Робота №7. Поживні середовища для культивування мікроорганізмів

До поживних середовищ входять необхідні для мікробів хімічні елементи (макроелементи – С, Н, О, Р, S, N, Na, Mg, K, Fe – та мікроелементи), які містяться у водорозчинних органічних та неорганічних сполуках. Тип поживних речовин в середовищі підбирають в залежності від типу живлення мікроба (автотроф або гетеротроф, облігатний або факультативний паразит) та його специфічних харчових потреб, тобто – належності до певної фізіологічної групи мікроорганізмів (протеолітичні, целюлолітичні, ліполітичні, нітрифікатори, денітрифікатори, фотосинтетики тощо).

Найчастіше мікроорганізмам потрібні для росту такі неорганічні іони як К⁺, Mg ²⁺, Mn ²⁺, Fe ²⁺ , Fe ³⁺, PO₄ ^3- , SO₄ ^2-, іноді – Zn ²⁺, Cu ²⁺, Co ²⁺, Cl ^- тощо. Останні звичайно знаходяться в складі водопровідної води або входять до природних компонентів готових середовищ (пептон, м’ясний та дріжджовий екстракти). Іони багатьох металів потрібні мікроорганізмам:

• активатори або кофактори багатьох ферментів мікроорганізмів;

• іон заліза – компонент важливих білкових комплексів (гемова простетична група цитохромів);

• іони натрію та калію приймають участь у транспорті речовин крізь клітинну мембрану.

Окремі мікроорганізми нездатні синтезувати ті чи інші сполуки внаслідок необоротних генних змін (ауксотрофні мутанти). Найчастіше це – нездатність до синтезу окремих амінокислот, пуринових або піримідинових азотистих основ.

Всі амінокислоти (крім глутаміну) стійки до автоклавування., і тому розчини з глутаміном стерилізують фільтруванням. Всі амінокислоти швидко розчиняються в теплій воді (виключення – цистин), і його розчиняють в незначній кількості соляної кислоти (НС1). В природних білках, гідролізованих кислотою перед приготуванням ередовища, відсутні триптофан, глутамін та аспарагін (руйнуються в кислому середовищі).

Азотисті основи додають до поживних середовищ у вигляді індивідуальних сполук. Гуанін та ксантін розчиняють в мінімальній кількості соляної кислоти (НС1), інші – в гарячій воді.

Гетеротрофним мікроорганізмам окремих груп для росту необхідні жирні кислоти, холестерин, поліаміни (путресцин, спермін). Необхідними речовинами дл багатьох мікробів є і вітаміни, які є активаторами мікробних ферментах. До поживних середовищ вітаміни додають у вигляді окремих сполук або з такими складовими як м’ясний та дріжджовий екстракти, дріжджові гідролізати або автолізати.

Поживні середовища можна розділяти за різними ознаками. Найчастіше використовують поділ за складом; за консистенцією; за призначенням для виділення певної кількості видів мікробів (табл.13).

Табл.13 Характеристика живильних середовищ різних типів.

№ п/п	Ознака	Тип	Характеристика середовища	Приклади
1	2	3	4	5
1	Склад	Природне	Складається з продуктів рослинного або тваринного походження і має невизначений хімічний склад.	Молоко, овочі, солод, грунт, гній, мясо-пептонний бульйон та агар, печінковий бульон.
		Напів-синтетичне	Складається з продуктів рослинного або тваринного походження та хімічних речовин в певній кількості. Хімічний склад визначено тільки частково.	М’ясо-пептонні бульйони та м’ясо-пептонні агари з додаванням різних речовин
		Штучне	Складаються тільки з певної кількості хімічно чистих речовин, що розводяться в дистильованій воді.	Середовища для вирощування риккетсій та хламідій.
2	Консистенція	Рідке	Компоненти середовищ розчиняються у водопроводній або дистильованій воді.	М’ясо-пептонний та печінковий бульйони, рідкі синтетичні середовища
		Напіврідке	До рідкого середовища додаються загусники: 0,1-0,2% агар-агару* або 5-7% желатини*.	Середовища для перевірки біохімічних властивостей мікробів, желатина.
		Тверде	До рідкого середовища додаються загусники: 1,5-2,5% агар-агару* або 10-15% желатини*.	Різни середовища, в назві яких є слово “агар”.
3	Призначення	Загальне	Середовище, на якому здатні рости мікроби багатьох видів з одної або декількох морфологічних груп .	М’ясо-пептонний агар, агар Чапека та ін.
		Спеціальне	Наявність певних речовин в середовищі призводить до появи специфічних культуральних ознак у мікроорганізмів.	Кров’яний сольовий м’ясо-пептонний агар,
		Диферент.-діагностичне	До складу середовища обов’язково входять барвники, які здатні вживати певні види мікробів. В результаті даного процесу утворюються кольорові колонії або середовище навкруги колонії змінює забарвлення.	Селективний стафілококовий агар, середовище Петраньяні, агар Ендо, середовище Левіна та ін.
		Елективне	Наявність певних речовин в середовищі дозволяє рости на ньому представникам тільки одного роду.	Селективний стафілококовий агар та ін.

*Примітка. Агар-агар – поліцукор, який виділяють з морських водоростей. Розплавляється при температурі вище, ніж 45^о С. Після охолодження середовища полімерна структура відновлюється і середовище загусає. Споживати агар-агар, тобто – розривати зв’язки в полімерних ланцюгах здатні тільки окремі види океанських мікроорганізмів.

Желатина – продукт, який отримують при виварці кісток. Складається з амінокислот та поліпептидів рідної довжини. Ці речовини здатні вживати багато видів мікробів. Тому в процесі росту багатьох з них желатина розріджується.

Всі живильні середовища повинні відповідати таким вимогам:

• мати достатню кількість водита необхідних елементів живлення;

• бути вільним від будь-яких мікроорганізмів (стерільним);

• бути прозорим (для спостереження за ростом мікроорганізмів);

• мати відповідний рівень рН.

При проведенні перших етапів діагностики інфекційної хвороби (висів із патологічного матеріалу) дослідник найчастіше працює із диференційно-діагностичними або спеціальними середовищами. На них можна отримати специфічні культуральні ознаки, які дозволяють відрізнити колонію збудника від представників супутньої мікрофлори (зміни в середовищі навкруги колоні або кольорові колонії). Для виділення чистої культури та перевірки чутливості до антибіотиків користуються середовищами загального призначення, а біохімічні дослідження проводять на середовищах різних типів.

ВИГОТОВЛЕНІ СЕРЕДОВИЩА: ___________________________________

Назва	Склад	Метод стерилізації	Тип середовища	рН