Условия культивирования микроорганизмов

Для жизнедеятельности микроорганизмов существенное значение имеют не только состав питательной среды, но и такие факторы, как кислотность среды, аэрация, температура, свет, влажность. Развитие микроорганизмов возможно лишь в определенных пределах каждого фактора, причем для различных групп микроорганизмов эти пределы часто неодинаковы.

Активная кислотность среды

Активная кислотность среды (рН) имеет решающее значение для роста многих микроорганизмов. Большинство бактерий лучше всего растет при рН, близком к 7,0, напротив, микроскопические грибы пред­почитают слабокислые среды. Поэтому в приготовленных средах всегда следует определить значение рН. Измеряют рН электрометрическим методом на потенциометре. В лабораторной практике удобно использо­вать различные жидкие или бумажные индикаторы. Широко применяется, например, жидкий двухцветный индикатор, бром­тимоловый синий (бромтимолблау). Его цвет изменяется от желтого к синему при сдвиге рН от 6,0 до 7,6. При рН 7,3 индикатор имеет си­не-зеленую oкраску. Используют также универсальный индикатор, ко­торый изменяет окраску в интервале рН от 2 до 10.

В случае необходимости рН сред доводят до нужного значения растворами кислот (HCl, H SO .), щелочей (NaOH, КОН) или солей, имеющих щелочную реакцию (Nа СО , NаНСО ). Для корректировки рН целесообразно иметь растворы разной концентрации. рН сред мо­жет измениться в процессе стерилизации, поэтому после стерилизации его следует проверить и довести до нужного значения, если это тре­буется, стерильными растворами кислоты или щелочи.

Активная кислотность питательной среды, благоприятная для начального роста, достаточно часто меняется в процессе культивирования микроорганизмов. Эти изменения могут быть результатом образования продуктов метаболизма или неравномерного потребления отдельных компонентов среды. Например, при сбраживании углеводов в среде на­капливаются органические кислоты, снижающие рН среды. В средах с КNО рН возрастает, как уже отмечалось, благодаря более интенсив­ному потреблению нитрат-иона и накоплению ионов калия.

Чтобы не допустить чрезмерного изменения рН в культурах микроорганизмов и удержать его на необходимом уровне, используют различные приемы. Иногда в среды добавляют буферные растворы (см.

Приложение). В микробиологической практике чаще других применяют фофатные буферы.Однако если рост микроорганизмов сопровождается образованием большого количества кислот, то тех количеств буферного раствора , которые можно добавлять к средам ( не более 5 г фосфатов на 1 л среды), оказывается недостаточно, так как противодействие любого буфера изменению рН не беспредельно. Поэтому для микроорганизмов, активно изменяющих кислотность среды, применение буферов неэффективно. При культивировании таких микроорганизмов в среды вводят избыточное количество мела, который нейтрализует образующиеся кислоты. Можно нейтрализовать образующиеся кислоты по ходу развития культуры 10%-ным стерильным раствором NаНСО .

Поддержание определенного значения рН во время роста особенно важно для тех микроорганизмов, которые образуют в процессе жизне­деятельности кислоты, но не обладают устойчивостью к ним. К их чис­лу относятся молочнокислые бактерии, а также многие псевдомонады. Большие затруднения встречаются, когда нужно поддерживать рН в слабощелочных средах, так как для диапазона рН от 7,2 до 8,5 подхо­дящих буферов не существует. Поэтому иногда приходится периодиче­ски или непрерывно доводить рН до нужной величины, добавляя стерильно в среду растворы кислоты или щелочи при постоянном контро­ле значения рН. В современных ферментерах это достигается с помощью специальных автоматических устройств.