Егоров - Основы учения об антибиотиках - 1986 (947288), страница 13
Текст из файла (страница 13)
При этом нельзя иметь какие-то универсальные среды, пригодные для изучения любого явления или всех закономерностей, связанных с развитием микроорганизма. При выявлении потенциальных возможностей микроорганизмов образовывать антибиотические вещества подбору сред необходимо уделять самое серьезное внимание. Понятие «среда для культивирования» включает не только определенный качественный и количественный состав компонентов кли отдельных элементов, необходимых для конструктивного и энергетического обмена организма (источники азота, углерода, фосфора, источники ряда микроэлементов, витамины и ростовые вещества), но также и физико-химические и физические факторы (активная кислотность, окислительно-восстановительный потенциал, температура, аэрация и др,). Все эти факторы, взятые вместе и каждый в отдельности, играют существенную роль прп развитии микроорганизма и в проявлении им отдельных физиологических и биохимических функций.
Обычно изменение одного нз факторов среды влечет за собой изменение другою. Например, внесение в среду в качестве источника азота физиологически кислого соеди- пения (ИН4) зВО4 может привести в процессе развития организма к резкому изменению рН субстрата, что, в свою очередь, будет сказываться на окислительио-восстановительном потенциале и т, д. В итоге это может резко изменить процесс развития микроорганизма, изменить характер протекаемых реакций обмена вешеств. Все это ставит перед исследователями проблему самого внимательного и серьезного отношения к выбору сред для культивирования изучаемых микроорганизмов. Все известные среды для культиннрования микроорганизмов, используемые в микробиологической практике, по характеристике их состава можно разделить на две основные группы: н а тур а л ьные среды неопределенного состава и синтетическиее среды, а по физическому состоянию — на три группы: т в е р д ы е (приготовленные с агаром, желатиной или на кремниевых пластинках), жидкие н сыпучие (увлажненные отруби, зерно) .
Натуральные среды неопределенного состава. Натуральными обычно называют среды, состоягцие из природных соединений, продуктов животного или растительного происхождения, имеющих сложный неопределенный химический состав. В качестве природных соединений или продуктов, издавна используемых в микробиологии, применяются различные части зеленых растений, животные ткани, солод, дрожжи, фрукты и овощи, а также панов, почва и т. д.
Большинство из них используется в виде экстрактов илн настоек. Преимушеством натуральных сред неопределенного состава является то, что на них хорошо развиваются микроорганизмы большинства видон, так каь в составе таких сред имеются, как правило, все компоненты, необходимые для роста и развития. Эти среды, как правило, содержат ряд аминокислот, некоторые витамины и другие ценные для роста микроорганизмов неШества, г также комплексообразующие соединения, способствующие связыванию микроэлементов и, таким образом, препятствующие их осаждению. Кроме того, эти среды легко приготовлять; материал для них дешев и доступен.
Однако не всякая натуральная среда неопределенного состава пригодна для выявлении антибиотических свойств микроорганизмов. Например, некоторые актнномицеты хорошо развиваются на разных по составу натуральных средах, но не образуют в этих условиях антибиотических веществ. Кроме того, среды с неопределенным составом мало пригодны илн почти непригодны для изучения обмена вешеств микробов — они не позволяют учесть потребление многих основных компонентов среды и выяснить, какие вещества образуются по ходу развития организма и т.
д. Натуральные среды неопределенного состава используются для поддержания оргпнизмов, для накопления биомассы или для диагностических целей. К числу натуральных сред с неопределенным составом следует отнести и все среды. в постав которых наряду с соединениями известной химической природы входят вещества неопределенного состава. Широкое применение такие среды находят в микробиологической практике, некоторые из них широко используются в промышленной микробиологии для получения антибиотиков, аминокислот, витаминов и других ценных продуктов жизнедеятельности микроорганизмов В качестве примера можно привести несколько типов сред.
Мясо-пептонная среда, в состав которой одновременно с мясным экстрактом и пептоном, имеющим сложный, до конца не определенный химический состав, входят поваренная соль, фосфорнокислый калий, иногда глюкоза или сахароза. Картофельные среды с глюкозой и пептоном, часто используемые для культивирования многих видов актиномицетов и бактерий. Мясо-пептонные и картофельные среды используются преимущественно в лабораторной практике. Среды с кукурузным экстрактом.
соевой мукой, бардой и другимп веществами, в состав которых наряду с названными продуктами неопределенного состава входят и соединения (ЫН»)»БО», СаСО, фосфаты, глюкоза, сахароза, лактоза или иной углевод и ряд других соединений. Эти среды с успехом применяются в промышленных условиях, так как они дешевы по составу и обеспечивают хорошее развитие многих видов микроорганизмов с высоким выходом ценных конечных продуктов жизнедеятельности, в том числе н антибиотиков. Все среды, приготовленные на агаре или желатине, строго говоря, следует отнести к натуральным средам неопределенного состава. Лгар, получаемый из различных видов морских водорослей, по химическому составу является сложным эфирным комплексом полисахарида с серной кислотой с включением разнообразных элементов.
