ПРИНЦИПЫ СОСТАВЛЕНИЯ ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Для культивирования микроорганизмов применяют питательные среды, которые должны содержать все вещества, необходимые для их роста. Предложены сотни различных культуральных сред, состав которых определяется потребностями конкретных микроорганизмов в соединениях, необходимых для биосинтеза и получения энергии. Конструктивные и энергетические процессы у микроорганизмов крайне разнообразны, поэтому столь же разнообразны их потребности в питательных веществах. Из этого следует, что универсальных сред, одинаково пригодных для роста всех без исключения микроорганизмов, не существует.

Основные типы питательных сред

.

По составу принято выделять естественные, или натуральные, среды неопределенного состава и синтетические среды.

Естественными {натуральными) называют среды, которые состоят из продуктов животного или растительного происхождения. К таким средам относятся овощные или фруктовые соки, животные ткани, молоко, отвары или экстракты, полученные из природных субстратов, и т.д. На натуральных средах хорошо развиваются многие микроорганизмы, поскольку они содержат все компоненты, необходимые для роста и развития. Однако эти среды имеют сложный, непостоянный химический состав и мало пригодны для изучения обмена веществ микроорганизмов, так как при их использовании трудно учесть потребление ряда компонентов и образование продуктов метаболизма. Натуральные среды применяют главным образом для поддержания культур микроорганизмов, накопления биомассы и для диагностических целей. К числу наиболее распространенных натуральных сред относятся мясо-пептонный бульон, неохмелейное пивное сусло, дрожжевая и картофельная среды, почвенный экстракт.

Синтетические питательные среды — это среды, в которые входят лишь соединения определенного химического состава, взятые в точно указанных количествах. Синтетические среды широко используют при исследовании обмена веществ, физиологии и биохимии микроорганизмов. Чтобы разработать состав синтетических сред, обеспечивающих рост микроорганизмов или усиленный биосинтез какого-либо продукта жизнедеятельности, необходимо знать особенности обмена веществ данного организма и потребности его в источниках питания. В настоящее время в распоряжении микробиологов имеется достаточное количество синтетических сред, не уступающих по своим качествам натуральным средам неопределенного состава. Синтетические питательные среды могут содержать относительно большой набор компонентов, но могут быть и довольно простыми по составу.

Наряду с натуральными и синтетическими питательными средами выделяют так называемые полусинтетические среды. Главными компонентами полусинтетических сред являются соединения известного химического состава — углеводы, соли аммония, фосфаты и т.д. Однако в их состав всегда включают вещества неопределенного состава, такие как дрожжевой автолизат, почвенный экстракт или гидролизат казеина. Эти среды находят широкое применение в промышленной микробиологии для получения аминокислот, витаминов, антибиотиков и других важных продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.

По назначению различают элективные и дифференциальнодиагностические (индикаторные) среды.

Элективные среды предназначены для выделения микроорганизмов из мест их естественного обитания. Они обеспечивают преимущественное развитие микроорганизмов определенной группы, для которых характерна общность физиологических свойств.

Дифференциально-диагностические среды (индикаторные) дают возможность быстро отличить одни виды микроорганизмов от других или выявить некоторые их особенности. Примером индикаторной среды для выявления кишечной палочки в естественных субстратах может служить агаризованная среда Эндо. Бактерии рода Escherichia на этой среде образуют розовые и малиновые колонии с металлическим блеском, а бактерии рода Salmonella — бесцветные.

Дифференциально-диагностические среды особенно широко применяются в санитарной и медицинской микробиологии для быстрой идентификации микроорганизмов определенных групп.

По физическому состоянию различают жидкие, сыпучие и плотные питательные среды.

Жидкие питательные среды широко применяют для выяснения физиолого-биохимических особенностей микроорганизмов, накопления биомассы или продуктов обмена, а также для поддержания и хранения многих микроорганизмов, плохо развивающихся на плотных средах.

Сыпучие питательные среды применяют главным образом в промышленной микробиологии для культивирования некоторых продуцентов физиологически активных соединений, а также в коллекциях для сохранения культур микроорганизмов. К таким средам относятся, например, разваренное пшено, отруби и др.

Плотные питательные среды используются для выделения чистых культур, в диагностических целях для описания колоний, для определения количества микроорганизмов, их антибиотической активности, для хранения культур в коллекции и в ряде других случаев. В целях уплотнения сред применяют агар или желатину. Плотной основой могут служить пластинки силикагеля, вещества неорганической природы, которые пропитывают питательной средой.

Чаще всего для уплотнения питательных сред применяют агар (2—2,5% объема среды), представляющий собой сложный полисахарид, в состав которого входят агароза и агаропектин. Агар получают из водорослей и выпускают в виде пластин, стебельков или порошка. Большинство микроорганизмов не используют его в качестве субстрата для роста. В воде он образует гель, который плавится примерно при 100°С и затвердевает при температуре 40°С.

Желатина — это экстракт, получаемый из субстратов, богатых коллагеном — белком соединительной ткани. Образуемый желатиной гель плавится при температуре 25°С, которая ниже обычной температуры инкубации многих микроорганизмов (30—37°С). Кроме того, желатина разжижается протеолитическими ферментами, которые многие микроорганизмы выделяют в среду. Эти свойства желатины ограничивают ее применение в качестве уплотняющего средства. Желатину используют главным образом в диагностических средах — для выявления протеолитической активности микроорганизмов, а также для получения гигантских и глубинных колоний дрожжей. Ее добавляют в количестве 10—15%.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >