Рост и культивирование микроорганизмов

Сбалансированный рост – увеличение всех веществ и структур клетки

происходит пропорционально Несбалансированный рост – преобладание каких-либо продуктов

метаболизма в клетке при избытке или нехватке компонентов в среде

Параметры оценки роста культуры:

-концентрация клеток, клеток/мл;

-время генерации – промежуток времени, за который число клеток удваивается;

-константа скорости деления – число удвоений в час;

-константа скорости роста

Накопительные и чистые культуры микроорганизмов

Чистая культура - культура микроорганизмов, состоящая из клеток одного вида. Потомство одной клетки (клона)

Смешанная культура - культура микроорганизмов, в которой число видов два и больше

антагонизм

синергизм

«число бактерий» и «бактериальная масса»

Концентрация бактерий – число клеток на 1 мл. Плотность бактерий – мг/мл.

Константа скорости деления клеток – число удвоения концентрации

бактерий за 1 ч .

Время генерации – время удвоения числа клеток.

Экспоненциальный рост и время генерации

Увеличение количества клеток Nt происходит в геометрической прогрессии

20 → 21 → 22 → 23 → … → 2n

Nt = N0 · 2n, где N0 – начальное количество клеток; n – число делений

lgNt = lgN0 + nlg2

n = (lgNt – lgN0) / lg2

Константа скорости деления:

Время генерации:

v = n/t = (lgNt – lgN0) / lg2(t-t0);

g = t / n = 1/ v

Константа скорости роста - µ, которая зависит от условий выращивания

µ = 1/N · dN/dt ; N = N0 · eµt

2N0 = N0 · eµt

2 = eµt

ln2 = µtd

Время удвоения (генерации)

td = ln2/ µ = g = 1/v

µ = v ln2

Рост бактерий в периодической культуре

Рост микроорганизмов в жидких средах в закрытых сосудах определенного объема

Лаг-фаза (начальная) – фаза «привыкания» клеток к среде Диауксия – двуфазный рост на средах, содержащих смесь питательных веществ

Двуфазный рост E.coli на среде, содержащей глюкозу и сорбитол

Экспоненциальная фаза (логарифмическая) – клетки растут и делятся с максимальной скоростью, их рост не ограничен.

Фаза замедления роста

Стационарная фаза – процессы деления и отмирания клеток в популяции находятся в динамическом равновесии Урожай (выход) – количество биомассы, достигнутое в стационарной фазе

Фаза отмирания

Урожай биомассы, X

X = Xmax – X0 (г сухого вещества )

Экономический коэффициент, г

Y = X/S

Энергетический коэффициент, г клеточной массы/моль АТФ

YАТФ = X/АТФ