Обзор литературы. 
Экспоненциальная фаза роста культуры микроорганизмов

В России теория процессов культивирования разрабатывалась такими видными учеными, как Н. Д. Иерусалимский, П. И. Николаев, И. Л. Работнова, И. Н. Позмогова, И. А. Баснакьян, за рубежом — J. Monod, A. Novic, D. Herbert.

В каждом микробиологическом производстве процессу культивирования отводится значительная роль. Он определяет эффективность производственного процесса и качество продуктов микробного синтеза, которые в настоящее время используют для изготовления вакцин, диагностикумов, анатоксинов, антибиотиков, ферментов, биополимеров, органических кислот и других веществ. Культивирование микроорганизмов позволяет рационально использовать или устранять промышленные отходы, очищать сточные воды, получать кормовой белок из не пищевого сырья и т. д. Процесс культивирования является базисом всех научных исследований мира микроорганизмов в области морфологии и цитологии, физиологии и биохимии, молекулярной биологии, генетики и экологии.

Процесс культивирования бактерий является важным этапом при производстве биологических препаратов. Ему предшествует работа со штаммами и подготовка питательной среды. Синтез антигенов, необходимых для разработки вакцин, происходит именно на этапе культивирования микроорганизмов. Необходимо также обеспечить соответствующий уровень выделения и очистки антигенов, сохранения определенного количества живых или убитых микробных клеток в препарате.

При производстве биологических препаратов важное значение имеет выбор способа культивирования микроорганизмов, который должен быть основан на знании существующей классификации этих процессов. Выбранный метод выращивания бактерий должен быть нацелен на конечную цель — препарат, для которого он предназначен, и соответствовать будущим масштабам производства.

В настоящее время уделяется большое внимание управляемым процессам культивирования микроорганизмов. Управление может быть частичным или полным, осуществляться вручную или автоматически, быть постоянным или изменяться по ходу процесса. Средствами управления или управляющими воздействиями являются скорость разбавления, концентрация субстрата, физико-химические параметры культивирования, скорость вращения мешалки, подача газов и ряд других факторов. Управляемое культивирование — это процесс, подвергающийся целенаправленному воздействию для получения культур с заданными свойствами: скорость роста, концентрация микроорганизмов, набором, количество и молекулярные параметры антигенов.

Использование управляемых методов выращивания бактерий и, в частности, непрерывного (хемостатного) культивирования привело к появлению такого понятия, как физиологическое состояние микроорганизмов, которое подразумевает взаимоотношение микробной популяции с питательной средой. Оно характеризует хемостатную культуру в стационарном состоянии, когда можно задать определенные условия, охарактеризованные качественно и количественно, и изучать любые параметры энергетического и конструктивного метаболизма и особенности строения клетки, что и составляет физиологические свойства клеток.

При культивировании микроорганизмов все проявления жизнедеятельности клетки можно оценить с помощью количественных характеристик. Имеются исследования физиологического состояния микроорганизмов в хе-мостате при разных скоростях роста и различных лимитирующих факторах. Было установлено, что при лимитации роста углеродом органическое вещество используется полностью на построение биомассы и выход биомассы из использованного субстрата максимальный. При лимитации роста минеральными элементами микроорганизмы поглощают двух-трехкратный избыток источника углерода и энергии, но не успева ют превратить его в биомассу.