メディオ：理論的根拠、準備、使用、制限 - 生物学 - 2025

OFまたはグルコース発酵培地は、特別に酸化および非腸内グラム陰性桿菌と呼ばれる腸内細菌以外の微生物の重要なグループ、中の炭水化物の発酵代謝の研究のために設計された半固体寒天です。

HughとLeifsonによって作成されました。これらの研究者たちは、炭水化物からの酸生成を研究する従来の手段は、この特定の細菌群には適していないことに気づきました。

A.市販の基礎OF培地。B. OF培地が播種されたチューブ。出典：AおよびB著者MScが撮影した写真。マリエルサ・ギル。

これは、腸内細菌科とは異なり、非腸溶性グラム陰性桿菌は一般に酸の量が少ないためです。

この意味で、OF培地には、酸化経路と発酵経路の両方で形成された少量の酸を検出できる特別な特性があります。これらの違いは、ペプトン、炭水化物、寒天の量に関連しています。

この培地は、ペプトンの量が少なく、炭水化物の濃度が高いため、タンパク質代謝の結果として培地をアルカリ化する生成物を減らし、炭水化物の使用によって酸の生成を増やします。

一方、寒天の量の減少は、運動性を観察することに加えて、培地全体に生成された酸の普及を促進します。

OF培地は、ペプトン、塩化ナトリウム、ブロモチモールブルー、リン酸二カリウム、寒天、および炭水化物で構成されています。最も一般的な炭水化物はブドウ糖ですが、乳糖、麦芽糖、キシロースなど、研究したいものに応じて使用できる他のものもあります。

基礎

他の培地と同様に、OF培地には細菌の増殖を保証する栄養物質が含まれている必要があります。これらの物質はペプトンです。

その部分では、炭水化物はエネルギーを提供し、同時にそれに対する微生物の行動を研究するのに役立ちます、つまり、それは細菌を酸化性、発酵性または非糖分解性生物として分類することを可能にします。

OF培地は、2：1の従来の培地とは対照的に、1：5のペプトン/炭水化物比を含みます。これは、ペプトンの分解から形成されるアルカリ性アミンの量が弱酸の形成を中和しないことを保証します。

一方、培地には塩化ナトリウムとリン酸二カリウムが含まれている。これらの化合物は、浸透圧で培地を安定させ、それぞれpHを調節します。ブロモチモールブルーはpHインジケーターであり、酸の生成により培地の色が緑から黄色に変わります。

一部の微生物は、酸化または発酵経路を通じて炭水化物を使用できますが、他の微生物はどちらの経路も使用しません。

これは各微生物の特性に依存します。たとえば、一部の厳密な好気性微生物は特定の炭水化物を酸化することができ、通性嫌気性菌は周囲の環境に応じて酸化および発酵することができますが、他の微生物は炭水化物を酸化または発酵しません（asacarolytic）。

最後に、CDCが推奨するOF培地に、フェノールレッドを指標とする特殊なOF基剤が含まれています。

酸化プロセス

グルコース酸化プロセスは、発酵プロセスのように、グルコースのリン酸化を必要としません。この場合、アルデヒド基はカルボキシル基に酸化され、グルコン酸が生成されます。これは次に酸化されて2-ケトグルコン酸になる。

後者は蓄積するか、ピルビン酸の2つの分子に分解されます。このシステムでは、最終的な電子受容体として酸素または無機化合物の存在が必要です。

この経路による酸の生成は、発酵経路によって得られるものよりも弱い。

発酵プロセス

利用可能なルートのいずれかでグルコース発酵を行うには、まずリン酸化してグルコース-6-リン酸にする必要があります。

グルコース発酵はいくつかのルートを取ることができますが、主なルートはEmbden-Meyerhof-Parnasルートですが、Entner-Doudoroffルート、またはWarburg-Dickensヘキソース一リン酸ルート（別名、ペントースの分解

選択される経路は、微生物が所有する酵素系に依存します。

Embden-Meyerhof- Parnas経由

Embden-Meyerhof-Parnasルートによるグルコースの発酵では、グリセルアルデヒド-3-リン酸が形成されるまで、2つのトリオース分子に分割され、後でさまざまな炭素化合物に分解されます。そこから、ピルビン酸である中間物質が生まれます。

