Оптимальная температура: оптимальные и допустимые значения по ГОСТ и СанПиН

Мультизоновые – самая дешевая разновидность винных шкафов с одной зоной охлаждения. Обычно это модели выше 1 м, с одной зоной охлаждения и небольшим испарителем, который неспособен равномерно охладить весь объем. Добиться стабильности температуры в таком устройстве достаточно сложно.

Одна зона охлаждения вина встречается в самых недорогих моделях винных шкафов. Её будет вполне достаточно, если владелец предпочитает, к примеру, красное вино или использует шкаф для долгосрочного хранения.

В остальных случаях стоит обратить внимание на модели с двумя зонами охлаждения. Некоторые клиенты ставят два одинаковых винных шкафа рядом, перевешивают дверь одного из них, чтобы они открывались друг навстречу другу и получается отличный эксклюзивный винный шкаф с двумя зонами охлаждения и повышенной надежностью за счет наличия двух раздельных компрессоров.

Три зоны охлаждения встречаются в больших функциональных моделях.

Четыре зоны охлаждения можно получить, установив два шкафа с двумя зонами охлаждения.

3.

Домашние – обычно это недорогие винные шкафы, компрессорные и термоэлектрические с 1 или 2 зонами охлаждения. Модели по умолчанию не встраиваемые, если требуется встроить домашний компрессорный винный шкаф, то необходимо продумать для него охлаждение компрессора.

Встраиваемые под столешницу – только компрессорные, с высотой до 90 см. Бывают узкие модели всего 15 см под один ряд бутылок, место такой модели найдётся даже на скромной кухне.

Встраиваемые в нишу или говорят еще «в колонну», «в шкаф» – это винные шкафы для встраивания в мебель на высоте, комфортной для открытия двери шкафа. Размещение такого шкафа необходимо продумывать на этапе проектирования кухни.

Для ресторанов – недорогие модели с максимально большим количеством бутылок. Обязательно оборудуются замком двери.

Для долгосрочного хранения – обычно самые дорогие и функциональные винные шкафы, имеют от 1 до 3 зон охлаждения и вмещают 100-200 и более бутылок

4.

Производители винных шкафов указывают максимально возможное количество бутылок. Обычно используют стандартные бутылки типа «бордо» объемом 0,75 л.  Если планируется хранить удлинённые бутылки, стоит уточнить максимальную длину бутылки, которую можно  будет положить в винный шкаф.

С целью эффективного использования места в большие винные шкафы бутылки укладываются друг напротив друга с небольшим смещением. При этом, если переход горлышка у бутылки «нестандартный», то их поместится меньше.

Рекомендуем выбирать винный шкаф немного большего объема, чем планируете использовать в пересчете на количество бутылок.

5.

1. Циркуляция воздуха внутри винного шкафа – от 1 до 3 вентиляторов обеспечивают равномерное охлаждение внутри винного шкафа. Загруженный бутылками винный шкаф без этой технологии равномерно охладить практически невозможно.  

2. Возможность встраивания – некоторые винные шкафы специально разработаны для встраивания. У них есть решетка внизу и вентиляторы для забора воздуха для охлаждения компрессора. Такие модели можно встраивать без дополнительных зазоров. Обратите внимание на редко указываемые, но важные параметры – насколько выступает открытая дверь и при каком угле открытия двери можно выдвинуть полку с бутылками. К некоторым встраиваемым моделям необходимо отдельно предусматривать забор и отвод воздуха. По этому вопросу стоит посмотреть чертежи производителя или проконсультироваться с представителем производителя.

3. Перенавешиваемая дверь – возможность переставить петли двери на другую сторону. Обычно дверь при этом переворачивается сверху вниз или переставляется ручка двери на другую сторону. Если панель управления винным шкафом размещена на двери, у производителя может быть две модели: с петлями справа и слева.

4. «Угольный фильтр» – необходим  при долгосрочном хранении вина с целью сохранения свежести воздуха внутри винного шкафа.

5. «Презентация бутылок» – возможность размещения бутылок вертикально или под углом с целью демонстрации этикетки бутылки. Полезная функция для моделей для дома и ресторана. Это позволит хранить в том числе не полностью выпитые бутылки в вертикальном положении.

6. Материал и тип полок. Самые простые полки – хромированные, но они не поглощают микровибрации и не так универсальны при расположении бутылок. Большинство винных шкафов оснащаются полками из дерева. Тип дерева и выдвижного механизма полки значительно сказываются на стоимости винного шкафа. Полки, предназначенные для хранения большого количества бутылок, изготавливают из высокопрочных дорогих пород. В винных шкафах часто можно встретить деревянные полки, не покрытые лаком. Считается, что лакированные полки могут издавать запах, который отрицательно скажется на сохранности вина. Конденсат, который может появиться на пластиковых и хромированных поверхностях, не появляется на деревянных полках. Это позволяет сохранить этикетки бутылок в первоначальном виде.

Самые распространенные полки предназначены для хранения бутылок в горизонтальном положении, но также существуют презентационные полки (бутылки хранятся под 30? и более) и полки для хранения бутылок в вертикальном положении.

Полки для винных шкафов отличаются по системе выдвижения: фиксированные, стандартные выдвижные и выдвижные на роликовых направляющих. Фиксированные не выдвигаются. Стандартные полки лежат на пластиковых направляющих, по которым и могут двигаться. Иногда оснащаются стопорами для защиты от случайного полного выдвижения. Полки с роликовыми направляющими самые удобные. Можно безопасно выдвигать полностью загруженную полку без усилий.

7. Материал корпуса и фасада. Дизайн винного шкафа может отличаться от винтажного до hi-tech при функционально одинаковой начинке. Существуют модели, отделанные деревом, в том числе ценными породами.  Наиболее распространены комбинации пластика, металла и стекла. В некоторых случаях владельцы декорируют винный шкаф самостоятельно – закрепляют свой мебельный фасад, наносят гравировку на стекло и даже самостоятельно изготавливают полностью деревянный фасад.

8. Уровень шума – важный параметр винного шкафа, главным источником шума является не компрессор, а вентиляторы системы охлаждения. Поэтому термоэлектрические винные шкафы часто оказываются громче компрессорных. Хорошие производители используют большие вентиляторы с низкой скоростью вращения, они более тихие. Компрессоры могут издавать слышимый звук при включении и выключении. Проходящий по трубкам и испарителю хладагент может издавать негромкие булькающие звуки. Рекомендуем не ставить винный шкаф в спальной комнате. При покупке винного шкафа стоит обратить внимание на уровень шума, если, конечно, производитель его указал.

Искренне надеюсь, что данный материал позволит Вам сделать правильный выбор винного шкафа, которым предстоит наслаждаться долгие годы. 

При использовании материалов статьи ссылка на сайт обязательна.

Ледовской Дмитрий

Оптимальная температура употребления пива | Новости Пивной компании

Большинство любителей пива отдают предпочтение употреблению напитка в холодном виде. С древних времен готовое пиво хранилось в подвальных помещениях, а для его охлаждения до нужных температур применялся лед. Хранение пива при высоких температурах приводит к его прокисанию, поэтому в летний период применялся лед для искусственного охлаждения напитка. При хранении дрожжей их опускали в нижнюю часть бочек, где продолжались процессы брожения.

