При приготовлении питательных сред необходимо учитывать потребность культивируемых микроорганизмов в различных элементах питания. Существует различные классификации питательных сред.

Классификация питательных сред по составу:

1. Простые среды (МПБ, МПА, желатин, пептонная вода). Мясо-пептонный бульон (МПБ) является белковой основой всех сред.

Существует несколько способов приготовления МПБ:

а) на мясной воде с добавлением готового пептона;

б) на переварах продуктов гидролиза исходного сырья при помощи ферментов.

Мясо-пептонный агар (МПА) — получают путем добавления агар-агара (1,5-3%) к МПБ. Если МПА распределен по диагонали пробирки или флакона — это скошенный агар. Если среда распределена в пробирке вертикально высотой 5-7 см, это агар столбиком. МПА, застывший в чашках Петри в виде штастшки — пластинчатый агар. Если среда имеет вертикальный слой высотой 2-3 см, и диагональный слой такой же величины, это полускошенный агар.

2. Сложные среды готовятся на основе простых с определенными добавками (углеводы, кровь, желчь, яйца, сыворотка, молоко, соли, факторы роста и т.п.)

Классификация питательных сред по исходным компонентам:

1. Естественные питательные среды — это натуральный продукт животного или растительного происхождения.

Могут быть:

Растительные (исходные продукты — соя, горох, картофель, морковь и т.п.).

Животные (исходные продукты — мясо, рыба, яйца, молоко, животные ткани, желчь, сыворотка крови и т.п.).

Смешанные (МПА, среда Левенштейна - Йенсена и т.п.).

2. Искусственные среды содержат переработанные естественные продукты (мясную воду, перевар), вещества, полученные из этих продуктов (пептон, дрожжевой и кукурузный экстракты) и различные добавки. Это самая большая и разнообразная по составу наиболее часто применяемая группа сред. Их готовят по определенным рецептам из различных настоев или отваров животного или растительного происхождения с добавлением неорганических солей, углеводов и азотистых веществ.

3. Синтетические среды (известного химического состава) состоят из химически чистых соединений в точно установленных концентрациях (с добавлением углеводов, солей, аминокислот, витаминов и т.п.). На основе этих сред, добавляя к ним естественные или искусственные среды, получают полусинтетические среды.

Классификация питательных сред по консистенции: среды бывают жидкие (среды без агара), полужидкие (с агаром до 1%), плотные (агаровые — 1,5-2,5%). Жидкие среды чаще применяют для изучения физиолого-биохимических особенностей микроорганизмов, для накопления биомассы и продуктов обмена. Полужидкие среды обычно используют для хранения культур, плотные — для выделения микроорганизмов, изучения морфологии колоний, диагностических целей, количественного учета, определения антагонистических свойств и др.

Классификация питательных сред по целевому назначению: универсальные (общеупотребительные) и специальные.

Универсальные (основные) среды. Эти среды используют для культивирования большинства относительно неприхотливых микроорганизмов или применяют в качестве основы для приготовления специальных сред, добавляя к ним кровь, сахар, молоко, сыворотку и другие ингредиенты, необходимые для размножения того или иного вида микроорганизмов. К этой группе относятся: МПБ — мясо-пептонный бульон, МПА — мясо-пептонный агар, МПЖ — мясо-пептонный желатин и т.п.

Специальные среды. Предназначены для выделения и избирательного культивирования определенных видов микроорганизмов, которые не растут на простых средах.

Различают следующие виды специальных сред: среды обогащения, элективные, дифференциально-диагностические, консервирующие и среды накопления.

Среды обогащения. Многие микроорганизмы не растут на обычных средах, поэтому для повышения питательной ценности среды в нее добавляют углеводы (сахарный бульон или агар) или белки (сывороточный агар и бульон, кровяной агар и бульон). Кровяной агар или кровяной бульон — получают путем добавления к питательной среде 5-10% подогретой стерильной дефибринированной крови барана, кролика, лошади, человека. Среда используется для выделения стрептококков, пневмококков и других бактерий, а также для изучения гемолитической активности. Сывороточный бульон или сывороточный агар получают, путем добавления к простым средам 15-20% лошадиной или бычьей сыворотки.

2. Элективные (избирательные) среды. Эти среды предназначены для избирательного выделения и накопления микроорганизмов определенного вида из материала, содержащего несколько видов микробов. При посеве на них материала, содержащего смесь различных микроорганизмов, раньше всего будет проявляться рост того вида, для которого данная среда будет элективной. Избирательность среды достигается путем создания условий, оптимальных для культивирования определенных микробов (рН, Еh, концентрация солей, состав питательных веществ), т.е. положительной селекцией. Или путем добавления в среду веществ, угнетающих другие микроорганизмы (желчь, высокие концентрации NаС1, антибиотики и др.), т.е. отрицательной селекцией. К этой группе относятся:

Селенитовая среда — является лучшей средой обогащения для сальмонелл и дизентерийных микробов Зонне. Селенит натрия, содержащийся в среде, стимулирует рост этих бактерий и подавляет рост сопутствующей флоры.

Висмут-сульфит агар — содержит соли висмута, бриллиантовую зелень. Сальмонеллы растут на этой среде в виде колоний черного цвета. Другие виды бактерий на этой среде роста не дают.

Желточно-солевой агар (ЖСА) — среда для выделения стафилококков, содержит до 10% хлорида натрия, что подавляет большинство бактерий, содержащихся в материале. Кроме того, эта среда является и дифференциально-диагностической, так как присутствие яичного желтка позволяет выявить фермент лецитиназу (лецитовителлазу), который образуют патогенные стафилококки. Лецитиназа расщепляет лецитин на фосфорхолины и нерастворимые в воде жирные кислоты, поэтому среда вокруг лецитиназоположительных колоний мутнеет и появляется опалесцирующая зона в виде «радужного венчика».

