Вычисление энергетического выхода роста штамма LPM-4
Энергетический выход роста штамма LPM-4 вычисляли на основании теории материально-энергетического баланса роста микроорганизмов. Согласно этой теории доступными называются электроны, которые акцептируются свободным кислородом при окислении органического материала с образованием углекислого газа и воды. [29].
Содержание доступных электронов (ДЭ) в органических соединениях удобно выражать в расчёте на один атом углерода, то есть как степень восстановлености углерода (γ).
Для соединения СНрОnNq величина степени восстановленности углерода вычисляется по формуле:
g=4+p-2n-3q
Цифра 4 означает число ДЭ углеродного атома, к ней прибавляются ДЭ водорода, число которых равно числу p, приходящихся на один атом углерода. Из этой суммы вычитаются электроны энергетически обесцененные кислородом. Их число равно удвоенному числу атомов кислорода n , приходящихся на один атом углерода, так как у кислорода валентность равна - 2. Из полученной разницы вычитается утроенное число атомов азота q , так как валентность азота равна - 3, а энергетическое состояние электронов, связанных с азотом, не меняется в процессе роста.
Приведём уравнение количественной связи энергетического баланса с показателем материального баланса, как выход по субстрату Ys .
Энергетический выход (η) характеризует долю энергии субстрата, перешедшую в биомассу.
h = gв sв/ gs ss× Ys ,
где gв- восстановленность углерода в биомассе ;
gs- восстановленность углерода в субстрате ;
σs – доля (по массе) углерода в органическом субстрате;
σв – доля (по массе) углерода в биомассе;
gв sв/ gs ss - отношение энергосодержания равных по весу количеств биомассы и субстрата;
gв sв = 2, для бактерий не синтезирующих липиды;
Ys - выход клеток по массе, г/г;
Выход клеток по массе Y:
Yx/s = Х / S ,
где Х- концентрация биомассы, г/л;
S- количество потребленного субстрата, г/л.
Выход клеток по массе из ЭДТА (YЭДТА) рассчитывали как отношение биомассы, образованной из ЭДТА, к количеству потребленной ЭДТА. А выход клеток по массе из глюкозы рассчитывали как отношение биомассы, образованной из глюкозы, к количеству потребленной глюкозы.
Теоретический предел для энергетического выхода роста h=1, так как в биомассе не может быть больше энергии, чем в использованном субстрате.
Расчет величины η для ЭДТА:
С10Н16О8N2
γ= (4*10 +16- 2*8- 3*2) / 10= 3,4
М(ЭДТА)= 292
М(углерода) = 120
292 – 100%
120 – δ
δ = 0,410
γδ= 3,4* 0,410= 1,4
h = Us (γbδb / γ sδs) = Us (2/1,4)
Расчет η для глюкозы:
С6Н12О6 СН2О
γ= 4+2-2= 4
М(глюкоза) =180
М(углерода) = 72
180 – 100%
72 – δ
δ= 0,4
γδ= 4* 0,4= 1,6
η = Υs (2/1,6)
Химия в системе естественных наук. Место и роль химии в современной
цивилизации
Успехи человека в решении больших и малых проблем выживания в значительной мере были достигнуты благодаря развитию химии. Успехи многих отраслей человеческой действительности, таких как энергетика, металлургия, машиностроение, легкая и пищевая промышленность и других, во многом зависит от состояния и развития химии. Огромное значение хи ...
Методы 6-мерного поиска
При использовании моделей плохого качества (например, в случае низкой гомологии) или моделей описывающих лишь малую часть неизвестной структуры часто возникает ряд проблем, затрудняющих решение задачи молекулярного замещения обычными методами. Значительные ошибки функции вращения, неизбежно возникающие в таких случаях, усугубляют собств ...
Предложите гипотезу о причинах возникновения в ходе эволюции лишайников
Одной из гипотез о причинах возникновения лишайников в процессе эволюции может быть гипотеза о постепенном переходе от паразитизма к симбиозу. Основной компонент лишайников - гриб - формирует гаустории, которыми гриб внедряется в клетки водоросли и поглощает их содержимое. Вероятно, на первом этапе возникновения лишайников такой паразит ...