Bakteriyaların becərilməsi: üsullar, prinsiplər, addımlar və şərtlər

2024 Müəllif: Angel Austin | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 05:16

Ətrafımızdakı təbiətdəki mikroorqanizmlər hər yerdədir: torpaqlarda, su hövzələrində, müxtəlif obyektlərin səthlərində insanlar və heyvanlar onlar tərəfindən məskunlaşır. Bütün bunlar qida, dərman və istehsal xətlərinin mikrob çirklənməsi mənbəyi kimi xidmət edə bilər. Bakteriyaların becərilməsi onların xassələrini, ehtiyaclarını və xüsusiyyətlərini öyrənmək üçün lazımdır. Bu, öz növbəsində, müxtəlif dərman vasitələrinin hazırlanmasında, xəstəliklərin laborator diaqnostikasında, istehsal reaktorlarının hesablanmasında və bir çox başqa işlərdə mühüm addımdır.

Ümumi anlayışlar

Mikrobiologiyada bakteriyaların yetişdirilməsi laboratoriyada aparılan mikroorqanizmlərin becərilməsinə aiddir. Öz növbəsində, seçilmiş qida mühitində böyüyən mikroblar mədəniyyət adlanır. Mədəniyyətlər müxtəlif növ mikroorqanizmlər tərəfindən əmələ gələrsə, qarışdırıla bilər, yalnız bir növ bakteriya ilə təmsil olunarsa, təmiz ola bilər.

Əgər qidalandırıcıdırsaMühitdə yalnız bir hüceyrə yerləşdirilir və onun çoxalması nəticəsində bir qrup fərd alınır, onda bu mikroorqanizmlər dəsti klon adlanır. Klon çılpaq gözlə görünəcək qədər inkişaf etdikdə, bu bakteriya kolleksiyasına koloniya deyilir.

Adətən müxtəlif mənbələrdən təcrid olunmuş bakteriyaların becərilməsi bir-birindən ayrı aparılır. Hər bir belə ayrı-ayrılıqda böyüyən mikroblar qrupu ştamm adlanır. Beləliklə, əgər bir növ stafilokokk üç mənbədən (yaxud eyni məhsulun müxtəlif porsiyalarından, müxtəlif insanlardan) təcrid olunursa, onlar bu tip stafilokokun üç ştamından danışırlar.

Bakteriyaların böyüməsi faktorları

Bunlara müxtəlif amin turşuları, lipidlər, purin əsasları və mikroorqanizmlərin inkişafı üçün lazım olan digər birləşmələr daxildir. Bəzi mikroblar müstəqil olaraq ehtiyac duyduqları maddələri istehsal edə bilər, digərləri isə hazır formada qəbul etməlidirlər. Mikroorqanizmlərin müəyyən böyümə faktorlarına olan ehtiyaclarına uyğun olaraq bakteriyaların identifikasiyası və differensasiyası aparılır. Həmçinin, bu parametr laboratoriya və biotexnoloji iş üçün qida mühitinin düzgün hazırlanması üçün vacibdir:

Amin turşuları. Bakteriyalar müəyyən bir amin turşusu və ya turşular qrupuna ehtiyac duya bilər. Deməli, klostridiya leysin və tirozinə, streptokoklara isə lösin və arginin lazımdır. Böyümək üçün xaricdən amin turşularına ehtiyac duyan mikroorqanizmlərə auksotroflar deyilir.
Purin və pirimidin əsasları, həmçinin onların törəmələri (adenin, quanin və başqaları). Onlar çoxlarının böyüməsində mühüm amildirStreptokok növləri.
Vitaminlər. Onlar bakteriyaların tələb etdiyi koenzimlərin bir hissəsidir. Beləliklə, nikotin turşusu, həmçinin NAD və NADP-nin bir hissəsi olan amid difteriya və şigella korinebakteriyalarına ehtiyac duyur. Tiamin, pirofosfatın tərkib hissəsi kimi, Staphylococcus aureus, pnevmokok, brusella tərəfindən tələb olunur. CoA koenziminin bir hissəsi olan pantotenik turşu tetanoz basilləri və müəyyən növ streptokoklar tərəfindən tələb olunur. Sitokromlar və buna görə də onları əmələ gətirən fol turşusu, hemlər və biotin Mycobacterium tuberculosis və Haemophilus influenzae üçün lazımdır.

