[2018年必威体育精装版整理]2第二节微生物的生长规律.ppt

延迟期的存在会延长微生物正常的生长周期，在发酵工业中，使生产周期延长、设备的利用率降低，所以，应该尽量缩短延迟期。 1. 对数生长期的特点 ① 生长速率常数R最大，因而细胞每分裂一次所需的时间——代时（generation time ，G，又称世代时间或增代时间）或原生质增加一倍所需的倍增时间（doubling time）最短； ② 细胞进行平衡生长（balanced growth），菌体各部分的成分十分均匀； ③ 酶系活跃，代谢旺盛； 对数生长期的细菌个体形态、化学组成和生理特性等均较一致，代谢旺盛、生长迅速、代时稳定，所以是研究微生物基本代谢及遗传特性的良好材料。它也常在生产上用作种子，使微生物发酵的迟缓期缩短，提高经济效益。 2. 对数生长期的3个重要参数 （1）繁殖代数（n） x2=x1·2n lgx2–lgx1 n = ———————— =3.322（lgx2–lgx1） lg2 （2）生长速率常数（R） n 3.322（lgx2–lgx1） R = ———————— = ———————————————— t2–t1 t2–t1 （3）代时（G） 1 t2–t1 G = ———— = ———————————————— R 3.322（lgx2–lgx1） 在细菌个体生长里，每个细菌分裂繁殖一代所需的时间为代时（Generation time）； 在群体生长里细菌数量增加一倍所需的时间称为倍增时间（Doubling time）。 影响微生物增代时间（代时）的因素 ① 菌种，不同的微生物及微生物的不同菌株代时不同； ② 营养成分，在营养丰富的培养基中生长代时短，反之则长； ③ 营养物浓度，营养物的浓度可影响微生物的生长速率和生长总量 ，在一定范围内，生长速率与营养物浓度呈正比； 凡是处于较低浓度范围内，可影响生长速率的营养物成分，就称为生长限制因子（growyh-limited factor）。 ④ 培养温度，在一定范围，生长速率与培养温度呈正相关。 应用意义： ①由于此时期的菌种比较健壮，生产上用作接种的最佳菌龄； ②发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度； ③食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期； ④是生理代谢及遗传研究或进行染色、形态观察等的良好材料。 （三）稳定期（ stationary phase） 又称恒定期或最高生长期。其特点是生长速率常数R等于0，即处于新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，或正生长与负生长相等的动态平衡之中。 稳定期 这时的菌体产量达到了最高点，而且菌体产量与营养物质的消耗间呈现出一定的比例关系，这一关系就是生长产量常数Y（或称生长得率，growth yield）。 x–x0 x–x0 Y = —————— = —————— C0–C C0 x——稳定期时的细胞干重（g／ml培养液）， x0——刚接种时的细胞干重， C0 ——限制性营养物的最初浓度（g／ml）， C ——稳定期时限制性营养物的浓度（由于计算Y时必须用限制性营养物，所以C应等于0）。 进入稳定期，细胞重要的分化调节阶段， 细胞内开始积聚糖原、异染颗粒和脂肪等内含物； 芽孢杆菌一般在这时开始形成芽孢或建立自然感受态等； 有的微生物在稳定期时还开始合成抗生素等次生代谢产物（secondary metabolites）——稳定期产物（idiolites）。 以指数期为主的菌体生长期（trophophase） 以稳定期为主的代谢产物合成期（idiophase） 生长期 稳定期到来的原因 ① 营养物尤其是生长限制因子的耗尽； ② 营养物的比例失调，例如C／N比值不合适等； ③ 酸、醇、毒素或H2O2等有害代谢产物的累积； ④ pH、氧化还原势等理化条件越来越不适宜等。 以生产菌体或与菌体生长相平行的代谢产物（SCP、乳酸等）为目的的某些发酵生产来说，稳定期是产物的最佳收获期； 对生产实践的指导意义 对维生素、碱基、氨基酸等物质进行生物测定（bioassay）来说，稳定期是最佳测定时期； 通过对稳定期到来原因的研究，还促进了连续培养原理的提出和工艺、技术的创建。 可延长稳定生长期，以获得更多的菌体物质或积累更多的代谢产物。 生产上 的措施 补充营养物质（补料） 取走代谢产物 调节