PREPARAZIONE DEI TERRENI DI COLTURA: OBIETTIVI E PASSAGGI - BIOLOGIA - 2025

La preparazione dei 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.

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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.

In cosa consiste?

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 da 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:

Agar

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 45 ° C o meno.

Nel caso 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%.

Fluidi

La coltivazione di organismi patogeni necessita di fluidi corporei in modo che possano svilupparsi come farebbero nel loro ambiente naturale. Per questo motivo viene aggiunto sangue intero o defibrillato. Il fluido viene prelevato da un animale sano e, una volta sterilizzato, viene aggiunto al terreno di coltura.

Estratti

Sono ottenuti da diverse parti di animali (come carne o fegato) o verdure (semi) e vengono lavorati per ottenere un concentrato solido sotto forma di pasta o polvere. I più comuni sono lievito, malto e carne.

Peptoni

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.

Ammortizzatori

I "tamponi" o sistemi tampone evitano sbalzi improvvisi di 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 dalla quantità eccessiva di idrogeno o ioni idrossile, ma dall'aumento di acidi o basi deboli che possono entrare nella cellula.

Allo stesso modo, vengono aggiunti indicatori di pH per monitorarlo ed evitare deviazioni causate dalla fermentazione o da altri processi.

obiettivi

L'obiettivo principale nella preparazione di un terreno di coltura è aggiungere tutti i componenti necessari per consentire l'isolamento dello sviluppo di successo dell'organismo. Deve essere identificata la combinazione più efficace di componenti e sostanze nutritive 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 tenere 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.

Tipi di media

Basato sulla sua composizione

In base alla loro composizione, ci sono tre tipi principali di colture: naturali o empiriche, semisintetiche e definite sintetiche o chimiche.

Ambiente naturale

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.

Mezzi semisintetici

Si chiama mezzo semisintetico se la sua composizione è parzialmente nota. Qualsiasi terreno che contiene agar diventa un terreno semisintetico.

Tra questi abbiamo agar destrosio di patate, agar czapek-dox, agar avena, agar peptone carne, tra gli altri esempi.

Terreno sintetico o chimico definito

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 è il Lactobacillus.

Basato sul tipo di microrganismo

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:

Media generali

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 cultura.

Mezzi di arricchimento

Il mezzo di arricchimento supporta la crescita di un certo tipo di microrganismo, ma nessuna sostanza è stata aggiunta per impedire la crescita di altri tipi di microbi.

Media selettivi

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, possono essere aggiunti composti chimici che sono mortali per un ampio gruppo di microrganismi e innocui per l'organismo di interesse oppure possono essere aggiunte fonti di energia che possono essere assimilate solo dal microbo bersaglio.

I terreni selettivi vengono utilizzati quando si prelevano campioni medici per coltivare un microrganismo patogeno. Qui è necessario promuovere la crescita dell'agente patogeno e inibire lo sviluppo della normale flora microbica dal paziente.

L'agar bismuto solfito, 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.

Media differenziale

Questa tipologia utilizza alcune caratteristiche diagnostiche dell'organismo di interesse (peculiarità del suo metabolismo, ad esempio) per poterle identificare nei confronti di 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.

passi

Attualmente i terreni di coltura possono essere acquistati in forma liofilizzata. Pertanto, la preparazione è 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 in provette o capsule di Petri. Se l'agar si solidifica in una posizione inclinata, con l'angolo corretto in modo che il bordo terminale finale sia diagonale, questa disposizione è nota come becco 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.

Riferimenti

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