Nuôi cấy không liên tục và nuôi cấy liên tục

Các pha sinh trưởng ở vi sinh vật Nuôi vi sinh vật trong một bình chứa chất dinh dưỡng mà trong suốt thời gian nuôi không bổ sung thêm chất dinh dưỡng, cũng không lấy đi các chất tạo thành và các tế bào mới sinh ra, quá trình ấy được gọi là nuôi không liên tục hay nuôi từng mẻ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nuôi cấy không liên tục và nuôi cấy liên tục Nuôi cấy không liên tục và nuôi cấy liên tụcCác pha sinh trưởng ở vi sinh vậtNuôi vi sinh vật trong một bình chứa chất dinhdưỡng mà trong suốt thời gian nuôi không bổsung thêm chất dinh dưỡng, cũng không lấy đicác chất tạo thành và các tế bào mới sinh ra,quá trình ấy được gọi là nuôi không liên tụchay nuôi từng mẻ.Quá trình này tuân theo một đường cong sinhtrưởng bao gồm 4 pha khác biệt: pha tiềmphát; pha lũy thừa; pha cân bằng; pha suyvong.Pha tiềm phát (pha lag)Đây là pha tế bào phải điều chỉnh để thíchnghi với môi trường. Hầu hết tế bào khôngsinh trưởng ngay, nên số lượng tế bào khôngtăng, ngược lại chúng đẩy mạnh tổng hợpenzim để sử dụng các chất trong môi trườngvà tăng lượng ADN, ARN. Pha tiềm phát sẽ bịkéo dài ra nếu môi trường mà vi khuẩn đượccấy vào có thành phần hoàn toàn mới so vớimôi trường mà trước đó vi khuẩn đang sinhtrưởng, hoặc nếu các tế bào được cấy lànhững tế bào già (đang ở pha cân băng trongmột hệ thống nuôi không liên tục trước đó).Ngược lại pha tiềm phát sẽ được rút ngắnhoặc thậm chí không có nếu cấy vào môitrường mới nhưng có cùng thành phần vàđiều kiện nuôi cấy, và các tế bào được cấyvào là những tế bào trẻ (lấy từ pha lũy thừacủa một hệ thống nuôi trước đó).Pha lũy thừa (pha log)Trong pha này vi khuẩn bắt đầu phân chia, sốlượng tế bào tăng theo lũy thừa, quá trình traođổi chất diễn ra mạnh mẽ nhưng kích thước tếbào, thành phần hóa học, hoạt tính sinh lí vàthời gian thế hệ nói chung không thay đổi theothời gian. Nếu trên hệ tọa độ mà trục hoành làthời gian, còn trục tung là số lượng tế bào, thìsự tăng số lượng tế bào trong pha lũy thừa,sự tăng theo hàm số mũ sẽ được biểu diễnbằng một được cong số học có phương trìnhphức tạp, và dựa vào đó rất khó tính toán. Bởivậy, người ta thích biểu diễn sự tăng số lượngtế bào ấy trong hệ trục tọa độ với trục hoànhlà thời gian và trục tung là logarit của số tếbào; khi ấy sẽ thu được đường biểu diễnlogarit của tế bào là một đoạn thẳng, rất thuậntiẹn cho sự tính toán.Pha cân bằngNếu điều kiện để vi khuẩn tiếp tục sinh trưởngnhư ở pha log thì chẳng bao lâu chúng sẽ bapphủ cả Trái Đất. Điều này không xảy ra vìchúng rơi vào hoàn cảnh bất lợi: chất dinhdưỡng trong bình đã dùng cạn kiệt, nồng độôxi giảm (đối với vi khuẩn hiếu khí), các chấtđộc hại sinh ra đầu độc vi khuẩn. Do vậy tốcđộ sinh trưởng và trao đổi chất của chúnggiảm dần, số lượng tế bào chết tương đươngvới số lượng tế bào sinh ra, độ lớn của quầnthể không tăng, đường biểu diễn sinh trưởngnằm ngang, vì vậy pha này mới có tên là phacân bằng.Pha suy vong (pha chết)Nếu chất dinh dưỡng không được bổ sung,các chất độc hại không được lấy đi thì sốlượng tế bào chết sẽ dần vượt quá số tế bàomới sinh ra, do đó đường biểu diễn đi xuống.Các vi khuẩn sinh dưỡng bị chết hết, còn cácvi khuẩn có bào tử có thể vượt qua điều kiệnkhắc nghiệt của môi trường để tồn tại.Hiện tượng sinh trưởng képNếu trong môi trường có 2 nguồn cacbon, vídụ glucozơ và sorbitol. Lúc đầu vi khuẩn tổnghợp enzim để phân giải glucozơ, là chất dễđồng hóa hơn, sau đó khi glucozơ cạn kiệt, vikhuẩn sẽ được sorbitol cảm ứng để tổng hợpenzim phân giải sorbitol. Đường cong sinhtrưởng sẽ gồm hai pha lũy thừa. Sau khi kếtthúc pha lũy thừa thứ nhất tế bào lại mở đầupha tiềm phát thứ hai rồi tiếp đến là pha lũythừa thứ hai.Nuôi liên tụcTrong phương pháp nuôi liên tục các điều kiệnmôi trường luôn thay đổi theo thời gian và sinhtrưởng diễn ra theo 4 pha riêng biệt.Trong thực tế sản xuất, người ta luôn muốnthu được nhiều sinh khối tế bào hoặc nhiềusản phẩm của chúng, do đó phải bổ sungthương xuyên chất dinh dưỡng và lấy ra mộtlượng tương đương dịch nuôi, tạo điều kiệnđể môi trường luôn ổn định, khi ấy vi sinh vậtsẽ sinh trưởng tương đối ổn định. Phươngpháp này được gọi là nuôi liên tục và đượcứng dụng trong công nghiệp để thu đượcnăng suất cao về các sản phẩm của vi sinhvật.