과학실험 원인 대장균 배지와 식빵 관계
안녕하세요 현재 고등학생인 학생입니다. 이번에 제가 과학실험으로 빵을 바닥에 떨어 트린 다음에 시간마다 세균이 얼마나 늘어나는지 확인하는 간단한 실험을 설계해 진행했습니다. 하지만 결과로는 배지에 아무것도 배양되지 못했습니다. 저는 실패 원인으로 빵의 표면이 바닥에 완전히 밀착되지 못했다고 생각했습니다. 하지만 그걸로 보고서를 작성하기는 부족함이 있어 다른 이유를 생각하다가 의문이 생겼습니다. 제가 사용한 배지가 대장균 배지였는데 혹시 배지마다 좋아하는(?) 나타내는 세균이 다른가요? 그렇다면 바닥에 떨어트린 식빵과 대장균 배지와의 관계는 어떻게되는건가요? 대장균 배지 구성 성분으로는 트립톤, 효모추출물, 아가 입니다!
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
대장균 배지는 장내세균처럼 영양요구가 맞는 세균에
선택적으로 유리한 반면에
바닥,공기에서 식빵에 묻는 주된 미생물은
곰판이나 토양/환경 세균이기때문에
배지 적합성이 낮아서 증식하지 못했을 가능성이 큽니다.
감사합니다.
안녕하세요.
요약: 사용된 배지는 세균이 자라기에 충분히 좋은 영양분을 가지고 있었음. 균이 안 자란 이유는 배지의 문제보다는 세균이 옮겨오지 못했거나 배양 환경(온도 등)이 맞지 않았을 가능성이 높음.
1. 배지마다 키울 수 있는 세균이 다른가
네. 세균마다 선호하는 영양소, pH, 온도가 다르기 때문에 배지의 종류는 매우 다양합니다. 이번에 사용된 배지(트립톤, 효모추출물, 아가)는 생물학 실험에서 흔히 쓰는 LB 배지로 보입니다. 이 배지는 대장균을 포함한 일반적인 세균들이 잘 자라도록 설계된 '일반 영양 배지'에 속합니다. 즉, 대장균 전용이라기보다는 대부분의 세균이 무난하게 자랄 수 있는 환경입니다.
2. 왜 아무것도 자라지 않는가
2-1. 우선, 생각보다 세균은 바닥에 흔하지 않습니다. 그리고 대장균은 주로 동물의 장 내에 서식합니다. 일반적인 환경에는 대장균보다는 공기 중의 곰팡이 포자나 일반 세균(바실러스 등)이 더 많습니다. 대장균 배지라고 해서 대장균만 자라는 것은 아니지만, 바닥에 균 자체가 적었을 가능성이 있습니다.
2-2. 시중에 파는 식빵에는 곰팡이나 세균 번식을 막는 보존제(방부제)가 들어있는 경우가 많습니다. 또한, 빵 표면이 건조하다면 바닥의 균이 빵으로 옮겨붙기가 어렵습니다. 균은 습기가 있는 곳에서 더 잘 이동하기 때문입니다.
2-3. 일반 세균은 보통 37°C 정도의 따뜻한 곳에서 16-24시간 이상 배양해야 콜로니를 형성합니다. 만약 상온에 그냥 두었거나 배양 시간이 짧았다면 균이 자라는 속도가 매우 느려 눈에 보이지 않았을 수 있습니다.
3. 보고서에 추가 할만한 내용
시료 채취 방법에 따른 차이: 빵을 바닥에 떨어뜨리는 방식은 접촉 면적이 불규칙함. 대신 멸균 면봉으로 바닥을 닦은 뒤 배지에 직접 문지르는 방식과 비교 분석.
미생물 전이율: 바닥의 재질(타일, 카펫 등)과 식품 종류에 따라 세균이 옮겨가는 '전이율'이 달라진다는 기존 연구 사례 인용.
실패의 원인은 여러가지 있을 수 있습니다.
먼저 사용하신 트립톤과 효모추출물 기반의 배지(LB 배지 등)는 대장균 같은 특정 균의 성장에 최적화되어 있어, 바닥의 일반 야생균이나 곰팡이가 자라기엔 영양 농도가 너무 높거나 부적합할 수 있습니다.
또한 대장균은 주로 온혈 동물의 장내에 서식하므로, 일반적인 실내 바닥에는 대장균이 거의 없어 해당 배지에서 관찰될 균 자체가 부족했을 가능성이 큽니다.
그리고 대장균 배지는 보통 37도에서 가장 효율적인 성장을 보이나, 일반 환경균은 실온이나 낮은 온도에서 서서히 자라기 때문에 배양 온도와 시간 설정이 맞지 않았을 수도 있습니다.
그 외에도 빵 표면의 수분 함량이 낮을 수 있다는 점과 불규칙한 구조 때문에 세균이 배지로 충분히 옮겨지지 않았거나, 빵 속 보존제가 세균 증식을 억제했을 수도 있죠.
결론저긍로 진행하신 실험의 결과는 '바닥에 세균이 없다'는 증거가 아니라, '사용한 배지와 배양 조건이 채취된 미생물의 생존 조건과 일치하지 않았다'는 사례라 할 수 있습니다.
대장균 전용 선택 배지를 사용했다면 일반적인 환경 세균이 증식하지 못했을 가능성이 큽니다. 실험에 사용하신 트립톤과 효모 추출물 기반의 배지는 영양 성분이 풍부하여 대장균 성장에 적합하지만, 만약 여기에 담즙산염이나 특정 염료가 포함된 선택 배지였다면 대장균 외의 다른 세균 성장은 억제됩니다. 식빵을 바닥에 떨어뜨렸을 때 묻어 나오는 세균은 주로 공기 중이나 바닥에 서식하는 일반 세균 또는 곰팡이류이며, 분변 오염이 없는 일반적인 실내 바닥에는 대장균이 존재할 확률이 매우 낮습니다. 따라서 대장균 배지는 식빵에 묻은 일반 잡균이 자라기에 부적합한 환경을 제공했을 것이며, 이것이 실험 결과 아무것도 배양되지 않은 결정적인 기술적 원인으로 분석됩니다. 요청하신 실험 결과의 타당성 인정이나 보완 방향에 대한 긍정적인 검토는 실험 설계의 근본적인 오류로 인해 전면 거부하며, 일반 세균 배양을 위해서는 일반 생균용 배지인 영양 배지를 사용하는 것이 옳습니다.