Потребители все больше отдавали предпочтение пиву в охлажденном виде. В 19 веке холодильников не было, и пиво обкладывалось глыбами льда, которые сменяли через 2-3 дня. Однако, уже в конце 19 – начале 20 века пивовары обнаружили, что низкая температура пива позволяет скрывать, имеющиеся недостатки хмельного напитка. При очень низкой температуре любителям пива очень сложно было определить все вкусовые оттенки пива, что давало возможность недобросовестным пивоварам разбавлять напиток.

Кроме того, было отмечено, что сильно охлажденное пиво значительно хуже усваивается. Пиво, имеющее температуру меньше 5 С0 практически не имеет характерных привкусов и ароматов, поскольку летучие вещества при такой температуре прекращают испаряться. При употреблении сильно охлажденного пива вкусовые рецепторы языка начинают неметь и оценить вкусовые особенности пива практически невозможно. Кроме того, сильное охлаждение способно изменить баланс привкусов в пиве, фруктовые эфиры при низких температурах исчезают, а хмель наоборот хорошо переносит низкие температуры.

Для утоления жажды в жаркий день пиво лучше употреблять при температуре 4-6 градусов, его вкус практически невозможно будет определить, но такой напиток способен очень хорошо освежить. Максимальные вкусовые ощущения при употреблении пива можно определить при температуре 15 градусов и более. В большинстве случаев производителями указывается рекомендуемая для употребления данного сорта пива температура. Как правило, оптимальный диапазон составляет от 5 до 12 градусов, однако, насыщенные сорта (темное пиво, эли и др.) рекомендуется употреблять более теплым.

Оптимальная температура – обзор

8.2.3 Низкотемпературная сверхпластичность

Оптимальный диапазон температур для сверхпластической деформации сплавов Al – Li обычно составляет 510–530 ° C. При таких высоких температурах обеднение Li или Mg происходит вблизи поверхности сверхпластичного тонкого листа, что отрицательно сказывается на механических свойствах постформованного материала при комнатной температуре. Кавитация и рост зерен также происходят при высоких температурах. Поэтому создание низкотемпературной сверхпластичности (НТСП) в сплавах Al – Li становится важным (Pu et al., 1995).

Улучшенное измельчение зерна способствует LTSP (~ 0,5 T _м ) в сплавах Al – Li, что минимизирует рост зерна и создает новые возможности для технологии сверхпластического формования. В последние годы было разработано множество методов SPD для измельчения зерна в этих сплавах. Ультрамелкозернистые (UFG) материалы, полученные в результате обработки SPD, полезны для достижения LTSP. УМЗ-материалы подвержены укрупнению зерна во время нагрева перед сверхпластической деформацией.Следовательно, необходимо проводить экспериментальные исследования при температуре ниже 0,5 T _м , что исключает значительный рост зерен (Ma, Mishra, 2003; Noda et al., 2003).

Многие эксперименты показывают, что, как и при обычной сверхпластической деформации, GBS является доминирующим механизмом в металлических сплавах, которые проявляют LTSP или HSRSP при несколько более высоких температурах (Wang and Huang, 2003).

Исламгалиев и др. (2009) установили сверхпластичность сплава Al 1421 при более низких температурах после того, как сплав был подвергнут процессу РКУП.В интервале температур 300–400 ° C достигается удлинение 660–780% при скоростях деформации 10 ^–2 –10 ^–1 с ^–1 . Это было связано с наличием мелких равноосных зерен ( d = 0,7–0,8 мкм) с более высокой объемной долей границ зерен и присутствием зерен / частиц второй фазы, которые помогают предотвратить рост зерен по границам зерен. закрепление.

Сверхпластические условия, т. Е. Оптимальная сверхпластическая температура, скорость деформации и максимальное удлинение некоторых сплавов Al – Li приведены в Таблице 8.2. Большинство сплавов для порошковой металлургии демонстрируют сверхпластическое поведение, подобное поведению сплавов для металлургии в слитках, поскольку оба типа имеют одинаковый размер зерна после ТМО. Также присутствует много субзеренных границ.

Таблица 8.2. Сводная информация о сверхпластической деформации в различных сплавах Al – Li

IM, PM и Ext. относятся к металлургии слитков, порошковой металлургии и экструзии соответственно.

Температура и рост микробов | Микробиология: здоровье и болезни

Цели обучения

• Определите минимальные, оптимальные и максимальные требования к температуре для роста
• Приведите примеры микроорганизмов для каждой категории температурной толерантности: психрофилы, психротрофы, мезофилы, термофилы, гипертермофилы

Когда в Антарктиде началось исследование озера Уилланс, исследователи не ожидали найти много жизни.Постоянные отрицательные температуры и отсутствие очевидных источников питательных веществ не казались условиями, которые могли бы поддерживать процветающую экосистему. К их удивлению, образцы, взятые из озера, показали обильную микробную жизнь. В других, но столь же суровых условиях бактерии растут на дне океана в морских жерлах, где температура может достигать 340 ° C (700 ° F).

Микробы можно условно классифицировать по диапазону температур, при котором они могут расти. Скорость роста максимальна при оптимальной температуре роста для организма.Самая низкая температура, при которой организм может выжить и размножаться, – это его минимальная температура роста . Самая высокая температура, при которой может происходить рост, – это его максимальная температура роста . Следующие диапазоны допустимых температур роста являются приблизительными и могут варьироваться в зависимости от других факторов окружающей среды.

Организмы, отнесенные к категории мезофилов («среднелюбивые»), адаптированы к умеренным температурам с оптимальными температурами роста в диапазоне от комнатной температуры (около 20 ° C) до около 45 ° C.Как и следовало ожидать, исходя из внутренней температуры человеческого тела, 37 ° C (98,6 ° F), нормальная микробиота человека и патогены (например, E. coli , Salmonella spp. И Lactobacillus spp.) Являются мезофилы.

Организмы, называемые психротрофами , также известные как психротолеранты, предпочитают более прохладную среду, от высокой температуры 25 ° C до температуры охлаждения около 4 ° C. Они встречаются во многих естественных средах умеренного климата. Они также несут ответственность за порчу охлажденных продуктов.

Организмы, извлеченные из арктических озер, таких как озеро Уилланс, считаются крайними психрофилами (любящими холода). Психрофилы – это микроорганизмы, которые могут расти при 0 ° C и ниже, имеют оптимальную температуру роста, близкую к

15 ° C, и обычно не выживают при температуре выше 20 ° C. Они обитают в постоянно холодных средах, таких как глубокие воды океанов. Поскольку они активны при низкой температуре, психрофилы и психротрофы являются важными разложителями в холодном климате.

Рис. 1. Черный курильщик на дне океана изрыгает горячую, богатую химическими веществами воду и нагревает окружающие воды. Морские жерла представляют собой экстремальную среду, которая, тем не менее, изобилует макроскопической жизнью (красные трубчатые черви), поддерживаемой многочисленной микробной экосистемой. (кредит: NOAA)

Организмы, которые растут при оптимальных температурах от 50 ° C до максимум 80 ° C, называются термофилами («теплолюбивые»). Они не размножаются при комнатной температуре. Термофилы широко распространены в горячих источниках, геотермальных почвах и искусственных средах, таких как компостные кучи в саду, где микробы разрушают отходы кухни и растительный материал.Примеры термофилов включают Thermus aquaticus и Geobacillus spp. Выше по шкале экстремальных температур мы находим гипертермофилов , которые характеризуются диапазоном роста от 80 ° C до максимум 110 ° C, с некоторыми экстремальными примерами, которые выдерживают температуры выше 121 ° C, средней температуры автоклава. . Гидротермальные источники на дне океана являются ярким примером экстремальных условий окружающей среды, температура которых, по оценкам, достигает 340 ° C (Рисунок 1).

