Людина завжди прагнув не тільки пізнавати навколишній світ, а й використовувати отримані відомості. Одним з об'єктів вивчення є чисті культури бактерій.
Уявіть собі велику коробку з дитячими кубиками, пластмасовими детальками від конструктора, гудзиками різного розміру і форми, скляними кульками, камінчиками, гілочками та іншими «дорогоцінними» для дитини речами. Чи легко дорослій людині розібратися в такому «багатство»?
Приблизно так виглядає світ бактерій, які оточують нас. Їх розміри неймовірно малі, їх форми обмежені паличками, кульками, спіралями або нитками. І як накажете визначати, яка саме бактерія перед нами? Як її вивчати?
колонії мікроорганізмів
Розбираючи коробку з дитячими іграшками, можна розсортувати їх за певними властивостями. Так, гудзики легко нанизати на нитку, кульки добре котяться, з кубиків можна побудувати будиночок і т.д. Приблизно так само і з бактеріями. Описати їх за зовнішніми ознаками неможливо, але відбуваються в них хімічні процеси завжди однакові для кожного виду.
Властивістю мікроорганізмів відтворювати собі подібних свого часу скористався німецький мікробіолог Роберт Кох. Він почав сам вирощувати потрібні бактерії, домагаючись освіти такої кількості однакових клітин, яке можна було б розглянути і вивчити. Освіта мікроорганізмів, що походять від однієї материнської клітини, називають колонією.
Вирощують колонії бактерій на те, що в мікробіології називається «тверда середовище». Насправді це желеподібний розчин агар-агар. На нього наносять розчин, що містить потрібні клітини. Певна концентрація клітин в рідини призводить до того, що на якусь ділянку потрапляє лише одна клітина (батьківська), яка і починає активно розмножуватися, утворюючи колонію. Вирощену сукупність клітин переносять в рідку середу, де відсутні клітини інших видів, отримуючи в результаті чисту культуру бактерій.
На відміну від змішаної культури чиста складається з мікроорганізмів тільки одного виду. Змішану культуру виділяють з природного середовища - грунту, води, повітря, а чисту культуру можна виростити тільки в лабораторних умовах.
Як виростити чисту культуру мікроорганізмів
Чистої культурою називають сукупність мікроорганізмів одного виду, вирощених на поживних середовищах з однієї клітини. Чисті культури бактерій мають однакові:
- морфологічні властивості (форма і розміри);
- біохімічні властивості (набір ферментів, що дозволяють здійснювати дихання, харчування, розмноження).
Щоб отримати дійсно чисту культуру, потрібно дотримати безліч умов, в яких відбувається її вирощування:
- Різні методи посіву (перенесення матеріалу на живильне середовище) повинні вберегти результат від сторонніх включень. Як інструменти використовують шпатель, голку, ватяний тампон, спеціальну бактеріологічну петлю.
- Живильне середовище може бути синтетичною або натуральній. За складом живильні середовища поділяють на рідкі, напіврідкі і щільні (в залежності від вмісту агар-агар). У середовищах загального призначення можна вирощувати різні види бактерій, але певні мікроорганізми вимагають спеціальних поживних середовищ, які готують на основі загальних середовищ.
- Важливо витримувати оптимальні умови для розвитку колонії - температуру, вологість, наявність або відсутність повітря.
Чи потрібен бактеріям кисень
Анаеробні бактерії теж використовують кисень, але отримують його з процесу бродіння - це так звані облігатні анаеробні мікроорганізми (збудники правця, ботулізму). Причому наявність вільного кисню в навколишньому середовищі може бути згубним для деяких з них.
Стафілококи, сальмонели та інші бактерії пристосувалися перемикати тип дихання з використання молекулярного кисню на процес бродіння і навпаки в залежності від ситуації. Такі анаеробні бактерії називають факультативними.
Окрема група анаеробних бактерій (молочнокислі, азотфіксуючі) відмінно розмножуються при 2% кисню, велика концентрація молекулярного кисню сповільнить або взагалі зупинить зростання колонії.
І, нарешті, існують капнеіческіе анаеробні мікроорганізми, яким потрібен не тільки кисень, але і вуглекислий газ (до 10%).
Виділяти чисті культури анаеробних бактерій значно складніше, ніж аеробних. Забір матеріалу рекомендується проводити шприцом, що дозволить ізолювати бактерії, що містяться в зразку, від дії атмосферного кисню. Виділення чистої культури потрібно проводити в спеціальних в'язких середовищах, причому вносити зразок в глибину стовпчика живильного середовища, а не розтирати шпателем по поверхні.
