СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РЕЦЕПТУРЫ ПИТАТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ DRIGALSKI LACTOSE AGAR
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Цель исследования − cовершенствование рецептуры питательной среды Drigalski Lactose Agar производства компании AppliChem, предназначенной для выделения и дифференциации энтеробактерий. Задачи − разработать новую рецептуру питательной среды Drigalski Lactose Agar; определить эффективность культивирования энтеробактерий на применяемых в лабораторной практике пита-тельных средах и на усовершенствованной авторами среде Drigalski Lactose Agar. В лабораторных условиях модифицированную авторами питательную дифференциально-диагностическую среду агар Дригальского с лактозой рекомендуется использовать для культивирования (выделения) и дифференциации энтеробактерий семейства Enterobacteriaceae. Дифференциация энтеробактерий на модифицированной среде проводится по их способности ферментировать лактозу, маннит, глюкозу, сахарозу, желатин и образовывать сероводород. Среда может также использоваться для проведения санитар-но-микробиологического исследования объектов окружающей среды. Среда может быть использована для проведения ONPG-теста. Эффективность культивирования энтеробактерий, выделенных от различных видов животных, на наиболее часто применяемых дифференциально-диагностических средах, в том числе с использованием новой рецептуры среды Drigalski Lactose Agar, составляла от 16,28±1,44 до 42,18±4,12 ч. Энтеробактерии, выделенные от сельскохозяйственных и диких животных, образовывали колонии на модифицированном агаре Дригальского с лактозой в течение 24 ч, а энтеробактерии, выделенные от зоопарковых животных, в течение 25-31 ч.

Ключевые слова:
рецептура, среда, агар, лактоза, дифференциация, энтеробактерии, питательная
Текст
Текст произведения (PDF): Читать Скачать

Диагностика инфекционных заболеваний является одной из сложных проблем в клинической медицине. Лабораторные методы исследования при ряде нозологических форм играют ведущую, а в целом ряде клинических ситуаций решающую роль не только в плане диагностики, но и в определении конечного исхода заболевания. Диагностика инфекционных заболеваний почти всегда предусматривает использование комплекса лабораторных методов. При этом бактериологическая группа методов является одной из трёх ведущих в диагностике инфекционных заболеваний [1, 2, 3, 4].

Одним из важных элементов в лабораторной диагностике острых кишечных инфекций (ОКИ) и оппортунистических инфекций, вызванных энтеробактериями, является выделение возбудителя в чистой культуре на питательных средах [5, 6, 7]. В связи с этим совершенствование рецептуры питательных сред, предназначенных для выделения и дифференциации условно-патогенных и патогенных микроорганизмов, является актуальным и практически значимым.

Цель исследованийcовершенствование рецептуры питательной среды Drigalski Lactose Agar производства компании AppliChem, предназначенной для выделения и дифференциации энтеробактерий.  

Задачи исследований − разработать новую рецептуру питательной среды Drigalski Lactose Agar; определить эффективность культивирования энтеробактерий на применяемых в лабораторной практике питательных средах и на усовершенствованной авторами среде Drigalski Lactose Agar.  

Материал и методы исследований. Объект исследований – модифицированная авторами дифференциально-диагностическая коммерческая питательная среда, предназначенная для выделения и дифференциации патогенных и условно-патогенных энтеробактерий, а также для проведения санитарно-бактериологического исследования. Материал для исследований – 253 изолятов бактерий, выделенных из кишечного микробиотопа различных видов животных. Сельскохозяйственные животные: коровы, овцы, козы, свиньи, лошади, птица (куры и гуси). Дикие животные: кабаны, лоси, лисы. Зоопарковые животные: пони, верблюд. Домашние животные: кошки и коты, собаки, хорьки, шиншиллы. Исследование проводили в период с 2010 по 2017 гг. Суспензию биоматериала для получения роста культур бактерий высевали на дифференциально-диагностические и селективно-элективные питательные среды. Суспензию биоматериала высевали на питательный агар с эозинметиленовым синим Левина, на среду Drigalski Lactose Agar, производства компании AppliChem, на новую среду, приготовленную по разработанной авторами рецептуре.

