ПИТАТЕЛЬНЫЕ СРЕДЫ: ИСТОРИЯ, ФУНКЦИИ, ВИДЫ, ПОДГОТОВКА - БИОЛОГИЯ - 2025

В культуральной среде специальные пищевые препараты для восстановления, изоляции и поддержания бактериальных и грибковых микроорганизмов. Эти среды могут быть твердыми, жидкими или полутвердыми.

Луи Пастер был первым, кто показал, что бульон, приготовленный из отварных кусков мяса, используется для размножения бактерий в больших количествах, вплоть до помутнения бульона. В этом смысле мясной бульон Пастера считается первой жидкой питательной средой.

Сырые и подготовленные питательные среды (твердые и жидкие). Источник: Flickr

Затем Роберт Кох с помощью своих сотрудников Юлиуса Ричарда Петри и Вальтера Гессе добился больших успехов. Первый разработал чашку Петри, которая используется до сих пор; Во втором случае ему пришло в голову заменить агар-агар на желатин для приготовления твердой питательной среды, что было очень актуально, поскольку желатин разлагался некоторыми микроорганизмами.

В настоящее время существует множество классов питательных сред с различным назначением, поэтому они классифицируются в соответствии с их функциями: среди наиболее важных мы можем упомянуть питательные, селективные, дифференциальные, транспортные, обогащающие и счетные питательные среды. колонии, содержание и тестирование на чувствительность.

Некоторые питательные среды специально предназначены для наблюдения за химическими реакциями, что очень полезно для идентификации вовлеченных микроорганизмов. Среди них можно упомянуть: среду Клиглера, МИО, ЛИА, цитрат и другие.

история

Первую культуральную среду приготовил Луи Пастер, когда он попытался показать, что микробная жизнь не является продуктом спонтанного зарождения, но что микроорганизмы могут размножаться, а также что они происходят из воздуха.

Он приготовил бульон из кусков мяса и заметил, что через несколько дней после пребывания на воздухе он стал мутным, и в бульоне было заметное количество микроорганизмов. При этом другой бульон с предварительно отваренными и герметично запаянными кусками мяса по прошествии дней оставался полупрозрачным.

Это привлекло внимание многих исследователей, и они поняли, что эти микроорганизмы ответственны за разложение мяса, а также вызывают некоторые заболевания.

По этой причине было важно создать способ воспроизводства этих микроорганизмов в лаборатории для их дальнейшего изучения.

В этом смысле Роберт Кох внес неоценимый вклад в улучшение некоторых лабораторных методов, особенно тех, которые связаны с изоляцией бактерий, когда он представил концепцию твердой питательной среды.

Сначала он использовал ломтики картофеля как твердую среду, но позже он добавил желатин в мясные бульоны с лучшими результатами. Однако бывали случаи, когда желе плавилось и превращалось в жидкую культуру. Сегодня известно, что это происходит потому, что некоторые бактерии способны гидролизовать желатин.

Именно тогда одному из его сотрудников пришла в голову идея использовать агар-агар - соединение, которое его жена использовала для загущения своих сладостей.

Эта рудиментарная питательная среда постепенно усложнялась, пока не попала в культуральные среды, известные сегодня.

Сочинение

Каждая среда имеет разный состав, но важно, чтобы она содержала определенные питательные вещества для хорошего развития того типа микроорганизмов, который требуется.

Он также может содержать определенные химические вещества, которые помогают выявить метаболический путь, которым обладает определенный штамм, или которые показывают присутствие определенных ферментов.

Еще один важный элемент - использование буферных веществ. Они помогают поддерживать осмотический баланс среды, а также pH.

Они также могут содержать углеводы и индикатор pH, показывающий добавленную ферментацию сахара. Изменение цвета среды будет наблюдаться, если происходит подкисление, вызванное ферментацией.

Некоторые питательные среды содержат ингибирующие вещества. В зависимости от используемого вещества рост одних микроорганизмов будет ограничен, а рост других - поддержан.

Типы питательных сред

Питательные среды классифицируются по различным критериям. Это: по консистенции, составу и функциям.

- По консистенции

жидкости

Они не содержат агар-агар. Об росте бактерий или грибков свидетельствует помутнение бульона, который изначально был прозрачным.

твердый

Они содержат от 1,5 до 2% агар-агара. Затвердевшая смесь имеет поверхность, которая сопротивляется тонкому движению платиновой ручки, не ломая ее.

Полутвердые

Они содержат примерно 0,5% агар-агара, следовательно, это промежуточное состояние между жидкостью и твердым веществом. Идеально подходит для средств массовой информации, которые помогают увидеть подвижность. Их также рекомендуют для сохранения штаммов, так как они намного дольше сохраняют влажность.

