미용학, 미용사 등 소독법과 전염병학 요점 정리 6. 세균의 영양소와 환경인자

6. 세균의 영양소와 환경인자

 

 

• 세균이 성장하려면 적당한 환경이 필요하다. 세균이 발육하고 증식(growth)을
하기 위해서는 외부에서 각종 영양소를 얻어 이것을 분해하여 에너지를 얻어야
성장할 수 있다.

 

1. 세균의 영양소

• 미생물의 증식을 위해 필요한 영양소는 탄소원, 질소원, 무기물 및 발육인자 등이
있다. 또한 환경인자로는 물, 온도, 산소, 삼투압, pH 등이 있으며, 이러한 인자들은
미생물의 증식에 많은 영향을 미친다.

1) 탄소원
• 탄소원(ca rbon source)은 대부분이 에너지원으로 사용되며, 또한 균체의
구성성분으로 사용된다. 병원성 세균은 당류를 주로 이용한다.

2) 질소원
• 세균 증식에 필요한 질소원(nitrogen source)은 주로 단백질의 구성성분을
이룬다. 세균은 질소원으로 아미노산, 펩톤, 단백질 등의 유기질소화합물을
이용한다.

 

3) 무기물
• 무기물(m inera l)성분은 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 철, 아연, 구리, 인 등이 있다. 그 중
인은 인산염으로 ATP, 핵산 및 조효소의 성분으로 중요하다. 흔히 사용하는
배지에 함유되어 있으므로 특별히 첨가할 필요는 없다.

4) 발육인자
• 발육인자(growth fa ctor)는 물, 무기물질, 탄소원, 질소원 등이 있어도 어떤
물질이 반드시 미량으로 존재하지 않으면 증식이 불가능한 것으로, 자체적으로는
합성을 하지 못하고 외부에서 공급받아야 하는 유기화합물로 Vita m in B1, B2,
B6, B12 등이 있다.

 

5) 물
• 세포질 내 용매로서 대사계의 활동 매개체이다.
• 세균 세포 내 수분함량은 약 75~85%이다. 세균의 대사에는 수분이 절대적으로
필요하며 영양소 또한 수용액 상태로 외계에서 균체 내로 흡수된다. 그러므로
세균의 발육과 증식에는 수분이 필요하며 수분이 없으면 세균은 발육과 증식을
하지 못한다.

2. 환경인자

1) 온도
• 온도(tem pera ture)는 미생물이 발육하고 사멸하는데 가장 중요한 역할을 한다.
• 발육 · 증식에 가장 적합한 온도를 최적온도라 한다. 최적온도는 미생물이 가장
짧은 시간에 세대시간을 가지며 최대 증식률을 이룰 수 있는 온도를 말한다.

(1) 병원균의 최적온도
- 곰팡이는 실온에서 잘 자라는데 최적온도는 25~30℃이다.

 

(2) 최적온도에 따른 세균 분류
- 대부분의 병원성 세균은 35~37℃에서 잘 증식되며 일부 균종은 4℃에서 자란다.
42℃에서는 C a m pyloba cter, Pseudom ona s a eruginosa 가 자란다.
① 저온세균(12~18℃) : 수중환경의 세균
② 중온세균(30~37℃) : 대부분의 병원성 세균
③ 고온세균(55~60℃) : 토양 중의 세균 중 일부 온천에 사는 균

 

2) 수소이온 농도
• 수소이온 농도는 미생물의 성장에 영향을 미치는데 대부분 혈액의 pH 7.4
범위에서 잘 자란다.

(1) 젖산막대균
- La ctoba cilli에 의해 발육시킨 물질로 여성의 질 내에도 있다.
- pH 5.5~5.8

(2) 진균
- 사용되는 배지 : sa boura ud dextrose a ga r(SDA)
- pH 5.6

(3) 대부분의 병원성 미생물의 pH는 7.0~7.5 범위이나 콜레라균(Vibrio
cholera e)은 pH 8.5~9.5이다.

 

3) 산소
• 미생물의 종류에 따라 다르며, 산소의 농도와 산소 유, 무에 따라 다음과 같이
5가지로 구분된다.