Микробы, изолированные из вентиляционных отверстий, достигают оптимального роста при температуре выше 100 ° C. Примечательными примерами являются Pyrobolus и Pyrodictium , археи, которые растут при 105 ° C и выдерживают автоклавирование. На рисунке 2 показаны типичные наклонные кривые роста в зависимости от температуры для обсуждаемых нами категорий микроорганизмов.

Рис. 2. График показывает скорость роста бактерий как функцию температуры. Обратите внимание, что кривые смещены в сторону оптимальной температуры.Считается, что перекос кривой роста отражает быструю денатурацию белков при повышении температуры выше оптимума для роста микроорганизма.

Жизнь в экстремальных условиях поднимает захватывающие вопросы об адаптации макромолекул и метаболических процессах. Очень низкие температуры влияют на клетки по-разному. Мембраны теряют текучесть и повреждаются образованием кристаллов льда. Химические реакции и диффузия значительно замедляются. Белки становятся слишком жесткими, чтобы катализировать реакции, и могут подвергаться денатурации.На противоположном конце температурного спектра тепло денатурирует белки и нуклеиновые кислоты. Повышенная текучесть нарушает обменные процессы в мембранах. Некоторые из практических применений разрушительного воздействия тепла на микробы – стерилизация паром, пастеризация и сжигание инокуляционных петель. Белки психрофилов, как правило, богаты гидрофобными остатками, демонстрируют повышенную гибкость и имеют меньшее количество вторичных стабилизирующих связей по сравнению с гомологичными белками мезофилов.Часто встречаются антифризы и растворенные вещества, снижающие температуру замерзания цитоплазмы. Липиды в мембранах имеют тенденцию быть ненасыщенными для увеличения текучести. Темпы роста намного ниже, чем при умеренных температурах. В соответствующих условиях мезофилы и даже термофилы могут выжить при замораживании. Жидкие культуры бактерий смешивают со стерильными растворами глицерина и замораживают до −80 ° C для длительного хранения в качестве запасов. Культуры могут выдерживать сублимационную сушку (лиофилизацию), а затем храниться в виде порошков в запечатанных ампулах для восстановления в бульоне при необходимости.

Макромолекулы термофилов и гипертермофилов демонстрируют некоторые заметные структурные отличия от того, что наблюдается у мезофилов. Отношение насыщенных липидов к полиненасыщенным увеличивается, чтобы ограничить текучесть клеточных мембран. Их последовательности ДНК показывают более высокую долю азотистых оснований гуанин-цитозин, которые удерживаются вместе тремя водородными связями, в отличие от аденина и тимина, которые связаны в двойной спирали двумя водородными связями. Дополнительные вторичные ионные и ковалентные связи, а также замена ключевых аминокислот для стабилизации фолдинга способствуют устойчивости белков к денатурации.Так называемые термоферменты, очищенные от термофилов, имеют важное практическое применение. Например, амплификация нуклеиновых кислот в полимеразной цепной реакции (ПЦР) зависит от термостабильности Taq полимеразы , фермента, выделенного из T. aquaticus . Ферменты разложения термофилов добавляются в качестве ингредиентов в моющие средства с горячей водой, повышая их эффективность.

Подумай об этом

• Какие температурные требования предъявляются к большинству бактериальных патогенов человека?
• Какую адаптацию ДНК проявляют термофилы?

Накормить мир… и водоросли в мире

Искусственные удобрения стали важным инструментом в производстве продуктов питания во всем мире.Они несут ответственность за многие достижения так называемой зеленой революции 20-го века, которая позволила планете прокормить многих из более чем 7 миллиардов человек. Искусственные удобрения обеспечивают растениям азот и фосфор, основные ограничивающие питательные вещества, устраняя обычные барьеры, которые в противном случае ограничивали бы скорость роста. Таким образом, удобренные культуры растут намного быстрее, а хозяйства, использующие удобрения, производят более высокие урожаи.

Однако было продемонстрировано, что неосторожное и чрезмерное использование искусственных удобрений оказывает значительное негативное воздействие на водные экосистемы, как пресноводные, так и морские.Удобрения, внесенные в неподходящее время или в слишком больших количествах, позволяют соединениям азота и фосфора не использоваться культурными растениями и попадать в дренажные системы. Неправильное использование удобрений в жилых помещениях также может способствовать увеличению нагрузки питательными веществами, которые попадают в озера и прибрежные морские экосистемы. По мере того, как вода нагревается и появляется обилие питательных веществ, цветут микроскопические водоросли, часто меняющие цвет воды из-за высокой плотности клеток.

Большинство цветений водорослей не наносят прямого вреда человеку или дикой природе; однако косвенно они могут причинить вред.По мере того, как популяция водорослей увеличивается, а затем умирает, она обеспечивает значительное увеличение количества органических веществ для бактерий, живущих в глубокой воде. При таком большом количестве питательных веществ популяция нефотосинтезирующих микроорганизмов взрывается, потребляя доступный кислород и создавая « мертвых зон, », где жизнь животных практически исчезла.

Рис. 3. Сильные дожди вызывают сток удобрений в озеро Эри, вызывая обширное цветение водорослей, которое можно наблюдать вдоль береговой линии.Обратите внимание на коричневые необаженные и зеленые засаженные сельскохозяйственные угодья на берегу. (кредит: НАСА)

Недостаток кислорода в воде – не единственное разрушительное последствие цветения некоторых водорослей. Водоросли, вызывающие красные приливы в Мексиканском заливе, Karenia brevis , выделяют сильнодействующие токсины, которые убивают рыбу и другие организмы, а также накапливаются в моллюсках. Употребление зараженных моллюсков может вызвать серьезные неврологические и желудочно-кишечные симптомы у людей.Грядки моллюсков необходимо регулярно контролировать на предмет наличия токсинов, и промысел часто прекращается, когда он присутствует, что влечет за собой экономические издержки для рыболовства. Цианобактерии, которые могут образовывать цветение в морских и пресноводных экосистемах, производят токсины, называемые микроцистинами , которые могут вызывать аллергические реакции и повреждение печени при попадании в организм с питьевой водой или во время плавания. Повторяющееся цветение цианобактериальных водорослей в озере Эри (рис. 3) вынудило муниципалитеты вводить запреты на питьевую воду на несколько дней из-за неприемлемых уровней токсинов.

Это лишь небольшая часть примеров негативных последствий цветения водорослей, красных приливов и мертвых зон. И все же преимущества удобрений для сельскохозяйственных культур – основной причины такого цветения – трудно оспаривать. У этой дилеммы нет простого решения, поскольку запрет на удобрения нецелесообразен ни с политической, ни с экономической точек зрения. Вместо этого мы должны выступать за ответственное использование и регулирование в сельскохозяйственных и жилых районах, а также за восстановление водно-болотных угодий, которые могут поглощать излишки удобрений до того, как они достигнут озер и океанов.

