Жизнь дается человеку один только раз. И прожить ее надо так… чтобы там наверху офигели и сказали: «А ну-ка повтори!»
культивированиеКультивирование - процесс выращивания м/о на питательных средах в определенных условиях, а развивающийся при этом организм называют культурой.
Рост - физиологический процесс в ходе которого увеличиваются размеры и масса оно популяции.
Рост культуры – не только рост одной клетки, но и общее увеличение числа клеток – биомассы, т.е. рост культуры м/о.
Способы культивирования: поверхностный/глубинный; периодический/непрерывный; в аэробных и анаэробных условиях.
Культивирование на поверхности жидких, плотных и сыпучих сред.
М/о кислород получают непосредственно из воздуха. При этом способе важно увеличить площадь соприкосновения среды с воздухом. Н сыпучих средах поверхностным методом получают ферментные препараты. В жидких средах аэробные м/о часто растут, образуя на поверхности пленку. Этот способ используется и в лабораториях и в промышленности.
Глубинное культивирование в жидких средах.
При этом способе м/о используют растворенный кислород, поэтому среду надо постоянно аэрировать.
• Выращивание на качалках, обеспечивающих встряхивание или вращение колб или пробирок → выше скорость вращения → больше соприкосновение среды с воздухом → выше насыщение кислородом.
• Продувание через толщу среды стерильного воздуха.
Преимущества: способ не требует больших площадей и громоздкого оборудования, простота обслуживания, возможность автоматизации, удобство выделения целевого продукта из культуальной жидкости.
1. Периодическое - весь объем пит среды засевают чистой культурой и выращивание ведут в оптимальных условиях определенной период времени до накопления нужного кол-ва целевого продукта. Культура проходит 4 фазы:
а) лаг фаза (следует за внесением посевного материала в пит среду. М/о приспосабливаются к среде)
б) фаза логарифмического роста – высокая скорость размножения клеток
в) стационарная фаза (размножение замедляется, скорость размножения = скорости отмирания, число клеток = const)
г) фаза отмирания – кол-во клеток снижается, они отмирают.
Недостаток: нерациональные затраты времени а прохождение всех 4х стадий развития культуры, и самый активный занимает небольшую часть производственного цикла.
2. Непрерывное – культура находится в спец аппарате, куда постоянно притекает пи среда и с той же скоростью отводится культуральная жидкость. Посевной материал выращивается до стадии логарифмического роста и вносится в пит среду. При боьших скоростях притока среды быстро обновляется → культура поддерживается сколь угодно долго в активном состоянии.
3. Непрерывное культивирование м/о в иммобилизованном (прикрепленном) состоянии – на пленках, гранулах, волокнах специально подобранных синтетических полимерных материалах. Иммобилизванные клетки м/о функционируют многократно и в течение длительного времени сохраняют высокую биохимическую активность.
Элективные условия обеспечивают преимущественное развитие выделяемой культуры и ограничивают развитие сопутствующих м/о. Эти условия можно создать, используя элективные среды. Перед выделением чистой культуры из какого либо пищевого продукта или природного субстрата, в котором м/о находится в небольшом кол-ве, получают накопительные культуры в элективных условиях.
Накопительные культуры состоят преимущественно из клеток одного м/о, т.к. элективные среды в сочетании с элективными условиями ограничивают развитие сопутствующих м/о. После получения накопительной культуры приступают к выделению чистой культуры.
Чистые культуры - потомства одной клетки; культуры, представленная м/о одного вида.
Хранение чистых культур:
• В пробирках на плотной среде, периодически пересевая на свежие среды
• Под слоем вазелинового масла при низких и ультранизких температурах.
• Методом лиофилизации – высушивание м/о из замороженного состояния под вакуум.
Чистые культуры хранятся в коллекции музея чистых культур.
Разведение чистой культуры осущ путем посева м/о из коллекционной культуры в стерильную пит среду и включает несколько последовательных пересевов в постепенно возрастающие объемы пит среды.
Процесс разведения состоит из 2х стадий:
1. Лабораторный (разведение чистой культуры в м/биол лаборатории)
2. Производственный ( разведение в отделении чистой культуры) После производственной стадии разведения получают технические чистые культуры, в кол-ве, достаточном для засева производственных емкостей.
М/о и окружающая среда
Экология – наука о взаимоотношениях живых организмов с окруж средой.
Биоценозы – сложные сообщества различных видов организмов, являющиеся организованной системой. Состав и характер биоценоза определяется св-вами окруж среды и взаимоотношениями, сущ м-ду представителями отдельных видов.
Экологические факторы – отдельные св-ва среды обитания, воздействующие на м/о. огут быть как полезными так и вредными.
Мутагенез – изменение наследственных св-в клетки под воздействием экологических факторов.
Экологические факторы многообразны и изменчивы → м/о адаптируются к ним. Некоторые м/о переносят неблагоприятные условия, образуя споры и др покоящиеся формы.
Гибель м/о – необратимая утрата способности к росту и размножению.
Реактивация м/о - ликвидация повреждений, возникших в клетке, в опред условиях.
Экологические факторы по своей природе и специфике делятся на абиотические (факторы неживой природы; физико-химически условия среды обитания - температура, влажность среды, осмотическое давление , различные вид лучистой энергии, концентрация водородных ионов, кислорода…), биотические (взаимоотношение м-ду м/о (факторы живой природы – симбиоз), антропогенные (влияние чел-а).
Отношение м/о к влажности
На жизнедеятельность микроорганизмов большое влияние оказывает влажность среды. Вода входит в состав их клеток (до 85%) и поддерживает тургорное давление в них. Кроме того, питательные вещества, могут проникать внутрь клетки лишь в растворенном состоянии, и в растворенном виде удаляются из клетки продукты обмена. Все химические реакции, протекающие и клетках, требуют также наличие водной среды. Поэтому, обезвоживание субстрата (продукта), и клеток микроорганизмов, приводит к задержке их развития, они остаются недеятельными, хотя и могут сохранять жизнеспособность. При увеличении влажности жизнедеятельность микроорганизмов восстанавливается.
Микроорганизмы в зависимости от их отношения к влажности среды делятся на гидрофиты (влаголюбивые), мезофиты (средневлаголюбииые) и ксерофиты (сухолюбивые). Большинство бактерий и дрожжей гидрофиты, Многие мицелиальные грибы - мезофиты, но среди них встречаются как гидрофиты, так и ксерофиты. Для бактерий минимальная влажность субстрата, частности в пищевых продуктов, при которой они еще могут развиваться, составляет 20-30%, для мицелиальных грибов - 11-13% т.е. они могут расти на едва увлажненных субстратах.
Микроорганизмы развиваются только при наличии доступной влаги. Доступность, содержащейся в субстрате (продукте), влаги носит название активности воды - (aw). Этот показатель выражает отношение давления паров воды над данным субстратом (Р) к давлению паров воды над чистой водой (Р0) при одной и той же температуре: aw=P/P0 .
Существуют различные пути снижения активности воды с целью сохранения пищевых продуктов от микробной порчи: сушка, вяление, добавление в продукт различных растворимых веществ (сахара, соли), а также замораживание.
