La sélection des meilleurs milieux de micro-organismes est essentiel pour un rendement élevé des produits. La qualité des médias est critique car elle fournit des nutriments et de l'énergie à la croissance des micro-organismes.
Quelques composantes importantes des médias culturels du micro-organisme
Les nutriments requis pour les milieux de fermentation sont également déterminés par le type de micro-organismes et le type de processus biochimique utilisé. Une mauvaise sélection de milieux de micro-organismes peut entraîner un faible rendement de sortie. Les types de nutriments présents dans les médias déterminent toujours le rendement du produit. L'exigence de base des milieux de culture comprend, sans s'y limiter, la source d'énergie, l'eau, la source de carbone, la source d'azote, les vitamines et les minéraux. Les médias à des fins de laboratoire à petite échelle sont relativement faciles à concevoir, mais les médias à des fins industriels sont difficiles à préparer. Un milieu de culture enrichi a eu des éléments essentiels pour la croissance des micro-organismes qui y sont ajoutés (Bonnet et al., 2020; Tankeshwar, 2022).
Les nutriments
Les micro-organismes ne nécessitent que quelques nutriments pour se développer, c'est-à-dire l'eau, une source de carbone, une source d'azote, des sels minéraux (Kumar, 2012), une source d'énergie et des facteurs de croissance.
Eau: L'eau est essentielle pour solubiliser les nutriments, les transporter et assurer des réactions d'hydrolyse. Certaines bactéries nécessitent de l'eau libre pour se développer. Si l'agar s'évapore lors de l'incubation, cette eau peut être perdue, entraînant une diminution de la taille des colonies et de l'inhibition de la croissance bactérienne (Kumar, 2012; Power et Johnson, 2009).
Source de carbone: Dans les bactéries, le carbone est l'élément constituant le plus abondant. Les bactéries nécessitent des molécules de carbone pour produire des graisses, des glucides, des protéines et des acides nucléiques. Les bactéries peuvent utiliser des sources de carbone inorganiques, telles que le dioxyde de carbone ou des sources organiques telles que les sucres et l'alcool (Kumar, 2012; Atlas, 2010).
Source d'azote: Les sources d'azote sont nombreuses et peuvent être trouvées dans un large éventail de composés utilisés dans la formulation d'un milieu de culture. Il se trouve dans les formes organiques et inorganiques, correspondant aux hydrolysats de protéines, en particulier à protéase-peptone ou tryptone, ainsi que dans les nitrates. L'azote permet aux bactéries de synthétiser les protéines (Atlas, 2010; Latge, 1975).
Enfin, le phosphate, le sulfate, le magnésium ou le calcium se trouvent fréquemment parmi les sels minéraux courants (Power et Johnson, 2009).
Sources d'énergie: Les bactéries sont classées en deux types: les bactéries phototrophiques, qui utilisent la lumière comme source d'énergie en la convertissant en gradient électrochimique de protons (Yurkov et Beatty, 1998), et des bactéries chimiotrophiques, qui utilisent l'énergie d'oxydation des composés minéraux ou organiques comme Une source d'énergie (Thauer et al., 1977) Listeria monocytogenes est l'une de ces bactéries (van der Horst et al., 2007)
Facteurs de croissance
L'utilisation d'un milieu minimal empêche la croissance de certaines bactéries qui nécessitent des éléments spécifiques pour survivre. Pour augmenter la multiplication bactérienne, des facteurs de croissance sont parfois ajoutés aux milieux de culture. Les facteurs de croissance sont des éléments que les bactéries ne peuvent pas synthétiser à partir des nutriments disponibles dans l'environnement (Kumar, 2012; Werkman et Wilson, 1957). Des facteurs de croissance sont nécessaires en petites quantités dans le milieu de culture, et leur exigence est justifiée par le manque ou le blocage de la bactérie d'une voie métabolique.
Il existe différents types de facteurs de croissance, notamment les bases de purine et de pyrimidine (Snell et Mitchell, 1941). Les acides aminés sont également des facteurs de croissance (Dunn et al., 1947) et sont utilisés dans la synthèse des protéines. Les vitamines sont également incluses dans les facteurs de croissance. Ce sont des coenzymes ou des précurseurs de coenzyme (Duncan et al., 2002). Une vitamine est une substance organique qui est requise en petites quantités pour le métabolisme d'un organisme vivant mais ne peut pas être synthétisée en quantités suffisantes par cet organisme. Le sang et ses dérivés sont également employés (Collins et Lyne, 1970). Enfin, en simulant leur environnement naturel, le liquide du rumen peut être utilisé pour favoriser la croissance de certaines espèces bactériennes (Lagier et al., 2012 et 2015).
