Af hverju veikjast bakteríur í frysti?

Bakteríur veikjast í frystinum vegna nokkurra þátta sem hafa áhrif á lifun þeirra og æxlun:

Kalt hitastig:Frystirinn býður upp á kalt umhverfi með hitastigi venjulega undir frostmarki (-18 gráður á Celsíus eða 0 gráður á Fahrenheit). Flestar bakteríur eru mesófílar, sem þýðir að þær þrífast við meðalhita á bilinu 20 til 40 gráður á Celsíus (68 til 104 gráður á Fahrenheit). Þegar þau verða fyrir miklum kulda hægja á ensímum og frumuferlum sem eru nauðsynlegir fyrir bakteríuvöxt og lifun, eða hætta jafnvel að virka.

Frysting truflar frumuhimnu bakteríu, skemmir uppbyggingu hennar og veldur leka á frumuinnihaldi. Þessi skaði hindrar getu bakteríunnar til að flytja næringarefni, viðhalda osmósujafnvægi og framleiða orku.

Osmósuálag:Frysting leiðir til myndunar ískristalla, sem geta dregið vatn úr bakteríufrumum með ferli sem kallast osmósa. Þegar vatn fer út úr frumunum til að mynda ís eykst styrkur uppleystra efna inni í frumunni. Þetta skapar osmótískt ójafnvægi sem getur truflað frumustarfsemi, eins og próteinmyndun, ensímvirkni og DNA eftirmyndun, sem að lokum veikt bakteríurnar.

Skortur á næringarefnum:Frystiskápar bjóða venjulega upp á takmarkað næringarefni miðað við hlýrra umhverfi. Lágt hitastigið hægir á eða stöðvar niðurbrot og losun næringarefna úr fæðu eða lífrænum efnum, sem gerir það erfitt fyrir bakteríur að fá aðgang að þeim auðlindum sem þarf til vaxtar og fjölgunar.

Hæg efnaskiptavirkni:Kalda umhverfið hægir á efnaskiptaferlum bakteríanna. Ensímhvörf, próteinmyndun og DNA eftirmyndun, allt nauðsynlegt fyrir bakteríuvöxt, verða treg við lágt hitastig. Þessi skerta efnaskiptavirkni veikir bakteríurnar og gerir þær viðkvæmar fyrir öðru álagi.

Dvala og lifun:Þó mjög kalt hitastig geti veikt og skemmt bakteríur, geta sumar bakteríutegundir farið í dvala til að takast á við erfiðar aðstæður. Þeir geta myndað gró eða verndandi mannvirki sem verja DNA þeirra og aðra mikilvæga hluti fyrir skemmdum, sem gerir þeim kleift að lifa af í frystinum í langan tíma. Hins vegar, þegar aðstæður batna með hækkandi hitastigi, geta þessar sofandi bakteríur orðið virkir aftur og vaxið aftur.