2.1
Statická kultivace
Jak už jsme si řekli tak v každém prostředí se mikroorganismy rozmnožují jen tak dlouho, dokud mají dostatek růstových faktorů. Takže rychlost růstu je závislá na změnách podmínek. Po vyčerpání živin se začnou hromadit škodlivé metabolity a růst se zpomaluje a následně se zastaví úplně. Když mikroorganismy rostou v uzavřeném prostředí, tedy s limitovaným množstvím živin a různou citlivostí k nepříznivým podmínkám můžeme jejich růst vyjádřit v několika fázích. Fáze můžeme znázornit graficky tzv. růstovou křivkou. Růstová křivka je závislost logaritmů počtu živých buněk na čase. Celá má několik fází:
  • přípravnou (lag-fáze)
  • zrychleného růstu
  • exponenciální
  • zpomaleného růstu
  • stacionární
  • postupného odumírání
+
4. Růstová křivka
Obr. 4. Růstová křivka
2.1.1
Přípravná fáze (lag-fáze)
Buňky se nemnoží, jen se přizpůsobují prostředí. Zvětšují svůj objem, dochází u nich k aktivaci enzymového systému. Délka lag-fáze závisí na druhu daného mikroorganismu, fyziologickém stavu buněk, velikosti inokula a na složení nového růstového media. V této fázi se buňky dobře barví, ale jsou citlivé na změny prostředí. Někdy se jejich počet může i snížit, protože buňky, které se nepřizpůsobily, odumírají.
2.1.2
Fáze zrychleného růstu
Období, kdy jsou buňky přizpůsobené a všechny enzymové reakce dosahují mezních konstantních rychlostí a přecházejí do ustáleného stavu. Začínají se dělit a růstová rychlost se zvětšuje. Ovšem generační doba se zkracuje.
2.1.3
Exponenciální (logaritmická) fáze
Množení buněk je intenzivní a fáze začíná tehdy, když rychlost růstu dosahuje konstantní hodnoty.
Buňky mají nejkratší generační dobu. Buňky narůstají geometrickou řadou a logaritmus počtu buněk je přímo úměrný času. V této fázi je metabolismus aktivní a úbytek buněk minimální. Při průmyslovém množení mikroorganismů můžeme exponenciální fázi prodloužit kontinuální kultivací.
2.1.4
Fáze zpomaleného růstu
Postupným vyčerpáním živin a hromaděním toxických metabolitů se rychlost dělení postupně zpomaluje. Mikroorganismy ztrácí schopnost rozmnožovat se stejnou rychlostí jako v exponenciální fázi a narůstá počet odumírajících buněk.
2.1.5
Stacionární fáze
Zastavuje se přírůstek živých buněk, dochází k pomalému rozmnožování, které je kompenzováno odumíráním buněk. Dochází k vyrovnání počtu živých a mrtvých buněk. Pomalu se zastavuje syntéza bílkovin a nukleových kyselin. Buňky jsou menší a u některých druhů se tvoří endospory.
2.1.6
Fáze postupného odumírání
V této fázi se vyčerpají všechny živiny a nahromadí se velké množství škodlivých metabolitů. Buňky se již nerozmnožují, pouze odumírají, dochází k postupnému snižování počtu buněk. Intenzita metabolismu se snižuje. U některých mikroorganismů může tato fáze trvat týdny i měsíce jelikož dochází i k odbourávání zásobních látek.
Poznámka
Mezi nejdůležitější růstové parametry patří délka přípravné fáze, rychlost růstu a výtěžek. Poměrem vyprodukované biomasy a množstvím spotřebovaného substrátu zjistíme koeficient výtěžku. Koeficient výtěžku nám udává, kolik gramů sušiny biomasy se vytvoří z jednoho gramu živiny a je konstantní během celé růstové křivky.
Růstová křivka slouží ke stanovení rychlosti dělení, stanovení času na vytvoření jedné generace tedy specifické růstové konstanty daného mikroorganismu v prostředí.
Generační doba je čas potřebný k zdvojnásobení počtu mikroorganismů, tedy čas, za který vznikne z buňky mateřské buňka dceřiná.
Metody stanovení počtu buněk:
  • Plotnové kultivační, nepřímé – počítání kolonií na živných půdách.
  • Metody mikroskopické, přímé - počítání v počítací komůrce pod mikroskopem.
  • Měření celkového objemu biomasy v kalibrované nádobě po centrifugaci.
  • Vážení sušiny mikrobiální biomasy.
  • Další biochemické a fyzikálně – chemické metody.
+
5. Kolonie na živné půdě
Obr. 5. Kolonie na živné půdě
+
6. Počítací komůrka
Obr. 6. Počítací komůrka
+
7. Počítání buněk v Bürkerově komůrce
Obr. 7. Počítání buněk v Bürkerově komůrce