7 Питательные среды для культивирования МКО

Питательные среды для культивирования МКО
Культивирование
(выращивание)
МКО
в
лабораторных
и
производственных условиях проводят на специальных питательных средах
с целью :
- количественного и качественного анализа микрофлоры различных
объектов: пищевых продуктов, биологических образцов (например, в
медицине), воды, воздуха и т.д.,
- изучения свойств МКО и их идентификация (определение вида);
- выращивания полезных МКО ( приготовление заквасок, получение
продуктов микробиологического синтеза, ферментов, белка и т.д.).
Питательные должны содержать все питательные вещества, макро- и
микроэлементы, необходимые для развития данного вида (или группы
видов) МКО, а также иметь оптимальные значения активной кислотности
и
окислительно-восстановительного
потенциала.
К
обязательным
компонентам относятся вода, биогенные элементы (углерод, водород,
кислород, азот, фосфор, сера), для большинства МКО необходимы также
калий, кальций, железо, для некоторых требуются микроэлементы (кобальт
никель и цинк), витамины и др. ростовые факторы. Состав питательных
сред зависит от типа питания: для автотрофов достаточно неорганических
соединений, для гетеротрофов необходимы органические вещества –
углеводы как источник энергии, аминокислоты или белки как источники
азота и др.
Питательные среды классифицируются по составу, консистенции,
назначению.
По составу (происхождению) среды делятся на :
-естественные – полученные из природных объектов, чаще всего из
натуральных пищевых продуктов (овощи, фрукты, мясо и мясной бульон,
молоко, отвары, настой и экстракты трав);
- искусственные (полусинтетические) – полученные путём добавления
в
естественные
среды
различных
добавок
(например,
петоно-
мясопептонный бульон МПБ, стабилизаторов - мясо-пептонный агар
МПА, мясо-петонный желатин МПЖ, солей, углеводов, красителей), а
также путём специальной обработки (наприме, гидролизованное мокко
ГМ, агар гидролизованного молока АГМ);
- синтетические – растворы
химически чистых веществ в точных
концентрациях с заранее заданными свойствами (например, углеводные
среды Гиса, среда Козера для определения способности бактерий
усваивать цитраты).
По
консистенции среды бывают жидкие (ГМ,МБ), полужидкие
(среды для определения анаэробов) и плотные (МПА, МПЖ, АГМ), а
также сухие (перед приготовлением их растворяют в воде в соответствие с
инструкцией, фильтруют и стерилизуют).
Для уплотнения сред используют агар-агар (полисахарид из морских
водорослей, не усваивается МКО, вносится в количекстве от 0,1 до 3% в
зависимости от желаемой консистенуии) и желатин (белковое в-во
животного пролисхождения. Некоторые виды протеолитических МКО
способны разжижать желатин, поэтому он исп-ся в основном для
дифференциально-диагностических сред.
По назначению среды делятся на три основных группы:
- стандартные (общеупотребительные) – для определения многих
видов МКО (МПА, МПБ), применяются для количественного учёта и
определения стандартных показателей,
например, кол-во мезофильных
аэробных и факультативно анаэробных МКО (КМАФАнМ);
- элективные (избирательные, среды накопления) – обеспечивают
преимущественное накопление одного вида или группы МКО
по
сравнению с другими видами ли группами. Примеры: среда Кесслер (с
лактозой, реагентом – индикатором синего цвета, желчью и стеклянным
поплавком) для определения бактерий группы кишечной палочки,
способных усваивать лактозу с выделением кислоты (изменяет цвет
красителя до желтого) и газа (собирается в поплавке в виде пузырька),
устойчивых к желчи (большинство других в присутствии желчи погибает);
молоко, ГМ, АГМ-для преимущественного развития молочнокислых; с
цитратами – для ароматобразующих; среда Кита-Тароцци для анаэробов
(печёночный бульон с кусочками печени, столбик среды залит парафином
или водным агаром);
-дифференциально-диагностические – для определения вида
МКО
путём отделения от других на основании различий в метаболизме (среда
Эндо – для выявления кишечной палочки Еcoli, которая даёт на этой среде
колонии красного цвета с металлическим блеском;
среда Блаурока для определения бифидобактерий, среды Гисса – для
определения сахаролитической способности).
Cтехиометрический метод составления рецептур питательных сред.
Для составления рецептур питательных сред все компоненты должны
быть
взяты
в
соотношениях,
пропорциональных
потребностям
культивируемого МКО, и с учётом предполагаемого урожая биомассы.
Рецептуры составляют пользуясь следующей формулой :
S0=Ci/Ai=C1/A1,где С-концентрация компонента в сбалансированной
питательной среде, А-коэффициент конверсии компонента для выбранной
культуры,S0-заданный
запас
компонентов
в
среде
в
единицах
концентрации биомассы.
Соблюдение данного правила обеспечивает разработку состава сред,
сбалансированных по всем компонентам и более или менее полную
ассимиляцию всех ингредиентов среды во время ферментации.
Особенностью процессов микробиологического синтеза является
зависимость стехиометрических коэффициентов потребления основных
питательных веществ от физиологической активности клеток. Так затраты
питательных веществ можно разделить на затраты связанные с процессами
построения биомассы и на затраты связанные с процессами поддержания
жизнедеятельности МКО.