Temel Mikrobiyoloji
Mikroorganizma Nedir?
Çıplak gözle görülemeyen ancak mikroskop altında incelenebilen organizmalardır. Bakteriler, mayalar, küfler, mikroalgler ve protozoalar temel mikroorganizmalardır. Virüsler ve prionlar da bu gruba dahil edilmiştir. Tek bir hücreden milyonlarca hücre meydana gelerek çıplak gözle görülebilen koloni denilen yapılar oluşur. Ekmeğin üzerindeki küfler, reçelin üzerindeki mayalar, iltihaplı sivilceler aslında koloni denilen yapılardır.
Virüsler
Virüsler, protein veya
kompleks bir yapıdan (glikolipoprotein) oluşan bir zar içinde DNA veya RNA’lardan sadece birine sahip çok küçük enfeksiyon yapıcı ajandır. Virüslerde bağımsız çoğalmalarını sağlayacak mekanizmalar ve moleküller olmadığı için, virüsler canlı hücrelere bağımlıdır, yani zorunlu hücre içi parazittir.
Virüsler, bakterilere göre 10-20 kat daha küçüktür, antibiyotiklere duyarlı değillerdir ve kötü çevre koşullarına ve kimyasal maddelere karşı bakterilerden daha dayanıklıdırlar. Virüslerin herhangi bir hücresel organeli yoktur.
Virüslerde üç temel yapısal özellik görülür.
- Kapsomerler, bir araya gelerek genomu çevreleyen kapsid adı verilen protein kılıfını oluşturur.
- Bazı virüslerde nükleokapsidi çevreleyen zarf bulunur.
- Nükleik asitler
Virüsler sarmal simetri, kübik simetri, yayvan simetri ve karmaşık simetri şekillerinde bulunur.
Bakteriler
Bakteriler, prokaryotik canlılardır. Prokaryotik kelimesi çekirdeğe göre yapılmış bir tanımlama olup, ilkel çekirdeğe sahip olanlar anlamına gelir.
Bakterilerin Anatomik Yapısı:
- Dış yapılar: Peptidoglikan yapılı bir hücre duvarı, hareketi sağlayan kamçı, tutunmayı sağlayan pili, dayanıklılığı sağlayan kapsül.
- İç Yapılar: Hücreyi dağılmaktan koruyan hücre zarı, sitoplazma, ribozom, mezozom, halkasal DNA ve RNA genetik materyali, küçük DNA parçası olan plasmid, kötü şartlarda oluşan spor.
Ayrıca, bakteriler morfolojilerine göre yuvarlak, çubuk ve sarmal biçiminde gruplandırılmaktadır.
Bakteriler, hücre duvarı yapısına göre de Gram (-) Bakteriler ve Gram (+) Bakteriler olarak ikiye ayrılır. Bakterileri ayırmak için kullanılan boyama tekniğinin adı, Gram Boyama Yöntemi’dir.
Gram Boyama Yöntemi dört adımdan oluşur;
- Kristal viyole ile
boyama. - Lugol çözeltisi ile
- %96’lık etil alkolile yıkama.
- Safranin ile boyama.
Gram pozitif bakterileri, hücre duvarında bulunan ağsı ve kat kat peptidoglikan tabakasından dolayı kristal viyole boya parçacıklarını tutar. Gram-negatif bakterileri ise, ince bir peptidoglikan tabakasından dolayı boyayı tutamaz. Ayrıca, Gram-negatif bakterilerde lipid yapıda bir dış zar vardır.
Alkol uygulaması ile Gram pozitif bekterilerin hücre duvarı su kaybedip büzüşür ve böylelikle boya tanecikleri moleküllerin arasına sıkışır. Gram negatif bakterilerdeki ince peptidoglikan tabakası boya parçalarını tutamaz. Alkol uygulamasıyla birlikte dış zardaki lipitler çözünerek boya dağılır ve hücrenin rengi açılır. Renk açılmasının ardından safranin uygulanır ve bu boya rengi açılmış hücreleri boyayarak pembe-kırmızı halde mikroskopta görünür kılar. Gram pozitifler bakteriler ise, kristal viyole ile mora boyandıkları için ikinci boya onların rengini etkilemez.
Zararlı bakterilerin yanı sıra yararlı bakteriler de mevcuttur. Gıda (peynir, turşu, sirke, şarap, yoğurt) atık su arıtma, ilaç, biyoteknoloji (insülin gibi tedavi amaçlı proteinlerin üretimi) gibi alanlarda kullanılmaktadır.
