Способ определения концентрации углеводов в процессе ферментации

Ь Я - приращение скорости дозирования;- интенсивность дыхания при скорости дозирования 5;ЬЯ - приращение интенсивности дыхания от изменения скорости доэированиядф.На чертеже представлены кривые изменения во времени интенсивности дыхания Я, концентрации углеводов в среде 3 , а также скорости дозированияпри определении 1 О концентрации углеводов в процессе ферментации. В момент 1; подается импульсная известная доза углеводов, При этом концентрация углеводов в среде практически мгновенно увеличивается на величину д 8 , 15 а интенсивность дыхания возрастает на величину ЬЯ . После первоначального скачка оба эти параметра снижаются до исходного уровня вследствие потребления углеводов микроорганизмами. 20В момент времени 1 скорости дозированиядается приращение д . Вследствие этого, начиная с момента времени 1:,концентрация углеводов 8 и интенсивность дыхания Ц плавно увеличиваются и уста навливаются на новом уровне. Приращения интенсивности дыхания й Ц и Ц измеряются непосредственно на диаграмме записи интенсивности дыхания, причем имеют значение относительные, а не абсолют- З 0 ные. Подача импульсной дозы и изменение скорости дозирования производятся периодически, для корректировки формулы (1). В интервалах времени между этими опера циями концентрацию углеводов определяют З 5 на основании измерения интенсивности дыхания 8 расчета по формуле (1) или измерением скорости дозированияи расчета по урощенной формуле, вытекающей из формулы (1): 40дИд д 8В = -- Д (МадЦ ЬЯПри измерении обоих величин Ц и д наличие расхождений в результатах расчета по формулам (1) и ( 1 а) свидетельствует о необходимости проведения очередных операций по подаче импульсной дозы и изменения скорости дозирования. Обратные расчеты по формулам (1) и (1 а) позволяют 50определять скорость дозирования углеводов д и интенсивность дыхания Ц , соответствующие заданной концентрации углеводовв.П р и м е р, В ферментерах емкостью100 л проводили процесс биосинтеза пенициллина с непрерывным дозированием 500/сного раствора глюкозы, Интенсивность дыхания оценивали по концентрации углекислого газа в выходящем из ферментера воздуха. В один иэ моментов ферментации, усПо этим данным рассчитали параметры формулы (1) для определения концентрации углеводов0 0167 ц 0,01670,120,20 0,2020 или 8 = 0,0835 Я - 0,0309 (1)Аналогично можно рассчитать параметры формулы (1 а):0,0167 Ор 12О 20 20 М или 8 = 0,005 Д(1 а) Расчет по формуле (1) показал, что изменение интенсивности дыхания,.например, в пределах от 0,65% СО до 0,81%СС соответствует изменению концентрации углеводов от 0,0235% до 0,03610/0,Обратный расчет по формуле (1 а) показывает, что для поддержания концентрации углеводов на уровне 0,02% необходимо иметь скорость их дозирования0,02= 40 мл/час.0,005Использование предлагаемого способа определения концентрации углеводов в периодическом процессе ферментации обеспечивает по сравнению с существующим способом следующие преимущества:а) исключается необходимсть отбора пробы в процессе ферментации;б) обеспечивается непрерывность измерения концентраций субстрата в пределах 0,01-0,05%;в) не требуется никаких дополнительных реагентов;г) обеспечивается возможность измерения в средах, включающих мешающие компоненты, для которых применение известных способов при измерении малых концентраций вообще невозможно, причем определяюттановив скорость подачи раствора глюкозы Я = 40 мл/час, получили интенсивность дыхания Цй = 0,61% СО, затем подали импульсную дозу глюкозы, равную 20 мл 50%-ного раствора глюкозы, При подаче этой дозы концентрация глюкозы в ферментере в расчете на 60 л культуральной жидкости изменилась на величину дв =0,0167%,После подачи импульсной дозы на диаграмме газоанализатора зафиксировали приращение интенсивности дыханиями=) 20% СО . Затем увеличили скорость дозирования углеводов на дд =20 мл/час, и в установившемся процессе определили приращение интенсивности дыхания ЬЦ = =О, 12%.553286 5ся только потребляемые микроорганизмами углеводы,"д) обеспечивается возможность регулирования заданных концентраций субстрата в течение всего процесса путем расчета требуемой скорости дозирования из зависимо сти (1 а). За счет этого создается принципиальная возможность ведения процесса ферментации на оптимальном уровне, что позволяет значительно увеличить выход продук О та и снизить затраты сырья,ЦН 7 Тираж 582. Подписи каз лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 формула изобретения Способ определения концентрации углеводов в процессе ферментации, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения непрерывности определения концентрации и повышения его точности, непрерывно дозируют углеводы, измеряют интенсивность дыхания, при этом осуществляют импульсную подачу дозы углеводов, изменяют скорость дозирования и измеряют приращение интенсивности дыхания, а концентрацию углеводов определяют по следующей зависимости:лВ ь 0дя) дд я дя Я где Я - интенсивность дыхания;8 - концентрация углеводов;ЬВ - приращение концентрации углеводов от импульсной дозы;Д - скорость дозирования углеводов,"дЯ - приращение интенсивности дыхания от импульсной дозы;Ц - интенсивность дыхания при скорости дозирования;ЬО - приращение интенсивности дыхания от изменения скорости дозирования Ь- приращение скорости дозирования углеводов,Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе:1. Лукомский И, С. и Городецкий В. К. "Применение микроцида (глюкозооксидазы) для определения глюкозы крови в норме и при диабете", "Биохимия", 1961, т.26, 25 с, 477-482,