Vi sinh học

VẤN ĐỀ 28:
- Sinh trưởng của quần thể sinh vật trong hệ nuôi cấy liên
tục (hệ hở).
- Phân biệt hệ kín và hệ nuôi cấy liên tục?

Nuôi cấy liên tục là quá trình nuôi cấy người ta liên tục cho dòng môi trường mới đi vào đồng thời loại bỏ một lượng dịch nuôi cấy tương ứng ra.

I)Sinh trưởng của quần thể sinh vật trong hệ nuôi cấy liên tục

Giả sử một bình nuôi cấy trong đó có vi sinh vật đang sinh trưởng, phát triển. Liên tục bổ sung vào bình môi trường mới có thành phần không đổi. Thể tích bình nuôi cấy không đổi, nghĩa là lượng môi trường bổ sung cân bằng với lượng môi trường đi ra cùng tốc độ.
Thiết bị Chemostat và Turbidostat nuôi cấy VSV
Giả sử thể tích bình là V (lít)
Tốc độ dòng môi trường đi vào là f (lít/h).
Tốc độ pha loãng (hệ số pha loãng) D sẽ là: f/V.
Đại lượng D biểu thị sự thay đổi về thể tích sau 1 giờ.
Nếu vi sinh vật không sinh trưởng và phát triển, chúng sẽ bị rút khỏi bình nuôi cấy với tốc độ:
V- =dx/dt=DX Trong đó: X- là sinh khối tế bào, g/l
Tốc độ sinh trưởng của quẩn thể sinh vật trong bình được biểu diễn bởi phương trình:
V+ =dx/dt=µX
Tốc độ thay đổi cuối cùng (tăng hoặc giảm) mật độ vi sinh vật trong nuôi cấy liên tục là sự sai khác giữa tốc độ tăng V+ và tốc độ giảm V-:
V=(V++V-)= dx/dt=(µ-D).X
Nếu µ>D, thì giá trị V>0, nghĩa là mật độ vi sinh vật trong bình tăng.
Nếu µTrong trường hợp µ=D, V=0 nghĩa là mật độ tế bào không tăng không giảm theo thời gian, quần thể vi sinh vật ở trạng thái cân bằng động học.
Thiết bị nuôi cấy liên tục có khả năng duy trì tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật bằng đúng hệ số pha loãng (µ=D).
Nhờ đó, tốc độ sinh trưởng riêng của quần thể vi sinh vật đạt mức cao nhất trong điều kiện cụ thể và dễ kiểm soát.
Dạ dày và ruột người là hệ thống nuôi cấy liên tục với VSV.

II)Phân biệt hệ kín và hệ nuôi cấy liên tục

Nuôi cấy tĩnh (hệ kín)

-Thành phần môi trường không được đổi mới.
-Chất dinh dưỡng cạn dần theo thời gian.
-Thời gian pha log ngắn.


Nuôi cấy liên tục

-Môi trường luôn luôn được đối mới và ổn định.
-Chất dinh dưỡng ổn định và dư thừa.
-Thời gian pha log dài.
Nuôi cấy tĩnh(hệ kín)

-Tốc độ sinh trưởng riêng, trạng thái sinh lí, sinh hóa, của tế bào luôn thayđổi.
-Sinh khối tế bào đạt mức không cao

Nuôi cấy liên tục

-Tốc độ sinh trưởng riêng, trạng thái sinh lí, sinh hóa của tế bào luôn ổn định.
-Sinh khối tế bào đạt mức cao nhất.
Nuôi cấy tĩnh (hệ kín)

-Sự sinh trưởng của quần thể theo các pha phụ thuộc vào thời gian.
-Việc điều khiển tự động khó thực hiện.


Nuôi cấy liên tục

-Sự sinh trưởng theo pha lũy thừa thường xuyên ở mật độ không đổi theo thời gian.
-Việc điều khiển tự động dễ dàng thực hiện.
Ý nghĩa của nuôi cấy liên tục
NCLT được xem như một hệ thống mở có khuynh hướng dẫn đến một cân bằng động học. Nhờ điều khiển tự động, quần thể VK được cung cấp MT ổn định nên ST và PT tối đa.
Trong CN để thu sinh khối VK, thu các sản phẩm TĐC và các chất có hoạt tính sinh học phục vụ đời sống.
SX thuốc KS Penicillin bằng phương pháp lên men trực tiếp từ Penicillium chrysogenum
Sự khai thác của con người
Sinh khối VK B. subtilis
được sử dụng chế biến
thức ăn cho thủy sản