Классификация питательных сред

№18

 При выращивании бактерий в жидкой питательной среде наблюдается несколько фаз роста культур:

1. Фаза исходная (лаг.) — микробы адаптируются к питательной среде, увеличивается размер клеток. К концу этой фазы начинается размножение бактерий.

2. Фаза логарифмического инкубационного роста — идет интенсивное деление клеток. Длится эта фаза около 5 часов. При оптимальных условиях бактериальная клетка может делиться каждые 15—30 мин.

3. Стационарная фаза — число вновь появившихся бактерий равно числу отмерших. Продолжительность этой фазы выражается в часах и колеблется в зависимости от вида микроорганизмов.

4. Фаза отмирания — характеризуется гибелью клеток в условиях истощения питательной среды и накопления в ней продуктов метаболизма микроорганизмов.

Посевной материал, попав в свежую полноценную среду, сразу не начинает размножения. Этот п-д наз-ют лаг-фазой I. Только после опр.времени, иногда ч\з неск. часов, клетки приспосабливаются к среде и окружающим условиям. В этот период активируются ферменты, а также, если это необходимо, синтезируются новые ферментные системы. В период лаг-фазы стремительно возрастает количество нуклеиновых кислот, особенно РНК, что необходимо для биосинтеза белков.

После лаг-фазы следует экспоненциальная, фаза II, в кот-й клетки размножаются с максимальной для данной культуры скоростью. Вследствие этого запас необходимых питательных веществ в среде уменьшается, кроме того, происходит накопление различных продуктов обмена веществ, которые в определенной концентрации могут мешать нормальному протеканию биохимических процессов обмена веществ. Иногда в питательной среде накапливается так много клеток, что не хватает пространства, а конкретнее, поверхности для новых поколений клеток. Именно через поверхность происходят процессы обмена — попадание питательных веществ в клетку и выведение метаболитов. Если клетка находится в тесном окружении других клеток, то площадь поверхности уменьшается и вместе с тем снижается интенсивность процессов обмена. Ск-ть роста культуры также уменьш-ся, если сокращ-ся повер-ть клеток на единицу объема. Это происходит при увеличении размеров клеток и, т.о., особенно для клеток сферической формы, значительно ухудшаются условия питания.

Как известно, пов-ть сферических тел изменяется пропорционально квадрату их радиуса, а объем — пропорционально кубу радиуса. Лимитирующие поверх-ти нах-ся и внутри клеток. функционирование жизненных процессов необходимо связывать с биополимерами, мембранными структурами и их поверхностью.

В ходе интенсивного роста и размножения внутри закрытой системы негативное влияние лимитирующих факторов увеличивается и в результате скорость роста уменьшается, наступает фаза замедленного роста III. Через определенное время в стационарной фазе IV масса клеток в питательной среде достигает максимального уровня. Затем наступает период, когда число отмерших и автолизированных клеток превышает прирост. В результате количество биомассы уменьшается — наступает фаза отмирания V.

№20

     Выращивание анаэробных микроорганизмов более сложно, чем культивирование аэробов, так как соприкосновение культур анаэробов с кислородом воздуха должно быть сведено к минимуму или даже полностью исключено. Для этого используют различные приемы, нередко комбинируя их друг с другом.

Выращивание в высоком слое среды. Это наиболее простой способ ограничения доступа воздуха к культуре. Жидкую среду наливают в сосуды для культивирования высшим слоем. Так как нельзя стерилизо­вать среды, если они занимают более половины высоты сосуда, часть среды стерилизуют отдельно и стерильно доливают ею сосуд для культивирования сразу же после посева. Непосредственно перед посевом среду кипятят или прогревают на кипящей водяной бане 30-40 мин, затем быстро охлаждают, чтобы в ней не успел раствориться кислород воздуха, и вносят на дно посевной материал.

