21. Monod modell család: többszubsztrátos kinetika (speciális esete: a 2 limitáló szubsztrát), szubsztrát inhibíció, termékképződési kinetika.

Question 1

S inhibíció tömegnövekedésre gyakorolt hatása

Answer 1

ahogy korábban, 2 diagram mű-S és Lineweaver-Burk ábrázolás

a állandó a nevezőben

Question 2

2 limitáló S esetén kinetika leírási fajtái

Answer 2

1. interaktív vagy multiplikatív: mű = mű(max) * összeszorozzuk S/Ks + S-eket
2. addtitív leírás: mű = mű(max) * ((w1S1/Ks1 + S1)+(w2S2/Ks2 + S2))
   w: súlyfüggvény wj=(Kj/sj)/szumma(Ki/si)
3. nem interaktív: mű = mű (s1) vagy mű = mű (s2) stb.
   a kisebb fajlagos növekedést jósló fv. legyen a mérvadó

Question 3

fermentációban 2 limitáló komponens (pl.: oldott oxigén és C forrás)

Answer 3

anyagátviteli taggal is, amely az oxigénnek a fermentlében való oldódását írja le

KLa(S1*-S1)

felírjuk dS1/dt-t azaz a szubsztrát fogyást

mivel az oxigén oldás és a mikrobák alátali fogyasztás dinamikus egyensúlyba hozza a S fogyást -->dS1/dt = 0
--> így dx/dt = KLa * S1*
S1et elhanyagolva (mert kicsi)

–> lineáris összefüggés: ez a magyarázata az exponenciális és hanyatló szakasz közti lineáris szakasznak

Question 4

monod-modell (mű-S hiperbola) javításai

Answer 4

1. Teissier-egyenlet: mű = mű (max)(1-e^KS)
2. Moser-egyenlet: mű = mű (max)* S^n/Ks + S^n –> legáltalánosabb, ha n=1 akkor monod-modell
3. Contois-egyenlet: mű = mű (max)* S/Ksx*x + S

Question 5

Termékképződési kinetika

Answer 5

Gaden-féle csoportosítás

1. típus: olyan folyamatok, amelyekben a főtermék a primer energiametabolizmus eredménye
   pl. : aerob élesztőtenyésztés, alkoholos fermentáció, glükóz oxidációja glükonsavvá és disszimilációja tejsavvá
2. típus: fő termék indirekt módon keletkezik az energia-metabolizmus során
   - -> azaz metabolit termékek mellékreakcióinak eredménye
   pl. : citromsav előállítás vagy aminosav képzés
3. a fő termék egyáltalán nem az energiametabolizmus során keletkezik –> ettől függetlenül keletkezik a sejt által
   pl. : antibiotikumok

Question 6

Luedeking és Piret

Answer 6

egyenletek:
rp = dP/dt = alfadx/dt + bétax
műP = 1/xdP/dt = alfamű(x) + béta

3 típus:

1. alfa α > 0 és β = 0 –> növekedéshez kötött termékképződés
2. típus: α = 0 és β > 0 növekedéshez nem kötött termékképződés
3. típus: α > 0 és β > 0 vegyes típusú fermentáció

műP = alfa*mű(x) + béta alapján diagram

Question 7

Hinshelwood-modell toxikus termék

Answer 7

rx = dx/dt = mű(max)(1-alfa*P)*x
rP = dP/dt = béta*x

Question 8

főbb pontok

Answer 8

1. S inhibíció tömegnövekedésre gyakorolt hatása
2. 2 limitáló S esetén Monod-kinetika leírása (interaktív vagy multiplikatív, additív, nem interaktív)
   - -> C/E forrás és oldott O2 konc. fogyása esetén –> kell egy anyagátviteli tag –> dinamikus egyensúly esetén egy lineáris egyenest kapunk
3. Monod-kinetika javítás (Teissier, Moser, Contois)
4. Termékképződési kinetika:
   - -> Gaden-féle csoportosítás (primer, vegyes, szekunder)
   - -> Leudeking-Piret termékképződési kinetika (növekedéshez kötött, növekedéshez nem kötött, vegyes)
   - -> Hinshelwood-modell toxikus termék