisia kasvuryhmiä sekä hyödyntämään mikrobeja esimerkiksi tuottavien prosessien suunnittelussa.