Warum werden Bakterien im Gefrierschrank schwach?

Bakterien werden im Gefrierschrank aufgrund mehrerer Faktoren geschwächt, die ihr Überleben und ihre Vermehrung beeinflussen:

Kalte Temperatur:Der Gefrierschrank sorgt für eine kalte Umgebung mit Temperaturen, die typischerweise unter dem Gefrierpunkt liegen (-18 Grad Celsius oder 0 Grad Fahrenheit). Die meisten Bakterien sind mesophil, was bedeutet, dass sie bei gemäßigten Temperaturen zwischen 20 und 40 Grad Celsius (68 und 104 Grad Fahrenheit) gedeihen. Bei extremer Kälte verlangsamen sich die Enzyme und zellulären Prozesse, die für das Wachstum und Überleben der Bakterien wichtig sind, oder stellen ihre Funktion sogar ein.

Durch das Einfrieren wird die Zellmembran der Bakterien zerstört, ihre Struktur wird beschädigt und der Zellinhalt tritt aus. Dieser Schaden beeinträchtigt die Fähigkeit des Bakteriums, Nährstoffe zu transportieren, das osmotische Gleichgewicht aufrechtzuerhalten und Energie zu erzeugen.

Osmotischer Stress:Gefrieren führt zur Bildung von Eiskristallen, die den Bakterienzellen durch einen Prozess namens Osmose Wasser entziehen können. Wenn Wasser aus den Zellen austritt und Eis bildet, erhöht sich die Konzentration der gelösten Stoffe in der Zelle. Dadurch entsteht ein osmotisches Ungleichgewicht, das Zellfunktionen wie Proteinsynthese, Enzymaktivität und DNA-Replikation stören und letztendlich die Bakterien schwächen kann.

Mangel an Nährstoffen:Gefrierschränke bieten im Vergleich zu wärmeren Umgebungen normalerweise eine begrenzte Nährstoffverfügbarkeit. Die niedrigen Temperaturen verlangsamen oder stoppen die Zersetzung und Freisetzung von Nährstoffen aus Lebensmitteln oder organischem Material, was es für Bakterien schwierig macht, auf die für Wachstum und Vermehrung erforderlichen Ressourcen zuzugreifen.

Verlangsamte Stoffwechselaktivität:Die kalte Umgebung verlangsamt die Stoffwechselprozesse der Bakterien. Enzymreaktionen, Proteinsynthese und DNA-Replikation, die alle für das Bakterienwachstum wichtig sind, werden bei niedrigen Temperaturen träge. Diese verringerte Stoffwechselaktivität schwächt die Bakterien und macht sie anfällig für andere Belastungen.

Ruhe und Überleben:Während extrem kalte Temperaturen Bakterien schwächen und schädigen können, können einige Bakterienarten in einen Ruhezustand verfallen, um den rauen Bedingungen standzuhalten. Sie können Sporen oder Schutzstrukturen bilden, die ihre DNA und andere lebenswichtige Bestandteile vor Schäden schützen und es ihnen ermöglichen, längere Zeit im Gefrierschrank zu überleben. Wenn sich die Bedingungen jedoch mit steigenden Temperaturen verbessern, können diese ruhenden Bakterien wieder aktiv werden und ihr Wachstum wieder aufnehmen.