Phân biệt nuôi cấy liên tục và nuôi cấy không liên tục dễ hiểu nhất

Phân biệt nuôi cấy liên tục và nuôi cấy không
liên tục dễ hiểu nhất
1. Thế nào là nuôi cấy liên tục
Nuôi cấy liên tục là phương pháp nuôi cấy vi sinh vật trong môi trường nuôi
cấy mà trong đó chất dinh dưỡng luôn được bổ sung và được lấy ra để giữ
cho quá trình sinh trưởng của vi khuẩn diễn ra liên tục mà không bị gián
đoạn. Quá trình nuôi cấy liên tục thường được thực hiện bằng cách cho môi
trường nuôi cấy và sản phẩm trao đổi chất chảy qua một thiết bị nuôi cấy,
thường được gọi là bioreactor. Trong bioreactor, chất dinh dưỡng được bổ
sung liên tục vào môi trường nuôi cấy, còn các sản phẩm trao đổi chất và
chất thải được lấy ra liên tục, giúp giữ cho mật độ vi sinh vật trong quá trình
nuôi cấy liên tục tương đối ổn định.
Phương pháp nuôi cấy liên tục thường được sử dụng trong các quy trình sản
xuất công nghiệp để sản xuất các sản phẩm như kháng sinh, hormone,
protein, enzyme, và nhiều sản phẩm sinh học khác. Nó cho phép sản xuất
hàng loạt các sản phẩm này một cách hiệu quả, bằng cách duy trì mật độ vi
sinh vật tối ưu trong suốt quá trình nuôi cấy. Quá trình sinh trưởng của vi sinh
vật trong môi trường nuôi cấy không liên tục được phân thành nhiều pha khác
nhau. Đầu tiên là pha tiềm phát, trong đó vi khuẩn có thể thích nghi với môi
trường mới và enzim cảm ứng tương ứng được hình thành để phân giải chất
dinh dưỡng trong môi trường.
Sau đó, đến pha lũy thừa, vi khuẩn bắt đầu phân chia và số lượng tế bào
tăng theo lũy thừa. Tuy nhiên, hằng số M không đủ theo thời gian và là cực
đại đối với một số chủng và điều kiện nuôi cấy. Pha cân bằng là khi số lượng
vi sinh vật đạt mức cực đại, không đổi theo thời gian do một số tế bào bị phân
hủy và một số khác có chất dinh dưỡng lại phân chia. Cuối cùng là pha suy
vong, khi số tế bào trong quần thể giảm dần do một số tế bào bị phân hủy
nhiều, chất dinh dưỡng bị cạn kiệt hoặc chất độc hại tích lũy nhiều. Trong khi
đó, nuôi cấy liên tục thì chất dinh dưỡng được bổ sung liên tục và môi trường
sống của vi khuẩn được ổn định, chúng đã có enzim cảm ứng nên không cần
phải trải qua pha tiềm phát như trong nuôi cấy không liên tục.
2. Định nghĩa về nuôi cấy không liên tục
Nuôi cấy không liên tục là quá trình nuôi cấy vi sinh vật trong môi trường
được bổ sung chất dinh dưỡng mới và lấy đi các sản phẩm trao đổi chất chỉ
trong một thời gian ngắn. Sau đó, vi khuẩn được thu hoạch và môi trường
nuôi cấy được thay đổi hoàn toàn để bắt đầu quá trình nuôi cấy mới. Tại mỗi
vòng nuôi cấy, vi sinh vật cần phải trải qua các pha sinh trưởng khác nhau,
bao gồm pha tiềm phát, pha lũy thừa, pha cân bằng và pha suy vong, tương
tự như trong quá trình nuôi cấy liên tục. Tuy nhiên, trong nuôi cấy không liên
tục, mỗi vòng nuôi cấy đều được xem như một quá trình độc lập và không có
sự liên kết giữa các vòng nuôi cấy. Môi trường nuôi cấy không liên tục là môi
trường không được bổ sung chất dinh dưỡng mới và không có việc lấy đi các
sản phẩm trao đổi chất. Vi khuẩn sinh trưởng trong môi trường này theo 4 pha:
- Pha tiềm phát (còn gọi là pha Lag):
+ Vi khuẩn thích nghi với môi trường mới.
+ Số lượng tế bào không tăng.
+ Enzymes được sản xuất và cảm ứng.
- Pha lũy thừa (còn gọi là pha Log):
+ Vi khuẩn bắt đầu phân chia, số lượng tế bào tăng theo lũy thừa.
+ Hằng số M không đủ theo thời gian và đạt cực đại tùy thuộc vào chủng và điều kiện nuôi cấy. - Pha cân bằng:
+ Số lượng vi khuẩn đạt mức cực đại và không đổi theo thời gian do:
+ Một số tế bào bị phân hủy.
+ Một số tế bào khác tiếp tục phân chia. - Pha suy vong:
+ Số tế bào trong quần thể giảm dần do:
+ Số tế bào bị phân hủy nhiều.
+ Chất dinh dưỡng bị cạn kiệt.
+ Chất độc hại tích lũy nhiều.
Khi nuôi cấy không liên tục, người ta thường sử dụng phương pháp chia quả
bằng cách sử dụng vòng côn trùng hoặc bằng cách lấy một lượng nhỏ vi
khuẩn từ môi trường nuôi cấy và đưa chúng vào môi trường nuôi cấy mới.
