Kultivácia mikroorganizmov (Úvod do mikrobiológie)

Kultivácia:

·        t.j. pestovanie kultúry v takých podmienkach, ktoré zabezpečujú optimálny rast a vývoj. Optimálnemu rastu a vývinu podriaďujeme teplotu kultivácie a jej dĺžku. Podľa rýchlosti rastu jednotlivých druhov alebo skupín mikróbov táto kolíše od 24 hodín (Escherichia coli) až do 14 dní (niektoré celulolytické baktérie, aktinomycéty), v niektorých prípadoch i dlhšie. O kultivačnej teplote rozhodujú nároky mikroorganizmov na teplotu, či sú psychrofilné, mezofílné alebo termofilné.

·        Kultivujeme v termostatoch, alebo termoboxoch v ktorých podľa typu zariadenia môžeme regulovať okrem teploty a času kultivácie aj vlhkosť, alebo zloženie atmosféry (prítomnosť a neprítomnosť kyslíka).

aeróbna kultivácia -  ak kultúry kultivujeme v malých množstvách, sú postačujúce atmosférické podmienky. Ak mikroorganizmy kultivujeme vo väčších množstvách, je vhodná kultivácia na väčšej ploche v tenších vrstvách (napr. Fernbachové, Kolleho a Rouxove banky). V prípade tekutého média sa zvýšená aerácia dosahuje jeho stálym miešaním alebo pridávaním sterilného vzduchu.

anaeróbna kultivácia -  musí byť zabezpečené vytesnenie kyslíka z priestoru, v ktorom kultivujeme mikroorganizmy (skúmavka, Petriho miska, termostat) a zabránenie prístupu ďalšieho vzduchu ku kultúre. Pre vytvorenie uvedených podmienok používame viacero metód:

a) Kyslík vypudíme zo živného média varom a potom vzduchotesne uzavrieme.

b) Kultivačné nádoby vzduchotesne uzavrieme a prítomný kyslík odstránime. Potom kultivujeme vo vákuu, alebo kyslík nahradíme dusíkom, héliom alebo zmesou dusíka a oxidu uhličitého. Kyslík odstraňujeme fyzikálnymi, chemickými a biologickými metódami.

Výber druhu kultivácie závisí od použitej živnej pôdy, podmienok a cieľa kultivácie:

a/ Stacionárna kultivácia je taká, pri ktorej nádoby so živnou pôdou a inokulom vložíme do termostatu a necháme po celú inkubačnú dobu stáť.

b/ Submerznú kultiváciu používame vtedy, ak chceme, aby kultúra rástla v celom objeme živného média a aby sa nahromadilo čo najväčšie množstvo určitého metabolitu. Predpokladom využitia tejto metódy je, že živná pôda musí byť tekutá. Úplné využitie živín v roztoku zabezpečíme miešaním nádoby s kultúrou na trepačke pri nízkych obrátkach. Prívod kyslíka, ktorý sa spravidla vyčerpá skôr ako živiny, zabezpečíme cez sterilizačné zariadenie a necháme ho prebublávať cez celý objem živného roztoku.

c/ Prietoková (kontinuálna) kultivácia sa využíva vo výskume a v priemyselných procesoch vtedy, ak chceme udržať podmienky kultivácie na konštantnej úrovni (rovnaké množstvo živín, vylúčených metabolitov, stabilné pH a i.). Pre tento typ kultivácie sa používa zložité zariadenie, ktoré sústavne zabezpečuje prísun sterilného živného média (v prípade aeróbnych kultúr aj sterilného vzduchu) a odčerpávanie využitej živnej pôdy spolu s vylúčenými metabolitmi. Regulácia týchto procesov je založená na koncentrácii rozhodujúcich živín alebo metabolitov v médiu. Tento typ kultivácie sa uplatňuje v biotechnológiách. Pretože ide o proces veľmi zložitý, v biotechnologických laboratóriách a prevádzkach sa na jeho reguláciu využíva výpočtová technika.