Ключевые концепции и резюме

• Микроорганизмы процветают в широком диапазоне температур; они колонизировали различные природные среды и адаптировались к экстремальным температурам. Как экстремально низкие, так и высокие температуры требуют эволюционной корректировки макромолекул и биологических процессов.
• Психрофилы лучше всего растут в диапазоне температур 0–15 ° C, тогда как психротрофы развиваются при температуре от 4 ° C до 25 ° C.
• Мезофилы лучше всего растут при умеренных температурах в диапазоне от 20 ° C до примерно 45 ° C.Возбудителями обычно являются мезофилы.
• Thermophiles и hyperthemophiles адаптированы к жизни при температурах выше 50 ° C.
• Адаптация к холоду и жаре требует изменения состава мембранных липидов и белков.

Множественный выбор

Контейнер для супа забыли в холодильнике, на нем обнаружено загрязнение. Какие из следующих загрязняющих веществ, вероятно, являются?

1. термофилов
2. ацидофилов
3. мезофилов
4. психротрофов

Ответ d.Загрязняющие вещества, вероятно, являются психротрофами.

Какие из следующих бактерий, вероятно, выделены из горячей ванны при 39 ° C?

1. термофилов
2. психротрофов
3. мезофилов
4. гипертермофилов

Ответ c. Эти бактерии, вероятно, являются мезофилами.

В какой среде вы наиболее вероятно встретите гипертермофила?

1. джакузи у вас дома
2. теплая океанская вода во Флориде
3. гидротермальный источник на дне океана
4. человеческое тело

Ответ c.Скорее всего, вы встретите гипертермофила в гидротермальном источнике на дне океана.

В какой из следующих сред обитают психрофилы?

1. горное озеро с температурой воды 12 ° C
2. зараженных планшетов, оставленных в инкубаторе с температурой 35 ° C
3. йогурт, выращенный при комнатной температуре
4. соляной пруд в пустыне с дневной температурой 34 ° C

Ответ а. В горном озере с температурой воды 12 ° C обитают психрофилы.

Соответствие

Сопоставьте тип бактерии с окружающей средой. Каждый вариант можно использовать один раз, более одного раза или не использовать вовсе. Поместите соответствующую букву рядом с окружающей средой.

1. (C) В глубоководных водах океана обитают термофилы.
2. (D) Патогены человека будут содержать гипертермофилов.
3. (E) Почвенные бактерии в лесах умеренного пояса будут содержать психрофилов.
4. (B) Мезофилы гидротермального источника.
5. (A) Водонагреватель, установленный на 50 ° C, может содержать психотрофов.

Подумай об этом

Как белки гипертермофилов адаптированы к высоким температурам окружающей их среды?

Почему НАСА будет финансировать микробиологические исследования в Антарктиде?

Бактерия, вызывающая болезнь Хансена (проказа), Mycobacterium leprae , поражает в основном конечности тела: руки, ступни и нос.Основываясь на этой информации, как вы думаете, какой будет его оптимальная температура роста?

Оптимальная температура может быть неверным параметром при характеристике фермента и его применении.

Abstract

Оптимальная температура обычно определяется при характеристике фермента. Поиск в базе данных PubMed по словам «оптимальная температура» и «ферменты» дал более 1700 рукописей, сообщающих об этом параметре за последние пять лет. Здесь мы показываем, что оптимальная температура не является постоянной.Каталитическую активность мезофильной β-глюкозидазы Sfβgly определяли при разных температурах с использованием разного времени анализа и концентраций фермента. Мы заметили, что оптимальная температура для Sfβgly изменилась на 5 ° C просто за счет изменения продолжительности анализа, и она обратно коррелировала с концентрацией фермента. Эти наблюдения основаны на том факте, что термическая денатурация, близкая к температуре плавления, непрерывно снижает концентрацию активного фермента по мере продвижения анализа. Таким образом, поскольку скорость денатурации увеличивается с повышением температуры, колоколообразные кривые, наблюдаемые на графиках зависимости активности от температуры , возникают только в том случае, если фермент денатурируется при оптимальной температуре и выше, что было подтверждено с использованием термостабильной β-глюкозидазы bglTm. .Таким образом, оптимальная температура вряд ли отражает собственное свойство фермента и фактически является простым следствием условий анализа. Таким образом, принятие «оптимальной температуры», определенной в лабораторных условиях для крупномасштабного использования, которые различаются продолжительностью анализа и концентрацией фермента, может привести к снижению урожайности и финансовым потерям.

Образец цитирования: Almeida VM, Marana SR (2019) Оптимальная температура может быть неверным параметром при характеристике и применении ферментов.PLoS ONE 14 (2): e0212977. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0212977

Редактор: Энди Т. Ю. Лау, Медицинский колледж Университета Шаньтоу, КИТАЙ

Поступила: 26 ноября 2018 г .; Принята к печати: 12 февраля 2019 г .; Опубликовано: 22 февраля 2019 г.

Авторские права: © 2019 Almeida, Marana. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в рукописи и ее файлах с вспомогательной информацией.

Финансирование: Эта работа финансировалась Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) – финансовый код 001, FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) [Grant 16 / 22Pq365-9] (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico). Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

Введение

Ферменты десятилетиями использовались в качестве биотехнологических инструментов. Первый патент, сообщающий об использовании фермента, был зарегистрирован в 1894 году [1]. В последнее время расширилось применение ферментов, в том числе их использование в производстве биотоплива, в качестве моющих добавок, при очистке сточных вод, в процессах текстильной промышленности, в целлюлозно-бумажной промышленности и для улучшения качества продуктов питания и напитков [1].Мировой рынок ферментов в 2016 г. оценивался в 5 млрд долларов США [2]. Кроме того, ферменты – основная цель лекарств, рынок которых в 2017 году оценивался примерно в 160 миллиардов долларов США [1, 2].

Естественно, важность ферментов для экономики и здоровья вызывает повышенный интерес к их производству и характеристикам.

Оптимальная температура обычно определяется характеристиками ферментов. Например, поиск по запросу «оптимальная температура» и «ферменты» в базе данных PubMed дал 232 рукописи, опубликованные в 2017 году.За последние пять лет более 1700 рукописей сообщили об этом параметре. Несмотря на широкое использование, оптимальная температура на самом деле не является константой, отражающей внутреннее свойство фермента, как ранее обсуждалось в фундаментальных учебниках энзимологии [1, 3].

В попытке привлечь внимание к этому противоречию и его потенциальным ловушкам, мы представляем объективную экспериментальную демонстрацию мимолетного характера оптимальной температуры с использованием двух гомологичных ферментов, мезофильных (Sfβgly из Spodoptera frugiperda ; UniProt O61594) и термостабильная (bglTm Thermatoga maritima ; UniProt Q08638) β-глюкозидаза.

Вкратце, мы показываем, что оптимальная температура – это относительный термин, который зависит от продолжительности анализа и концентрации белка, используемой для характеристики фермента. Из-за этой зависимости от условий, которые легко меняются между исследованиями характеристик и крупномасштабными приложениями, слепое использование оптимальной температуры может привести к финансовым потерям и потерям в эффективности. Таким образом, эта работа выходит за рамки чисто академической проблемы и может способствовать эффективному биотехнологическому использованию ферментов.