Mayalar
Ökaryotik (gerçek çekirdeğe sahip olanlar) yani genetik materyalleri bir zar ile çevrilmiş, farklı fonksiyonlara sahip organelleri olan, tek hücreli ve mantarlar alemi içerisinde yer alan canlılardır.
Mayalar bakterilerden daha büyüktür. Mayalar pH değeri 3-7.5 arasında değişen ortamlarda metabolizmalarını sürdürebilirler ve genel olarak 3-47°C arasındaki sıcaklık derecelerinde gelişirler. Mayalarda, temel hücre yapılarına ek hücre duvarı da bulunur.
Ekmek mayası ekmek imalatında kullanılır. En yaygın maya olarak Saccharomyces cerevisiae kullanılır. Bira mayası bira fermantasyonunda kullanılır. Maya şarap yapımında da kullanılır.
Küfler
Küfler ökaryotik, hücre
duvarına sahip ve doğada hemen her yere yayılmış halde bulunan mantarlar aleminin içerisinde yer alan canlılardır. Küf hücreleri yan yana dizilerek hif adı verilen hücre iplikçiklerini oluştururken, özellikle havaya dağılan spor yapıları ise, nemli ve besinli ortamlarda çoğalır.
Besinlerin bozulmasına
sebep oldukları gibi çevredeki atıkları çürüterek doğaya katkıda bulunurlar. Ayrıca, gıda ve ilaç gibi alanlarda kullanılır. Penisilin, Penicillium notatum adlı küfle keşfedilen antibiyotiktir. Penicillium roqueforti gibi bazı küfler peynir yapımında kullanılır. Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Alternaria ve Claviceps gibi küf cinslerinin oluşturduğu doğal toksinler, insan ve hayvan sağlığı üzerinde güçlü ve çeşitli toksik etkiler yaratmaktadır.
Mikroalgler
Mikroalgler gözle 
görülemeyen mikroskobik alglerdir. Tatlı su ve denizde yaşayan mikroalgler, tek tek, zincir şeklinde ya da gruplar halinde bulunur. Fotosentez yapabilen primer üretici mikroalgler, yeryüzündeki yaşam için önemlidir; atmosferik oksijenin yaklaşık yarısını üretirler.
Ökaryotik olan mikroalglerin hücre duvarı, farklı fonkiyonlara sahip organellerden oluşan sitoplazması, DNA ve RNA barındıran çekirdeği vardır.
Mikroalglerin yapısında omega-3 ve omega-6 doymamış yağ asitleri vardır.
Mikroalgler ayrıca A, B1, B2, B6, B12, C, E, folik asit gibi insan sağlığı için önemli vitaminleri içerir. Gıda takviyesi olarak, biyodizel yapımında, ilaç, kozmetik ve boya sanayinde, hayvan yemi yapımında kullanılır.
Protozoalar
Ökaryotik, tek hücreli ve mikroskobik canlılardır. Tek hücreli olmalarına rağmen, çok hücrelilerde görülen yaşamsal işlevlerin birçoğunu yapabilirler.
Sitoplazmalarındaki organeller ile hareket, sindirim, boşaltım gibi hayatsal faaliyetlerini sağlarlar. Çoğu bir çekirdeklidir. Organel olarak çekirdek, endoplazmik retikulum, ribozom, golgi aygıtı, mitokondri, lizozom, peroksizom, mikrotübüller ve filamentler bulundururlar. Hareket organelleri olarak yalancıayaklar, kamçılar, siller, sirler ve tentaküller görülür.
Beslenme şekillerinde ototrof, çürükçül, parazit, kommensal (bir canlının yarar sağlayıp, diğerinin herhangi bir şekilde etkilenmediği yaşam şekli), miksotrof (Klorofil taşıdığı hâlde, heterotrof olarak da beslenebilen canlılar) ya da heterotrof (Besinlerini kendi kendilerine sentezleyemeyen canlılar) beslenme görülür. Boşaltımda en belirgin özelliklerinden biri, ritmik olarak şişen ve küçülen vurgan (kontraktil)
kofulların bulunmasıdır.
Hem karada hem sularda yaşarlar. Amip, öglena ve terliksi hayvan protozoalara örnek canlılardır.
Mikrobiyolojide Bazı Kavramlar
Mikroorganizmalar toprakta, havada, insan vücudunda ve tüm çevremizde bulunabilir. Tüm canlılarda olduğu gibi uygun ortamlarda beslenerek çoğalır ve bulundukları yerde kendilerine zararlı olabilecek çeşitli etkenlere karşı yaşam savaşı vererek soylarını devam ettirir. Bazıları spor teşkil ederek dış ortamda yıllarca canlı kalabilir.
