Классификация сред, терминология

Большинство существующих классификаций сред достаточно условно и не всегда обосновано, что отмечается и самими авторами (Семенов С. М., 1990 и др.).

По составу микробиологические среды подразделяются на естественные (натуральные), искусственные (полусинтетические) и синтетические (Блинов Н. П. и соавт., 1988; Семенов С. М., 1990). Однако Федоров Р. В. (1990), характеризуя состав сред, использует термины «безбелковые», «белковые» и «минеральные», а деление на естественные и искусственные, на его взгляд, это классификация по происхождению.

По консистенции среды могут быть жидкими (бульоны), полужидкими (с добавлением 0,3—0,7% агара), полуплотными, плотными (1,5—2% агара), а также, по классификации Блинова Н. П. и соавт. (1988), сыпучими и сухими. Сыпучие среды используют для хранения посевного материала, культур-продуцентов в микробиологической и медицинской промышленности. Это разваренное пшено и кварцевый песок, пропитанный питательным раствором. Сухие среды представляют собой гигроскопические порошки или гранулы с влажностью до 10%. Гранулированная форма имеет ряд преимуществ по сравнению с порошкообразной: при работе с ней образуется меньше мелкодисперсной пыли, которая может вызвать аллергические реакции; кроме того, гранулы не прилипают к стенкам сосудов, облегчая, тем самым, взятие навесок; быстро пропитываются водой и образуют растворы, не содержащие комочков (Подунова Л. Г. и соавт., 1996). Часто используются в качестве синонимов термины «твердые», «полутвердые», «мягкие». В некоторых случаях для уплотнения сред применяется желатин (10—15%) и силикагель. Ряд естественных питательных сред (свернутые сыворотка крови, яичный белок) сами по себе являются плотными (Борисов Л. Б. и соавт., 1993).

Классификация сред, терминология По целевому назначению среды делятся на основные (питательные основы), элективные и дифференциально-диагностические (Борисов Л. Б. и соавт., 1993). Лабинская А. С. (1978) подразделяет среды по этому принципу на общего назначения и специальные, относя к последним элективные (избирательные) и дифференциально-диагностические. Под средами общего назначения фактически рассматриваются питательные основы: мя-со-пептонный агар (МПА), мясо-пептонный бульон (МПБ) и др. В то же время Федоров Р. В. (1990), опираясь на данный критерий, выделяет среды обычные или простые, специальные или элективные и дифференциально-диагностические. Таким образом, дифференциально-диагностические среды по непонятным, во всяком случае для нас, соображениям выделяются им из специальных сред в самостоятельную группу. Семенов С. М. (1990) по назначению среды разделяет на дифференциально-диагностические, элективные, накопительные (обогащения, накопления), ингибиторные, селективные, индикаторные и консервирующие (транспортные).

Виестур У. Э. и соавт. (1980) классифицируют питательные среды по назначению на диагностические и производственные. Первые предназначены в основном для обнаружения, выделения и идентификации патогенных микроорганизмов по морфологическим и биохимическим признакам и, в свою очередь, делятся на элективные, обогатительные, консервирующие и дифференциально-диагностические. Производственные среды подразделяются по составу на посевные и основные ферментационные, приготовленные в большинстве случаев на полупродуктах и отходах сельскохозяйственного и пищевого производства с добавками минеральных солей.

Требования к производственным средам: максимальный выход продукции (в частности, токсинов и др.) и бактериальной массы, дешевизна. Проблемой является загрязнение бактериальной массы компонентами культуральной среды, в частности белками сыворотки крови, вынуждающее использовать многократное отмывание и концентрирование.

На наш взгляд, по целевому назначению среды можно было бы классифицировать как культуральные, дифференциально-диагностические, производственные и специальные.

Пяткин К. Д., Кривошеий Ю. С. (1981), Блинов Н. П. и соавт. (1988) подразделяют среды на 4 группы: универсальные (обычные или простые, по терминологии Блинова Н. П. и соавт., 1988) специальные, избирательные (элективные) и дифференциально-диагностические. При этом «универсальные» (по терминологии Пяткина К. Д., Кривошеина Ю. С., 1981) и «основные» (по терминологии Борисова Л. Б. и соавт., 1993) среды фактически представляют собой одну и ту же группу.

В «Руководстве по микробиологии, клинике и эпидемиологии инфекционных болезней (М., 1962) диагностические среды

б

делятся на консервирующие, обогащения, элективные и дифференциально-диагностические.

В более позднем «Руководстве по микробиологической диагностике инфекционных болезней» (М., 1973) среды делятся на 3 группы: 1. для культивирования, включающие универсальные простые, сложные специальные и для токсинообразования; 2. для выделения и накопления, включающие среды консервирующие, накопления и элективные; 3. для идентификации, включающие дифференциальные и элективно-дифференциальные.

