МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"
Принципи виготовлення поживних середовищ для виявлення мікроорганізмів Методичні вказівки
до виконання лабораторних робіт
з курсу "Мікробіологія галузі"
для студентів базового напряму
6.051701 – Харчові технології та інженерія
денної та заочної форм навчання
Затверджено
на засіданні кафедри
технології органічних продуктів
Протокол N 12 від «3». 05. 2012 р.
Львів 2012
Принципи виготовлення поживних середовищ для виявлення мікроорганізмів. Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу "Мікробіологія галузі" для студентів базового напряму 6.051701 – харчові технології та інженерія денної та заочної форм навчання / Упор.: Паляниця Л.Я, Косів Р.Б., Березовська Н.І., Гладка О.П. – Львів: Національний університет “Львівська політехніка”, 2012. – 16 c.
Укладачі Паляниця Л.Я., канд. хім. наук, доц.,
Косів Р.Б., канд. техн. наук, доц.,
Березовська Н.І., канд. хім. наук, доц.,
Гладка О.П., зав. лабораторії
Відповідальний за випуск Піх З.Г., д-р хім. наук, проф.
Рецензент Реутський В.В., д-р техн. наук, проф.
Мета роботи: ознайомлення з принципами виготовлення поживних середовищ для подальлшого та методами їх стерилізації.
Завдання: 1. Підготувати до стерилізації посуд . 2. Ознайомитися з принципами виготовлення поживних середовищ. 3. Приготувати відповідні середовища для якісного та кількісного контролю мікроорганізмів, що становлять мікрофлору сировини, напівпродуктів та готових продуктів харчових виробництв. 4. Ознайомитися з методами стерилізації посуду та поживних середовищ. 5. Оформити результати досліджень. 4. Дати відповіді на контрольні питання.
1. Теоретичні відомості
1.1. Принципи виготовлення поживних середовищ
Мікроорганізми для росту, розвитку та розмноження потребують поживні речовини. Здатність до синтезу необхідних речовин та способи одержання енергії в мікроорганізмів різноманітні. Тому для кожної групи характерні особливі вимоги до джерел живлення.
До складу поживних середовищ повинні входити такі елементи
1) біогенні – Карбон, Оксиген, Гідроген, Нітроген,;
2) мінеральні - Фосфор, Сульфур, Калій, Магній, Кальцій, Ферум та ін.
Перелічені елементи повинні бути у формі, яка легко б засвоювалася мікроорганізмами. Карбон найлегше споживається гетеротрофними мікроорганізмами у формі глюкози. Крім глюкози, гетеротрофи засвоюють цукри, спирти, органічні кислоти та інші сполуки. Джерелом Нітрогену можуть бути білкові речовини, пептони, амінокислоти, солі амонію, нітрати. Інші елементи вводяться у формі солей.
У технологіях галузі як джерело Карбону використовують такі сполуки: вуглеводи (глюкоза, сахароза, лактоза, крохмаль), гідрол (залишок після виділення кристалічної глюкози, що містить до 50% редукуючих цукрів), мелясу, мелясну барду, гідролізати деревини та соломи, сульфітні гідролізати, молочну сироватку (містить до 70% лактози), спирти (метанол і етанол) тощо. Очевидно, що різні виробництва потребують різноманітної сировини. Так, для виробництва спирту найчастіше використовують крохмалевмісну сировину - зерно (кукурудзу, пшеницю, жито, тритикале, сорго, ячмінь, овес, просо) і картоплю, цукровмісну сировину - мелясу, цукрові буряки, а також гідролізати деревини та відходи перероблення сільськогосподарських рослин. Молочну сироватку, на якій добре ростуть змішані культури дріжджів і молочнокислих бактерій, використовують для одержання білково-кормових препаратів. Спирти (метанол і етанол використовують для культивування продуцентів лізину тощо.
У промисловості як джерело Нітрогену та факторів росту найчастіше використовують кукурудзяний екстракт, який містить білки, амінокислоти, вітаміни та різні елементи. Вміст сухих речовин у ньому становить 46-53% , серед яких 6-8% належить нітрогеновмісним сполукам.
Джерелами Нітрогену є соєве борошно, гідролізати дріжджів і казеїну (джерело амінокислот), екстракти та автолізати дріжджів (джерело вітамінів групи В, піримідинових і пуринових основ), а також висівки (джерело білків, жирів, целюлози та мінеральних елементів) та альбумінове молоко (джерело білків, мінеральних елементів і вітамінів).
Під час виготовлення середовищ необхідно враховувати потребу мікроорганізмів в елементах живлення, а також у факторах росту. Останні найчастіше знаходяться в природних середовищах, таких як дріжджові екстракти чи автоліаати. Джерелом факторів росту можуть бути і розчини вітамінів, амінокислот, пуринових і піримідинових основ.
Поживні середовища повинні бути збалансовані за складом, мати оптимальні вологість, в’язкість, реакцію середовища (рН), окисно-відновний потенціал.
За вмістом компонентів розрізняють такі поживні середовища:
натуральні, які містять продукти тваринного та рослинного походження, мають складний і невизначений склад. Наприклад, відвари або екстракти, одержані з м’яса, риби, овочів, грунту, м’ясо, кров, молоко, овочеві та фруктові соки, а також пивне (неохмелене) сусло. Призначення натуральних середовищ - для нагромадження біомаси, підтримування культур мікроорганізмів, діагностичних потреб.
синтетичні, які містять певні хімічні речовини у визначених кількостях. Найчастіше у технологіях галузі використовують синтетичне середовище Чапека для дослідження грибів, середовище Рідер - для дріжджів тощо. Синтетичні середовища готують для дослідження обміну речовин, закономірностей росту мікроорганізмів.
напівсинтетичні середовища, в яких основним компонентом є синтетичне середовища з добавками продуктів невизначеного складу (пептону, дріжджового автолізату, гідролізату казеїну). Їх використовують для одержання продуктів життєдіяльності мікроорганізмів таких, як : вітамини, антибіотики, амінокислоти тощо.
За призначенням середовища можна розділити на такі:
елективні (вибіркові), які забезпечують розвиток лише пених груп мікроорганіізмів, або груп споріднених видів;
диференційно-діагностичні (індикаторні), які використовують для одержання нагромаджувальних культур із природних субстратів, диференціювання видів мікроорганізмів та ідентифікації чистих культур на підставі вивчення їх біохімічних властивостей.
За консистенцією поживні середовища бувають рідкими, твердими та сипкими.
Рідкі середовища застосовують для нагромадження біомаси або продуктів метаболізму, підтримання культур мікроорганізмів в активному стані, а також для зберігання тих видів, які погано розвиваються на твердих середовищах. Ці середовища найчастіше використовують у технологіях галузі.
Тверді середовища використовують для аналізу мікрофлори різних об'єктів, виділення чистих культур мікроорганізмів, одержання ізольованих колоній, вивчення їх культуралвних особливостей, кількісного обліку клітин, зберігання в колекціях культур мікроорагнізмів, постачання промислових культур на виробництва. Їх готують із рідких додаванням 1,5-2,5% агар-агару (складного полісахариду) або 10-15% желатину (кислого нірогенвмісного продукту).
Сипкі середовища, до яких належать розварене зерно (пшениця , пшоно), висівки, буряковий жом, жмихи, грунт) застосовують для зберігання деяких видів мікроорганізмів та їх спор, приготування посівного матеріалу – продуцентів фізіологічно активних сполук.