Dezenfeksiyon: Bakteri
sporları hariç hastalık yapan ve yapmayan mikroorganizmaların kimyasal, ısıl ya da ışınlama yoluyla ortamdan uzaklaştırılması işlemidir. Dezenfeksiyon işleminde kullanılan kimyasal maddelere dezenfektan denir. Dezenfektanın etkinliği uygulandığı yüzey, mikroorganizma çeşidi, dezenfektanın konsantrasyonu ve temas süresine bağlıdır.
Sterilizasyon: Herhangi bir 
üründeki tüm mikroorganizmaların ve bunların sporlarının öldürülmesi işlemidir. Farklı sterilizasyon teknikleri mevcuttur. Bunlar; Isı ile Sterilizasyon (kuru ısı, nemli ısı, yakma), Süzme ile Sterlizasyon (ısıl işlem ile steril edilemeyen maddelerin sterilizasyonunda kullanılır), Işınlama ile Sterilizasyon (UV, gama ve beta ısınları) ve Kimyasal Maddeler ile Sterilizasyon (hidrojen peroksit) şeklindedir.
Antimikrobiyal: Bakteri, küf, mantar ve hatta virüs dahil çok geniş yelpazedeki mikroorganizmaları öldüren ya da büyümelerini durduran maddelerdir.
Antibakteriyel: Sadece bakterilere karşı etkili olan maddelerdir.
Antifungal: Sadece mantarlara karşı etkili olan maddelerdir.
Antiviral: Sadece virüslere karşı etkili olan maddelerdir.
Mikrobiyolojide Canlı Hücre Sayımı (Dökme Plak Yöntemi/Yayma Plak Yöntemi)
Canlı hücre sayımı, uygun bir 
katı besiyeri* üzerinde oluşan kolonilerin sayımı ile gerçekleştirilir. ’’Bir canlı hücre, bir koloni oluşturur.’’ prensibi geçerlidir. Orijinal numuneden mikroorganizma sayısını elde etmek için öncelikle seyreltme işlemi yapılmalıdır.
*Not: Mikroorganizmaların gelişimini desteklemek amacıyla laboratuvar ortamında hazırlanmış besleyici ortamlara besiyeri denir.
Seyreltme Aşaması
- 9 ml seyreltme suyu numune tüplerine ilave edilir.
- İyi karıştırılmış orijinal numuneden 1 mL alınarak, ilk tüpteki 9 mL seyreltme suyuna ilave edilir. (1/10 seyreltme; 10-1)
- Vorteks (tüp karıştırıcı) ile ilk seyreltme tüpü karıştırılır. İlk seyreltme tüpünden 1 mL alınarak, ikinci tüpteki 9 mL seyreltme suyuna ilave edilir (1/100 seyreltme; 10-2).
- Vorteks ile ikinci seyreltme tüpü karıştırılır ve ikinci seyreltme tüpünden 1 mL alınarak, içinde 9 mL seyreltme suyu bulunan üçüncü seyreltme tüpüne ilave edilir. (1/1000 seyreltme; 10-3)
- İsteğe bağlı olarak seyreltme işlemi devam ettirilir.
Uyarı: Tüm işlemler aseptik koşullarda (mikroorganizmalardan arındırılmış ortam) yapılır.
Ekim Aşaması
- Dökme Plak Yöntemi
- Her seyreltme tüpünden 1 mL numune alınarak, steril boş petri kaplarına dökülür. Her seyreltme için çift ekim yapılmalıdır.
- Petrilere yaklaşık 15 mL besiyeri (besiyeri sıcaklığı yaklaşık 45-50oC olmalı) dökülür.
- Numune ile besiyeri tezgah üzerinde yavaşça (∞ çizerek) karıştırılır ve besiyerinin katılaşması için petriler oda sıcaklığında bekletilir.
- Petriler inkübatöre yerleştirilerek, uygun sıcaklık ve süre inkübe edilir.
- İnkübasyon sonunda koloniler sayılır ve hesaplamalar yapılır.
- Yayma Plak Yöntemi
- Sıcaklığı yaklaşık 45-50oC olan sterilize besiyeri boş petrinin içine dökülür ve besiyeri soğuyup katılaşana kadar beklenir.
- Katılaşmış agar besiyerlerinin üzerine her seyreltme tüpünden 1 mL konulur. Her seyreltme için çift ekim yapılmalıdır.
- Numune, steril cam çubuk (drigalski spatula) yardımıyla agarın yüzeyine yayılır.
- Petriler inkübatöre yerleştirilerek, uygun sıcaklık ve süre inkübe edilir.