Влияние pH среды на м/о
В зависимости от отношения к рН среды их можно разделить на три группы: нейтрофилы, ацидофилы и алкалофилы.
Нейтрофилы предпочитают нейтральную реакцию среды, оптимальный рН для их роста составляет 6,8-7,3°, минимальный -4°, максимальный-9. Подавляющее большинство бактерий относятся к нейтрофилам (гнилостные бактерии, возбудители отравлений, бактерии группы кишечной палочки и др.).
Ацидофилы (кислотолюбивые) развиваются при оптимальном рН 4 и выше (уксуснокислые и другие бактерии, процидурующие органические кислоты).
Алакалофилы (щелочелюбивые) развиваются при оптимальном рН 9 и выше (некоторые представители бактерий кишечной группы - холерный вибрион и др.).
У большинства эукариот (мицелиальные грибы и дрожжи) оптимальный рН для их роста равен 4,5 - 6. Минимум рН для дрожжей составляет 3, для грибов - 1,5; максимальный для дрожжей - 8,5°, для грибов -10, т.е. мицелиальные грибы могут расти в более широком диапазоне рН, чем дрожжи.
Указанные предельные значения рН могут значительно колебаться в зависимости от других условий среды. В кислой среде усиливается действие других неблагоприятных факторов.
Влияние кислорода на м/о
Отношение микроорганизмов к содержанию кислорода в среде определяется наличием у тех или иных окислительно-восстановительных ферментов, ответственных за энергетический обмен.
Окислительно-восстановительные условия в среде характеризуются
окислительно-восстановительным потенциалом -rH2 (этот показатель представляет собой отрицательный логарифм давления молекулярного водорода в срде, взятый с обратным знаком) выражающим степень аэробности среды, или степенью насыщения ее кислородом.
В среде, окислительные свойства которой соответствуют насыщению её кислородом, rH2 равен 41. В среде с высокими восстановительными условиями, соответствующими насыщению среды водородом, rH2 равен 0. При равновесии окислительных и восстановительных процессов в среде rH2 ниже 28, то это указывает на большую или меньшую восстановительную способность среды, а выше 28 - не её окислительную способность.
Окислительно-восстановительный потенциал среды влияет не только на рост и размножение микроорганизмов, но и на их биохимическую активность.
Отношение м/о к температурному фактору
По отношению к температуре микроорганизмы подразделяют на три группы психрофилы, мезофилы и термофилы.
Пспхрофилы или холодолюбивые микроорганизмы, лучше развиваются при относительно низких температурах. Оптимальная температура их развития от 10 до15 С , максимальная около 30°С и минимальная - от минус 10 до 0°С. к ним относятся в основном обитатели холодных источников, северных морей, обитатели почв полярных стран, микроорганизмы, развивающиеся в холодильниках на охлажденных продуктах и вызывающие их порчу.
Мезофилы - предпочитают средние температуры. Для них оптимум
25-40°С, максимум - в пределах 45-5.0°С. Мезофилы - наиболее
распространенная в природе группа микроорганизмов, обитающих в воде,
воздухе, почве, в живых организмах.
Термофилы - теплолюбивые микроорганизмы, лучше развиваются при относительно высоких температурах. Оптимальная температура их развития 50-60°С, максимальная - 70-80°С, минимальная - около 30°С.
Согласно одной из последних (4), было предложено разделить термофилы на три основные группы;
1. Строгие или облигатные, термофилы, которые обнаруживают оптимум роста при температуре от 65 до70С, но не растут при температурах ниже 40-42°С.
2. Факультативные (условные) термофилы, имеющие максимальную температуру роста между 50 и 65°С и способные также к размножению при комнатной температуре.
3. Термотолерантные микроорганизмы, имеющие максимальную температуру роста при 40-50°С, но растут они также и при комнатной теммпературе.
Термофилам и психрофилам относятся в основном бактерии.
Термоустойчивость - способность микроорганизмов выдерживать длительное нагревание при температурах, превышающих температурный Максимум их развития. Термоустойчивость связана с наличием у Микроорганизмов спор.
Отношение микроорганизмов к высоким температурам
Повышение температуры среды по сравнению с оптимальной температурой оказывает на микроорганизм более неблагоприятное воздействие, чем ее понижение. Механизм губительного действия температур еще недостаточно ясен. С одной стороны, известно, что нагревание вызывает денатурацию белков. С другой стороны, установлено, что на температуру денатурации белка очень сильно влияет содержание в нем воды. Чем меньше в нем воды, им более высокие температуры необходимы для его свертывания.
Отношение микроорганизмов к низким температурам
К низкой температуре микроорганизмы более устойчивы. Несмотря на то, что размножение и биохимическая активность микроорганизмов при температуре ниже минимальной прекращаются, гибель самих клеток чаще всего не наступает, они переходят в состоянии анабиоза ("скрытой жизни"). В таком состоянии многие микроорганизмы, и особенно их споры, остаются жизнеспособными длительное время. При повышении температуры споры прорастают в вегетативные клетки и начинают активно размножаться.
Низкие температуры вызывают гибель микроорганизмов тогда, когда замерзает среда, в которой они обитают, или происходят резкие скачки температуры, например, при многократно повторяющемся замораживании и оттаивании. Причиной гибели микроорганизмов при низкой температуре является нарушение обмена веществ клетки в результате инактивирования ферментов, когда значительно замедляются внутриклеточные химические превращения веществ. Кроме того, в результате вымораживания воды, происходит повышение осмотического давления среды, а, следовательно, снижение активности воды в ней, что тоже ведет к нарушению обмена веществ.
Низкие температуры используют для сохранения скоропортящихся продуктов. Их хранят либо в охлажденном состоянии - при температуре от 10°С до -2°С, либо в замороженном виде - при температуре от - 12°С до -30°С. Гнилостные и вызывающие пищевые отравления бактерии являются мезофилами, поэтому не размножаются при 4-5°С, а патогенные не растут даже при 10°С.
Некоторые микроорганизмы временно выдерживают очень низкие температуры (кишечная палочка и брюшнотифозная палочка).
При замораживании погибает значительная часть микроорганизмов, обсеменяющих продукт, и при последующем хранении замороженных продуктов постепенно погибают и все остальные. Особенно губительно медленное замораживание.
Методы стерилизации в м/биологии
В практической работе под стерилизацией понимают методы, применяемые для уничтожения всех форм жизни, как на поверхности, так и после стерилизующих объектов.
Термин "стерильность" имеет абсолютное значение. Можно говорить только либо о стерильности, либо о пастеризации, но не может быть состояния "частичной" или "неполной стерилизации".
Существуют следующие способы стерилизации:
1. Термическая стерилизация
• прокаливание в пламени горелки;
• стерилизация горячим воздухом;
• стерилизация насыщенным паром под давлением (автоклавированием);
• дробная стерилизация (тиндализация).
2. Холодная стерилизация
• Фильтрование;
• химические дезинфицирующие средства;
• ультрафиолетовые излучения.
Возможность и целесообразность того или иного способа определяется особенностями материала, подлежащего стерилизации, его физическими свойствами и химическим составом, целью исследования.
