تأثير الظروف البيئية علي نمو البكتريا PDF

# تأثير الظروف البيئية علي نمو البكتريا يتوقف نمو ونشاط الإحياء الدقيقة علي الظروف البيئية المحيطة بها، وعل ذلك فإن أي تغير في هذه الظروف يصاحبه تأثير ملموس علي الخواص الفسيولوجية والمورفولوجية للكائنات الدقيقة. والبكتريا ككل الأحياء الأخرى تتأثر بالوسط المحيط بها غير أن لها القدرة علي موائمة نفسها...

# تأثير الظروف البيئية علي نمو البكتريا يتوقف نمو ونشاط الإحياء الدقيقة علي الظروف البيئية المحيطة بها، وعل ذلك فإن أي تغير في هذه الظروف يصاحبه تأثير ملموس علي الخواص الفسيولوجية والمورفولوجية للكائنات الدقيقة. والبكتريا ككل الأحياء الأخرى تتأثر بالوسط المحيط بها غير أن لها القدرة علي موائمة نفسها بالنسبة للتغيرات التي تحدث بالوسط، وفي هذا فإنها تختلف كثيرا عن الأحياء النباتية والحيوانية الأكثر رقيا. ## أولا: العوامل الطبيعية التي تؤثر علي نمو الميكروبات ### Physical conditions affecting microbial growth ### ۱ - الحرارة - Temperature إن للحرارة تأثير عام في حياة البكتيريا، وعموما فالبكتيريا تنمو عند ثلاث نطاقات من الحرارة، وهي تختلف في هذه القدرة، فمثلا ميكروب الباسيلس *Bacillus subtilis* من الأنواع ذات القدرة الكبيرة التي يمكنها أن تنمو ما بين ٥٦ م - ٥٠م. وهناك أنواع أخري لها نطاق ضيق للنمو كالميكروبات المرضية كالبكتريا الممرضة الذي لا تنمو إلا بالقرب من درجة ٣٧م. وعموما فان لكل نوع من أنواع الميكروبات ثلاث درجات حرارة مميزة للنمو : - (أ) درجة الحرارة المثلي **Optimum temperature** وهي أفضل درجة حرارة تنمو عندها الميكروب حيث يبلغ النمو عند هذه الدرجة أقصى وأسرع كميه للنمو. - (ب) درجة الحرارة القصوى **Maximum temperature** وهي أعلي من المثلي وهي أعلي درجة حرارة يمكن أن ينمو عندها الميكروب. - (ج) درجة الحرارة الدنيا **Minimum temperature** وهي أقل درجة حرارة يمكن للميكروب أن ينمو عندها وبعدها يتوقف النمو. وعلى ذلك يحدد النطاق أو المدي الحراري للميكروب والذي يحد بين درجتي الحرارة القصوى والسفلي. وتختلف المجاميع الميكروبية بالنسبة للمدي الحراري، وعموما فالبكتريا التي تعيش في التربة والماء لها درجة حرارة مثلي بين ٢٢ م - ٢٨م ، وإما البكتريا المرضية درجة حرارتها المثلي تقرب من درجة حرارة الجسم ٣٧ م فمثلا ميكروب السل له درجة حرارة مثلي ٣٧ مئوية ودنيا ٣٠م وقصوى ٤٠م. وتبعا لدرجة الحرارة المثلي تقسم الميكروبات إلي ثلاث مجاميع: - (۱) ميكروبات محبة للحرارة المرتفعة **Thermophilic microorganisms** وهي التي لها درجة حرارة مثلي فوق درجة ٤٥ م وتوجد طبيعيا في العيون الساخنة والتربة أيضا. - (۲) ميكروبات محبة للحرارة المتوسطة **microorganisms Mesophilic** وهي التي لها درجة حرارة مثلي بين ١٥ - ٤٥ م وتضم معظم أنواع الميكروبات إلي هذه المجموعة. - (۳) ميكروبات محبة للبرودة أو الحرارة المنخفضة **Psychrophilic** وهي التي لها درجة حرارة مثلي تحت ١٥ م