Ətraf Mühit Tələbləri

Bakteriyaların becərilməsi üçün mədəni mühit üçün şərtlər:

Qidalanma. Onların tərkibində mikroorqanizmlərin enerjini qidalandırması və doldurması üçün lazım olan, asanlıqla həzm olunan bir formada olan maddələr olmalıdır. Bunlara orqanogenlər və minerallar daxildir. Bəzi mikroorqanizmlər əlavə olaraq sintez edə bilməyən vitaminlər və amin turşuları tələb edir.
Optimal pH səviyyəsi. Hüceyrə membranının keçiriciliyinə və müvafiq olaraq bakteriya tərəfindən qida maddələrini udmaq qabiliyyətinə təsir göstərir. Çox vaxt pH dəyəri 7, 2-7, 4 səviyyəsində olmalıdır. Bir çox mikroorqanizmlər həyat müddətində turşu və ya qələvi reaksiyaları olan məhsullar istehsal edir və qida mühitinin pH-nın dəyişməməsi üçün, buferlənməlidir.
İzotonik. Bakteriyaların becərilməsi üçün qida mühitində osmotik təzyiq eyni dəyərlərə malik olmalıdırmikrob hüceyrələrinin içərisində. Adətən 0,5% NaCl məhluluna uyğun gəlir.
Sterillik. Bunun səbəbi, yad bakteriyaların görünüşü təhlil edilən ştammın tədqiqinin nəticələrini təhrif edəcək.
Rütubət səviyyəsi. Bu göstərici mühitin tutarlılığı ilə yanaşı, müəyyən bakteriya növü üçün optimal xüsusiyyətlərə malik olmalıdır.
Redoks potensialı (RH2). O, elektron verən və qəbul edən maddələrin nisbətini, həmçinin qida mühitinin oksigenlə doyma səviyyəsini göstərir. Aeroblar və anaeroblar üçün bakteriyaların yetişdirilməsi şərtləri bu göstəricidə bir qədər fərqlənir. Anaerob mikroorqanizmlər ən yaxşı RH2 dəyərlərinin 5-dən aşağı, aerob mikroorqanizmlər isə ən azı 10-da çoxalır.
Vahidlik. Mədəniyyət mühitinin fərdi inqrediyentlərinin sabit miqdarda olması vacibdir. Bundan əlavə, məhsulun böyüməsinə nəzarət etməyi və ya çirklənməni müşahidə etməyi asanlaşdıran aydın həllərə üstünlük verilir.

Mədəniyyət mediasının növləri

Mikroorqanizmlərin yetişdirilməsi üçün xüsusi mühitin seçilməsinə onların qidalanma xüsusiyyətləri və tədqiqatın məqsədi kimi bir çox amillər təsir edir. Qida mühitinin təsnifatının əsasını təşkil edən əsas xüsusiyyətlər bunlardır:

1. Komponentlər. Substrat yaratmaq üçün istifadə edilən ilkin maddələrə görə, onlar fərqləndirirlər:

təbii, heyvan və ya bitki mənşəli məhsullardan (məsələn, ət, süd, meyvə) hazırlanmış və qarışıq yetişdirmək üçün uyğundurbitkilər;
yarımsintetik, burada bahalı təbii qida məhsulları qeyri-ərzaq məhsulları (məsələn, sümük unu, qan laxtaları) ilə əvəz olunur və müəyyən növ bakteriyaların yetişdirilməsi və ya onların metabolik məhsullarının təcrid edilməsi üçün optimaldır. mühit;

Dəqiq miqdarda kimyəvi birləşmələrdən hazırlanan

sintetik, məlum sabit tərkibə malikdir və asanlıqla təkrar istehsal olunur.

2. Ardıcıllıq (sıxlıq). Mühitləri fərqləndirin:

maye;
sıx;
yarımaye.

Son ikisi tələb olunan sıxlığı yaratmaq üçün xüsusi məhlullardan və ya maye maddələrdən agar-aqar və ya jelatin əlavə edilməklə hazırlanır. Bundan əlavə, bakteriyaların böyüməsi üçün sıx mühit laxtalanmış qan serumu, kartof, silika gel mühiti, karagenandır.

3. Qarışıq. Bu əsasda mühitlər bunlardır:

sadə, siyahısı qısadır: Ət Pepton Bulyonu (MBB), Hottinger Bulyonu və Aqar, Ət Pepton Aqar (MPA), qidalandırıcı jelatin və pepton suyu.
kompleks, sadələrdən qan, zərdab, karbohidratlar və digər maddələrin əlavə edilməsi ilə hazırlanmışdır.