Стерилизация инструментов и приборов
Мелкие металлические инструменты (петли, иглы, пинцеты, ножницы) стерилизуют прокаливанием в пламени горелки непосредственно перед использованием
Приборы для культивирования микроорганизмов, а также детали к этим приборам, резиновые пробки стерилизуют автоклавированием. Некоторые предметы (металлические инструменты, мембранные фильтры) иногда стерилизуют длительным кипячением в дистиллированной воде. Предметы, изготовленные из термолабильных пластмасс, например, центрифужные пробирки, стерилизуют ультрафиолетовыми лучами.
Стерилизация стеклянной посуды (стерилизация горячим воздухом)
Основным способом стерилизации стеклянной посуды, ваты, марли, бумаги является стерилизации горячим воздухом. Она осуществляется в сушильных шкафах при температуре 165-180°С в течение 1,5-2 ч.
Посуду перед стерилизацией тщательно моют, сушат, завёртывают в бумагу для сохранения стерильности после прогревания.
Стерилизация питательных сред. Стерилизация насыщенным паром под давлением
(автоклавирование)
Это наиболее надёжный и чаще всего применяемый способ стерилизации питательных сред. Он основан на прогревании субстрата насыщенным водяным паром при давлении выше атмосферного. С повышением давления пара возрастает его температура. Совместное действие высокой температуры и пара обеспечивает надёжность стерилизации: при автоклавировании погибают и вегетативные клетки и споры микроорганизмов.
Дробная стерилизация (тиндализация)
Применяется для стерилизации сред, портящихся под действием температура выше 100°С. Принцип тиндализации заключается в том, что проводят нагревание среды или компонентов при нормальном давлении несколько раз и в период между прогреваниями дают прорасти жизнеспособным спорам. Предполагается, что возникшие из спор клетки погибают при последующем прогревании, не успев образовать новые споры.
Прогревание можно осуществлять в парах кипящей воды или как, говорят, текучим паром.
Среды, не выдерживающие нагревания при 100°С, прогревают более осторожно при 60-80°С 4-5 дней подряд.
Пастеризация
Он предназначен для уничтожения в основном бесспоровых микроорганизмов. Пастеризация в подавляющем большинстве случаев не обеспечивает стерильности субстрата. Её проводят при -70сС от 16 до 30 мин, при 80°С - 10-15 мин. Иногда материал нагревают до 90°С и сразу не охлаждают. При таких способах обработки погибнет большинство бесспоровых форм. Этот вид стерилизации проводится на водной бане или в ультратермостате.
Холодная пастеризация Стерилизация фильтрованием
Применяется в тех случаях, когда субстраты не выдерживают нагревания, в частности, для сред, содержащих белки, для сывороток, некоторых антибиотиков, витаминов, летучих веществ и др. Этот прием довольно широко используется для стерилизации культуральной жидкости, когда необходимо освободиться от клеток микроорганизмов, но сохранить все содержащиеся в ней продукты обмена в неизменном виде. Способ заключается в фильтровании жидкостей через специальные фильтры, имеющие мелкопористые перегородки и поэтому задерживающие клетки микроорганизмов. Причем здесь имеет место не только механическая задержка, но и адсорбция микроорганизмов на стенках (поверхностях) пор, вследствие того, что большинство микроорганизмов в водных суспензиях несет на своей поверхности отрицательный заряд, а фильтры изготавливаются из положительно заряженных материалов. Поры фильтров должны быть достаточно мелкими не только затем, чтобы обеспечить механическую задержку клеток, но и для того, чтобы микроорганизмы оказались в сфере действия электрических зарядов стенок.
В настоящее время используют три типа фильтров:
1. Мембранные фильтры (пористые диски, изготовляемые из смеси асбеста и целлюлозы).
2. Фильтры Зейтца (диски, изготовляемые из смеси асбеста и целлюлозы).
3. Мелкопористые стеклянные фильтры (диски, изготовленные из фрагментов стекла путем их сплавления).
Одним из видов химической обработки может считаться частичная стерилизация с помощью антибиотиков.
Влияние энергии электромагнитных излучений на м/о
Воздействие на микроорганизмы различных форм лучистой энергии, представляющих собой электромагнитные колебания с различной длиной полны, проявляется по-разному. Биологическое действие излучений зависит от длины волны. Чем она короче, тем в ней больше заключено энергии, тем сильнее воздействие на организм.
К электромагнитным излучениям с разной длиной волн относятся: ионизирующие излучения (космические, рентгеновские лучи и радиоактивные излучения), ультрафиолетовые лучи, видимый свет, радиоволны.
Ионизирующее излучение
К ним относятся космические, рентгеновские лучи и радиоактивное
излучения (-, - и - лучи), возникающие при распаде радиоактивных
элементов. Они имеют наиболее короткую длину волны и обладают в
проникающей способностью.
Эффект воздействия ионизирующих излучений на микроорганизмы зависит от дозы облучения (количества поглощённой энергии). В малых дозах эти лучи действуют стимулирующе - повышают интенсивность жизненных процессов, повышение дозы приводит к возникновению мутаций, а дальнейшее увеличение дозы - к гибели.
Устойчивость различных микроорганизмов к этим видам излучений неодинакова. Наиболее чувствительны грамотрицательные бактерии. Слабой устойчивостью отличаются психрофильные бактерии. Более устойчивы грамположительные бактерии, особенно некоторые микрококки.
Ионизирующие излучения, особенно гамма-лучи, нашли широкое применение в медицине для обеззараживания воды. Источником излучения для радиационной обработки продуктов служат преимущественно радиоактивные изотопы 60Со и 137Cs.
Радуризация - это обработка пищевых продуктов в дозах, достаточных для гибели патогенных для человека микроорганизмов.
УФ лучи
Действие Уф-лучей на микроорганизмы сходно с ионизирующими излучениями: они вызывают либо гибель, либо мутации микроорганизмов в зависимости от вида микроорганизмов, дозы и продолжительности облучения.
Очень малые дозы облучения действуют даже стимулирующе на отдельные функции микроорганизмов. Более высокие, но не приводящие к гибели дозы вызывают торможение отдельных процессов обмена, изменение свойств микроорганизмов, вплоть до наследственных. При дозе ниже смертельной возможно восстановление (реактивация) нормальной жизнедеятельности микроорганизмов.
Гибель микроорганизмов происходит при облучении их Уф-лучами с короткой длиной волны (250-260 нм). Так, летальный эффект Уф-лучей с длиной волны около 260 нм объясняется тем, что именно в этой области лежит максимум поглощения Уф-лучей молекулами ДНК и РНК.
Однако применение Уф-облучения с целью стерилизации пищевых продуктов ограничено вследствие их невысокой проникающей способности, позволяющей обеспложивать только поверхность продуктов (например, поверхность упакованного хлеба).
Лазерное излучение
Это излучение представляет собой фокусированное в виде пучка электромагнитное излучение в диапазоне от инфракрасного до ультрафиолетового спектров. Оно обладает очень большой энергией и способно вызывать сильное биологическое воздействие.
