Bakteriyalarni etishtirish: usullari, tamoyillari, bosqichlari va shartlari

2024 Muallif: Angel Austin | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 05:45

Atrofimizdagi tabiatdagi mikroorganizmlar hamma joyda: tuproqlarda, suv havzalarida, turli jismlarning yuzalarida odamlar va hayvonlar yashaydi. Bularning barchasi oziq-ovqat, dori vositalari va ishlab chiqarish liniyalarining mikrobial ifloslanish manbalari bo'lib xizmat qilishi mumkin. Bakteriyalarni etishtirish ularning xususiyatlarini, ehtiyojlarini va xususiyatlarini o'rganish uchun zarurdir. Bu, o'z navbatida, turli dori vositalarini yaratish, kasalliklarni laboratoriya diagnostikasi, ishlab chiqarish reaktorlarini hisoblash va boshqa ko'plab muhim qadamdir.

Umumiy tushunchalar

Mikrobiologiyada bakteriyalarni yetishtirish laboratoriyada olib boriladigan mikroorganizmlarni etishtirishni anglatadi. O'z navbatida, tanlangan ozuqa muhitida o'sgan mikroblar kultura deyiladi. Madaniyatlar har xil turdagi mikroorganizmlar tomonidan hosil qilingan bo'lsa, aralash bo'lishi mumkin, agar ular faqat bir turdagi bakteriyalar bilan ifodalangan bo'lsa, toza bo'lishi mumkin.

Agar to'yimli bo'lsaMuhitda faqat bitta hujayra joylashtiriladi va uning ko'payishi natijasida bir guruh shaxslar olinadi, keyin bu mikroorganizmlar to'plami klon deb ataladi. Klon yalang'och ko'zga ko'rinadigan darajada rivojlansa, bu bakteriyalar to'plami koloniya deb ataladi.

Odatda turli manbalardan ajratilgan bakteriyalarni yetishtirish bir-biridan alohida amalga oshiriladi. Har bir bunday alohida o'sadigan mikroblar guruhi shtamm deb ataladi. Shunday qilib, agar stafilokokkning bir turi uchta manbadan (yoki bir xil mahsulotning turli qismlaridan, turli odamlardan) ajratilgan bo'lsa, ular ushbu turdagi stafilokokkning uchta shtammi haqida gapirishadi.

Bakteriyalarning oʻsish omillari

Bularga turli xil aminokislotalar, lipidlar, purin asoslari va mikroorganizmlarning rivojlanishi uchun zarur bo'lgan boshqa birikmalar kiradi. Ba'zi mikroblar mustaqil ravishda kerakli moddalarni ishlab chiqarishi mumkin, boshqalari esa ularni tayyor shaklda olishlari kerak. Mikroorganizmlarning ma'lum o'sish omillariga bo'lgan ehtiyojlariga ko'ra, bakteriyalarni aniqlash va farqlash amalga oshiriladi. Shuningdek, ushbu parametr laboratoriya va biotexnologik ishlar uchun ozuqa muhitini to'g'ri tayyorlash uchun muhimdir:

• Aminokislotalar. Bakteriyalar ma'lum bir aminokislota yoki kislotalar guruhini talab qilishi mumkin. Demak, klostridiyaga leysin va tirozin, streptokokklar uchun leysin va arginin kerak. O'sishi uchun tashqaridan aminokislotalarni talab qiladigan mikroorganizmlar auksotroflar deb ataladi.
• Purin va pirimidin asoslari, shuningdek ularning hosilalari (adenin, guanin va boshqalar). Ular ko'pchilikning o'sishida muhim omil hisoblanadiStreptokokk turlari.
• Vitaminlar. Ular bakteriyalar tomonidan talab qilinadigan koenzimlarning bir qismidir. Shunday qilib, nikotin kislotasi, shuningdek, NAD va NADP tarkibiga kiruvchi uning amidiga difteriya va shigella korinebakteriyalari kerak bo'ladi. Tiamin, pirofosfatning ajralmas qismi sifatida, Staphylococcus aureus, pnevmokokk, brusella tomonidan talab qilinadi. CoA koenzimining bir qismi bo'lgan pantotenik kislota qoqshol tayoqchalari va streptokokklarning ayrim turlari tomonidan talab qilinadi. Sitokromlar, shuning uchun ularni hosil qiluvchi foliy kislotasi, gemlar va biotin Mycobacterium tuberculosis va Haemophilus influenzae uchun zarurdir.

