Лекція – поживні середовища та їх класифікація

Живильні середовища є основою бактеріологічних досліджень. Вони служать для виділення з досліджуваного матеріалу чистих культур бактерій, для вивчення їх властивостей. На поживних середовищах створюються оптимальні умови для розмноження мікроорганізмів. До складу середовищ повинні входити речовини, необхідні для побудови всіх компонентів цитоплазми, тобто всі джерела зростання живого організму. Сюди, в першу чергу, відносяться джерела азоту, вуглецю, водню і кисню.

Джерело водню і кисню в поживних середовищах – вода. Джерелом азоту служать органічні сполуки, які отримують з м’яса, риби, плаценти, молока, яєць, крові. В результаті гідролізу панкреатином або трипсином з цих продуктів виходять т.зв. гідролізати, що містять велику кількість амінокислот і пептонов, які добре засвоюються більшістю мікроорганізмів. Нативний білок засвоюють тільки деякі мікроорганізми, які мають екзопротеази. Гідролізати є основою для приготування середовищ для багатьох мікроорганізмів.

Джерелом вуглецю для патогенних мікробів є, головним чином, різні вуглеводи: моно і дисахара, багатоатомні спирти, органічні кислоти і їх солі.

Крім органогенов, бактеріям необхідні неорганічні сполуки, що містять фосфор, калій, сірку, натрій, магній, залізо, а також мікроелементи: кобальт, йод, марганець, бор, цинк, молібден, мідь і ін.

Потреба мікроорганізмів в неорганічних з’єднаннях задовольняється додатком до живильному середовищі солей КН2РO4 К2НРO4 і ін. Мікроелементи, що виконують роль каталізаторів хімічних процесів, необхідні в мізерно малих кількостях і надходять в живильне середовище з пептоном, неорганічними солями і водою. Поряд з перерахованими органічними елементами, багато мікроорганізми потребують факторах росту, тобто в речовинах, які вони самі не можуть синтезувати. Фактори зростання необхідно додавати в поживні середовища в готовому вигляді. До факторів росту відносяться різні вітаміни, джерелом яких в поживних середовищах є додані до живильному середовищі продукти рослинного і тваринного походження, що містять в своєму складі нікотинову, пантотенову, парабензойную кислоти, вітаміни А, В, С та ін.

Живильні речовини мікробами можутьзасвоюватися тільки при певній реакції середовища, тому що проникність оболонок мікробних клітин змінюється в залежності від рН середовища.

Вимоги, що пред’являються до живильних середовищ.

1. Поживні середовища повинні містити необхідні для харчування мікробів живильні речовини.

2. Мати реакцію рН, оптимальну для вирощуваного виду мікроба. –

3. Живильні середовища повинні мати достатню вологість і в’язкість, тому що мікроби харчуються за законами дифузії і осмосу.

4. Володіти Ізотонічність і мати певний окислювально-відновний потенціал (Гн2).

5. Живильні середовища повинні бути стерильними, забезпечуючи тим самим можливість вирощування чистих культур.

Потреба в поживних речовинах і фізичних умовах у різних видів мікробів неоднакова, і цим виключається можливість створення універсальної живильного середовища.

За консистенцією розрізняють щільні і рідкі поживні середовища. Щільні готують на основі рідких за допомогою додавання до них клейових речовин: агар-агар або желатину! Агар-агар (по-малайські – желе) – продукт рослинного походження, видобувається з морських водоростей. У воді агар-агар розчиняється при температурі 80-86 ° С, твердне при 36-40, і тому використовується для ущільнення поживних середовищ для вирощування різних груп мікроорганізмів при оптимальній для них температурі.

Класифікація поживних середовищ проводиться за їх складом і призначенням

1.За складом живильні середовища поділяються на прості і складні

Розрізняють групу середовищ загального призначення – простих. До цієї групи відносять м’ясо-пептони бульйон (простий поживний бульйон), м’ясо-пептони агар

2.Ко другої групи належать середовища елективні, спеціальні та диференційно-діагностичні.

