1. Môi Trường Nuôi Cấy Không Liên Tục
Môi trường nuôi cấy không liên tục là một hệ thống kín, trong đó không có sự bổ sung chất dinh dưỡng mới và cũng không loại bỏ các sản phẩm trao đổi chất. Điều này dẫn đến sự thay đổi liên tục về thành phần môi trường và ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn.
2. Các Pha Sinh Trưởng Trong Nuôi Cấy Không Liên Tục
Trong môi trường nuôi cấy không liên tục, quần thể vi khuẩn trải qua một chu kỳ sinh trưởng đặc trưng, được biểu diễn bằng một đường cong sinh trưởng gồm bốn pha chính:
-
Pha Tiềm Phát (Pha Lag):
Đây là giai đoạn thích nghi của vi khuẩn với môi trường mới. Mặc dù số lượng tế bào có thể chưa tăng đáng kể, nhưng vi khuẩn đang hoạt động mạnh mẽ về mặt sinh hóa. Chúng bắt đầu tổng hợp các enzyme cần thiết để sử dụng nguồn dinh dưỡng có sẵn. Thời gian của pha lag phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại vi khuẩn, thành phần môi trường và điều kiện nuôi cấy.
-
Pha Lũy Thừa (Pha Log):
Pha lũy thừa là giai đoạn sinh trưởng mạnh mẽ nhất của quần thể vi khuẩn. Trong điều kiện tối ưu, vi khuẩn phân chia với tốc độ tối đa và không đổi. Số lượng tế bào tăng theo cấp số nhân, do số lượng tế bào mới sinh ra lớn hơn rất nhiều so với số lượng tế bào chết đi. Đây là giai đoạn lý tưởng để thu sinh khối vi khuẩn hoặc các sản phẩm trao đổi chất quan trọng.
-
Pha Cân Bằng (Pha Ổn Định):
Khi nguồn dinh dưỡng bắt đầu cạn kiệt và các chất thải độc hại tích tụ, tốc độ sinh trưởng của vi khuẩn chậm lại. Pha cân bằng là giai đoạn mà số lượng tế bào mới sinh ra tương đương với số lượng tế bào chết đi, dẫn đến số lượng tế bào tổng thể trong quần thể tương đối ổn định.
-
Pha Suy Vong (Pha Tử Vong):
Đây là giai đoạn cuối cùng của chu kỳ sinh trưởng trong môi trường nuôi cấy không liên tục. Nguồn dinh dưỡng cạn kiệt hoàn toàn, các chất thải độc hại đạt đến nồng độ gây ức chế, dẫn đến số lượng tế bào chết đi lớn hơn số lượng tế bào mới sinh ra. Số lượng tế bào trong quần thể giảm dần, và cuối cùng có thể dẫn đến sự chết hàng loạt của vi khuẩn.
3. Ứng Dụng Của Nuôi Cấy Không Liên Tục
Mặc dù có những hạn chế về sự thay đổi môi trường, nuôi cấy không liên tục vẫn được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong nghiên cứu và sản xuất quy mô nhỏ.
4. So Sánh với Nuôi Cấy Liên Tục
Khác với nuôi cấy không liên tục, nuôi cấy liên tục duy trì môi trường ổn định bằng cách liên tục bổ sung chất dinh dưỡng và loại bỏ chất thải. Điều này giúp duy trì quần thể vi khuẩn ở pha lũy thừa trong thời gian dài, phù hợp cho sản xuất công nghiệp.