Ukuzaji wa bakteria: mbinu, kanuni, hatua na masharti

2024 Mwandishi: Angel Austin | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 05:42

Viumbe vidogo katika maumbile yanayotuzunguka viko kila mahali: kwenye udongo, miili ya maji, juu ya nyuso za vitu mbalimbali, watu na wanyama hukaliwa navyo. Haya yote yanaweza kutumika kama vyanzo vya uchafuzi wa vijidudu vya chakula, dawa na njia za uzalishaji. Ukuaji wa bakteria ni muhimu kusoma mali zao, mahitaji na sifa zao. Hii, kwa upande wake, ni hatua muhimu katika ukuzaji wa dawa mbalimbali, uchunguzi wa kimaabara wa magonjwa, kukokotoa vinu vya uzalishaji na mengine mengi.

Dhana za jumla

Ukuzaji wa bakteria katika biolojia inarejelea upanzi wa vijidudu unaofanywa kwenye maabara. Kwa upande wake, vijidudu ambavyo vimekua kwenye kati ya virutubishi vilivyochaguliwa huitwa utamaduni. Tamaduni zinaweza kuchanganywa ikiwa zimeundwa na aina tofauti za vijidudu, na safi ikiwa zinawakilishwa na aina moja tu ya bakteria.

Ikiwa ni lisheKiini kimoja tu kinawekwa katikati, na kikundi cha watu kinapatikana kutokana na uzazi wake, basi seti hii ya microorganisms inaitwa clone. Wakati clone inakua hadi kufikia hatua ya kuonekana kwa macho, mkusanyiko huu wa bakteria huitwa koloni.

Kawaida upanzi wa bakteria waliotengwa na vyanzo tofauti hufanywa tofauti kutoka kwa kila mmoja. Kila kikundi kama hicho kilichokua tofauti cha vijidudu kinaitwa shida. Kwa hivyo, ikiwa aina moja ya staphylococcus imetengwa kutoka kwa vyanzo vitatu (au sehemu tofauti za bidhaa moja, watu tofauti), wanazungumza juu ya aina tatu za aina hii ya staphylococcus.

Vigezo vya Ukuaji wa Bakteria

Hizi ni pamoja na amino asidi mbalimbali, lipidi, besi za purine na misombo mingine muhimu kwa ajili ya ukuzaji wa vijidudu. Baadhi ya vijidudu vinaweza kuzalisha kwa kujitegemea vitu vinavyohitaji, wakati wengine wanahitaji kupokea katika fomu ya kumaliza. Kwa mujibu wa mahitaji ya microorganisms katika mambo fulani ya ukuaji, kitambulisho na tofauti ya bakteria hufanyika. Pia, kigezo hiki ni muhimu kwa utayarishaji sahihi wa chombo cha virutubishi kwa ajili ya kazi ya maabara na kibioteknolojia:

Amino asidi. Bakteria inaweza kuhitaji amino asidi moja au kikundi cha asidi. Kwa hivyo, clostridia inahitaji leucine na tyrosine, streptococci inahitaji leucine na arginine. Viumbe vidogo vinavyohitaji amino asidi kutoka nje kukua huitwa auxotrophs.
Misingi ya Purine na pyrimidine, pamoja na viambajengo vyake (adenine, guanini na vingine). Wao ni kipengele muhimu katika ukuaji wa wengiAina za Streptococcus.
Vitamini. Wao ni sehemu ya coenzymes zinazohitajika na bakteria. Kwa hiyo, asidi ya nikotini, pamoja na amide yake, ambayo ni sehemu ya NAD na NADP, inahitajika na diphtheria na shigella corynebacteria. Thiamine, kama sehemu muhimu ya pyrophosphate, inahitajika na Staphylococcus aureus, pneumococcus, brucella. Asidi ya Pantotheni, ambayo ni sehemu ya coenzyme ya CoA, inahitajika na bacilli ya tetanasi na aina fulani za streptococcus. Cytokromu, na kwa hivyo asidi ya foliki, heme na biotini inayoziunda, ni muhimu kwa kifua kikuu cha Mycobacterium na Haemophilus influenzae.

