Вступ

Лабораторні заняття з курсу “Мікробіологія біологічних агентів” виконуються відповідно до навчального плану підготовки бакалаврів денної та заочної форми навчання напряму 0929 “Біотехнологія” спеціальностей 6.092900 “Біотехнологія біологічно активних речовин” та 6.092900 “Екобіотехнологія”.

Метою викладання навчальної дисципліни „Мікробіологія біологічних агентів” є надання майбутнім фахівцям науково–теоретичних знань і практичних навиків з мікробіології та біотехнології, необхідних для розроблення нових технологій виробництва біологічно активних речовин мікробного походження.

Завданнями викладання навчальної дисципліни є:

• розуміння значення знань з мікробіології для створення новітніх біотехнологій виробництва біологічно активних речовин;

• оволодіння майбутніми фахівцями класичними та сучасними мікробіологічними та біотехнологічними методами досліджень;

• забезпечення необхідного рівня знань для правильного науково обґрунтованого вибору технологічних схем одержання біологічно активних речовин із застосуванням мікроорганізмів.

Дисципліна „Мікробіологія біологічних агентів” формує у майбутніх спеціалістів здатність забезпечити вирішення професійних задач, пов’язаних з основними принципами державної політики в галузі біотехнології, головним з яких є розвиток її приоритетних напрямів – технології біологічно активних речовин, сільськогосподарської біотехнології, технологій рекомбінантних ДНК, екобіотехнологій.

У результаті вивчення дисципліни студент повинен:

Знати:

• предмет вивчення мікробіології та її значення як фундаменту сучасної біотехнології;

• сучасні методи дослідження мікроорганізмів (мікроскопічні, мікробіологічні, біологічні, біохімічні, фізико–хімічні, генетичні тощо);

• характеристику продуцентів біологічно активних речовин (ферментів, вітамінів, антибіотиків, екзополісахаридів, токсинів, стимуляторів росту рослин і тварин, органічних кислот тощо);

• фізіологічні особливості мікроорганізмів–продуцентів, основні механізми обміну речовин та механізми засвоєння субстратів;

• основні шляхи створення мікроорганізмів–продуцентів;

• особливості культивування мікроорганізмів–продуцентів із заданими властивостями, закономірності росту та розмноження бактерій в періодичній і безперервній культурі;

• основні принципи регуляції метаболізму та швидкості росту мікроорганізмів–продуцентів біологічно активних речовин;

• отримання біологічно активних речовин, окремих компонентів мікробної клітини та біомаси.

Вміти:

• досліджувати мікроорганізми за допомогою методів мікроскопії;

• готувати різні види препаратів мікроорганізмів і обирати методи їх дослідження;

• оптимізувати склад поживних середовищ різного призначення для культивування мікроорганізмів із заданими властивостями;

• виділяти чисті культури мікроорганізмів–продуцентів;

• підраховувати кількість мікроорганізмів (біомасу) у культуральній рідині;

• відпрацьовувати та здійснювати контроль параметрів процесу культивування мікроорганізмів–продуцентів;

• розробляти екологічно чисті методики отримання біологічно активних речовин.

Заходи безпеки під час виконаннЯ лабораторних робіт

Перед початком роботи в мікробіологічній лабораторії студент повинен ознайомитись з Правилами безпеки життєдіяльності і обов’язково розписатись у Журналі реєстрації інструктажу з техніки безпеки на першому практичному занятті.

Всі працівники мікробіологічної лабораторії зобов’язані дотримуватись наступних правил роботи:

1. До приміщення мікробіологічної лабораторії заборонено заходити без спеціального одягу – халату.

2. На робочих столах не повинно бути сторонніх предметів, сумок, портфелів.

3. Не дозволяється виходити за межі лабораторії в халатах або одягати верхній одяг на халат.

4. Двері мікробіологічної лабораторії повинні бути постійно зачиненими.

5. В приміщенні мікробіологічної лабораторії категорично заборонено палити, вживати їжу, зберігати продукти харчування.

6. Весь матеріал, який потрапляє до мікробіологічної лабораторії для аналізу повинен трактуватися як інфікований.

7. При використанні біологічного матеріалу не дозволяється ставити посуд, який містить матеріал для дослідження, безпосередньо на стіл. Для цього використовуються підноси або кювети, посуд попередньо протирають ззовні дезинфікуючим розчином.

8. Переливання рідин, які містять мікроорганізми, здійснюють над посудиною з дезинфікуючим розчином.

9. У випадках пошкодження посуду з мікробіологічним матеріалом або його витік слід негайно повідомити відповідальну особу і провести заходи для обеззараження забрудненого одягу, частин тіла, предметів робочого місця.

10. При роботі з мікробіологічним матеріалом необхідно використовувати загальноприйняті технічні прийоми, які виключають можливість контакту рук з мікробіологічним матеріалом.

11. По закінченні роботи непотрібний біологічний матеріал та культури мікроорганізмів повинні бути знищені. Інструменти, які використовувалися в роботі, та поверхню робочого столу необхідно дезинфікувати.

12. Необхідно також пильно слідкувати за чистотою рук – по закінченні роботи руки дезинфікуються.

13. Мікробіологічний матеріал та культури мікроорганізмів, які потрібні для подальшої роботи, здаються відповідальній особі.

14. На час заняття в лабораторії призначається черговий, який відповідає за дотримання правил виконання роботи та належного санітарно–гігієнічного стану приміщення.

Модуль 1. Наукові основи промислової мікробіології

Лабораторна робота № 1.1

Визначення величини популяції мікроорганізмів

Мета роботи – ознайомитися із методами визначення кількості мікроорганізмів.

Основні завдання роботи

1. Ознайомитися із методами визначення кількості мікроорганізмів.

2. Ознайомитися із устроєм лічильних камер.

3. Підрахувати кількість дріжджових клітин в суспензії, використовуючи камеру Горяєва (або Бюркера).

4. Визначити концентрацію клітин на денситометрі.

5. Визначити кількість клітин висівом на тверде поживне середовище.

Основні теоретичні відомості

Про ріст мікроорганізмів у природних субстратах або в поживних середовищах судять по кількості їхніх клітин або біомасі в одиниці об’єму. Методи визначення цих показників можуть бути прямими (підрахунок клітин під мікроскопом, зважування на вагах) або непрямими. Непрямі методи засновані на вимірі параметрів, величина яких залежить від кількості або біомаси мікроорганізмів (число колоній, що виросли після висіву суспензії клітин на поживне середовище, розсіювання або поглинання суспензією клітин світла й ін.). Вибір методу залежить від мети дослідження, властивостей поживного середовища або субстрату, а також особливостей росту й морфології мікроорганізмів. Багато методів, які використовуються для визначення числа одноклітинних мікроорганізмів, не прийнятні при підрахунку багатоклітинних (нитчастих, міцеліальних і ін.) форм.

При оцінці чисельності мікроорганізмів, особливо в природних субстратах (насамперед у ґрунті), необхідно пам’ятати, що їхні клітини часто перебувають у прикріпленому (адгезованому) стані або у вигляді мікроколоній. Тому перед початком підрахунку їх потрібно відокремити від часток субстрату й один від одного (десорбувати). Вибір методу десорбції (механічне перемішування суспензії клітин, розтирання, обробка ультразвуком, застосування поверхово–активних речовин і т.д.) визначається особливостями досліджуваного субстрату.