В микробиологии применяются различные методы исследований. Один из самых эффективных и перспективных способов диагностики – культуральный, он же микробиологический. Для его реализации необходимо подготовить специальные условия для изучения исследуемых образцов. В статье перечислим существующие виды питательных сред: микробиология охватывает несколько их типов. Рассмотрим их все, приведём подробные описания.
Питательные среды: их назначение применение
Под рассматриваемым термином понимаются субстраты, предназначенные для культивирования, то есть выращивания и размножения микроорганизмов – некоторых вирусов, грибков, простейших, бактерий. Это необходимо для дифференцирования перечисленных живых организмов, для изучения их важных свойств, а также анализа возможного влияния на разные ткани человека или животного.
Сфера применения обширная, включает такие направления:
- медицина – выявление инфекций, вызываемых разными возбудителями;
- биология – доскональное изучение малоизвестных биологических культур;
- пищевая промышленность – производство кисломолочной продукции, разработка антимикробных агентов для продления сроков хранения и повышения качества пищи, например, улучшения текстуры;
- фармацевтика – создание медикаментов, контроль стерильности препаратов, изготовление вакцин;
- прочие области – криминалистика, сельское хозяйство.
Первые субстраты были созданы в эпоху трудов Роберта Коха и Луи Пастера. Далее они совершенствовались и обретали необходимые характеристики. Сегодня их роль в деятельности микробиологов и других специалистов неоценима.
Важно! Для создания субстратов и их заселения применяют чашки Петри.
Важные компоненты
В состав могут входить:
- пептон, являющийся «поставщиком» азота и углерода;
- дрожжевой экстракт, из которого извлекаются азот с углеродом, а также необходимые витамины;
- мясной экстракт, имеющий богатый витаминно-минеральный состав и высокое содержание незаменимых аминокислот;
- тиосульфаты и сульфаты, покрывающие потребность в сере;
- соли неорганического происхождения, относящиеся к категории источников металлов;
- агар, необходимый для достижения нужной консистенции, твёрдости;
- дистиллированная вода – основа, поддерживающая физиологические функции микроорганизмов.
Классификация питательных сред: какими они бывают
Если рассматривается классификация питательных сред, микробиология как наука предполагает их деление по нескольким критериям. Такие показатели, а также типы субстратов рассмотрены ниже.
Консистенция
По консистенции среды могут быть пяти видов:
- Плотные. Они рассчитаны на выделение чистых отдельных культур, определение их морфологии, антагонистических характеристик. Также плотные питательные среды подходят для количественного анализа, хранения.
- Жидкие. Их функции – накопление биомассы, сохранение продуктов жизнедеятельности или обмена, хранение, исследование биохимических и физиологических показателей.
- Полужидкие. Они решают задачи хранения и помогают накапливать анаэробные и другие биомассы.
- Сухие. Они без проблем растворяются в воде, имеют гранулированную или порошковую форму, удобны в хранении и быстром приготовлении субстратов.
- Сыпучие относительно крупной фракции. Эти питательные среды по консистенции схожи с предыдущими, но их размеры больше. Примеры – обработанный кварцевый песок, сваренные семена пшеницы, отруби. Они обычно применятся для временного хранения.
Состав
Питательные среды по составу (то есть по происхождению) бывают следующими:
- Натуральные, они же естественные. У них растительное либо животное происхождение. К этой категории относят картофельный и мясопептонный агар, МПБ (мясопептонный бульон). Естественные питательные среды совместимы с разнообразными микроорганизмами, но из-за нестабильности состава применяются лишь для накапливания и поддержания, а не для исследования обменных процессов или физиологических свойств.
- Полусинтетические. Они наиболее распространены, тут сочетаются и комбинируются органические и химические вещества. Первые имеют неопределённый состав, что характерно для дрожжевых и кукурузных экстрактов, пептонов. А химические соединения содержат известные элементы. К ним относят углеводы, сульфаты, фосфаты. Среди полусинтетических смесей среды Сабуро и Эндо, глюкозно-пептонный бульон.
- Синтетические. Это искусственные питательные среды, имеющие строго определённый состав, то есть содержащие заданные вещества в точных количествах. Данные средства активно применяются для изучения нюансов обмена веществ образцов. Синтетические питательные среды, примеры которых разнообразны, обычно разрабатываются для конкретных микроорганизмов. Так, среда Симмонса совместима с грамотрицательными бактериями.
Также классификация питательных сред по составу может подразумевать деление на две группы:
- Простые среды в микробиологии включают основные ингредиенты, обеспечивающие рост и размножение разных клеток и микроорганизмов. Они содержат обычно воду, белки, соли, углеводы. Примеры – питательный желатин, мясопептонный агар или бульон, пептонная подготовленная вода.
- Сложные питательные среды получают из простых, обогащая их вспомогательными питательными составляющими, к примеру, кровью или её сывороткой, углеводами. В данную группу входят агары – сывороточный, желчный, желточно-солевой, асцитический, кровяной.
Назначение
Классификация питательных сред по назначению включает две больших группы – общие и специальные. Первые также называются универсальными и подходят для широкого спектра микроорганизмов с относительно простыми, базовыми потребностями. Также эти составы могут выполнять функцию основы для получения более сложных, многокомпонентных субстратов. К общим питательным средам относятся бульоны Хоттингера и мясопептонный, а также несколько разновидностей агара – сусловый, трипказо-соевый, мясо-пептонный.
Специальные среды возможно использовать для культивирования, осуществляемого избирательно, то есть для исследования конкретных микроорганизмов. Такие субстраты подразделяются на:
- Элективные (селективные). Они создаются под определённые виды микроорганизмов, воспроизводят их естественные условия обитания. Селективность обеспечивается регулированием pH, введением отдельных питательных веществ, а также, например, антибиотиков, подавляющих или уничтожающих нежелательные бактерии.
- Транспортные. Они поддерживают жизнеспособность анализируемых материалов после взятия и до выполнения посева.
- Дифференциально-диагностические. Они позволяют дифференцировать, то есть определять группы или виды организмов по их ферментативной или иной реакции на разные вещества, индикаторы. Также возможна оценка основных биохимических свойств.
Важные характеристики
Чтобы субстрат для культивирования выполнял свои функции, он должен отвечать нескольким требованиям:
- Питательность. Это содержание веществ, которые удовлетворяют энергетические и пищевые потребности, а также полноценно усваиваются микроорганизмами.
- Оптимальный уровень pH. Это подходящая концентрация ионов водорода, определяющая реакцию среды и оказывающая влияние на проницаемость оболочек изучаемых грибков, бактерий.
- Изотоничность. Это осмотическое давление, которое должно соответствовать внутриклеточному.
- Стерильность – полное отсутствие любых посторонних микробов, способных менять свойства субстрата или выращиваемых культур.
- Буферность. Она стабилизирует pH и нейтрализует образующиеся продукты распада.
- Унификация. Она предполагает содержание постоянных объёмов тех или иных компонентов.
- Заданный окислительно-восстановительный потенциал. Это пропорции веществ и соединений, которые принимают электроны и отдают их. Такое соотношение должно быть благоприятным для изучаемых культур.
- Влажность. Сухие и плотные составы должны предварительно увлажняться.
Для получения сред с точными дозировками компонентов, для достижения их нужной степени чистоты используется специальное лабораторное оборудование, например, дозаторы и фильтровальные материалы.
Заключение
Результаты исследований напрямую зависят от состава и свойств питательной среды. Но также важно использовать качественное оборудование и посуду, которые можно заказать в интернет-магазине «Пять Капель».
