Bakteriyel Büyüme. Kesikli - Sürekli Biyoreaktör. Erlenmeyer de saf kültürlerin büyüme (gelişme) eğrisi. Bakteriyel Büyüme

Benzer belgeler
ENDÜSTRİYEL MİKROBİYOLOJİ-4

6. BÖLÜM MİKROBİYAL METABOLİZMA

1. Kıyı Bölgelerinde Çevre Kirliliği ve Kontrolü KÇKK

ÇEVRE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ KODLU TEMEL ĠġLEMLER-1 LABORATUVAR DERSĠ DENEY FÖYÜ

Çizelge 2.6. Farklı ph ve su sıcaklığı değerlerinde amonyak düzeyi (toplam amonyağın yüzdesi olarak) (Boyd 2008a)

Bitkide Fosfor. Aktif alım açısından bitki tür ve çeşitleri arasında farklılıklar vardır

Hücrelerde gerçekleşen yapım, yıkım ve dönüşüm olaylarının bütününe metabolizma denir.

Mikrobiyal Çoğalma ve Biyoürün Oluşumu, Bitki ve Hayvan Hücre Kültürleri

TEST 1. Hücre Solunumu. 4. Aşağıda verilen moleküllerden hangisi oksijenli solunumda substrat olarak kullanılamaz? A) Glikoz B) Mineral C) Yağ asidi

Mikrobiyal Gelişim. Jenerasyon süresi. Bakterilerde üreme eğrisi. Örneğin; (optimum koşullar altında) 10/5/2015

7. BÖLÜM MİKROBİYAL GELİŞİM

YAZILIYA HAZIRLIK TEST SORULARI. 11. Sınıf

Solunum. Solunum ve odunsu bitkilerin büyümesi arasında yüksek bir korelasyon bulunmaktadır (Kozlowski ve Pallardy, 1997).

METABOLİK DEĞİŞİKLİKLER VE FİZİKSEL PERFORMANS

HÜCRESEL SOLUNUM OKSİJENSİZ SOLUNUM

Aktivasyon enerjisi. Enzim kullanılmayan. enerjisi. Girenlerin toplam. enerjisi. Enzim kullanılan. Serbest kalan enerji. tepkimenin aktivasyon

Hücre Solunumu: Kimyasal Enerji Eldesi

Biyokimyasal Oksijen İhtiyacı (BOİ) Doç.Dr.Ergün YILDIZ

MİKROORGANİZMA GELİŞMESİNİN ÇEVRE İLE İLİŞKİSİ

Redoks Kimyasını Gözden Geçirme

YGS YE HAZIRLIK DENEMESi #2

13 HÜCRESEL SOLUNUM LAKTİK ASİT FERMANTASYONU

12 HÜCRESEL SOLUNUM GLİKOLİZ VE ETİL ALKOL FERMANTASYONU

DİĞER ARITMA PROSESLERİ

2. Kanun- Enerji dönüşümü sırasında bir miktar kullanılabilir kullanılamayan enerji ısı olarak kaybolur.

Biochemistry Chapter 4: Biomolecules. Hikmet Geçkil, Professor Department of Molecular Biology and Genetics Inonu University

6. glikolizde enerji kazanım hesaplamalarında; Substrat düzeyinde -ATP üretimi yaklaşık yüzde kaç hesaplanır? a. % 0 b. % 2 c. % 10 d. % 38 e.

DENİZ BALIKLARI YETİŞTİRİCİLİĞİNDE SU KALİTESİ

İyi kalitedeki yem seçimi ve yönetimi, Yoğun yetiştiricilik yapılan karides havuzlarında mekanik havalandırma yapılması, Mümkün olabildiğince su

EK 1 TABLO 1 ZEHİRLİLİK SEYRELME FAKTÖRÜ (ZSF) TAYİNİ

BİTKİ BESİN MADDELERİ (BBM)

HÜCRE SOLUNUMU: KİMYASAL ENERJİ ELDESİ

CANLILARIN ORTAK ÖZELLİKLERİ

YGS YE HAZIRLIK DENEMESi #15

ÖĞRENME ALANI: Canlılar ve Hayat 6.ÜNİTE: Canlılar ve Enerji ilişkileri

Öğr. Gör. Dr. İlker BÜYÜK (Botanik, 10. Hafta): Fotosentez FOTOSENTEZ

Biyogaz Temel Eğitimi

Solunumda organik bileşikler karbondioksite yükseltgenir ve absorbe edilen oksijen ise suya indirgenir.

BİYOİNORGANİK KİMYA 5. HAFTA

GIDALARDAKİ M.O LARIN KONTROLÜNDE 4 TEMEL İLKE UYGULANIR

Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ) Chemical Oxygen Demand (COD)

Stres Koşulları ve Bitkilerin Tepkisi

Prof. Dr. Filiz Özçelik. Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü

İnfeksiyon tanısında yeni yaklaşımlar Biyosensörler. Barış OTLU İnönü Üniversitesi Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, Malatya.