Желчный бульон элективен для сальмонелл, размножение которых стимулирует добавленная 10% желчь, одновременно тормозящая рост сопутствующих микроорганизмов.

Щелочной агар или щелочная пептонная вода элективны для холерных вибрионов, щелочная реакция среды (рН 9,0) не препятствует росту холерных вибрионов, но тормозит рост других микроорганизмов. 3-5 сут. Ж

3. Дифференциально-диагностические среды. Дифференциально-диагностические среды применяют для дифференцировки одного вида микроорганизмов от другого по характеру их ферментативной активности. Состав этих сред подбирают с таким расчетом, чтобы четко выявить наиболее характерные свойства определенного вида микроорганизмов, основываясь на особенностях его обмена веществ.

Среды для выявления протеолитической и гемолитической способности микробов, содержащие в своем составе белковые вещества: кровь, молоко, желатин и т.п. Наиболее распространенными средами являются мясо-пептонный желатин (МПЖ) свернувшаясялошадиная сыворотка, молоко и кровяной агар (КА).

Среды для изучения гликолитических свойств включают три основных компонента: питательная основа (бульон, агар), субстрат (моно- и дисахара, многоатомные спирты) и индикатор для выявления соответствующих ферментов. Ферментативное расщепление субстратов приводит к сдвигу рН и изменению окраски среды. Наиболее распространены цветные среды с различными углеводами (например, с бромтимоловым синим, индикатором ВР). Также широко распространены среды Гисса, на которых учитывают различия в способности ферментировать различные углеводы с образованием кислоты, либо кислоты и газа.

Для дифференцировки энтеробактерий применяют пептонную воду с набором различных углеводов, индикатором Андреде и поплавками, облегчающими обнаружение газообразования и помогающие визуально определить изменение рН, характерное для различных микроорганизмов. В частности, сдвиг в кислую сторону вызывает покраснение среды с реактивом Андреде или пожелтение при использовании среды с бромтимоловым синим, тогда как при защелачивании индикатор Андреде и бромтимоловый синий не меняют цвет среды. Например, для выделения патогенных бактерий из кишечника применяют среды, которые позволяют дифференцировать патогенные микроорганизмы от постоянных обитателей кишечника — микроорганизмов, разлагающих лактозу.

Такой средой является среда Эндо. Основными компонентами среды Эндо являются МПА, лактоза и основной фуксин, обесцвеченный сульфитом натрия. Исходная питательная среда окрашена в светло-розовый цвет. При сбраживании лактозы образуется ацетальдегид, который реагирует с сульфитом и, высвободившийся при этом, фуксин окрашивает колонии в ярко-красный цвет. Поэтому кишечная палочка, которая сбраживает лактозу, при росте на этой среде образует красные колонии с металлическим блеском, а сальмонеллы и шигеллы — бесцветные, так как они не сбраживают лактозу .

4. Среды накопления, на которых происходит быстрый рост определенных видов микроорганизмов.

5. Консервирующие (транспортные) среды. Предназначены для сохранения микроорганизмов во время транспортировки к месту исследования. Эти среды, содержат добавки, предупреждающие размножение и гибель микробов, что способствует сохранению их жизнеспособности. Наибольшее применение нашли глицериновая смесь (среда Тига), фосфатно-буферная смесь и среды Кари-Блэйра, Амиеса (с активированным углем и без активированного угля), Стюарта и др.

Стерилизация питательных сред.

Все питательные среды независимо от их назначения разливают в чистую посуду и стерилизуют. Большинство сред стерилизуют автоклавированием, но при различных режимах в зависимости от их состава.

1. Синтетические среды и все агаровые среды, не содержащие в своем составе нативного белка и углеводов, стерилизуют 15-20 мин в автоклаве при температуре 115-120°С и давлении 1-1,5 атмосферы .

2. Среды с углеводами и молоком (в состав которого входит лактоза), питательный желатин стерилизуют текучим паром при температуре 100°С дробно или в автоклаве при 112°С и при давлении до 1 атмосферы.

3. Среды, в состав которых входят белковые вещества (сыворотка крови, асцитическая жидкость), обеспложиваются тиндализацией или фильтрованием.

4. Для стерилизации питательных сред, содержащих в своем составе нативные белки, пользуются фильтрацией через мембранные фильтры Зейтца.

Для контроля стерильности среды после стерилизации помещают в термостат при 37°С на 3-5 сут. Жидкие среды должны оставаться прозрачными, а на поверхности и в толще плотных питательных сред не должны появляться признаки роста. Кроме контроля стерильности, про-изводят химический контроль готовых сред, который заключается в том, что в нескольких об-разцах каждой серии определяют рН, количество общего и аминного азота и хлоридов.

Существует также биологический контроль сред. В этом случае несколько образцов среды засевают лабораторной культурой того микроба, для которого приготовлена среда, и изучают характер его роста. Только после того, как среды выдержали контроль, их можно использовать по назначению.

I. По происхождению:

1. Естественные. Их готовят из естественных продуктов животного и растительного происхождения (мяса, молока, яиц, отрубей, картофеля, моркови, пивного сусла, сенного отвара, сливового или морковного сока, кокосового молока, сыворотки крови). Эти среды не имеют постоянного состава, а потому не стандартны. В настоящее время их используют в качестве добавок к искусственным средам.

2. Искусственные . Они содержат в качестве источников аминного азота высокомолекулярные органические компоненты (пептон, триптон, мясной экстракт, казеин), которые получают из продуктов животного и растительного происхождения, очищают и дегидратируют. Эти среды готовят из ингредиентов по определенной рецептуре, соответствующей ростовым потребностям культивируемых микроорганизмов. Состав их относительно постоянен, они стандартны, доступны и широко используются в диагностических лабораториях. Эта группа сред делится на:

а) простые среды, которые имеют достаточно простую рецептуру; в их состав входят источники аминного азота (пептон/триптон/мясной экстракт), а также соли, поддерживающие изотонические свойства и рН среды; предназначены для культивирования нетребовательных микроорганизмов. Примеры: мясная вода (МВ), пептонная вода, мясопептонный бульон (МПБ), мясопептонный агар (МПА).