Mahitaji ya Mazingira

Masharti ya vyombo vya utamaduni vya kukuza bakteria:

Lishe. Lazima iwe na vitu, zaidi ya hayo, kwa fomu ya urahisi, muhimu kwa microorganisms kulisha na kujaza nishati. Hizi ni pamoja na organogens na madini. Baadhi ya vijiumbe pia huhitaji vitamini na amino asidi ambazo haziwezi kusanisi.
Kiwango bora cha pH. Inathiri upenyezaji wa membrane ya seli na, ipasavyo, uwezo wa kunyonya virutubishi na bakteria. Mara nyingi, thamani ya pH inapaswa kuwa katika kiwango cha 7, 2-7, 4. Vijidudu vingi wakati wa maisha yao hutoa bidhaa na athari za asidi au alkali, na ili pH ya kati ya virutubisho isibadilike, lazima iwekwe akiba.
Isotoniki. Shinikizo la osmotic katika njia ya virutubishi kwa ukuzaji wa bakteria inapaswa kuwa na maadili sawa nandani ya seli za microbial. Kwa kawaida hulingana na suluhu ya NaCl ya 0.5%.
Kuzaa. Hii ni kutokana na ukweli kwamba kuonekana kwa bakteria ya kigeni kutapotosha matokeo ya utafiti wa aina iliyochambuliwa.
Kiwango cha unyevu. Kiashiria hiki, pamoja na uthabiti wa kati, kinapaswa kuwa na sifa bora kwa aina fulani ya bakteria.
Uwezo wa kurejesha tena (RH2). Inaonyesha uwiano wa vitu vinavyotoa na kukubali elektroni, pamoja na kiwango cha kueneza kwa oksijeni ya kati ya virutubisho. Kwa aerobes na anaerobes, hali ya kukuza bakteria hutofautiana kwa kiasi fulani katika kiashiria hiki. Viumbe vidogo vya anaerobic huzaliana vyema zaidi katika viwango vya RH2 chini ya 5 na vijiumbe aerobic angalau 10.
Usawa. Ni muhimu kwamba kati ya utamaduni ina kiasi cha mara kwa mara cha viungo vyake vya kibinafsi. Zaidi ya hayo, suluhu zilizo wazi zinapendekezwa, ambazo hurahisisha kufuatilia ukuaji wa mazao au kutambua uchafuzi.

Aina za media za kitamaduni

Chaguo la chombo fulani cha kukua kwa vijidudu huathiriwa na mambo mengi, miongoni mwao ni sifa za lishe yao na madhumuni ya utafiti. Sifa kuu za uainishaji wa virutubishi ni:

1. Vipengele. Kulingana na vitu vya awali vilivyotumika kuunda substrate, hutofautisha:

asili, ambazo hutayarishwa kutoka kwa bidhaa za asili ya wanyama au mboga (k.m. nyama, maziwa, matunda) na zinafaa kwa kilimo kilichochanganywamazao;
semi-synthetic, ambapo bidhaa ghali za vyakula asilia hubadilishwa na zisizo za chakula (kwa mfano, unga wa mifupa, kuganda kwa damu), na ambazo ni bora kwa kukuza aina fulani za bakteria au kutenganisha bidhaa zao za kimetaboliki kutoka kwa mazingira;
synthetic, ambazo hutayarishwa kutoka kwa viwango kamili vya misombo ya kemikali, zina muundo unaojulikana na huweza kuzaliana kwa urahisi.

2. Uthabiti (wiani). Tofautisha mazingira:

kioevu;
mnene;
nusu-kioevu.

Mbili za mwisho hutayarishwa kutoka kwa miyeyusho maalum au dutu kioevu kwa kuongezwa agar-agar au gelatin ili kuunda msongamano unaohitajika. Kwa kuongezea, mazingira mnene kwa ukuaji wa bakteria ni seramu ya damu iliyoganda, viazi, silika gel media, carrageenan.

3. Kiwanja. Kwa msingi huu, mazingira ni:

rahisi, orodha ambayo ni fupi ni Meat Peptone Broth (MBB), Hottinger Broth na Agar, Meat Peptone Agar (MPA), gelatin ya virutubishi na maji ya peptoni.
changamano, iliyotayarishwa kutoka rahisi kwa kuongezwa damu, whey, wanga na vitu vingine.