Середовища елективні (селективні, виборчі, накопичення, збагачення). Принцип створення елективних поживних середовищ заснований на задоволенні основних біохімічних і енергетичних потреб того виду мікроба, для культивування якого вони призначені, або на додавання інгібіторів, що пригнічують ріст супутньої мікрофлори. Певний склад і концентрація поживних речовин, мікроелементів, ростових факторів при строго певному значенні pH або додаванні інгібіторів забезпечують оптимальні умови для вирощування одного або декількох видів мікроорганізмів. При посіві на них матеріалу, що містить суміш різних мікробів, раніше всього буде провялятся зростання того виду, для якого середовище буде елективної. Прикладом елективних середовищ є жовтковий бульйон, селенітовий бульйон, середа Плоскірєва – для вирощування мікробів сімейства кишкових, лужна пептонна вода – для холерного вібріона.

Жовтковий бульйон. До МПБ додають 10-20% бичачої жовчі. Жовч пригнічує ріст коків і повітряної флори, але сприятлива для розмноження сальмонел.

Селенітовий бульйон. Складається з фосфатного бульйону з додаванням натрієвої солі селенита, яка є інгібітором росту кокової флори, кишкової палички, але не затримує зростання сальмонел.

Середовище Плоскирєва. Щільне середовище, що містить інгібітори кишкової палички, коків, але сприятлива для зростання шигелл і сальмонел, розмноження яких не гальмується діамантовим зеленим і жовчними солями.

Пептонна вода. Містить 1% пептона і 0,5% хлористого натрію. Середовище є елективної для хлорних вібріонів, тому що вони краще за інших бактерій розмножуються на “голодних середовищах”, особливо при лужної реакції, тому що самі виділяють кислі продукти життєдіяльності.

Спеціальні середовища. Необхідні для культивування бактерій, що не ростуть на простих поживних середовищах. Для деяких організмів до простих живильних середовищ необхідно додавати вуглеводи, кров та ін. Додаткові поживні речовини. Прикладами простих поживних середовищ є цукровий бульйон і цукровий агар для стрептокока (готується відповідно з МПБ і МПА, до яких додається 0,5-2% глюкози).

Для пневмококів і менінгококів спеціальної середовищем є сироватковий бульйон і сироватковий агар (для приготування сироваткового бульйону змішують 1 частина МПБ з 2 частинами свіжої сироватки, для отримання, сироваткового агару до розплавленого МПА додається 10-25% стерильною кінської або бичачої сироватки).

Диференційно-діагностичні середовища використовують для визначення видової приналежності досліджуваного мікроба, грунтуючись на особливостях його обміну речовин ». За своїм призначенням диференційно-діагностичні середовища поділяють наступним чином:

1. Середовища для виявлення протеолітичної здатності мікробів, що містять в своєму складі молоко, желатин, кров і т.д.

2. Середовища з вуглеводами і багатоатомних спиртами для

виявлення різних сахаролитических ферментів.

До складу диференційно-діагностичних середовищ, призначених для виявлення сахаролитических властивостей і окислювально-відновних ферментів, вводять індикатори: нейтральну червону, кислий фуксин, бромтимоловий синій, водний блакитний з рожевим кислотою (ВР). Змінюючи своє забарвлення при різних значеннях рН, індикатор вказує на наявність ферменту і розщеплення введеного в середу інгредієнта.

Приклади диференційно-діагностичних середовищ:

Середовище Ендо. Складається з МПА з додаванням 1% лактози і обесцвеченного сульфитом натрію основного фуксину (індикатор). Середовище Ендо має слаборозовим колір. Використовується в діагностиці кишкових інфекцій для диференціації бактерій, що розкладають лактозу з утворенням кислих продуктів, від бактерій, що не володіють цією здатністю. Колонії лактозонозітівних мікробів (кишкова паличка) мають червоний колір внаслідок відновлення фуксину. Колонії лактозонегативних мікроорганізмів – сальмонел, шигел і ін. -бесцветни.