وتضم معظم أنواع البكتريا إلي هذه المجموعة. وعندما ترتفع درجة الحرارة عن الدرجة القصوى فإننا نصل إلي درجة الحرارة القاتلة **Thermal death** وهي أقل درجة حرارة يقتل عندها الميكروب إذا عرض لها مدة 10 دقائق. وعموما فأن الجراثيم تكون أكثر مقاومة للحرارة عن الخلايا الخضرية، فينما يمكن قتل الخلايا الخضرية لنوع ميكروبي علي درجة أقل من درجة الغليان فإن الجراثيم تقاوم درجة الغليان لمد ١٦ ساعة. وعلي ذلك فدرجة ١٠٠ م غير ضرورية لقتل البكتريا الخضرية حيث إن معظمها يهلك عند ٦٠م لمدة ۱۰ دقائق. وقد تستعمل هذه الظاهرة عند تحضير الطعوم (الفاكسينات Vaccine) فإن المعلق الميكروبي يعرض لدرجة ٦٠ م لمدة نصف ساعة الى ساعة لقتل الخلايا الخضرية دون الإضرار بمركبات بينما تأثير الحرارة المنخفضة على الميكروبات يكون غير قاتل بل موقفا للنمو والنشاط ، حيث يلاحظ أنه عند انخفاض درجة الحرارة فإن النشاط التمثيلي للخلايا يقل بسرعة وذلك عندما تنخفض درجة الحرارة عن الدرجة الدنيا واستمرار خفض درجة الحرارة يصل بالميكروبات إلي حالة سكون في النشاط فإذا وصلت درجة الحرارة إلي التجمد **Freezing** فإن بعض الخلايا يموت بطريقة ميكانيكية بسبب تمزيق بلورات الثلج المتكونة للخلية البكتيرية ولكن الكثير من الخلايا لا يموت ويتحمل التجميد لمدد طويلة ولذا فإن التجميد لا يعتبر من طرق التعقيم وقد وجد أن بعض أنواع *Bacillus* قد تبقي على قيد الحياة لمدة تتجاوز الثلاث أيام علي درجة سالب ٢٥٢ م في النتروجين المسال). ويتوف تأثير التجميد علي الخلايا الميكروبية علي السرعة التي يتجمد بها الماء داخل الخلية وعلي ذلك فإن التجميد السريع أقل ضررا من التجميد البطيء إذ أن الأخير يسبب تكون بلورات ثلجية كبيرة حادة تمزق الخلية بينما في حالة التجميد السريع تتكون بلورات ثلجية ذات شكل وملمس قطني. وإذا ارتفعت درجة الحرارة عن الدرجة القصوى فإنه يحدث إتلاف للبروتين الإنزيمي والبروتين الخلوي مما يؤدي إلى موت الخلية البكتيرية وقد وجد أن موت الخلايا نتيجة لارتفاع درجة الحرارة يتم طبقا لنظام لوغاريتمي بمعني أن معدل الموت يزداد بارتفاع درجة الحرارة وقد وجد أن الحرارة في وجود الرطوبة أشد تأثيرا علي الخلايا البكتيرية من الحرارة الجافة حيث الرطوبة تساعد علي تخلل الحرارة وبالتالي إلي سرعة إتلاف البروتينات وتجمعها. وترجع مقاومة البكتيريا الثروموفيلية لفعل الحرارة إلي تركيب الإنزيمات الموجودة بها حيث وجد أن لهذه الإنزيمات القدرة على مقاومة التثبيط الحراري ويعود ذلك إلي طبيعة وتركيب هذه الإنزيمات الذي يساعد علي مقاومة الحرارة بدرجة أكبر من مثيلتها في البكتيريا الميزوفيلية. وجراثيم البكتيريا أكثر مقاومة للحرارة من الخلايا الخضرية، فبينما يمكن قتل الخلايا الخضرية لنوع من البكتيريا علي درجة حرارة أقل من الغليان فإن بعض الجراثيم تقاوم درجة الغليان لمدة ١٦ ساعة ولذا فإنه لا يكتفي بالغليان لقتل الجراثيم، بل يلزم استعمال درجة أعلي من ١٠٠ م مثل استعمال أجهزة التعقيم