Нижегородова Татьяна Александровна. Исследование процессов микробиологического синтеза в условиях теплового шока

Краткое описание

Нижегородова Татьяна Александровна. Исследование процессов микробиологического синтеза в условиях теплового шока : 05.17.08 Нижегородова, Татьяна Александровна Исследование процессов микробиологического синтеза в условиях теплового шока :на примере получения L-глутаминовой кислоты : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.08 Москва, 2007 156 с., Библиогр.: с. 126-144 РГБ ОД, 61:07-5/4757

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева
61 07-5/4757
На правах рукописи

Нижегородова Татьяна Александровна
Исследование процессов микробиологического синтеза в условиях теплового шока (на примере получения L-глутаминовой кислоты)
05.17.08 - Процессы и аппараты химической технологии
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научные руководители: кандидат технических наук, доцент Гусева Е.В.; профессор Будран Ж.
Москва - 2007
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 4
Глава I. Литературный обзор
1.1. Понятие «стресс» микроорганизмов в биотехнологии 8
1.1.1. Определение понятия «стресс» микроорганизмов 8
1.1.2. Классификация стрессовых воздействий 9
1.1.3. Ответные реакции микроорганизмов в состоянии
«стресса» 11
1.2. Математическое моделирование стрессовых воздействий на
микроорганизмы 20
1.2.1. Математическое моделирование как инструмент познания
биологических объектов.. 20
1.2.2. Математическое описание влияния стрессовых
воздействий 22
1.3. Микробиологическое производство L-глутаминовой кислоты...... .30
1.3.1. История и современное состояние производства 30
1.3.2. Применение глутаминовой кислоты и ее производных 31
1.3.3. Микробиологические способы производства L-глутаминовой
кислоты 32
1.3.4. Центральный метаболизм коринебактерий 37
1.4. Математическое моделирование процесса получения L-глутамино-вой кислоты 44
1.5. Постановка задачи 48
Глава II. Экспериментальные исследования по изучению термоиндуци-рованного процесса производства L-глутаминовой кислоты микро-организмами Corynebacterium glutamicum 2262
2.1. Материалы и методы 49
2.2. Выбор оптимальной температуры теплового шока 55
2.3. Периодический процесс производства 57
2.4. Периодический процесс производства с подпиткой субстратом...63
2.5. Непрерывный процесс производства 68
2.6. Периодический процесс культивирования мутантных клеток
C.glutamicum 2262 NP 73
2.7. Определение распределения клеток C.glutamicum 2262 по
размерам 76
2.7.1. Периодический процесс 76
2.7.2. Периодический процесс с подпиткой субстратом 82
2.7.3. Непрерывный процесс 88
Глава III. Разработка математической модели термоиндуцированного процесса производства L-глутаминовой кислоты
3.1. Механизм получения L-глутаминовой кислоты методом теплового
шока 92
3.2. Математическая модель периодического процесса культиви¬
рования C.glutamicum 2262 в отсутствии теплового шока 94
3.3. Математическая модель периодического термоиндуцированного
процесса 96
3.4. Математическая модель периодического термоиндуцированного
процесса с подпиткой субстратом 99
3.5. Математическая модель непрерывного термоиндуцированного
процесса 100
3.6. Поиск значений ряда параметров математической
модели 101
з
Глава IV. Программное обеспечение для расчета микробиологического термоиндуцированного процесса производства L-глутаминовой кислоты
4.1. Описание программного обеспечения 109
4.2. Использование разработанного программного обеспечения для
моделирования производства L-глутаминовой кислоты 114
4.2.1. Периодический процесс 114
4.2.2. Периодический процесс с подпиткой субстратом 118
4.2.3. Непрерывный процесс 120
4.3. Расчет относительной ошибки 123
Основные результаты и выводы 125
Список использованной литературы 126
Приложения 145

Список литературы

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
1. В работе проведен ряд экспериментальных исследований по изучению:
• периодического, периодического с подпиткой субстратом и непрерывного процессов получения L-глутаминовой кислоты микроорганизмами C.glutamicum 2262 в условиях теплового шока;
• периодического процесса культивирования C.glutamicum 2262 в отсутствие теплового шока;
• изменения размеров клеток бактерий C.glutamicum 2262 до и после теплового шока.
2. Предложен механизм получения L-глутаминовой кислоты методом теплового шока.
3. Разработана математическая модель периодического, периодического с подпиткой и непрерывного термоиндуцированных процессов получения L-глутаминовой кислоты, определена относительная ошибка.
4. Разработано программное обеспечение для расчетов процессов производства L-глутаминовой кислоты, реализованное с использованием пакета Matlab 7.3.
Выполнен расчет периодического, периодического с подпиткой и непрерывного термоиндуцированных процессов производства L- глутаминовой кислоты. Показана эффективность периодического режима культивирования с подпиткой субстратом