б) сложные среды, которые получают путём добавления к простым питательным средам стимулирующих добавок - дрожжевого экстракта, сахаров, микроэлементов, витаминов, крови, сыворотки, гемина, пивного сусла и т. д., которые усиливают ростовые свойства и позволяют культивировать определенные виды микроорганизмов, в том числе привередливые.

3. Синтетические. Они состоят из низкомолекулярных неорганических и орга­нических соединений, в качестве источника аминного азота в эти среды входят аминокислоты. Синтетические среды имеют известный количественный и качественный состав ингредиентов: аминокислот, химически чистых аммонийных и азотнокислых солей, витаминов, микроэлементов и других факторов роста. Используют для культивирования микроорганизмов с целью получения вакцин и антибиотиков, изучения ростовых потребностей, а также для пассирования культур клеток.

II. По составу:

1. Минимальные - соответствуют минимальным потребностям микроорганизмов в питательных веществах. Мини­мальные среды используют в ге­нетических исследованиях.

2. Полные - содержат все необходимое для роста бактерий.

III. По консистенции:

1. Жидкие (мясо-пептонный, сахарный, кровяной, желчный бульоны, пептонная вода, молоко).

2. Полужидкие - содержат 0,5% агара (полужидкий агар).

3. Плотные – содержат уплотнители, придающие среде желеобразную консистенцию. В качестве уплотнителей могут использоваться:

· агар (по-малайски желе) – очищенный полисахарид из морских водорослей, который добавляют к жидким средам в концентрации 1–3% (обычно 15–20г/л). Плавится при 100 0 С, застывает - ниже +45 0 С; разлагают его немногие бактерии;

· желатин - он разжижается многими микроорганизмами и имеет низкую температуру плавления (26-30 0 С), поэтому редко используется в качестве уплотнителя;

· силикагель - используется в случаях, когда требуются плотные среды, не содержащие органических компонентов (для хемолитотрофов).

4. Свёрнутые - плотные среды, содержащие сыворотку крови или яичный белок, которые в процессе температурной коагуляции приобретают плотность.

5. Сыпучие - пшено, отруби и др., используют для длительного хранения микроорганизмовна поверхности среды.

IV. По назначению:

1. Общего назначения, основные (МПБ, МПА). На них растут многие нетребовательные микроорганизмы (псевдомонады, энтеробактерии, стафилококки).

2. Элективные (селективные, избирательные) содержат вещества, подавляющие рост сопутствующей микрофлоры и усиливающие рост определенных видов или родов микроорганизмов. В качестве селективных добавок используют антибиотики, антисептики (фурагин), анилиновые красители (феноловый красный, метиленовый синий, эозин, малахитовый зеленый), соли (теллурит калия, 4-9% NaCl, селенит натрия), желчь. Примеры элективных сред: для стафилококков - желточно-солевой агар, для синегнойной палочки – фурагиновый агар.

Питательные среды - биологические препараты, используемые для выращивания микроорганизмов и изучения культуральных, биохимических, антигенных свойств, фаголизабельности и чувствительности к антибиотикам.

Питательные среды широко используют в лабораторной практике при диагностике инфекционных заболеваний, а также для контроля за стерильностью лекарственных средств. Для того чтобы микроорганизмы росли и развивались, питательные среды должны отвечать следующим требованиям.

1. Оптимальный состав. В их состав должны входить все необходимые компоненты, которые нужны для развития микробов: белки, витамины, углеводы, минеральные вещества.

2. Оптимальное значение pH. Большинство микроорганизмов развивается при pH 7,2…7,4.

3. Стерильность. Она необходима для того, чтобы избегать конкурентной борьбы между микробами.

4. Прозрачность. Для лучшего изучения характера микробных колоний.

5. Влажность. Питание и дыхание осуществляются путем осмоса и диффузии, поэтому питательные среды должны быть слегка влажными.

Классификация сред . Питательные среды подразделяют по следующим признакам.

1. По консистенции: а) плотные (твердые) - агара 1,2…2 % (мясопептонный агар); б) полужидкие - агара 0,2…0,3 % (полужидкий агар); в) жидкие - мясопептонный бульон.

Для придания средам плотной или полужидкой консистенции чаще всего используют агар-агар - полисахарид, выделяемый из морских водорослей. Агар способен образовывать в воде гель, плавящийся при 80…100 °С и затвердевающий при 37…40 °С. Устойчивость агара к разжижающему действию большинства микроорганизмов, а также способность образовывать прочные студни обусловили его широкое применение в бактериологии.

2. По происхождению: а) искусственные: животного (МПА, МПБ) и растительного происхождения (пивное сусло); б) естественные: животного (кровь, молоко) и растительного происхождения (кусочки картофеля).

3. По составу: а) белковые; б) безбелковые; в) минеральные.

4. По назначению: а) среды для культивирования (простые, специальные); б) среды для обогащения (для накопления микроорганизмов при их низкой концентрации в исходном материале); в) среды консервирующие для первичного посева и транспортировки патогенов; г) среды для идентификации (дифференциально-диагностические) - микробы одного вида образуют колонии, отличающиеся по внешнему виду от колоний других микроорганизмов.

Если материал слабо загрязнен посторонней микрофлорой, то для выделения культур применяют простые среды общего назначения (МПА), при обильной контаминации сапрофитами используют специальные среды: элективные (для отдельных видов) и дифференциально-диагностические (для облегчения идентификации).

Характеристики сред . Консервирующие транспортные среды (глицериновая смесь, фосфатный буфер, тиогликолевая среда для анаэробов и др.). Предупреждают отмирание патогенных микробов и подавляют рост сапрофитов.

