bannerka.ua

Кинетика биохимических и микробиологических процессов

Кинетика Биохимических и микробиологических процессов.

Кинетика биохимических и микробиологических процессов имеет много общего том, что обе группы являются чисто Ферментативными Процессами, т. е. их ход ускоряется Биокатализаторами (ферментами, энзимами). Отмена лишь в том, что Биохимическими считают те процессы, которые происходят при участии ферментов самой пищевого сырья или чистых препаратов и их смесей, Выделенных из растительного, животного или микробиологического материала. К Микробиологических относят процессы, происходящие с участием определенных культур микроорганизмов или их фрагментов, содержащих ферменты. Эти процессы имеют очень большое распространение в пищевых производствах. На их использовании основаны многие отраслей пищеперерабатывающей комплекса.

По сравнению с химическими реакциями ферментативные имеют значительно более сложный механизм. Скорость их протекания зависит не только от концентрации исходного вещества (субстрата) и фермента, от температуры и давления, но и от состояния фермента, степени его чистоты, от рН, влияния Активаторов и ингибиторов — веществ, увеличивающих или уменьшающих активность фермента, И других факторов.

Кинетические закономерности этих реакций учитывают современные представления о сложной структуре фермента, его активного центра и механизм его каталитического действия. Сущность ферментативного катализа основывается на Теории фермент-субстратного промежуточного комплекса, Который может быть в состоянии термодинамического равновесия с исходными веществами (субстрат и фермент) и который необратимо разлагается на продукты реакции с высвобождением фермента. Это можно проиллюстрировать следующей схеме:

K1

S+FFSF+Р,

K2

Где: S — субстрат;

FФермент;

FSПромежуточный фермент — субстратный комплекс;

Р — Продукт реакции;

K1 — Константа скорости образования комплекса;

K2 — Константа скорости диссоциации комплекса.

Согласно закону действующих масс скорости реакций образования и диссоциации фермент-субстратного комплекса будут равны:

V1 = K1[S] [F]; V2 = K2[FS];

В состоянии равновесия V1= V2, тогда константа равновесия будет:

K = k1/k2 = [FS]/ [S] [F], Или K = fs / fS

Где k — константа ривноваги4

[FS=Fs] — концентрация фермент-субстратного комплекса;

[F] = F — концентрация свободного фермента;

[S] =S концентрация субстрата.

Поскольку концентрация субстрата всегда является избыточным по отношению к концентрации фермента, то можно считать, что скорость процесса зависит в основном от концентрации фермента, и его состояния. Фермент, как катализатор, не расходуется в ходе процесса, поэтому его общая концентрация F0 будет состоять из концентрации свободного фермента F и связанного в фермент-субстратного комплекса FS: F0=F+FS. Отсюда

FS =F0-F

Тогда уравнение можно записать:

K=FS / (F0-FS) *S, A FS=F0*S / 1 /K+S

Для быстроты реакции распада фермент-субстратного комплекса на конечный продукт можно написать v3 = K2F0S / (1 /K + S). Величина 1 /К Есть обратной к константы равновесия образования и диссоциации фермент-субстратного комплекса 1 / k = k2/k1=Ks.

Эту величину называют Константой Михаелиса В честь французского биохимика Л. Михаелиса, изучавший механизм ферментативных реакций. Для характеристики развития таких реакций чаще используют начальную скорость, тогда уравнение для скорости реакции образования продукта будет иметь вид:

V0=K2*F0*S0/ (Ks+S0)

Где V0Начальная скорость процесса;

K2Константа скорости диссоциации фермент-субстратного комплекса;

S0 — начальная концентрация субстрата;

Ks — Константа Михаелиса.

Уравнение называют Уравнением Михаелиса-Ментена. Оно вполне удовлетворительно согласуется с экспериментальными данными о ходе многих ферментативных реакций, а потому считается Общим законом ферментативного катализа.

Течение микробиологических процессов усложняется по сравнению с биохимическими из-за того, что на них влияют еще такие дополнительные факторы, как концентрация микробиальных Клеток (Биомасса), скорость роста биомассы, которая зависит от особенностей вида (штамма) микроорганизмов, от активности и концентрации Ингибиторов - Метаболитов И тому подобное. Для их описания предложены следующие кинетические Модели, как модель Моно, Моно-Иерусалимського, П. И. Николаева и другие.