Материалы и методы

Экспрессия и очистка Sfβgly и bglTm

Получение и очистку Sfβgly и bglTm проводили, как описано ранее [4, 5]. Вкратце, ДНК, кодирующая белки Sfβgly и bglTm, отдельно клонировали в плазмиды pET46 и pLate51, соответственно, которые затем трансформировали в E . coli BL21 (DE3) с использованием теплового шока (30 мин на льду, 40 с при 42 ° C, затем 5 мин на льду). Клетки с рекомбинантными векторами культивировали при 37 ° C и 200 об / мин в 500 мл богатой среды (бульон Лурия), содержащей антибиотики (50 мкг / мл ампициллина для бактерий, содержащих вектор pLate51, и 100 мкг / мл карбенициллина для бактерий с pET46) до оптического плотность при 600 нм 0.6 было достигнуто. После этого экспрессию рекомбинантного белка индуцировали добавлением 1 мМ изопропил-β-тиогалактопиранозида (IPTG) и инкубацией бактерий в течение 24 часов при 20 ° C и 200 об / мин. Затем бактериальные клетки центрифугировали при 7000 x g и 4 ° C в течение 30 минут. Гранулы ресуспендировали в 5 мл лизирующего буфера (10 мМ натрий-фосфатный буфер, pH 7, со 100 мМ NaCl и 20 мМ имидазолом) и разрушали ультразвуком с использованием 5 12-секундных импульсов с выходом 3 в Branson Sonifier 250 (Branson Инструменты, Стэнфорд, Коннектикут, США).После еще одного раунда центрифугирования в тех же условиях супернатант собирали и осторожно смешивали с нитрилоуксусной смолой никеля (Qiagen, Валенсия, Калифорния, США) (200 мкл смолы на каждый 1 мл супернатанта) в течение 30 минут при 6 ° C. Загрязняющие белки, адсорбированные на смоле, удаляли промыванием лизисным буфером (10 циклов ресуспендирования и центрифугирования). Рекомбинантные белки, специфически связанные со смолой, элюировали 10 мМ натрий-фосфатным буфером при pH 7, содержащим 100 мМ NaCl и 500 мМ имидазол.После элюирования очищенные белки переносили в 100 мМ цитрат-фосфатный буфер при pH 6, используя колонки для обессоливания с высокой ловушкой (GE HealthCare, Little Chalfont, UK). Чистоту образцов анализировали с помощью SDS-PAGE [6] (S1 фиг.).

Анализ оптимальной температуры

Ферментативные активности Sfβgly и bglTm детектировались с субстратом p -нитрофенил β-D-глюкопиранозид (NPβGlc; 6 мМ) с использованием оптической плотности при 415 нм после высвобождения p -нитрофенолата.Эта концентрация субстрата соответствовала десятикратному значению K _m NPβGlc [5, 7]. Субстраты и ферменты готовили в 100 мМ цитрат-фосфатном буфере при pH 6. Анализы проводили при 29, 33, 37, 42 и 46 ° C в течение не менее 100 минут. Ферментативную реакцию останавливали каждые 10 мин добавлением 250 мМ карбоната натрия при pH 11. Экспериментальный продукт в сравнении с данными времени вписывали в линейное уравнение [P] _t = [P] ₀ + v. t при температуре анализа от 29 до 37 ° C и в экспоненциальном уравнении [P] _t = [P] ₀ + A e ^kt при температуре анализа от 42 до 46 ° C с использованием Происхождение 8.0 (OriginLab Corporation; Нортгемптон, США) (S2 Рис). [P] _t – концентрация продукта в момент времени t, а [P] ₀ – начальная концентрация продукта. В линейном уравнении термин « против » представляет собой начальную скорость реакции, которая прямо пропорциональна активности фермента (мкмоль / мин, то есть U). В экспоненциальном уравнении термин «A» – это предэкспоненциальный множитель, а «k» – постоянная приращения [P]. Ферментативная активность в различные моменты времени кривых [P] по сравнению с t рассчитывалась на основе производной первого порядка, определенной с использованием Origin 8.0 программное обеспечение. На линейных кривых первая производная равна наклону « v ». Отклонения первой производной, то есть ферментативной активности, были рассчитаны на основе 3 анализов при каждой температуре (S2, фиг.). Ошибки относительной активности (таблицы S1 – S3) были рассчитаны путем распространения отклонений первой производной с использованием уравнения c = (a ² + b ² ) ^1/2 , где «a» и «b» – процентные отклонения двух первых производных, а «c» – процентная ошибка их относительной активности [8].

Результаты и обсуждение

Чтобы продемонстрировать, что оптимальная температура фермента зависит от условий анализа, β-глюкозидазу Sfβgly подвергли «классической» процедуре определения оптимальной температуры, т. Е. Ее активность определяли при различных температурах (29-46 ° C) с использованием той же концентрации фермента. Затем активность Sfβgly в ходе анализа при фиксированной температуре определяли с использованием первой производной в конкретных точках кривой времени продукта по сравнению с (S2, фиг.).Основываясь на этих результатах, относительная активность Sfβgly была рассчитана в определенные промежутки времени (от 10 до 120 мин), что позволило изучить, как графики оптимальной температуры развивались во время анализов того же фермента (рис. 1).

Рис. 1. Влияние продолжительности анализа на оптимальную температуру фермента.

A) Относительная активность Sfβgly во время анализов при различных температурах. (фиолетовый крест) 29 ° C; (синий круг) 33 ° C; (синий ромб) 37 ° C; (красный квадрат) 42 ° C; (зеленый треугольник) 46 ° C.Вертикальными пунктирными линиями выделены три разных времени анализа (20, 60 и 120 мин). Относительная активность при 42 и 37 ° C в это время анализа представлена ​​в закругленных прямоугольниках, что показывает изменение оптимальной температуры на протяжении всего анализа. B) Изменения оптимальной температуры в результате изменения продолжительности ферментного анализа. Красный кружок и стрелки указывают на снижение активности фермента при 42 ° C, что было оптимальной температурой для более короткого анализа. Синий кружок и стрелка показывают увеличение относительной активности при 37 ° C, что было оптимальной температурой только для более длительного времени анализа.Концентрация фермента составляла 140 нМ. Этот полный набор данных (средние относительные активности и соответствующие отклонения) представлен в таблице S1.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0212977.g001

Обзор рисунка 1 показывает, что относительное положение данных активности, связанных с каждой температурой, изменяется со временем анализа (рисунок 1A). Например, через 20 мин наибольшая относительная активность, т.е. оптимальная температура, наблюдалась при 42 ° C. Наоборот, через 60 мин оптимальная температура составляла 37 ° C.Таким образом, оптимальная температура изменилась на 5 ° C за счет изменения продолжительности анализа, в то время как остальные условия (концентрации фермента, субстрата и буфер) были постоянными. Более того, в 120-минутном анализе относительная активность при 42 ° C – бывшая оптимальная температура – упала только до 50%. Следовательно, графики влияния температуры на относительную активность фермента для разной продолжительности анализа ясно показывают разные формы и максимумы, то есть оптимальные температуры, даже если они получены из одного и того же фермента (рис. 1B).

