在啤酒酵母的生长试验中,消耗了 0.2 𝑘𝑔 葡萄糖和 0.0672 𝑘𝑔𝑂2,生成 0.0746 𝑘𝑔 酵母菌 和 0.12 𝑘𝑔𝐶𝑂2,请写出该反应的质量平衡式,计算酵母得率 𝑌𝑋/𝑆 和呼吸商 𝑅𝑄[提示: 细胞平均分子式用 𝐶𝑥𝐻𝑦𝑂𝑧 表示;配平反应式再计算]。
时间: 2024-03-07 20:52:40 浏览: 22
该反应的质量平衡式为:
0.2 𝑘𝑔葡萄糖 + 0.0672 𝑘𝑔𝑂2 → 0.0746 𝑘𝑔酵母 + 0.12 𝑘𝑔𝐶𝑂2
根据反应式可以得到葡萄糖和氧气的化学计量比为:
0.2/0.0672 = 2.98 ≈ 3
因此,可以配平反应式得到:
C6H12O6 + 3O2 → 2.62C4H7O2N + 2.18C2H5OH + 3CO2
其中,C4H7O2N为酵母的平均分子式,C2H5OH为乙醇。
根据配平后的反应式,可以得到酵母的生成量为:
0.2 / 6 × 2.62 = 0.0437 kg
因此,酵母得率为:
𝑌𝑋/𝑆 = 0.0437 / 0.2 = 0.2185 ≈ 22%
酵母生成过程中产生的二氧化碳量为:
2.18 × 44 / 46 = 2.1 𝑘𝑔
因此,呼吸商为:
𝑅𝑄 = 0.12 / 2.1 = 0.0571 ≈ 0.06
呼吸商表示细胞通过呼吸作用产生的 CO2 量和消耗的氧气量之比,一般在 0.6-1.0 之间,说明在此次试验中酵母主要利用了发酵代谢途径进行生长。
相关问题
酵母细胞在7h内从19kgDW·m-3增长到54kgDW·m-3。在此期间,每1L发酵液消耗了81g甘油。确定比生长速度和细胞得率与甘油的关系
根据所提供的信息,可以计算出酵母细胞的生长速率和细胞得率与甘油的关系。
首先,可以计算出酵母细胞的比生长速率μ,公式为:
μ = (ln X2 - ln X1) / (t2 - t1)
其中,X1为起始细胞浓度,即19kgDW·m-3;X2为终止细胞浓度,即54kgDW·m-3;t1为起始时间;t2为终止时间,即7小时后。
将数值代入公式中,可以得到:
μ = (ln 54 - ln 19) / 7 ≈ 0.17 h-1
接下来,可以计算出酵母细胞的细胞得率YX/S,即每消耗单位底物(甘油)产生的细胞量。公式为:
YX/S = (X2 - X1) / (S1 - S2)
其中,S1为起始甘油浓度,即0 g/L;S2为终止甘油浓度,即81 g/L。
将数值代入公式中,可以得到:
YX/S = (54 - 19) / (0 - 81) ≈ 0.35 gDW·g-1甘油
因此,酵母细胞的比生长速率是0.17 h-1,细胞得率是0.35 gDW·g-1甘油。这两个参数与甘油的浓度有关,可以用来优化发酵过程,提高产量。
酵母细胞在7h内从19kgDW·m-3增长到54kgDW·m-3。在此期间,每1L发酵液消耗了81g甘油。确定平均比生长速度(u)和细胞得率与甘油的关系(Yx/s)
根据题意,酵母细胞在7小时内从19kgDW·m-3增长到54kgDW·m-3,因此平均比生长速率(u)可以计算为:
u = (54 - 19) / (19 × 7) = 0.587 kgDW·m-3·h-1
每1L发酵液消耗了81g甘油,因此可以计算出酵母细胞得率与甘油的关系(Yx/s):
Yx/s = ΔX / ΔS = (54 - 19) / (81 × 7 / 1000) = 0.452 kgDW·kg-1甘油
因此,平均比生长速率(u)为0.587 kgDW·m-3·h-1,细胞得率与甘油的关系(Yx/s)为0.452 kgDW·kg-1甘油。
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