فرمت فایل : word (قابل ویرایش) تعداد صفحات : 58 صفحه
شمای یک سیستم تخمیری :
فرمانتر :
همانطوری که فعال و انفعالات شیمیایی ( واکنش های شیمیایی ) در یک راکتور شیمیایی صورت می گیرد واکنش های تخمیری نیز در یک فرمانتر رخ می دهد. بنابراین واحد اصلی و مهم فرمانتاسیون ، فرمانتر است .
اصولاً برای عمل فرمانتاسیون به چهار عامل اصلی و مهم احتیاج است: ( واکنش های هوازی )
1- هوا ( همان منبع اکسیژن ) 2- مواد ازته ، فسفره ، املاح غذایی مورد نیاز
3- مواد آلی ( تأمین کربن ) 4- میکروارگانیسمی که عمل تخمیر را شروع می کند.
هوا : چون هوا خود به خود و بدون فشار لازم نمی تواند وارد فرمانتر شود این عمل به وسیله ی یک کمپرسور انجام می گردد هوا دارای میکروبهای فراوانی است که هر کدام سبب رشد و تولید محصول ناخواسته ای در فرمانتر می گردد. به این علت قبل از ورود هوا به فرمانتر ، هوا باید استریل شود.
سلول ها ( میکروارگانیسم ها ) میکروارگانیسم ها اغلب وارد فرمانتر شده در خود فرمانتر کشت و تکثیر می شوند.
ولی گاهی اوقات برای ازدیاد راندمان گاهی میکروارگانیسم را در خارج از فرمانتر رشد و تکثیر داد و با غلظت بیشتری وارد فرمانتر می گردند. برای ازدیاد تماس بین میکروبها و سوپسرات مخلوط داخل فرمانتر مرتب به وسیله ی همزن مخلوط می شود.
شرایط فیزیکی و شیمیای :
این شرایط داخل فرمانتر یعنی درجه حرارت PH ، مقدار اکسیژن باید توسط سیستم های کنترل چک شود . کف تولید شده در سطح مایعات باید توسط ضد کف که اضافه می گردد . کنترل شود در غیر این صورت کف می تواند :
1- به علت جمع شدن در سطح فرمانتر مقداری از سلول ها را همراه خود نگه داشته و مانع از تماس آن با سوپسرات شود در نتیجه باعث کاهش راندمان می شود.
2- کف جمع شده در شکاف های فرمانتر به خصوص ناحیه ی درب و محل ورودی الکترودها نفوذ پیدا کرده در نتیجه از میکروبهای خارج دستگاه توسط این کف به داخل دستگاه را پیدا کرده سبب آلودگی محیط کشت دستگاه می شود.
آنزیم ها و سینتیک آنزیمی :
همانطور که قبلاً اشاره شد آنزیم ها ، کاتالیزورهای پروتئینی هستند که درون سلول های زنده وجود دارد. فعالیت های متابولیکی سلول را سرعت می بخشد گرچه آنزیم ها درون سلول ها وجود دارند. ولی امکان تولید آن ها در شرایط خارج از سلول نیز امکان پذیر است.
ساختمان آنزیمی :
تمام آنزیم های که تا به امروز به طور خالص بدست آمده اند دارای یک ماده پروتئینی می باشد فعالیت آن ها بستگی به ماده مزبور دارد . از بین رفتن مواد پروتئینی باعث عدم فعالیت آن ها می گردد.
نظریه عمل مضاعف :
برتراند در سال 1894 نظریه ی عمل مضاعف دستگاه آنزیمی را ( که شامل یک قسمت با عمل کاتالیتیکی و یک قسمت حامل که کلوئیدی بوده و این عمل را حمایت و تشدید می نماید) در مورد تمام آنزیم ها عمومیت دارد.
