< Terug naar vorige pagina

Project

Quantification of the Heterogeneous Heat Stress Response of E. coli (Kwantitatieve studie van de microbiële dynamica van E. coli in omstandigheden van hoge temperatuurstress)

In de huidige trend naar mildere procesomstandigheden in de voedingsindustrie is microbiële stressadaptatie van bijzonder belang. Dit kan immers leiden tot aangepaste pathogenen en bederf veroorzakende micro-organismen die kunnen weerstaan aan omstandigheden waarvan verwacht wordt dat ze dodelijk zijn. Micro-organismen hebben verschillende mechanismen om zich aan te passen aan stress, zoals productie van beschermende factoren of verhogen van de heterogeniteit via fenotypische variatie of mutatie. Het specifieke doel van dit doctoraal onderzoek is om de invloed van dynamische temperatuuromstandigheden op de hitte stressadaptatie van E. coli</>K12 te bestuderen en te kwantificeren. </>
Vooronderzoek heeft aangetoond dat het onderwerpen van E. coli </>aan een lineaire temperatuurstijging resulteerde in een heterogene respons van de populatie met een temperatuurgevoelige subpopulatie die inactiveert bij de maximale groeitemperatuur en een hittebestendige subpopulatie die weerstaat aan extreemhoge temperaturen en verder groeit tot een maximale celconcentratie vande resistente subpopulatie bereikt wordt.</>
Het is in deze context dat dit doctoraat zich specifiek richt op het onderzoeken van de invloedvan (1) de initiële celconcentratie en (2) de snelheid van temperatuurstijging op hittestressadaptatie, en (3) de dynamiek van de aangepaste resistente subpopulatie. Een subpopulatie-type model werd toegepast om de experimentele gegevens te analyseren. De onderzoeksresultaten kunnen alsvolgt worden samengevat.</>
Algemeen toonde het onderzoek aan dat deinitiële celconcentratie geen invloed heeft op de microbiële dynamiek, behalve in omstandigheden waarbij een intermediaire stationaire fase werd bereikt. In deze nutriëntlimiterende omstandigheden verhoogde de hitteresistentie die werd waargenomen als een verhoogde inactivatietemperatuur.</>
Een lagere temperatuurstijging daarentegen resulteerde in een lagere inactivatiesnelheid. Deze in de tijd meer gespreide inactivatie wijst op een verhoogde heterogeniteit en bijgevolg een hogere fractie van een hitteresistente subpopulatie. Dit werd efficiënt beschreven door eentertiair model dat de decimale reductiesnelheid in functie van de snelheid van temperatuurstijging weergeeft. </>
De dynamiek van de resistente cellen werd gemeten door het selectief bepalen van het kiemgetal in zoutmedium. Combinatie van deze kinetiek met de eerder waargenomen kinetiek van de volledige E. coli </>populatie laat toe met een finale reeks vergelijkingen in het heterogeen subpopulatie-type model de microbiële dynamica van de subpopulaties en totale populatie nauwkeurig te beschrijven.</>
Dit doctoraat is een eerste stap naar een efficiënte en nauwkeurige benadering van de microbiële dynamica voor in de tijd variërende omgevingscondities. Dit onderzoek voldoet aan de huidige behoefte van eenkwantitatieve benadering van de stressrespons bij milde procesomstandigheden.</>
Datum:27 okt 2008 →  15 mrt 2013
Trefwoorden:Microbial Dynamics
Disciplines:Katalytische reactietechnieken, Chemisch productontwerp en formulering, Algemene chemische en biochemische ingenieurswetenschappen, Process engineering, Scheidings- en membraantechnologie, Transportfenomenen, Andere (bio)chemische ingenieurswetenschappen
Project type:PhD project