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Crescita discontinua

Una coltura discontinua è un sistema di coltura chiuso che contiene una quantità iniziale di nutrienti limitata; di conseguenza, la crescita esponenziale è limitata a poche generazioni.

Il grafico mostra la variazione del numero di cellule di lievito col passare del tempo. Le linee verticali blu distinguono cinque fasi di crescita. La prima è la fase di latenza, in cui la curva è sostanzialmente piatta e con valori bassi. La seconda fase è la fermentazione esponenziale, caratterizzata da una crescita ripida. La terza fase è la respirazione esponenziale, in cui la crescita è meno ripida. La quarta fase, in cui la curva è piatta, è detta fase stazionaria. Nella quinta fase, denominata fase di morte, il numero di cellule di lievito si riduce fino ad azzerarsi.

Fig 1. Fasi di crescita del lievito.

La crescita microbica in una coltura discontinua è generalmente suddivisa in quattro fasi: fase di latenza, fase di crescita esponenziale, fase stazionaria e fase di morte. Durante la fase di latenza i microbi crescono e si adattano al nuovo ambiente, perciò la biomassa non aumenta in modo significativo. Nella fase esponenziale le cellule sono al massimo livello di attività e consumano grandi quantità di nutrienti, quindi si raggiunge la biomassa massima.

Tuttavia, poiché i nutrienti sono presenti in quantità limitate, verranno consumati completamente; il tasso di crescita si ridurrà progressivamente fino ad arrivare a zero. Quando il numero di cellule che muoiono è maggiore del numero di cellule generate, la biomassa diminuisce: si tratta della fase di morte.

Il Saccharomyces cerevisiae coltivato con zucchero in eccesso mostra due distinte fasi esponenziali con diversi tassi di crescita. Questo fenomeno è chiamato shift diauxico.