Baktēriju audzēšana
Kā jau iepriekš minējām, mikroorganismu
daudzveidība ir ļoti liela un arī to prasības pēc augšanas apstākļiem ir
ļoti dažādas. Lai mikroorganismus pavairotu laboratorijas apstākļos, tiek
lietotas barotnes. Barotnēm jāsatur visi nepieciešamie ķīmiskie savienojumi,
kādi nepieciešami pavairojamajai mikroorganismu kultūrai.
Baktērijas var augt gan šķidrā vidē
gan uz cietas, barības vielām bagātas virsmas. Pēc savas konsistences visas
barotnes var iedalīt šķidrajās un cietajās.
Šķidrās barotnes
Šķidrajās barotnēs vairums mikroorganismu
aug ātrāk, jo šajā gadījumā barības vielām bagāta vide tās apņem no visām
pusēm. Šķidrās barotnes galvenokārt lieto mikroorganismu biomasas saaudzēšanai.
Taču ar šādas barotnes palīdzību nevar izdalīt noteiktas baktēriju līnijas,
jo visi mikroorganismi haotiski pārvietojas un sajaucas vides tilpumā.
Cietās barotnes
Augot uz cietas barotnes virsmas
baktērijas veido norobežotas kolonijas. Kolonija veidojas no vienas šūnas,
tai daloties veidojas divas baktērijas, kad tās abas pārdalījušās jau ir
četras šūnas utt. Tomēr cietās vides dēļ visas šūnas paliek viena ar otru
kopā un nespēj tālu izplatīties pa barotnes virsmu. Kad, aktīvi daloties,
kopā kolonijā atrodas jau simtiem tūkstošu baktēriju, koloniju var labi
saredzēt bez palielinošām ierīcēm, var noteikt kolonijas formu, krāsu un
citas pazīmes. Pēc koloniju skaita var spriest, cik baktērijas sākotnēji
uz barotnes nokļuvušas (viena dalīties spējīga baktērija – viena kolonija).
Praksē ieviesies raksturlielums - kolonijas veidojošās vienības
- tas raksturo kādu ūdens, gaisa, pārtikas produktu parauga mikrobioloģisko
stāvokli - cik cīvot spējīgas baktērijas analizējamajā paraugā atrodas.
Mūsdienu laboratoriju praksē visplašāk
lieto agarizētās barotnes. Agars ir grūti attīrāms polisaharīds
(pieder ogļhidrātu grupai), ko iegūst no dažām jūras aļģēm. Agaru kā pulverveida
vielu barotnēm pievieno 1,5% koncentrācijā. Ūdens vidē agars uzbriest un
izšķīst aptuveni 100°C temperatūrā. Ja agaru saturošās barotnes atdziest
zem 45-40°C tās sacietē un veido gelveidīgu masu. Pēc sacietēšanas barotne
sašķidrināma to uzkarsējot virs 100°C. Lielā starpība starp agara
kušanas un želēšanās temperatūru arī nosaka tās plašo pielietojumu:
1. barotne ir šķidra samērā zemās
temperatūrās (43-50°C), kas atvieglo sapildīšanu vajadzīgajos traukos,
šķidrai barotnei iespējams arī piejaukt dzīvas šūnas;
2. ja barotne palikusi cieta, tā
tāda arī paliks plašā temperatūru diapazonā, kas atļauj audzēt mikroorganismus
arī samērā augstās temperatūrās;
3. agaru spēj noārdīt tikai daži
mikroorganismi, vairumā gadījumu tas nepakļaujas mikroorganismu iedarbībai;
4. agars ir samērā dzidrs un caurspīdīgs,
kā rezultātā ir viegli novērot baktēriju augšanu gan uz agara gan agara
ieslēgumos.
Agara sliktā īpašība – to ir grūti
pietiekami attīrīt no dažādiem mazas koncentrācijas piemaisījumiem (mikroelementiem
u.c.), tāpēc tas var ienest nelielas izmaiņas barotnēs, kuras ir ļoti precīzi
ķīmiski definētas. Šādos gadījumos nākas lietot no silikona atvasinātus
cietinātājus.