Atrof-muhitga oid talablar

Bakteriyalarni etishtirish uchun muhitlar uchun shartlar:

1. Oziqlanish. Ular mikroorganizmlarning energiya bilan oziqlanishi va to'ldirishi uchun zarur bo'lgan oson hazm bo'ladigan moddalarni o'z ichiga olishi kerak. Bularga organogenlar va minerallar kiradi. Ba'zi mikroorganizmlar qo'shimcha ravishda ular sintez qila olmaydigan vitaminlar va aminokislotalarni talab qiladi.
2. Optimal pH darajasi. Bu hujayra membranasining o'tkazuvchanligiga va shunga mos ravishda bakteriya tomonidan ozuqa moddalarini o'zlashtirish qobiliyatiga ta'sir qiladi. Ko'pincha pH qiymati 7, 2-7, 4 darajasida bo'lishi kerak. Ko'pgina mikroorganizmlar o'z hayoti davomida kislotali yoki ishqoriy reaktsiyalarga ega bo'lgan mahsulotlarni ishlab chiqaradi va ozuqa muhitining pH o'zgarmasligi uchun, u buferlangan bo'lishi kerak.
3. Izotonik. Bakteriyalarni etishtirish uchun ozuqa muhitidagi osmotik bosim bir xil qiymatlarga ega bo'lishi kerakmikrob hujayralari ichida. Odatda 0,5% NaCl eritmasiga to'g'ri keladi.
4. Sterillik. Buning sababi, begona bakteriyalarning paydo bo'lishi tahlil qilingan shtammni o'rganish natijalarini buzishi mumkin.
5. Namlik darajasi. Bu indikator muhitning mustahkamligi bilan bir qatorda bakteriyalarning ma'lum bir turi uchun optimal xususiyatlarga ega bo'lishi kerak.
6. Redoks potentsiali (RH2). Bu elektronlarni beruvchi va qabul qiluvchi moddalar nisbatini, shuningdek, ozuqa muhitining kislorod bilan to'yinganlik darajasini ko'rsatadi. Aeroblar va anaeroblar uchun bakteriyalarni etishtirish shartlari bu ko'rsatkichda bir oz farq qiladi. Anaerob mikroorganizmlar 5 dan past bo'lgan RH2 qiymatlarida, aerob mikroorganizmlar esa kamida 10 dan past bo'lganda yaxshi ko'payadi.
7. Bir xillik. Madaniy muhitda uning individual tarkibiy qismlari doimiy miqdorda bo'lishi muhimdir. Bundan tashqari, hosilning o'sishini kuzatish yoki ifloslanishni aniqlashni osonlashtiradigan aniq echimlarga afzallik beriladi.

Madaniyat vositalarining turlari

Mikroorganizmlarni etishtirish uchun ma'lum bir muhitni tanlashga ko'plab omillar ta'sir qiladi, ular orasida ularning ovqatlanish xususiyatlari va tadqiqot maqsadi. Oziq moddalarni tasniflashning asosiy xususiyatlari quyidagilardir:

1. Komponentlar. Substratni yaratish uchun ishlatiladigan dastlabki moddalarga ko'ra, ular quyidagilardan ajralib turadi:

• tabiiy, ular hayvon yoki oʻsimlik mahsulotlaridan (masalan, goʻsht, sut, meva) tayyorlanadi va aralash etishtirish uchun mos keladi.ekinlar;
• yarim sintetik, bunda qimmatbaho tabiiy oziq-ovqat mahsulotlari nooziq-ovqat mahsulotlari (masalan, suyak uni, qon pıhtıları) bilan almashtiriladi va bakteriyalarning ayrim turlarini etishtirish yoki ularning metabolik mahsulotlarini ajratib olish uchun maqbuldir. muhit;

Kimyoviy birikmalarning aniq miqdoridan tayyorlangan

• sintetika ma'lum doimiy tarkibga ega va osonlik bilan qayta ishlab chiqariladi.