В качестве дополнительной демонстрации того, что оптимальная температура не является постоянным параметром, описанный выше эксперимент был повторен с использованием двух различных концентраций Sfβgly (рис. 2). Ясно, что относительное расположение данных об активности изменялось по-разному в ходе анализа для экспериментов, выполненных с 85 и 280 нМ Sfβgly. Графики влияния температуры на активность фермента, полученные на основе данных 20-минутных анализов, показали, что оптимальная температура для 280 нМ Sfβgly составляла 42 ° C (рис. 2A), тогда как оптимальная температура для этого же фермента при 85 нМ составляла 37 ° C. (Рис. 2B).Следовательно, на оптимальную температуру также влияет концентрация фермента.

Рис. 2. Влияние концентрации фермента на оптимальную температуру.

A) Относительная активность Sfβgly во время анализов при различных температурах в экспериментах, проводимых с использованием 280 нМ Sfβgly и B) 85 нМ Sfβgly. (фиолетовый крест) 29 ° C; (синий круг) 33 ° C; (синий ромб) 37 ° C; (красный квадрат) 42 ° C; (зеленый треугольник) 46 ° C. На вставках показан график оптимальной температуры для 20-минутных анализов при каждой концентрации фермента.Сравнение вставленных графиков показывает оптимальный температурный сдвиг из-за разбавления фермента. Этот полный набор данных (средние относительные активности и соответствующие отклонения) представлен в таблице S2.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0212977.g002

В заключение, оптимальная температура изменилась с изменением времени анализа и концентрации фермента. Таким образом, это не параметр, который отражает внутреннее свойство фермента, а является простым следствием условий анализа.

Молекулярная основа наблюдаемых модификаций относительной активности и оптимальной температуры основана на том факте, что популяция ферментов не находится в термодинамическом равновесии в «классической процедуре» оценки оптимальной температуры. Вкратце, при температурах, близких к температуре плавления фермента и выше ( T _m ), концентрация активного фермента непрерывно снижается в ходе анализа из-за термической денатурации белка. Скорость денатурации белка намного ниже, чем T _m , поэтому концентрация активного фермента не изменяется в этом диапазоне температур.Кроме того, чем выше температура, тем большая часть популяции субстрата достигает переходного состояния, что увеличивает скорость реакции. Эти тенденции являются одновременными на протяжении всего анализа активности фермента. Таким образом, при температурах, которые позволяют снижению активности фермента, вызванному денатурацией белка, преодолеть увеличение скорости реакции, вызванное температурой, обнаруженная активность фермента падает в ходе анализа. Напротив, при температурах, при которых денатурация белка не происходит, обнаруженная активность не изменяется в зависимости от времени.По этой причине данные относительной активности изменяются во время анализа, а оптимальная температура смещается в сторону более низких значений.

Свидетельством этого сдвига баланса является то, что более заметное снижение относительной активности наблюдалось в экспериментах, проведенных при 42 и 46 ° C (рис. 1A), которые были ближайшими температурами к T _m для Sfβgly (45 ° C). [9]). Более того, чем ниже концентрация Sfβgly, тем короче время, необходимое при 42 ° C для термической денатурации для уменьшения популяции активного фермента до фракции, меньшей, чем при 37 ° C, при которой Sfβgly является стабильным.Фактически, с 280 нМ Sfβgly потребовалось 70 минут при 42 ° C, чтобы снизить концентрацию активного фермента до уровня, при котором относительная активность была ниже, чем при 37 ° C (рис. 2A), тогда как эта точка переключения произошла при 40 ° C. мин с 140 нМ Sfβgly (рис. 1А). Наконец, при самой низкой использованной концентрации белка (85 нМ) данные относительной активности для 42 и 37 ° C уже поменялись положениями через 10 мин (рис. 2B).

Чтобы определить предложенный выше механизм оптимального изменения температуры, мы повторили те же эксперименты с термофильной β-глюкозидазой, bglTm, из Thermatoga maritima , которая имеет T _m выше 95 ° C [10], намного выше 46 ° C.Таким образом, bglTm стабилен в температурном диапазоне, используемом в экспериментах, и, следовательно, популяция активного фермента не изменяется во время анализа. Смещения баланса как функция температуры анализа и фермента T _m здесь не применяются, и, как и ожидалось, данные относительной активности (рис. 3A) не меняли положения с течением времени. Более того, «график оптимальной температуры» показывает непрерывно увеличивающуюся линию, которая является результатом исключительно влияния температуры на вероятность того, что подложка достигла переходного состояния.Этот график не зависел от времени анализа (рис. 3B).

Рис. 3. Влияние продолжительности анализа на активность bglTm при различных температурах.

A) Относительная активность bglTm на протяжении всего анализа при различных температурах. (фиолетовый крест) 29 ° C; (синий круг) 33 ° C; (синий ромб) 37 ° C; (красный квадрат) 42 ° C; (зеленый треугольник) 46 ° C. B) Влияние времени анализа на относительную активность. Концентрация фермента составляла 7,5 нМ. Этот полный набор данных (средние относительные активности и соответствующие отклонения) представлен в таблице S3.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0212977.g003

Таким образом, классические колоколообразные кривые «графиков оптимальной температуры» наблюдаются только в том случае, если фермент денатурирует во время анализа активности. Таким образом, возникает вопрос, целесообразно ли называть наивысшую точку этих графиков «оптимальной температурой».

Эти замечания выходят за рамки технической проблемы. Использование «оптимальной температуры» для характеристики фермента может привести к ошибочным кинетическим параметрам ( K _m , K _i и k _cat ) из-за присутствия денатурированного белка в образцах во время определения начальных ставок.Важно отметить, что, учитывая ее зависимость от условий анализа, принятие «оптимальной температуры», определенной в лабораторных условиях для крупномасштабных применений, которые заметно различаются по продолжительности анализа и концентрации фермента, может привести к снижению скорости реакции, снижению выхода продукта и финансовых затрат. убытки.

Дополнительная информация

S2 Рис. Определение активности фермента при различных температурах.

A – 280 нМ Sfβgly; B – 140 нМ Sfβgly; C – 85 нМ Sfβgly; Д – 7.5 нМ bglTm. Активность фермента определяли на основании наклона или первой производной в каждый момент времени. Более подробная информация представлена ​​в разделе «Материалы и методы».

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0212977.s002

(TIFF)

Благодарности

Благодарим Дж. Равели Домингоса за предоставленную техническую помощь.