4. Təyinat. Aşağıdakı qida mühitləri fərqləndirilir:

əsas çoxlu patogen mikrobların yetişdirilməsi üçün istifadə olunur (adətən sadə tərkib);
xüsusi olanlar sadə substratlarda böyüməyən bakteriyaları təcrid etmək və yetişdirmək üçün istifadə olunur;
selektiv (onlar həm də selektivdir) xüsusi növ bakteriyaları təcrid etmək üçün uyğundur və əlaqəli mikrobların böyüməsini maneə törədir (selektivlik)mediaya antibiotiklər və ya duzlar kimi müəyyən maddələr əlavə etməklə və ya pH-ı tənzimləməklə yaradılmışdır);
diferensial diaqnostika, məsələn, mühitin fermentativ fəaliyyətini qiymətləndirməklə bir növ bakteriyaları digərindən ayırmağa imkan verir;
konservantlar nümunələrin sonrakı daşınması ilə ilkin aşılama üçün lazımdır, çünki onlar mikroorqanizmlərin ölümünün qarşısını alır, həmçinin digər bakteriyaların böyüməsini maneə törədir.

Media hazırlığı

Anaerob bakteriyaların yetişdirilməsində ən mühüm mərhələ uyğun qida mühitinin hazırlanmasıdır. Optimal parametrlər seçildikdən sonra aşağıdakı mərhələlərə keçin:

çəki, analitik tərəzidə komponentlərin nümunəsini seçməklə;
həlletmə 70°C-yə qədər qızdırılan distillə edilmiş suda aparılır və fosfatlar, mikro və makroduzlar ayrıca həll edilir;
su hamamında iki dəqiqə qaynadılır;
indikator kağızı və ya potensiometr ilə pH təyini;
maye, eləcə də ərimiş sıx mühit üçün yaş parça və ya kağız filtrləri və agar mühiti üçün pambıq-doka filtri vasitəsilə filtrasiya;
şüşələmə 3/4 tutumda həyata keçirilir;
orta asılı sterilizasiya;
sterilliyə nəzarət iki gün termostatda çökdürülərək, sonra baxılmaqla həyata keçirilir;
kimyəvi nəzarət pH və lazımi məzmunu təyin etmək üçünmaddələr;
sınaq peyvəndi ilə bioloji nəzarət.

Şüşə qabların və medianın sterilizasiyası

Bakteriyaların becərilməsinin əsas prinsiplərindən biri sterillikdir. Xarici mikroorqanizmlərin böyüməsi və inkişafı kimyəvi tərkibini və pH-nı dəyişdirərək qida mühitinin xüsusiyyətlərinə təsir göstərə bilər. Sterilizasiya təmiz mədəniyyətlərin yetişdirilməsi üçün əsas şərtdir. Praktikada bu termin sterilizasiya edilmiş obyektlərin səthində və həcmində tamamilə bütün canlıların məhv edilməsi üsullarını ifadə edir. Tədqiqat zamanı istifadə olunan qablar, alətlər, media və digər əşyalar sterilizasiya edilir.

Bəzi sterilizasiya növləri:

Alovlanma. Toxum əkmək üçün ilgəklərin və iynələrin, şüşə slaydların, bəzi alətlərin sterilizasiyası ocaq və ya spirt lampası vasitəsilə həyata keçirilə bilər.
Qaynama. Şprislər, iynələr, qida ilə işləmək üçün uyğundur, lakin bakteriya sporlarını öldürmür.
Quru istilik sterilizasiyası. O, xüsusi qurutma şkafında aparılır və kolbaların, sınaq borularının və digər laboratoriya şüşə qablarının emalı üçün uyğundur.
Buxar sterilizasiyası. Avtoklavda aparılan bu üsul yüksək effektivdir. Lakin zülallar və ya yüksək temperaturda parçalanan hər hansı digər birləşmələr olan qida mühiti üçün uyğun deyil. Daha qənaətcilliyi tindalizasiya adlandırmaq olar. Bu, Koch qazanında həyata keçirilir və sporların cücərməsini onların məhv edilməsi ilə birləşdirir.
Pasterizasiya. Qaynadıqda xassələrini dəyişən mühitlər üçün istifadə olunur (məsələn, süd, şərab, pivə)onları spor olmayan mikroorqanizmlərdən təmizləyin. Emal temperaturu on beş-otuz dəqiqə ərzində yalnız 50-60 ° C-dir. Bəzi hallarda filtrlər və ya UV şüaları ilə həyata keçirilən soyuq sterilizasiya istifadə olunur.