2. Mustahkamlik (zichlik). Atrof-muhitni ajratib ko'rsatish:

• suyuq;
• zich;
• yarim suyuqlik.

Oxirgi ikkitasi kerakli zichlikni hosil qilish uchun agar-agar yoki jelatin qo'shilgan maxsus eritmalar yoki suyuq moddalardan tayyorlanadi. Bundan tashqari, bakteriyalar o'sishi uchun zich muhit qon zardobi, kartoshka, silika jel muhiti, karagenan hisoblanadi.

3. Murakkab. Shu asosda muhitlar quyidagilardir:

• oddiy, roʻyxati qisqa: Goʻshtli peptonli bulon (MBB), Hottinger bulyoni va agar, goʻshtli peptonli agar (MPA), ozuqaviy jelatin va peptonli suv.
• kompleks, oddiylaridan qon, zardob, uglevodlar va boshqa moddalar qo'shilgan holda tayyorlangan.

4. Uchrashuv. Quyidagi ozuqaviy muhitlar ajralib turadi:

• main koʻplab patogen mikroblarni etishtirish uchun ishlatiladi (odatda oddiy tarkib);
• maxsuslari oddiy substratlarda oʻsmaydigan bakteriyalarni ajratib olish va oʻstirish uchun ishlatiladi;
• selektiv (ular ham selektiv) bakteriyalarning ma'lum bir turini ajratish uchun javob beradi va ular bilan bog'liq mikroblarning o'sishini inhibe qiladi (selektivlik). Ommaviy axborot vositalariga antibiotiklar yoki tuzlar kabi ba'zi moddalarni qo'shish yoki pHni sozlash orqali yaratilgan);
• differensial diagnostika, masalan, muhitning fermentativ faolligini baholash orqali bakteriyalarning bir turini boshqasidan ajratish imkonini beradi;
• konservantlar namunalarni keyingi tashish bilan birlamchi emlash uchun kerak, chunki ular mikroorganizmlarning oʻlimini oldini oladi, shuningdek, boshqa bakteriyalarning koʻpayishiga toʻsqinlik qiladi.

Mediaga tayyorgarlik

Anaerob bakteriyalarni etishtirishning eng muhim bosqichi mos oziq muhitini tayyorlashdir. Optimal parametrlar tanlangandan so'ng, quyidagi bosqichlarga o'ting:

• tarozida, analitik tarozida komponentlar namunasini tanlash orqali;
• eritish 70 ° C gacha qizdirilgan distillangan suvda amalga oshiriladi va fosfatlar, mikro- va makro tuzlar alohida eritiladi;
• suv hammomida ikki daqiqa qaynatish;
• pHni indikator qog'ozi yoki potansiyometr yordamida aniqlash;
• suyuqlik, shuningdek erigan zich muhit uchun nam mato yoki qog'oz filtrlar va agar muhiti uchun paxta-doka filtri orqali filtrlash;
• shisha 3/4 sig'imda amalga oshirildi;
• oʻrta bogʻliq sterilizatsiya;
• Sterillikni nazorat qilish termostatda ikki kun turish, soʻngra koʻrish orqali amalga oshiriladi;
• kimyoviy nazorat zarur pH va tarkibini aniqlash uchunelementlar;
• sinov emlash orqali biologik nazorat.

