¿Cuáles son las fuentes de carbono, las fuentes de nitrógeno y los factores de crecimiento de sales inorgánicas de los medios de cultivo microbianos?
Componentes básicos del medio de cultivo
Fuente de energía y carbono: Los microorganismos autótrofos crecen en un medio de cultivo compuesto por sustancias inorgánicas con dióxido de carbono como fuente de carbono y luz o sustancias inorgánicas como fuente. fuente de energía. Por ejemplo, en el medio de cultivo quimioautótrofo de Thiobacillus thiooxidans, se añade azufre en polvo como fuente de energía y el CO2 del aire se utiliza como fuente de carbono. Los microorganismos heterótrofos utilizan la materia orgánica como fuente de carbono y fuente de energía. A menudo se añaden al medio de cultivo monosacáridos o disacáridos como glucosa, sacarosa, maltosa y lactosa. Algunos pueden utilizar polisacáridos como almidón y celulosa, o utilizar azúcares de tejidos animales. Por ejemplo, el medio de cultivo de peptona de pasta de res se usa comúnmente para cultivar bacterias, en las que la pasta de res es la principal fuente de carbono y energía. (Ver receta de medio de cultivo, la misma a continuación).
Fuente de nitrógeno: Los microorganismos autótrofos utilizan sales y nitratos de amonio inorgánicos que contienen nitrógeno como nutrientes nitrogenados. Por ejemplo, Thiobacillus thiooxidans utiliza (NH4)2SO4 como fuente de nitrógeno; La fuente de nitrógeno es la materia orgánica que contiene sal o nitrógeno. Las bacterias autógenas fijadoras de nitrógeno utilizan el N2 del aire como nutrición de nitrógeno, y su medio de cultivo se denomina medio de cultivo libre de nitrógeno sin agregar fuentes de nitrógeno.
Elementos minerales y factores de crecimiento: Los microorganismos necesitan importantes elementos minerales como fósforo, potasio, sodio, azufre, magnesio y calcio, además de oligoelementos como hierro y cobre, por lo que sales inorgánicas como K2HPO4. y a menudo se agregan KH2PO4 al medio de cultivo, MgSO4, NaCl, KCl, FeSO4, etc. son principalmente vitaminas B que regulan las actividades metabólicas microbianas y, a menudo, las proporciona el extracto de levadura y el extracto de hígado. Una variedad de ingredientes naturales, como pasta de res, mosto, harina de maíz, jugo de brotes de soja, etc. Contiene una variedad de elementos inorgánicos y factores de crecimiento, no es necesario agregarlos.
Los tipos de medios de cultivo se pueden dividir en medios de cultivo sintéticos, medios de cultivo semisintéticos y medios de cultivo naturales según las diferentes fuentes de materias primas.
Medio sintético: compuesto por sustancias orgánicas e inorgánicas de composición química conocida. Los ingredientes son precisos y reproducibles. Pero los nutrientes son limitados y los microorganismos crecen lentamente. Adecuado para aislamiento de cepas, mejoramiento, análisis genético y bioensayos. Por ejemplo, el medio Gaussiano para actinomicetos, el medio Chagall para mohos y diversos medios de cultivo de bacterias quimioautótrofas.
Medio semisintético: compuesto por algunas sustancias naturales y una pequeña cantidad de químicos con ingredientes conocidos. La nutrición integral puede satisfacer eficazmente las necesidades nutricionales de los microorganismos. Ampliamente utilizado en el cultivo de microorganismos. Por ejemplo, el medio de peptona de extracto de carne de res se usa para el cultivo bacteriano, el medio de dextrosa de papa se usa para el cultivo de moho y en la producción industrial se usan comúnmente diversos medios de fermentación preparados a partir de sustancias naturales como harina de maíz y sales inorgánicas.
Medio de cultivo natural: Elaborado a partir de materia orgánica natural de composición química desconocida o desequilibrada. Los ingredientes son complejos, pero nutritivos y completos. Comúnmente utilizado en investigación y producción experimental. Como medio de cultivo de mosto, medio de cultivo de harina de maíz, salvado y aserrín utilizados en la producción.
Según las propiedades físicas del medio de cultivo, se puede dividir en medio de cultivo líquido, medio de cultivo sólido y medio de cultivo semisólido.
Medio de cultivo líquido: compuesto de diversos nutrientes y agua, o de sustancias naturales (mosto, jugo de brotes de soja, etc.). ). La composición es uniforme y adecuada para el crecimiento nutricional de diversos microorganismos. Se utiliza ampliamente en investigación experimental y producción industrial a gran escala, y es beneficioso para obtener una gran cantidad de bacterias o metabolitos.
Medio de cultivo sólido: Añadir coagulante al medio de cultivo líquido, o elaborarlo a partir de materias primas sólidas como salvado. El coagulante comúnmente utilizado es el agar (también conocido como agar, berro), que se extrae y procesa del agar y otras algas. El agar disponible comercialmente se presenta en forma de tiras, láminas o polvo. Su componente principal es la poligalactosa sulfatada, que no puede ser descompuesta por la mayoría de los microorganismos y solo desempeña un papel auxiliar en el medio de cultivo. Su punto de fusión es de aproximadamente 98°C y su punto de congelación es de 42°C. La solución acuosa al 1,5 ~ 2% está en estado de gel a temperatura normal de cultivo. El medio de cultivo sólido agar se utiliza ampliamente para el aislamiento, cultivo, identificación de cepas y conservación de microorganismos.
