Mikroorganizmlarni doimiy o‘stirish sharoitlari.
Doimiy o‘stirish mikroorganizmlarni o‘sishini eksponensial fazada ushlab turish uchun zarur bo‘lgan barcha sharoitlarni yaratish, jumlada, kerakli moddalarni o‘z vaqtida va zarur miqdorda etkazib berishga asoslangan. Bunday sharoitda shunday xolat yuzaga keladiki, bunda xujayralar kirib kelayotgan ozuqa moddalariga muvofiq ravishda bir tekisda va doimiy ko‘payishda bo‘ladilar. Bir vaqtning o‘zida kulütural suyuqlikni bir qismi tarkibidagi mikroorganizm bilan birgalikda fermentyordan ajratib turiladi. Ammo fermetyorda qolgan mikroorganizmlarning miqdori doimiy jarayonni uzluksiz olib borish uchun etarli bo‘ladi. Mukammal sharoitda, o‘stiriladigan xujayralar doimiy ravishda ozuqa moddalari bilan ta’minlanib turishlariga qaramasdan, ular kulütural suyuqlikda, demak-ki, ajratib olinayotgan suyuqlik tarkibida xam deyarli uchramaydilar.
Doimiy o‘stirishning eng muxim xususiyatlaridan biri - suyulish tezligi yoki fermentyorda ozuqa muxitining almashtirilish tezligidir. Agar fermentyor xajmini V (l), muxit kirish tezligini - F (l/soat) bilan belgilasak, suyulish tezligi D (soat -1) quyidagiga teng bo‘ladi:
D q F/V.
Mikroorganizmni solishtirma o‘sish tezligi:
1 dx
m q ---------- ------------- .
x dt
teng bo‘lganda, mikrooorganizmni o‘stirish davridagi laxzadagi o‘sishi quyidagiga teng bo‘ladi:
dx
--------- q mx
dt
Doimiy o‘sishda, lahzadagi biomassa mx muxitdan chiqib ketayotgan Dx orqali muvozanat saqlab turadi, yoki
mx - Dx q 0 yoki (m - D) x q 0
Demak: m q D.
Ushbu tenglik mikroorganizmlarni doimiy ravishda o‘stirish vaqtida yaratilgan tenglikning asosiy sharti bo‘lib xizmat qiladi. SHunday sharoitda barcha texnologik va fiziologik ko‘rsatkichlar doimo saqlanib qoladi. Texnologik ko‘rsatkichlarga kulütural suyuqlikdagi komponentlar miqdori, fiziologik ko‘rsatkichlarga esa xujayraning o‘sish tezligi va ularning tuzilishi - xamda biokimyoviy o‘ziga xosligi kiradi. SHuni ham aytib o‘tish lozimki, doimiy o‘stirishda barqarorlik birdaniga paydo bo‘lmaydi. Ko‘pincha o‘zgarishlar jarayoni boshlarida, ya’ni chiziq sekin asta to‘g‘ri chiziqqa o‘tib borishi namoyon bo‘ladi (6-rasm). Ba’zida ushbu davr ikkiga bo‘linadi: I-faollanish davri; II-barqarorlik davri.
6-rasm.Davriy o‘sishdan doimiy o‘sishga o‘tish jarayonida xujayra miqdorining o‘zgarishini ko‘rsatuvchi chizma
I-faollanish davri; II-barqarorlik davri.
Uzluksiz o‘stirish jarayonida yaratilgan rejim, ya’ni suyuqlanish tezligi bilan solishtirma o‘sish tezligi teng kelgan vaqtda, bu xolatni kirib kelayotgan yangi ozuqa muxiti bilan bir tekisda saqlab turish va nazorat qilish zarur. Ammo mikroorganizmlarni doimiy o‘stirish tizimi o‘z-o‘zini boshqarish imkoniyatiga egadir.
Agar yaratilgan barqarorlik xolati suyultirish tezligi orqali buzilganda qanday o‘zgarishlar ruy berishi mumkin?,- degan savol tug‘iladi. Ozuqa muxitining tarkibi yoki uni fermentyorga uzatish tezligi o‘zgarganda, tizimning barqarorligi buziladi xamda shunga aloqador holda barqaror muammolar vujudga keladi (bir qator biokimyoviy jarayonlarning ko‘rsatkichlari o‘zgarib ketadi).
Aytaylik suyulish tezligi, mikroorganizmlarning solishtirma o‘sish tezligidan kam bo‘lib qoladi, ya’ni DAgar suyulish tezligi mikroorganizmlarning solishtirma o‘sish tezligidan baland bo‘lsa (D>m), m - D manfiy kattalikka ega bo‘ladi va oqibatda tizimdagi biomassa miqdori pasaya boshlaydi. Ozuqa muxitidagi moddalar kamroq sarf bo‘lib, ularning miqdori oshib boradi. Natijada fermentyor tizimida yangi, ya’ni ozuqa moddalarning miqdori balandroq, biomassa miqdori kamroq bo‘lgan barqaror rejim hosil bo‘lgan bo‘ladi. Shunday qilib, fermentyorga kiradigan ozuqa muxiti ko‘rsatkichlarini o‘zgartirish orqali (ozuqa muxiti tarkibini o‘zgartirish, fermentyorga quyish miqdorini o‘zgartirish va x.k) orqali xujayra - muxit tizimida o‘rnatilgan barqarorlikni bir xolatdan ikkinchi xolatga o‘zgartirish mumkin. Yuqorida keltirilgan fikr va muloxazalar asosida shuni ta’kidlash lozimki, doimiy o‘stirish jarayonlari eng yuqori solishtirma o‘sish tezligi doirasida o‘z-o‘zini boshqarish xususiyatiga ega ekan. Suyulish tezligi eng yuqori solishtirma o‘sish tezligidan baland bo‘lganda (D>mmaks), ma’lum vaqtdan so‘ng fermentyorda mavjud bo‘lgan mikroorganizmlarning xammasi yuvilib, chiqib ketadi.
Uzluksiz o‘stirishning eng axamiyatli ko‘rsatkichlardan biri Hosil bo‘lgandorlik bo‘lib, suyulish tezligi va biomassa miqdori hosil bo‘lganasi sifatida aniqlanadi: P q Dx
Eng ko‘p hosil bo‘lgandorlik, suyulish tezligi eng baland bo‘lgan nuqtada namoyon bo‘ladi. YUqorida ko‘rsatib o‘tilganidek, bu ko‘rsatkich yuvilishga yaqin nuqtadagi sharoitda kuzatiladi.
|