Двухфазный

Это среды, приготовленные таким образом, что есть твердая фаза, а на ней жидкая среда. Широко используется для посева крови.

- По составу

Естественные среды выращивания

Это вещества, взятые непосредственно из природы для выращивания бактерий, обеспечивающие им среду, максимально приближенную к той, в которой они обычно развиваются в экосистеме. Например, молоко, соки, разбавленная кровь, сыворотка и т. Д.

Синтетические питательные среды

Сегодня они используются чаще всего, это обезвоженные среды, которые мы приобретаем в коммерческих домах и которые известны всем своим химическим составом, поскольку они были стратегически разработаны в соответствии с типом выделяемого микроорганизма.

Полусинтетические питательные среды

Это комбинация синтетической среды, в которую добавлен природный элемент для обогащения среды.

Среды для культивирования клеток

Это специальные среды для выращивания вирусов, поскольку эти микроорганизмы не могут выжить вне клеток, они должны содержать ткани или живые клетки животного или растения.

Пример: культуры клеток почек обезьяны или яйца с зародышем.

- По полезности

Питательные, селективные, дифференциальные, транспортные, обогащающие, идентификационные, количественные, поддерживающие и чувствительные среды среды для тестирования колоний. Они будут описаны позже.

функция

Независимо от типа питательной среды, все они имеют что-то общее, а именно то, что они способствуют или способствуют размножению определенных микроорганизмов. Разница заключается в составе каждого из них, который является определяющим фактором для конечной полезности, которую они будут иметь.

Каждая из существующих питательных сред стратегически разработана для конкретной функции, для которой она была создана, то есть все они имеют основу, которая определяет руководящие принципы их конкретной функции.

Следует отметить, что культуральная среда после посева должна подвергаться воздействию температуры и кислорода, соответствующих типу выделяемых бактерий или грибков.

Например, если вы хотите изолировать мезофильные анаэробные бактерии, вы можете использовать кровяной агар и инкубировать в анаэробных условиях (без кислорода) при 37 ° C в течение 48 часов.

Теперь, если грибок нужно изолировать, используют агар Сабуро с антибиотиками. Инкубируют при аэробиозе при комнатной температуре несколько дней, так как последние медленно растут.

Питательные простые питательные среды

Как следует из названия, эти питательные среды содержат питательные вещества, такие как источники витаминов, аминокислот, азота и углерода, среди которых мы можем упомянуть: мясной или дрожжевой экстракт, кукурузный крахмал, переваривание поджелудочной железы, пептоны, глюкозу, среди прочего.

Они также содержат другие компоненты, которые обеспечивают окружающей среде осмотический баланс, поскольку большинству культур требуется pH, близкий к 7,0. Эти элементы могут быть: хлорид натрия, динатрийфосфат и другие.

Разбавитель - дистиллированная вода, а твердая среда - агар-агар.

Эти питательные среды предназначены для восстановления бактериальной или грибковой микробиоты, присутствующей в данном образце. Он не делает различий между микроорганизмами, поскольку способен выращивать большое количество бактерий, как грамположительных, так и грамотрицательных, а также дрожжевых и мицелиальных грибов.

Они рекомендуются для посева образцов из обычно стерильных участков. Однако они не подходят для привередливых микроорганизмов.

Они также полезны для поддержания штаммов, если они не содержат глюкозу.

Обогащенные питательные среды

Если к простой питательной среде добавить кровь или нагретую кровь, они станут обогащенной средой (кровяной агар и шоколадный агар соответственно).

Эти среды очень полезны для посева обычно стерильных образцов, для спасения слабых штаммов и для изоляции требовательных к питанию микроорганизмов.

Селективные питательные среды

Селективные культуральные среды, помимо содержащих необходимые питательные вещества для роста определенных представляющих интерес микроорганизмов, также добавляют ингибирующие вещества, такие как антибиотики, противогрибковые средства, красители, соли желчных кислот и другие.

Ингибирующие вещества предназначены для уменьшения разнообразия штаммов, которые могут расти, способствуя росту особой группы, которую необходимо спасти.

Пример: EC-бульон (специально для общих и фекальных колиформ) или агар Сабуро с антибиотиками (специально для грибов).

Дифференциальные питательные среды

Дифференциальные среды содержат питательные элементы, необходимые для роста определенной группы микроорганизмов, а также содержат вещества, которые в присутствии определенных микроорганизмов будут метаболизироваться или разлагаться.

То есть они будут производить химические реакции, которые так или иначе будут проявляться в культуральной среде.