Bakteriyaların becərilməsi şərtləri

Bakteriyaların böyüməsi və inkişafı yalnız müəyyən amillər və onların hər birinin dəyəri ilə mümkündür:

1. Temperatur. Temperatur üstünlükləri ilə fərqlənən üç bakteriya qrupu var:

termofillər və ya istiliksevər mikroblar 45-90°C-də böyüyür, yəni insan və heyvan orqanizmlərində çoxalmırlar;
psixrofillər və ya soyuq sevən mikroorqanizmlər 5-15°C aralığında olan temperaturlara üstünlük verirlər və soyuducu anbarlarda yetişdirilir;
mezofillər, 25-37 ° C temperaturda inkişaf edir, onlara bakteriyaların əsas hissəsi daxildir.

2. İşıq. Bu, fototrofik bakteriyaların yetişdirilməsinin bir xüsusiyyətidir, çünki onlar fotosintetik prosesi həyata keçirirlər. Lakin əksər mikroblar üçün işıqlandırma ilkin şərt deyil. Hətta əksinə, günəşin ultrabənövşəyi şüaları onların inkişafına mane ola bilər.

3. Su. Bütün mikroorqanizmlər suya əlçatan (maye) formada lazımdır. Buna görə də dondurulmuş qidalarda bakteriya çoxalmır və ya çox az olur.

4. Ətraf mühitin turşuluğu. Bakteriyaların becərilməsinin bu prinsipi artıq yuxarıda ətraflı müzakirə edilmişdir.

5. Havalandırma. Kimyəvi element kimi oksigen suyun ayrılmaz hissəsidir və bunun üçün istifadə olunan xeyli sayda birləşmədir.mikroorqanizmlərin becərilməsi. Qaz halında olan oksigen suda və həll olunmuş formada digər mayelərdə də ola bilər. Bakteriyaların əhəmiyyətli bir hissəsi daimi oksigen molekullarına ehtiyac duyur. Ancaq bir sıra mikroorqanizmlər üçün bu, lazımsızdır və ya daha da pisi, qazlı oksigen onlar üçün zəhərlidir, çünki zəhərli tənəffüs məhsullarını məhv edən katalaza və peroksidaza malik deyillər. Buna görə də, anaerob bakteriyaların yetişdirilməsində ən vacib addım O₂ molekullarının qida mühitindən çıxarılmasıdır.

6. Mikroorqanizmlərin becərilməsi. Aerob və anaerob bakteriyaların becərilməsi ətraf mühitin müxtəlif təbəqələrində və müxtəlif rejimlərdə həyata keçirilir.

Aerob mikroorqanizmlərin becərilməsi

Aerob bakteriyaların yetişdirilməsi molekulyar oksigen tələb edir. Tibbdə və qida sənayesində uğurla istifadə oluna bilən təmiz aerob kulturaları əldə etmək üçün aşağıdakı üsullardan istifadə olunur:

oksigen birbaşa havadan gəldiyi zaman sıx mühitdə və ya maye mühitdə (onların nazik təbəqəsi) böyüyən səth;
maye mühitdə dərin becərmə, onlarda həll olunan oksigen miqdarının artması daimi aerasiya ilə əldə edildikdə.

Anaerob mikroorqanizmlərin becərilməsi

Bu tip bakteriyaların becərilməsinin əsas prinsipi onların atmosfer oksigeni ilə minimal təmasıdır. Onların böyüməsi üçün şərait yaratmaq aeroblara nisbətən daha çətindir. Anaerobları molekulyar O₂-dan təcrid etmək üçün aşağıdakı üsullardan istifadə olunur:

Fiziki. Anaerob bakteriyaların becərilməsinin bu üsulu onların xüsusi vakuum aparatında - mikroanaerostatda becərilməsinə qədər azaldılır. Tərkibindəki hava 10% hidrogen və 5% karbon qazı əlavə edilən azotdan ibarət xüsusi qaz qarışığı ilə əvəz olunur.
Kimyəvi. Bunlara daxildir: uducu maddələrin istifadəsi (məsələn, Fe, Na₂S₂O₄, CuCl) və ya azaldıcı maddələr (məsələn, askorbin turşusu).
Bioloji. Bu, qapalı sistemdə aerob və anaerobların birgə becərilməsi ilə bağlıdır. Bakteriyaların becərilməsinin bu üsulu Petri qabının bir hissəsinin bəzi aerob növ bakteriyalara, digər yarısına isə tədqiq edilmiş anaeroblara əkilməsini nəzərdə tutur. Onun inkişafı bütün oksigenin tükəndiyi anda başlayacaq.

