Coltivazione e accrescimento dei batteri

TIPI DI TERRENI COLTURALI

 Terreno chimicamente definito o sintetico: terreno costituito da composti chimici noti

 Terreni arricchiti: l'aggiunta di componenti quali sangue, siero o estratti di tessuti vegetali o animali al brodo o agar nutritizio, permette l'accrescimento dei microrganismi eterotrofi esigenti

 Terreni selettivi: l'aggiunta di certe sostanze chimiche specifiche dell'agar nutritizio, impedisce l'accrescimento di un gruppo senza inibire gli altri

 Terreni differenziali: l'aggiunta di certe sostanze chimiche ai terreni, può produrre dopo l'inoculazione, un tipo di accrescimento o di cambiamento che consente di distinguere un tipo di batterio da un altro

 Terreni di mantenimento: usati per conservare la vitalità e i caratteri fisiologici di una coltura microbica

Fattori fondamentali nel controllo della crescita microbica:

• Temperatura
• Ossigeno
• Disponibilità di acqua
• pH

Pressione Thermus aquaticus, microrganismo termofilo dal quale venne originariamente isolata la Taq polimerasi. a. batteri termofili facoltativi o euritermi: l'intervallo di crescita si estende nella regione mesofila. b. batteri termofili obbligati o stenotermi: si accrescono meglio a temperature superiori a 60°C, non si accrescono nell'intervallo mesofilo. Richiedono necessariamente temperature elevate per poter crescere. Ipertermofili: sono un caso particolare di termofili estremi i cui valori ottimali di temperatura sono oltre 80°C e in alcuni casi prosperano oltre i 100°C, come il Pyrolobus fumarii che per riprodursi richiede temperature di 105°C e smette di moltiplicarsi ad una temperatura inferiore ai 90°C. Esigenze gassose 1) batteri aerobi: si accrescono in presenza di O2 2) batteri anaerobi: si accrescono in assenza di O2 a. batteri anaerobi facoltativi: si accrescono sia in assenza che in presenza di O2 b. batteri anaerobi obbligati: non dotati di enzimi come la

superossido dismutasi, la catalasi e laperossidasi, in grado di proteggerli dallo stress ossidativo generato da O2c. batteri microaerofili: si accrescono in presenza di piccole quantità di O2 libero

SOLUTI E DISPONIBILITA' DI ACQUA

Presenza di acqua: indispensabile per la sopravvivenza dei microrganismi

Disponibilità di acqua: i soluti requisiscono l'acqua rendendola non disponibile per le cellulemicrobiche La disponibilità di acqua viene espressa come: Attivita' dell'acqua (Aw):rappresenta laquantità di acqua disponibile, cioè quella non legata alle molecole di soluto. E' inversamenteproporzionale alla pressione osmotica. Nel caso dell'acqua distillata: Aw = 1 Valori di Aw compresitra 0 e 1.

I microrganismi prevengono la perdita di acqua mantenendo la pressione osmotica del loroprotoplasma superiore a quella ambientale mediante l'utilizzo di Soluti compatibili.

Soluticompatibili: sostanze che non interferiscono sui

normali processi metabolici della cellula. Es. colina, prolina, glicina, glicerolo, ecc.

SALINITÀ

• batteri alofili: necessitano concentrazioni saline di 2.5 – 4.0%
• batteri alofili obbligati: concentrazione saline di 10 -15%
• batteri alofobi: non si accrescono a concentrazione di sale superiore all’1%

Conc. Di NaCl (%)	Aw	Ambiente
non alofili o alofili	1-6	1-0.95	carne, vegetali, acqua di mare, limitati pane, frutta
E. coli	Alofili moderati	Bacillus, Stafilococchi	6-15	0.90-0.85	prosciutto, salame
Alofili estremi	Halobacterium	15-36	0.75-0.70	laghi salati, alimenti sotto sale

ACIDITÀ O ALCALINITÀ

Per la maggior parte dei batteri il pH ottimale è fra 6.5 - 7.5. Alcuni batteri possono accrescersi tra pH 4 – 9.

LIMITE INFERIORE	pH OTTIMALE	LIMITE SUPERIORE
Acidofili	Thiobacillus tiooxidans	0.5	2-3.5	6
Funghi	2	5	6.8
Neutrofili	4	6.8-7.0	8
Alcalofili	Bacillus alcalophilus	7	8-10	11.5

ESIGENZE FISICHE VARIE

• luce
• pressione osmotica
• pressione idrostatica

DISPONIBILITÀ

DI CO2: la concentrazione atmosferica di CO2 è 0.03% per volume

RIPRODUZIONE E ACCRESCIMENTO-

Le cellule batteriche inoculate in un terreno fresco assumono sostanze nutritizie dal loro ambiente chevengono convertite in nuove sostanze cellulari (RNA, DNA, proteine, enzimi e altre macromolecole).

Tempo di generazione: intervallo di tempo impiegato dalla cellula per dividersi o dalla popolazione perraddoppiarsi 1→2→2^2→2^3→2^4→2^5 … 2^n

RIPRODUZIONE La modalità di riproduzione più comune dei procarioti è la scissione binaria

CURVA DI CRESCITA BATTERICA

Accrescimento sincrono : divisione cellulare con regolarità per l'intera popolazione: si ottienemanipolando l'ambiente fisico o la composizione chimica del terreno.

E' il metodo più comune: separazionenella fase logaritmica delle cellule più piccole (quelle che hanno appena subito la divisione) per filtrazione ocentrifugazione differenziale.

Coltura continua

1. CHEMOSTATO

2. TURBIDOSTATO: è regolato da una cellula fotoelettrica che controlla la torbidità della coltura e aumenta o diminuisce lo scambio di terreno in modo da mantenere costante la torbidità

MISURAZIONE QUANTITATIVA DELL'ACCRESCIMENTO

Numero delle cellule

1. conta diretta al microscopio: sia su campioni essiccati su vetrino e sia su campioni sospesi in liquido. In quest'ultimo caso si utilizza la camera di Petroff-Hausser
2. conteggio su piastra: Diluizione della sospensione cellulare prima del piastramento
3. filtrazione su membrana

Massa delle cellule

1. a. direttamente mediante: pesatura o misurazione dell'azoto cellulare
2. b. indirettamente mediante: misurazione della torbidità (fig. A)

Viene espressa come unità di assorbanza che è proporzionale sia al numero di cellule che alla massa cellulare