Principes de culture de culture
Milieu de culture des semences
Le milieu de culture des semences est utilisé pour la croissance cellulaire et la multiplication pour la fermentation suivante. Un milieu de culture cellulaire correctement formulé avec des nutriments, des vitamines et des facteurs de croissance est très important pour la croissance des micro-organismes (Tankeshwar, 2022).
Médias nutritifs
- Médias non définis: les milieux non définis qui sont également connus sous le nom de milieux basaux ou complexes contiennent une source de carbone telle que le glucose, l'eau, divers sels, une source d'acides aminés et de l'azote (par exemple, le bœuf, l'extrait de levure) pour la croissance des micro-organismes. Il s'agit d'un milieu non défini car la source d'acide aminé contient une variété de composés dont la composition exacte est inconnue. Cependant, les milieux nutritifs contiennent tous les éléments dont la plupart des bactéries ont besoin pour leur croissance et sont non sélectifs, ils sont donc utilisés pour la culture générale et le maintien des bactéries conservées dans les collections de culture de laboratoire.
- Médias définis: Dans un tel type de milieu, tous les produits chimiques utilisés sont connus, mais ces types de milieux ne contiennent pas de tissus végétaux ou animaux et de levure.
- Médium différentiel ou indicateur: un colorant ou un indicateur est ajouté dans de tels types de médiums, qui sont utilisés pour identifier toute réaction chimique spécifique se produisant pendant la croissance bactérienne. Il permet la croissance de plusieurs micro-organismes; Cependant, les colonies bactériennes se distinguent par leur couleur lorsque l'indicateur subit un changement chimique, comme le rouge neutre, le rouge phénol ou le bleu de méthylène.
Médias minimaux
La composition des médias minimaux varie en fonction du micro-organisme cultivé. Ce milieu est généralement composé d'une source de carbone telle que le sucre / succinate, divers sels inorganiques (sels d'éléments essentiels tels que le magnésium, l'azote, le phosphore et le soufre) et l'eau (Singh, 2022; Tankeshwar, 2022).
Médias sélectifs
Ces types de médias ne sont utilisés que pour ne cultiver que certains types de micro-organismes. Par exemple, un antibiotique ou un agent ou une substance inhibition spécifique est ajouté pour permettre uniquement la croissance de micro-organismes résistants à cette substance spécifique. L'objectif est de séparer un type spécifique de micro-organismes d'une population microbienne mixte en utilisant ce milieu. L'un est conçu pour répondre aux besoins en carbone et en azote de micro-organismes spécifiques, tandis que l'autre est conçu pour répondre à la résistance physique et chimique de micro-organismes spécifiques (Singh, 2022; Tankeshwar, 2022).
Supports de transport
Ceux-ci sont utilisés pour stocker temporairement des spécimens qui sont transportés au laboratoire pour la culture. Ces médias devraient idéalement maintenir tous les organismes de l'échantillon en vie sans changer leur concentration. En règle générale, les supports de transport ne contiennent que des tampons et du sel. La multiplication microbienne est entravée par un manque de facteurs de croissance du carbone, de l'azote et des organiques. Les milieux de transport utilisés dans l'isolement anaérobie doivent être exempts d'oxygène moléculaire (Singh, 2022; Tankeshwar, 2022).
Médias enrichis
Les milieux enrichis contiennent les nutriments nécessaires à la croissance d'un large éventail d'organismes, y compris certains des plus difficiles à cultiver. Ils sont couramment utilisés pour collecter autant de types de microbes différents que le spécimen. L'agar sanguine est un milieu enrichi qui contient du sang total dense nutritionnel en plus des nutriments de base. La gélose au chocolat est fortifiée avec du sang traité à la chaleur (40-45 ° C), qui devient brun et donne son nom au milieu (Singh, 2022; Tankeshwar, 2022).
Caractéristiques du milieu de culture idéal
La première caractéristique importante est qu'elle devrait être facilement disponible à un prix abordable et produire des produits cohérents avec une variation minimale par lots. Le milieu devrait produire un rendement plus élevé du produit souhaité en peu de temps et un rendement inférieur de produits indésirables. Il devrait être facile à stériliser. Il devrait bien fonctionner avec le processus de fermentation et devrait être adapté à l'environnement avant, pendant ou après son utilisation (Singh, 2022; Tankeshwar, 2022).
Les références
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