Shisha idishlar va vositalarni sterilizatsiya qilish

Bakteriyalarni etishtirishning asosiy tamoyillaridan biri bu bepushtlikdir. Chet el mikroorganizmlarning o'sishi va rivojlanishi uning kimyoviy tarkibi va pH ni o'zgartirish orqali ozuqa muhitining xususiyatlariga ta'sir qilishi mumkin. Sterilizatsiya toza madaniyatlarni etishtirishning asosiy shartidir. Amalda, bu atama sterillangan ob'ektlar yuzasida va hajmida mutlaqo barcha hayot shakllarini yo'q qilish usullarini anglatadi. Tadqiqot davomida ishlatiladigan idishlar, asboblar, vositalar va boshqa narsalar sterilizatsiya qilinadi.

Ba'zi sterilizatsiya turlari:

• Olovni yoqish. Ekish uchun ilmoqlar va ignalarni, shisha slaydlarni, ba'zi asboblarni o'choq yoki spirtli chiroq yordamida sterilizatsiya qilish mumkin.
• Qaynab. Shprits, igna, oziq-ovqat bilan ishlash uchun javob beradi, lekin bakteriya sporalarini o'ldirmaydi.
• Quruq issiqlik sterilizatsiyasi. U maxsus quritish shkafida amalga oshiriladi va kolbalar, probirkalar va boshqa laboratoriya idishlarini qayta ishlash uchun javob beradi.
• Bug'da sterilizatsiya. Avtoklavda o'tkazilgan bu usul juda samarali. Ammo u yuqori haroratlarda parchalanadigan oqsillar yoki boshqa birikmalar bo'lgan ozuqaviy muhit uchun mos emas. Ko'proq tejamkorlikni tindalizatsiya deb atash mumkin. U Koch qozonida amalga oshiriladi va sporalarning unib chiqishini ularning yo'q qilinishi bilan birlashtiradi.
• Pasterizatsiya. U qaynatilganda (masalan, sut, sharob, pivo) o'z xususiyatlarini o'zgartiradigan vositalar uchun ishlatiladi.ularni spora bo'lmagan mikroorganizmlardan tozalang. Qayta ishlash harorati o'n besh dan o'ttiz daqiqagacha faqat 50-60 ° S. Ba'zi hollarda filtrlar yoki UV nurlari yordamida sovuq sterilizatsiya qo'llaniladi.

Bakteriyalarni etishtirish shartlari

Bakteriyalarning o'sishi va rivojlanishi faqat ma'lum omillar va ularning har birining qiymatlari ostida mumkin:

1. Harorat. Haroratni afzal ko'rgan bakteriyalarning uchta guruhi mavjud:

• termofillar yoki issiqlikni yaxshi ko'radigan mikroblar 45-90°C haroratda o'sadi, ya'ni ular odam va hayvon organizmlarida ko'paymaydi;
• psixrofillar yoki sovuqni yaxshi ko'radigan mikroorganizmlar 5-15 ° C oralig'idagi haroratni afzal ko'radilar va sovuq do'konlarda etishtiriladi;
• mezofillar, 25-37 ° C haroratda rivojlanadi, ular bakteriyalarning asosiy qismini o'z ichiga oladi.

2. Nur. Bu fototrof bakteriyalarni etishtirishning o'ziga xos xususiyati, chunki ular fotosintetik jarayonni amalga oshiradilar. Ammo ko'pchilik mikroblar uchun yorug'lik zaruriy shart emas. Va hatto aksincha, quyosh ultrabinafsha nurlari ularning rivojlanishini bostirishi mumkin.

3. Suv. Barcha mikroorganizmlar suvga kirish mumkin (suyuq) shaklda kerak. Shuning uchun muzlatilgan oziq-ovqatda bakteriyalar ko'paymaydi.

4. Atrof muhitning kislotaligi. Bakteriyalarni etishtirishning bu tamoyili allaqachon yuqorida batafsil muhokama qilingan.

