3. Микробная масса из природного газа (25 баллов).

Сырьем для получения биомассы микроорганизмов могут служить природные газы, содержащие метан. Метанокисляющие бактерии родов Mycobacterium, Pseudobacterium, Actinomyces, Chromobacterium, Brevibacterium, Bacillus, Staphylococcus, a также некоторые другие микроорганизмы, способные ассимилировать метан в качестве источника углерода. Отличительной чертой перечисленных микроорганизмов является способность синтезировать все клеточные компоненты из одноуглеродного соединения, каким является метан. При этом возможны два варианта усвоения метана: 1) автотрофный, с образованием углекислого газа из метана; 2) гетеротрофный, при последовательном окислении метана через спирт и альдегид.

При получении биомассы на природном газе (метане) возникает ряд трудностей:

1) низкая растворимость метана в культуральной жидкости (максимум 0,02 г/л);

2) повышенная потребность в кислороде (в 5 раз выше, чем на мелассе и в 2,5 раза выше, чем на парафинах);

3) сравнительно медленный рост микроорганизмов.

Аппаратура должна обеспечить высокую интенсивность массообмена, так как основные питательные вещества — метан и кислород — газы. Несмотря на ряд технических трудностей при работе с газообразным сырьем, в определенных условиях получение микробного белка на метане является наиболее выгодным. Так, в США в 1973 г. стоимость 1 т белка (в долларах) из мелассы составляла 90—150, из жидких парафинов 84—116, из этанола 70—136, метанола 91—145, а из метана 45—92. На получение 1 т сухой бактериальной биомассы расходуется 1,25—1,33 т метана.

Представление о процессе ферментации дает следующий пример выращивания Methanomonas в ферментаторе с замкнутой системой циркуляции газовой смеси по периодической схеме культивирования. Состав газовой смеси следующий: 8—11% кислорода, 10—15% метана, не более 5% углекислого газа, остальное— азот. Газ непрерывно пропускается через культуральную жидкость — раствор солей, в котором суспендирована культура клеток. По мере образования избыточный углекислый газ поглощается в колоннах с натронной известью. Температура культи120 вирования 30°С, давление в начале ферментации 4 МПа (40 кгс/см2), в конце 0,1 МПа (1 кгс/см2). При такой технологии за 2 сут достигается концентрация биомассы около 1 г на 1 л культуральной жидкости.

Возможно и непрерывное, проточное культивирование микроорганизмов на природном газе (метан). В этом случае достигается концентрация биомассы 12—15 г и более на 1 л культуральной жидкости, более высокое содержание белка (73%), чем в дрожжах, причем белок богаче серусодержащими аминокислотами.

4. Методы посева продуцентов (15 баллов).

Важным этапом бактериологического исследования ляется посев. В зависимости от цели исследования, харак ра посевного материала и среды используют разные методь посева. Все они включают обязательную цель: оградить пс сев от посторонних микробов. Поэтому работать следует быстро, но без резких движений, усиливающих колебан* воздуха. Во время посевов нельзя разговаривать. ПосевМ лучше делать в боксе (при работе с заразным материалол необходимо выполнять правила личной безопасности).

Этапы выделения чистой культуры:1-й день — получение изолированных колоний. Кашп исследуемого материала петлей, пипеткой или стеклянной палочкой наносят на поверхность агара в чашке Петри. Шпа-i телем втирают материал в поверхность среды; не прожиг и не перевертывая шпателя, производят посев на 2-й, а тем на 3-й чашке. При таком посеве на 1-ю чашку приходится много материала и соответственно много микробов, на 2-ю меньше и на 3-ю еще меньше.Можно получить изолированные колонии при посеве петлей. Для этого исследуемый материал эмульгируют в бульоне или изотоническом растворе натрия хлорида.

2-й день — изучают рост микробов на чашках. В 1-й чашке обычно бывает сплошной рост — выделить изолированную колонию не удастся. На поверхности агара во 2-й и 3-й чашке вырастают изолированные колонии. Их изучают невооруженным глазом, с помощью лупы, при малом увеличении микроскопа и иногда в стереоскопическом микроскопе. Нужную колонию отмечают со стороны дна чашки и пересевают на скошенный агар. Посевы ставят в термостат. (Пересевать можно только изолированные колонии.)

3-й день — изучают характер роста на скошенном агаре. Делают мазок, окрашивают его и, убедившись в том, что культура чистая, приступают к ее изучению. На этом выделение чистой культуры заканчивается. Выделенная из определенного источника и изученная культура называется «штаммом».

При выделении чистой культуры из крови (гемокуль-туры) ее предварительно «подращивают» в жидкой среде: 10—15 мл стерильно взятой крови засевают в 100—150 мл жидкой среды. Так поступают потому, что в крови обычно мало микробов. Соотношение засеваемой крови и питательной среды 1 : 10 не случайно — так достигается разведение крови (неразведенная кровь губительно действует на микроорганизмы). Колбы с посевом ставят в термостат. Через сутки (иногда через большее время, в зависимости от выделяемой культуры) из содержимого колб делают высевы на чашки для получения изолированных колоний. При необходимости повторяют высевы с интервалом в 2—3 дня.

При выделении чистой культуры из мочи, промывных вод желудка и других жидкостей их предварительно центрифугируют в асептических условиях и засевают осадок. Дальнейшее выделение чистой культуры производят обычным способом.

Для выделения чистой культуры широко применяют элективные среды. В ряде методов для получения чистых культур используют биологические особенности выделяемог микроба. Например, при выделении спорообразующих бак - терий посевы 10 мин прогревают при 80°С, убивая этим ве - гетативные формы. При выделении возбудителя туберкуле-j за, устойчивого к кислотам и щелочам, с помощью этих ве-1 ществ посевной материал освобождают от сопутствующей! флоры. Для выделения пневмококка и палочки чумы иссле-1 дуемый материал вводят белым мышам — в их организме высокочувствительном к данным возбудителям, эти микро-] бы размножаются быстрее других.

В научно-исследовательской работе, особенно при гене-; тических исследованиях, необходимо получать культуры за-1 ведомо из одной клетки. Такая культура называется «клон»] Для ее получения чаще всего пользуются микроманипуля-^ тором — прибором, снабженным инструментами (иглами] пипетками) микроскопических размеров. С помощью дер-j жателя под контролем микроскопа их вводят в препарат «B сячая капля», извлекают нужную клетку (одну) и переносят ее в питательную среду.

Изучение выделенных культур

Изучение морфологии, подвижности, тинкториальныл свойств, характера роста на средах (культуральные свойства);! ферментативной активности и ряда других особенностей вы! деленного микроба позволяет установить его таксономичес| кое положение, т. е. классифицировать микроорганизм: оп| ределить его род, вид, тип, подтип, разновидность. Это на зывается «идентификацией». Идентификация микроорганиз| мов очень важна при диагностике инфекций, установлена источников и путей ее передачи и в ряде других научно-л тических исследований.

№ 17 ЕМТИХАН БИЛЕТІ / ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