Modeling the growth kinetics of Bacillus cereus as a function of temperature, pH, sodium lactate and sodium chloride concentrations
Bacillus cereus'un çoğalma kinetiğinin sıcaklık, pH, sodyum laktat ve sodyum klorür konsantrasyonlarına bağlı olarak modellenmesi
- Tez No: 152290
- Danışmanlar: PROF. DR. NECLA ARAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Predictive Modeling, Bacillus cereus, Growth Kinetics, Lag Phase, Growth Rate, Lactate, Temperature, Sodium Chloride. XIII
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
BACILLUS CEREUS'UN ÇOĞALMA KİNETİĞİNİN SICAKLIK, pH, SODYUM LAKTAT VE SODYUM KLORÜR KONSANTRASYONLARINA BAĞLI OLARAK MODELLENMESİ ÖZET Bu çalışmada, sıcaklık, pH, sodyum laktat ve sodyum klorür konsantrasyonlarının Bacillus cereus'un çoğalma kinetik parametreleri (lag fazı süresi ve büyüme hızı) üzerindeki etkisini ifade eden matematiksel modeller oluşturulmuştur. B. cereus'un zamana bağlı artışını en iyi ifade eden birincil seviye modeli belirlemek için f-testi kullanılmıştır. Buna göre, S. cereus'un lag fazı süresi (LAG) ve çoğalma hızını (GR) hesaplamak için Gompertz fonksiyonu seçilmiştir. Daha sonra, bu kinetik parametreler, polinomal ve modifiye Arrhenius-Davey modelleri kullanılarak bağımsız değişkenlere bağlı olarak ifade edilmiştir. R2 değerleri daha yüksek olduğu için çalışmanın devamında kullanılmak üzere polinomal modeller seçilmiştir. Normal dağılıma daha yakın bir hata dağılımı elde etmek için, modellemede çoğalma kinetik parametrelerinin doğal logaritmaları kullanılmıştır. Bu modeller sadece p<0.05 düzeyinde önemli olan katsayıları içerecek şekilde indirgenmiştir. İndirgenen polinomal modeller (In LAG and In GR için sırasıyla R2= 95.2 ve 93.9) kullanılarak, bağımsız değişkenlerin çoğalma parametreleri üzerindeki etkilerini gösteren üç boyutlu grafikler çizilmiştir. Modelin tahminleri, Patojen Modelleme Programının (PMP) tahminleri ile kıyaslanmış ve literatür verilerine karşı doğrulaması yapılmıştır. Oluşturulan model ile hesaplanan jenerasyon sürelerinin ortalama mutlak bağıl hatası (MARE) ve medyan bağıl hatası (MRE) sırasıyla 25.6 ve -16.7 olarak hesaplanmıştır. Bu sonuçlar, çoğalma hızı modelinin B. cereus'un çoğalma kinetiğini doğru ve güvenli bir şekilde tahmin ettiğini göstermektedir. Süt ve et suyu kullanılarak yapılan doğrulama testleri de lag fazı süresi ve çoğalma hızı modellerinin güvenli tahminler yaptığını göstermiştir. Modelleme çalışmasının sonuçlan, deney sınırlan içerisinde, çalışılan tüm bağımsız değişkenlerin B. cereus'un çoğalması üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Aynca, sodyum laktatın antimikrobiyal aktivitesinin büyük oranda pH'dan (p<0.05), nispeten daha düşük oranda sıcaklıktan (p<0.05) etkilendiği belirlenmiştir. Sodyum laktatın antimikrobiyal aktivitesi, hem lag fazı süresini uzatma hem de çoğalma hızını azaltma şeklinde ortaya çıkmıştır. Anahtar Kelimeler Prediktif Mikrobiyoloji, Bacillus cereus, Çoğalma Kinetiği, Lag Fazı, Çoğalma Hızı, Laktat, Sıcaklık, pH, Sodyum Klorür. XIV
Özet (Çeviri)
MODELING THE GROWTH KINETICS OF BACILLUS CEREUS AS A FUNCTION OF TEMPERATURE, pH, SODIUM LACTATE AND SODIUM CHLORIDE CONCENTRATIONS SUMMARY Mathematical models describing the growth kinetic parameters (lag phase duration and growth rate) of Bacillus cereus as a function of temperature, pH, sodium lactate and sodium chloride concentrations were obtained in this study, f-test was performed to select the most efficient primary level model for describing the change in B. cereus numbers with respect to time. According to this, Gomperlz function was chosen to calculate the lag phase duration (LAG) and growth rate (GR) of B. cereus. Then these kinetic parameters were expressed as a function of the independent variables using the polynomial model and the modified Arrhenius-Davey model. Polynomial models were selected to be used in further study as they have higher R2 values. In order to obtain a residual distribution closer to a normal distribution, the natural logarithm of the growth kinetic parameters were used in modeling. For reasons of parsimony, the polynomial models were reduced to contain only the coefficients significant at a level of p<0.05. Using the reduced polynomial models (R2 of 95.2 and 93.9 for In LAG and In GR models, respectively), three dimensional graphs were drawn illustrating the effects of the independent variables on the growth parameters. Predicted data were compared with the predictions from Pathogen Modeling Program (PMP) and validated against data extracted from the literature. The mean absolute relative error (MARE) and the median relative error (MRE) of the predicted generation times with the derived model were 25.6 and -16.7, respectively, showing that the growth rate model accurately and safely predicted the growth kinetics of B. cereus. Validation test performed using milk and meat broth also showed that the lag time and growth rate models provide safe estimations. Results of the modeling study indicated that all of the studied factors had a significant affect on the growth of B. cereus in the experimental range studied. The antimicrobial activity of sodium lactate was found to be strongly affected by the pH (p^0.05) and relatively to a lesser extent by temperature (p^0.05). Antimicrobial activity involved both prolonged lag phase duration and reduced growth rate.
Benzer Tezler
- Serin alkali proteaz geni SubC bacillus plasmidlerine klonlanarak rekombinant biyokatalizör ile alkali proteaz üretimi
Alkaline protease production using recombinant biocatalyst by cloning serine alkaline protease gene SubC to bacillus plasmids
NERMİ KALENDER
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. TUNÇER ÖZDAMAR
DOÇ. DR. PINAR ÇALIK
- Alkali proteaz enzimi üretiminde oksijen aktarımının ürün verimine ve seçimliliğine etkisinin araştırılması
Investigation of oxygen transfer effects on the yield and selectivity of the production of protease enzymes
UĞUR SALGIN
- Hidrojen iyonu derişimi ve kontrolunun alkali proteaz üretimine etkisinin reaksiyon mühendisliği prensipleriyle incelenmesi
Başlık çevirisi yok
HAMRA ERİNCİN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. TUNÇER ÖZDAMAR
- Stability of a recombinant plasmid pSBG conying &-anylose gene in bacillus subbes
Bacillus subtiliste &-amilaz geni taşıyan rekombinant plazmid pSBG' nın kararlılığı
PINAR TANBOĞA
Yüksek Lisans
İngilizce
1996
Gıda MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. CANDAN GÜRAKAN
- Aktif çamurda çoklu substrat gideriminin modellenmesi
Modelling of multiple substrate removal in activated suludge process
GÜLEN EREMEKTAR
Doktora
Türkçe
1997
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OLCAY TÜNAY