19. Mikroorganizmusok tápanyagigénye, tápoldatok, a hozam definiciója. A hozamfogalom kiterjesztése. Metabolikus kvóciensek, P/O hányados, RQ. Flashcards
Mikroorganizmusok termlőképességét meghatározza
genom + környezet (T, pH, talaj minősége és mennyisége, redoxpotenciál)
mikrobák megfelelő táptalajának összeállításához mi kell?
- C forrás: alkohol, cukor –> forrás: glükóz + szacharóz + melasz, keményítő
- N forrás: NH4+ NO3 2- –> pl.: szójából
- O2 forrás: anaerob: vízből, szubsztrátból, aerob: atmoszférából
- Ásványi sók
- Speciális anyagok: pl.: vitaminok, aminosavak
- H2O megfelelő mennyiségben
ez a minimális, de nem az optimális még
keletkezik: X + P + CO2 + H2O
X: új sejttömeg
fermentációhoz használt táptalajok
- kutatólaborban: szintetikus
- üzemben: félszintetikus
- tenyészethez: természetes alapúak (komplex)
mikrobák táplálkozása és energiaigénye alapján csoportok
C-forrás: szerves (glükóz - organotróf = heterotróf) vagy szervetlen (légköri CO2, H2S - litotróf = autotróf)
E-forrás: kémiai (kemo-) vagy fény (foto-)
kemoorganotróf: legtöbb baktérium, gomba, magasabbrendű állat
fotoorganotróf: bíbor-nemkén-baktérium
kemolitotróf: H- Fe- kénbaktérium, denitrifikáló bacik
foto-litotróf: fotoszintetizáló bacik, algák, zöld növények
Hozam definíció
egységnyi elfogyasztott szubsztrátra jutó sejttömeg-növekedés: Yx/s = dx/dSi
i-edik S-re vonatkozó eredő hozam
differenciális forma: rövid tenyésztési idő –> dx/dS
integrális: hosszabb idő pl.: 1 óra –> deltax/deltaS
Táptalajok - C tartalmú anyagok
Általános C-forrás: glükóz, szacharóz, melasz, kukoricakeményítő
Malátakivonat, szulfitlúg, cellulóz
Nem konvencionális C-forrás: metanol, etanol, alkánok
egyéb: növényi olajok
N-forrás
kukoricalekvár, élesztőkivonat, pepton, szójaliszt
szubsztrát felhasználás egyenlet
Teljes S fogyás:
deltaS = delta Sc + delta Se
egy része a sejttömegbe épül, a másik része energiaként raktározódik
hőhozam
Yh = deltax/delta Q
delta Q: sejtnövekedés során felszabaduló metabolikus hő
metabolikus kvóciensek
- fajlagos szaporodási sebesség
- fajlagos növekedési sebesség
- fajlagos szubsztrát felhasználási sebesség
- fajlagos termék képződési sebesség
Respirációs hányados
A légzés során keletkezett CO2 és felhasznált O2 hányadosa
–> C hasznosulását mutatja
RQ = delta CO2/delta O2
vagy differenciálisan: dCO2/dO2
C6H12O6 + 6O2 –> 6CO2 + 6H2O
RQ = 6/6 = 1
–> minél kisebb, annál jelentősebb sejtnövekedést jelent
fermentációnál minél kisebb, annál hatékonyabb a mikroba energiatermelése
P/O hányados
16 g-nyi (fél mól) O2 felhasználása során hány mól ATP képződik oxidatív foszforilezés során –> energiatermelés hatásfoka
általában P/O 2 és 3 között van
teljes C-forgalom
beépülés + energiatermelés + termékképzés =
dS/dt