      Если развитие микроорганизмов не сопровождается газообразова­нием, поверхность среды можно залить слоем стерильного вазелинового масла, парафина или их смесью (соотношение 1 : 3), слоем стерильного водного агара либо закрыть сосуды для культивирования стерильными пробками: стеклянной притертой или резиновой

Культивирование в вязких средах. Диффузия кислорода в жидкость уменьшается с увеличением ее вязкости. Поэтому в вязких сре­дах, таких как картофельная или среды с кукурузной либо другой му­кой, хорошо развиваются некоторые облигатные анаэробы, например, возбудители маслянокислого или ацетонобутилового брожения. Вяз­кость жидких сред легко увеличить, если добавить к ним 0,2-0,3 % агара.

Выращивание в толще плотной среды. Этим приемом пользуются для получения изолированных колоний при выделении чистых культур или определении численности анаэробных микроорганизмов. Посевной материал вносят в расплавленную и остуженную до 48-50 агаризованную, желательно осветленную среду, тщательно перемешивают и оставляют в пробирках или переливают стерильной пипеткой в заранее простерилизованные трубки Бурри или чашки Петри. Поверхность сре­ды в пробирках заливают парафином. Трубки Бурри – это стеклянные трубки, длиной 20-25 см, диаметром 1,0- 1,5см.Трубки стерилизуют, закрыв oба конца ватными пробками. Перед посевом ватную пробку уодного конца заменяют стерильной резиновой, через другой конец трубки вносят среду с посевным материалом и закрывают этот конец также резиновой пробкой .

 

Выращивание в анаэростатах. Анаэробные микроорганизмы мож­но выращивать в анаэростатах - вакуумных металлических камерах, снабженных манометром (рис. 45). Анаэростатом может служить обычный вакуумный стеклянный эксикатор (рис. 46). Из анаэростата откачивают воздух, а затем, как правило, заполняют его газовой смесью, состоящей из азота (90-80%) и углекислоты (10-20%)до давления порядка 67*10 Па (500 мм рт. ст.). Избыточное давление исключает возможность диффузии кислорода воздуха.

 

№21

По составу:

1) натуральные содержат продукты растительного либо животного происхождения неопределенного качественного и количественного состава;

2) синтетические содержат только химически чистые соединения в оптимальном количественном соотношении (например, глюкозо-солевая питательная среда).

Натуральные среды – эмпирически подобранные питательные среды природного происхождения, состав которых точно неизвестен (к ним относятся пептоны, приготавливаемые из частично гидролизованного белка, гидролизаты и экстракты растительного и животного происхождения).

Выбор питательной среды зависит в значительной степени от цели эксперимента. Многие исследователи (Герберт) настойчиво высказывались за повсеместное использование синтетических питательных сред. Однако следует признать, что они обладают рядом практических неудобств.

1) Микроорганизмы, выращенные на таких питательных средах, обычно фенотипически отличаются от выращенных на питательных средах естественного происхождения (например, по составу и по скорости деления).

2) Размножение микроорганизмов на таких средах обычно легче подавляется избыточной аэрацией или токсическими веществами; они также более чувствительны к нарушениям баланса между некоторыми составными частями питательной среды, особенно аминокислотами

3) Многие бактерии нуждаются в большом числе факторов роста, и для некоторых из них до сих пор не найдены искусственные среды, на которых они могли бы размножаться.

Возможно, что все эти неудобства со временем будут преодолены, но пока среды неизвестного состава используются весьма широко, хотя они и вносят в эксперимент неконтролируемые факторы.

По назначению:

1) основные – служат для культивированиябольшинства микроорганизмов (МПБ, МПА, бульон и агар Хоттингера, пептонная вода);

2) специальные – служат для выделения и выращивания микроорганизмов, не растущих на простых средах;

3) элективные (избирательные) – служат для выд-я опред-го вида или группы видов ми-змов, росту к-х они благопри-ют, задерживая или подавляя рост сопут-щих микр-в.

Элект-е среды обесп-ют преимущественное развитие одного или целой группы микроорганизмов. Напр., для преимущ-ного выделения гр- б-рий бывает достаточным доб-ния в питательную среду трифенилметановых красителей (кристаллический фиолетовый, малахитовый зеленый и т. д.).