Материалы » Кометаболизм ЭДТА и глюкозы у бактериального штамма LPM-4 » Вычисление энергетического выхода роста штамма LPM-4

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)


Исаак Ньютон
Вторая научная революция завершилась творчеством одного из величайших ученых в истории человечества, которым был Исаак Ньютон(1643-1727) Его научное наследие чрезвычайно разнообразно. В него входит создание дифференциального и интегрального исчисления, астрономические наблюдения. Ньютон проводил свои наблюдения с помощью собственноручно ...

Нейротрофин-3 (nt-3)
Химическая характеристика. NT-3 образуется из макромолекулярного предшественника и является полипептидом, включающим 119 аминокислотных остатков. Его структура на 50% соответствует гомологии NGF и BDNF. Полипептидная цепь NT-3 содержит 6 остатков цистеина, образуя три дисульфидных мостика, совершенно соответствующих структуре NGF. Обща ...

Понятие «химический элемент» и «химическое соединение» с точки зрения современности
Химический элемент – это «кирпичик» вещества. Периодический закон Д.И. Менделеева сформулировал зависимость свойств химических элементов от атомной массы, признаком элемента стало его место в периодической системе, определяемое атомной массой. Физика помогла составить представление об атоме, как о сложной квантово-механической системе, ...