المختلفة. ### درجة الحرارة القاتلة **Thermal death point** إذا ارتفعت درجة الحرارة عن الدرجة القصوى فإننا نصل إلي درجة الحرارة القاتلة وتعرف بأنها أقل درجة حرارة يقتل عندها الميكروب إذا عرض لها لمدة ١٠ دقائق علي أن يكون الميكروب نامي في مزرعة عمرها ٢٤ ساعة. بينما الوقت المميت **Death time** هو الوقت بالدقيقة اللازم لقتل كل الميكروبات الموجودة في حجم معين عند درجة حرارة معينة. والنتائج المتحصل عليها من معرفة الوقت المميت ودرجة الحرارة القاتلة تعتبر ذات أهمية كبري في الميكروبيولوجيا الصناعية والتطبيقية خاصة في صناعة المعلبات حيث يمكن علي أساس النتائج المتحصل عليها تحيد درجة الحرارة والوقت اللازمين لمعاملة الأغذية المعلبة لحفظ محتوياتها من عوامل الفساد الميكروبي. ### التجفيف بالحرارة **Heat Drying** إن الخلايا الخضرية لمعظم أنواع الميكروبات لا تتنفس في الهواء الجاف. وطبعا تختلف أنواع البكتريا في هذا التأثير فمثلا ميكروب السل من الميكروبات شديدة المقاومة للجفاف حيث يتحمله مدة ٩٠ يوما بينما ميكروب الكوليرا شديد الحساسية للجفاف حيث إنه لا يتحمل الجفاف أكثر من ساعات. والجراثيم البكتيرية شديدة المقاومة للجفاف فجراثيم ميكروب الجمرة الخبيثة لميكروب .B anthracis يمكنها أن تنفرد وتعود للحياة بعد أن تحفظ جافة تحت حرارة الشمس مدة عشرة سنين أو أكثر. ويلاحظ أن الميكروبات التي تتحمل الجفاف لمدة طويلة تحتفظ بحيويتها ولكن يكون نشاطها متوقفا نظرا لعدم وجود الرطوبة الكافية التي تمكن الميكروب من الحصول علي غذائه والقيام بنشاطه الحيوي لذلك تستخدم عمليات التجفيف في حفظ الأغذية مثل الفواكه والألبان يمكن حفظها مدة طويلة بدون فساد. ### Freeze drying-lyophilization )التجفيف بالتجمد (التجفيد تحفظ المزارع الميكروبية بالتجفيد لعدة شهور علي درجة حرارة منخفضة بوضعها في الثلاجة وحديثا أمكن حفظها لمدد طويلة قد تصل إلي عدة سنوات وهي طريقة تجمع ما بين التجميد والتجفيف وذلك بتجميد المزرعة تجميدا سريعا ثم تجفف المزرعة المتجمدة بالتسامي تحت تفريغ للهواء ثم تحفظ داخل أوعية محكمة الغلق مفرغة من الهواء في مكان مبرد مظلم قد يصل الى سالب ٧٠م. ### ۲ - الأوكسجين **Oxygen** الكائنات الحية الدقيقة وبخاصة البكتريا، قد تحتاج أو لا تحتاج إلي الأوكسجين لمواصلة حياتها ونموها، ويمكن تميزها الى أربعة مجاميع من هذه الكائنات تبعا لمتطلباتها واحتياجها للأوكسجين الجوي: - أ) ميكروبات هوائية إجباريا **Obligative aerobic** وهي الميكروبات التي تنمو وتتكاثر فقط في وجود الأوكسجين مثل أغلب أنواع الفطريات والطحالب الأوكسجينية والأنواع غير الممرضة من البكتريا مثل بكتريا *Bacillus*. - ميكروبات المحبة لقليل من الأوكسجين **Microaerophilic**. تتمثل في الأنواع الهوائية التي لا تتحمل التركيزات العالية من الأوكسجين مثل بكتيريا حامض اللاكتيك والتي تمثل مجموعات ميكروبية وسطية تنمو بعد استهلاك معظم الأوكسجين حيث إنها تنمو بدرجة أفضل في وجود كميات ضئيلة