Anforderungen an die Kultivierung von Bakterien (reichhaltige Nährstoffe und optimale Umweltbedingungen)

Grundvoraussetzungen für die Kultivierung von Bakterien sind: (I) reichhaltige Nährstoffe (II) optimale Umweltbedingungen

Bakterien sind fast überall universell vorhanden; in Boden, Luft, Wasser und sogar in den Mund und Darm aller Tiere. "Kultivierung von Bakterien" oder "Bakterienkultur" bedeutet das Züchten dieser winzigen unsichtbaren Bakterien in nährstoffreichen Substanzen und geeigneten Umweltbedingungen, die ihr schnelles Wachstum und ihre Vermehrung unterstützen.

Dies führt zu ihrer Manifestation als große Population, die mit bloßem Auge sichtbar ist (als Kolonien oder trübe Suspension). Somit gibt es zwei grundlegende Anforderungen für die Kultivierung von Bakterien, wie (I) reichlich vorhandene Nährstoffe und (II) optimale Umgebungsbedingungen.

(I) reichlich Nährstoffe:

In der Natur nehmen Bakterien die komplexen Nährstoffe auf, die um sie herum verfügbar sind, nachdem sie durch die von ihnen ausgeschiedenen Enzyme in einfachere Formen abgebaut wurden. Im Labor wird das schnelle Wachstum jedoch dadurch verstärkt, dass sie in einfacheren Formen Nährstoffe enthalten.

Diese Substanzen, die eine ausreichende Menge an Nährstoffen in einfacheren Formen für ein schnelles Wachstum und die Vermehrung von Bakterien enthalten, werden "Kulturmedien" genannt. Es gibt jetzt eine Reihe von Kulturmedien, die verschiedene Inhaltsstoffe enthalten. Kulturmedien werden in den folgenden drei "physischen Formen" erhalten.

1. Flüssige Medien oder Bouillon:

Hierbei handelt es sich um klare Flüssigkeiten, die Wasser und Nährstoffe enthalten, und zwar in einfacheren Formen für das Wachstum von Bakterien, die im Autoklaven sterilisiert wurden. Wenn Bakterien inokuliert und in für ihr Wachstum geeigneten Bedingungen inkubiert werden, wachsen sie reichlich in dicke Suspensionen von Bakterienzellen, wodurch die Medien trüb werden.

2. Feste Medien:

Hierbei handelt es sich um verfestigte Substanzen, bei denen flüssige Bouillon mit einem Verfestigungsmittel (Agar) mit einem Gehalt von mehr als 1% ergänzt wurde. Agar ist ein Pulver (manchmal Agar genannt), das aus Algen gewonnen wird, und ist ein komplexes Kohlenhydrat, das hauptsächlich aus Galaktose besteht.

Es ist wichtig sich das zu merken; Agar ist ein Verfestigungsmittel und hat keinen Nährwert für Bakterien. Es dient als hervorragendes Verfestigungsmittel, da es sich in wässriger Lösung bei 100 ° C verflüssigt und bei 40 ° C verfestigt. Die meisten pathogenen Bakterien des Menschen werden bei 37 ° C (normale Körpertemperatur des Menschen) gezüchtet.

Agar schmilzt bei dieser Temperatur nicht und bietet eine harte Oberfläche. Auf dieser nährstoffreichen harten Oberfläche wächst jedes einzelne Bakterium, vermehrt sich und bildet eine isolierte Kolonie dieser Bakterien. Eine solche Isolierung ist in flüssigen Medien, in denen Bakterien in Suspension wachsen, nicht möglich.

Feste Agarmedien können in folgenden Formen hergestellt werden:

(a) Agarplatten:

Agarpulver wird zu mehr als 1% durch Erwärmen vollständig in flüssiger Brühe gelöst. Dann wird es in einem Autoklaven sterilisiert. Es bleibt im heißen Zustand flüssig und erstarrt beim Abkühlen. Im warmen flüssigen Zustand wird es in sterilisierte Petrischalen (20 ml in jeder Petrischale) gegossen und abkühlen gelassen, so dass sich am Boden der Petrischalen eine dicke Schicht bildet.