در سال 1923 ، ویل استرانز با قبول نظریه فوق آن را چنان تعریف کرد: مولکول آنزیمی از یک حاصل کلوئیدی و یک گروه فعال تشکیل یافته است که عمل گروه اخیر کاملاً یک عمل شیمیایی است در سال 1904 همین نظریه توسط یانگ و هاردن بر مبنای تجزیه آنزیم به یک قسمت مقاوم در مقابل حرارت به نام کوآنزیم و یک قسمت کلوئیدی غیر قابل مقاوم در مقابل حرارت بنام آپوآنزیم تایید گردد و نشان داده شد که این دو قسمت هیچکدام به تنهایی فعال بوده بلکه وقتی آن دو با هم باشند ، فعال هستند.
Holoenzyme = Apoenzyme + coenzyme
نام گذاری آنزیم ها :
نام آنزیم غالباً از واکنشی که باعث آن می شوند گرفته شده و در آخر ، کلمه ی « آز » آورده می شود به عنوان مثال آنزیم اوراز که عمل تجزیه ی اوره و تبدیل آن به آمونیاک را عهده دار است و یا آنزیم Alcoholdenydegenase که عمل اکسیده کردن الکوهل را بر عهده دارد.
- در ضمن آنزیم سازنده ی پنیر خوراکی از استثناها در نام گذاری آنزیم ها است.
- یبسین که آنزیم های سیستم های گوارشی هستند.
مقایسه ی بین کاتالیزور و آنزیم :
همانطور که می دانیم آنزیم و کاتالیزورهای شیمیایی دارای شباهت های زیادی با یکدیگر می باشند به طوری که معادلات و روابط واکنش ها و سرعت واکنش در هر دو مورد به یک صورت بیان می شود می توان چنین عنوان کرد که در هر مورد در واکنش گرها یا مواد ترکیب شونده ابتدا یک مولکول کمپلکس با آنزیم یا کاتالیزور تشکیل داده و این مولکول به نوبه ی خود تبدیل به محصول یا محصولات شده ، آنزیم یا کاتالیزور دست نخورده باقی می ماند.
تفاوت بین واکنش های آنزیمی و شیمیایی ( کاتالیزوری )
1- خاصیت سلکتیویتی آنزیم ( خاص بودن ) : کاتالیزورها معمولاً واکنش خاص را فعال نکرده به عنوان مثال کاتالیزوری مانند V2O5 در موارد مختلفی می تواند به کاربرده شود ولی یک آنزیم فقط یک واکنش خاصی را فعال می کند البته درجه ی خاص بودن آنزیم بستگی به نوع و نقش بیولوژیکی آن دارد.
2- درجه حرارت : کاتالیزورها معمولاً بهترین فعالیت خود را در درجه حرارت های زیاد نمایان می سازد. ولی دمای مناسب برای واکنش های آنزیمی حدود 55 تا 70 درجه سانتی گراد می باشد.
3- عدم حضور آنزیم : یک واکنش شیمیایی بدون کاتالیزور ممکن است با سرعت کمی انجام شود ولی یک واکنش بیوشیمیایی بدون حضور کاتالیزور ( آنزیم ) اصلاً انجام نمی شود.
4- نیاز به کوفاکتوز ( کوآنزیم ) : یکی دیگر از خاصیت آنزیم ها نیاز آن ها به کوفاکتور است. کوفاکتور ترکیبی غیر پروتئینی است و یک فلز مانند که با یک آنزیم غیر فعال بنام آپوآنزیم ترکیب شده و یک آنزیم فعال بنام هالوآنزیم را به وجود آورد.
لازم به تذکر است که بعضی از آنزیم ها به تنهایی قادر به فعال نمود واکنش می باشد. ( به علت ساختمان پروتئینی خود ) و بعضی این قابلیت را نداشته و نیاز به کوفاکتور دارد. ویتامین می تواند نقش یک کوفاکتور را ایجاد کند.
تحقیق جامع درباره بررسی و ارزیابی بایوراکتور و راکتور
