36. Особенности культивирования бактериальных, дрожжевых и грибных клеток.

Условия культивирование дрожжей

Дрожжи является хемоорганогетеротрофамы и используют органические соединения как для получения энергии, так и в качестве источника углерода. Им необходим кислород для дыхания, однако при его отсутствии большинство видов могут получать энергию за счет брожения с выделением спиртов (факультативные анаэробы). В отличие от бактерий, среди дрожжей есть облигатные анаэробы, гибнущие при наличии кислорода в среде. При пропускании кислорода через сбраживаемый субстрат дрожжи прекращают брожение и начинают дышать (поскольку этот процесс эффективнее), используя кислород и выделяя углекислоту. Это ускоряет рост дрожжевых клеток (эффект Пастера). Однако даже при доступе кислорода в случае высокого содержания глюкозы в среде дрожжи начинают его сбраживать (эффект Крэбтри).

Дрожжи достаточно требовательны к условиям питания. В анаэробных условиях дрожжи могут использовать в качестве источника энергии только углеводы, причем в основном гексозы и построенные из них олигосахариды. В аэробных условиях круг усваивания субстратов шире: помимо углеводов также жиры, углеводороды, ароматические углеводородные соединения, спирты, органические кислоты. Довольно много видов способны использовать пентозы в аэробных условиях. Тем не менее, сложные соединения (лигнин, целлюлоза) для дрожжей недоступны.

Источником азота могут быть соли аммония, примерно половина видов имеют нитратредуктазы и способны усваивать нитраты.

Условия культивирования грибов

В лабораторных условиях чистые грибные культуры получают при выделении из исследуемого материала методами механического разобщения и культивирования на искусственных питательных средах. Грибы растут медленнее бактерий, видимый рост их колоний на твердых питательных средах обычно наблюдается на 3-5 день. Образование колоний грибов на твердых питательных средах — результат апикального роста главной гифы и ее ответвлений.

Грибы обладают выраженной сахаролитической активностью, поэтому их выращивают на специальных средах, содержащих углеводы:

• среда Сабуро,

• сусло-агар,

• морковный агар и другие, при этом pH среды должно составлять 6,0-6,5.

Для роста грибам необходимы соли фосфора и серы, накопить большую биомассу грибов для промышленных целей позволяют добавки ионов меди, магния и натрия, витаминов: биотина, рибофлавина, тиамина.

Грибы растут в широком диапазоне температур (20-45⁰С), грибы, вызывающие заболевания человека, обычно культивируются при температуре 37˚С. При росте многоклеточных грибов на питательных средах различают субстратный или погружной мицелий (врастающие колонии, большая часть в среде) и воздушный мицелий (большая часть его находится над питательной средой). С воздушным мицелием связано образование конидий, с субстратным — бласто-, хламидо-, и артроспор.

Условия культивирования бактерий

Рост и развитие бактерий возможны лишь при определенных факторах и значениях каждого из них:

1.Температура. Различают три группы бактерий, отличающихся температурными предпочтениями:

• термофилы, или теплолюбивые микробы, растут при 45-90°С, а значит, не размножаются в организмах человека и животного;

• психрофилы, или холодолюбивые микроорганизмы, предпочитают температуру в интервале 5-15 °С и выращиваются в холодильных камерах;

• мезофилы, развиваются при температуре 25-37 °С, к ним относится основная масса бактерий.

2.Свет. Является особенностью культивирования бактерий-фототрофов, поскольку они осуществляют фотосинтетический процесс. Но для большинства микробов освещение не является обязательным условием. И даже наоборот, солнечный ультрафиолет может подавлять их развитие.

3. Вода. Всем микроорганизмам необходима вода в доступной (жидкой) форме. Вот почему в замороженных продуктах бактерии практически не развиваются.

4. Аэрация. Кислород, как химический элемент, является составной частью воды и немалого количества соединений, применяемых для выращивания микроорганизмов. Газообразный кислород также может содержаться в воде и прочих жидкостях в растворенном виде. Существенная часть бактерий нуждается в постоянном поступлении молекул кислорода. Но ряду микроорганизмов он без надобности, или, хуже того, газообразный кислород токсичен для них, поскольку они не имеют каталазы и пероксидазы, разрушающих токсичные продуты дыхания. Поэтому важнейшим этапом культивирования анаэробных бактерий является удаление молекул О2 из питательной среды.

5. Культивирование микроорганизмов. Выращивание аэробных и анаэробных бактерий проводится в различных слоях среды и в разных режимах.