Matematické modely pro popis růstu bakterií v potravinách

Instituce: Masarykova univerzita
Fakulta/ústav: Fakulta přírodovědecká
Další údaje o pracovišti: RECETOX
Lektoři: RNDr. Danka Haruštiaková, Ph.D.

Popis:

Růst mikroorganizmů v potravinách probíhá několika fázemi. V první fáze se mikroorganizmy adaptují na nové prostředí, v druhé fáze dochází k jejich logaritmickému růstu (množení), v další fáze je dosažena konečná koncentrace mikroorgamizmů v prostředí a nakonec dochází k odumírání, úhynu mikroorganizmů. Růst mikroorganizmů lze vizualizovat pomocí růstové křivky, jež se řídí matematickým modelem.

Student se pomocí odborné literatury seznámí s modely běžně užívanými při modelování růstu bakterií. Dále se student setká s prostředím R (programovací jazyk a prostředí určené pro statistickou analýzu dat a jejich grafické zobrazení) a knihovnami specializovanými na růst buněk ("cellGrowth" a "nls Microbio"). Vybere najvhodnější model a aplikuje jej na reálná data o růstu mikroorganizmů v dané potravině. 

Konkrétně jde o práci s daty pocházejícími z laboratorních experimentů, jež lze upřesnit v několika krocích.

1. Student obdrží data naměřená v laboratoři (samotné laboratorní práce se student neúčastní).

2. Student se seznámí s matematickými modely (rovnice, funkce), kterými lze charakterizovat růst bakterií v čase.

3. Student aplikuje různé modely na experimentální data. K tomu využije prostředí R, nebo implementuje potřebné algoritmy v aplikaci MS Excel.

4. Student vyhodnotí vhodnost jednotlivých modelů.

V rámci SOČ se student naučí pracovat s programem R (případně uplatní pokročilejší možnosti MS Excel), osvojí si principy vědecké práce - od studia odborné literatury až po formulaci vlastních výsledků. Předpokladem je znalost angličtiny a vlastnictví osobního počítače potřebného k výpočtům.