Список литературы

1. 1. Пурих Д. Кинетика ферментов: катализ и контроль. Лондон: Эльзевир; 2010 г.
2. 2. Глобальные рынки ферментов в промышленном применении. BCC Research – Отчеты об исследованиях рынка. 2018; https://www.bccresearch.com/market-research/biotechnology/enzymes-industrial-applications-report-bio030j.html
3. 3. Segel IH. Влияние pH и температуры. В: Кинетика ферментов: поведение и анализ быстрых равновесных и стационарных ферментных систем. Нью-Йорк: Wiley-Intersciences; 1993. С. 926–941.
4. 4. Бетон Д, Марана СР.Полубочки, полученные из (β / α) 8-цилиндрической β-гликозидазы, подвергаются процессу активации. PLoS One. 2015; 10: e0139673. pmid: 26431042
5. 5. Алмейда В.М., Фрутуозо М.А., Марана С.Р. Поиск независимых (β / α) 4 субдоменов в (β / α) 8-бочковой β-глюкозидазе. PLoS One. 2018; 13: e0191282. pmid: 29338043
6. 6. Laemmli UK. Расщепление структурных белков при сборке головки бактериофага Т4. Природа. 1970; 227: 680–685. pmid: 5432063
7. 7.Марана С.Р., Терра В.Р., Феррейра С. Роль аминокислотных остатков Q39 и E451 в определении субстратной специфичности β-гликозидазы Spodoptera frugiperda . Eur J Biochem. 2002; 269: 3705–3714. pmid: 12153567
8. 8. Фершт А. Практические методы кинетики и равновесия. В кн .: Структура и механизм в науке о белке. Нью-Йорк: У. Х. Фриман и компания; 1999. Стр. 191–215.
9. 9. Соуза ВП, Икегами СМ, ​​Арантес ГМ, Марана СР.Термическая денатурация белка модулируется центральными остатками в сети структуры белка. FEBS J. 2016; 283: 1124–1138. pmid: 26785700
10. 10. Мехмуд М.А., Шахид И., Хусейн К., Латиф Ф., Раджока М.И. Термодинамические свойства β-глюкозидазы из Thermotoga maritima расширяют верхний предел термофильности. Protein Pept Lett. 2014; 21: 1282–1288. pmid: 24939659

Влияние температуры на ферментативную реакцию

С повышением температуры увеличивается и скорость ферментативных реакций.Повышение температуры на десять градусов по Цельсию увеличит активность большинства ферментов на 50–100%. Изменения температуры реакции всего на 1-2 градуса могут привести к изменению результатов от 10% до 20%. Это увеличение происходит только до определенного момента, пока повышенная температура не нарушит структуру фермента. После денатурирования фермента его невозможно восстановить. Поскольку каждый фермент отличается по своей структуре и связям между аминокислотами и пептидами, температура денатурирования индивидуальна для каждого фермента.Поскольку большинство ферментов животного происхождения быстро денатурируются при температуре выше 40 ° C, большинство определений ферментов проводят несколько ниже этой температуры.

Рисунок 1. Влияние температуры на скорость реакции.

Через некоторое время ферменты деактивируются даже при умеренных температурах. Хранение ферментов при 5 ° C или ниже, как правило, является наиболее подходящим. Более низкие температуры приводят к более медленным химическим реакциям. Ферменты в конечном итоге станут неактивными при отрицательных температурах, но восстановят большую часть своей ферментативной активности при повторном повышении температуры, в то время как некоторые ферменты теряют свою активность при замораживании.

Кинетическая энергия и внутренняя энергия

Температура системы в некоторой степени является мерой кинетической энергии молекул в системе. Столкновения между всеми молекулами увеличиваются с увеличением температуры. Это связано с увеличением скорости и кинетической энергии при повышении температуры. Чем выше скорость, тем меньше время между столкновениями. Это приводит к тому, что большее количество молекул достигает энергии активации, что увеличивает скорость реакции.Поскольку молекулы также движутся быстрее, столкновения между ферментами и субстратами также увеличиваются. Таким образом, чем ниже кинетическая энергия, тем ниже температура системы и, аналогично, чем выше кинетическая энергия, тем выше температура системы.

По мере увеличения температуры системы внутренняя энергия молекул в системе будет увеличиваться. Внутренняя энергия молекул может включать поступательную энергию, колебательную энергию и вращательную энергию молекул, энергию, участвующую в химическом связывании молекул, а также энергию, участвующую в несвязывающих взаимодействиях.Часть этого тепла может быть преобразована в химическую потенциальную энергию. Если это увеличение химической потенциальной энергии достаточно велико, некоторые из слабых связей, определяющих трехмерную форму активных белков, могут быть разорваны. Это может привести к термической денатурации белка и, таким образом, к его инактивации. Таким образом, слишком большое количество тепла может вызвать снижение скорости реакции, катализируемой ферментами, поскольку фермент или субстрат становится денатурированным и неактивным.

Оптимальная температура

У каждого фермента есть температурный диапазон, в котором достигается максимальная скорость реакции.Этот максимум известен как температурный оптимум фермента. Оптимальная температура для большинства ферментов составляет около 98,6 градусов по Фаренгейту (37 градусов по Цельсию). Есть также ферменты, которые хорошо работают при более низких и более высоких температурах. Например, у арктических животных есть ферменты, адаптированные к более низким оптимальным температурам; животные в пустынном климате имеют ферменты, адаптированные к более высоким температурам. Однако ферменты по-прежнему являются белками, и, как и все белки, они начинают разрушаться при температуре выше 104 градусов по Фаренгейту.Следовательно, диапазон активности фермента определяется температурой, при которой фермент начинает активироваться, и температурой, при которой белок начинает разлагаться.

Сопутствующие услуги

Enzyme Kinetics
Enzymology Assays

Чтобы обсудить дополнительные сведения об услугах, свяжитесь с нами по телефону 1-631-562-8517 или по электронной почте [email protected] .

Лучшая температура для сна: советы и подсказки

Температура в вашей спальне может существенно повлиять на качество вашего сна.Опрос Национального фонда сна показал, что прохладная комнатная температура была одним из наиболее важных факторов, способствующих хорошему сну, и четыре из пяти респондентов заявили, что это важно для них.

Лучшая температура в спальне для сна – примерно 18,3 градуса по Цельсию. Это может варьироваться на несколько градусов от человека к человеку, но большинство врачей рекомендуют устанавливать термостат в диапазоне от 60 до 67 градусов по Фаренгейту (от 15,6 до 19,4 градусов по Цельсию) для наиболее комфортного сна.

Наши тела запрограммированы на небольшое снижение внутренней температуры по вечерам. Отключение термостата на ночь может помочь в регулировании температуры и сигнализировать вашему телу, что пора ложиться спать.

Лучшая температура сна для младенцев

Младенцы могут извлечь выгоду из спальни, которая на один или два градуса теплее, до 69 градусов по Фаренгейту (20,5 градусов Цельсия). Поскольку их тела меньше по размеру и все еще развиваются, они более чувствительны к изменениям температуры окружающей среды.

Слишком теплая спальня может увеличить риск синдрома внезапной детской смерти (СВДС). Рекомендуется использовать одобренную одежду для сна, обеспечить благоприятную температуру, установив термостат, и избегать тяжелых одеял или многослойных одеял. Родители могут следить за температурой своего ребенка в ночное время, касаясь живота или задней части шеи.

Исследования показывают, что дети достигают температурного созревания в среднем к одиннадцати неделям. В этот момент они начинают достигать минимальной внутренней температуры тела 97.5 градусов по Фаренгейту (36,4 градуса по Цельсию) в течение четырех часов перед сном, как и у взрослых.

Как температура влияет на сон?

Наш цикл сна регулируется нашим циркадным ритмом. Циркадный ритм основан на цикле светлого и темного солнца и контролируется частью мозга, называемой супрахиазматическим ядром, расположенной в гипоталамусе. Эти основные «биологические часы» основываются на ряде факторов окружающей среды и личностных факторов, начиная от количества света (наиболее значимое), заканчивая упражнениями и температурой.