Дифференциально-диагностические среды—предназначены для разграничения отдельных видов или групп микроорганизмов. Принцип их построения основан на видовом различии в биохимической активности бактерий вследствие неодинакового набора ферментов (Борисов Л. Б. и соавт., 1993), а также по культуральным свойствам (Пяткин К. Д., Кривошеий Ю. С, 1981). В состав этих сред входят: питательная основа, обеспечивающая размножение бактерий; определенный углевод, различное отношение к которому является диагностическим признаком данного вида бактерии; цветной индикатор рН (например, индикатор Андреде), свидетельствующий о сдвиге рН в кислую сторону вследствие ферментации соответствующего углевода (Борисов Л. Б. и соавт., 1993). К ним относят среды для определения протеолитической, гемолитической и восстановительной (редуцирующей) способностей микробов, ферментации углеводов, а также среды, содержащие вещества ассимилируемые только определенными микробами.

К группе дифференциально-диагностических относят и селективные среды, предназначенные для дифференциации про-то- и ауксотрофных бактерий (Пяткин К. Д., Кривошеий Ю. С, 1981).

Рекомендуется 5 критериев для оценки селективных сред Mossel D. (1986). Продуктивность—соотношение между количеством колоний выделяемого вида бактерий, выросших на селективной среде с и без селективных агентов. Селективность— соотношение между количеством колоний ингибируемых видов бактерий выросших на селективной среде с и без селективных агентов. Дифференциабельность (элективность)— способность легко различать на селективной среде колонии разных видов бактерий. Действенность—выделение при использовании данной селективной среды из образцов искомых видов бактерий и ингибирование сопутствующих. Систематическая необъективность—пределы, в которых использование данной селективной среды ограничивает выделение из образцов того или иного вида бактерий или биотипа искомой группы, или вида бактерий.

В универсальном варианте селективная среда должна удовлетворять следующим требованиям: обеспечивать рост 100% штаммов конкретного вида микроорганизма, даже при наличии еди-

ничных клеток в пробе; полностью подавлять рост любых видов сопутствующей микрофлоры; не изменять видовые свойства исследуемого микроорганизма; быть простой в изготовлении и не содержать дефицитных или дорогостоящих компонентов (Рожа-вин М. А., Бугаева Е. И., 1986).

Элективными называются среды для избирательного выделения и накопления микроорганизмов определенного вида или группы из материалов, содержащих разнообразную постороннюю микрофлору. При создании этих сред исходят из биологических особенностей конкретных микроорганизмов, отличающих их от большинства других. Например, избирательный рост стафилококков наблюдается при повышенной концентрации NaCl, холерного вибриона—в щелочной среде и т. д. (Борисов Л. Б. и соавт., 1993). К ним относятся среды обогащения (накопления, enrichment), в которых интересующий исследователя вид растет интенсивнее и быстрее сопутствующей микрофлоры (Пят-кин К. Д., Кривошеий Ю. С, 1981). В свою очередь, Калина Г. П., Комзолова Н. Б. (1988) в обзоре, касающемся Ps. aeruginosa, подразделяют среды накопления на неселективные и инги-биторные.

Специальные среды—предназначены для выращивания бактерий, не размножающихся на «универсальных» («основных») средах. К ним относятся кровяной агар, сывороточные агар и бульон и др. Как специальные, очевидно, можно рассматривать и восстановительные среды, а также среды для определения антибиоти-кочувствительности микроорганизмов. К последним относятся агар АГВ (НПО «Питательные среды», Махачкала) и его зарубежные аналоги—агары Мюллера-Хинтона и ИзоСенситест. К сожалению переход в ближайшем будущем микробиологических лабораторий нашей страны к использованию агара Мюллера-Хинтона, в соответствии с наиболее часто применяемыми в международной практике стандартами Национального комитета по клиническим и лабораторным стандартам США (NCCLS) не представляется возможным (Козлов Р. С. и соавт., 1996).

Краткую инструкцию по классификации питательных сред, значению отдельных ингредиентов, входящих в них, их приготовлению и хранению предлагает Kreuzer К. (1994).

Питательные основы

Каждый ингредиент питательных сред оказывает то или иное влияние на микроорганизмы и изучение стимуляции и ингиби-рования их жизнедеятельности компонентами среды имеет важное значение, в том числе для разработки процессов культивирования при получении бактериальной массы с заданными свойствами и продуктов вторичного метаболизма (Мельникова В. А. и соавт., 1991).

К наиболее часто используемым компонентам микробиологических сред относятся питательные основы животного и растительного происхождения, агар-агар, красители, антибиотики, сыворотка крови, минеральные соли и твины.

При изготовлении питательной основы микробиологических сред предлагается масса источников белка—возможных заменителей мяса. В настоящее время мясные основы в большинстве случаев уступили место казеину и продуктам его переработки, которые применяются в составе питательных сред уже многие годы (Смирнова Г. А., 1991).