4. Uteuzi. Virutubisho vifuatavyo vinatofautishwa:

kuu hutumika kukuza vijidudu vingi vya pathogenic (kwa kawaida muundo rahisi);
maalum hutumika kutenga na kukuza bakteria ambao hawakui kwenye substrates rahisi;
zimechaguliwa (zinachagua pia) zinafaa kwa kutenga aina mahususi ya bakteria na kuzuia ukuaji wa vijiumbe vinavyohusika (uchaguzi).iliyoundwa kwa kuongeza vitu fulani kwenye media, kama vile viuavijasumu au chumvi, au kwa kurekebisha pH);
uchunguzi tofauti hurahisisha kutofautisha aina moja ya bakteria kutoka kwa nyingine kwa kutathmini shughuli ya enzymatic, kwa mfano, ya kati;
vihifadhi vinahitajika kwa ajili ya kuchanjwa awali na usafirishaji wa sampuli zinazofuata, kwani huzuia kifo cha vijidudu, na pia kuzuia ukuaji wa bakteria wengine.

kufungia vyombo vya habari vya kitamaduni

Maandalizi ya vyombo vya habari

Hatua muhimu zaidi katika ukuzaji wa bakteria ya anaerobic ni utayarishaji wa chombo kinachofaa cha virutubishi. Baada ya vigezo vyema kuchaguliwa, endelea kwa hatua zifuatazo:

mizani, kwa kuchagua sampuli ya vijenzi kwenye salio la uchanganuzi;
muyeyusho unaofanywa katika maji yaliyoyeyushwa yamepashwa joto hadi 70 ° C, na fosfeti, micro- na macros alts huyeyushwa kando;
kuchemsha kwenye uoga wa maji kwa dakika mbili;
pH kwa karatasi ya kiashirio au potentiometer;
chujio kupitia kitambaa chenye unyevunyevu au vichujio vya karatasi kwa kioevu na vile vile vyombo vya habari vilivyoyeyushwa, na kupitia chujio cha pamba-chachi kwa chombo cha agar;
chupa kutekelezwa kwa uwezo wa 3/4;
ufungaji tegemezi wa wastani;
udhibiti wa utasa unafanywa kwa kutulia kwa siku mbili kwenye kidhibiti cha halijoto, ikifuatiwa na kutazama;
udhibiti wa kemikali ili kubaini pH na maudhui ya muhimuvitu;
udhibiti wa kibiolojia kwa kuchanjwa kwa majaribio.

Kufunga vyombo vya glasi na vyombo vya habari

Moja ya kanuni za msingi za ukuzaji wa bakteria ni kuzaa. Ukuaji na maendeleo ya vijidudu vya kigeni vinaweza kuathiri sifa za kati ya virutubishi kwa kubadilisha muundo wake wa kemikali na pH. Kuzaa ndio hali kuu ya kukuza tamaduni safi. Kwa mazoezi, neno hili linamaanisha njia za uharibifu wa aina zote za maisha juu ya uso na kwa kiasi cha vitu vya kuzaa. Vyombo, vyombo vilivyotumika, vyombo vya habari na vitu vingine vilivyotumika wakati wa utafiti vimeondolewa kizazi.

Baadhi ya aina za kufunga kizazi:

Kuwasha. Ufungaji wa vitanzi na sindano za kupandikiza mbegu, slaidi za kioo, baadhi ya vyombo vinaweza kufanywa kwa kutumia kichomea au taa ya roho.
Inachemka. Inafaa kwa kutumia sindano, sindano, chakula, lakini haiui vijidudu vya bakteria.
Uzuiaji wa joto kavu. Hufanywa katika kabati maalum la kukaushia na inafaa kwa ajili ya usindikaji wa chupa, mirija ya majaribio na vyombo vingine vya kioo vya maabara.
Uzuiaji wa mvuke. Inafanywa katika autoclave, njia hii inafaa sana. Lakini siofaa kwa vyombo vya habari vya virutubisho vyenye protini au misombo nyingine yoyote ambayo huvunjika kwa joto la juu. Utunzaji zaidi unaweza kuitwa tyndalization. Inafanywa katika Boiler ya Koch na inachanganya kuota kwa spores na uharibifu wao.
Pasteurization. Inatumika kwa vyombo vya habari vinavyobadilisha mali zao wakati wa kuchemsha (kwa mfano, maziwa, divai, bia), yenye uwezowaondoe microorganisms zisizo za kuzaa spore. Joto la usindikaji ni 50-60 ° C tu kwa dakika kumi na tano hadi thelathini. Katika baadhi ya matukio, sterilization baridi hutumiwa, inayofanywa kwa kutumia vichungi au mionzi ya UV.