Quá trình này tạo ra các pha sinh trưởng, tương tự như nuôi cấy liên tục. Tuy
nhiên, trong nuôi cấy không liên tục, mỗi pha sinh trưởng được giữ trong một
hệ thống nuôi cấy riêng biệt và không được liên kết với các pha khác. Khi đạt
đến mức tối đa của pha cân bằng, người ta sẽ thu hoạch vi khuẩn và bắt đầu
quá trình nuôi cấy mới với một môi trường nuôi cấy khác.
3. Phân biệt nuôi cấy liên tục và nuôi cấy không liên tục dễ hiểu nhất
Nuôi cấy liên tục (continuous culture) là phương pháp nuôi cấy vi sinh vật
trong một hệ thống lưu chất liên tục trên một khoảng thời gian dài. Trong quá
trình này, vi sinh vật được bơm qua một nơi được cung cấp chất dinh dưỡng
liên tục, trong khi vi sinh vật đã lão hóa và không còn hoạt động sẽ được loại
bỏ khỏi hệ thống. Phương pháp nuôi cấy liên tục thường được sử dụng để
sản xuất các sản phẩm vi sinh vật đơn giản hoặc để nghiên cứu sinh học
phân tử. Trong khi đó, nuôi cấy không liên tục (batch culture) là phương pháp
nuôi cấy vi sinh vật trong một hệ thống lưu chất tĩnh, với một lượng chất dinh
dưỡng nhất định. Sau một khoảng thời gian nhất định, vi sinh vật sẽ tiêu thụ
hết các chất dinh dưỡng có sẵn trong môi trường, và sẽ không thể tiếp tục
sinh trưởng. Sau đó, môi trường nuôi cấy và tế bào vi sinh vật sẽ được thu
thập để tiến hành các phân tích sau này.
Cả hai phương pháp nuôi cấy liên tục và không liên tục đều bắt đầu với pha
tiềm phát, tiếp đến là pha lũy thừa và pha cân bằng. Tuy nhiên, phương pháp
nuôi cấy liên tục có điểm khác biệt với nuôi cấy không liên tục ở một số điểm như sau:
- Trong nuôi cấy liên tục, chất dinh dưỡng được bổ sung thường xuyên và
được lấy ra để sản xuất sinh khối, trong khi đó, trong nuôi cấy không liên tục,
chất dinh dưỡng không được bổ sung và cũng không được lấy ra.
- Trong nuôi cấy liên tục, quá trình sinh trưởng được duy trì liên tục và chỉ
dừng lại ở pha cân bằng động, không có pha suy vong như nuôi cấy không
liên tục. Đồng thời, pha lũy thừa và pha cân bằng kéo dài hơn so với nuôi cấy không liên tục.
- Trong nuôi cấy liên tục, quần thể vi sinh vật sinh trưởng ở pha lũy thừa
trong thời gian dài, mật độ vi sinh vật tương đối ổn định, không có pha tiềm
phát. Trong khi đó, trong nuôi cấy không liên tục, quần thể vi sinh vật sinh
trưởng theo 4 pha: tiềm phát, lũy thừa, cân bằng, suy vong.
- Trong nuôi cấy liên tục, vi sinh vật không bị phân hủy ở thời gian suy vong,
trong khi đó, trong nuôi cấy không liên tục, vi sinh vật tự phân hủy ở pha suy vong.
Tóm lại, phương pháp nuôi cấy liên tục và nuôi cấy không liên tục có những
điểm giống nhau và khác nhau nhưng hiểu đơn giản thì nuôi cấy liên tục là
quá trình nuôi cấy được thực hiện liên tục với sự bổ sung chất dinh dưỡng và
lấy ra sản phẩm trong khi nuôi cấy không liên tục chỉ được duy trì đến một
giới hạn nào đó trước khi quá trình ngừng lại hoàn toàn. Tuy nhiên, việc lựa
chọn phương pháp nuôi cấy nào phù hợp phụ thuộc vào mục đích của nghiên
cứu hoặc ứng dụng cụ thể.
Ví dụ, phương pháp nuôi cấy liên tục thường được sử dụng trong sản xuất
các sản phẩm sinh học như kháng sinh, enzyme hoặc vaccin vì quá trình sản
xuất kéo dài trong thời gian dài và đòi hỏi khả năng tiêu thụ chất dinh dưỡng
cao. Trong khi đó, phương pháp nuôi cấy không liên tục thường được sử
dụng trong các nghiên cứu khoa học để nghiên cứu quá trình sinh trưởng và
sự tương tác giữa các vi sinh vật. Việc hiểu rõ sự khác nhau giữa nuôi cấy
liên tục và không liên tục sẽ giúp cho các nhà khoa học và kỹ thuật viên có
thể áp dụng phương pháp nuôi cấy phù hợp nhất để đạt được mục đích của mình.
Document Outline

• Phân biệt nuôi cấy liên tục và nuôi cấy không liên
  • 1. Thế nào là nuôi cấy liên tục
  • 2. Định nghĩa về nuôi cấy không liên tục
  • 3. Phân biệt nuôi cấy liên tục và nuôi cấy không l