Pirms agara ieviešanas par cietajām
barotnēm tika lietotas kartupeļu šķēlītes un želatīns. Šādu barotņu lietošana
bija apgrūtināta, jo daudzi mikroorganismi spēja šādus materiālus pilnībā
noārdīt. Piedevām vēl želatīns siltā telpā kļūst šķidrs, bet katrupeļu
šķēlītes nav caurspīdīgas.
Agaru mikrobioloģijā 1881. g. ieviesa
R. Koha laboratorijas tehniķis E. Hese, kurš pirmais ieteica jau daudzus
gadus kulinārijā lietojamo produktu pielietot cieto barotņu gatavošanai.
Barotņu funkcionālie tipi
Minimālā barotne
Apmierina tikai organisma pašas ierobežotākās
barības vielu prasības, lai tās spētu augt un vairoties. Piemēram tipiska
minimālā vide satur tikai neorganikos sāļus un kādu no ogļhidrātiem (piemēram
glikozi) kā enerģijas avotu. Šādā barotnē spēs augt mikroorganismi, kuri
visas pārējās šūnai vajadzīgās organiskās vielas (aminoskābes, vitamīnus,
lipīdus u.c..)spēj sintezēt patstāvīgi.
Prasīgākām baktērijām minimālajā
vidē tiek iekļauti arī noteikti vitamīni, aminoskābes u.c. savienojumus.
Ar minimālo barotņu palīdzību iespējams pētīt mikroorganismu bioķīmisko
procesu īpatnības – kādus savienojumus tās spēj noārdīt, kādus spēj sintezēt
un kādi tam noteikti jāuzņem no apkārtējās vides.
Bagātā barotne vai plaša pielietojuma
barotne
Šādā barotnē ir ļoti daudzas, dzīvai
šūnai vajadzīgās organiskās un neorganiskās vielas, tai skaitā ogļhidrāti,
aminoskābes un proteīni, vitamīni, mikro un makro elementi. Bagātajā barotnē
var augt ļoti daudz dažādu mikroorganismu. (Nutrient Agar, APT Agar, Plate
Count Agar, Heart Infusion Agar, Brain Heart Infusion Agar un Penassay Agar).
Selektīva barotne
Domāta noteiktu mikroorganismu audzēšanai.
Tai pat laikā šāda barotne nav pieņemama vairumam citu mikroorganismu.
Šādā barotnē pievienoti savienojumi, kuri indīgi vairumam mikrobu, bet
nekaitē vēlamajam, vai arī barības vielu kompozīcija apmierina tikai vēlamo
mikroorganismu augšana. Piemēram, N2 fiksējošiem organismiem
tiek lietotas barotnes bez slāpekli saturošiem savienojumiem; Mak Koneja
barotnē žultskābes sāļi un kristālvioletā krāsviela inhibē gram-pozitīvo
baktēriju augšanu un ļauj netraucēti vairoties gram-negatīvajām baktērijām.
Sukcinātu barotnē kā vienīgais oglekļa avots tiek pievienots sukcināts.
Saprotams, ka šādā barotnē spēs augt tikai mikroorganismi, kuri sukcinātu
spēj pārvērst citos, dzīvei nepieciešamos oglekļa savienojumos.
Diferencējošā barotne
Barotne, kurā spēj augt un vairoties
vairāki mikroorganismu tipi, taču šī barotne satur specifiskas krāsvielas
vai citus savienojumus, kuru reakcija uz dažādo tipu organismiem ir atšķirīga,
un arī novērojamais efekts ir atšķirīgs. Visbiežāk tas izpaužas kā krāsu
izmaiņas barotnē vai koloniju iekrāsošanās. Piemēram, jau minētajā selektīvajā
Mak Koneja barotnē tiek pievienots pH indikators (neitrālais sarkanais),
līdz ar to pašas kolonijas un barotne ap kolonijām, kurās baktērijas fermentē
laktozi un izdala organiskās skābes (paskābina vidi) kļūst sarkanas. Savukārt
baktēriju kolonijas, kuras skābi neizdala, savu krāsojumu nemaina. (Šo
barotni var saukt arī par selektīvi – diferenciālo barotni.)
|
