1 / 54

A mikroba szaporodás alapösszefüggései

BIM - B Sc 200 9. A mikroba szaporodás alapösszefüggései. FERMENTÁCIÓS FOLYAMATOK ÉS MŰVELETEK. BIM SB 2001. BIM - B Sc 200 9. TÖRZS. S. S. TÁPANYAGOK. 2. i. KEVERÉS. OLTÓANYAG. 1. 2A. STERILEZÉS. 4A. ANYAGÁTADÁS. MÉRÉS. 5. MATEMATIKAI. ?. ?. ADATOK. MODELL. 3. 6.

quinto
Download Presentation

A mikroba szaporodás alapösszefüggései

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. BIM-BSc 2009 A mikroba szaporodás alapösszefüggései FERMENTÁCIÓS FOLYAMATOK ÉS MŰVELETEK

  2. BIM SB 2001 BIM-BSc 2009 TÖRZS S S TÁPANYAGOK 2 i KEVERÉS OLTÓANYAG 1 2A STERILEZÉS 4A ANYAGÁTADÁS MÉRÉS 5 MATEMATIKAI ? ? ADATOK MODELL 3 6 SZABÁLYOZÁS REAKTOR VEZÉRLÉS TERMÉK FELDOLGOZÁSI 7 MŰVELETEK LEVEGÕZTETÉS 4B ANYAGÁTADÁS Mi kell egy termelő fermentációs folyamathoz?

  3. BIM-BSc 2009 A VILÁG LEGKISEBB KÉMIKUSAI

  4. BIM-BSc 2009 Saccharomyces cerevisiae Vibrio cholerae E.coli Aszexuális gombanövekedés Mucor circenelloides

  5. BIM-BSc 2009 n=1 n=2 n=3 n=4 . . 1=X0*20 2=X0*21 A mikroba szaporodás alapösszefüggései 4=X0*22 8=X0*23 16=X0*24 n:a generációk száma X=X02n BINÁRISAN OSZTÓDÓ MIKROORGANIZMUS

  6. BIM-BSc 2009 Sejtszám db/ml A mikroba szaporodás alapösszefüggései N, x a generációk száma Generációs idő - doubling time generation time Sejttömeg: sz.a. mg/ml, g/l,kg/m3 MONOD, 1942 μ: fajlagos növekedési sebesség

  7. BIM-BSc 2009 A mikrobaszaporodás alapösszefüggései FAJLAGOS NÖVEKEDÉSI SEBESSÉG h-1

  8. BIM-BSc 2009 Jacques Monod A mikroba szaporodás alapösszefüggései μ és a generációs idő kapcsolata: Ν : fajlagos szaporodási sebesség

  9. BIM-BSc 2009 x A mikroba szaporodás alapösszefüggései x0 t VALÓSÁG

  10. x óra Exponenciális növekedés X0=2 és μ=0,5 VALÓSÁG

  11. BIM-BSc 2009 x EXPONEN- CIÁLIS FÁZIS A mikroba szaporodás alapösszefüggései GYORSULÓ NÖVEKE- DÉSI SZAKASZ LAG SZAKASZ HANYATLÓ FÁZIS x0 t

  12. BIM-BSc 2009 hany L stac Gy exp lg x exp pusztulási idő Élő sejtszám idő

  13. BIM-BSc 2009 x x A mikroba szaporodás alapösszefüggései x0 t μ t

  14. BIM-BSc 2009 m mmax mmax 2 Skritikus KS S MI AZ OKA A HANYATLÓ FÁZISNAK? • TÁPANYAG LIMITÁCIÓ • TOXIKUS METABOLIT TERMÉK(EK) • 3. HELYHIÁNY A mikroba szaporodás alapösszefüggései MONOD- modell KRITIKUS KONCENTRÁCIÓ FOGALMA LIMITÁLÓ SZUBSZTRÁT

