Фазы роста микроорганизмов

Для управления процессами ферментации необходимо знать закономерности роста микрорганизмов в периодических и непрерывных условиях культивирования.

При периодических процессах культивирования микроорганизмов глубинным способом популяция микроорганизмов проходит семь стадий развития (рисунок 2.5).

I фаза называется лаг-фазой. В это время культура адаптируется к новой среде обитания. Продолжительность этой фазы зависит от физиологических особенностей микроорганизма, состава питательной среды, условий культивирования.

II фаза называется фазой ускорения роста микроорганизмов. Это фаза начала деления клеток, увеличения скорости роста культуры, количества биомассы.

N

I II III IV V VI VII

τ,ч

Рис. 2.5. Фазы роста микроорганизмов

N − число клеток, кл/м³.

III фаза называется экспоненциальной (логарифмической) фазой роста микроорганизмов. Она характеризуется максимальной скоростью роста культуры. Логарифм числа клеток линейно зависит от времени. В результате роста культуры истощается питательная среда, накапливаются продукты метаболизма. При увеличении биомассы культуры возникают пространственные ограничения, ведущие к ухудшению контакта микробной клетки с питательной средой. Скорость роста культуры понижается и наступает IV фаза – фаза замедления роста.

V фазу роста микроорганизмов называют стационарной. Количество образовавшихся живых клеток равно количеству клеток, отмерших и автолизированных.

VI фазу называют фазой ускорения отмирания микроорганизмов. Количество отмирающих клеток больше количества вновь образующихся живых клеток.

VII фаза – фаза отмирания, завершающаяся стадия цикла роста и развития популяции микроорганизмов.

При периодическом процессе культивирования микроорганизмов с целью получения биомассы время конца процесса совпадает со временем перехода роста культуры в стационарную фазу.

В случае проведения периодического процесса ферментации с целью получения продукта метаболизма время конца процесса определяется максимальным накоплением этого метаболита. Это может быть любая из стадий IV-VII.

При непрерывном культивировании микроорганизмов с целью получения биомассы время пребывания биосуспензии в биореакторе должно соответствать времени окончания III фазы – логарифмической. В случае получения продукта метаболизма время пребывания биосуспензии в биореакторе должно соответствовать времени максимального накопления этого метаболита.

Дата добавления: 2015-10-02