Hali za upanzi wa bakteria

Ukuaji na ukuzaji wa bakteria huwezekana tu chini ya sababu fulani na maadili ya kila moja yao:

1. Halijoto. Kuna makundi matatu ya bakteria ambayo hutofautiana katika mapendeleo ya halijoto:

thermophiles, au vijidudu vinavyopenda joto, hukua kwa 45-90°C, ambayo ina maana kwamba hazizidishi katika viumbe vya binadamu na wanyama;
psychrophiles, au vijidudu vinavyopenda baridi, hupendelea halijoto ya kati ya 5-15 ° C na hukuzwa kwenye maduka ya baridi;
mesophiles, hukua kwa joto la 25-37 ° C, hujumuisha wingi wa bakteria.

2. Mwanga. Ni kipengele cha kilimo cha bakteria ya phototrophic, kwa vile hufanya mchakato wa photosynthetic. Lakini kwa vijidudu vingi, taa sio sharti. Na hata kinyume chake, miale ya jua inaweza kukandamiza ukuaji wao.

3. Maji. Microorganisms zote zinahitaji maji katika fomu ya kupatikana (kioevu). Ndio maana chakula kilichogandishwa hakina bakteria hata kidogo.

4. Asidi ya mazingira. Kanuni hii ya kukuza bakteria tayari imejadiliwa kwa kina hapo juu.

5. Uingizaji hewa. Oksijeni, kama kipengele cha kemikali, ni sehemu muhimu ya maji na idadi kubwa ya misombo inayotumiwakilimo cha microorganisms. Oksijeni ya gesi pia inaweza kuwa ndani ya maji na vinywaji vingine katika fomu iliyoyeyushwa. Sehemu kubwa ya bakteria inahitaji ugavi wa mara kwa mara wa molekuli za oksijeni. Lakini kwa idadi ya microorganisms, sio lazima, au, mbaya zaidi, oksijeni ya gesi ni sumu kwao, kwa kuwa hawana catalase na peroxidase, ambayo huharibu bidhaa za kupumua za sumu. Kwa hivyo, hatua muhimu zaidi katika ukuzaji wa bakteria ya anaerobic ni kuondolewa kwa molekuli za O₂ kutoka kwa virutubishi.

6. Kilimo cha microorganisms. Ukuaji wa bakteria ya aerobic na anaerobic hufanywa katika tabaka tofauti za mazingira na kwa njia tofauti.

Kukuza vijidudu vya aerobic

Ukuzaji wa bakteria arobiki unahitaji oksijeni ya molekuli. Ili kupata tamaduni safi za aerobes ambazo zinaweza kutumika kwa mafanikio katika dawa na tasnia ya chakula, njia zifuatazo hutumiwa:

uso unaokua kwenye midia mnene au katika midia ya kioevu (safu yake nyembamba) oksijeni inapotoka hewani moja kwa moja;
ukuzaji wa kina katika midia ya kioevu, wakati ongezeko la kiasi cha oksijeni iliyoyeyushwa ndani yake hupatikana kwa uingizaji hewa wa mara kwa mara.

Ukuzaji wa vijidudu vya anaerobic

Kanuni ya msingi ya kukuza bakteria wa aina hii ni mguso wao mdogo na oksijeni ya angahewa. Kutoa hali ya ukuaji wao ni ngumu zaidi kuliko kwa aerobes. Mbinu zifuatazo hutumika kutenga anaerobes kutoka kwa molekuli O₂:

Ya kimwili. Njia hii ya kilimo cha bakteria ya anaerobic imepunguzwa kwa kilimo chao katika vifaa maalum vya utupu - microanaerostat. Hewa ndani yake hubadilishwa na mchanganyiko maalum wa gesi ya nitrojeni na kuongeza 10% ya hidrojeni na 5% ya dioksidi kaboni.
Kemikali. Hizi ni pamoja na: matumizi ya mawakala wa kunyonya (k.m. Fe, Na₂S₂O₄, CuCl) au vinakisishaji (kama vile asidi askobiki).
Kibaolojia. Inakuja chini ya kilimo cha ushirikiano wa aerobes na anaerobes katika mfumo funge. Njia hii ya kukuza bakteria inahusisha kupanda nusu ya sahani ya Petri na baadhi ya aina ya aerobic ya bakteria, na nusu nyingine na anaerobe iliyofanyiwa utafiti. Ukuaji wake utaanza wakati ambapo oksijeni yote itatumika.