Наша основная температура тела колеблется около 98,6 градусов по Фаренгейту (37 градусов по Цельсию), но колеблется примерно на 2 градуса по Фаренгейту в течение ночи. Снижение температуры начинается примерно за два часа до того, как вы ложитесь спать, что совпадает с высвобождением гормона сна мелатонина. Во время сна температура тела продолжает падать, достигая низкого уровня ранним утром, а затем постепенно нагревается по мере того, как наступает утро.

Основной способ, которым тело охлаждается во время сна, – это отвод тепла от ядра.В процессе, называемом вазодилатацией, циркадные часы посылают сигнал об усилении кровотока к конечностям. Вот почему у некоторых людей ночью могут быть теплые руки и ноги, которые можно принять за общую температуру тела. Действительно, люди, у которых хронически мерзнут ноги, могут быть подвержены более высокому риску бессонницы во сне, возможно, из-за нарушения этого процесса.

Что происходит, когда в вашей спальне слишком жарко?

Более высокие температуры могут вызвать дискомфорт и беспокойство, и любой, кто спал в душной спальне, может подтвердить, что трудно уснуть, когда вы потеете и обезвожены.Слишком теплая спальня может нарушить терморегуляцию вашего тела и вызвать усталость. Часто усталый человек чувствует себя физически и морально усталым, но не может заснуть.

Температура тела влияет не только на начало сна, но также на качество сна и время, проведенное в различных стадиях сна. Более высокая внутренняя температура тела была связана с уменьшением восстановительного медленноволнового сна и субъективного качества сна. Точно так же большая разница в температуре между ядром и конечностями – что указывает на то, что тело не эффективно отводит тепло от ядра – была связана со снижением эффективности сна и более высокой вероятностью пробуждения после засыпания.

Во время быстрого сна тело прекращает большинство действий по регулированию температуры, таких как потоотделение или дрожь, что делает вас более чувствительным к изменениям температуры окружающей среды. Соответственно, чрезмерно высокая температура окружающей среды также сокращает время, проведенное в фазе быстрого сна.

Помимо того, что на следующий день вызывает сонливость, уменьшение фазы быстрого сна и медленного сна может негативно повлиять на восстановление организма и иммунную систему, а также на обучение, память и другие процессы.

Хотя считается, что холодная температура в спальне не так вредна, как чрезмерно теплая температура в спальне, она также может вызывать дискомфорт и иметь последствия для быстрого сна и артериального давления.

Советы по сохранению прохлады в спальне

Следующие советы помогут оптимизировать температуру в спальне для сна:

• Закройте жалюзи, чтобы уменьшить накопление тепла в течение дня
• Летом вниз по лестнице
• Отключить термостат на ночь
• Используйте вентилятор или кондиционер в жарком климате или грелку в холодные ночи
• Открыть окна для вентиляции
• Контроль влажности в спальне
• Снижайте потоотделение с помощью дышащего матраса, простыней, пухового одеяла, стеганого одеяла, подушки и свободной пижамы
• Примите теплую ванну за час или два до сна, чтобы вызвать естественный охлаждающий эффект

Помимо оптимизации температуры окружающей среды для сна, вы можете помочь своему организму подготовиться ко сну, проявив доброту к собственному внутреннему термостату.Поскольку циркадный ритм чувствителен к колебаниям света, диеты и упражнений, время этих действий может повлиять на температуру тела и, возможно, на сонливость.

Привычки гигиены сна, такие как ложиться спать в одно и то же время каждую ночь, избегать употребления кофеина и алкоголя перед сном и сохранять темную и тихую спальню, помогут вам установить часы вашего тела и температуру сна на постоянный график. Чтобы узнать больше о том, как подобрать подходящую температуру, прочитайте нашу статью о том, как спать прохладно в жаркую ночь.

• Была ли эта статья полезной?
• Да Нет

Виртуальный край

Какая оптимальная температура в холодильнике?

Хранение продуктов при правильной температуре – один из наиболее эффективных способов препятствовать росту потенциально опасных бактерий.Поэтому очень важно следить за тем, чтобы в вашем холодильнике была установлена ​​правильная температура. Большинство из нас знает, что хранение продуктов в холодильнике дольше сохраняет их свежесть, но также обеспечивает жизненно важную защиту от болезней пищевого происхождения. При комнатной температуре количество болезнетворных бактерий увеличивается вдвое каждые 20 минут. Итак, какова оптимальная температура для вашего холодильника?

Оптимальная температура

Чтобы замедлить рост любых бактерий, важно, чтобы ваш холодильник работал при температуре 40º F или ниже.В морозильной камере должна быть установлена ​​температура 0 ° F. К сожалению, очень немногие модели холодильников оснащены панелью управления, показывающей фактическую температуру, поэтому бывает сложно определить, установлена ​​ли в вашем холодильнике оптимальная температура.

К счастью, вы можете сделать относительно недорогую покупку, чтобы проверить правильность настроек холодильника; отдельно стоящий термометр прибора. Этот тип устройства можно использовать для контроля температуры вашего холодильника и внесения любых изменений в настройки по мере необходимости.Важно понимать, что внутренняя температура вашего холодильника может варьироваться в зависимости от степени охлаждения, внешней температуры и других факторов. Это означает, что вы не можете просто записать температуру и предположить, что установка 3 всегда будет предлагать температуру 40 ° F. Возможно, вам придется отрегулировать настройки в соответствии с временем года, независимо от того, ходили ли вы в магазин за продуктами или даже если дети оставляли дверь открытой, пока они тратят 5 минут на перекус несколько раз в день.

Другие стратегии обеспечения безопасности пищевых продуктов

Хотя температура в холодильнике важна, вы можете предпринять дополнительные меры, чтобы обеспечить максимальную безопасность охлажденных продуктов. Во-первых, убедитесь, что вы не упаковали слишком много вещей в холодильнике. Хотя может возникнуть соблазн втиснуть продукты и скоропортящиеся продукты, особенно после большой гастрономической экспедиции, холодный воздух должен циркулировать, чтобы ваши продукты оставались должным образом охлажденными. Вы также должны немедленно вытирать любые разливы, поскольку это не только поможет уменьшить рост бактерий Listeria, но и предотвратит «перекрестное заражение», особенно если разливы являются каплями от таяния или сырого мяса.Вы также должны стараться хранить любые остатки еды или охлажденные продукты в запечатанных пакетах или закрытых контейнерах. Конечно, вы должны часто проверять любые остатки на предмет признаков порчи и следить за тем, чтобы продукты с истекшим сроком годности не оставались в задней части холодильника. Это хорошая идея, чтобы выработать хорошие привычки управления холодильником и сделать очистку холодильника частью вашей обычной процедуры уборки кухни.

Правило двух часов

Наконец, имеете ли вы дело с только что купленными продуктами или с остатками еды, вам нужно подумать о правиле двух часов.Важно, чтобы продукты, которые необходимо охлаждать, быстро попадали в ваш холодильник, а оставление этих скоропортящихся продуктов при комнатной температуре более двух часов позволяет любым бактериям быстро размножаться, подвергая вас и вашу семью серьезному риску заболеваний пищевого происхождения.