生化工程第五章微生物培養(yǎng)及發(fā)酵動力學-展示頁
2025-01-25 10:41本頁面
【正文】 g/g, g/mol YATP消耗 1molATP獲得的干菌體克數(shù) ， g/mol YKJ消耗 1KJ熱量獲得的干菌體克數(shù) ， g/KJ YX/O消耗 1gO2獲得的干菌體克數(shù) ， g/g YX/H 1mol氫受體產(chǎn)生的干菌體克數(shù) ， g/mol YX/N 消耗 1g氮產(chǎn)生的干菌體克數(shù) ， g/mol YX/NO3消耗 1mol NO3－ 獲得的干菌體克數(shù) ， g/mol YCO2/S消耗 1mol基質(zhì)產(chǎn)生的 CO2的摩爾數(shù) ， mol /mol YCO2/O消耗 1mol O2產(chǎn)生的 CO2的摩爾數(shù) ， mol /mol YATP/S消耗 1mol基質(zhì)獲得的 ATP的摩爾數(shù) ， mol /mol Yave消耗 1個有效電子獲得的干菌體克數(shù) ， g/ave－ 細胞得率 （ 生長得率 ） : YX/S＝生產(chǎn)細胞的質(zhì)量 g / 消耗基質(zhì)的質(zhì)量 g ＝ ΔX/ （ ΔS ） 碳元素的細胞得率 : YC ＝ 細胞生產(chǎn)量 細胞含碳量 /基質(zhì)消耗量 基質(zhì)含碳量 ＝ YX/S (Xc/Sc) 1． 葡萄糖為碳源 ， NH3為氮源進行某細菌的好氧培養(yǎng) 。 求氧的消耗量和酵母菌體的化學組成 。 呼吸商 。 第五章 微生物培養(yǎng)及發(fā)酵動力學 內(nèi)容 1 基本概念 2 微生物反應的物料衡算 3 微生物反應的能量衡算 4 微生物反應動力學 微生物生長的基質(zhì) 微生物反應的特點 二 微生物反應過程的質(zhì)量衡算 例題： (選自賈士儒 48－ 69頁 ) （ ）培養(yǎng) ， 培養(yǎng)的反應式可用下式表達 ， 求計量關系中的系數(shù) a、 b、 c、 d。 反應式為： C6H12O6＋ 3O2＋ aNH3 →bC 6H10 NO3(面包酵母 )＋cH2O＋ dCO2 解：據(jù)平衡方程式 ,可得： C: 6=6b+d H: 12+3a=10b+2c O: 6+6=3b+c+2d N: a=b 方程聯(lián)立求解為： a=b＝ c= d= 上述反應計量關系式為 : C6H12O6＋ 3O2＋ → ＋ ＋ 練習 1． 葡萄糖為碳源 ， NH3為氮源進行釀酒酵母發(fā)酵 。 消耗 100mol葡萄糖和48mol NH3生產(chǎn)了 48 mol菌體 、 312 mol CO2和 432molH2O。 （ 呼吸商 RQ＝ CO2 生成速率 /O2消耗速率 ） 第二節(jié) 微生物反應過程的得率系數(shù) 研究得率系數(shù)的意義 ： 對碳源等物質(zhì)生成細胞或其他產(chǎn)物的潛力進行定量評價的重要參數(shù) 。消耗的葡萄糖有 2/3的碳源轉(zhuǎn)化為細胞中的碳 。 d=。 微生物利用碳源 ， 通過呼吸 （ 有氧 ） 或發(fā)酵（ 無氧 ） 將能量轉(zhuǎn)化為 ATP， 供微生物生長 、代謝 ， 其余能量作為熱量排出 ， 進行微生物優(yōu)化培養(yǎng)時 ， 必須進行適宜的溫度控制 。 一 菌體得率 1． YKJ ：微生物對能量的利用 (消耗 1KJ熱量獲得的干菌體克數(shù) ， g/KJ) YKJ＝ ΔX (細胞生產(chǎn)量 ) Ea(細胞貯存自由能 )+Eb(分解代謝釋放自由能 ) ＝ (ΔH a)(ΔX)+( ΔH c) ΔH a :菌體 X的燃燒熱為基準的焓變 ， 因菌體不同 ， 一般 取值 ΔH a＝－ ΔH c :所消耗基質(zhì)的焓變與代謝產(chǎn)物焓變之差 ， － ΔH c ＝ (ΔHs)( Δ[S]) ∑( ΔH p)( Δ[P]) ＝ (ΔH 0*)(Δ[O 2]) ΔHs :碳源氧化的焓變 ， kJ/mol； ΔH p :產(chǎn)物氧化的焓變 ， kJ/mol； ΔH 0*:為呼吸反應焓變＝－ 444 kJ/mol[O2] 故總表達式可寫為： YKJ ＝ ΔX (ΔH a)(ΔX)+ (ΔHs)( Δ[S]) ∑( ΔH p)( Δ[P]) ＝ Yx/s (ΔHa) Yx/s + (ΔHs) ∑( ΔH p) Yp/s 干酪乳桿菌在蛋白胨、牛肉膏為主要成分的復合培養(yǎng)基 中，分別以葡萄糖、甘露醇為能源進行培養(yǎng)，計算 YKJ 由化工手冊查知： ΔH葡萄糖＝－ 2816 kJ/mol， ΔH乙酸＝－ 870 kJ/mol， ΔH乙醇＝－ 1368 kJ/mol， ΔH甲醇＝－ 264 kJ/mol， ΔH乳酸＝－ 1363 kJ/mol， ΔH甘露醇＝－ 3038 kJ/mol， ΔHa＝－ kJ/mol 能源 Yp/s（ mol/mol） (以產(chǎn)物 /基質(zhì)計 ) Yx/s（ g/mol）(以細胞 /基質(zhì)計 ) 乳酸 乙酸 乙醇 甲醇 葡萄糖 甘露醇 解：以葡萄糖為能源時， YKJ ＝ Yx/s (ΔHa) Yx/s + ( ΔHs) ∑(
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