- İnkübasyon sonunda koloniler sayılır ve hesaplamalar yapılır.
Koloni Sayısının Hesaplanması
Hesaplamada kullanılan formül; N= C / [V x (n1 + 0,1 x n2) x d] şeklindedir.
N = Orijinal numunenin 1 mL’sindeki mikroorganizma sayısı
C = Sayımı yapılan tüm petri kutularındaki koloni sayısı toplamı
V = Sayımı yapılan petri kutularına aktarılan hacim (mL)
n1= İlk seyreltiden yapılan sayımlarda sayım yapılan petri kutusu adedi
n2= İkinci seyreltiden yapılan sayımlarda sayım yapılan petri kutusu adedi
d= Sayımın yapıldığı ardışık 2 seyreltiden daha konsantre olanın seyreltme oranı
Örnek; Yayma plak yöntemi uygulanmış ve her seyreltiden 2 Petri kutusuna ekim yapılmıştır.
1/100 (10–2) Seyreltme: 219 koloni ve 185 koloni sayılmıştır.
1/1000 (10–3) Seyreltme: 28 ve 21 koloni sayılmıştır.
C= 219 + 185 + 28 + 21 = 453
V= 0,1 mL (yayma plak yöntemi)
n1= 2 (10–2 seyreltide 2 petri)
n2= 2 (10–3 seyreltiden 2 petri)
d= 10-2 = 0,01
N= 453 / [0,1 x (2 + 0,1 x 2) x 0,01]
N= 205.909,09
Sonuç; 2,1×105 kob/mL
Tekstil ve Mikroorganizmalar
Tekstiller, bakteri ve mantar gibi mikroorganizmaların çoğalmasını destekleyen ürünlerdir. Bunun yanında, tekstil liflerine uygulanan apre, kıvamlaştırıcı ve tutum değiştirici gibi kimyasal maddeler ve kir, mikroorganizmalar için besin kaynağı haline gelmektedir.
Mikroorganizmaların tekstillerde çoğalması hijyenik, fonksiyonel, lekelenme gibi estetik sıkıntılara neden olmaktadır. En çok sorun yaratan mikroorganizmalar ise, bakteriler ve mantarlardır. Ayrıca, çok nemli koşullar altında, algler de tekstillerde çoğalabilmektedir.
Bakteriler, tekstil ürünlerinde kötü kokuya, kaygan ve yapışkan bir hisse, biraz da lif hasarına; mantarlar ise, renk lekelenmelerine, renk solmasına ve lif hasarına neden olabilmektedir.
Farklı tekstil ürünlerine uygulanan antibakteriyel kimyasallar (Biome AM5, Biome AM10 ve Biome NTL gibi) ile daha hijyenik, daha konforlu ve daha uzun ömürlü bir kullanım sağlanabilmektedir.
Antibakteriyel işlem uygulanmış tekstil ürünlerinin kontrolleri kalitatif ve kantitatif uluslararası testlerle yapılmaktadır. Bu uluslararası testlerde kullanılan Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae gibi bazı mikroorganizmaların özelliklerine değinecek olursak;
- Escherichia coli
Memeli hayvanların kalın bağırsağında yaşar. Gram negatif ve çubuk şeklindedir. Hareketli ve sporsuzdur. Su kaybı ve ishal tipik bulgularıdır.
- Staphylococcus aureus
En yaygın olarak burun ve boğaz boşluğunu örten mukoz dokuda yer alır. Deride, yüzde, ellerde ve kollarda insan ve hayvanların dışkılarında, özellikle apseli yaralarda, sivilce ve çıbanlarda yoğun olarak bulunur. Gram pozitif ve yuvarlak şeklindedir. Hareketsiz ve sporsuzdur. Çoğu toksin* oluşturur. Kusma ve ishal tipik bulgularıdır.
- Klebsiella pneumoniae
Doğada ve ağız, deri, bağırsakta bulunur. Gram negatif ve çubuk şeklindedir. Hareketsiz ve soporsuzdur. Kapsüle (bazı bakterilerde hücre duvarının dış kısmında bulunan koruyucu tabaka) sahiptir. Toplum ve hastane kaynaklı zatüreye sebep olur. Önemli bir hastane enfeksiyonu etkenidir ve özellikle yeni doğan yoğun bakım ünitelerinde salgınlar oluşturur.
Tekstilde Kullanılan Bazı Antimikrobiyal Testler
Kalitatif Testler:
- ATCC 147 Tekstil Malzemelerinin Antibakteriyel Etkinliği: Paralel Çizgi
- Steril öze yardımıyla taze bakteri kültüründen alınır ve besiyeri üzerine aralarında 10 mm aralık bulunan, 60 mm uzunluğunda beş adet paralel çizgi çizilir.