Наряду с перечисленными средами, эшерихии выделяли на средах Эндо и кровяном агаре.  Протеи выделяли на агаре П-1 с полимиксином и солями желчных кислот, на скошенном мясо-пептонном агаре (МПА) и кровяном МПА, клебсиеллы выделяли на агаре Плоскирёва и кровяном МПА. Сальмонеллы выделяли на висмут-сульфитном агаре и железо-сульфитном агаре, в селенитовой среде Leifson (коммерческой и модифицированной), а также в магниевой среде, тетротионатовой среде Мюллера и среде Мюллера-Кауфмана, на сальмонелла-шигелла агаре. Иерсинии выделяли на дифференциально-диагностическом СБТС-агаре и селективном CIN-агаре, на глюкозо-кровяном агаре, морганеллы – на агаре Плоскирева и глюкозо-кровяном агаре, гафнии – на агаре Плоскирева и глюкозо-кровяном агаре, эрвинии – на агаре Плоскирева и глюкозо-кровяном агаре, энтеробактеры –  на  эозинметиленовом агаре, серрации – на пептон-глицериновом агаре, клюйверы – на глюкозо-кровяном агаре, цитробактеры – на висмут-сульфитном агаре и агаре Плоскирева, провиденции – на глюкозо-кровяном агаре, шигеллы выделяли на сальмонелла-шигелла агаре. Суспензию материала распределяли одноразовым стерильным микробиологическим г-образным шпателем по поверхности среды в чашке Петри и инкубировали в термостате при 25-300С, 370С 
48-72 ч [8]. Чистые культуры микроорганизмов идентифицировали по морфологическим, тинкториальным, культуральным, биохимическим, серологическим свойствам. Подсчёт количества выросших колоний микроорганизмов (КОЕ – колониеобразующая единица) на плотных питательных средах проводили общепринятым методом на приборе ПСБ (прибор счёта бактерий).

Эффективность культивирования энтеробактерий на применяемых в лабораторной практике питательных средах и на усовершенствованной среде Drigalski Lactose Agar, приготовленной по новой рецептуре определяли по времени появления колоний микроорганизмов и накопления, достаточного для идентификации биоматериала.  

Результаты исследований обрабатывали статистически по общепринятой методике с использованием компьютерной программе Microsoft Excel.

Результаты исследований. Работа выполнена на базе кафедры «Эпизоотология, патология и фармакология» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Самарская государственная сельскохозяйственная академия» за период с 2010 по 2017 гг. В течение первого этапа исследований проводили выделение, культивирование и идентификацию культур энтеробактерий, полученных от различных видов животных. В ходе второго этапа проводили анализ рецептур питательных микробиологических сред для энтеробактерий, сред обогащения и дифференциально-диагностических сред. Осуществляли подбор питательной основы и формообразователя, стимуляторов роста, углеводов, индикатора, селективных компонентов и ингибиторов роста сопутствующей микрофлоры для модификации агара Дригальского с лактозой (Drigalski Lactose Agar, AppliChem A5731,0500).

Материал исследований – 253 изолята энтеробактерий, выделенные из кишечного микробиотопа различных видов животных. Объект исследований – разработанная новая рецептура дифференциально-диагностической питательной среды  Drigalski Lactose Agar с селективной добавкой. Рецептура среды Drigalski Lactose Agar производства компании AppliChem имеет следующий состав (г/л): пептон 15,0 г, мясной экстракт 3,0 г, дрожжевой экстракт 3,0 г, дезоксихолат натрия 1,0 г, натрия тиосульфат 1,0 г, лактоза 15,0 г, кристаллический фиолетовый 0,005 г, бромтимоловый синий 0,08 г, агар 11,0 г.  Среда имеет pH 7,3±0,2.

Выделение, культивирование и идентификация культур энтеробактерий. Суспензию биоматериала (фекалии животных) для получения роста культур энтеробактерий высевали на дифференциально-диагностические и селективно-элективные питательные среды. Суспензию биоматериала распределяли одноразовым стерильным микробиологическим г-образным шпателем по поверхности среды в чашке Петри и инкубировали в термостате при 25-300С, 370С  48-72 ч, в зависимости от выделяемой культуры энтеробактерий [8]. Чистые культуры энтеробактерий идентифицировали по морфологическим, тинкториальным, культуральным, биохимическим, серологическим свойствам. Подсчёт количества выросших колоний микроорганизмов (КОЕ – колониеобразующая единица) на плотных питательных средах проводили общепринятым методом на приборе ПСБ (прибор счёта бактерий).

