Il preparazione di terreni di coltura è una metodologia di routine utilizzata nei laboratori per la crescita dei microrganismi desiderati. I terreni di coltura sono preparati solidi, liquidi o semisolidi che contengono tutti i nutrienti necessari per lo sviluppo di una popolazione microbica..
In generale, i mezzi per coltivare i microrganismi sono ricchi di proteine e aminoacidi e di solito contengono alcuni componenti che favoriscono la crescita dell'organismo da studiare, come vitamine, sangue, siero, tra gli altri..
Non esiste un terreno di coltura generale o universale, poiché la sua composizione varia a seconda delle esigenze del microrganismo di interesse. Alcuni batteri possono crescere in qualsiasi mezzo di coltura, ma altri hanno requisiti speciali..
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I microrganismi, come funghi e batteri, non possono essere studiati individualmente a causa delle loro piccole dimensioni. Per questo motivo devono essere coltivati con mezzi artificiali che consentano un aumento significativo della popolazione..
Ad esempio, se vogliamo studiare i batteri dobbiamo fornire loro le giuste condizioni affinché possano proliferare e formare una colonia (che può essere osservata ad occhio nudo)..
La preparazione dei terreni di coltura varia ampiamente a seconda del tipo di microrganismo che si desidera coltivare. Prima di prepararlo, è necessario conoscere i bisogni nutrizionali di base dell'organismo di lavoro.
Di seguito verranno descritti i componenti più comuni utilizzati nei terreni di coltura per avere un'idea generale della loro preparazione:
Viene utilizzato nelle colture come agente gelificante e viene aggiunto quando si cerca un mezzo solido o semisolido. Il primo agente solidificante utilizzato nella preparazione dei terreni era la gelatina, ma nel 1883 l'agar fu introdotto nel mondo della batteriologia da W. Hesse.
L'agar batteriologico ha come componente principale un polisaccaride con rami complessi estratti dalle alghe. Questo composto viene utilizzato come addensante in cibi comuni come gelati e marmellate..
È un elemento molto prezioso in microbiologia per diversi motivi. Soprattutto perché i microrganismi non possono degradarlo, si liquefa a una temperatura di 100 ° C e rimane allo stato liquido fino a raggiungere circa 45 ° C o meno.
Nel caso in cui si desideri preparare un terreno solido, la concentrazione dell'agar dovrebbe essere intorno all'1,5%, mentre i semisolidi dovrebbero essere preparati dallo 0,3 allo 0,5%..
La coltivazione di organismi patogeni necessita di fluidi corporei affinché possano svilupparsi come farebbero nel loro ambiente naturale. Per questo motivo viene aggiunto sangue intero o defibrillato. Il fluido viene estratto da un animale sano e, una volta sterilizzato, viene aggiunto al terreno di coltura.
Si ottengono da diverse parti animali (come carne o fegato) o vegetali (semi) e vengono lavorati per ottenere un concentrato solido sotto forma di pasta o polvere. I più comuni sono lievito, malto e carne.
Questi composti organici sono ottenuti per idrolisi enzimatica o chimica di tessuti animali o vegetali. Lo scopo è aggiungere un contenuto ricco di aminoacidi, che sono le unità fondamentali delle proteine..
I tamponi o i sistemi tampone prevengono i cambiamenti improvvisi del pH e aiutano a mantenere l'intervallo ottimale tollerato dal corpo..
La maggior parte degli organismi può prosperare bene a un pH di 7, sebbene alcuni batteri preferiscano i terreni alcalini. Tuttavia, ci sono batteri che resistono alle variazioni di pH tra i valori di 6 e 9.
Nelle specie sensibili al pH, il danno non è prodotto dall'eccessiva quantità di idrogeno o ioni idrossile, ma dall'aumento di acidi o basi deboli che possono penetrare nella cellula.
Allo stesso modo, vengono aggiunti indicatori che indicano il pH per poterlo monitorare ed evitare deviazioni causate da fermentazioni o altri processi..
L'obiettivo principale quando si prepara un terreno di coltura è aggiungere tutti i componenti necessari per consentire il successo dello sviluppo dell'organismo da isolare. La combinazione più efficace di componenti e sostanze nutritive deve essere identificata per ottenere il mezzo desiderato..
Sia la preparazione che la conservazione del terreno sono fondamentali per garantire una crescita di successo, poiché la composizione del terreno e la disponibilità di nutrienti dipendono da questi passaggi..
Si deve tener conto che la coltivazione di microrganismi è un compito che è influenzato da diversi fattori esterni al mezzo di coltura, come l'intensità della luce ricevuta, la temperatura e il livello di acidità o alcalinità del mezzo. Pertanto, ciascuna di queste variabili deve essere presa in considerazione.
In base alla loro composizione, ci sono tre tipi principali di colture: naturali o empiriche, semisintetiche e definite sintetiche o chimiche..