До диференційно-діагностичним середах відносяться короткий і розгорнутий строкатий ряд. Він складається з середовищ з вуглеводами (середовища Гіссен), МПБ, молока, мясопептонний желатин.

Середовища Гіссен готуються на основі пептонною води, до якої додаються хімічно чисті моно-, ди- або полісахариди (глюкоза, лактоза, крохмаль і ін.).

Для виявлення зрушень рН в результаті утворення кислот і розкладання вуглеводу в середовища додають індикатор. При більш глибокому розщепленні вуглеводів утворюються газоподібні продукти (СО2, СН4 та ін.), Які уловлюються за допомогою поплавців – маленьких пробірочек, опущених в середу догори дном. Середовища з вуглеводами можуть готуватися і щільними – з додаванням 0,5-1% агар-агару. Тоді газоутворення вловлюється за освітою бульбашок (розривів) в стовпчику середовища.

На МПБ, що входить в строкатий ряд, виявляють продукти, що утворюються при розщепленні амінокислот і пептонов (індол, сірководень). Сірководень виявляється шляхом поміщення в МПБ після засіву культури смужки фільтрувального паперу, просоченої розчином оцтовокислого свинцю. При розщепленні амінокислот, що містять сірку, виділяється сірководень, папірець чорніє за рахунок утворення сірчистого свинцю. Для визначення індолу можна використовувати складний індикатор. Індол утворюється при розщепленні триптофану, і його можна виявити при додаванні до культури, вирощеної на МПБ, цього індикатора. При наявності індолу МПБ забарвлюється в зелений або синій колір.

Поживний агар, а також основні диференційно-діагностичні середовища випускаються в даний час у вигляді сухих препаратів, що містять всі необхідні складові частини. До таких порошків потрібно додати тільки воду і зварити, а потім, після розливання, простерилізувати.

Ще роботи з біології

Схожі статті

МІКРОБІОЛОГІЯ – М.Г. Сергійчук – 2008

Мікроорганізми, як і всі живі істоти, потребують для свого розвитку певні поживні речовини, які мають міститися в поживному середовищі і постійно надходити в клітину в доступній для неї формі.

Розвиток мікроорганізмів залежить насамперед від наявності води. Гриби, наприклад, здатні рости на субстраті, який містить близько 12 %, а бактерії потребують для свого існування понад 20 % води. Вода – основна складова мікробної клітини, вона становить 80-90 % від її загальної маси.

До складу мікробних клітин також входять такі елементи (у % від маси сухої речовини): вуглець – 50; кисень – 20; азот – 14; водень – 8; фосфор – 3; сірка – 1; калій – 1; натрій – 1; кальцій – 0,5; магній – 0,5; хлор – 0,5; залізо – 0,2; інші – 0,3. C, O, N і H є основою органічних молекул, тому вони містяться в клітинах у значних кількостях – це макроелементи.

Мікроорганізми потребують також наявності в середовищі певних мікроелементів, до яких відносять: манган, молібден, цинк, мідь, кобальт, нікель, ванадій, бор, кремній. Ці елементи входять до складу ферментів і необхідні в дуже маленьких кількостях.

Особливо вибагливі мікроорганізми і мутанти з деякими спадковими дефектами потребують, крім того, певних речовин, яких вони самі синтезувати не можуть. Такі необхідні додаткові речовини називають факторами росту. Ними можуть бути амінокислоти, вітаміни, пурини, піримідини та ін. Мікроорганізми, які потребують факторів росту, називають ауксотрофними. Якщо ауксотрофія виникла внаслідок мутації, то “дикий” (вихідний) штам, який не потребував факторів росту, називають прототрофним.

Для вирощування мікроорганізмів у лабораторних чи виробничих умовах використовують поживні середовища. Поживне середовище – це набір хімічних сполук, які забезпечують життєдіяльність мікроорганізмів. Середовища мають відповідати таким вимогам:

– містити необхідні поживні речовини;

– містити необхідну кількість води;

– мати оптимальне значення pH та Eh;

– бути ізотонічним, тобто мати такий же осмотичний тиск, як і внутрішнє середовище мікробної клітини;

Поживні середовища поділяють на групи за такими критеріями: походження, консистенція та призначення (табл. 5.1).

