ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Принципы составления сред для культивирования микроорганизмов из "Руководство к практическим занятиям по микробиологии Изд.3" В лабораторных условиях микроорганизмы культивируют на питательных средах, поэтому питательная среда должна содержать все вещества, необходимые для их роста. Предложены сотни различных сред для культивирования микроорганизмов, состав которых определяется потребностями 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. [c.43] Основными компонентами любой питательной среды для культивирования микроорганизмов являются соединения углерода и азота. И именно эти соединения определяют специфичность подавляющего большинства питательных сред. [c.43] По потребностям в углероде микроорганизмы принято делить на две большие группы — автотрофы и гетеротрофы. Автотроф-ные микроорганизмы способны в качестве единственного источника углерода использовать углекислоту — соединение, содержащее углерод в наиболее окисленной форме. В соответствии с этим при культивировании автотрофов необходимо обеспечить клетки углекислотой, так как концентрация углекислоты в воздухе не превышает 0,03% и ее поступления в среду за счет диффузии недостаточно для интенсивного роста микроорганизмов. Поэтому в среды для культивирования автотрофов вносят бикарбонат натрия (МаНСОз) или карбонаты, чаще всего углекислый кальций (СаСОз). В некоторых случаях через среду продувают воздух, обогащенный 1—5% углекислоты. [c.43] Потребности гетеротрофных микроорганизмов не могут быть удовлетворены только углекислотой. Для их развития среда должна содержать органические соединения. В зависимости от индивидуальных особенностей микроорганизмы-гетеротрофы способны использовать различные соединения углерода — кислоты, спирты, углеводы, углеводороды, ароматические соединения. При этом потребности некоторых микроорганизмов, например ряда бактерий из семейства Pseudomonada eae, могут быть удовлетворены широким набором различных органических веществ, тогда как другие микроорганизмы характеризуются высокой специализацией и способностью использовать лишь немногие соединения углерода. Так, некоторые метанокисляющие бактерии используют только метан и метанол. [c.44] Вторым основным компонентом питательной среды является источник азота. Азот входит в состав органических веществ клетки главным образом в восстановленной форме — в виде амино (—NH2)- или имино (—NH)-групп. Тем не менее потребности микроорганизмов в источнике азота могут быть удовлетворены различными азотсодержащими соединениями, в которых азот имеет разную степень восстановленности. Для очень многих микроорганизмов это могут быть соли аммония. В этом случае в среды вносят NH4 I или (NH4)2S04. Следует, однако, помнить, что аммонийные соли — физиологически кислые соли, так как по мере использования иона аммония в среде накапливается анион соогг-ветствующей кислоты, что приводит к заметному возрастанию кислотности среды и может отрицательно повлиять на развитие микроорганизмов. [c.44] Потребности значительного числа микроорганизмов в азоте Могут быть удовлетворены нитратами. Питательные среды для культивирования таких микроорганизмов содержат KNO3, или NaNOa. В отличие от солей аммония нитраты — физиологически щелочные соли, так как при использовании аниона NOs в среде накапливаются катионы К+ или Na+. Нитриты в кислых условиях для многих микроорганизмов токсичны, поэтому в качестве источника азота почти не используются. [c.44] Наиболее требовательные микроорганизмы культивируют на питательных средах, содержащих белки или продукты их неполного расщепления — пептоны, представляющие собой смесь поли-и олигопептидов, аминокислот, органических азотных оснований, солей и микроэлементов. Пептоны получают в результате воздействия протеолитических ферментов на белки животного (мышеч-нЫ(й белок, казеин) или растительного (белок соевой муки) происхождения. В отечественных лабораториях чаще всего используют ферментативный пептон, выпускаемый Семипалатинским заводом. Это гигроскопический порошок светло-желтого цвета, полностью растворимый, в воде 1%-ный раствор пептона имеет нейтральную или слабокислую реакцию. В питательные среды пептон добавляют от 1—2 до 20 г на 1 л. [c.45] Необходимо иметь в виду, что аминокислоты и пептон микроорганизмы могут использовать не только как источник азота, но и как источник углерода и энергии. [c.45] Многие микроорганизмы требуют наличия в среде так называемых