Под влиянием лазерного излучения повышается температура биологических тканей, происходит коагуляция белков и разрушение клеток. Выявлено, что ультрафиолетовый спектр лазерного излучения обладает более высоким антимикробным действием, чем синий и красный.
В зависимости от природы спектра, мощности излучений и продолжительности облучения можно получить как стимулирующий, так и ингибирующий (подавление роста) и летальный эффекты.
Свет
Свет необходим только для фотосинтезирующих микробов, использующих световую энергию в процессе ассимиляции углекислого газа.
Микроорганизмы, не способные к фотосинтезу, хорошо растут в темноте. Прямые солнечные лучи губительны для микроорганизмов, даже рассеянный свет подавляет в той или иной мере их рост.
Радиоволны
Короткие электромагнитные волны длиной от 10 до 50 м ультракороткие длиной от 10 м до миллиметров обладают стерилизующим эффектом. Это объясняется тем, что при прохождении коротких и ультрарадиоволн через среду возникают переменные токи высокой (ВЧ) и сверхвысокой (СВЧ) частоты. В электромагнитом поле электрическая энергия преобразуется в тепловую.
Вызывая нагревание среды, СВЧ-поле действует губительно на микроорганизмы. При этом основной причиной гибели микроорганизмов является повреждение клетки под влиянием высоких температур.
Ультразвук
Ультразвуки (УЗ)1 - это механические колебания с частотами выше 20000 Гц2 (20 кГц), что находится за пределами частот, воспринимаемых человеком.
УЗ-колебания ускоряют многие химические реакции, вызывают распад высокомолекулярных соединений, коагуляцию белков, инактивацию ферментов и токсинов, могут привести к разрыву клеточной стенки, и иногда к разрушению внутриклеточных структур. Летальное действие УЗ начинает проявляться при интенсивности 0,5-1,0 Вт/см2 и частоте колебаний порядка десятков кГц.
Основной причиной гибели микроорганизмов, очевидно, является особый эффект, называемый кавитацией. При прохождении через жидкость УЗ-ВОЛН в ней образуются мелкие разрывы, которые под действием сил поверхностного натяжения жидкости принимает форму пузырьков. В момент захлопывания кавитационного пузырька возникает мощная гидравлическая ударная волна, обладающая сильным разрушительным действием.
Влияние концентрации растворенных в-в в среде на м/о
Пит среда: осн компонент углерод и азот.
По потребности в углероде м/о делятся на:
• Автотрофы (способны самостоятельно усваивать углерод из воздуха)
• Гетеротрофы (нуждается в готовых орг соединениях – углеводы, углводороды)
По потребности в азоте:
• Аминоавтотрофы (усваивают азот из минеральных соединений – нитраты, нитриты)
• Аминогетеротроы (нуждаются в готовых органически азотосодержащих соединений – белки, аминок-ты)
По потребностях в факторах роста:
• Пртотрофы (способны синтезировать ростовые в-ва сами-витамины)
• Ауксотрофы (не способны синтезирвать отдельные витамины, аминокты и для них нужны ростовы в-ва, которые они могут получить из экстрактов растений и животных, и за счет симбиоза с м/о)
Среды по составу :
• Естественные – среды, которые состоят из продуктов животного или растительного происхождения (овощные, фруктовые соки, животные ткани, молоко)
• Натуральные – содержат все компоненты, необходимые для роста и развития. Они имеют сложный, непостоянный хим состав (мясопептонный бульон, неохмельное пивное сусло, дрожжевая и картофельная среды)
• Синтетические – в них входят лишь соединения определенного хим состава, взятые в точно указанных кол-вах. Могут быть сложными и простыми по составу.
• Полусинтетические – главный компонент соединения известного хим состава – углеводы, соли аммония, фосфаты и т.д. В их состав всегда включаются в-ва неопределенного состава, такие как дрожжевй автолизат, почвенный экстракт или гидролизат казеина.
Среды по назначению:
1. Элективные – для выделения м/о из мест их естественного обитания. Обеспечивают преимущественное развитие определенной группы м/о, для кот характерна общность физеологических св-в.
2. Дифферениально-диагноститчкие (индикаторные) – дают возможность быстро отличить один вид м/о от другого.
Среды по физическому составу:
1. Жидкие (для выяснения физеологобиохимических особенностей м/о; накопление биомассы или продуктов обмена; поддержание и хранение м/о, плохо развивающихся на плотных средах)
2. Сыпучие (для культивирования некоторых продуцентов физеологически активных соединении; в коллекциях для сохранения культур)
3. Плотные (для выделения чистых культур в диагностических целях; для описаний колоний; для определения кол-ва м/о, их антибиотической активности; для хранения культур в коллекции) Для уплотнения сред применяют агар или желатин.
Рост - физиологический процесс в ходе которого увеличиваются размеры и масса оно популяции.
Рост культуры – не только рост одной клетки, но и общее увеличение числа клеток – биомассы, т.е. рост культуры м/о.
Способы культивирования: поверхностный/глубинный; периодический/непрерывный; в аэробных и анаэробных условиях.
Культивирование на поверхности жидких, плотных и сыпучих сред.
М/о кислород получают непосредственно из воздуха. При этом способе важно увеличить площадь соприкосновения среды с воздухом. Н сыпучих средах поверхностным методом получают ферментные препараты. В жидких средах аэробные м/о часто растут, образуя на поверхности пленку. Этот способ используется и в лабораториях и в промышленности.
Глубинное культивирование в жидких средах.
При этом способе м/о используют растворенный кислород, поэтому среду надо постоянно аэрировать.
• Выращивание на качалках, обеспечивающих встряхивание или вращение колб или пробирок → выше скорость вращения → больше соприкосновение среды с воздухом → выше насыщение кислородом.
• Продувание через толщу среды стерильного воздуха.
Преимущества: способ не требует больших площадей и громоздкого оборудования, простота обслуживания, возможность автоматизации, удобство выделения целевого продукта из культуальной жидкости.
1. Периодическое - весь объем пит среды засевают чистой культурой и выращивание ведут в оптимальных условиях определенной период времени до накопления нужного кол-ва целевого продукта. Культура проходит 4 фазы:
а) лаг фаза (следует за внесением посевного материала в пит среду. М/о приспосабливаются к среде)
б) фаза логарифмического роста – высокая скорость размножения клеток
в) стационарная фаза (размножение замедляется, скорость размножения = скорости отмирания, число клеток = const)
г) фаза отмирания – кол-во клеток снижается, они отмирают.
Недостаток: нерациональные затраты времени а прохождение всех 4х стадий развития культуры, и самый активный занимает небольшую часть производственного цикла.
2. Непрерывное – культура находится в спец аппарате, куда постоянно притекает пи среда и с той же скоростью отводится культуральная жидкость. Посевной материал выращивается до стадии логарифмического роста и вносится в пит среду. При боьших скоростях притока среды быстро обновляется → культура поддерживается сколь угодно долго в активном состоянии.
3. Непрерывное культивирование м/о в иммобилизованном (прикрепленном) состоянии – на пленках, гранулах, волокнах специально подобранных синтетических полимерных материалах. Иммобилизванные клетки м/о функционируют многократно и в течение длительного времени сохраняют высокую биохимическую активность.