Среды обогащения (селективный бульон, желчный бульон, среда Мюллера, Раппопорт, среда Кауфмана, щелочная пептонная вода). Применяют для накопления определенной группы бактерий за счет создания условий, оптимальных для одних видов и неблагоприятных для других. Наиболее часто используют различные красители и химические вещества - соли, желчные кислоты, теллурит калия, антибиотики, фуксин и т. д.

Элективные (селективные среды) . Обеспечивают более благоприятные условия для изолируемого микроба с одновременным подавлением сопутствующей микрофлоры. Например, среды Плоскирева и солевой агар применяют для первичного посева материала или для пересева с консервирующих сред или сред обогащения с целью получения чистой культуры.

Дифференциально-диагностические среды . Предназначены для определения видовой принадлежности исследуемого микроба, основываясь на особенностях его обмена веществ.

Среды для выявления протеолитической, гемолитической способности микробов . Содержат в своем составе белковые вещества (кровь, молоко, желатин и др.).

Среды с индифферентными химическими веществами . Служат источником питания для одних видов микробов и не усваиваются другими видами (цитратный агар Симмонса).

Среды с углеводами (моносахариды, дисахариды, полисахариды), многоатомными спиртами (сорбит, маннит), гликозидами (салицин, инозит) для обнаружения соответствующих ферментов.

Среды для определения редуцирующей способности микробов . В своем составе содержат краски, обесцвечивающиеся при восстановлении (агар Омелянского с индигокармином), а также нитраты для определения денитрифицирующей способности микроорганизмов.

Сухие питательные среды . В бактериологических лабораториях используют в основном коммерческие сухие среды. Они представляют собой высушенные и измельченные до порошкообразного состояния готовые питательные среды. У сухих сред имеется ряд преимуществ перед средами обычного изготовления: их можно хранить длительно в сухом затемненном помещении в герметически закрытой таре, они транспортабельны, удобны в применении и стандартны, что облегчает получение сравнимых результатов при бактериологическом исследовании.

Плотные среды состоят из питательной основы, агар-агара, индикаторов и других органических и минеральных веществ, улучшающих рост одних и задерживающих рост других микроорганизмов.

В качестве питательной основы сухих сред используют различные источники белка. За рубежом сухие среды чаще всего изготавливают на мясопептонном бульоне, требующем большого расхода говяжьего мяса. В нашей стране в качестве источника белка используют гидролизаты кильки, казеина, кормовых дрожжей.

Для упаковки сухих питательных сред используют стеклянные банки из оранжевого стекла (250 г), полиэтиленовые банки (250, 500, 1000 г), а также пакеты из трехслойной ламинированной бумаги (50…200 г). Сроки хранения в стеклянных и полиэтиленовых банках составляют 2…4 года, а в пакетах из трехслойного ламината - от 1 года до 4 лет.

Отечественная промышленность выпускает более 120 наименований различных сухих питательных сред. Крупнейшими производителями являются ФГУП НПО «Питательные среды» (г. Махачкала) и ГНЦПМ (г. Оболенск) (Меджидов М. М. Справочник по микробиологическим питательным средам. - М.: Медицина, 2003). Наиболее часто применяют в практических лабораториях следующие среды.

Сухие дифференциально-диагностические среды . Если раньше в практике ветеринарных бактериологических лабораторий для идентификации микроорганизмов широко использовались среды Гисса, содержащие какой-либо одни углевод, то в последнее время все шире стали применяться среды, позволяющие дифференцировать микроорганизмы по двум-трем признакам.

Среда Росселя (ФГУП НПО «Питательные среды»). Предназначена для первичной идентификации энтеробактерий. Готовая среда имеет зеленый цвет. После посева культуры через 18…20 ч инкубации при 37 °С о ферментации лактозы судят по появлению желтой окраски в скошенной части агара, а о ферментации глюкозы - по желтой окраске столбика агара. О газообразовании заключают по появлению пузырьков, разрывам агара. Если микроорганизм не ферментирует глюкозу и лактозу, то среда остается зеленой или приобретает синий цвет.

Среда Клиглера (ФГУП НПО «Питательные среды», г. Махачкала и АООТ «Биомед» им. И. И. Мечникова, г. Москва). Предназначена для первичной идентификации энтеробактерий. Готовая среда имеет красный цвет. Скашивать необходимо так, чтобы остался столбик высотой 2.5…3 см. Посев производят сначала в толщу среды, а затем по скошенной поверхности. Через 18…20 ч инкубации при 37 °С учитывают результаты. Если микроорганизм ферментирует лактозу, то скошенная часть агара приобретает желтый цвет. При сбраживании глюкозы среда желтеет в столбике. При газообразовании - появление пузырьков и разрывы агара. В случае образования сероводорода среда приобретает черный цвет. Продуцирование индола определяют при помощи специальных индикаторных бумажек.

Двухслойный железоглюкозолактозный агар с мочевиной . Среда Олькеницкого (ФГУП НПО «Питательные среды»). Эти среды позволяют идентифицировать бактерии по их способности ферментировать глюкозу и лактозу, образовывать сероводород и расщеплять мочевину. С подробной инструкцией о приготовлении, способе посева микроорганизмов и учете результатов можно ознакомиться в «Справочнике по микробиологическим питательным средам» М. М. Меджидова.

Сухие элективные питательные среды . Элективный солевой агар (СА) (ФГУП НПО «Питательные среды» и ФГУП «Аллерген», г. Ставрополь). Предназначен для выделения стафилококков из исследуемого материала. Может служить основой для приготовления желточно-солевого или молочно-солевого агара. При посеве материала на СА через 48 ч инкубации при 37 °С рост стафилококков в виде круглых колоний диаметром 2…4 мм.