Aşağıdakı toxum üsulları anaerob bakteriyaların becərilməsi üçün uyğundur:

səth qatında;
steril parafinlə doldurulmuş səth qatında;
sıx qidalı mühitin qalınlığında;
özlü mühitin dərin qatlarında.

Saf mədəniyyət əldə etmək

Mikrobioloqlar adətən bir çox müxtəlif növ mikrobların yaşadığı nümunələrlə işləyirlər. Bununla belə, mikroorqanizmlərin (ailə, cins, növ) sistematik mövqeyini müəyyən etmək, həmçinin xüsusiyyətlərini öyrənmək üçün onları təcrid etmək və təmiz kultura yetişdirmək lazımdır. Onlar bir çox yeyinti sənayesində böyük əhəmiyyət kəsb edir, məsələn, pendir, çörək, kvas, şərab və s. Süd turşusu bakteriyalarının yetişdirilməsi onu əldə etməyə imkan verir.fermentləşdirilmiş süd məhsulları, xəmir, kakao, silos və hətta plastik istehsalı üçün vacib komponentdir.

Sıx mühitdə təmiz kulturanın təcrid edilməsi üsulu mikroorqanizm hüceyrələrinin sonradan təcrid olunmuş becərilməsi ilə mexaniki şəkildə ayrılmasına əsaslanır. Nümunə steril həcmdə suya və ya şoran məhluluna (həcmi 10-100 ml) köçürülür və sonra iki dəqiqə çalxalanır. Tədqiq olunan materialın (məsələn, kolbasa və ya pendir) qalınlığında yerləşən mikroorqanizmləri çıxarmaq üçün əvvəlcə nümunə parçaları steril alətlərlə qumla ovuşdurulur. İlkin hazırlıqdan keçmiş, çəkisi 1 q və ya 1 ml həcmdə olan material steril su ilə 10, 100, 1000 və s. dəfə seyreltilir. Metodun imkanlarına uyğun hüceyrələrin konsentrasiyasını verən seyreltmə dərəcəsi seçilir.

Mikroorqanizmlərin sonrakı becərilməsi qida mühitinin hazırlanmasıdır. Adətən sıx mühit (MPA) seçilir. Əvvəlcə əridilir və 45-50 ° C-yə qədər soyudulur və yalnız bundan sonra bir neçə Petri qabına (üç-beş ədəd) tökülür, onun dibinə müxtəlif konsentrasiyalı sınaq maddəsinin tamponları qoyulur. Sonra, hələ də dondurulmamış qida mühitinin və ona daxil edilən materialın qarışdırılması həyata keçirilir. Hüceyrələr substratın həcminin müxtəlif nöqtələrində belə sabitlənir.

Sonra Petri qabları 22 °C-də 2 gün müddətinə termostata yerləşdirilir. Bu müddət ərzində hüceyrələr o qədər çoxalır ki, hüceyrələrin hər birinin əmələ gətirdiyi koloniya adi gözlə görünəcək. Onların hər biri hüceyrələrindən çıxdığı bakteriyaların növünün təmiz mədəniyyətidirgül.

Bundan sonra Petri qablarından mikroorqanizmlər qida mühiti ilə doldurulmuş ayrı sınaq borularına subkulturasiya edilir. Bu şəkildə qarışıq nümunədən təmiz mədəniyyətlər təcrid olunur. Bu üsul onun tərtibatçısının adını daşıyır - R. Koch. Buna ümumiyyətlə kubok üsulu və ya tükəndirici əkin deyilir. Müxtəlif növ bakteriyaların təmiz kulturaları əldə edildikdən sonra onların forması, sporları və ailələri müəyyən edilir.

Bütün işlər asepsiya prinsiplərinə uyğun aparılmalıdır. Mikroorqanizmlərin vaxtından əvvəl inkişafının qarşısını almaq üçün tədqiqat nümunə götürüldükdən dərhal sonra aparılmalıdır. Kran suyu ilk hissələr boşaldıqdan sonra təhlil edilir, çünki onların tərkibində borularda və kranlarda yığılmış mikroblar ola bilər. Meyvə, giləmeyvə və tərəvəzlərin mikroflorası əsasən səthdə (qabıqda) yerləşir, buna görə də ondan yuyulma aparılır. Bunu etmək üçün, fetusu steril bir konteynerə qoyun və lazımi miqdarda su ilə doldurun. Sonra onlar olduqca güclü bir şəkildə sarsılır və su başqa bir qaba tökülür. Parça məmulatlarından məhsullar da tamponlarda alınır, lakin əvvəlcədən onlardan müəyyən ölçüdə parçalar kəsilir.