Misura indiretta della crescita microbica: la torbidità; colture continue: il chemostato

Un metodo semplice e molto utile per stimare il numero di cellule consiste nell'effettuare misure di torbidità. Una sospensione cellulare appare torbida perché ogni cellula riflette la luce. Quanto maggiore è il numero di cellule presenti, tanto più la luce è riflessa, e, di conseguenza, tanto maggiore sarà la torbidità.
La torbidità può essere misurata con un calorimetro o con uno spettrofotometro, strumenti che fanno passare la luce attraverso una sospensione cellulare e misurano la quantità di luce non riflessa che riemerge. La differenza tra i due strumenti consiste che nel primo vi è un unico filtro ad ampia banda, mentre lo spettrofotometro impiega un più preciso prisma o un reticolo di diffrazione. I dati in entrambi i casi sono, comunque, riportati in unità Klett e sono ricavati dal rapporto luce incidente/luce emergente. I vantaggi della misura della torbidità sono che per gli organismi unicellulari l'assorbanza è proporzionale al numero di cellule, è una tecnica molto rapida, è di facile esecuzione e non danneggia né altera il campione. Mentre gli svantaggi sono che necessita di una curva standard che metta in relazione la torbidità al numero di cellule e che ad alte concentrazioni di cellule si perde la corrispondenza.
Fin'ora abbiamo parlato di crescita di una popolazione limitatamente a colture in “batch”. Una tale coltura è rappresentata da un volume fisso di terreno colturale la cui composizione, a causa del metabolismo di organismi in crescita, subisce continue alterazioni; si tratta dunque di un sistema chiuso. Però in molti studi si desidera mantenere la coltura in ambiente costante per lunghi periodi di tempo, per questo si usano colture continue.
Un sistema di coltura continua è un sistema aperto con un volume costante in cui viene continuamente aggiunto terreno fresco e da cui viene contemporaneamente allontanato un eguale volume di terreno esaurito. Una volta che il sistema ha raggiunto l'equilibrio, il volume del chemostato, il numero delle cellule e la concentrazione dei nutrienti rimangono costanti, in uno stadio che è denominato stadio di equilibrio.
Come abbiamo intuito la più comune apparecchiatura utilizzata per ottenere colture continue è il chemostato. Questo strumento controlla contemporaneamente sia la velocità di crescita sia la densità di popolazione di una coltura, che possono essere controllate indipendentemente l'una dall'altra, la prima regolando la velocità di diluizione e la seconda variando la concentrazione del nutriente presente in quantità limitata. Quindi due parametri sono importanti in tale controllo: la velocità di diluizione e la concentrazione di un nutriente limitante rappresentato, per esempio, da una fonte di carbonio o di azoto.