60. Использование микроорганизмов в народном хозяйстве. Понятие о микробиологической биотехнологии.

Использование микроорганизмов в народном хозяйстве. Микроорганизмы очень широко используют в микробиологической, пищевой и целом ряде других отраслей промышленности, а также в сельскохозяйственном производстве, медицине и ветеринарии.

Живое население почвы следует рассматривать одним из важнейших факторов плодородия. Одну из ведущих ролей здесь играют лучистые грибы. Они способны вырабатывать биологически активные вещества, стимулирующие рост и развитие высших и низших организмов. Из культур актиномицетов выделены биотиy, тиамин, рибофлавин, пантотеновая и никотиновая кислоты, аминокислоты и другие ростовые вещества. Микрококки играют также большую роль в почвообразовании. Они разлагают органические остатки, осуществляя аммонификацию белковых веществ. Большую роль играют клубеньковые бактерии, так как без них бобовые растения не выполняют функции азотонакопителей.

Пищевой, текстильной, кожевенной и другим отраслям промышленности требуются химически чистые ферменты. В этом плане очень перспективно использование актиномицетов. Для удаления шерсти со шкур применяют фермент кератиназу, получаемую из этих микроорганизмов.

Спиртовое брожение, используемое в пищевой промышленности, основано на использовании пивных, хлебных и кефирных дрожжей, а уксуснокислое — бактерий из рода Acetobacter.

Молочнокислое брожение осуществляется с помощью микробов Str. lactis, Bact. acidophilus, Bact. bulgaricum, Bact. casei. Они очень широко используются для изготовления кефира, ацидофилина, кумыса, сливочного масла, хлеба, квашения капусты и т. д. На действии этой микрофлоры основано силосование кормов для сельскохозяйственных животных.

Для лечения бактериальных, грибковых и некоторых паразитарных заболеваний животных, прудовых рыб, пчел и шелкопрядов широко применяют антибиотики. Из антибиотиков, продуцентами которых являются актиномицеты, наиболее успешно в ветеринарии используют стрептомицин, тетрациклин, синтомицин, неомицин, эритромицин, олеандомицин, тилозин. К противогрибковым препаратам относятся нистатин, леворин, гигромицин. Для борьбы с вредными насекомыми широко применяют бактериальные препараты (энтомопатогенные).

Микробиология — это наука о микроорганизмах, т. е. организмах, которые настолько малы, что увидеть их можно только с помощью микроскопа. К ним относятся бактерии, вирусы, грибы и протесты, такие как простейшие и микроскопические водоросли. Биотехнология — это использование организмов, биологических систем или биологических процессов в промышленном производстве. В биотехнологии применяются не только микроорганизмы. Фактически, любое производство, в основе которого лежит биологический процесс, можно рассматривать как биотехнологию. Сюда же можно включить генную инженерию и клонирование сельскохозяйственных растений и животных.

61. Назначение, состав и приготовление питательных сред.

Питательные среды — субстраты, состоящие из компонентов, обеспечивающих необходимые условия для культивирования микроорганизмов или накопления продуктов их жизнедеятельности.

Питательные среды различаются по назначению, консистенции и составу. По назначению их условно подразделяют на две основные группы — диагностические и производственные среды. Диагностические питательные среды включают пять подгрупп: среды для выращивания широкого спектра микроорганизмов; среды для выделения конкретного возбудителя; дифференциальные среды, позволяющие различать отдельные виды микроорганизмов; среды для идентификации микроорганизмов и накопительные среды, предназначенные для обогащения конкретного вида микроорганизмов. К числу производственных относятся питательные среды, используемые при промышленном изготовлении медицинских биологических препаратов (бактериальных вакцин, анатоксинов и др.) и контроле их качества. Питательные среды для производства бактерийных препаратов в отличие от диагностических сред не должны содержать вредных для человека примесей и оказывать отрицательного влияния на процесс производства (не препятствуя, в частности, удалению из изготавливаемых препаратов продуктов микробного метаболизма, балластных органических и минеральных веществ).

По консистенции различают жидкие, плотные и полужидкие среды. Плотные и полужидкие питательные среды готовят из жидких посредством прибавления к ним агара или (реже) желатина. Агар-агар — полисахарид, получаемый из определенных сортов морских водорослей. Агар обычно вносят в питательные среды в концентрации 1—2% (при изготовлении полужидких сред — 0,2—0,4%), желатин — 10—15%. При t° 25—30° желатиновые среды плавятся, поэтому микроорганизмы на них выращивают преимущественно при комнатной температуре. В качестве плотных сред применяют также свернутую сыворотку крови, свернутые яйца, картофель и среды, содержащие 1,5% силикагеля.

По составу питательные среды делят на простые и сложные. Простые питательные среды обеспечивают питательные потребности большинства патогенных микроорганизмов (мясопептонный бульон, мясопептонный агар, бульон и агар Хоттингера, питательный желатин, пептонная вода и др.). К сложным относят специальные среды для микробов, которые не растут на простых питательных средах. Такие среды готовят, прибавляя к простым средам кровь, сыворотку, углеводы и другие вещества, необходимые для размножения того или иного микроорганизма. Сложными питательные среды являются и дифференциально-диагностические среды, например среды Гисса с углеводами и индикатором, применяемые для определения видовой принадлежности исследуемого микроба по его ферментативной активности. Некоторые сложные среды, так называемые селективные, или элективные, используют для целенаправленного выделения одного или нескольких видов микроорганизмов путем создания оптимальных условий их выращивания и угнетения роста сопутствующей микрофлоры. Например, висмут-сульфитный агар — строго селективная среда для выделения сальмонелл, агар и среда Левина — слабоселективные среды для выделения энтеробактерий.

Для приготовления сред

Посуда для приготовления сред не должна содержать посторонних веществ, например щелочей, выделяемых некоторыми сортами стекла, или окислов железа, которые могут попасть в среду при варке её в ржавых кастрюлях. Лучше пользоваться стеклянной, эмалированной или алюминиевой посудой. Перед употреблением посуду необходимо тщательно вымыть, прополоскать и высушить. Новую стеклянную посуду предварительно кипятят 30 минут 1-2 % растворе хлороводородной кислоты, после чего в течение часа прополаскивают в проточной воде.

Сырьё

Исходным сырьём для приготовления большинства сред служат продукты животного и растительного происхождения, а также готовые полуфабрикаты.

Этапы приготовления

варка: среды варят на открытом огне, водяной бане,автоклаве или варочных котлах.

установление pH: ориентировочно производят с помощью индикаторной бумаги, для точного определения пользуются потенциометром или компаратором. При стерилизации pH снижается на 0,2, поэтому сначала готовят более щелочной раствор.

осветление производят, если при варке среды мутнеют или темнеют. Для этого используют белок куриного яйца или сыворотку крови.

фильтрация жидких и расплавленных желатиновых сред производят через влажный бумажный или матерчатый фильтры. Фильтрация агаровых сред затруднена — они быстро застывают. Обычно их фильтруют через ватно-марлевый фильтр.

разливают среды не более чем на ¾ емкости, так как при стерилизации могут намокнуть пробки и среды утратят стерильность.

стерилизация: режим стерилизации зависит от состава среды и указан в её рецепте.

контроль

для контроля стерильности среды ставят на 2 суток в термостат, после чего их просматривают.

химический контроль окончательно устанавливает pH, содержание общего и амминого азота, пептона, хлоридов.

для биологического контроля несколько образцов среды засевают специально подобранными культурами, и по их росту судят о питательных свойствах среды.