Физиология питания

Основную часть микробной клетки составляет вода – 80-90% общей массы.

В состав клеток микроорганизмов входят следующие элементы:

Углерод имеет наибольшее значение для питания микроорганизмов. Потребности различных микроорганизмов в источниках углерода разнообразны. Фотосинтезирующие организмы потребляют наиболее окисленную форму углерода – СО₂. Другие организмы получают углерод главным образом из органических веществ. При этом питательная ценность органических источников углерода зависит от строения их молекул, и связана с легкостью их перехода в углеводы или близкие к ним соединения, которые затем превращаются в вещества с тремя атомами углерода (пируват). Высокой питательной ценностью обладают вещества, содержащие спиртовые группы (-СНОН, -СН₂ОН, -СОН).

Азот служит материалом для образования аминных (NH₂) и иминных (NH) групп в молекулах аминокислот, пуринов и пиримидинов, нуклеиновых кислот и других веществ клетки. Самый доступный источник азота для многих микроорганизмов – ионы аммония (NH₄⁺) и аммиак (NH₃). Большинство микроорганизмов способны использовать минеральные и органические соединения азота.

Сера, как и азот, является необходимым компонентом клеточного материала всех организмов, в которых она встречается главным образом в восстановленной форме (сульфидная группа). Большинство микроорганизмов может использовать сульфаты как питательное вещество, однако существуют бактерии, нуждающиеся для биосинтеза в источниках восстановленной серы.

Основные органические соединения, характерные для микроорганизмов всех типов, синтезируются клетками из веществ той среды, где развивается микроб.

Вещества, необходимые для жизнедеятельности микроорганизмов и поступающие из окружающей среды, называются питательными, а среды, содержащие их – питательные среды.

Состав питательных сред определяется пищевыми потребностями микроорганизмов. Конструктивные и энергетические процессы у микроорганизмов очень разнообразны, поэтому также разнообразны их потребности в питательных веществах. Из этого следует, что универсальных сред, одинаково пригодных для роста всех без исключения микроорганизмов, нет.

Основными компонентами любой питательной среды для культивирования микроорганизмов являются соединения углерода и азота. Именно эти соединения определяют специфичность подавляющего большинства питательных сред.

Для каждого вида или группы близких видов микроорганизмов необходима своя среда. Среды, предназначенные для развития одного вида или группы микроорганизмов, называют элективными. Элективные среды обычно применяют на первом этапе выделения микроорганизмов из естественных субстратов (например, среда Эшби для Azotobacter). Дифференциально-диагностические среды дают возможность быстро отличить одни виды микроорганизмов от других или выявить некоторые их особенности (например, агаризованная среда Эндо для бактерий рода Escherichia).

По составу среды для культивирования микроорганизмов делят на натуральные (естественные) и синтетические. К натуральным относятся среды, состоящие из продуктов животного или растительного происхождения. Это могут быть клетки и ткани или экстракты из них. На таких средах хорошо развиваются многие микроорганизмы, т.к. в них содержатся в основном все необходимые компоненты. Синтетические среды представляют собой комплекс определенных химически чистых соединений, взятых в точно указанных концентрациях. Состав этих сред, в отличие от естественных, всегда известен. Выделяют группу полусинтетических сред, которые состоят из природных продуктов в комбинации с рядом определенных химических соединений.

Особенности питания микроорганизмов заключаются в следующем:

- питательные вещества поступают в клетку через всю ее поверхность, специальных органов питания нет;

- высокая скорость процессов метаболизма (например, бактериальная клетка за сутки потребляет питательных веществ в 20 раз больше веса своего тела);

- быстрая адаптация к меняющимся условиям окружающей среды.