من الأوكسجين مثل البكتريا *Lactobacillus .plantarum* - ب - ميكروبات لا هوائية إجباريا **Obligative anaerobic** وهي التي تنمو وتتكاثر فقط في غياب الأوكسجين، بل أنها تهلك إذا ما سمح للهواء بالتصرف إلي بيئتها وأوساطها. وتشمل هذه المجموعة البكتريا المتجرثمة خاصة التابعة لجنس *Clostridium* وكذلك بعض البكتريا الكيموعضوية التغذية والتي لا زال يعرف عنها القليل والتي ربما تكون لاهوائية بالمعني الصحيح، حيث يمكنها أيضا أن تنمو تحت ضغط منخفض من الأوكسجين يصل أقل من ۲۰ مليجرام. - ج - ميكروبات لاهوائية اختيارية **Facultative anaerobic** وهي التي تنمو تحت كلا الظرفين الهوائي واللاهوائي مثل البكتريا المعوية أمثال بكتريا *E. coli* وسوف نعود لمناقشة التحولات الأيضية التي تضمنها عمليات التنفس **Respiration** وهي إزالة الأيدروجين أو الالكترونات من المركبات العضوية وتوصيلها إلي الأوكسجين الجوي والذي ينتج عنة مركب فوق أكسيد الهيدروجين *H2O2* السام الذي يتطلب تفكيكه بإنزيمات التنفس المختلفة خلال عمليات التخمر وكذلك العمليات التي يكون فيها مستقبل الأيدروجين أو الالكترونات المزالة بواسطة مركبات أخري غير الأوكسجين وما يتم في هاتين العمليتين من تفاعلات أيضية مختلفة. ### ٣- الملوحة **Salinity** لابد للميكروبات من الماء في البيئة التي تنمو فيها، وهذا الماء ضروري للتنفس وللإذابة المواد المغذية اللازمة للخلية، وليحمل المواد التالفة خارج الخلية، وليحفظ الدرجة المطلوبة من رطوبة البروتوبلازم. وتحتاج الخمائر إلي ماء أقل من البكتيريا بينما تحتاج الفطريات إلي ماء أقل منهما. ويتأثر الميكروب بالمواد الذائبة في الماء، فإذا كان الضغط الاسموزي للبيئة مشابها للضغط الاسموزي داخل الخلية الميكروبية فإن المحلول يوصف بأنه **Isotonic** وإذا كان ضغطه الأسموزي أعلي من محلول الخلية يسمي **Hypertonic** وإذا كان أقل يسمي **Hypotonic** والتي في مثل هذه المحاليل يدخل الماء بسرعة إلي داخل الخلية ليعادل التركيز خارج الخلية مما قد يؤدي لانفجارها خاصة الميكروبات التي تعيش في درجة ملوحة عالية كالبحار، وفي الوقت نفسة قد تخرج الأملاح والمحتويات الذائبة داخل الخلية إلى البيئة، ويكون دخول الماء إلى الخلية أسرع من خروج الأيونات الذائبة وأن جدار الخلية والغشاء السيتوبلازمي قد يتحكمان في ذلك ليحمى الخلية من الانتفاخ والانفجار حيث يحدث ما يطلق علية تحلل بلازمي للخلية **Plasmolysis**. وعموما المحاليل **Hypotonic** غير مناسبة على الاطلاق للنمو أو حفظ الخلايا وكثيرا ما تتسبب في هلاك الميكروب. وعلى العكس فإن المحاليل عالية التركيز **Hypertonic solutions** فإن الماء يخرج من الخلية وتدخل الأملاح إلي الداخل لحفظ التوازن. وعند خروج الماء بسرعة فإن البروتوبلازم ينكمش ويقال أن الخلية حدث لها عملية بلزمة للخلية **Plasmotosis** تمنع نموها وقد يتسبب عن ذلك غالبا هلاك الخلية. ومعظم أنواع الميكروبات تحتاج إلي محاليل **Isotonic** للنمو إنما هناك من أنواع