Некоторые реакции подщелачивают или подкисляют среду, и, благодаря наличию индикатора pH, эти изменения могут быть засвидетельствованы по изменению цвета среды и колонии.

Таким образом, среди большой группы бактерий, которые будут способны расти в этой среде, будут различаться те, которые метаболизируют или разлагают вещество, и те, которые этого не делают, просто наблюдая за цветом колонии и среды.

Например, кровяной агар позволяет отличить бактерии, вызывающие бета-гемолиз (чистый ореол), от бактерий, вызывающих альфа-гемолиз (зеленоватый ореол), и тех, которые не вызывают гемолиз.

Селективные и дифференциальные среды

Примером этого является то, что происходит в агаре MacConkey. Он селективен, так как допускает рост только грамотрицательных бактерий; и это различие, поскольку бактерии, ферментирующие лактозу (колонии фуксии), можно отличить от неферментирующих бактерий (бледно-розовые или бесцветные).

Транспортные средства массовой информации

Как следует из названия, они используются для транспортировки образцов, взятых в более или менее удаленном месте, в лабораторию, которая будет обрабатывать образец. Транспортная среда поддерживает образец в наилучших условиях, чтобы получить надежные результаты.

Эти питательные среды обладают очень особыми характеристиками, поскольку они не могут быть превышены по питательным веществам, поскольку присутствующая бактериальная популяция должна оставаться жизнеспособной, но без увеличения числа.

Обычно они представляют собой полутвердые среды, позволяющие образцу оставаться гидратированным. Тем не менее, нельзя идти на компромиссы при доставке пробы в лабораторию как можно скорее. Примеры транспортных средств: Стюарт Медиум, Кэри Блэр и Эми.

Питательные среды для обогащения

Эти питательные среды жидкие. Они используются для спасения определенных патогенов, которые в любой момент времени могут присутствовать в образце в минимальном количестве.

Также полезно спасти патогенный штамм, который может оказаться слабым после любого предыдущего лечения. Пример: пептонная вода, тиогликолятный бульон и селенитный бульон.

Эти среды содержат ингибирующие вещества, которые предотвращают рост сопутствующей микробиоты, и определенные питательные вещества, которые способствуют развитию интересующего микроорганизма.

Питательные среды для идентификации

Эти среды содержат вещества, которые могут химически метаболизироваться определенными бактериями, вызывая химические реакции, которые показывают присутствие определенных ферментов или метаболических путей.

Поэтому они используются в качестве биохимических тестов, которые помогают в распознавании рода и видов определенной группы штаммов. Пример: среда Клиглера показывает, способен ли микроорганизм ферментировать глюкозу и лактозу, продуцирует ли он сероводород и газ.

Эта среда содержит обнаруживающие вещества, которые позволяют наблюдать реакцию, такие как индикатор pH и ионы железа.

Этот простой тест позволяет дифференцировать две большие группы бактериальных микроорганизмов, такие как бактерии, принадлежащие к семейству Enterobacteriaceae, от так называемых неферментирующих бактерий.

Среда для подсчета колоний

Это простые неселективные среды, которые служат для количественного определения микробной популяции, например, стандартная среда для подсчета. Тип микроорганизма, который будет расти в этой среде, будет зависеть от установленных температурных и кислородных условий.

Питательные среды для тестирования чувствительности

Стандартизированной средой для этой цели является агар Мюллера-Хинтона, эта среда идеально подходит для оценки поведения различных антибиотиков против изолированного патогенного микроорганизма.

Он особенно полезен для нетребовательных бактерий, в то время как для привередливых бактерий его можно использовать только при добавлении крови.

Питательные среды для обслуживания

Целью этих средств является воспроизводство микроорганизма, а также поддержание жизнеспособности бактерий или грибков как можно дольше, а также сохранение их физиологических функций.

Важной характеристикой является то, что этот тип среды не должен содержать глюкозу, потому что, хотя это элемент, обеспечивающий быстрый рост, при его ферментации также образуются кислоты, которые уменьшают продолжительность жизни микроорганизма.

Некоторым лабораториям необходимо поддерживать жизнеспособность определенных микроорганизмов для дальнейшего использования в научных исследованиях, внутреннем контроле или в образовательных целях.

подготовка

В настоящее время существует множество коммерческих брендов, распространяющих различные культурные среды. Среда поставляется в лиофилизированной или обезвоженной форме, содержится в герметичных емкостях и защищена от света.

Каждая среда поставляется с этикеткой, на которой указано название среды, ее компоненты, номер партии и ее вес для приготовления литра питательной среды.

В качестве разбавителя используется дистиллированная вода. Навеску растворяют в одном литре дистиллированной воды до гомогенизации смеси. Большинство сред автоклавируют при давлении 15 фунтов и температуре 121 ° C в течение 15 минут.

