Питательные среды

Известно очень много питательных сред для культивирования микроорганизмов (более двух тысяч наименований было классифи­цировано Левином и Шёнлейном еще в 1930 г.), но число ингредиентов, являющихся их неотъемлемыми компонентами, отно­сительно невелико. Однако качественный диапазон этих сред весьма широк — от растворов неорганических солей, на которых могут расти автотрофы, до сложных питательных сред, приготавливаемых из мясных гидролизатов, обогащенных кровью или сывороткой; ими обычно пользуются для выделения патогенных микроорганиз­мов типа стрептококков, отличающихся высокой требовательностью к составу питательной среды. Различают два основных типа пита­тельных сред: так называемые синтетические среды, главные состав­ные части которых точно известны (например, глюкозо-солевая питательная среда), и эмпирически подобранные питательные среды природного происхождения, состав которых точно неизве­стен (к ним относятся пептоны, приготавливаемые из частично гидролизованного белка).

Выбор питательной среды зависит в значительной степени от цели эксперимента. Герберт настойчиво высказывался за по­всеместное использование синтетических питательных сред. Однако следует признать, что они обладают рядом практических неудобств. Микроорганизмы, выращенные на таких питательных средах, обычно фенотипически отличаются от выращенных на питательных средах естественного происхождения типа бульона (например, по составу и по скорости деления). Размножение микроорганизмов на таких средах обычно легче подавляется избыточной аэрацией или токсическими катионами; они также более чувствительны к нарушениям баланса между некоторыми составными частями питательной среды, особенно аминокислотами. Многие бактерии нуждаются в большом числе факторов роста, и для некоторых из них до сих пор не найдены искусственные среды, на которых они могли бы размножаться. Возможно, что все эти неудобства ее временем будут преодолены, но пока среды неизвестного состава ти­па бульонов, приготовленных из перевара, используются весьма ши­роко, хотя они и вносят в эксперимент неконтролируемые факторы.

В состав сред, применяемых для выращивания бакте­рий, входят необходимые для построения белков цитоплазмы органогены: азоты, углерод, водород, кислород, неорганиче­ские соединения, содержащие фосфор, калий, серу, натрий, магний, железо, микроэлементы: кобальт, йод, марганец, бор, цинк, молибден, медь и др. Все перечисленные элементы должны находиться в питательной среде в удобоусвояемом для данного микроорганизма соединении, причем требования различных микробов в этом отношении неодинаковы. Потреб­ность в кислороде и водороде бактерии удовлетворяют глав­ным образом за счет поступающей в клетку воды. По характеру усвоения азота патогенные микроорганиз­мы делятся следующим образом: одни из них извлекают азот из простых аммонийных соединений, другие нуждаются в аминокислотах, третьи расщепляют высокомолекулярные вещества — пептоны, представляющие собой продукты непол­ного ферментативного переваривания белков. Строго пара­зитические виды бактерий размножаются только в присут­ствии нативного, т. е. неизмененного, белка. Источником углерода для бактерий являются главным образом различные углеводы: сахар, многоатомные спирты, органические кислоты и их соли. Потребность бактерий в неорганических элементах удов­летворяется прибавляемыми к питательной среде солями: NaCI, KH₂P0₄, K₂HP0₄ и т. д. Микроэлементы, выполняющие роль катализаторов химических процессов, необходимы в ничтож­но малых количествах и поступают в питательную среду с пептоном, неорганическими солями и водой. Наряду с перечисленными органическими и неорганиче­скими элементами бактерии нуждаются в ростовых факторах, которые по своей роли соответствуют витаминам для живот­ных. Источником факторов роста являются прибавляемые к питательной среде продукты растительного и животного про­исхождения, содержащие в своем составе никотиновую, пантотеновую, парабензойную кислоты, витамины. Питательные вещества могут усваиваться микробами только при определенной реакции питательной среды, так как проницаемость оболочек микробных клеток изменяется в зависимости от рН среды. Потребность в питательных веществах и физических усло­виях у различных видов микробов неодинакова и этим ис­ключается возможность создания универсальной питательной среды.

По консистенции различают:

Жидкие: используются для изучения физико-биохимических особенностей микроорг., для хранения, накопления биомассы, для микробов которые плохо развиваются на плотных питательных средах. МПБ

Полужидкие: обычно используют для хранения культур. 0, 5 -0, 7% агара-агара.

Плотные: используют для выделения чистых культур, изучения морфологии, диагностики, хранения, количественного учета.

Плотные питательные среды готовят из; жидких посредством прибавления к ним клеевых вещество агара или желатина. Агар-агар (по малайски – желе)—про­дукт растительного происхождения, добываемый из морских водорослей. В воде агар-агар растворяется при температуре 80—86°С, застудневает при 36—40°С. Применение агаровых сред благодаря их способности сохранять плотность при тем­пературе 37°С дало возможность выращивать патогенных микробов при оптимальной для большинства из них темпера­туре на плотных средах.