من الميكروبات يمكنها مقاومة المحاليل المركزة كالبكتريا التي تعيش في البحيرات والبحار المالحة حيث تركيز الملح بها قد يصل الى ٢٨%، وكذلك تلك الميكروبات التي تعيش علي الجلود المعالجة بالملح والمخللات وكذلك بالنسبة للأوساط السكرية كالخمائر والفطريات التي يمكنها أن تنمو في المربات والحلويات. وتعتبر كمية الرطوبة الحرة الموجودة بالبيئة النامي بها الميكروب هي التي تحدد نموه ومدي نشاطه وليست كمية الرطوبة الكلية أو المرتبطة والتي تحتويها البيئة حيث إن كمية الأخيرة تكون عالية في البيئة ولكن في صورة غير حرة أي مرتبطة بالبروتينات فلا تستطيع الميكروب الاستفادة منها. ويمكن التعبير عن الرطوبة الحرة باستعمال تعبير النشاط المائي **(Water activity (a** وهو عبارة عن النسبة ما بين الضغط البخاري للمحلول وبين الضغط البخاري للمذيب (وهو الماء) وبذلك فإنه يمكن اعتبار أن درجة النشاط المائي هي المقياس الذي يعبر عن كمية الماء الحر الموجود بالبيئة أو المادة الغذائية. وبالنسبة للماء فإن (aw) = 1، وكمثال للحد الأدنى للنشاط المائي اللازم للنمو الميكروبي فنجد ان: الحد الأدنى من (aw) اللازم لنمو البكتيريا العادية هو ٠.٩١ الحد الأدنى من (aw) اللازم لنمو الخميرة العادية هو ٠.٨٨ الحد الأدنى من (aw) اللازم لنمو الفطريات العادية هو ٠.٨١ ومن الأرقام السابقة يتضح أن البكتيريا تحتاج إلى رطوبة حرة أكثر من الفطر وذلك كحد أدني. وبصفة عامة فإنه يمكن اعتبار أن (aw) إذا قلت عن ۰.۷ فإن معظم الكائنات الحية الدقيقة تقف عن النمو والنشاط أما بالنسبة للمحتوي الرطوبي للمادة عامة فإنه إذا قل عن ١٠ – ١٥% فإن نمو الكائنات الحية الدقيقة يثبط إلي درجة كبيرة وهو كما يحدث في عمليتي التجفيف والتجفيد. ### ٤ - الحموضة والقلوية إن لدرجة الـ pH وهو مقياس الأيون الايدروجيني تأثيرا كبيرا علي نمو الميكروبات. حيث إن لكل نوع من أنواع الميكروبات رقم pH مثلي تفضله كما أن هناك رقم pH أقصي وأدنى لا ينمو بعده الميكروب. ومعظم أنواع البكتريا لها رقم pH مثلي يقرب من القريب للتعادل والمائل للقلوية من (٦.٥-٨.٥) الا أن هناك بعض أنواع من البكتريا تنمو في الأوسط الحامضية والتي قد تصل الى .٢٠٠ بينما أغلب أنواع الفطريات تفضل النمو في الوسط المتعادل المائل للحموضة (٦.٥-٤.٥) وكذلك معظم أنواع الخمائر التي تنمو جيدا في الوسط الحامضي الذي يصل الى ٣.٥. وعند عمل البيئة الميكروبية يضبط الـ pH غالبا لدرجة التعادل والذي عادة يتغير بواسطة نواتج النمو ويتجه للحموضة غالبا فالأنواع التي تحلل الكربوهيدرات والدهون تنتج أحماض عضوية ودهنية تخفض الـ pH بينما التي تحلل البروتينات تنتج مواد قاعدية ترفع من رقم الحموضة ولحفظ الـ pH للبيئة ثابتا تقريبا يضاف عادة أملاح منظمة كالفوسفات أو كربونات الكالسيوم فيما تسمى بالمواد المنظمة .Buffers ### ه – الضوء والإشعاع **Radiation** من المعروف أن بعض البكتريا تتطلب وجود الضوء المريء لكي تنمو وتتكاثر مستعملة الطاقة الضوئية ومحولة إياها