- 25×50 mm boyutundaki antibakteriyal işlem görmüş kumaş çizgilerin üzerine yerleştirilerek, belli sıcaklık ve süre inkübasyona kaldırılır.
- İnkübasyondan sonra zon çapına (inhibisyon bölgesi) bakılarak değerlendirme yapılır. İnhibisyon bölgesi ne kadar genişse, mikroorganizma kumaş üzerindeki kimyasaldan o kadar etkilenmiş demektir.
- ISO 20645 Tekstil Kumaşlarında Antibakteriyel Aktivitenin Belirlenmesi: Agar Difüzyon Plakası Yöntemi
- Petriye 10 ml kadar besiyeri dökülür ve katılaşması için beklenir. Ardından test numunesi besiyeri üzerine yerleştirilir.
- Üst kısma belli konsantrasyonda bakteri kültürü aşılanmış besiyeri dökülür, besiyeri katılaştıktan sonra petri, belli sıcaklık ve süre inkübasyona kaldırılır.
- İnkübasyondan sonra zon çapına (inhibisyon bölgesi) bakılarak değerlendirme yapılır.
- JIS L 1902 Tekstil Ürününün Antibakteriyel Aktivitesinin ve Etkinliğinin Belirlenmesi: Zon Yöntemi
- Belli konsantrasyonda bakteri kültürü aşılanmış besiyeri petri kabına dökülür ve katılaşması için beklenir.
- Besiyeri üzerine kumaş numunesi yerleştirilir, belli sıcaklık ve süre inkübasyona kaldırılır.
- İnkübasyondan sonra zon çapına (inhibisyon bölgesi) bakılarak değerlendirme yapılır.
Kantitatif Testler:
ASTM E2149-20 Dinamik Temas Koşulları Altında Sabit Antimikrobiyal Ajanların Antimikrobiyal Aktivitesinin Belirlenmesi
- 0,5-2 g aralığında test kumaşı ve işlemsiz kumaş hazırlanır. İsteğe bağlı olarak numuneler steril edilir. 18 saatlik taze bakteri kültürü (coli) kullanılır. 1,5-3×10⁵ kob/ml bakteri yüküne sahip 50 ml’lik çalışma tampon çözeltisine sahip üç ayrı erlen hazırlanır. Test kumaşı ve işlemsiz kumaş ayrı ayrı erlenlere konur. Geriye kalan bir erlende sadece bakteri sıvısı vardır. Erlenler 1 h±5 dk boyunca çalkalanır.
- Seyreltmeler yapılarak ekimler gerçekleştirilir. Ekimler bittikten sonra petrilere besiyeri ilave edilir ve petriler belli sıcaklık ve süre inkübe edilir.
- Petrilerdeki bakteri sayımları yapılarak sonuç değerlendirme kısmına geçilir. Farklı durumlara göre, farklı formüller kullanılır.
ISO 20743 Antibakteriyel Aprelenmiş Kumaşlarda Antibakteriyel Aktivitenin Tayini: Absorbsiyon
- 0,4 g ağırlığında test kumaşları ve işlemsiz kumaşlar hazırlanır. Kumaşlar steril edilir.
- Taze bakteri kültürü (Klebsialla pneumoniae ve Staphylococcus aureus) 1-3×10⁵ kob/ml olacak şekilde ayarlanır ve kumaşlara bakteri sıvısı aşılanır.
- Kumaşların yarısı hemen ekime alınırken, diğer yarısı belli sıcaklık ve süre inkübatöre konur.
- Ekim işleminde önce kumaşlara belirli miktarda çözelti eklenir ve iyice karıştırılır. Seyreltmeler yapılarak ekimler gerçekleştirilir.
- Ekimler bittikten sonra petrilere besiyeri ilave edilir ve petriler belli sıcaklık ve süre inkübe edilir.
- İnkübe edilen kumaşlara da aynı işlemler uygulanır.
- Koloni sayımları yapıldıktan sonra, elde edilen sonuçlar formülde yerine konularak antibakteriyel aktivite değeri hesaplanır.
Kaynak
Antibacterial Activity of Textile Materials: Parallel Streak; ISO 20645 Textile fabrics — Determination of antibacterial activity — Agar diffusion plate test; JIS L 1902 Textiles – Determination of Antibacterial Activity and Efficacy of Textile Products; ASTM E 2149 Standard Test Method For Determining The Antimicrobial Activity Of Antimicrobial Agents Under Dynamic Contact Conditions; ISO 20743.