そこから、種ごとに異なる可能性があるさまざまなタイプの混合酸が形成されます。

このシステムは、酸素がない状態で発生し、最終的な電子受容体として有機化合物を必要とします。

Entner-Doudoroff経路

Entner-Doudoroff経路を介したグルコースの発酵では、グルコース6-リン酸はグルコノ-ᵼ-ラクトン-6-リン酸になり、そこから酸化されて6-ホスホグルコン酸と2-ケト-3-デオキシ-6-ホスホグルコン酸、最終的にピルビン酸を形成する。この経路は解糖が起こるために酸素を必要とします。

ペントース分解経路またはWarburg-Dickensヘキソキサ一リン酸経路

このルートは、上記の2つのハイブリッドです。Entner-Doudoroff経路と同様に始まりますが、Embden-Meyerhof-Parnas経路で発生するように、後にグリセルアルデヒド-3-リン酸がピルビン酸の前駆体として形成されます。

準備

計量する：

ペプトン2 g

塩化ナトリウム5 g

D-グルコース（または調製する炭水化物）10 g

ブロモチモールブルー0.03 g

寒天3グラム

リン酸二カリウム0.30 g

1リットルの蒸留水。

炭水化物を除くすべての化合物を混合し、1リットルの蒸留水に溶解します。完全に溶解するまで加熱して振る。

50°Cに冷却したら、10％グルコース（ろ過済み）100 mlを加えます。

5 mlのOF培地を綿で覆った試験管に無菌的に分配し、121°C、15ポンドの圧力で15分間オートクレーブします。

垂直位置で固化することができます。

培地のpHは7.1で、調製した培地の色は緑色です。

冷蔵庫で保管してください。

用途

OF培地は、炭水化物に対する微生物の代謝挙動を測定するための特別な培地です。特に、酸がほとんどないか、弱いか、まったくない場合に適しています。

播種

微生物ごとに2本のOFチューブが必要です。両方に試験する微生物を接種する必要があります。コロニーは真っ直ぐな柄で取り、底に届かずにチューブの中央に穴を開けます。運動性を観察することに関心がない限り、いくつかの穿刺を行うことができます。

滅菌液体ワセリンまたは滅菌溶融パラフィンの層（約1〜2 ml）をチューブの1つに追加し、文字「F」でラベルを付けます。もう一方のチューブは元のままで、「O」というラベルが付いています。両方のチューブを35°Cでインキュベートし、最大3〜4日間毎日観察します。

解釈

代謝とガス生産

表：開放（酸化）および閉鎖（発酵）OFチューブ内での微生物の行動による分類

出典：著者MScにより作成。マリエルサギル

気泡の発生や寒天の移動に伴いガスが観測されます。

グルコースを酸化するだけでそれを発酵させない生物は、他の炭水化物を発酵させることができず、いずれにせよそれはそれを酸化するだけであることに注意すべきである。したがって、この状況では、他の炭水化物の研究用の密封チューブは省略されます。

運動性

さらに、OF培地では運動性が見られます。

正の運動性：接種の領域に限定されない成長。チューブの側面に向かって成長があります。

負の運動性：最初の接種でのみ成長。

QA

以下の菌株は、品質管理として使用することができます：大腸菌、緑膿菌およびモラクセラ属。期待される結果は次のとおりです。

1. コリ：ブドウ糖発酵槽（黄色と輝くチューブの両方）。
2. 緑膿菌：グルコース酸化剤（黄色のチューブを開け、緑または青のシール）。
3. Moraxella sp：糖分解性ではありません（緑または青の開いたチューブ、緑の密封されたチューブ）。

制限事項

-一部の微生物はOF培地では増殖できません。これらの場合、試験は繰り返されますが、2％血清または0.1％酵母エキスが培地に追加されます。

-酸化反応は多くの場合、表面の近くでのみ観察され、培地の残りの部分は、陽性と見なされるのと同じように緑色のままです。

参考文献

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