факторов роста, к которым относятся витамины, пурины, пи-римидины и аминокислоты. Чтобы подчеркнуть потребность микроорганизмов в факторах роста, принято использовать термин прототрофы и ауксотрофы . Прототрофы не нуждаются в факторах роста, для ауксотрофов абсолютно необходимо наличие в среде одного или нескольких факторов роста. Этими терминами особенно широко пользуются в литературе по генетике. Если потребности микроорганизмов в факторах роста ограничены одним или несколькими витаминами, то рекомендуется вносить их в культуральные среды, используя следующие концентрации тиамин (витамин Bl), пантотенат Са, рибофлавин (витамин Вг), никотиновая кислота (ниацин), пиридоксин, пиридоксамин, холин, ко-баламин (витамин В12) — по 1 мкг на 1 мл среды фолиевая кислота и п-аминобензойная кислота — по 0,05 мкг на 1 мл среды биотин —0,005 мкг на 1 мл среды. [c.46] Витамины добавляют к стерильной среде непосредственно перед ее засевом. Для этого рекомендуется использовать растворы, в которых концентрация витамина превышает его содержание в питательной среде в 100 раз. Растворы готовят в стерильной посуде и используют стерильную дистиллированную воду. Исключение составляют рибофлавин и фолиевая кислота. Рибофлавин растворяют в 0,02 й. уксусной кислоте, а фолиевую кислоту — в 0,01 н. NaOH, доводя затем концентрацию NaOH в растворе до 0,001 н. Полученные растворы стерилизуют прогреванием в кипящей водяной бане 3 мин. Раствор тиамина рекомендуется стерилизовать фильтрованием, так как при нагревании тиамин разрушается. При температуре +4° растворы витаминов сохраняются не менее месяца. Растворы фолиевой кислоты, пиридоксина и рибофлавина сохраняют в темноте, так как они светочувствительны. [c.46] Кукурузный экстракт — готовый продукт заводов крахмалопаточной промышленности. Он содержит аминокислоты, витамины, большое количество органических кислот (молочной, уксусной и муравьиной) и минеральные соли. Кукурузный экстракт вносят в среды от 0,2 до 5% стерилизуют при 0,5 ати. [c.47] Кроме источников углерода, азота и факторов роста микроорганизмам для построения веществ клетки необходимы сера, фосфор и ряд других элементов. Все они должны содержаться в питательной среде в доступной для микроорганизмов форме. Потребности разных групп микроорганизмов в сере, фосфоре и других зольных элементах удовлетворяются обычно за счет минеральных солей. Поэтому .минеральный фон сред для культивирования многих микроорганизмов может быть близким по составу. Так, потребности значительного числа микроорганизмов в сере удовлетворяются сульфатами, хотя в клетке сера находится в основном в восстановленной форме, в виде сульфгидрильных групп. Значительно реже встречаются микроорганизмы, требующие наличия в среде восстановленной серы. В этом случае в среду вносят сульфиды, чаще всего ЫагЗ, или органические соединения, содержащие сульфгидрильные группы, например цистеин. [c.47] Чтобы избежать выпадения осадка в результате образования нерастворимых комплексов фосфатов с некоторыми катионами, особенно с железом и кальцием, к средам рекомендуется добавлять от 0,001 до 1 г/л этилендиаминтетраацетата (ЭДТА) или гексамета-фосфата натрия в концентрации 4 г/л. Комплексы, образуемые этими соединениями с катионами, служат резервом, из которого в результате диссоциации в раствор поступают свободные катионы. [c.47] Питательные среды для культивирования микроорганизмов кроме соединений, необходимых для процессов биосинтеза, должны включать и энергетический материал. По способу получения энергии все микроорганизмы принято делить на две основные группы хемотрофы и фототрофы. [c.48] Для хемоорганотрофов энерегетическим субстратом служат органические вещества, которые обычно играют двоякую роль, являясь одновременно и источником углерода и источником энергии. Однако есть микроорганизмы, которые для конструктивных и энергетических процессов нуждаются в разных соединениях. Например, гомоферментативные молочнокислые бактерии получают энергию при сбраживании сахаров, но почти не используют их в процессах биосинтеза. Для конструктивных целей им необходимы готовые аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые основания, витамины. [c.48] Фототрофы используют энергию света. Чтобы удовлетворить потребности этих бактерий в энергии, их культивируют при естественном или искусственном освещении. [c.48] По составу принято выделять естественные, или натуральные, среды и синтетические среды. [c.48] Вернуться к основной статье