Результаты исследований обрабатывали статистически по общепринятой методике с использованием PC Pentium с помощью приложения Microsoft Office 2003 Excel-7.

Результаты исследований. В ходе создания новой рецептуры Drigalski Lactose Agar проводился подбор питательной основы и формообразователя питательной среды. В качестве агаровой основы для модификации лактозного агара использовали агар бактериологический сухой производства ФБУН ГНЦ МПБ Оболенск (Россия). В ходе выбора питательной основы и стимуляторов роста учитывали полноценность компонентов по набору питательных веществ и их доступность для микроорганизмов. С целью обогащения питательной основы высокомолекулярными пептидами в рецептуру среды ввели пептон ферментативный бактериологический с высоким содержанием триптофана производства HiMedia Laboratories (Индия). Пептон, полученный путём ферментативного гидролиза с использованием пепсина и трипсина, содержит большое количество высокомолекулярных пептидов и аминокислот. В качестве стимуляторов роста энтеробактерий в рецептуру питательной среды решено было ввести аминопептид, экстракт хлебных дрожжей.

В ходе выбора минеральных компонентов учитывали потребность в них энтеробактерий, взаимодействие их с другими компонентами среды, предполагаемую диагностическую информативность и ингибирующий эффект на сопутствующую микрофлору. Натрия хлорид необходим для создания изоосмотических условий среды, оптимально подходящих для роста и размножения микроорганизмов. Натрия хлорид ингибирует рост сопутствующих грамположительных стрептококков.

Углеводы ввели в рецептуру среды для дифференциации энтеробактерий по признаку ферментации лактозы, глюкозы, сахарозы и маннита. Углеводы лактоза и маннит входят в пропись А среды, а глюкоза и сахароза включены в пропись Б среды. Углеводы служат наилучшим источником углерода для большого спектра микроорганизмов.

Желатин решено ввести в рецептуру среды с целью выявления протеолитической активности у энтеробактерий, в частности у представителей рода Proteus.

Краситель фуксин основной необходим для дифференциации энтеробактерий, ферментирующих главным образом лактозу.

В качестве индикатора были выбраны доступные и наиболее часто используемые в рецептурах дифференциально-диагностических питательных сред индикатор Андреде с индикатором ВР. В состав индикатора Андреде входит фуксин кислый, гидроксид натрия 1N и дистиллированная вода. Комбинированный индикатор ВР состоит из водного голубого и розоловой кислоты (аурин, пэонин или красный кораллин).

В качестве селективных ингибиторов роста сопутствующей микрофлоры решено использовать антибиотики, находящиеся в селективной добавке к среде.  

Таким образом, рецептура модифицированного лактозного агара имеет состав, состоящий из двух прописей А и Б (табл. 1).

Работа с модифицированной питательной средой предусматривает использование двухсекционных одноразовых чашек Петри. При этом можно использовать также многоразовые стеклянные чашки Петри с перегородкой, делящей чашку на две равные секции. В одну секцию наливают компонент А модифицированного лактозного агара, в другую секцию разливают компонент Б.

 

Таблица 1

Новая рецептура питательной среды Drigalski Lactose Agar

Компоненты среды

Пропись А (г/дм3)

Пропись Б (г/дм3)

Агар бактериологический

12,0

12,0

Панкреатический гидролизат рыбной муки

5,0

5,0

Панкреатический гидролизат казеина

5,0

5,0

Пептон ферментативный бактериологический
с высоким содержанием триптофана

5,0

5,0

Аминопептид

2,0

2,0

Экстракт хлебных дрожжей

2,0

2,0

Желатин

0,5

0,5

Натрия хлорид

5,0

5,0

Натрия карбонат

0,5

0,5

Натрия сульфит

0,5

0,5

Натрия тиосульфат

0,3

0,3

Железо (II) сульфат

1,0

1,0

Углевод

Лактоза 10,0

Глюкоза 10,0

Углевод

Маннит 7,0

Сахароза 7,0

Фуксин основной

1,0

1,0

Индикатор Андреде с индикатором ВР

0,2

0,2

 

Выявление эффективности питательных дифференциально-диагностических сред с селективным эффектом проводилось согласно времени, необходимом для образования на средах колоний энтеробактерий семейства Enterobacteriaceae 1-3 мм в диаметре. Время культивирования энтеробактерий, выделенных от сельскохозяйственных животных, составило от 18,28±1,56 до 33,28±3,58 ч (табл. 2), а от диких животных от 16,28±1,44 до 33,74±4,14 ч (табл. 3).