5. Shamollatish. Kislorod kimyoviy element sifatida suvning ajralmas qismi bo'lib, u uchun ishlatiladigan juda ko'p birikmalardir.mikroorganizmlarni etishtirish. Gazsimon kislorod suvda va boshqa suyuqliklarda erigan holda ham bo'lishi mumkin. Bakteriyalarning muhim qismi doimiy ravishda kislorod molekulalarini ta'minlashga muhtoj. Ammo bir qator mikroorganizmlar uchun bu kerak emas, yoki undan ham yomoni, gazsimon kislorod ular uchun zaharli hisoblanadi, chunki ularda zaharli nafas olish mahsulotlarini yo'q qiladigan katalaza va peroksidaza yo'q. Shuning uchun anaerob bakteriyalarni etishtirishdagi eng muhim qadam O₂ molekulalarini ozuqa muhitidan olib tashlashdir.

6. Mikroorganizmlarni yetishtirish. Aerob va anaerob bakteriyalarni etishtirish atrof-muhitning turli qatlamlarida va turli rejimlarda amalga oshiriladi.

Aerob mikroorganizmlarni yetishtirish

Aerob bakteriyalarni etishtirish uchun molekulyar kislorod kerak. Tibbiyot va oziq-ovqat sanoatida muvaffaqiyatli qo'llanilishi mumkin bo'lgan sof aerob kulturalarini olish uchun quyidagi usullar qo'llaniladi:

• kislorod havodan toʻgʻridan-toʻgʻri kelganda zich muhitda yoki suyuq muhitda (ularning yupqa qatlami) oʻsadigan sirt;
• suyuq muhitda chuqur o'stirish, ularda erigan kislorod miqdorining ko'payishi doimiy shamollatish orqali erishilganda.

Anaerob mikroorganizmlarni yetishtirish

Bu turdagi bakteriyalarni etishtirishning asosiy printsipi ularning atmosfera kislorodi bilan minimal aloqasi hisoblanadi. Ularning o'sishi uchun sharoit yaratish aeroblarga qaraganda ancha qiyin. Anaeroblarni molekulyar O₂ dan ajratish uchun quyidagi usullardan foydalaniladi:

1. Jismoniy. Anaerob bakteriyalarni etishtirishning bu usuli ularni maxsus vakuum apparatida - mikroanaerostatda etishtirishga qisqartiriladi. Undagi havo 10% vodorod va 5% karbonat angidrid qoʻshilgan azotdan iborat maxsus gaz aralashmasi bilan almashtiriladi.
2. Kimyoviy. Bunga quyidagilar kiradi: changni yutish vositalaridan foydalanish (masalan, Fe, Na₂S₂O₄, CuCl) yoki qaytaruvchi moddalar (masalan, askorbin kislotasi).
3. Biologik. Bu aeroblar va anaeroblarni yopiq tizimda birgalikda etishtirishga to'g'ri keladi. Bakteriyalarni etishtirishning bu usuli Petri idishining yarmini bakteriyalarning ba'zi aerob turlari bilan, ikkinchi yarmini esa o'rganilgan anaerob bilan ekishni o'z ichiga oladi. Uning rivojlanishi barcha kislorod tugashi bilan boshlanadi.

Anaerob bakteriyalarni etishtirish uchun quyidagi ekish usullari mos keladi:

• sirt qatlamida;
• steril kerosin bilan to'ldirilgan sirt qatlamida;
• zich ozuqa muhitida;
• qovushqoq muhitning chuqur qatlamlarida.

Sof madaniyatni olish

Mikrobiologlar odatda mikroblarning har xil turlari yashaydigan namunalar bilan ishlaydi. Biroq, mikroorganizmlarning (oila, jins, tur) tizimli holatini aniqlash, shuningdek, ularning xususiyatlarini o'rganish uchun ularni ajratib olish va sof madaniyatni etishtirish kerak. Ular ko'plab oziq-ovqat sanoatida katta ahamiyatga ega, masalan, pishloq, non, kvas, vino va boshqalar. Sut kislotasi bakteriyalarini etishtirish, olish imkonini beradi.fermentlangan sut mahsulotlari, xamir, kakao, silos va hatto plastmassa ishlab chiqarish uchun muhim komponent.