In ambienti naturali la composizione esatta è sconosciuta. Questi includono ingredienti come latte, sangue diluito, succhi vegetali, estratti e infusi di carne e peptoni. Per ragioni economiche, vengono spesso aggiunti componenti poco costosi come estratto di soia, siero di latte, melassa, ecc..
Si chiama mezzo semisintetico se la sua composizione è parzialmente nota. Qualsiasi terreno contenente agar diventa un terreno semisintetico.
Tra questi abbiamo agar destrosio di patate, agar czapek-dox, agar avena, agar peptone carne, tra gli altri esempi..
In questo caso la composizione del terreno - in termini di quantità di fonti di carbonio, azoto, zolfo, fosforo e ogni altro fattore di crescita necessario - è pienamente nota. È molto utile se vuoi ottenere risultati riproducibili per altri ricercatori.
Per i cosiddetti "microrganismi con esigenze di crescita speciali" è necessario aggiungere i componenti necessari. Un esempio di questo tipo sono Lactobacillus.
Allo stesso modo, esiste un'altra classificazione per i terreni di coltura basata sul tipo di microrganismo che può crescere su di esso. Seguendo questo principio abbiamo i seguenti mezzi generali, di arricchimento, selettivi e differenziali. Ciascuno è descritto di seguito:
Questi supportano lo sviluppo di un'ampia varietà di microrganismi. Se un organismo ha bisogno di condizioni speciali per la sua crescita, non sarà in grado di svilupparsi con successo in questo tipo di coltivazione..
I terreni di arricchimento supportano la crescita di un certo tipo di microrganismo, ma nessuna sostanza è stata aggiunta per impedire la crescita di altri tipi di microbi.
Cercano la crescita specifica di un microrganismo, chiamandolo funghi, batteri, protozoi, tra gli altri. Per fare questo, inibiscono lo sviluppo degli altri.
Per raggiungere questo obiettivo si possono aggiungere composti chimici mortali per un ampio gruppo di microrganismi e innocui per l'organismo di interesse o aggiungendo fonti di energia che possono essere assimilate solo dal microbo ricercato..
I terreni selettivi vengono utilizzati durante il prelievo di campioni medici per coltivare un microrganismo patogeno. Qui è necessario promuovere la crescita dell'agente patogeno e inibire lo sviluppo della normale flora microbica da parte del paziente.
L'agar solfito di bismuto, ad esempio, non consente la crescita di batteri gram-positivi e di un gran numero di batteri presenti nella cavità gastrointestinale. Per questo motivo viene utilizzato per coltivare i batteri gram-negativi che causano la febbre tifoide., Salmonella typhi in campioni fecali.
Questo tipo utilizza alcune caratteristiche diagnostiche dell'organismo di interesse (peculiarità nel suo metabolismo, per esempio) per poterle identificare contro un'altra specie che cresce nello stesso ambiente..
Sia i terreni differenziali che i terreni selettivi sono molto utili nell'area della microbiologia clinica e della salute pubblica, poiché queste discipline necessitano di rilevare la presenza di microrganismi specifici legati a patologie o cattive condizioni igieniche..
Alla coltura possono essere aggiunte sostanze indicatrici che conferiscono una caratteristica distintiva alla colonia ricercata. Ad esempio, il lattosio e un indicatore di pH vengono aggiunti all'agar-eosina-blu di metilene (abbreviato EMB) e all'agar MacConkey..
Pertanto, quando una colonia si sviluppa in questi terreni con la capacità di fermentare il lattosio e produrre aldeidi, possono essere osservate in un colore speciale.
Attualmente i terreni di coltura possono essere acquistati in forma liofilizzata. La preparazione è quindi più semplice e non resta che reidratare il prodotto. Il contenuto deve essere pesato (tenendo conto della quantità finale da preparare) e sciolto in acqua distillata seguendo tutte le indicazioni del prodotto.
Il contenuto del mezzo liquido deve essere suddiviso nei contenitori desiderati (piastre Petri, provette, ecc.) Per la successiva sterilizzazione. Per distribuire il mezzo solido è necessario scioglierlo utilizzando un microonde o sottoponendo il materiale a bagnomaria. Il pH del mezzo deve essere regolato.
Di solito l'agar viene utilizzato nelle provette o nelle capsule di Petri. Se l'agar si solidifica in una posizione inclinata, con l'angolo retto in modo che il bordo terminale finale sia diagonale, questa disposizione è nota come becco a flauto o tubi inclinati. Quando l'agar si solidifica in una posizione totalmente verticale, viene chiamato "profondo"..
Dopo aver sterilizzato i terreni, utilizzando un'autoclave, vengono lasciati raffreddare. Questi devono essere maneggiati in un ambiente privo di microrganismi, il più comune è lavorare con un accendino acceso che garantisca un ambiente asettico nelle loro vicinanze..
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