Njia zifuatazo za mbegu zinafaa kwa kupandikiza bakteria anaerobic:

katika safu ya uso;
katika safu ya uso iliyojaa mafuta ya taa tasa;
katika unene wa lishe mnene;
katika safu za kina za midia ya mnato.

Kupata utamaduni safi

Wataalamu wadogo kwa kawaida hufanya kazi na sampuli zinazokaliwa na aina nyingi tofauti za vijidudu. Hata hivyo, ili kuamua nafasi ya utaratibu wa microorganisms (familia, jenasi, aina), pamoja na kujifunza sifa zao, ni muhimu kuwatenga na kukua utamaduni safi. Wao ni muhimu sana katika viwanda vingi vya chakula, kwa mfano, jibini, mkate, kvass, divai, nk. Kulima kwa bakteria ya lactic hufanya iwezekanavyo kupata.sehemu muhimu ya uzalishaji wa bidhaa za maziwa yaliyochachushwa, unga, kakao, silaji na hata plastiki.

Njia ya kutenga utamaduni safi katika katikati mnene inategemea utenganisho wa kimitambo wa seli za viumbe vidogo na upanzi wao wa pekee uliofuata. Sampuli huhamishiwa kwa kiasi cha maji au salini isiyo na maji (kiasi cha 10-100 ml) na kisha inatikiswa kwa dakika mbili. Ili kutoa microorganisms ziko katika unene wa nyenzo chini ya utafiti (kwa mfano, sausages au jibini), kwanza kusugua vipande vya sampuli na vyombo vya kuzaa na mchanga hufanywa. Nyenzo ambazo zimefanyika maandalizi ya awali, yenye uzito wa 1 g au kiasi cha 1 ml, hupunguzwa na maji yenye kuzaa kwa mara 10, 100, 1000, nk. Kiwango cha dilumu huchaguliwa ambacho hutoa mkusanyiko wa seli zinazolingana na uwezo wa mbinu.

Ukuzaji uliofuata wa vijidudu ni kuandaa kiungo cha virutubishi. Kawaida kati mnene (MPA) huchaguliwa. Ni ya kwanza kuyeyuka na kilichopozwa hadi 45-50 ° C, na kisha tu hutiwa katika sahani kadhaa za Petri (vipande vitatu hadi tano), chini ambayo swabs kutoka kwa dutu ya mtihani wa viwango mbalimbali huwekwa. Ifuatayo, mchanganyiko wa lishe ambayo bado haijagandishwa na nyenzo zinazoletwa ndani yake hufanywa. Hivi ndivyo seli huwekwa katika sehemu mbalimbali za ujazo wa substrate.

Inayofuata, vyombo vya Petri huwekwa kwenye kidhibiti halijoto kwa siku 2 kwa joto la 22 °C. Wakati huu, seli huongezeka kwa kiasi kwamba koloni inayoundwa na kila seli inaonekana kwa jicho la uchi. Kila mmoja wao ni utamaduni safi wa aina ya bakteria kutoka kwa seli zakerose.

Baada ya hapo, kutoka kwa sahani za Petri, vijidudu hupandwa katika mirija tofauti ya majaribio iliyojazwa na virutubishi. Kwa njia hii, tamaduni safi zimetengwa kutoka kwa sampuli mchanganyiko. Njia hii ina jina la msanidi wake - R. Koch. Pia inajulikana kama njia ya kikombe, au kupanda kwa kupungua. Baada ya kupata tamaduni safi za aina mbalimbali za bakteria, umbo lao, spora na familia hubainishwa.

Kazi zote lazima zifanywe kulingana na kanuni za asepsis. Ili kuepuka maendeleo ya mapema ya microorganisms, utafiti unapaswa kufanyika mara baada ya sampuli. Maji ya bomba yanachambuliwa baada ya kukimbia sehemu za kwanza, kwa vile zinaweza kuwa na microbes zilizokusanywa katika mabomba na mabomba. Microflora ya matunda, matunda na mboga iko hasa juu ya uso (peel), kwa hivyo, kuosha hufanywa kutoka kwayo. Ili kufanya hivyo, weka fetusi kwenye chombo cha kuzaa na uijaze kwa kiasi kinachohitajika cha maji. Kisha hutikiswa kwa nguvu kabisa na maji hutiwa kwenye chombo kingine. Mazao kutoka kwa bidhaa za nguo pia hupatikana kwa swabs, lakini kabla, vipande vya ukubwa fulani hukatwa kutoka kwao.