Производство амилазы
Информация - Разное
Другие материалы по предмету Разное
ов. Тело гриба состоит из длинных переплетенных нитей сероватого или белого цвета, называемых гифами. Гифы распространяются по поверхности питательного субстрата, образуя мицелий и частично врастают в него. Некоторые гифы, поднимающиеся над поверхностью в виде легкого пушка, имеют более сложное строение и представляют собой органы плодоношения, называемые конидие или спорангиеносцами. У мукоровых грибов на конце спорангиеносца находится шаровидное вздутие, окруженное оболочкой, внутри которого образуются споры. У аспергиллов конец конидиеносца имеет булавовидное утолщение, от которого отходят удлиненные клетки, называемые стеригмами; от стеригм отшнуровываются более мелкие круглые клетки - конидии.
Отделившиеся конидии или споры, попадая в благоприятные условия, начинают прорастать, затем гифы ветвятся, образуя мицелий; при истощении питательных веществ в среде гриб переходит - в стадию споро- или конидиебразования. Споры и конидии плесневых грибов содержат пигменты, что и придает зрелым культурам характерную окраску.
Аспергиллы являются типичными аэрофилами, поэтому они могут развиваться только на поверхности твердой или жидкой среды или в жидкой, достаточно аэрируемой среде. Оптимальная температура для, большинства аспергиллов 25-30С, для некоторых - до 35С. Большинство грибов при поверхностном культивировании могут переносить кратковременное повышение температуры до 40 и даже 45С без заметной потери активности ферментов. Оптимальная влажность среды для них около 65%.
Для питания аспергиллов необходимы азотистые и минеральные вещества. В качестве источника углевода кроме моносахаридов, многих олиго- и полисахаридов могут служить спирты и органические кислоты, однако для накопления амилазы в среде обязательно должны присутствовать крахмал, декстрины или мальтоза. На средах, содержащих другие сахара, в том числе глюкозу грибы амилазы не образуют. Источником азота могут быть белки и их гидролизаты, аммонийные соли и нитраты.
. Расчет теоретического выхода целевого продукта
. Составляемпредварительную рецептуру синтетической питательной среды для выращивания биомассы:
компонент С - амилаза,
компонент N - кукурузный экстракт, (NH4), НР04.
Компонент О - воздух.
. Составляемстехиометрическое уравнение:
уА А + vВ+ v С>+F+G(4.1)
3. Для расчета стехиометрических коэффициентов составим формулу биомассы бактерий.
Элементарный состав биомассы: С -53%, Н-7%, N-12%, О- 20%, S-1% и золы -4%. В первом приближении формула биомассы бактерий имеет вид:
В гипотетической молекуле биомассы не может быть дробных атомов, поэтому умножим коэффициенты на 100: Н 700 0125 N 8б Р,0 S, В стехиометрических расчет допускается пренебрегать малоколичественными элементами (S). Для расчетов принимают молекулярную массу такой, чтобы в ней оказался I атом углерода. Для этого поделим на 442: CH1,8O0,3N0,24
. Производим расчет С-моля биомассы бактерий:
Mс-моль=пс ММС +п н ММ н + n 0 ММ 0 + n N ММ N (4.2)
ММS с-моль=l *12+1.8* 1+0.5* 16+0.2* 14=30
Расчет С-моля субстрата определяют исходя из формулы амилазы (С6Н1206)n так же как и для С-моля биомассы по формуле (4.2). После деления коэффициентов на 6 она имеет вид: (СН2O)n (4.3). Тогда молекулярная масса С-моля амилазы равна:
ММБМ с -моль=1 *12+1,8*1+0,5*16+0,2*14=24,6
. Определяем теоретический выход биомассы по формуле:
= ММS c-моль/ММБМс-моль(4.4)
Подставив численные значения, получим: УБМ=24,6/30=0.85
. Для определения количества субстрата затрачиваемого биомассой на энергетические нужды рассчитываем энергетический выход биомассы по формуле:
?=?s/?x (4.5)
где ? s,? x- энергия, заключенная в субстрате и биомассе соответственно.
Расчет величин ?s и ?л осуществляем, используя степень восстановленное™ по элементам углероду, водороду, кислороду, азоту.
. Степень восстановленности С-моля амилазы рассчитаем по формуле:
?s=4m + 1n - 2р - 3q,(4.7)
где 4,1,2,3 - числа свободных электронов, соответственно С, Н, О, N; m,n,p,q- индексы атомов при углероде, водороде, кислороде, азоте соответственно.
Подставив численные значения, получим: ?s =4* 1+1 *2-2* 1=4
Аналогично рассчитаем степень восстановления биомассы:
?s=4* 1 + 1* 1.8-2*0.5-3*0.19-3*0.2=4.2
Рассчитаем энергетический выход: ? =4/4.2=0.95
От этой величины можно перейти к обычному выходу биомассы:
БМ=? MMsс-моль/MMБМс-моль(4.9)БМ= 0.95*0.85=0.807
. Составляем стехиометрическое уравнение для синтеза биомассы бактерий, исходя из теоретического выхода биомассы Y БМ = 0.85, т.е. из 1кг пектина образуется 0.807 кг биомассы. Общее стехиометрическое соотношение обмена веществ имеет вид:
s [S]+ v02[O2]+ vNH3[NH3] >X + vp[P]+ vco2[СО2]
По рецептуре на долю углеродсодержащего сырья (кукурузной муки) приходится 2 кг с влажностью 10%. Доля СВ 1.8 кг. Количество амилазы составляет:
Х=(1.8*22)/100 = 0.396 кг,
где 22 - содержание амилазы в кукурузной муке (в %).
Общий азот из кукурузного экстракта:
х = 0.9*7/100=0.063 кг, где 0.9 - масса кукурузного экстракта, кг,
- содержание общего азота в кукурузном экстракте, в %.
Азот из (NH4)2 НРО 4: 0.8*28/132=0.169 кг, где 0.8 - масса соли, кг,
- молекулярная масса соли, кг/кмоль
+ 0.169 = 0.232 КГ
. Рассчитаем стехиометрические коэффициенты обмена веществ.
= 0.396/2=0.198=0.232/(0.45=0.8)=0.186+ vNH3 *3 = 1.58 + vpnp=(vsns+vNH3*3-1.8)/np= (0.198 * 7 + 0.186 *3 -1.8)/1256 = 0.0006=1 + vpmp +vCQ2= vsms -1 - vpmp= 0.198 * 6 - 1 - 0.0006 * 510 = 0.178
Общее стехиометрическое соотношение ?/p>