3. Техніка підготовки і методи стерилізації поживних середовищ

Поживними середовищами називають суміші речовин, на яких вирощують мікроорганізми в лабораторних і промислових умовах. Склад поживного середовища і його фізико-хімічні характеристики повинні відповідати фізіологічним потребам вирощуваної культури мікроорганізмів.

3.1. Вимоги, що надаються до поживних середовищ

Поживні середовища за своїм призначенням поділяються на діагностичні, елективні та виробничі. Діагностичні середовища призначені в основному для виявлення, виділення та ідентифікації патогенних мікроорганізмів за морфологічними і фізіологічними ознаками. Елективні середовища забезпечують переважний розвиток одного виду або групи споріднених мікроорганізмів і непридатні або менш придатні для інших. Виробничі поживні середовища, в свою чергу, підрозділяють на посівні та основні ферментаційні. Перші призначені для приготування посівного матеріалу, другі для виробництва продукції.

Середовища повинні містити окремі інгредієнти в певних співвідношеннях, пропорційних потребам в них даної культури мікроорганізмів. Специфічність поживних середовищ визначається набором з'єднань, що поставляють клітинам вуглець і азот. У багатьох випадках сполуки, необхідні для існування одних мікроорганізмів, виявляються абсолютно непридатними для інших, і тому не може бути універсального поживного середовища для всіх мікроорганізмів. Менш різноманітні організми за потребами в мінеральних речовинах, тому мінеральний фон середовищ для багатьох мікроорганізмів буває дуже близьким за складом.

Поживні середовища за складом поділяють на природні, штучні і синтетичні. Природні, або натуральні середовища являють собою натуральні продукти тваринного або рослинного походження зі складним і невизначеним складом (солодове сусло, молоко, яйця, овочі і т.п.). Їх використовують для підтримки культур мікроорганізмів та накопичення біомаси. Синтетичні середовища готуються з певних хімічно чистих сполук у точно зазначених концентраціях. Ці середовища, на відміну від натуральних, мають певний склад і використовуються для вивчення обміну речовин у мікроорганізмів і складання рецептур поживних середовищ. Штучні, або напівсинтетичні середовища готують на основі натуральних продуктів складного складу (дріжджовий екстракт, солодове сусло, гідролізати рослинних матеріалів тощо) з додаванням органічних і неорганічних сполук відомого складу (вуглеводи, фосфати, нітрати та ін.) Такі середовища широко застосовуються в промислової біотехнології для виробництва великотоннажних продуктів.

Для поживних середовищ крім складу дуже важливі і такі фізико-хімічні фактори, як рН, осмотичний тиск або активність води, окислювально-відновний потенціал, парціальний тиск кисню та ін.. Кислотність середовища є важливим фактором, значення якого для різних мікроорганізмів може істотно відрізнятися (рН від 3, 5 до 9,0). Більшість мікроорганізмів розвивається в нейтральному або слабколужному середовищі, тоді як дріжджі зазвичай розвиваються в більш кислому середовищі.

Активність води (0,6...0,998) визначає межі життя мікроорганізмів і враховується при складанні рідких середовищ і визначенні вологості твердих поживних середовищ. При тривалому культивуванні мікроорганізмів може відбуватися значне концентрування рідких середовищ внаслідок випаровування води, що міститься в них, що виявиться несприятливим для росту мікроорганізмів. Тому в процесі тривалого культивування необхідно регулярно доводити обсяг культуральної рідини до початкового об'єму стерильною водою.