Таблиця 5.1. Класифікація поживних середовищ

Поживні середовища

Походження

Консистенція

Призначення

За походженням розрізняють натуральні (природні), синтетичні та напівсинтетичні поживні середовища. Натуральні поживні середовища мають рослинне або тваринне походження та невизначений склад. Це відвари злаків, фруктів і овочів; молоко, кров, сироватка, сеча, тваринні клітини, яйця птахів та їх зародки; дріжджовий автолізат; відвари м’яса, витяжки гною і ґрунту; вода озер і морів. До них належать м’ясо- пептонний бульйон (МПБ), м’ясо-пептонний агар (МПА), м’ясо-пептонна желатина (МПЖ), пептонна вода (ПВ), сусловий агар (СА) тощо. Синтетичні поживні середовища готують із хімічно чистих речовин у точно вказаних концентраціях. Вони мають визначений склад і легко відтворюються, наприклад: середовище Чапека, Ешбі, Виноградського, Гільтая та ін. Напівсинтетичні середовища мають частково невизначений склад. Вони містять як хімічно чисті сполуки (вуглеводи, фосфати, нітрати, амоній), так і компоненти чітко не встановленого складу (дріжджовий екстракт, пивне сусло, пептон).

За консистенцією виділяють рідкі, напіврідкі і щільні поживні середовища. Рідкі середовища містять поживні речовини, розчинені у воді (МПБ, ПВ, середовища Гісса та ін.). Щільні та напіврідкі середовища готують на основі рідких із внесенням ущільнюючої речовини. Як правило, для ущільнення поживного середовища використовують агар-агар – складний полісахарид, який входить до складу червоних водоростей і складається з агарози й агаропектину. У воді агар-агар утворює гель, який плавиться при температурі -100 0 С і ущільнюється при -40 0 . У щільні середовища вносять 1,5-2,0 % агар-агару, а в напіврідкі – 1 %. Цінною властивістю агар-агару є те, що він не асимілюється абсолютною більшістю мікроорганізмів. До щільних поживних середовищ належать МПА, СА, крохмало-аміачний агар (КАА), до напіврідких – середовище Гісса, напіврідке нітратне середовище тощо.

За призначенням поживні середовища бувають загального та спеціального призначення. Середовища загального призначення використовують для виділення і культивування більшості відомих мікроорганізмів. До таких середовищ належать МПБ, МПА тощо. Середовища спеціального призначення готуються з певною метою для конкретних потреб. Серед них розрізняють елективні та диференційно- діагностичні поживні середовища. Елективні поживні середовища ввів у мікробіологічну практику С. Виноградський. Вони забезпечують оптимальні умови для розвитку лише певних мікроорганізмів і не придатні для росту інших. Їх використовують головним чином для виділення мікроорганізмів із природних джерел та отримання накопичувальних культур. Прикладом елективного середовища може бути середовище Ешбі для азотофіксаторів. Диференційно-діагностичні поживні середовища використовують для вивчення фізіолого- біохімічних властивостей мікроорганізмів та їх ідентифікації. Наприклад, середовище Гісса – для вивчення здатності мікроорганізмів асимілювати вуглеводи; середовища Ендо, Левіна, Плоскірева – для визначення бактерій кишкової групи.

Биологическая библиотека – материалы для студентов, учителей, учеников и их родителей.

Наш сайт не претендует на авторство размещенных материалов. Мы только конвертируем в удобный формат материалы, которые находятся в открытом доступе и присланные нашими посетителями.

Если вы являетесь обладателем авторского права на любой размещенный у нас материал и намерены удалить его или получить ссылки на место коммерческого размещения материалов, обратитесь для согласования к администратору сайта.

Разрешается копировать материалы с обязательной гипертекстовой ссылкой на сайт, будьте благодарными мы затратили много усилий чтобы привести информацию в удобный вид.