Элективно-питательная среда для выделения пневмококка (пневмококк-агар) (ФГУП НПО «Питательные среды»). Предназначена для элективного выделения пневмококка из патологического материала (крови, мокроты, гноя). Готовая среда имеет коричневый цвет. Через 24…48 ч после посева материала и инкубации его при 36…38 °С в условиях «свечного сосуда» пневмококк образует на среде выпуклые колонии размером до 1 мм, хорошо отличимые от бледно-розовых колоний стафилококка.

Питательная среда для изоляции грибов рода Candida (кандида-агар) (ФГУП НПО «Питательные среды», г. Махачкала). Предназначена для выделения грибов рода Candida из инфицированного материала и объектов внешней среды. Среда не подлежит автоклавированию. Грибы рода Candida на этой среде через 22…24 ч инкубации при 37 °С образуют плотные выпуклые или плоские колонии сметанообразной консистенции с ровными или волнистыми краями размером 1…2 мм.

Среда подавляет рост сопутствующей бактериальной флоры (кишечной палочки, протея, стафилококка).

Селективный агар для выделения и предварительной идентификации энтеробактерий в моче (аналог агара Мак-Конки) (ФГУП НПО «Питательные среды»). Рекомендуется для выделения и предварительной идентификации энтеробактерий из мочи, а также может быть использован при бактериологическом исследовании пищевых продуктов, фекалий, сточных вод.

Готовая среда красно-коричневого цвета, прозрачная, с легкой опалесценцией. Через 16…20 ч инкубации посева при 37 °С лактозоотрицательные сальмонеллы образуют прозрачные бесцветные колонии, лактозоположительные эшерихии - колонии ярко-малинового цвета. Среда подавляет «роение» протеев, которые растут в виде бесцветных изолированных колоний в О-форме. Рост стафилококков полностью подавляется.

Питательные среды других групп . Гликолевая среда (ФГУП НПО «Питательные среды», г. Махачкала; ОАО «Биомед» им. И. И. Мечникова, г. Москва). Предназначена для контроля стерильности медицинских и биологических препаратов. Учет результатов проводят согласно инструкции «Испытание лекарственных средств на микробиологическую чистоту».

Питательные среды № 1 и 2 выпускают ФГУП НПО «Питательные среды» (г. Махачкала) и ФГУП «Аллерген» (г. Ставрополь).

Питательная среда для контроля микробной загрязненности сухая № 1 . Используют для определения общей обсемененности нестерильных лекарственных препаратов и пищевых продуктов.

Питательная среда для контроля микробной загрязненности (Сабуро-агар) № 2 . Рекомендуется для культивирования грибов, а также определения содержания грибов в нестерильных лекарственных средах и других объектах внешней среды.

Эритрит-агар и эритрит-бульон . Предназначен для выделения и культивирования бруцелл.

Питательная среда для выделения и культивирования сибиреязвенного микроба .

Кетоглутаровый агар . Эффективен для изоляции и культивирования возбудителя туляремии.

Среда АГВ . Предложена для определения чувствительности микроорганизмов к антибиотикам дискодиффузным методом.

Питательная среда для экспресс-определения антибиотикочувствительности условно-патогенных бактерий . Предложена для ускоренного определения антибиотикочувствительности грамотрицательных условно-патогенных микроорганизмов. Учет результатов можно проводить через 4…5 ч.

Ассортимент выпускаемых отечественной промышленностью сухих питательных сред постоянно расширяется. Приведено лишь небольшое количество тех, которые могут быть использованы в повседневной работе ветеринарных лабораторий. Кроме того, в настоящее время имеется возможность приобретать и импортные питательные среды. Коммерческие названия можно узнать, заказав соответствующие каталоги. Однако их внедрение и широкое использование в ветеринарных лабораториях РФ возможно лишь в отдаленной перспективе из-за довольно высокой стоимости. Кроме того, в этой главе не упомянуты готовые коммерческие питательные среды довольно хорошего качества производства НИЦФ (г. Санкт-Петербург). Они расфасованы во флаконы по 400 мл; срок хранения 1 год. Среды, безусловно, могут быть полезны при проведении бактериологических работ в полевых условиях.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

По составу питательные среды принято делить на естествен­ные (или натуральные) и синтетические.

Натуральными (естественными) обычно называют среды, которые состоят из продуктов животного или растительного происхождения. Основой таких сред являются овощные и фрук­товые соки, молоко, животные ткани (мясо, рыба, печень и др.), разведенная кровь, отвары или экстракты, полученные из при­родных субстратов, таких как мясо, солод, картофель, почва, дрожжи и др. На натуральных средах хорошо развиваются многие микроорганизмы, поскольку они содержат все компо­ненты, необходимые для роста и развития. Натуральные среды используются главным образом для поддержания культур мик­роорганизмов и накопления биомассы. Однако эти среды име­ют сложный, неопределенный химический состав и мало при­годны для изучения обмена веществ микроорганизмов.

К числу натуральных сред, широко применяемых в лабора­торной практике, относятся мясо-пептонный бульон (МПБ), неохмеленное пивное сусло, дрожжевая и картофельные среды, почвенный экстракт.

Синтетическими называют среды, в состав которых входят только определенные химически чистые соединения, взятые в точно указанных количествах. Синтетические среды наиболее удобны для исследования обмена веществ микроорганизмов. Зная точный состав и количество входящих в среду компонен­тов, можно изучить их потребление и превращение в соответ­ствующие продукты обмена.

В настоящее время в распоряжении микробиологов имеется достаточное количество синтетических сред, не уступающих по своим качествам сложным натуральным средам.

Полу синтетические среды также относятся к средам неопре­деленного состава. Их главными составными частями являются известные соединения (углеводы, соли аммония, нитраты, фос­фаты и т. д.), а компонент неопределенного состава (кукуруз­ный экстракт, дрожжевой автолизат, гидролизат казеина и др.) содержится в относительно низких концентрациях. Такие среды находят особенно широкое применение в биотехнологии амино­кислот, витаминов, антибиотиков и др.

