Методы изучения биохимических свойств микроорганизмов

В жизнедеятельности микробов ферменты играют боль­шую роль. Они являются обязательными участниками разно­образных биохимических реакций, лежащих в основе функ­ций питания, дыхания, размножения. По характеру связи с цитоплазменными структурами и по месту проявления своего действия ферменты делятся на внутри- и внеклеточные. Каж­дый вид микроорганизмов продуцирует постоянный для него набор ферментов, одни из которых расщепляют в разной сте­пени белки и углеводы, а другие вызывают окисление и вос­становление различных субстратов.

Стабильность ферментативных систем бактерий позволя­ет использовать биохимические свойства бактерий в сочета­нии с их морфологическими, культуральными и другими по­стоянными признаками для определения видов и типов бак­терий.

Для обнаружения ферментов исследуемую культуру мик­робов засевают на специальные дифференциально-диагности­ческие питательные среды.

Сахаролитические свойства микроорганизмов

Свойство расщеп­лять углеводы и высокоатомные спирты, которые принято объединять в одну группу, именуемую сахарами, присуще многим патогенным микробам. Под действием сахаролитических ферментов бактерий сахара расщепляются на альдегиды и кислоты. Конечными продуктами их расщепления явля­ются газообразные вещества: СO₂ и Н₂.

Характерно, что различные виды и даже разновидности микробов относятся по-разному к одним и тем же сахарам. Так, например, одни бактерии, ферментируя лактозу, оста­ются нейтральными в отношении глюкозы, другие, наоборот, сбраживают глюкозу, а третьи, наиболее активные, вызыва­ют расщепление и глюкозы, и лактозы.

Для обнаружения сахаролитических ферментов исследуе­мую культуру бактерий засевают в питательные среды Гисса, называемые также «пестрым» рядом. «Пестрый» ряд Гисса содержит обычно 5 пробирок: с глюкозой, лактозой, маннитом, мальтозой и сахарозой. При некоторых исследова­ниях для более углубленного изучения биохимических свойств выделенного микроба ряд Гисса дополняют дульцитом, сорбитом, ксилозой, арабинозой и некоторыми другими сахарами. Другими словами, есть «большой» и «малый» «пестрый ряд».

Название «пестрый» ряд обусловлено тем, что под дей­ствием ферментов микроба одни углеводы остаются неизмен­ными и, следовательно, цвет питательной среды не меняет­ся, в то время как другие сахара расщепляются, образуя кислые продукты распада, которые изменяют цвет индикато­ра и, соответственно, цвет питательной среды.

Среды Гисса бывают жидкими и полужидкими (с добав­лением 0,2—0,5% агар-агара). В пробирки с жидкими сре­дами Гисса для обнаружения газов, являющихся конечными продуктами распада сахаров, опускают «поплавок» — трубоч­ку диаметром 0,5—0,7 см, запаянную с одного конца. «По­плавок» помещают запаянным концом кверху; при стерили­зации он полностью заполняется питательной средой. При образовании в среде газообразных продуктов они вытесняют часть жидкости, находящейся в «поплавке», вследствие чего у запаянного конца его собирается воздушный пузырек.

В полужидких средах Гисса газообразование определяют по наличию мелких пузырьков газа в толще среды и стой­кой пены на ее поверхности.

Таким образом, при изучении сахаролитических фермен­тов, выделяемых микробами, учитывают не только явления расщепления тех или иных сахаров по кислотообразованию, но и глубину ферментативного процесса по наличию в пита­тельной среде конечных газообразных продуктов.

Пробирки с набором сред Гисса ставят в штатив в один ряд. На каждой пробирке надписывают название сахара, со­держащегося в среде. На первой пробирке каждого ряда, кроме названия сахара, указывают номер или вид исследуе­мой микробной культуры. Культуру берут на кончик петли в очень небольшом количестве и засевают по общепринятой методике.