Sof kulturani zich muhitda ajratib olish usuli mikroorganizm hujayralarini keyinchalik izolyatsiya qilingan holda etishtirish bilan mexanik ajratishga asoslangan. Namuna steril hajmli suv yoki sho'r suvga (hajmi 10-100 ml) o'tkaziladi va keyin ikki daqiqa davomida chayqatiladi. O'rganilayotgan materialning qalinligida joylashgan mikroorganizmlarni (masalan, kolbasa yoki pishloq) ajratib olish uchun avval namuna bo'laklarini steril asboblar bilan qum bilan ishqalash amalga oshiriladi. Og'irligi 1 g yoki 1 ml hajmdagi dastlabki tayyorgarlikdan o'tgan material steril suv bilan 10, 100, 1000 va hokazo marta suyultiriladi. Suyultirish darajasi usulning imkoniyatlariga mos keladigan hujayralar konsentratsiyasini beruvchi tanlanadi.

Mikroorganizmlarni keyingi etishtirish ozuqaviy muhitni tayyorlashdan iborat. Odatda zich muhit (MPA) tanlanadi. U avval eritiladi va 45-50 °C gacha sovutiladi, shundan keyingina u bir nechta Petri idishlariga (uch-besh bo'lak) quyiladi, ularning pastki qismiga har xil konsentratsiyali tekshiriluvchi moddadan tamponlar qo'yiladi. Keyinchalik, hali muzlatilmagan ozuqaviy muhit va unga kiritilgan materialni aralashtirish amalga oshiriladi. Hujayralar substrat hajmining turli nuqtalarida shunday mahkamlanadi.

Keyin, Petri idishlari termostatga 2 kun davomida 22 °C da joylashtiriladi. Bu vaqt ichida hujayralar shunchalik ko'payadiki, har bir hujayradan hosil bo'lgan koloniya oddiy ko'zga ko'rinadigan bo'ladi. Ularning har biri hujayradan chiqqan bakteriyalar turining sof madaniyatidirgul.

Shundan so'ng Petri idishlaridan mikroorganizmlar ozuqaviy muhit bilan to'ldirilgan alohida probirkalarga subkultura qilinadi. Shu tarzda, aralash namunadan sof madaniyatlar ajratiladi. Bu usul uning ishlab chiquvchisi - R. Koch nomini oladi. Bu, shuningdek, odatda chashka usuli yoki kamaytiruvchi ekish deb ataladi. Har xil turdagi bakteriyalarning sof kulturasi olingandan keyin ularning shakli, sporalari va oilalari aniqlanadi.

Barcha ishlar asepsiya tamoyillariga muvofiq amalga oshirilishi kerak. Mikroorganizmlarning erta rivojlanishiga yo'l qo'ymaslik uchun tadqiqot namuna olingandan so'ng darhol amalga oshirilishi kerak. Musluk suvi birinchi qismlarni to'kib tashlangandan keyin tahlil qilinadi, chunki ular quvurlar va musluklarda to'plangan mikroblarni o'z ichiga olishi mumkin. Meva, rezavorlar va sabzavotlarning mikroflorasi asosan sirtda (po'stlog'ida) joylashgan, shuning uchun undan yuvish amalga oshiriladi. Buning uchun homilani steril idishga joylashtiring va kerakli miqdorda suv bilan to'ldiring. Keyin ular juda kuchli silkitiladi va suv boshqa idishga quyiladi. Mato mahsulotlaridan hosillar ham tamponlarda olinadi, lekin oldindan ulardan ma'lum o'lchamdagi bo'laklar kesiladi.