По назначению различают элективные и дифференциально-диагностические среды.

Элективные среды предназначены для выделения чистых культур микроорганизмов из среды их естественного обитания (воды, почвы, пищевых продуктов и т. п.).

Дифференциально-диагностические среды - это такие сре­ды, с помощью которых можно довольно быстро отличить (дифференцировать) одни виды микроорганизмов от других. Их состав подбирается с таким расчетом, чтобы можно было четко выявить наиболее характерные свойства данного вида. Примером такой среды для выявления кишечной палочки в ес­тественных субстратах (воде, пищевых продуктах) может слу­жить среда Эндо. Кишечная палочка образует на этой среде малиновые колонии с металлическим блеском. Дифференциаль­но-диагностические среды особенно широко применяются в са­нитарной и медицинской микробиологии для быстрого ориен­тировочного определения отдельных групп микроорганизмов.

Питательные среды бывают жидкие, плотные и сыпучие. Основой жидких сред является вода. К ним относятся отвары и экстракты (натуральные среды) или растворы химических веществ и других компонентов (синтетические и полусинтети­ческие среды).

Плотные среды получаются путем прибавления к жидким средам желатина или агар-агара (вещество, добываемое из морских водорослей, содержит главным образом полисахари­ды). Недостатком желатина является низкая температура плавления (24-27 °С), а агар-агар плавится при 100 °С и за­стывает при 40-45 °С. При развитии в жидкой среде культуры микроорганизмов образуют суспензии, осадок или пленку, ори развитии на плотной среде - колонии.

Агаризованные питательные среды находят чрезвычайно ши­рокое применение в микробиологической практике. Они исполь­зуются: для изучения характера роста и классификации микро­организмов; для количественного учета микроорганизмов; для выделения чистых культур микроорганизмов при микробиоло­гическом анализе воздуха, воды, почвы и т. д.; для пересылки культур микроорганизмов на расстояние, например культура дрожжей на заводы высылается на сусловом агаре; для дли­тельного хранения культур. Плотные питательные среды обла­дают еще тем преимуществом, что загрязнение культур извне на жидкой среде в большинстве случаев бывает незаметно,

Мясопептонный бульон и мясопептонный агар являются пригодными для большинства бактерий наиболее простыми питательными средами. Исходным материалом для приготовления этих и ряда других питательных сред служит мясная вода, представляющая собой желтоватую прозрачную жидкость с кислой реакцией. Мясная вода содержит растворимые белковые вещества (альбумины), экстрактивные вещества и некоторые соли.

Мясная вода и концентрированный мясопептонный бульон (по ГОСТу 10444-63)

Мясо говяжье или конское после удаления костей, жира и сухожилий пропускают через мясорубку, и фарш заливают холодной водопроводной водой, вливая на каждые 500 г мясного фарша 1 л воды. После перемешивания смесь медленно нагревают до кипения и умеренное кипение поддерживают в течение 1,5 ч. Небольшое количество смеси фарша с водой (до 5 л) можно кипятить на открытом огне, часто помешивая, чтобы не произошло пригорания мелких частичек мяса.

Большое количество лучше кипятить в котлах с паровой рубашкой. Готовность мясной воды определяют фильтрованием небольшого количества ее в пробирку через бумажный фильтр. Если фильтрат прозрачен, мясная вода готова. Если же фильтрат получается мутным, то варку следует производить до тех пор, пока не получится вполне прозрачный фильтрат. После окончания варки жидкость отцеживают через полотно или вдвое сложенную марлю, отжимают из вареного мяса весь сок и полученную жидкость доводят кипяченой водой до первоначального объема. Добавления большого количества воды обычно не требуется, так как в результате варки в мясную воду переходит много сока из мяса. Только при слишком длительной варке и очень бурном кипении наблюдается большое выпаривание жидкости.

Полученную мясную воду разливают в стеклянные пол-литровые банки, закатывают и стерилизуют в автоклаве 20 мин при температуре 120 °С. Из заготовленной таким образом мясной воды по мере надобности приготовляют необходимые питательные среды.

Чтобы получить концентрированный мясопептонный бульон (МПБ), к 1 л мясной воды прибавляют 10 г пептона1 и 5 г хлористого натрия. Доводят реакцию среды до pH 7,0-7,2, кипятят, фильтруют через бумажный фильтр, разливают в чистые пробирки и, закрыв ватными пробками, стерилизуют в автоклаве 20 мин при температуре 120 °С.

Разведенный мясопептонный бульон

Приготовление мясной воды производится так же, как и для концентрированного бульона, но вместо 500 г мясного фарша берется 250 г его на 1 л воды. Можно заготовленную концентрированную мясную воду развести вдвое водой. К 1 л разведенной мясной воды добавляют 5 г пептона, 2,5 г хлористого натрия, устанавливают pH 7,0-7,2, а далее поступают так же, как при приготовлении концентрированного мясопептонного бульона.

Рыбопептонный бульон

На заводах, вырабатывающих рыбные консервы, вместо мясной воды для приготовления сред можно пользоваться рыбной водой. Рыбную воду следует готовить из крупной тощей рыбы. Лучше всего для этой цели подходит судак, треска или щука. Освобожденную от костей и жира рыбу пропускают через мясорубку и заливают холодной водопроводной водой из расчета 1 л воды на 500 г рыбного фарша. Все дальнейшие операции приготовления рыбной воды аналогичны операциям приготовления мясной воды.

Рыбная вода используется для приготовления рыбопептонного бульона. На 1 л рыбной воды прибавляют 10 г пептона, 5 г поваренной соли, нейтрализуют до pH 7,0-7,2 и стерилизуют так же, как мясопептонный бульон.

Розлив бульона в пробирки (перед стерилизацией) производится через стеклянную воронку, на конец которой надета резиновая трубка с наконечником и зажимом Мора (рис. 52). Стеклянный наконечник следует несколько погружать при розливе в пробирку, чтобы края пробирки не смачивались бульоном, иначе ватная пробка присохнет к стеклу и может прорасти микроорганизмами.

