4. Перечислить кинетические показатели, характеризующие потребление субстрата. Экономический коэффициент: а) по биомассе, б) по продукту метаболизма (определение понятия и математическое описание).

Ответ

Потребление субстрата характеризуется следующими показателями: экономический коэффициент, общая скорость потребления субстрата, метаболический коэффициент (удельная скорость потребления субстрата)

Экономический коэффициент (Y) выражает количественные потребности организма в питательных веществах.

Он имеет две разновидности – по биомассе и по продукту метаболизма, которые различают индексацией

Экономический коэффициент по биомассе (выход биомассы) обозначают Y_XS

Он определяет зависимость накопления биомассы микроорганизма от количества потребленного питательного субстрата и выражается уравнением

, (Г биомассы/ г субстрата)

Где – увеличение биомассы, соответствующее потреблению субстрата в количестве .

dX = X – X₀, г/л – X и X₀ – концентрация биомассы в конечный и начальный моменты

времени

dS =S – S₀, г/л – S и S₀ – концентрация биомассы в конечный и начальный

моменты времени

Знак минус означает, что рост биомассы (Х) возможен только при потреблении (уменьшении концентрации) субстрата S.

Экономический коэффициент по продукту метаболизма обозначают Y_PS

Он определяет зависимость накопления продукта от количества потребленного питательного субстрата и выражается уравнением

_{, (г продукта/ г субстрата)}

Знак минус означает, что накопление продукта (Р) возможно только при потреблении (уменьшении концентрации) субстрата S.

Взаимозависимость между концентрациями биомассы, субстрата и образующегося продукта по ходу культивирования видна на рисунке

Когда концентрация субстрата снижается до минимальных значений, биомасса достигает своего максимума и начинается синтез целевого продукта с максимальной скоростью

5. Перечислить кинетические показатели, характеризующие потребление субстрата.

Дать определение и математическое описание общей скорости потребления субстрата.

Удельная скорость потребления субстрата (метаболический коэффициент): определение и математическое описание. Для каких целей используется данный показатель?

Ответ

Потребление субстрата характеризуется следующими показателями: экономический коэффициент, общая скорость потребления субстрата, метаболический коэффициент (удельная скорость потребления субстрата)

Общая скорость потребления субстрата (Q_S)

Скорость потребления субстрата культурой в данный момент времени выражается отношением

где S – концентрация субстрата, г / л

dS = S₀ – S_к начальная и конечная концентрации субстрата

Удельная скорость потребления субстрата q_s (метаболический коэффициент)

характеризует скорость потребления субстрата единицей биомассы

q_s = Q_s /X =

где Х – концентрация биомассы, г / л

q_S – метаболический коэффициент или удельная скорость метаболизма

(потребления субстрата), г /(г ч)

Метаболический коэффициент аналогичен ферментативной активности.

Если состав биомассы и окружающей среды постоянны, то и q_s должна быть величиной постоянной.

Значение dS можно найти из уравнения экономического коэффициента по биомассе _отсюда q_s = =

Это уравнение используется для определения потребностей в субстрате при различных скоростях роста.

Субстратом может быть кислород, глюкоза, углерод.