Таблица 2

Время культивирования энтеробактерий, выделенных от сельскохозяйственных животных

Культуры

энтеробактерий

Время культивирования, ч

Эндо агар

Drigalski Lactose Agar,
производства компании
AppliChem

Новая рецептура Drigalski Lactose Agar

Escherichia coli

22,82±1,12

22,56±0,74

20,34±0,85

Salmonella Enteritidis

28,34±3,26

26,14±1,84

20,76±1,12

Klebsiella oxytoca

26,54±2,32

27,44±1,82

22,28±0,94

Proteus vulgaris

30,48±2,64

28,16±2,32

23,14±1,22

Providencia alcalifaciens

33,28±3,58

29,18±2,66

21,52±1,35

Hafnia alvei

28,56±2,74

27,36±2,52

22,54±1,26

Morganella morganii

28,66±2,52

26,18±2,36

20,58±1,64

Enterobacter cloacae

27,58±2,44

26,64±1,88

18,66±0,78

Citrobacter freundii

28,26±2,66

27,12±2,52

23,75±1,88

Serratia marcescens

25,74±2,78

27,48±2,38

22,68±1,32

Erwinia amylovora

32,58±3,42

30,22±2,14

25,72±1,34

Kluyvera cryocrescens

26,38±2,88

24,58±2,22

21,25±1,36

Yersinia enterocolitica

23,76±1,34

20,36±1,78

18,28±1,56

 

Таблица 3

Время культивирования энтеробактерий, выделенных от диких животных

Культуры

энтеробактерий

Время культивирования, ч

Эндо агар

Drigalski Lactose Agar,
производства компании
AppliChem

Новая рецептура Drigalski Lactose Agar

1

2

3

4

Escherichia coli

21,32±0,75

20,14±1,12

16,28±1,44

Shigella dysenteriae

28,56±2,16

25,32±1,74

23,38±1,52

Shigella flexneri

33,42±1,72

28,33±2,08

26,76±1,88

Salmonella Enteritidis

25,56±1,18

23,88±1,36

20,44±1,06

Klebsiella oxytoca

27,38±1,84

27,17±2,08

23,14±1,76

Proteus vulgaris

28,44±1,57

26,12±1,88

22,86±1,12

Providencia alcalifaciens

28,87±2,18

27,30±1,94

18,59±2,04

Hafnia alvei

27,30±1,68

25,22±1,60

20,34±0,94

Окончание табл. 3

1

2

3

4

Morganella morganii

26,88±1,78

24,56±1,80

22,33±1,26

Enterobacter cloacae

29,18±1,33

24,28±1,66

19,52±1,34

Citrobacter freundii

26,08±1,82

25,88±1,06

20,55±1,38

Serratia marcescens

27,34±1,66

25,29±1,43

20,83±1,90

Erwinia amylovora

30,73±2,06

27,12±1,83

24,68±1,78

Kluyvera cryocrescens

28,77±4,67

27,89±3,88

25,08±2,13

Yersinia enterocolitica

22,74±0,95

19,64±1,13

16,56±0,82

 

Время культивирования энтеробактерий, выделенных от зоопарковых животных, составило от 17,06±3,78 до 36,52±2,08 ч (табл. 4), а от домашних животных составило от 18,72±2,32 до 42,18±4,12 ч (табл. 5).

