химический каталог




Введение в биотехнологию

Автор М.Е.Бекер

рямо пропорциональна количеству биомассы и удельной биосинтетической активности К культуры. К можно определить через количество продукта Р, полученного за время t,—t0, по формуле

& — 'о) ""ср

тср ??

Если количество биомассы за этот период изменилось незначительно (прирост не превышает 2—3 раз), то mav можно определить как среднеарифметическое:

т, + щ0 2

Если прирост биомассы велик, как это бывает в логарифмической фазе роста, то

41 a^flogmj-logm,) '

Удельная биосинтетическая активность культуры зависит от физиологических и даже генетических свойств культуры, т. е. от какого-то характеризующего культуру коэффициента, являющегося функцией внутренних и внешних факторов, влияющих на клетку !=/ (А, В, С,.., Z). Удельная биосинтетическая активность культуры зависит также и от скорости ферментативных реакций, лежащих в основе биосинтеза соответствующих продуктов.

^2 „ Е,

Если количество продукта Р образует из субстрата S через пять ферментативных реакций, которые катализируют ферменты Ei, Е2, Е3, Е4, Е5, то скорость образования этого продукта зависит от скорости каждой отдельной реакции (Et—?5):

Е, 7 Еъ i —>- Јi

Если какая-нибудь реакция, например Е3> замедляется, то количество продукта Z3 уменьшается и это в свою очередь снижает скорость образования продукта Р. Таким образом, скорость образования продукта Р определяет скорость лимитирующей реакции, т. е. Ххт=Х'. Зависимость скорости каждой такой ферментативной реакции от субстрата можно выразить уравнением Михаэлиса — Ментена, в данном случае:

Скорость биосинтеза определяют по формуле

72

73

т

где Z' — концентрация промежуточного продукта соответствующей реакции; KZ — константа Михаэлиса для данной реакции.

Из этого вытекает, что удельная биосинтетическая активность культуры зависит от обоих упомянутых коэффициентов — i и К т. е.

К = Xi.

Чтобы улучшить процесс получения продукта, важно установить лимитирующий участок биохимического процесса и исключить факторы, ограничивающие скорость этого участка (репрес-соры, ингибиторы, температура, рН и др.).

В гомогенно непрерывном процессе, где D~\i,

Р =

Р X

кх

Следовательно, количество получаемого продукта зависит не только от активности культуры и количества биомассы, но и от скорости разбавления D. Однако эта величина постоянна для каждого отдельного ферментатора и широко варьировать ее нельзя, поэтому продуктивность увеличивают, изменяя количество биомассы или биосинтетическую активность культуры.

Если накопление биомассы и образование продукта зависят от какого-то лимитирующего фактора, например от необходимых для роста дефицитных веществ (витамины, аминокислоты), можно изменять концентрацию этих веществ в питательной среде и в удаляемой из аппарата готовой культуральной жидкости.

В равновесном состоянии количество субстрата в поступающем питательном растворе одинаково с суммой его расхода и оттока, т. е.

К

DS„= — X -f- DS, a

где a — выход биомасса из данного компонента.

S = S„

Можно допустить, что этот выход не зависит от концентрации компонента. Концентрацию субстрата в вытекающей культуральной жидкости можно определить по формуле

КХ aD '

Для установления концентрации субстрата в вытекающей культуральной жидкости необходимо учитывать его стоимость. Если данный компонент — ценное вещество, надо следить, чтобы его концентрация на выходе из системы была минимальной.

74

Глава IV

ОСНОВЫ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

СЫРЬЕ

Для приготовления питательных сред в микробиологической промышленности используют сырье минеральное, животного и растительного происхождения, а также синтезированное химическим путем. Эти вещества, входя в состав питательной среды, обеспечивают развитие культуры и биосинтез определенных продуктов. Они не должны содержать вредных примесей. При выборе сырья необходимо учитывать его влияние на себестоимость, так как в микробиологическом синтезе важное значение имеет стоимость исходных веществ и материалов. В качестве источников углерода чаще всего используют углеводы (глюкоза, сахароза, крахмал, лактоза) или богатые углеводами натуральные продукты (меласса, кукурузная мука, гидроль и др.), а также жиры и даже вещества, содержащие углеводороды (нефть, парафин, керосин, природный газ, метан и др.). Источником азота обычно бывают неорганические соли — сульфат аммония, двузамещенный фосфат аммония, аммиак, нитраты, а также мочевина или натуральные продукты — кукурузный экстракт, соевая мука, дрожжевой автолизат и т. д.

Если необходимо использовать сложные природные вещества или промышленные побочные продукты, они должны быть тщательно проверены биохимически на пригодность в качестве исходных веществ на лабораторных ферментационных стендах или в опытах на колбах. Жидкие виды сырья хранят в больших цистернах (рис. 28). Практика показала, что технологические свойства мелассы и кукурузного экстракта при хранении улучшаются в результате протекающих в них биохимических и микробиологических процессов. Однако слишком длительное хране

страница 24
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81

Скачать книгу "Введение в биотехнологию" (2.32Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
курсы по икселю
как надевать линзы первый раз
Твердотопливные котлы Buderus Logano G221 A 30 левый
приточная канальная установка цена

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(05.12.2016)