  15. BIM-BSc 2009 ~~ ~~ m mmax m mmax C-forrás N-forrás KSC SkrC S0C KSN SkrN S0N FERM.IDEJE FERM.IDEJE FERM.IDEJE FERM.IDEJE mmax ~~ ~~ m m mmax O2 VITAMIN-forrás KSV KSO SkrO S0O S0V SkrV MELYIK S LESZ LIMITÁLÓ S ??? A mikrobaszaporodás alapösszefüggései LIMITÁLÓ SZUBSZTRÁT FOGALMA

  16. BIM-BSc 2009 A mikrobaszaporodás alapösszefüggései

  17. BIM-BSc 2009 L I M I T Á L Ó S Z U B S Z T R Á T R A K I T E R J E S Z T É S HOZAM: A mikrobaszaporodás alapösszefüggései MINDÍG IGAZ: Exponenciális és Hanyatló fázisban: megoldható diffegy.rendszer MONOD-modell egyenletei

  18. BIM-BSc 2009 MONOD modell-család Több limitáló szubsztrát interaktív vagy multiplikatív leírás: additív leírás súlyfüggvények nem interaktív leírás

  19. BIM-BSc 2009 MONOD modell-család KÉT LIMITÁLÓ S SPECIÁLIS ESETE C-forrás, oxigén Lineáris növekedés

  20. BIM-BSc 2009 MONOD modell-család SZUBSZTRÁT INHIBÍCIÓ

  21. BIM-BSc 2009 m S MONOD modell-család Monod-modell „javításai” Teissier egyenlet Moser egyenlet Contois egyenlet mmax

  22. BIM-BSc 2009 MONOD modell-család

  23. BIM-BSc 2009 MONOD modell-család

  24. BIM-BSc 2009 MONOD modell-család

  25. Primer anyagcsere termék Szekunder anyagcsere termék profázis idiofázis x x x P P P t t t μx μx μx μP μP μP t t t MONOD modell-család GAEDEN-féle termékképződési típusok

  26. BIM-BSc 2009 MONOD modell-család TERMÉKKÉPZŐDÉS KINETIKAI LEÍRÁSA LUEDEKING – PIRET MODELL I: 0és  = 0 növekedéshez kötött termékképzõdés II:  = 0és 0 növekedéshez nem kötött termékképzõdés III: 0 és0 vegyes típusú fermentáció.

  27. BIM-BSc 2009 MONOD modell-család toxikus metabolit termékek hatása: sok termék: EtOH, tejsav... HINSHELWOOD - modell FRIEDMAN és GADEN modellje Lactobacillus delbrückii tejsavfermentációjára P’ = P vagy I Aiba és munkatársai modellje

  28. BIM-BSc 2009 MONOD modell-család Kompetitív termék inhibíció Nemkompetitív termék inhibíció EtOH ha >5%

  29. BIM-BSc 2009 A mikrobaszaporodás alapösszefüggései TÁPOLDATOK, TÁPTALAJOK HOZAMKIFEJEZÉS ÁLTALÁNOSITÁSA

  30. BIM-BSc 2009 C-forrás és hasznosulás Mire forditódik a C-forrás? energiatermelés beépülés A mikrobaszaporodás alapösszefüggései Eredő hozam energiahozam szénhozam

  31. BIM-BSc 2009 Irjunk fel egy anyagmérleget a beépülő szénre A mikrobaszaporodás alapösszefüggései Sejttömeg C-tartalma Szubsztrát C-tartalma 0,46-0,5 50% Glükóz:0,4

  32. BIM-BSc 2009 Termék mennyiségébõl becsülhető YE értéke EtOH élesztő, cukor AcOH A.aceti, alkohol NADH !!! Glükonsav A.suboxydans, glükóz A mikrobaszaporodás alapösszefüggései Asszimilált Disszimilált Törzs Táptalaj szubsztrát hányad % % Streptococcus faecalis anaerob tenyészet komplett 2 98 Saccharomyces cerevisiae komplett anaerob tenyészet 2 98 aerob tenyészet 10 90 Aerobacter cloaceae minimál55 45 1,2,3,