إلى طاقة كيميائية عن طريق عملية التمثيل الضوئي، وتتميز هذه البكتريا بوجود مواد ملونة تشبه الكلوروفيل النباتي تعمل كمادة وسيطة في هذه التفاعلات. ومن المعروف أن بعض الإشعاعات مثل الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية X-rays تحدث تأثيرا مميتا للميكروبات. وقد أجريت دراسات عديدة ومتشعبة للتحقق من الطرق التي يمكن لهذه الإشعاعات وغيرها أن تقتل بها الخلايا الميكروبية توطئة لاتقاء التأثير الضار لهذه الإشعاعات وغيرها علي الكائنات الأكثر رقيا بما فيها الإنسان حيث إن درجة التشابه في سلوك الحساسية للخلايا الميكروبية والخلايا الحيوانية للإشعاعات متشابهة لحد كبير . والإشعاعات التي تم دراسة تأثيرها هي الأشعة الإلكترو مغناطيسية مثل الأشعة فوق البنفسجية UV والتي يتراوح طولها الموجي ٣١٠ - ٣١٠ ميللي ميكرون والأشعة السينية القصيرة Shorter X-rays والأشعة المعروفة بأشعة جاما والتي يتراوح طول موجاتها بين ٠.٠٠ – ١٠٠٠ ميللي ميكرون والأشعة الجزئية من النوع Gamma rays و Peta rays والتي تنتج عن الالكترونات سريعة الحركة والتي تصل طول موجاتها إلي أقل من ٠.٠٠٥ مللي ميكرون وكذلك الأشعة الناتجة عن التفجير النووي لنواة الهيليوم particle rays والتي تسمي أشعة الفا Alpha وامتصاص الطاقة الإشعاعية بواسطة الخلايا ينتج عنه أما تأثير مميت للخلايا طبقا لنظام لوغاريتمي أو إلي حدوث طفرات في الخلايا التي قد تنجو من هذا التأثير. أما عن كيفية حدوث ذلك فالأمر لازال غير معروف علي وجه التحديد إلا أن هناك احتمالين لما يمكن أن يحدث للخلايا. الأول: إن الإشعاعات تحدث تأثيرا مباشرا لمناطق حساسة من الخلايا تعرف بالهدف الحساس وأن الطاقة الإشعاعية تمتص في هذه المناطق الأكثر تأثيرا ومن المعروف أن المحتويات النووية الجينية ذات قدره عالية لامتصاص الأشعة فوق البنفسجية. الثاني: أن الإشعاعات تحدث تأثيرا ثابتا لما تحتويه الخلايا من الماء ومن جزيئات الأوكسجين التي تتواجد في منطقة مرور الأشعة في الخلية وأن ما ينتج عن أيونات يتفاعل مع مكونات الخلية بتكوين فوق أوكسيد الهيدروجين أو تكون شوارد حرة قاتلة Free radicals. ### ثانيا: العوامل الكيمائية التي تؤثر علي نمو البكتريا ### Chemical factors affecting bacterial growth تأثير الكيماويات علي الميكروبات يتباين بين أنها قاتلة للخلايا الخضرية والجراثيم او مبيدة تماما او تكون مادة ، Antiseptic-Disinfecting أو Germicidal -Bactericidal للبكتريا تقتل بعض الميكروبات وتوقف نمو البعض الآخر منها دون قتلها Bacteriostatic. والميكروبات عموما تختلف كثيرا في حساسيتها للمواد الكيماوية المستخدمة، فالأنواع المتجرثمة تكون أكثر مقاومة عن الأنواع التي لا تكون جراثيم، كما تختلف المقاومة حسب عمر المزرعة فالميكروبات في طور الهبوط تكون أسرع تأثرا بالمواد الكيماوية عن الميكروبات في الطور اللوغاريتمي وطور الثبات. ويختلف التأثير تبعا لنوع الوسط والغرض المستخدم من أجله المواد الكيماوية فبعض هذه المواد