По составу агар близок к пектину, содержит некоторые жирные кислоты, определенные количества биотина и тиамина или его компонентов. Все это свидетельствует о неопределенном составе агара как компонента субстрата. Поэтому добавление агара нлн желатнны к любым средам, в том числе и к синтетическим, позволяет причислить их к натуральным средам неопределенного состава.
Композиция натуральных сред неопределенного состава не является также постоянной и потому, что входящие в них растительные нли животные продукты не имеют строго постоянного состава, что связано с различными причинами. Так, например, в картофельной среде с глюкозой и пептоном при одной и той же партии пептона н химически чистой глюкозе состав картофельного экстракта будет зависеть не только от сорта картофеля, но н от времени его уборка, от места, где вырос картофель, от срока н режима его хранения и других причин.
Следовательно, даже прн наличии картофеля одного сорта нельзя приготовить совершенно одинаковые среды для проведения повторных опытов. Тем более нельзя по. лучить одинаковые результаты от опытов. проводимых в различных лабораториях при использовании натуральных сред. Поэтому для получения сопоставимых результатов и особенно для изучения физиологических и биохимических особенностей организма применяются синтетические среды. Синтетические среды. Под синтетическими следует иметь в виду такие среды для культивирования микроорганизмов, в состав которых входят определенные, химически чистые соединения, взятые в точно указанных концентрациях.
Приготовлять синтетические среды следует только иа дистиллированной воде, Синтетические среды по своей композиции могут быть довольно простыми, т. е. они могут состоять из небольшого числа веществ. Вместе с тем онн могут быть составлены из болыпого числа различных компонентов, иметь сложный состав, т. е. быть комплексными средами. Однако если в состав таких комплексных (сложных) сред входят компоненты известного химического состава и в учитываемом количестве, то от этого они не перестают быть синтетическими. Синтетические среды очень удобны лля целей изучения обмена веществ микроорганизмов.
Зная точный состав входящих в среду компонентов и их количества, можно, наблюдая за динамикой развития культуры, изучить нх потребление и различные превра~цеиня в соответствуюшие продукты обмена. При правильном подборе необходимых веществ многие организмы способны развиваться на относительно простых по составу средах. Способность расти па простых средах не следует объяснять примитивной организацией микроорганизмов. Наоборот, это скорее свидетельство чрезвычайно сложной ферментативной организации микроба и характеризует его способность синтезировать нз элементарных соединений субстрата все в высшей степени сложнейшие белки, витамины и другие компоненты, необходимые для жизнедеятельности организма. Следует подчеркнуть, что разработать хорошую синтетическую среду, ооеспечнваюшую нормальный рост изучаемого организма и достаточный уровень бпосинтеза антибиотика илн другого продукта жизнедеятельности,— дело весьма нелегкое, требующее от исследователя много времени н умения для правильной оценки роли и значения того илн иного компонента субстрата.
В последнее время все чаще при изучении условий образования антибиотиков н других биологически активных соединений применяются методы математического планирования эксперимента и, в частности, методы математического расчета соотношения компонентов субстрата и их состава. Это обеспечивает значительное повышение выхода нужного продукта, образуемого микроорганизмом. В настояшее время ставится задача с помошыо вычислительной техники моделировать опыты, выбирать наиболее рациональное соотношение разнообразных условий культивирования продуцента антибиотика. Несмотря на ряд трудностей, связанных с разработкой синте- ткческнх сред, в распоряжении микробиологов и микологов имеется достаточное количество таких синтетических сред, которые по 'своему качеству не уступают сложным натуральным средам неиз'вестного состава.
Для изучения различных вопросов процесса обмена веществ микроорганизмов наиболее подходящими считаются жидкие среды. Плотные (агаризоваиные) среды с успехом могут быть использованы для изучения цикла развития микроорганизма, архитектоники микробных колоний, диссоциации культур, для очистки культур от сопутствующих организмов и проверки чистоты культуры. Агаризованные среды можно широко использовать во многих предварительных исследованиях. Такие среды широко применяются для выделения микробов-антагонистов нз почвы и других естественных субстратов. Сыпучие среды применяются для сохранения н поддержания многих микроорганизмов — продуцеитов антибиотиков, в частности актиномицетов и плесневых грибов.
КАЧЕСТВЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОМПОНЕНТОВ СРЕДЫ Прн использовании тех или иных сред для культивирования организмов с целью выяснения нх антибиотических свойств важное значение имеет качественная характеристика отдельных компонентов среды. Под качественной характеристикой входящих и среду компонентов имеют в виду форму основных соединений, в которой они используются. Например, азот может использоваться в среде в окисленной (ХО„ МО, ) или в восстановленной (ХН;, †)ЧНт) формах. Источники углерода также могут быть различнымн: органические кислоты, спирты, сахара и полисахариды, сочетания различных углеродсодержашнх соединений н т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