  33. BIM-BSc 2009 A mikrobaszaporodás alapösszefüggései ? NÖVEKEDÉS FENNTARTÁS -maintenance SEJTMOZGÁS OZMOTIKUS MUNKA RENDEZETTSÉG FENNTARTÁSA II.főtétel reszintézis

  34. BIM-BSc 2009 A mikrobaszaporodás alapösszefüggései !!! modell

  35. BIM-BSc 2009 Fajlagos maintenance Koefficiens g/gh =h-1 A mikrobaszaporodás alapösszefüggései Eredő hozamra:

  36. Két grafikus ábrázolási módszer μ

  37. BIM-BSc 2009 MONOD modell-család EREDETILEG ÁLLANDÓ Y „hozamkonstans”, de....

  38. SZUBSZTRÁT TELJES FELVETT SZÉN TELJES FELVETT C KÖZVETLENÜL SEJTBE ÉPÜLT SZÉN Aanyagcsere során Felszabadult CO2 TERMÉK C TELJES CO2 TERMELÉS Sejt CO2 FIXÁLÁSSAL SEJTBEÉPÜLT SZÉN Termék GÁZFÁZISBAN MÉRHETŐ CO2

  39. BIM-BSc 2009 g/mol ATP-hozam mol/mol 10,5 g/mol g/mol (8,3-32) A mikrobaszaporodás alapösszefüggései tenyésztésifajlagos maintenance körülmények koefficiensek m mATP Aerobacter cloaceae aerob, glükóz 0,094 14 Saccharomyces cerevisiae anaerob glükóz 0,036 0,52 + 0,1 mol/dm3 NaCl Saccharomyces cerevisiae anaerob, glükóz +1,0 mol/dm3 NaCl 0,360 2,2 Penicillium chrysogenumaerob 0.,022 3,2 Lactobacillus caseiaerob, glükóz 0,135 1,5

  40. BIM-BSc 2009 Oxidatív foszforilezés hatékonysága mol/gatom „P/O hányados” A mikrobaszaporodás alapösszefüggései 3/1=3 NADH + H+ + 1/2O2 + 3 ADP + 3 H3PO4 NAD+ + 3 ATP + 4 H2O

  41. BIM-BSc 2009 METABOLIKUS HŐTERMELÉS A mikrobaszaporodás alapösszefüggései SEJTTÖMEG ÉGÉSHŐ SZUBSZTR.ÉGÉSHŐ HŐ(TERMELÉSI)HOZAM csak ha nincs extracelluláris metabolit termelés ha van....

  42. BIM-BSc 2009 RQ respirációs hányados A mikrobaszaporodás alapösszefüggései C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6 H2O RQmax = 1 2C2H5OH + 6 O2 4 CO2 + 6 H2O RQmax =4/6= 0,67 C6H12O6C2H5OH + CO2 RQmax = RQmax =2/3= 0,67 2 CH3OH + 3 O2 2 CO2 + 4H2O C2H2O4 + ½ O2 2CO2 + H2O RQmax =2/ ½ = 4

  43. BIM-BSc 2009 PÉLDA (116) Becsüljük meg, hogy mekkora a P/O hányados egy Aerobacter aerogenes folytonos tenyésztése során, ha szintetikus, glükóz alapú tápoldatot használunk. Méréseket végeztünk a mikroba aerob és anaerob tenyésztése során. A mikroba anaerob körülmények között ecetsavat termel. EREDMÉNYEK: ANAEROB tenyésztés: =0,4 h-1. Fajlagos glükóz fogyási sebesség QS=0,0154 mol/g.h Fajlagos acetát képződési sebesség QA=0,0102 mol/g.h Eredő hozam YX/S=0,144g/g. AEROB tenyésztés: : =0,4 h-1. QS=0,0062 mol/g.h Eredő hozam YX/S=0,36g/g. Fajlagos légzési sebesség QO2=0,01078 mol/g.h A mikrobaszaporodás alapösszefüggései

More Related