По Модели Моно:

dС s

- Кинетика биохимических и микробиологических процессов= Μс; с = C0+в (SО-S) μ=ΜM

Ks+S

Где с, с0 — текущая и начальная концентрация биомассы;

Μ, ΜM текущая и максимальная удельная скорость роста биомассы, которая зависит от особенностей вида (штамма) микроорганизмов;

Y — Эмпирический коэффициент;

S, s0 — текущая и начальная концентрация субстрата (питательной среды);

КSКонстанта насыщения Моно (концентрация субстрата, при которой Μ = 0,5 / μт).

По усовершенствованной Модели Моно-Иерусалимського Третье уравнение в системе уравнений Моно имеет множитель, учитывающий структуру популяции микроорганизмов, что влияет на способность наращивать свою биомассу. По этой модели удельная скорость наращивания биомассы описывается уравнением:

S Kp

Кинетика биохимических и микробиологических процессовКинетика биохимических и микробиологических процессов μ = μM Ks+S * Kp+P

Где KР — Константа, характеризующая структуру популяции микроорганизмов;

Р - Концентрация ингибитора — метаболита процесса.

Подытоживая сказанное о кинетике Технологических процессов, надо отметить, что установление кинетических закономерностей позволяет решать многие теоретических и практических задач. Так, методами кинетического анализа можно выяснить механизм протекания процесса, а именно: механизм образования и диссоциации фермент-субстратного комплекса, число промежуточных стадий, сродство фермента и субстрата состав и структуру активного центра фермента, влияние чистоты фермента на его активность, влияние и механизм действия ингибиторов на ферментативный процесс.

К практическим задачам, которые решаются кинетическим анализом, следует отнести такие как: значения входных и выходных параметров, которые обеспечивают оптимальный ход процесса, свойства исходного продукта, допустимые отклонения параметров, расчет констант скоростей и оптимального времени процесса и другие.

Литература:

1. П. П. Пивоваров, Д. Ю. Прасол. Теоретические основы технологии пищевых производств. Х.: Харьковский государственный университет питания и торговли, 2000. — 118 с.

2. Общая технология пищевых производств / Под ред. Ковалевской Л. П.-М.: Колос, 1993. -384с.

3. Общая технология пищевых производств / Под ред. Назарова Н. И. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. — 360 с.

4. Технология пищевых производств / Поду ред. Ковалевской Л. П. — М.: Колос, 1997.-707 с.

5. Филиппович Ю. Б. Основы биохимии. — М.: Высш. шк. 1985,-503с.

6. Кучеренко М. Е. и др.. Биохимия для вузов. — М.: Высшая школа. 1995,-464с.

7. Боечко Ф. Ф. Биологическая химия.-К.: Высшая школа. 1995,-536с.

Tagged with: , , , , , , ,
Posted in Теоретические основы технологии пищевых производств
No Comments » for Кинетика биохимических и микробиологических процессов
1 Pings/Trackbacks for "Кинетика биохимических и микробиологических процессов"
  1. […] кинетика микробиологических процессов […]

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Перечень предметов
  1. Бухучет в ресторанном хозяйстве
  2. Введение в специальность 4к.2с
  3. Высшая математика 3к.1с
  4. Делопроизводство
  5. Информационные технологии в области
  6. Информационные технологии в системах качества стандартизаціісертифікаціі
  7. История украинской культуры
  8. Математические модели в расчетах на эвм
  9. Методы контроля пищевых производств
  10. Микробиология молока и молочных продуктов 3к.1с
  11. Микропроцессорные системы управления технологическими процессами
  12. Научно-практические основы технологии молока и молочных продуктов
  13. Научно-практические основы технологии мяса и мясных продуктов
  14. Общая технология пищевых производств 4к.2с
  15. Общие технологии пищевых производств
  16. Организация обслуживания в предприятиях ресторанного хозяйства
  17. Основы научных исследований и техничнои творчества
  18. Основы охраны труда
  19. Основы пидприемницькои деятельности и агробизнеса
  20. Основы физиологии и гигиены питания 3к.1с
  21. Пищевые и диетические добавки
  22. Политология
  23. Получения доброкачественного молока 3к.1с
  24. Прикладная механика
  25. Прикладная механика 4к.2с
  26. Теоретические основы технологии пищевых производств
  27. Технологический семинар
  28. Технологическое оборудование для молочной промышленности
  29. Технологическое оборудование для мьяснои промышленности
  30. Технология продукции предприятий ресторанного хозяйства
  31. Технология хранения консервирования и переработки молока
  32. Технология хранения, консервирования и переработки мяса
  33. Технохимическому контроль
  34. Управление качеством продукции ресторанного хозяйства
  35. Физика
  36. Физическое воспитание 3к.1с
Возможно Вы искали: