W zależności od hodowli szczep produkuje różne produkty

Sposoby selekcji szczepów pożądanych ze środowiska

Skuteczność skriningu wiąże się m.in. ze zwiększeniem w pobranym materiale koncentracji szczepów pożądanych, przy jednoczesnym zmniejszeniu udziału innych mikroorganizmów, co uzyskuje się stosując następujące zabiegi:

1. Określone oddziaływanie na środowisko przed pobraniem próby

2. Zastosowanie wabików (przynęt, pułapek)

3. Wstępną obróbkę fizyczną lub mechaniczną próby

4. Hodowlę wzbogacającą

Ad. a

• Wprowadzenie określonego substratu pokarmowego

• Wprowadzenie czynnika biostatycznego lub biobójczego dla niepożądanych grup mikroorganizmów

• Modyfikacja warunków środowiskowych np. poprzez zmianę odczynu

  Ko metabolizm – utlenianie związków „przy okazji”

  Ad. b

  Wabiki – pułapki wprowadza się do środowiska na określony czas:

• Naturalne (pyłek roślinny, nasiona, liście, kawałki drewna, martwe owady, włosy, pióra, itp.)

• Syntetyczne (plastikowe, metalowe lub szklane płytki, rurki powleczone określonymi substancjami

  Promieniowce przyciągane parafiną

  Ad. c

  Wstępna obróbka fizyczna, chemiczna lub mechaniczna

• Metody fizyczne

• Temperatura

• Wilgotność

• Metody chemiczne

• Odczyn próby

• Metody mechaniczne

• Wirowanie – formy wegetatywne osadzają się, a zarodniki pływają

• Flotacja – różnica zwilżalności materiału biologicznego, materiał poddaje się obróbce termicznej, mieszanie wody z olejem mineralnym – zarodniki wynoszone na oleju

Ad. d

Hodowle wzbogacające – skład podłoża zdeterminowany wymaganiami pokarmowymi izolowanych szczepów, jednocześnie maksymalnie ogranicza lub całkowicie hamuje rozwój drobnoustrojów niepożądanych (stosowanie selektywnych podłoży syntetycznych)

Metoda ta nie gwarantuje absolutnej selektywności, prowadzi jedynie do zmiany stosunków ilościowo – jakościowych w wyjściowej populacji mieszanej, dzięki czemu łatwiejsze dalsza izolacja czystych kultur

Czynniki selekcyjne:

• Źródło węgla, azotu, fosforu

• Ksenobiotyki jako jedyna źródło węgla i energii

• Obecność określonych akceptorów elektronów (O_2, NO₃^-, SO₄^2-)

• Dodatkowe czynniki wzrostowe (aminokwasy, witaminy)

• Czynniki biostatyczne/biobójcze (np. antybiotyki)

• Potencjał redox – wskazuje na ilość tlenu i odczyn

• pH

• temperatura

• czas hodowli

Auksotrofy – mają duże wymagania pokarmowe, bo zatraciły zdolność wytwarzania określonych aminokwasów

W kwaszącym się mleku:

Najpierw rozwijają się bakterie tlenowe – powstają warunki beztlenowe, zmiana odczynu, potencjału redox, następuje selekcja, rozwijają się bakterie mlekowe, najpierw Streptococcus, potem Lactobacillus, bo lubi niskie odczyny, przekształca pozostałą laktozę.

Oidium lactis – grzybki, które wyrastają na mleku i w określonych warunkach, rozkładają kwas mlekowy, odczyn staje się mniej kwaśny, wtedy jakieś inne bakterie przeprowadzają inne procesy i mleko się psuje, nie można go już spożyć

Metabioza – produkty metabolizmu jednej grupy bakterii są substratami dla drugiej

Selekcja bakterii produkujących kwas mlekowy:

Materiał: fermentujący materiał roślinny, mleko i jego przetwory

↓

Podłoże słabo zbuforowane, zawierające glukozę, ekstrakt drożdżowy

↓

Wstępny okres rozwoju mikroflory Aerobacter, Escherichia, z dominacją bakterii mlekowych, najpierw Streptococcus, potem Lactobacillus (pH maleje)

↓

Hodowla termofilnych szczepów z rodzaju Lactobacillus

Selekcja bakterii produkujących kwas propionowy (propionibacterium)

Materiał: żółty ser dojrzewający → podłoże: zbuforowane

Dlaczego konieczne są zabiegi ulepszania szczepów przemysłowych

• Wydajność procesu biosyntezy i biotransformacji szczepów izolowanych ze środowiska naturalnego jest niewystarczająca dla procesów biotechnologicznych

• Zwiększenie aktywności metabolicznej i podwyższenie wydajności danego szczepu możliwe tylko w granicach określonych genotypem. Uzyskuje się to poprzez odpowiedni dobór warunków hodowli (podłoże, temperatura, pH, itp.)