ПЕРІОДИЧНІ КУЛЬТУРИ

Якщо клітини мікроорганізмів культивувати у закритому об’ємі і не поновлювати склад поживних речовин, тобто створити закриту систему, то культивування буде періодичним.

В цих умовах популяція мікроорганізмів проходитиме певний цикл розвитку, для якого притаманна певна зміна фаз. Графічно крива росту періодичної культури зображується наступним чином:

Рис. 1. Крива росту періодичної культури.

Лаг – фаза починається з моменту посіву мікроорганізмів у поживне середовище. В лаг – фазі проходить адаптація культури до умов культивування, якщо потрібно, то клітини синтезують нові ферменти. При цьому чисельність клітин не змінюється. Тільки в кінці лаг – фази спостерігається різке зростання швидкості росту від 0 до максимального. Довга лаг – фаза реєструється, коли культура для пересіву стара, з холодильнику або пересівається з іншого середовища. Якщо умови культивування сприятливі, то цієї фази може і не бути.

Експоненціальна (логарифмічна) фаза розпочинається після адаптації клітин до умов культивування. При цьому встановлюється максимальна швидкість росту. Для клітин цієї фази росту характерна висока біохімічна активність. В лог - фазі є період, коли швидкість приросту біомаси стає постійною. На графіку це зображено у вигляді прямої лінії. Завершується лог – фаза сповільненням росту за рахунок змін умов культивування.

У стаціонарній фазішвидкість росту культури знижується, процеси росту і відмирання врівноважуються. На даний момент максимальний рівень популяції може становити 10⁹ кл/мл. Умови для життя культури стають менш сприятливими. Інтенсивність обмінних процесів знижується, нагромаджуються вторинні метаболіти, токсичні продукти обміну, вичерпуються поживні речовини, що і лімітує ріст культури.

У фазі відмирання крива росту падає вниз із логарифмічною залежністю, оскільки число живих клітин в культурі значно зменшується. Починається лізис клітин під дією власних ферментів (автоліз). Умови для існування культури стають несприятливими, і тому спостерігається збільшення клітин у стані спокою (цисти, спори). Деякі методи руйнування клітин на виробництві з метою отримання внутрішньоклітинних компонентів базуються саме на штучному введенні культури у фазу відмирання, наприклад, додавання до середовища толуолу.

Якщо впливати на умови культивування таким чином, щоб виводити продукти обміну і додавати свіже поживне середовище, то можна тривалий час підтримувати культуру в експоненціальній фазі росту.

Саме такий спосіб культивування мікроорганізмів знайшов своє застосування у виробничих і напіввиробничих умовах, і він називається безперервним культивуванням. Контроль і управління процесами безперервного культивування здійснюють двома способами: хемостатнимітурбідостатним.

Хемостат складається з ємності – культиватора, в який з резервуару поступає з постійною швидкістю поживне середовище. Завдяки аерації і механічному перемішуванні в культиваторі створюються оптимальні умови для постачання клітин киснем і для більш швидкого та рівномірного розподілу поживного середовища. По мірі поступлення в культиватор поживного середовища з нього витікає бактеріальна суспензія.

Бактерії в хемостаті знаходяться, як правило, в експоненціальній фазі. Коли швидкість росту і розведення рівні, то втрата в результаті вимивання клітин і приріст біомаси відносяться як 1:1.

Ріст культури в хемостаті контролюється концентрацією субстратів.

Стабільність динамічної рівноваги культури в хемостаті обумовлена там, що її ріст лімітує концентрація якого-небудь субстрату.

Вирощування культури в турбідостаті суттєво відрізняється від вирощування в хемостаті. Робота турбідостату базується на підтримуванні постійної щільності бактеріальної суспензії або постійної мутності (екстинції).

Датчик мутності регулює через керуючу систему поступлення живильного розчину. В ємності для культивування всі поживні речовини знаходяться у надлишку, і швидкість росту бактерій наближується до максимальної. Робота з турбідостатами технічно складніша, ніж з хемостатами.

BOX

Деякі автори [1] вважають, що процес росту періодичної культури доцільно поділити на більшу кількість стадій. I II III IV V VI VII VIII

I – лаг-фаза; II – фаза позитивного прискорення; III – фаза логарифмічного росту; IV – фаза негативного прискорення; V – стаціонарна фаза; VI – фаза прискореної загибелі; VII – фаза логарифмічної загибелі; VIII – фаза зменшення швидкості загибелі.

ВИКОРИСТАНА ЛІТЕРАТУРА:

1. С.В.Бирюкова. Основные принципы классификации микроорганизмов// Клиническая микробиология. - №1 (3), февраль, 2000. – С.12-15.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
ПЕДАГОГІЧНИЙ АНАЛІЗ - ВАЖЛИВИЙ ЕТАП СТРУКТУРУВАННЯ РІЧНОГО ПЛАНУ ШКОЛИ	\|	Список використаної літератури

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.