يقل تأثيرها القاتل للميكروبات في وجود مواد عضوية في الوسط. هذا ويراعي اختيار نوع المادة الكيماوية ونسبتها بحيث لا يكون لها أضرار جانبية Side effects عند استخدامها في مقاومة ما له علاقة بالإنسان والحيوان. - أ – الأحماض العضوية والمعدنية تتناسب القوة القاتلة للأحماض تناسبا طرديا مع درجة تركيز أيون الأيدروجين، فالأحماض المعدنية كالكلوريك والكبريتيك قاتلة للبكتريا غير أنها قليلة الاستعمال في إبادة الميكروبات في الاغراض العملية حيث إنها تضر بالجلد والمعدن والملابس. أما الأحماض العضوية كالخليك واللاكتيك يرجع جزء من تأثيرها القاتل للميكروبات إلي أيون الأيدروجين ايضا ووهناك تأثير ارتباطي وهذا التأثير قد يختلف حسب نوع الحامض فمثلا حامض البنزويك والسلسليك تؤثر كثيرا علي البكتريا بينما حامض الخليك والبروبيونيك يؤثر أكثر علي الفطر. - ب – القلويات والكحولات تأثيرها القاتل يرجع إلي أيون الهيدروكسيل OH، ولكن القلويات أكثر تأينا" وأكثر قتلا للميكروبات فمثلا KOH أفضلها في هذه الخاصية حيث إن درجة تحللها أيونيا كبير، وعموما فإن H له حدة سمية علي الميكروبات أكثر من OH إذا كانت كمياتهم متساوية. - ج - الأملاح والمعادن معظم الأملاح إذا كانت في حالة محاليل مخففة تشجع نمو الميكروبات بينما إذا كانت في محاليل مركزة وقد سبق مناقشة بجزئية الأسموزية. ولكن التأثير السام لها يرجع الملح على الكاتيونات المعدنية فكلما كانت درجة التركيز أكبر كلما كان التأثير السام أكبر خصوصا الأملاح ذات الكاتيونات الثنائية ومتعدة التكافؤ والمعادن الثقيلة كالزئبق. ### طرق تقدير النمو البكتيري إذا توافرت الظروف المثلي للخلية البكتيرية فإنها تبدأ في الانقسام الثنائي البسيط أو التبرعم أو تجزء الخلايا وتزداد أعدادها ويمكن قياس نمو البكتريا أو تقدير درجة النمو بعدة طرق هي: - ۱ - تقدير الوزن الجاف **Dry weight** ويتم ذلك بتنمية البكتريا في بيئات سائلة وبعد فترة نمو محدد ترشح البيئة بواسطة مرشحات خاصة تسمي المرشحات الدقيقة **Millipore Filters** أو يجري لها طرد مركزي ويغسل النمو الراسب في قاع أنبوبة الطرد المركزي بالماء المقطر عدة مرات ويجفف علي ٧٠ - ١٠٥م لمدة تصل إلي ثلاثة أيام حتى يجف تماما او حتى يتم ثبات الوزن، ومن ذلك الوزن الجاف للخلايا يمكن معرفة وتحديد الزيادة في النمو البكتيري خلال فترة زمنية محددة. - ۲ – تقدير العدد الكلي للخلايا **Total count** ويستخدم لذلك شريحة الهيموسيتومتر **Hemocytometer** وذلك بعمل تخفيف مناسب من معلق البكتريا مع رجه جيدا لتوزيع الخلايا ثم يأخذ حجم صغير من هذا المعلق (حوالي نصف سم) ويوضع في التجاويف الموجودة في الشريحة. وتحتوي شريحة الهيموسيتومتر علي عدة مربعات كبيرة يصل عددها عادة إلى ١٦ مربع، وكل مربع كبير مقسم إلي ١٦ مربع صغير وعادة يكون طول ضلع المربع ٠.٠٠٥ مللي (٢٠/١) مللي) وبذلك تكون مساحة المربع الصغير ٠.٢٥ مم . = ٠.٠٥ × ٠.