Установление реакции питательных сред

При микробиологических исследованиях постоянно приходится учитывать кислотные и щелочные свойства питательных сред. Активная кислотность питательного субстрата имеет, как уже указывалось, большое значение в жизненных процессах микробов: она влияет на их рост, морфологические и физиологические свойства. Для большинства бактерий необходима среда с pH 7,2-7,4, для дрожжей и плесеней - с pH 4,5-5,5.

Питательные среды, приготовляемые для выявления биохимических свойств микробов, должны иметь оптимальную, строго определенную для данного микроба реакцию. Установить pH приготовленной среды в микробиологической лаборатории можно либо электрометрическим, либо колориметрическим методами. Электрометрически pH определяют с помощью лабораторного рН-метра (например, ЛП-58 - рис. 53) или иономера (КФВ-И1 - рис. 54).

Чтобы измерить величину pH исследуемой питательной среды с помощью иономера, в прилагаемый к нему стаканчик наливают около 40 мл этой среды, погружают в нее патрон с хлор-серебряным полуэлементом и присоединяют электродное устройство. Стрелки гальванометра отклоняются и показывают значение величины pH.

При использовании лабораторного рН-метра (ЛП-58) удобнее применять стеклянный и каломельный электроды. Шарик стеклянного электрода имеет очень тонкие стенки - 0,03-0,05 мм, поэтому при работе с ним нужно соблюдать осторожность. Перед применением стеклянный электрод следует не менее 1-2 ч выдерживать в дистиллированной воде, а при частой эксплуатации нужно постоянно хранить его в дистиллированной воде, периодически заменяя ее свежей.

Перед измерением pH стеклянным электродом производят корректировку шкалы pH по буферному раствору. Величина pH буферного раствора должна быть близка к pH исследуемого раствора. Температурный компенсатор прибора устанавливают на температуру буферного раствора и настраивают усилитель и потенциометрическую часть прибора по нормальному элементу. Затем, промыв дистиллированной водой электроды и измерительный сосуд, наполняют его исследуемой средой и производят измерение pH среды; устанавливая температурный компенсатор на температуру среды и нажимая кнопку для включения прибора на фронтальной доске рН-метра, замечают показания стрелки гальванометра на шкале pH. Подробно правила пользования, настройки и ухода за приборами описываются в инструкциях, прилагаемых к приборам. Длительность анализа 3-5 мин. Результаты достаточно точны.

Электрометрически с помощью рН-метра и иономера, очень удобно проверять pH готовых сред. А так как при изготовлении питательных субстратов для бактериологических анализов приходится не только фиксировать имеющийся уровень pH среды, но и доводить реакцию до определенного его значения, то в практике оказался более удобным колориметрический метод.

В основу колориметрического метода положено свойство индикаторов менять свою окраску с изменением концентрации ионов H- растворов. Для каждого индикатора характерен свой диапазон pH, в пределах которого меняется его цвет. Согласно ГОСТу 10444-63 для установления pH питательных сред применяют 0,04%-ный раствор бромтимолового синего. Диапазон бромтимолового синего 6,0-7,6. В кислых средах он приобретает желтую окраску, в щелочных - синюю. При pH 7,1 дает салатово-зеленую окраску.

Для определения реакции среды или консервов после развития в них микроорганизмов применяют 0,04%-ный раствор бромкрезолпурпура. Бромкрезолпурпур изменяет окраску в диапазоне pH 5,2-6,3. В кислых средах он бледно-желтый, в нейтральных - красно-фиолетовый, а при pH 6,3 дает зеленую с пурпурным оттенком окраску.

Индикаторы готовят следующим образом: 0,1 г соответствующего индикатора, взвешенного на аналитических весах, растирают в ступке (желательно агатовой) с 1/20 н. раствором едкого натра. Для растворения 0,1 г бромтимолового синего берут 3,2 мл 1/20 н. раствора NaOH; для растворения 0,1 г бромкрезолпурпура - 3,7 мл 1/20 н. раствора щелочи. К полученному щелочному раствору добавляют 250 мл дистиллированной воды и получают 0,04%-ный раствор индикатора. Приготовленный раствор индикатора следует хранить на холоду в стеклянных сосудах с притертой пробкой.

Перед стерилизацией pH среды доводят до необходимого уровня (7,0-7,2). Для этого в большую колбу (2-3 л) вливают 1,5 л приготовляемой питательной среды. Из бюретки в нее начинают приливать по каплям 10%-ный раствор двууглекислой соды или слабый раствор щелочи (например, 0,1 н. раствор едкого натра), все время проверяя реакцию среды по индикатору (в данном случае по бромтимоловому синему). Для этого на белую фарфоровую плитку (можно даже кафельную) наносят несколько капель среды, в которые добавляют каплю индикатора. Если бромтимоловый синий при этом даст желтую окраску, то приливание соды или щелочи нужно продолжать до тех пор, пока среда от капли индикатора не окрасится в салатово-зеленый цвет. Если в капле исследуемой среды при внесении индикатора появляется зелено-синий тон, то щелочной раствор при титровании прилит в избытке и в колбу со средой следует добавить свежую, еще не титрованную питательную среду и опять проверить реакцию.

Прекрасно зарекомендовал себя на практике с помощью компаратора и стандартной шкалы Михаэлиса. Этот метод является достаточно точным - реакция среды определяется до 0,1 единицы pH. Для определения pH среды с помощью прибора Михаэлиса необходимо предварительно проверить реакцию среды с помощью лакмусовой бумажки, чтобы знать, каким индикатором и каким рядом ампул из прибора Михаэлиса следует воспользоваться. Так как для большинства питательных сред необходима нейтральная и слабощелочная реакция (pH 7,0-7,2), то из прибора нужно брать индикатор метанитрофенол и ряд ампул с pH 6,8-8,2. При стерилизации pH субстрата обычно снижается на 0,2 единицы, поэтому для создания оптимальных условий для роста микроорганизмов перед стерилизацией приготовляемая среда должна иметь pH 7,2-7,4.