Элективные условия обеспечивают преимущественное развитие выделяемой культуры и ограничивают развитие сопутствующих м/о. Эти условия можно создать, используя элективные среды. Перед выделением чистой культуры из какого либо пищевого продукта или природного субстрата, в котором м/о находится в небольшом кол-ве, получают накопительные культуры в элективных условиях.
Накопительные культуры состоят преимущественно из клеток одного м/о, т.к. элективные среды в сочетании с элективными условиями ограничивают развитие сопутствующих м/о. После получения накопительной культуры приступают к выделению чистой культуры.
Чистые культуры - потомства одной клетки; культуры, представленная м/о одного вида.
Хранение чистых культур:
• В пробирках на плотной среде, периодически пересевая на свежие среды
• Под слоем вазелинового масла при низких и ультранизких температурах.
• Методом лиофилизации – высушивание м/о из замороженного состояния под вакуум.
Чистые культуры хранятся в коллекции музея чистых культур.
Разведение чистой культуры осущ путем посева м/о из коллекционной культуры в стерильную пит среду и включает несколько последовательных пересевов в постепенно возрастающие объемы пит среды.
Процесс разведения состоит из 2х стадий:
1. Лабораторный (разведение чистой культуры в м/биол лаборатории)
2. Производственный ( разведение в отделении чистой культуры) После производственной стадии разведения получают технические чистые культуры, в кол-ве, достаточном для засева производственных емкостей.
М/о и окружающая среда
Экология – наука о взаимоотношениях живых организмов с окруж средой.
Биоценозы – сложные сообщества различных видов организмов, являющиеся организованной системой. Состав и характер биоценоза определяется св-вами окруж среды и взаимоотношениями, сущ м-ду представителями отдельных видов.
Экологические факторы – отдельные св-ва среды обитания, воздействующие на м/о. огут быть как полезными так и вредными.
Мутагенез – изменение наследственных св-в клетки под воздействием экологических факторов.
Экологические факторы многообразны и изменчивы → м/о адаптируются к ним. Некоторые м/о переносят неблагоприятные условия, образуя споры и др покоящиеся формы.
Гибель м/о – необратимая утрата способности к росту и размножению.
Реактивация м/о - ликвидация повреждений, возникших в клетке, в опред условиях.
Экологические факторы по своей природе и специфике делятся на абиотические (факторы неживой природы; физико-химически условия среды обитания - температура, влажность среды, осмотическое давление , различные вид лучистой энергии, концентрация водородных ионов, кислорода…), биотические (взаимоотношение м-ду м/о (факторы живой природы – симбиоз), антропогенные (влияние чел-а).
Отношение м/о к влажности
На жизнедеятельность микроорганизмов большое влияние оказывает влажность среды. Вода входит в состав их клеток (до 85%) и поддерживает тургорное давление в них. Кроме того, питательные вещества, могут проникать внутрь клетки лишь в растворенном состоянии, и в растворенном виде удаляются из клетки продукты обмена. Все химические реакции, протекающие и клетках, требуют также наличие водной среды. Поэтому, обезвоживание субстрата (продукта), и клеток микроорганизмов, приводит к задержке их развития, они остаются недеятельными, хотя и могут сохранять жизнеспособность. При увеличении влажности жизнедеятельность микроорганизмов восстанавливается.
Микроорганизмы в зависимости от их отношения к влажности среды делятся на гидрофиты (влаголюбивые), мезофиты (средневлаголюбииые) и ксерофиты (сухолюбивые). Большинство бактерий и дрожжей гидрофиты, Многие мицелиальные грибы - мезофиты, но среди них встречаются как гидрофиты, так и ксерофиты. Для бактерий минимальная влажность субстрата, частности в пищевых продуктов, при которой они еще могут развиваться, составляет 20-30%, для мицелиальных грибов - 11-13% т.е. они могут расти на едва увлажненных субстратах.
Микроорганизмы развиваются только при наличии доступной влаги. Доступность, содержащейся в субстрате (продукте), влаги носит название активности воды - (aw). Этот показатель выражает отношение давления паров воды над данным субстратом (Р) к давлению паров воды над чистой водой (Р0) при одной и той же температуре: aw=P/P0 .
Существуют различные пути снижения активности воды с целью сохранения пищевых продуктов от микробной порчи: сушка, вяление, добавление в продукт различных растворимых веществ (сахара, соли), а также замораживание.
Влияние pH среды на м/о
В зависимости от отношения к рН среды их можно разделить на три группы: нейтрофилы, ацидофилы и алкалофилы.
Нейтрофилы предпочитают нейтральную реакцию среды, оптимальный рН для их роста составляет 6,8-7,3°, минимальный -4°, максимальный-9. Подавляющее большинство бактерий относятся к нейтрофилам (гнилостные бактерии, возбудители отравлений, бактерии группы кишечной палочки и др.).
Ацидофилы (кислотолюбивые) развиваются при оптимальном рН 4 и выше (уксуснокислые и другие бактерии, процидурующие органические кислоты).
Алакалофилы (щелочелюбивые) развиваются при оптимальном рН 9 и выше (некоторые представители бактерий кишечной группы - холерный вибрион и др.).
У большинства эукариот (мицелиальные грибы и дрожжи) оптимальный рН для их роста равен 4,5 - 6. Минимум рН для дрожжей составляет 3, для грибов - 1,5; максимальный для дрожжей - 8,5°, для грибов -10, т.е. мицелиальные грибы могут расти в более широком диапазоне рН, чем дрожжи.
Указанные предельные значения рН могут значительно колебаться в зависимости от других условий среды. В кислой среде усиливается действие других неблагоприятных факторов.
Влияние кислорода на м/о
Отношение микроорганизмов к содержанию кислорода в среде определяется наличием у тех или иных окислительно-восстановительных ферментов, ответственных за энергетический обмен.
Окислительно-восстановительные условия в среде характеризуются
окислительно-восстановительным потенциалом -rH2 (этот показатель представляет собой отрицательный логарифм давления молекулярного водорода в срде, взятый с обратным знаком) выражающим степень аэробности среды, или степенью насыщения ее кислородом.
В среде, окислительные свойства которой соответствуют насыщению её кислородом, rH2 равен 41. В среде с высокими восстановительными условиями, соответствующими насыщению среды водородом, rH2 равен 0. При равновесии окислительных и восстановительных процессов в среде rH2 ниже 28, то это указывает на большую или меньшую восстановительную способность среды, а выше 28 - не её окислительную способность.
Окислительно-восстановительный потенциал среды влияет не только на рост и размножение микроорганизмов, но и на их биохимическую активность.
Отношение м/о к температурному фактору
По отношению к температуре микроорганизмы подразделяют на три группы психрофилы, мезофилы и термофилы.
Пспхрофилы или холодолюбивые микроорганизмы, лучше развиваются при относительно низких температурах. Оптимальная температура их развития от 10 до15 С , максимальная около 30°С и минимальная - от минус 10 до 0°С. к ним относятся в основном обитатели холодных источников, северных морей, обитатели почв полярных стран, микроорганизмы, развивающиеся в холодильниках на охлажденных продуктах и вызывающие их порчу.