Таблица 4

Культивирование энтеробактерий, выделенных от зоопарковых животных

Культуры

энтеробактерий

Время культивирования, ч

Эндо агар

Drigalski Lactose Agar,
производства компании
AppliChem

Новая рецептура Drigalski Lactose Agar

Escherichia coli

19,04±1,14

20,32±1,22

21,86±1,52

Shigella dysenteriae

30,24±1,62

27,52±1,38

25,08±1,08

Shigella flexneri

28,15±2,32

28,08±2,16

26,43±2,76

Salmonella Enteritidis

25,24±1,86

22,44±2,34

25,42±2,89

Klebsiella oxytoca

25,44±2,65

28,06±2,55

26,22±1,94

Proteus vulgaris

30,28±3,65

28,18±2,38

30,66±1,24

Providencia alcalifaciens

29,76±1,34

36,52±2,08

31,76±2,87

Hafnia alvei

26,78±1,08

30,54±2,12

27,88±2,56

Morganella morganii

28,55±2,76

27,16±3,88

30,56±2,98

Enterobacter cloacae

20,86±3,12

25,65±2,78

26,45±3,08

Citrobacter freundii

26,89±2,67

25,98±3,18

27,12±3,56

Serratia marcescens

26,39±3,22

28,87±2,90

25,76±2,89

Erwinia amylovora

23,34±1,72

26,30±2,15

27,88±5,32

Kluyvera cryocrescens

27,44±2,54

24,12±1,62

28,78±3,76

Yersinia enterocolitica

25,88±3,65

17,06±3,78

21,83±1,66

 

Таблица 5

Культивирование энтеробактерий, выделенных от домашних животных

Культуры

энтеробактерий

Время культивирования, ч

Эндо агар

Drigalski Lactose Agar,
производства компании
AppliChem

Новая рецептура Drigalski Lactose Agar

Escherichia coli

22,32±2,08

26,46±2,58

18,72±2,32

Shigella dysenteriae

38,66±2,74

39,56±2,64

33,45±2,45

Shigella flexneri

32,78±1,86

36,44±2,82

26,08±1,62

Salmonella Enteritidis

30,44±2,70

26,86±1,52

20,34±1,08

Klebsiella oxytoca

36,68±1,32

30,18±1,14

22,74±2,94

Proteus vulgaris

38,62±2,40

26,14±2,56

22,18±1,06

Providencia alcalifaciens

38,08±3,44

35,74±3,84

26,74±1,10

Hafnia alvei

30,04±2,64

27,44±3,88

24,16±1,22

Morganella morganii

29,89±3,18

25,88±4,68

25,90±3,70

Enterobacter cloacae

26,12±2,78

28,70±1,44

23,80±1,68

Citrobacter freundii

30,96±3,74

28,52±3,56

25,08±1,73

Serratia marcescens

33,94±2,18

30,18±3,34

20,56±1,96

Erwinia amylovora

38,08±3,64

37,12±3,48

24,62±2,06

Kluyvera cryocrescens

42,18±4,12

38,68±3,08

26,50±2,46

Yersinia enterocolitica

36,26±2,18

30,48±2,82

21,80±1,42

 

Видовой состав энтеробактерий, выделенных от различных видов животных, состоял из представителей семейства Enterobacteriaceae: Escherichia, Shigella, Salmonella, Klebsiella, Proteus, Providencia, Hafnia, Morganella, Enterobacter, Citrobacter, Serratia, Erwinia, Kluyvera, Yersinia. Доля патогенных энтеробактерий у животных была не значительной: Salmonella Enteritidis (0,012-0,24%), Shigella dysenteriae и Shigella flexneri (0,003-0,01%), Klebsiella oxytoca (2,44-3,12%), Yersinia enterocolitica (0,04-0,12%). При этом шигеллы не были выделены у сельскохозяйственных животных.