٠٥ = وعند وضع غطاء شريحة علي الجزء الموجود به هذه المربعات فإنها تترك فراغا طوله 1 مللي والذي يمثل المسافة ما بين المربع والغطاء مكونا مكعب حجمه يساوي (حجم المكعب الصغير) = ٠.٠٠٢٥ × ٠.١ - ٠.٠٠٢٥.. مم فإذا فرض أن متوسط عدد الخلايا الموجود في حجم المعلق الموجود في المربع الصغير هو ٦ خلايا فإن عدد الخلايا الموجود في ١ سم من المعلق (۱۰۰۰) مم (٣) يساوي . "٤٠٠٠ × ۱۰۰۰ × ٧ = ١.٤ - ١٠ ٣ خلية / سم = ونلاحظ أنه بالنسبة للمربع المغير يكون رقم ٤ × ٦١٠ رقم ثابت أي يمكن ضرب عدد الخلايا في هذا الثابت لنحصل علي العدد الكلي في اسم وبذلك تكون المعادلة العامة لحساب عدد الخلايا باستخدام المربع الصغير هي : ³ عدد الخلايا في ١ سم = ٤ × ١٠ ٣ × عدد الخلايا عدد المربعات الصغيرة أما إذ استخدم المربع الكبير فإن المعادلة تصبح ³ × ۱۰ × ٢٥ = ٥ × ١٠ عدد الخلايا في ١ سم = عدد الخلايا عدد المربعات الكبيرة ويمكن وضع صبغة معينة لتوضح الخلايا وتميزها بالقوي الكبرى ، كما يلاحظ أخذ التخفيف في الاعتبار بأن تضرب في مقلوب التخفيف مثال : إذا كان عدد الخلايا في ٧ مربعات صغيرة هو وخفف معلق الخلايا إلي ، احسب عدد الخلايا في ١ سم من المعلق الأصلي : ٣٧ ٧ = ٧ = ٢٠١ × ١٠ ٣ خلية / سم ٣٧ متوسط عدد الخلايا = عدد الخلايا في 1 سم = × × ١ سم = ٤ × ١٠ ٣ ### ٣ – تقدير عدد الخلايا الحية **Viable counts** ويستخدم عادة لذلك طريقة الأطباق **Plate count** وفي هذه الطريقة يجري عدة تخفيضات لمعلق البكتريا ثم يأخذ من كل تخفيض ١ سم ويوضع في طبق بتري ويجري عمل مكررات وتترك الأطباق حتى تتصلب البيئة ثم تحضن وبعد التحضين تعد المستعمرات والتي تتراوح ما بين ۳۰ - ٣٠٠ ثم يأخذ المتوسط ويضرب في مقلوب التخفيف. وهناك طريقة أخرى تسمي طريقة التخفيف التقريبية **Most probable number** أو يطلق عليها **Dilution Frequency method** ويستخدم فيها خمسة مكررات من البيئة الغذائية السائلة والتي تلقح بإحدى التخفيضات ويكرر ذلك مع التخفيفات الأخرى وتفحص بعد التحضين لمشاهدة النمو ومن جداول خاصة يمكن معرفة عدد الخلايا في ١ سم من العينة الرطبة. ### ٤ - تقدير محتوي الخلايا من النيتروجين الكلي حيث إن محتوي الخلايا من النيتروجين الكلي يظل ثابتا وذلك للنوع الواحد تحت ظروف بيئية معينة فكلما زاد المحتوي النيتروجيني للنمو الخلوي كلما دل ذلك علي زيادة النمو ### ه – تقدير درجة التعكير في المزرعة **Turbidity** حيث إن درجة التعكير تتناسب طرديا مع عدد الخلايا وبواسطة القياسات البصرية **Optical methods** يتم تقدير كثافة الخلايا داخل المزرعة السائلة. ### حركية (ديناميكية) النمو في البكتريا ### **Growth Kinetics** تستخدم عدة طرق مختلفة لتنمية البكتريا ويستخدم لذلك أوساط بيئية صلبة أو سائلة مع توفير جميع المواد الغذائية اللازمة لنموها مع إمدادها بكمية الأوكسجين الكافية إذا كان الميكروب هوائيا أو منع الأوكسجين عنها إذا كان الميكروب لا هوائيا وعادة تستخدم الطرق التالية لتنمية البكتريا لغرض دراستها أو إنتاج الخلايا أو إنتاج بعض المواد الحيوية منها.