Навіщо потрібні чисті культури
Як бачимо, виділити чисту культуру бактерій не так-то просто. Навіщо ж це потрібно і як її використовувати на практиці? Чистий культура застосовується:
- в наукових дослідженнях за класифікацією мікроорганізмів і передачі спадкової інформації;
- для визначення збудників псування харчових продуктів;
- при встановленні діагнозу інфекційних захворювань;
- для промислового виробництва вітамінів, антибіотиків, вакцин, ферментів, гормонів;
- в харчовій промисловості при виробництві хліба, вина, пива (дріжджі), у молочній промисловості (молочнокислі бактерії).
Окрема клітина занадто мала для дослідження, її неможливо навіть толком розглянути. Однак з неї можна отримати клон (грец. «Син») - величезна кількість абсолютно однакових мікроорганізмів, що утворилися з одиничною клітини шляхом безстатевого розмноження.
Культура клонів має однакову генну спадковість, отже, її можна досліджувати як єдиний організм. У мікробіології клон ідентичних клітин використовується для вивчення та ідентифікації молекул, вирішення питань клонування тканин.
Що таке штам
У дослідженні мікроорганізмів чиста культура дозволяє дати бактерії назву, описати її властивості, з'ясувати схожість і відмінність з іншими культурами. Ці особливі властивості вивчають і детально описують.
Культури мікроорганізмів одного і того ж виду, взяті з різних джерел або з одного і того ж джерела, але в різний час, називають штамами. Штами одного виду можуть бути абсолютно ідентичними або ж відрізнятися за окремими ознаками в межах одного виду або роду.
Штами використовують в біології, в медицині при постановці діагнозу, в харчовій промисловості при виробництві вина або пива.
Віруси можуть мати безліч штамів, деякі з яких стійкі до антибіотиків. Розробка вакцин спирається на існуючі штами, але віруси постійно змінюються і ліки перестають діяти. Вчені розробляють наступне покоління антибіотиків, віруси знову мутують і т. Д. Як вирватися з цього замкнутого кола, наука поки не знає.
Застосування чистих культур в харчовій промисловості
Як використовують дріжджі для випічки хлібобулочних виробів або виробництва сусла для пива, широко відомо. Але є ще досить велика група мікроорганізмів, необхідних для виробництва смачних і корисних напоїв.
Однією з найбільш, мабуть, затребуваних бактерій є молочнокислая або лактобактерія. Її здатність виробляти антибактеріальні речовини і підтримувати здорову мікрофлору кишечника робить молочнокислу бактерію незамінною для здоров'я людини.
Молочнокислі бактерії використовують для виробництва кефіру, йогурту, кисляку, ряжанки, різних сирів. Потрапляючи в кишечник, молочнокислі бактерії сприяють виробленню біологічно активних речовин, вітамінів і ферментів, які життєво необхідні нашому здоров'ю.
Молочнокислі бактерії мають імуномодулюючі властивості, що не може не радувати, але вони можуть приносити не тільки користь. Молочнокислі бактерії запускають процес бродіння, в результаті якого утворюється молочна кислота, що не завжди корисно для продуктів. Зокрема, молочнокислі бактерії, що потрапили в пиво або вино, можуть зіпсувати ці продукти.
У виноробстві неможливо отримати оригінальний смак продукту без використання штаму винних дріжджів. Справа в тому, що на винограді утворюється певна природна мікрофлора (включаючи і молочнокислі бактерії), що дає самий різний смак при зброджуванні.
Щоб отримати заздалегідь заданий смак напою, попередньо обробляють виноград, знищуючи всі патогенні мікроорганізми, а потім вводять штам винних дріжджів, що гарантує отримання потрібного результату.
Поняття чистої культури бактерій сформувалося в ХХ столітті. Чистий культура була основою мікробіологічних досліджень протягом досить довгого часу. Однак її поведінка в стерильних лабораторних умовах істотно відрізняється від поведінки мікроорганізмів в природних умовах. Взаємодія хімічних процесів в природних мікробних співтовариствах досі мало вивчена. Але це жодним чином не применшує важливості чистої культури для наукових досліджень.
У Вашому організмі живуть паразити?
У повсякденному житті так легко "підчепити" паразитів, адже контакт з ними просто неминучий, особливо якщо ви часто користуєтеся громадським транспортом, відвідуєте людні місця, та й просто перебуваєте на вулиці.
Симптомами появи паразитів в організмі можуть бути:
- часті застуди, ОРЗ, хвороби горла, кашель;
- алергія, що не припиняється нежить, почервоніння очей;
- шкірна алергія, свербіж, екземи;
- бородавки і папіломи;
- головні болі, а також різні болі і спазми у внутрішніх органах.