Питательные среды и критерии качества исходного сырья

Сохранение культуры

Культура (или штамм) микроорганизма называется чистой, если родительские и дочерние клетки практически неразличимы в ней и между ними нельзя установить родственные связи. Как правило, чистые культуры представляют собой коллекционный материал. Для сохранения культуры микроорганизмов их регулярно (один раз в месяц, иногда чаще) пересевают на твердые питательные среды (обычно в чашках Петри или в пробирках, на «косяках», то есть на косом срезе плотной среды) и хранят в холодильнике при температуре +8+10⁰ С, то есть таким образом, чтобы размножение микроорганизма происходило в основном за счет спорообразования. Чтобы культура клеток не погибла при истощении питательной среды, ее регулярно, как сказано выше, пересевают на свежую твердую (плотную) среду.

Для выращивания объектов биотехнологии (микроорганизмов, культуры тканей и клеток растений) применяют различные питательные среды. Для приготовления питательных сред в микробиологическом (биотехнологическом) производстве используют сырье минерального, растительного и животного происхождения, а также синтезированное химическим путем. Вещества, входящие в состав питательных сред, должны обеспечивать развитие культуры, биосинтез и накопление целевых продуктов и не должны содержать вредных примесей. Они могут быть жидкими, твердыми (плотными) и полутвердыми (полужидкими).

1. Жидкие среды готовят на основе водных растворов каких-либо веществ, чаще всего мясной воды, различных гидролизатов, иногда естественных продуктов (молока и др.)

2. Для получения плотных (твердых) сред к ним добавляют или агар, или желатин, или силикагель в соответствующей концентрации. Агар представляет собой полисахарид, получаемый из морских водорослей. Он имеет плотную волокнистую структуру. Агар плавится при 100⁰ С, но при охлаждении сохраняет жидкую консистенцию до +45⁰ С. Его в плотные среды добавляют в концентрации 1,5-3,0 %.

3. Полужидкие (полутвердые) среды имеют вязкую консистенцию благодаря добавлению к ним небольшого количества (0,3-0,7 %) агара.

По происхождению среды делятся на:

· Естественные (кровяные, молочные, картофельные, яичные и др.);

· Искусственные, получившие широкое применение. Они представляют собой искусственные, сбалансированные смеси питательных веществ в концентрациях и сочетаниях, необходимых для поддержания роста и размножения микроорганизмов. В них в качестве универсального источника азота и углерода применяют пептоны – продукты неполного расщепления белков с помощью ферментов (пепсина), различные гидролизаты (рыбный, казеиновый, дрожжевой и т.п.). Часто в них вводят предшественники роста, ПАВ, антибактериальные препараты.

Требования, предъявляемые к питательным средам:

1. Они должны содержать в достаточном количестве все необходимые питательные вещества (источники энергии, азота, углерода), соли и ростовые факторы (микроэлементы и витамины).

2. Питательные среды должны иметь оптимальное для роста данного вида биообъектов значение рН.

3. Среды (твердые и полужидкие) должны иметь достаточную влажность, так как при усыхании повышается концентрация веществ, особенно солей, что может затормозить рост микроорганизмов.

4. Для лучшего определения культуральных свойств бактерий питательные среды должны быть, по возможности, прозрачными.

5. Питательные среды должны быть стерильными, не содержать посторонней микрофлоры.

При выборе компонентов питательных сред необходимо учитывать не только чистоту веществ (отсутствие вредных примесей), но также себестоимость исходных веществ и материалов.

По назначению питательные среды делятся на следующие категории:

1. Универсальные. 5. Специальные.

2. Дифференциально-диагностические 6. Синтетические.

3. Селективные. 7. Полусинтетические.

4. Дифференциально-селективные.

Питательные среды готовят по общепринятой схеме.

В качестве примеров могут быть представлены следующие среды.

Состав простой плотной (агаризованной) питательной среды:

Пептона 1,0

Натрия хлорида 0,5

Агара 2,0

Воды очищенной до 100 мл

Стерилизуют 30 минут при 120⁰ С или 1 час при 100⁰ С.

Состав синтетической жидкой питательной среды (соотношение С/N равно 40:1):

Глюкозы 6,0

Мочевина 0,2

Магния сульфата 0,05

Натрия хлорида 0,05

Калия фосфата однозамещенного 0,1

Дрожжевого экстракта 0,05

Железа сульфата двухвалентного 0,001

Воды очищенной до 100 мл

Значение рН среды 6,3-6,8

Растворы глюкозы и мочевины готовят отдельно, стерилизуют.

Смешивают перед посевом культуры.

Стерилизовать 30 минут при 120⁰ С или 1 час при 100⁰ С.

Хранить не более 24 часов после смешения

Для получения более совершенных продуцентов используется мутагенез, гибридизация и генетическая перестройка в опытах «in vivo» и «in vitro».

Ко времени открытия антибиотиков генетика обладала мощным средством перестройки генов – мутагенезом. Этот метод и был положен в основу всей селекционной работы с микроорганизмами, продуцентами различных продуктов биосинтеза: антибиотиков, аминокислот, витаминов, ферментов и др. Следует отметить, что эффективность отбора лучших продуцентов за 30-40 лет достигла высоких производственных результатов. Так, например, продуктивность по синтезу пенициллина увеличилась в 300-400 раз, лизина – в 400-450 раз. Полученные результаты позволил снизить себестоимость ряда биосинтетических продуктов до самой низкой отметки и сделали их широко используемыми в медицинской практике, ветеринарии, пищевой промышленности, в сельском хозяйстве.

Дата добавления: 2014-01-07