Мезофилы - предпочитают средние температуры. Для них оптимум
25-40°С, максимум - в пределах 45-5.0°С. Мезофилы - наиболее
распространенная в природе группа микроорганизмов, обитающих в воде,
воздухе, почве, в живых организмах.
Термофилы - теплолюбивые микроорганизмы, лучше развиваются при относительно высоких температурах. Оптимальная температура их развития 50-60°С, максимальная - 70-80°С, минимальная - около 30°С.
Согласно одной из последних (4), было предложено разделить термофилы на три основные группы;
1. Строгие или облигатные, термофилы, которые обнаруживают оптимум роста при температуре от 65 до70С, но не растут при температурах ниже 40-42°С.
2. Факультативные (условные) термофилы, имеющие максимальную температуру роста между 50 и 65°С и способные также к размножению при комнатной температуре.
3. Термотолерантные микроорганизмы, имеющие максимальную температуру роста при 40-50°С, но растут они также и при комнатной теммпературе.
Термофилам и психрофилам относятся в основном бактерии.
Термоустойчивость - способность микроорганизмов выдерживать длительное нагревание при температурах, превышающих температурный Максимум их развития. Термоустойчивость связана с наличием у Микроорганизмов спор.
Отношение микроорганизмов к высоким температурам
Повышение температуры среды по сравнению с оптимальной температурой оказывает на микроорганизм более неблагоприятное воздействие, чем ее понижение. Механизм губительного действия температур еще недостаточно ясен. С одной стороны, известно, что нагревание вызывает денатурацию белков. С другой стороны, установлено, что на температуру денатурации белка очень сильно влияет содержание в нем воды. Чем меньше в нем воды, им более высокие температуры необходимы для его свертывания.
Отношение микроорганизмов к низким температурам
К низкой температуре микроорганизмы более устойчивы. Несмотря на то, что размножение и биохимическая активность микроорганизмов при температуре ниже минимальной прекращаются, гибель самих клеток чаще всего не наступает, они переходят в состоянии анабиоза ("скрытой жизни"). В таком состоянии многие микроорганизмы, и особенно их споры, остаются жизнеспособными длительное время. При повышении температуры споры прорастают в вегетативные клетки и начинают активно размножаться.
Низкие температуры вызывают гибель микроорганизмов тогда, когда замерзает среда, в которой они обитают, или происходят резкие скачки температуры, например, при многократно повторяющемся замораживании и оттаивании. Причиной гибели микроорганизмов при низкой температуре является нарушение обмена веществ клетки в результате инактивирования ферментов, когда значительно замедляются внутриклеточные химические превращения веществ. Кроме того, в результате вымораживания воды, происходит повышение осмотического давления среды, а, следовательно, снижение активности воды в ней, что тоже ведет к нарушению обмена веществ.
Низкие температуры используют для сохранения скоропортящихся продуктов. Их хранят либо в охлажденном состоянии - при температуре от 10°С до -2°С, либо в замороженном виде - при температуре от - 12°С до -30°С. Гнилостные и вызывающие пищевые отравления бактерии являются мезофилами, поэтому не размножаются при 4-5°С, а патогенные не растут даже при 10°С.
Некоторые микроорганизмы временно выдерживают очень низкие температуры (кишечная палочка и брюшнотифозная палочка).
При замораживании погибает значительная часть микроорганизмов, обсеменяющих продукт, и при последующем хранении замороженных продуктов постепенно погибают и все остальные. Особенно губительно медленное замораживание.
Методы стерилизации в м/биологии
В практической работе под стерилизацией понимают методы, применяемые для уничтожения всех форм жизни, как на поверхности, так и после стерилизующих объектов.
Термин "стерильность" имеет абсолютное значение. Можно говорить только либо о стерильности, либо о пастеризации, но не может быть состояния "частичной" или "неполной стерилизации".
Существуют следующие способы стерилизации:
1. Термическая стерилизация
• прокаливание в пламени горелки;
• стерилизация горячим воздухом;
• стерилизация насыщенным паром под давлением (автоклавированием);
• дробная стерилизация (тиндализация).
2. Холодная стерилизация
• Фильтрование;
• химические дезинфицирующие средства;
• ультрафиолетовые излучения.
Возможность и целесообразность того или иного способа определяется особенностями материала, подлежащего стерилизации, его физическими свойствами и химическим составом, целью исследования.
Стерилизация инструментов и приборов
Мелкие металлические инструменты (петли, иглы, пинцеты, ножницы) стерилизуют прокаливанием в пламени горелки непосредственно перед использованием
Приборы для культивирования микроорганизмов, а также детали к этим приборам, резиновые пробки стерилизуют автоклавированием. Некоторые предметы (металлические инструменты, мембранные фильтры) иногда стерилизуют длительным кипячением в дистиллированной воде. Предметы, изготовленные из термолабильных пластмасс, например, центрифужные пробирки, стерилизуют ультрафиолетовыми лучами.
Стерилизация стеклянной посуды (стерилизация горячим воздухом)
Основным способом стерилизации стеклянной посуды, ваты, марли, бумаги является стерилизации горячим воздухом. Она осуществляется в сушильных шкафах при температуре 165-180°С в течение 1,5-2 ч.
Посуду перед стерилизацией тщательно моют, сушат, завёртывают в бумагу для сохранения стерильности после прогревания.
Стерилизация питательных сред. Стерилизация насыщенным паром под давлением
(автоклавирование)
Это наиболее надёжный и чаще всего применяемый способ стерилизации питательных сред. Он основан на прогревании субстрата насыщенным водяным паром при давлении выше атмосферного. С повышением давления пара возрастает его температура. Совместное действие высокой температуры и пара обеспечивает надёжность стерилизации: при автоклавировании погибают и вегетативные клетки и споры микроорганизмов.
Дробная стерилизация (тиндализация)
Применяется для стерилизации сред, портящихся под действием температура выше 100°С. Принцип тиндализации заключается в том, что проводят нагревание среды или компонентов при нормальном давлении несколько раз и в период между прогреваниями дают прорасти жизнеспособным спорам. Предполагается, что возникшие из спор клетки погибают при последующем прогревании, не успев образовать новые споры.
Прогревание можно осуществлять в парах кипящей воды или как, говорят, текучим паром.
Среды, не выдерживающие нагревания при 100°С, прогревают более осторожно при 60-80°С 4-5 дней подряд.
Пастеризация
Он предназначен для уничтожения в основном бесспоровых микроорганизмов. Пастеризация в подавляющем большинстве случаев не обеспечивает стерильности субстрата. Её проводят при -70сС от 16 до 30 мин, при 80°С - 10-15 мин. Иногда материал нагревают до 90°С и сразу не охлаждают. При таких способах обработки погибнет большинство бесспоровых форм. Этот вид стерилизации проводится на водной бане или в ультратермостате.