Новая рецептура питательной среды Drigalski Lactose Agar имеет следующий состав (г/дм3): агар бактериологический 12,0,  панкреатический гидролизат рыбной муки 5,0, панкреатический гидролизат казеина 5,0, пептон ферментативный бактериологический с высоким содержанием триптофана   5,0, аминопептид 2,0, экстракт хлебных дрожжей 2,0, желатин 0,5, натрия хлорид 5,0, натрия карбонат 0,5, натрия сульфит 0,5, натрия тиосульфат 0,3, железо (II) сульфат 1,0, фуксин основной   1,0, индикатор Андреде с индикатором ВР 0,2. Среда готовится по прописи А и Б. В прописи А содержится лактоза 10,0 и маннит 7,0 (г/дм3), а в прописи Б содержится глюкоза 10,0 и сахароза 7,0 (г/дм3). Дифференциация энтеробактерий, культивируемых на среде, изготовленной по данной рецептуре, проводится по их способности ферментировать лактозу, маннит, глюкозу, сахарозу, желатин и образовывать сероводород. Среда может также использоваться для проведения санитарно-микробиологического исследования объектов окружающей среды. Среда может быть использована для проведения ONPG-теста. Эффективность культивирования энтеробактерий, выделенных от различных видов животных, на наиболее часто применяемых дифференциально-диагностических средах, в том числе с использованием новой рецептуры среды  Drigalski Lactose Agar, составляла от 16,28±1,44 до 42,18±4,12 ч. Энтеробактерии, выделенные  от сельскохозяйственных и диких животных, образовывали колонии на модифицированном агаре Дригальского с лактозой в течение 24 ч, а энтеробактерии, выделенные от зоопарковых животных, в течение 25-31 ч. Энтеробактерии, выделенные от домашних животных, образовывали колонии на модифицированном агаре в течение 18-27 ч. В результате культивирование с применением новой рецептуры среды  Drigalski Lactose Agar с селективной добавкой позволяет сократить время культивирования энтеробактерий, выделенных от различных видов животных.

Заключение. Новая рецептура питательной среды Drigalski Lactose Agar содержит оптимальный набор веществ, удовлетворяющий ростовые потребности энтеробактерий, и позволяет сократить время на выделение и дифференциацию условно-патогенных и патогенных энтеробактерий.

Список литературы

1. Васильев, Н. В. Профилактические мероприятия эшерихиоза молодняка крупного рогатого скота в Ставропольском крае : автореф. дис. … канд. ветеринар. наук : 06.02.02 / Васильев Никита Владимирович. - Ставрополь, 2017. - 22 с.

2. Гумерова, В. Г. Диагностика и специфическая профилактика респираторных и желудочно-кишечных инфекций крупного рогатого скота : автореф. дис. … д-ра ветеринар. наук : 06.02.02 / Гумеров Вали Галие-вич. - Казань, 2016. - 38 с.

3. Габидуллин, Ю. З. Особенности некоторых свойств, определяющих патогенный потенциал сокультиви-руемых вариаций бактерий Enterobacter, Citrobacter, Serratia, E. coli, Proteus : автореф. дис. … д-ра мед. наук : 03.02.03 / Габидуллин Юлай Зайнуллович. - Челябинск : Южно-Уральский государственный медицинский университет, 2015. - 22 с.

4. Ермаков, В. В. Модификация дифференциально-диагностической среды для выявления и дифферен-циации энтеробактерий // Научные основы повышения продуктивности и здоровья сельскохозяйственных животных : сборник научных трудов. - Краснодар : ФГБНУ Краснодарский НЦЗВ, 2018. - С. 174-179.

5. Ермаков, В. В. Действие условно-патогенных и патогенных микроорганизмов у крупного рогатого скота в условиях Самарской области / В. В. Ермаков, Ю. А. Курлыкова // Научные основы повышения продуктив-ности и здоровья сельскохозяйственных животных : сборник научных трудов . - Краснодар : ФГБНУ Крас-нодарский НЦЗВ, 2018. - С. 179-184.

6. Ермаков, В. В. Модификация дифференциально-диагностической среды для выявления и дифферен-циации энтеробактерий / В. В. Ермаков, О. О. Датченко // Сборник научных трудов Краснодарского научного центра зоотехнии и ветеринарии. - 2018. - Т. 7, № 1. - С. 174-179.

7. Сычева, М. В. Биологические эффекты антимикробных веществ животного и бактериального проис-хождения : автореф. дис. … д-ра биол. наук : 06.02.02 / Сычева Мария Викторовна. - Уфа, 2016. - 48 с.

8. Пат. 163081 Российская Федерация, МПК С12М 1/14, А61В 10/02. Одноразовый стерильный микробио-логический г-образный шпатель / Ермаков В. В. - №2016100537/14 ; заявл.11.01.2016 ; опубл. 10.07.2016 ; Бюл. № 19.

Войти или Создать
* Забыли пароль?