Виготовлення, стерилізація та зберігання основних типів поживних середовищ

У лабораторних умовах мікроорганізми культивують на живильних середовищах, які повинні мати всі речовини, необхідні для їх росту. Конструктивні і енергетичні процеси у мікроорганізмів дуже відрізняються. Тому так само відрізняються їх потреби у живильних речовинах. Універсальних середовищ, однаково придатних для росту всіх без винятку мікроорганізмів, не існує. Відомо дуже багато живильних середовищ (ще в 1930 р. було класифіковано більше 2000 середовищ). В той же час число інгредієнтів, які становлять основу живильних середовищ, невелике.

Основними компонентами будь-якого живильного середовища для культивування мікроорганізмів є сполуки вуглецю і азоту. Вони і визначають специфічність більшості живильних середовищ.

Натуральними зазвичай називають середовища, які складаються з продуктів тваринного або рослинного походження, і мають складний невизначений хімічний склад. До них належать овочеві чи фруктові соки, м’ясо, кров, молоко, відвари або екстракти, отримані з м’яса, риби, ґрунту, гною чи овочів. Натуральні середовища непридатні для вивчення фізіології обміну речовин мікроорганізмів, оскільки вони не дають можливості визначити використання окремих компонентів середовища, а з іншого боку, з’ясувати, які речовини утворюються мікроорганізмами. Тому такі середовища використовують, головним чином, для підтримування культур мікроорганізмів, накопичення біомаси та їх діагностики. До числа натуральних середовищ, які часто використовують у лабораторній практиці, відносять м’ясо-пептонний бульйон і неохмелене пивне сусло.

Синтетичні середовища – це середовища, до складу яких входять певні хімічні сполуки, взяті у точно вказаній кількості. Синтетичні середовища широко використовують при дослідженні метаболізму мікроорганізмів. Існує багато прописів синтетичних середовищ, які забезпечують ріст різних мікроорганізмів.

Поряд з натуральними і синтетичними виділяють так звані напівсинтетичні середовища. Основним їх компонентом є синтетичні середовища, до яких додають у невеликій кількості речовини невизначеного складу: пептон (джерело азотного живлення), дріжджовий автолізат (джерело вітамінів групи В, піримідинових і пуринових основ), гідролізат казеїну (джерело амінокислот). Напівсинтетичні середовища широко застосовуються в мікробіологічній промисловості для отримання вітамінів, антибіотиків, амінокислот тощо.

Селективні середовища забезпечують переважний розвиток певної групи мікроорганізмів, для якої характерні подібні культуральні потреби. Ці середовища дозволяють вирощувати окремі види мікроорганізмів без попередньої стерилізації. Вони призначені для виділення мікроорганізмів з місць їх природного існування і отримання накопичувальних культур. Наприклад, для стафілококів використовують жовчно-сольовий агар, а для сальмонел – середовище Мюллера та селенітове середовище.

Диференційно-діагностічні середовища дають можливість швидко відрізнити одні види мікроорганізмів від інших, або виявити деякі їх особливості. До них належать: середовище Ендо – для виявлення бактерій кишкової групи, Сабуро – для виявлення патогенних дріжджів роду Candida та інших.

За консистенцією розрізняють рідкі, сипкі і тверді середовища.

Рідкі середовища широко застосовують для накопичення біомаси чи продуктів обміну мікроорганізмів, для підтримки і збереження колекції культур мікроорганізмів, які погано розвиваються на твердих середовищах.

Сипкі середовища застосовують у мікробіологічній промисловості для культивування деяких продуцентів фізіологічно активних сполук, нарощування міцелію грибів. До таких середовищ відносять розварене пшоно, висівки, ячмінь, пшеницю, жито тощо.

Тверді середовища використовують для виділення чистих культур, з діагностичною метою для опису колоній, характеру росту мікроорганізмів, для визначення кількості мікроорганізмів, їх біологічної активності, для збереження культур у колекціях тощо. Для ущільнення середовищ використовують агар або желатин.

Агар -складний полісахарид, якій отримують з морських водоростей. Він здатний утворювати гелі, які плавляться при температурі приблизно 100°С і стають твердими при 45°С. Агар не розщеплюється під дією більшості мікроорганізмів. За необхідності його можна використовувати кілька разів після кількакратного промивання дистильованою водою і наступного фільтрування.

Желатин – білок, який отримують виварюванням кісток, хрящів, сухожиль, луски. Желатин плавиться при температурі 25°С, яка нижча за звичайну температуру інкубації багатьох мікроорганізмів (30-37°С). Ця властивість желатину обмежує його застосування для ущільнення середовища. Желатин використовують, головним чином, для виявлення протеолітичної активності мікроорганізмів. Його додають до рідких середовищ у кількості 15-20%. Желатинові середовища стерилізують при 0,5 атм 15 хв.