Холодная пастеризация Стерилизация фильтрованием
Применяется в тех случаях, когда субстраты не выдерживают нагревания, в частности, для сред, содержащих белки, для сывороток, некоторых антибиотиков, витаминов, летучих веществ и др. Этот прием довольно широко используется для стерилизации культуральной жидкости, когда необходимо освободиться от клеток микроорганизмов, но сохранить все содержащиеся в ней продукты обмена в неизменном виде. Способ заключается в фильтровании жидкостей через специальные фильтры, имеющие мелкопористые перегородки и поэтому задерживающие клетки микроорганизмов. Причем здесь имеет место не только механическая задержка, но и адсорбция микроорганизмов на стенках (поверхностях) пор, вследствие того, что большинство микроорганизмов в водных суспензиях несет на своей поверхности отрицательный заряд, а фильтры изготавливаются из положительно заряженных материалов. Поры фильтров должны быть достаточно мелкими не только затем, чтобы обеспечить механическую задержку клеток, но и для того, чтобы микроорганизмы оказались в сфере действия электрических зарядов стенок.
В настоящее время используют три типа фильтров:
1. Мембранные фильтры (пористые диски, изготовляемые из смеси асбеста и целлюлозы).
2. Фильтры Зейтца (диски, изготовляемые из смеси асбеста и целлюлозы).
3. Мелкопористые стеклянные фильтры (диски, изготовленные из фрагментов стекла путем их сплавления).
Одним из видов химической обработки может считаться частичная стерилизация с помощью антибиотиков.
Влияние энергии электромагнитных излучений на м/о
Воздействие на микроорганизмы различных форм лучистой энергии, представляющих собой электромагнитные колебания с различной длиной полны, проявляется по-разному. Биологическое действие излучений зависит от длины волны. Чем она короче, тем в ней больше заключено энергии, тем сильнее воздействие на организм.
К электромагнитным излучениям с разной длиной волн относятся: ионизирующие излучения (космические, рентгеновские лучи и радиоактивные излучения), ультрафиолетовые лучи, видимый свет, радиоволны.
Ионизирующее излучение
К ним относятся космические, рентгеновские лучи и радиоактивное
излучения (-, - и - лучи), возникающие при распаде радиоактивных
элементов. Они имеют наиболее короткую длину волны и обладают в
проникающей способностью.
Эффект воздействия ионизирующих излучений на микроорганизмы зависит от дозы облучения (количества поглощённой энергии). В малых дозах эти лучи действуют стимулирующе - повышают интенсивность жизненных процессов, повышение дозы приводит к возникновению мутаций, а дальнейшее увеличение дозы - к гибели.
Устойчивость различных микроорганизмов к этим видам излучений неодинакова. Наиболее чувствительны грамотрицательные бактерии. Слабой устойчивостью отличаются психрофильные бактерии. Более устойчивы грамположительные бактерии, особенно некоторые микрококки.
Ионизирующие излучения, особенно гамма-лучи, нашли широкое применение в медицине для обеззараживания воды. Источником излучения для радиационной обработки продуктов служат преимущественно радиоактивные изотопы 60Со и 137Cs.
Радуризация - это обработка пищевых продуктов в дозах, достаточных для гибели патогенных для человека микроорганизмов.
УФ лучи
Действие Уф-лучей на микроорганизмы сходно с ионизирующими излучениями: они вызывают либо гибель, либо мутации микроорганизмов в зависимости от вида микроорганизмов, дозы и продолжительности облучения.
Очень малые дозы облучения действуют даже стимулирующе на отдельные функции микроорганизмов. Более высокие, но не приводящие к гибели дозы вызывают торможение отдельных процессов обмена, изменение свойств микроорганизмов, вплоть до наследственных. При дозе ниже смертельной возможно восстановление (реактивация) нормальной жизнедеятельности микроорганизмов.
Гибель микроорганизмов происходит при облучении их Уф-лучами с короткой длиной волны (250-260 нм). Так, летальный эффект Уф-лучей с длиной волны около 260 нм объясняется тем, что именно в этой области лежит максимум поглощения Уф-лучей молекулами ДНК и РНК.
Однако применение Уф-облучения с целью стерилизации пищевых продуктов ограничено вследствие их невысокой проникающей способности, позволяющей обеспложивать только поверхность продуктов (например, поверхность упакованного хлеба).
Лазерное излучение
Это излучение представляет собой фокусированное в виде пучка электромагнитное излучение в диапазоне от инфракрасного до ультрафиолетового спектров. Оно обладает очень большой энергией и способно вызывать сильное биологическое воздействие.
Под влиянием лазерного излучения повышается температура биологических тканей, происходит коагуляция белков и разрушение клеток. Выявлено, что ультрафиолетовый спектр лазерного излучения обладает более высоким антимикробным действием, чем синий и красный.
В зависимости от природы спектра, мощности излучений и продолжительности облучения можно получить как стимулирующий, так и ингибирующий (подавление роста) и летальный эффекты.
Свет
Свет необходим только для фотосинтезирующих микробов, использующих световую энергию в процессе ассимиляции углекислого газа.
Микроорганизмы, не способные к фотосинтезу, хорошо растут в темноте. Прямые солнечные лучи губительны для микроорганизмов, даже рассеянный свет подавляет в той или иной мере их рост.
Радиоволны
Короткие электромагнитные волны длиной от 10 до 50 м ультракороткие длиной от 10 м до миллиметров обладают стерилизующим эффектом. Это объясняется тем, что при прохождении коротких и ультрарадиоволн через среду возникают переменные токи высокой (ВЧ) и сверхвысокой (СВЧ) частоты. В электромагнитом поле электрическая энергия преобразуется в тепловую.
Вызывая нагревание среды, СВЧ-поле действует губительно на микроорганизмы. При этом основной причиной гибели микроорганизмов является повреждение клетки под влиянием высоких температур.
Ультразвук
Ультразвуки (УЗ)1 - это механические колебания с частотами выше 20000 Гц2 (20 кГц), что находится за пределами частот, воспринимаемых человеком.
УЗ-колебания ускоряют многие химические реакции, вызывают распад высокомолекулярных соединений, коагуляцию белков, инактивацию ферментов и токсинов, могут привести к разрыву клеточной стенки, и иногда к разрушению внутриклеточных структур. Летальное действие УЗ начинает проявляться при интенсивности 0,5-1,0 Вт/см2 и частоте колебаний порядка десятков кГц.
Основной причиной гибели микроорганизмов, очевидно, является особый эффект, называемый кавитацией. При прохождении через жидкость УЗ-ВОЛН в ней образуются мелкие разрывы, которые под действием сил поверхностного натяжения жидкости принимает форму пузырьков. В момент захлопывания кавитационного пузырька возникает мощная гидравлическая ударная волна, обладающая сильным разрушительным действием.
Влияние концентрации растворенных в-в в среде на м/о
Пит среда: осн компонент углерод и азот.