Diese Petrischalen, die eine dicke Schicht verfestigter Agarmedien enthalten, werden als "Agarplatten" oder einfach "Platten" bezeichnet. Auf diesen Platten werden Bakterien als isolierte Kolonien gezüchtet, um sie aufzuzählen und zu isolieren.

Die Eigenschaften dieser Kolonien helfen auch bei der Identifizierung von Bakterien. Petrischalen sind in verschiedenen Größen erhältlich, um unterschiedlichen experimentellen Bedingungen zu genügen. Für Routinezwecke werden jedoch Petrischalen mit einem Durchmesser von 15 cm verwendet.

(b) Agar Slants:

Zur Herstellung von "Agar Slants" oder einfach "Slants" wird Agarpulver in einer Menge von mehr als 1% durch Erwärmen vollständig in flüssiger Brühe gelöst. Im warmen flüssigen Zustand wird es in Reagenzgläser (20 ml in jedem Reagenzglas) verteilt, mit Baumwolle verstopft und im Autoklaven sterilisiert.

Das sterilisierte Medium in Teströhrchen kann sich in einer schiefen Position verfestigen, um die Neigungen zu erhalten. Die Schrägen werden zur Aufrechterhaltung reiner Stammkulturen von Bakterien verwendet, die durch Isolieren auf Agarplatten erhalten werden.

Diese werden auch zur Pflege von Standardreferenzkulturen verwendet, die aus internationalen Standardlabors stammen. Reinkulturen und Standardkulturen werden durch periodisches Umsetzen (normalerweise 15 Tage bis 1 Monat) aseptisch auf frische Schrägen gehalten. Die Wachstumseigenschaften auf Schrägen helfen auch bei der Identifizierung von Bakterien.

(c) Agar-Deep-Tubes:

Agar-tiefe Schläuche werden nach dem gleichen Verfahren wie bei der Herstellung von Agarschrägungen hergestellt, mit der Ausnahme, dass sich die Medien hier nach der Sterilisation in aufrechter Position erstarren lassen. Diese werden hauptsächlich zur Untersuchung des Gasbedarfs von Bakterien verwendet.

3. Halbfestes Medium:

Sie enthalten Agar mit einem Gehalt von weniger als 1%, so dass sie im halbfesten Zustand bleiben. Sie werden für spezifische Studien verwendet.

(II) optimale Umweltbedingungen:

Mehrere Umweltbedingungen beeinflussen das Wachstum von Bakterien. Um ein Bakterium zu kultivieren, sollte es mit optimalen Umgebungsbedingungen ausgestattet werden. Nachfolgend sind die wichtigsten Umgebungsbedingungen aufgeführt, die bei der Kultivierung von Bakterien zu beachten sind.

1. pH-Wert der Medien:

Jede Bakterienart kann in einem bestimmten pH-Bereich wachsen. Für die meisten Bakterien liegt dieser Bereich zwischen 4 und 9. Allerdings tritt das maximale Wachstum jeder Bakterienart innerhalb eines sehr engen pH-Bereichs auf. Dieser optimale pH-Bereich liegt für die meisten Bakterien bei 6, 5 bis 7, 5 und für die meisten Pilze, Schimmelpilze und Hefen bei 4 bis 6, da sie saure Umgebungen bevorzugen.

Für ein maximales Wachstum muss der pH-Wert des Kulturmediums während seiner Herstellung auf diesen pH-Wert eingestellt werden. Chemische Substanzen, die als Puffer wirken (z. B. KH 2 P0 4, K 2 HP0 4 ), werden ebenfalls zu den Medien hinzugefügt, um eine pH-Wert-Änderung zu verhindern, die durch Ansammlung von sauren oder basischen metabolischen Endprodukten auftreten kann, die von den Bakterien während ihres Wachstums erzeugt werden .

2. Inkubationstemperatur:

Mesophile werden bei 37 ° C, Thermophile bei 55 ° C und Psychrophile bei 4 ° C inkubiert.