Скорость роста и физиологическая активность

Рисунок

где q—физиологическая активность; а—трофический коэффициент, показывающий затраты питательных веществ на образование единицы биомассы; b—коэффициент основного обмена, показывающий расход питательных веществ на поддержание жизни единицы биомассы в течение 1 ч.

Вещества, потребляемые микроорганизмами, расходуются на поддержание жизненных процессов в клетке. Это так называемый основной обмен.

Коэффициенты а и b для определенной культуры и условий—величины постоянные, и таким образом физиологическая активность зависит от удельной скорости роста. При интенсивном росте культуры a?>b, физиологическая активность высокая. При ?=0 первый член уравнения также равен нулю, и физиологическая активность становится равной основному обмену. Следовательно, высокой физиологической активностью обладает только быстрорастущая культура. Это положение било подтверждена в экспериментах Н. Д. Иерусалимского с сотрудниками на примере Azotobacter vinelandii, выращиваемого в проточных условиях (рис. 33).

Рисунок

При низкой скорости роста потребляемые продукты больше расходуются на основной обмен, при ускорении роста большая часть потребляемого сахара идет на биосинтез. Таким образом, низкая скорость роста сопровождается более глубоким распадом усвоенных продуктов питания, высокая же скорость приводит к превращению органических веществ из одной формы в другую, в тело микроорганизмов.

Прирост биомассы по отношению к потребленному субстрату называют экономическим коэффициентом (у). Он представляет собой частное от деления скорости роста на физиологическую активность микроорганизмов:

Рисунок

При снижении скорости роста знаменатель возрастает, и следовательно, экономический коэффициент снижается. При увеличении ? экономический коэффициент увеличивается.

Естественно, что для микробиологического синтеза, например для получения кормовых дрожжей, желательно вести процесс в условиях, обеспечивающих высокую скорость роста культуры. Для глубокой очистки сточных вод, когда требуется возможно более полно окислить содержащиеся в них органические вещества, приходится вести процесс при относительно невысокой скорости роста.