(1) 미호기성균(m icroa erop hiles)
- 생육을 위해 반드시 산소가 있어야 하지만 높은 농도의 산소(20%) 환경에서는
자랄 수 없고, 미량의 산소 상태 즉 2~10% 정도의 산소 농도가 함유된 상태에서
증식하는 균으로 대표적으로 캄필로박터(C a m pyloba cter) 속, 헬리코박터
파일로리(Helicoba cter pylori) 등이 있다.

 

(2) 절대호기성균(ob lig a te a erob es)
- 세균 증식에 산소를 절대적으로 필요로 하는 균이며 산소를 이용한 호흡(호기성
호흡)으로 에너지를 얻는다. 대기 산소분압 약 21%의 산소에서 증식하며,
산소분압이 대기보다 높아도 잘 견딜 수 있는 것이 특징이다. 여기에 속하는 균은
결핵균, 백일해균, 디프테리아균 등이 있다.

 

(3) 절대혐기성균(ob lig a te a na erob es)
- 산소가 없어야만 증식할 수 있는 균으로 산소가 있으면 유해물질이 생성되어
사멸하거나 증식할 수 없다. 발효나 혐기적 호흡에 의해 에너지를 얻는다. 이러한
세균에서 산소는 효소를 파괴하거나 독성물질을 생성하여 세균 증식을 저해한다.
여기에 속하는 균은 파상풍균, 탄저균, 가스괴저균, 보툴리누스균 등이 있다.

 

(4) 통성혐기성균(fa culta tive a na erob es)
- 산소의 존재와 상관없이 증식하는 균이다. 산소가 있는 경우에는 호흡으로, 산소가
없는 경우에는 발효로 에너지를 얻어 증식한다. 여기에 속하는 균은 대장균, 이질균,
장티푸스균 등이 있다.

(5) 산소내성혐기성균(a erotolera nt a na erob es)
- 산소가 있어도 살지만 산소를 이용하지는 못하며, 발효에 의해서만 에너지를
생성하는 균이다. 여기에 속하는 균은 연쇄구균, 유산균 등이 있다.

 

4) 물
• 일정량의 수분은 미생물의 영양소와 세포 증식에 필요한 요인이다.
• 물은 식품 내 미생물의 부패를 일으켜 식중독 등 해로운 균을 양산시키기도 한다.

따라서 식품을 용기에 담아 밀봉한 후 식품에 미생물이 활성화되는지 확인하기
위하여 식품 용기 내의 상대습도를 조절하고 평형을 유지한다. 이를
수분활성도(wa ter a ctivity)라 하며 Aw로 표시한다. [표 2-1]은 각 미생물이
생장하기 위한 최저한의 수분활성도를 나타낸다. 일반적인 박테리아의 한계가
0.91인 것으로 보아 미생물의 생존을 위해서는 상대적으로 높은 수분활성도가
유지되어야 함을 파악할 수 있다. [표 2-1]을 보면 박테리아보다는 효모가,
효모보다는 곰팡이가 수분활성도에 있어서 자유로움을 알 수 있다. 내삼투압성
효모(O sm ophilic yea st)는 0.60이라는 상대적으로 낮은 수분활성도에서도
생장할 수 있다.

미생물 증식을 위한 최저 Aw

5) 삼투압
• 미생물은 견고한 세포막이 형성되며, 내부의 침투 농도와 이온 농도를 조절하는
능력이 있다. 세균의 증식 조건에서 염과 당분 중 고농도의 염도를 요구하는 세균을
호염성 세균이라 한다.
• 당분의 농도가 높으면 미생물로부터 수분이 빠져나와 원형질 분리 현상으로
미생물이 사멸된다. 절임이나 잼 등은 삼투압을 이용하여 미생물의 증식을
억제시키는 방법으로 일상생활에서도 많이 사용된다.

 

6) 이산화탄소
• 모든 세균은 그들의 증식에 소량의 이산화탄소가 필요하지만 호이산화탄소성
세균은 더 높은 이산화탄소 농도에서 잘 성장한다. 이산화탄소 함유 시에 잘
증식하는 세균은 임균(neisseria gonorrhoea e), 용혈성
사슬알균(hem olytic streptococcus) 등이 있다.