Жидкие среды автоклавированы уже распределенными в соответствующих рабочих пробирках, в то время как твердые среды автоклавированы в колбах Эрленмейера.

Последним дают постоять, пока они не достигнут температуры 55 ° C, и подают в чашки Петри в вытяжном шкафу с ламинарным потоком или рядом с горелкой Бунзена. Их оставляют застывать и хранят в холодильнике в перевернутом виде.

Существуют также твердые питательные среды, которые разливают в пробирки, что позволяет им затвердевать либо в виде стержней (прямые), либо в форме выступов (наклонных).

Перед использованием любой приготовленной питательной среды, твердой или жидкой, ее необходимо темперировать перед посевом образца.

значение

Питательные среды, несомненно, являются очень ценным рабочим инструментом для микробиологов, так как они позволяют выявить инфекционный агент, который в определенный момент может воздействовать на человека или загрязнять пищу, окружающую среду или поверхность.

В этом смысле можно сказать, что микробиология имеет разные области, среди которых клиническая, промышленная, экологическая, микробиология пищевых продуктов и другие, и во всех них используются питательные среды.

Конечно, тип используемой среды может варьироваться в зависимости от потребностей и типа обрабатываемого образца. Группа микроорганизмов также искала влияния.

Выделение патогенного микроорганизма или причины любого заражения имеет важное значение для возможности проведения эффективного лечения или принятия процедур, которые помогают устранить рассматриваемый контаминант.

В случае клинической микробиологии важно не только изолировать микроорганизм и идентифицировать его (знать род и вид), но также необходимо провести антибиотикограмму.

Это исследование, в котором также используется питательная среда, позволит нам сказать, какой противомикробный препарат является чувствительным, а какой - устойчивым, или, короче говоря, какой можно использовать в качестве лечения, а какой нет.

Таким образом, микробиологическая лаборатория, где бы она ни находилась, в питательной среде не может отсутствовать.

Наконец, можно сказать, что питательные среды позволили исследовать различные аспекты как бактерий, так и грибов.

Контроль качества питательных сред

Приготовление и использование питательных сред не следует делать легкомысленно. В каждой лаборатории должен быть отдел, который применяет протоколы контроля качества к средам каждый раз, когда готовятся новые партии, и тем самым обеспечивает их надлежащую подготовку, стерильность и функциональность.

Для оценки их стерильности из каждой партии случайным образом берут одну или две среды и инкубируют при 37 ° C в течение нескольких дней (роста не должно быть). Надлежащим образом культивированные и жизнеспособные эталонные штаммы АТСС (Американской коллекции типовых культур) используются для проверки их функции.

Утилизация питательных сред

После использования питательной среды ее необходимо утилизировать таким образом, чтобы она не загрязняла окружающую среду.

Для этого материал перед утилизацией стерилизуется в автоклаве. Впоследствии материал снимается со стеклянной посуды. Последний затем моют, сушат, стерилизуют и хранят для дальнейшего использования. В случае использования одноразовых тарелок они стерилизуются, а затем выбрасываются в специальные пакеты.

Ссылки

1. Микробиология Боррего в марках VIII. Роберт Кох: Триумф упорства (I). Новости SEM 2018, 117 (1): 1-18 Малагский университет. Доступно на: jornades.uab.cat/
2. Волси С. Генезис и эволюция постулатов Коха и их связь с фитопатологией. Обзор Colomb. 2008; 26 (1): 107-115. Доступно на: scielo.org.co/
3. Озеро Бургет Нанси, Замок Авраама Лурдес. Контроль качества питательных сред, используемых при экологическом мониторинге засекреченных производственных территорий. Rev Cubana Hig Epidemiol 2013; 51 (2): 155-160. Доступно на: scielo.
4. Bonilla M, Pajares S, Vigueras J, Sigala J, Le Borgne S. Дидактическое пособие по основным методам микробиологии. Столичный автономный университет. Отдел естественных наук и инженерии. Cuajimalpa Unit. 2016 г. Доступно по адресу: cua.uam.mx/
5. Карбахал А. Среды для культивирования клеток: обзор. Labome Мир лабораторий. Медицинский центр Университета Питтсбурга, США. 2013 доступно в: es /
6. Конеман Э, Аллен С., Джанда В., Шрекенбергер П., Винн В. (2004). Микробиологическая диагностика. 5-е изд. Редакция Panamericana SA Аргентина.
7. Forbes B, Sahm D, Weissfeld A. (2009). Микробиологический диагноз Бейли и Скотта. 12 изд. Редакция Panamericana SA Аргентина.