Еще в 1949 году Чанпалов П. Ф. рекомендовал использовать для этих целей отходы рыбной промышленности. Предлагаются кровяно-дрожжевые автолизаты (Васильева 3. И. и соавт., 1972; Стефанов А. В. и соавт., 1975; Тароков М. И. и соавт., 1980). Как источники белка рекомендуются куриные эмбрионы, обрат молока и казеин (Иванов М. М., Михайлов Н. А., 1977; Лопатнев С. В., Клейнер Г. И., 1979), а также растительное сырье, например водоросль хлорелла (Гесландзе К. Д., 1978; Че-ренкова Е. П., Ефимова Т. П., 1979), горох, сою, плоды тунгового дерева (Гизитдинов Н. Н., 1981) и даже навоз (Афанасов Э. Э. и соавт., 1977; Сведенцов Л. М. и соавт., 1978). Более современные источники по использованию немясных питательных основ животного и растительного происхождения представлены в обзоре Смирновой Г. А. (1991).

Обоснована возможность применения в качестве белковой основы питательных сред гидролизатов отходов переработки сыворотки крови животных (фибрина, отходов изготовления препаратов иммуноглобулинов и их смеси) (Шептун Н. Г, 1989) и кровяных сгустков (Голиков А. В. и соавт., 1987).

Мельник В. П., Медковская Р. Л. (1992) рекомендуют с целью упрощения процесса получения белковой основы сред и ее удешевления использовать обварочный бульон мясокомбинатов, полученный из субпродуктов второй категории, и подщелачивать его 2,5—8,5 г/л сульфатом алюминия.

Шиловская Т. Е., Литвинец Е. Н. (1992) предлагают готовить питательную основу микробиологических сред, добавляя к стабилизированной крови животных, используемой в качестве исходного сырья, смесь хлористоводородной и муравьиной кислот, нейтрализуя полученную смесь гидроокисью калия, и добавляя, в заключение, осветленную молочную сыворотку.

Сравнительное исследование, проведенное Смирновой О. А., Давыдовой Н. А. (1987), показало сопоставимость биологических свойств гидролизатов биомассы Е. coli и рыбного, широко применяемого в бактериологии. Ростовые свойства сред для диагностики кишечных инфекций, приготовленных на основе гид-ролизата Е. coli, были даже несколько выше таковых, приготовленных на рыбном гидролизате. Дешевизна и доступность исход-

Классификация сред, терминология ного сырья дают основание полагать, что гидролизат кишечной палочки можно использовать для частичной замены сред, получаемых из мясных и рыбных продуктов.

Сорокин В. Г. и соавт. (1996) разработали технологию промышленного получения дрожжевого экстракта, содержащего 40—50% свободных аминокислот, витаминов (группы В, РР), ми-кро-и макроэлементов, биологически активных веществ (холин и др.). Его эффективность в качестве азотно-витаминной основы бактериологических сред превышала стандартные препараты пептонов, мясной воды, переваров Хоттингера, Мартена и др.

Доценко В. В. и соавт. (1995, 1996) разработали и испытали сухой белковый концентрат в качестве основы бактериологических питательных сред, в частности для культивирования P. mul-tocida шт. АВ и Sal. cholera suis шт. 177 и № 9. Ростобеспечиваю-щая способность сред на его основе для культивирования Е. coli, St. aureus, Str. faecalis, а также тест-микробов для контроля стерильности биопрепаратов С. diptheroides, Str. scarlatinae, CI. oede-matiens почти в 2 раза превышала этот показатель на мясной основе. Культивирование на средах с данной основой производственных штаммов рожи свиней, сальмонелл, пастерелл, бруцелл, кишечной палочки сопровождалось в 1,5—2 раза большим накоплением бактериальной массы, чем в контроле, с основой из мясного гидролизата.

Важным показателем, характеризующим степень пригодности той или иной белковой основы в составе конкретной среды, является содержание углеводов. Так, белковая основа должна быть свободна от углеводов в средах, предназначенных для дифференциации и идентификации микроорганизмов по их ферментативной активности в отношении того или иного углевода. С другой стороны, для успешного культивирования ряда микроорганизмов требуется наличие в среде определенных количеств углеводов. Высоким содержанием последних отличаются гидро-лизаты кормовых дрожжей. Пептоны (семипалатинский и «Dif-со») характеризуются достаточно низким количеством углеводов (Гавристова И. А., Бендас Л. Г., 1991).

Случайные записи:

Питательные среды для микробиологии. Часть 1. Основные сведения


Похожие статьи:

Добавьте постоянную ссылку в закладки. Вы можете следить за комментариями через RSS-ленту этой статьи.
Комментарии и трекбеки сейчас закрыты.