По потребности в углероде м/о делятся на:
• Автотрофы (способны самостоятельно усваивать углерод из воздуха)
• Гетеротрофы (нуждается в готовых орг соединениях – углеводы, углводороды)
По потребности в азоте:
• Аминоавтотрофы (усваивают азот из минеральных соединений – нитраты, нитриты)
• Аминогетеротроы (нуждаются в готовых органически азотосодержащих соединений – белки, аминок-ты)
По потребностях в факторах роста:
• Пртотрофы (способны синтезировать ростовые в-ва сами-витамины)
• Ауксотрофы (не способны синтезирвать отдельные витамины, аминокты и для них нужны ростовы в-ва, которые они могут получить из экстрактов растений и животных, и за счет симбиоза с м/о)
Среды по составу :
• Естественные – среды, которые состоят из продуктов животного или растительного происхождения (овощные, фруктовые соки, животные ткани, молоко)
• Натуральные – содержат все компоненты, необходимые для роста и развития. Они имеют сложный, непостоянный хим состав (мясопептонный бульон, неохмельное пивное сусло, дрожжевая и картофельная среды)
• Синтетические – в них входят лишь соединения определенного хим состава, взятые в точно указанных кол-вах. Могут быть сложными и простыми по составу.
• Полусинтетические – главный компонент соединения известного хим состава – углеводы, соли аммония, фосфаты и т.д. В их состав всегда включаются в-ва неопределенного состава, такие как дрожжевй автолизат, почвенный экстракт или гидролизат казеина.
Среды по назначению:
1. Элективные – для выделения м/о из мест их естественного обитания. Обеспечивают преимущественное развитие определенной группы м/о, для кот характерна общность физеологических св-в.
2. Дифферениально-диагноститчкие (индикаторные) – дают возможность быстро отличить один вид м/о от другого.
Среды по физическому составу:
1. Жидкие (для выяснения физеологобиохимических особенностей м/о; накопление биомассы или продуктов обмена; поддержание и хранение м/о, плохо развивающихся на плотных средах)
2. Сыпучие (для культивирования некоторых продуцентов физеологически активных соединении; в коллекциях для сохранения культур)
3. Плотные (для выделения чистых культур в диагностических целях; для описаний колоний; для определения кол-ва м/о, их антибиотической активности; для хранения культур в коллекции) Для уплотнения сред применяют агар или желатин.
@темы: ШПОРЫ
-
-
14.06.2010 в 22:46Применяется для стерилизации сред, портящихся под действием температура выше 100°С. Этот приём был введён английским учёным Тиндалем. Принцип тиндализации заключается в том, что проводят нагревание среды или компонентов при нормальном давлении несколько раз и в период между прогреваниями дают прорасти жизнеспособным спорам. Предполагается, что возникшие из спор клетки погибают при последующем прогревании, не успев образовать новые споры.
Прогревание можно осуществлять в парах кипящей воды или как, говорят, текучим паром. Обработку текучим паром проводят 3 раза по 40 мин в автоклаве.
При однократной обработке погибают лишь вегетативные кленки, а споры сохраняют жизнеспособность. Поэтому стерилизацию текущим паром (тиндализацию) повторяют ещё два раза с промежутком в одни сутки, рассчитывая, что за это время споры прорастут в чувствительные молодые клетки.
Практическое значение тиндализации в настоящее время весьма ограничено, так как между прогреванием некоторые споры могут не прорасти, а часть появившихся вегетативных клеток может вновь образовать споры и в таком виде противостоять действию высокой температуры. Кроме того, этот метод требует большой затраты времени.
Среды, не выдерживающие нагревания при 100°С, прогревают более осторожно при 60-80°С 4-5 дней подряд.
-
-
14.06.2010 в 22:47Однократный прогрев материала при температуре ниже 100°С. Метод пастеризации предложен Л.Пастером. Он предназначен для уничтожения в основном бесспоровых микроорганизмов. Пастеризация в подавляющем большинстве случаев не обеспечивает стерильности субстрата. Её проводят при -70сС от 16 до 30 мин, при 80°С - 10-15 мин. Иногда материал нагревают до 90°С и сразу не охлаждают. При таких способах обработки погибнет большинство бесспоровых форм. Этот вид стерилизации проводится на водной бане или в ультратермостате.
В микробиологической практике пастеризацией сред или посевного материала часто используют для выделения чистых культур спорообразующих микроорганизмов и для выявления способности микроорганизмов к образованию спор. Пастеризация широко применяется в пищевой промышленности для обработки продуктов, теряющих вкусовые и питательные качества при кипячении: молока, ягодных и фруктовых соков, вин, пива и др.
Холодная пастеризация Стерилизация фильтрованием
Применяется в тех случаях, когда субстраты не выдерживают нагревания, в частности, для сред, содержащих белки, для сывороток, некоторых антибиотиков, витаминов, летучих веществ и др. Этот прием довольно широко используется для стерилизации культуральной жидкости, когда необходимо освободиться от клеток микроорганизмов, но сохранить все содержащиеся в ней продукты обмена в неизменном виде. Способ заключается в фильтровании жидкостей через специальные фильтры, имеющие мелкопористые перегородки и поэтому задерживающие клетки микроорганизмов. Причем здесь имеет место не только механическая задержка, но и адсорбция микроорганизмов на стенках (поверхностях) пор, вследствие того, что большинство микроорганизмов в водных суспензиях несет на своей поверхности отрицательный заряд, а фильтры изготавливаются из положительно заряженных материалов. Поры фильтров должны быть достаточно мелкими не только затем, чтобы обеспечить механическую задержку клеток, но и для того, чтобы микроорганизмы оказались в сфере действия электрических зарядов стенок. Диаметр пор определяет область применения фильтров. Чем меньше поры фильтра, тем более пригоден он для стерилизации. Как правило, бактериальные фильтры пропускают вирусы.
В настоящее время используют три типа фильтров:
1. Мембранные фильтры (пористые диски, изготовляемые из смеси асбеста и целлюлозы).
2. Фильтры Зейтца (диски, изготовляемые из смеси асбеста и целлюлозы).
3. Мелкопористые стеклянные фильтры (диски, изготовленные из фрагментов стекла путем их сплавления).
Фильтры могут быть сделаны не только в форме дисков, но и в виде полых свечей. В этом случае они готовятся из инфузорной земли.
Обычно фильтрование ускоряется путем создания на фильтре перепада давления. Фильтрование может применяться как в целях стерилизации жидкостей, так и для получения суспензий вирусов.
Химические дезинфицирующие вещества используют главным образом для стерилизации использованных материалов и уничтожения патогенных микроорганизмов, так как большинство химических агентов нельзя удалить из стерилизуемых материалов.
Используются нелетучие и летучие дезинфицирующие средства, такие как лизол и другие фенольные соединения, гипохлорит, формальдегид, окись этилена, хлороформ и др.
Одним из видов химической обработки может считаться частичная стерилизация с помощью антибиотиков. Ее используют, если стремятся освободиться от одних микроорганизмов и сохранить другие. Для этого растворенный антибиотик добавляется к питательной среде и вноситься в посевной материал. Этот прием часто используют при выделении из почв определенных групп микроорганизмов: дрожжей, грибов, актиномицетов.
Использование различных видов электромагнитных излучений для стилизации рассматривалось в разделе 2.
-
-
04.03.2011 в 22:22-
-
04.03.2011 в 23:14-
-
04.03.2011 в 23:53-
-
05.08.2011 в 23:47-
-
16.11.2011 в 16:13-
-
12.01.2012 в 17:39