Глава 7. Питательные среды и микробиологическое
исследование - Г. И. Кац
Микробиологическое исследование - это выделение чистых культур
микроорганизмов, культивирование и изучение их свойств. Чистыми
называют культуры, состоящие из микроорганизмов одного вида. Они нужны
при диагностике инфекционных болезней, для определения видовой и типовой
принадлежности микробов, в
исследовательской работе, для получения
продуктов жизнедеятельности микробов (токсинов, антибиотиков, вакцин и т.
п.).
Для культивирования микроорганизмов (выращивание в искусственных
условиях in vitro) необходимы особые субстраты - питательные среды. На
средах микроорганизмы осуществляют все жизненные процессы (питаются,
дышат, размножаются и т. д.), поэтому их еще называют средами для
культивирования.
Питательные среды
Питательные среды являются основой микробиологической работы, и их
качество нередко определяет результаты всего исследования. Среды должны
создавать оптимальные (наилучшие) условия для жизнедеятельности
микробов.
Требования, предъявляемые к средам
Среды должны соответствовать следующим требованиям:
1) быть питательными, т. е. содержать в легко усвояемом виде все вещества,
необходимые для удовлетворения пищевых и энергетических потребностей.
Ими являются источники органогенов и минеральных (неорганических)
веществ, включая микроэлементы. Минеральные вещества не только входят в
структуру клетки и активизируют ферменты, но и определяют физико-
химические свойства сред (осмотическое давление, рН и др.). При
культивировании ряда микроорганизмов в
среды вносят факторы роста -
витамины, некоторые аминокислоты, которые клетка не может синтезировать;
Внимание! Микроорганизмы, как все живые существа, нуждаются в
большом количестве воды.
2) иметь оптимальную концентрацию водородных ионов - рН, так как
только при оптимальной реакции среды, влияющей на проницаемость
оболочки, микроорганизмы могут усваивать питательные вещества.
Для большинства патогенных бактерий оптимальна слабощелочная среда
(рН 7,2-7,4). Исключение составляют холерный вибрион - его оптимум
находится в щелочной зоне (рН 8,5-9,0) и возбудитель туберкулеза,
нуждающийся в слабокислой реакции (рН 6,2-6,8).
Чтобы во время роста микроорганизмов кислые или щелочные продукты их
жизнедеятельности не изменили рН, среды должны обладать буферностью, т.
е. содержать вещества, нейтрализующие продукты; обмена;
3) быть изотоничными для микробной клетки; т. е. осмотическое давление
в среде должно быть таким же, как внутри клетки. Для большинства
микроорганизмов оптимальна среда, соответствующая 0,5% раствору натрия
хлорида;
4) быть стерильными, так как посторонние микробы препятствуют росту
изучаемого микроба, определению его свойств и изменяют свойства среды
(состав, рН и др.);
5) плотные среды должны быть влажными и иметь оптимальную для
микроорганизмов консистенцию;
6) обладать определенным окислительно-восстановительным потенциалом,
т. е. соотношением веществ, отдающих и принимающих электроны,
выражаемым индексом RH
2
. Этот потенциал показывает насыщение среды
кислородом. Для одних микроорганизмов нужен высокий потенциал, для
других - низкий. Например, анаэробы размножаются при RH
2
не выше 5, а
аэробы - при RH
2
не ниже 10. Окислительно-восстановительный потенциал
большинства сред удовлетворяет требованиям к нему аэробов и
факультативных анаэробов;
7) быть по возможности унифицированным, т. е. содержать постоянные
количества отдельных ингредиентов. Так, среды для культивирования
большинства патогенных бактерий должны содержать 0,8-1,2 г/л аминного
азота NH
2
, т. е. суммарного азота аминогрупп аминокислот и низших
полипептидов; 2,5-3,0 г/л общего азота N; 0,5% хлоридов в пересчете на натрия
хлорид; 1% пептона.
Желательно, чтобы среды были прозрачными - удобнее следить за ростом
культур, легче заметить загрязнение среды посторонними микроорганизмами.
Классификация сред
Потребность в питательных веществах и свойствах среды у разных видов
микроорганизмов неодинакова. Это исключает возможность создания
универсальной среды. Кроме того, на выбор той или иной среды влияют цели
исследования.
В
настоящее время предложено огромное количество сред* в основу
классификации которых положены следующие признаки.