После проверки реакции среды по лакмусу и подбора индикатора берут компаратор, устанавливают в него, пробирки и стандартные ампулы с соответствующим pH (рис. 55). Во вторую пробирку первого ряда (№ 2) в компараторе вливают 2 мл исследуемой питательной среды; сюда же добавляют 4 мл дистиллированной воды и 1 мл 0,3%-ного раствора избранного индикатора (обычно, как уже сказано, метанитрофенола). В две крайние пробирки первого ряда № 1 и 3 вливается по 2 мл питательной среды и по 5 мл дистиллированной воды. В среднюю пробирку второго ряда № 5 помещают только 7 мл дистиллированной воды. В два крайних гнезда второго ряда компаратора № 4 и 6 вставляются ампулы со стандартным раствором с показателями pH, в интервале между которыми устанавливается реакция среды.

Рассматривая пробирки на свет через нижнее отверстие в компараторе на фоне белой матовой пластинки, сравнивают окраску исследуемой жидкости с окраской индикатора. Если окраска в пробирке со средой совпадает с окраской индикатора в одной из ампул, то величина pH среды будет равна значению pH данной стандартной ампулы. Если же цвет исследуемой среды (во второй пробирке) окажется более светлым, чем в стандартной ампуле, то в пробирку со средой по каплям добавляют 10%-ный раствор двууглекислой соды или 0,1 н. раствор едкого натра, используя для этой цели микробюретку. Приливание нейтрализующих растворов по каплям продолжают до тех пор, пока цвет в пробирке не сравняется с цветом в одной из ампул. По количеству миллилитров соды или щелочи, израсходованной на нейтрализацию 2 мл среды (помещенных в пробирку № 2), нетрудно подсчитать, какое количество миллилитров нейтрализующего раствора потребуется для установления уровня pH во всем объеме приготовляемой питательной среды.

В очень кислых средах величину pH определяют с помощью индикатора пара-нитрофенола. Растворы применяемых индикаторов готовят следующим образом.

1. 0,3 г мета-нитрофенола растворяют в 100 мл дистиллированной воды (интервал значений pH от 6,8 до 8,4).

2. 0,1 г пара-нитрофенола растворяют в 100 мл дистиллированной воды (интервал значений pH от 5,4 до 7,0).

Установить приблизительное значение pH среды можно также с помощью универсального индикатора. Для этого в фарфоровую чашку наливают 2-3 мл исследуемой среды и приливают 2-3 капли универсального индикатора. Размешав смесь стеклянной палочкой, сравнивают ее цвет с окраской полос на цветной бумажной шкале. pH исследуемой среды будет такой же, какой указан у равноокрашенной полоски цветной шкалы. Степень точности определения pH универсальным индикатором около 0,5.

Приготовление мясопептонного агара (МПА)

Агар (по-малайски «желе») - сложное органическое вещество, получаемое из морских водорослей. По химическому составу он представляет собой смесь углеводов, относящихся к полисахаридам - производным галактозы - и обладающих желирующей способностью. Добавленный к жидкой среде агар придает ей такую плотность, что расплавление ее наступает лишь при температуре кипения. Плавится агар в воде примерно при 80-86 °С, затвердевает при 36-40 °С. Благодаря этому на агаровых средах можно выращивать культуры микробов при любой температуре, допускающей их жизнь.

Мясопептонный агар готовят из концентрированного мясопептонного бульона. В большую эрленмейеровскую колбу из тугоплавкового стекла емкостью до 2 л, снабженную ватной пробкой, вливают концентрированный мясопептонный бульон, добавляют от 2 до 4% (в зависимости от сорта) мелко нарезанного агара и, не закрывая пробкой, ставят на слабый огонь для расплавления.

Мясопептонный бульон нужно брать с реакцией среды 7,4, потому что при стерилизации pH снизится на 0,2. Реакцию мясопептонного агара можно установить после того, как произойдет полное расплавление. Если агар хорошего качества и не дает осадка, то после установления pH его кипятят 12-15 мин, фильтруют через вату и, разлив в колбы или пробирки (в зависимости от надобности), стерилизуют в автоклаве 20 мин при 120 °С.

Если агар недостаточно очищен, он может дать осадок. В этом случае до стерилизации мясопептонный агар следует осветлить. Для этого к расплавленному и охлажденному до 50 °С мясопептонному агару прибавляют яичный белок, смешанный с 30 мл воды и взбитый до состояния пены. На 1 л среды берут белок одного куриного яйца. Агар тщательно взбалтывают с введенным белком и ставят в автоклав на 10 мин при 120°С. Во время кипения белок свертывается и увлекает с собой все взвешенные частицы. После автоклавирования агар фильтруют через ватно-марлевый фильтр. Для этого берут стеклянную воронку большого диаметра, натягивают на нее марлю, а сверху кладут тонкий слой ваты. Фильтровать кипящий агар нужно быстро и фильтрат до застывания разлить в пробирки по 5-10 мл. Стерилизацию среды проводят в автоклаве, как указано выше.

После стерилизации пробирки со средой, содержащие по 5 мл агара, ставят в наклонное положение, так чтобы агар не касался пробки. После застывания получают «косой» (или скошенный) агар. Пробирки с 10 мл агара помещают в штатив и дают застыть, получая среду, разлитую на «высокий столбик». Косой агар хранить более 4-7 дней не рекомендуется, так как он высыхает.

Мясопептонный агар - основная питательная среда, используемая при бактериологических анализах в микробиологических лабораториях. Его используют как в виде «простого агара», так: и после добавления углеводов, приготовляя сложные дифференциально-диагностические среды.