Medio de cultivo semisólido: medio de cultivo líquido que contiene 0,2 ~ 0,5% de agar. Se utiliza para observar el movimiento de bacterias, identificar cepas y determinar el título de fagos.
Según la finalidad del medio de cultivo, se puede dividir en medio de cultivo de selección, medio de cultivo de identificación, medio de cultivo de enriquecimiento y medio de cultivo básico.
Medio selectivo: Medio diseñado según las necesidades nutricionales especiales de un determinado tipo o microorganismo para mejorar la eficiencia de aislamiento del microorganismo deseado. Por ejemplo, en un medio libre de nitrógeno para aislar microorganismos fijadores de nitrógeno, agregue tiras de papel de filtro o polvo de celulosa como fuente de carbono para aislar las bacterias que descomponen la celulosa. Agregar un compuesto al medio de cultivo puede aislar eficazmente microorganismos resistentes al compuesto. Por ejemplo, agregar unas gotas de fenol al 10% al medio de cultivo de actinomicetos puede inhibir el crecimiento de bacterias y moho. Agregar una cierta cantidad de penicilina y estreptomicina puede inhibir el crecimiento de bacterias.
Medio de identificación: Según las características metabólicas de los microorganismos, se añaden indicadores al medio de cultivo para identificar diferentes microorganismos mediante reacciones de color. Un ejemplo es el medio eosina-azul de metileno que se utiliza para comprobar si los productos lácteos y el agua potable están contaminados por bacterias entéricas. Cuando crecen bacterias intestinales como Escherichia coli, la lactosa en el medio de fermentación cambia el color del azul de eosina-metileno agregado, que se deposita en las colonias bacterianas para que aparezcan de color negro púrpura y exhiban un brillo metálico.
El método de preparación del medio de cultivo es el siguiente: método convencional; si existen disposiciones o requisitos especiales en la fórmula, se utilizará la fórmula como base.
1. Calcular la dosis de los distintos nutrientes según la fórmula. Los medicamentos generales se pueden pesar con una balanza farmacéutica común. Se pueden convertir pequeñas cantidades de medicamentos en soluciones de alta concentración en proporción y luego se pueden usar pipetas para absorber la cantidad requerida. Coloque el medicamento pesado en un vaso de vidrio o en una taza esmaltada.
2. En otro recipiente, calentar la cantidad necesaria de agua (generalmente se puede utilizar agua del grifo, si hay requisitos especiales se requiere agua destilada), tomar aproximadamente 1/3 de la cantidad total y verter. Viértalo en el recipiente donde está colocado el medicamento, revuelva con una varilla de vidrio y cuando el medicamento esté completamente disuelto, vierta todo el agua caliente restante.
3. Si prepara un medio de cultivo sólido, pese entre 1,5 y 2 % de agar, agréguelo a la solución nutritiva disuelta y continúe calentando hasta que el agar se disuelva por completo. Revuelva en cualquier momento durante el proceso de calentamiento para evitar que se desborde o se rocíe. El medio quemado destruye nutrientes y produce sustancias tóxicas y no puede reutilizarse.
4. Después de que el medio de cultivo disuelto se haya enfriado ligeramente, ajuste el valor del pH según los requisitos de la receta. Primero ponga 10 ml de medio de cultivo en un tubo de ensayo, use papel de prueba de pH para medir su pH natural, luego ajústelo al pH requerido con NaOH al 1% (o HCl al 1%) y ajústelo con NaOH al 10% (o HCl al 10%). HCl) según el cálculo de la dosis pH de todo el medio. Al agregar una solución alcalina (o ácida), se debe agitar mientras gotea. Cuando la cantidad añadida esté casi agotada, se debe volver a probar y finalmente ajustar al valor de pH deseado.
5. Introducir el medio de cultivo preparado en un tubo de ensayo o matraz Erlenmeyer mientras esté caliente. Utilice un embudo para dispensar el agar y evitar que se pegue a la boca del tubo o botella. El volumen de embotellado es generalmente de 1/3 a 1/2 de la capacidad de la botella; la altura del tubo de ensayo es generalmente de 1/5 a 1/4 para evitar el desbordamiento del medio y los tapones de algodón húmedos durante la esterilización.
6. Tapar la boca del tubo o frasco con el tapón de algodón prefabricado. Los tapones de algodón son buenos para la ventilación y la filtración de bacterias. Cuando se usan, la estanqueidad y el tamaño deben ser adecuados para no afectar el funcionamiento (como se muestra en la imagen).
Finalmente, envuelve el tampón con papel kraft o periódico y átalo bien por encima del cuello de la botella o tubo de ensayo para evitar que el tampón se humedezca o se caiga durante la desinfección.
7. Se retira el medio de cultivo sólido después de la esterilización, el tubo de ensayo se puede colocar inmediatamente en ángulo según sea necesario y se concentra para convertirse en un medio de cultivo inclinado, que se puede utilizar para expandir el cultivo y la conservación. de cepas bacterianas; transferir el medio de cultivo en el matraz Erlenmeyer. Viértalo en una caja de petri estéril, concéntrelo y haga un medio de cultivo en placa, que pueda usarse para el aislamiento e identificación de cepas. Después de enfriar, el medio de cultivo líquido se puede inocular directamente con cepas bacterianas según sea necesario.