ÇEV416 ENDÜSTRİYEL ATIKSULARIN ARITILMASI

DAHA İYİ ÖZEL FORMÜLASYON. Yumurta Verim Kabuk Kalitesi Yemden Yararlanma Karaciğer Sağlığı Bağırsak Sağlığı Bağışıklık Karlılık

8 HAFTA Mikrobiyal Beslenme

ÇEVRE KİMYASI LABORATUVARI II DERSİ İÇİN KAYNAK NOT: BU NOTTAKİ HER BİLGİDEN SORUMLUSUNUZ.

EGZERSİZ ENERJİ KAYNAKLARI DOÇ.DR.MİTAT KOZ

Karbonmonoksit (CO) Oluşumu

EGZERSİZ ENERJİ KAYNAKLARI DOÇ.DR.MİTAT KOZ

YAZILIYA HAZIRLIK SORULARI. 9. Sınıf

Canlıların yapısına en fazla oranda katılan organik molekül çeşididir. Deri, saç, tırnak, boynuz gibi oluşumların temel maddesi proteinlerdir.

ATIKSU ARITIMININ ESASLARI

Biyolojik Besi Maddesi Gideren Atıksu Arıtma Tesisi Geri Devir Çamurunda Farklı Dezentegrasyon Uygulamalarının İncelenmesi

Öğretim Üyeleri İçin Ön Söz Öğrenciler İçin Ön Söz Teşekkürler Yazar Hakkında Çevirenler Çeviri Editöründen

ENDÜSTRİYEL MİKROBİYOLOJİ

Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Buca/İZMİR. Yanma. Prof.Dr. Abdurrahman BAYRAM

Katlı oranlar kanunu. 2H 2 + O 2 H 2 O Sabit Oran ( 4 g 32 g 36 g. 2 g 16 g 18 g. 1 g 8 g 9 g. 8 g 64 g 72 g. N 2 + 3H 2 2NH 3 Sabit Oran (

ayxmaz/lisebiyoloji.com

AEROBİK BİYOFİLM PROSESLERİ

ADIM ADIM YGS-LYS 44. ADIM CANLILARIN SINIFLANDIRILMASI-4 BAKTERİLER ALEMİ-2

Akvaryum veya küçük havuzlarda amonyağın daha az zehirli olan nitrit ve nitrata dönüştürülmesi için gerekli olan bakteri populasyonunu (nitrifikasyon

Fermentasyon teknikleri GIDA BİYOTEKNOLOJİSİ Yüzey kültür tekniğinin dezavantajları. Fermentasyon teknikleri ve Biyoreaktörler

BİTKİ BESLEME DERS NOTLARI

BAKTERİLERİN GENETİK KARAKTERLERİ

Şartlarında Bakteriyel İnaktivasyon Sürecinin İndikatör

Harran Üniversitesi Kısa tarihi

ATIKSU KARAKTERİZASYONU Genel. Dr. A. Saatçı

Çevre Kimyası 1, Örnek Çalışma Soruları

Ötrifikasyon. Ötrifikasyonun Nedenleri

CANLILAR VE ENERJİ İLŞKİLERİ

1.018/7.30J Ekoloji I: Dünya Sistemi Güz 2009

Hava kirleticilerinin çoğu havaya küçük miktarlarda katılır. Kirleticilerin yoğunluğu değişik biçimlerde ifade edilir.

KİMYASAL VE FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ SEBEBİYLE MİKROBİYEL GELİŞMEYE EN UYGUN, DOLAYISIYLA BOZULMAYA EN YATKIN, GIDALARDAN BİRİDİR.

BURSA HAMİTLER SIZINTI SUYU ARITMA TESİSİNİN İNCELENMESİ

ÜZÜM TANESİNİN GELİŞİMİ VE YAPISI

KİMYA-IV. Yrd. Doç. Dr. Yakup Güneş

Alkoller, Eterler ve Tiyoller

DERS ĐÇERĐKLERĐ GÜZ YARIYILI: GMB 501 Uzmanlık Alan Dersi (4 0 0)

Bölüm 15 Kimyasal Denge. Denge Kavramı

TEKRAR DOLAŞIMLI ÜRETİM SİSTEMLERİNDE SU KALİTESİ ve YÖNETİMİ

İDEAL GAZ KARIŞIMLARI

Rumen Kondisyoneri DAHA İYİ BY-PASS PROTEİN ÜRETİMİNİ VE ENERJİ ÇEVRİMİNİ ARTTIRMAK, RUMEN METABOLİZMASINI DÜZENLEMEK İÇİN PRONEL

ENERJİ AKIŞI VE MADDE DÖNGÜSÜ

OTEKOLOJİ TOPRAK FAKTÖRLERİ

Özel Formülasyon DAHA İYİ DAHA DÜŞÜK MALIYETLE DAHA SAĞLIKLI SÜRÜLER VE DAHA FAZLA YUMURTA IÇIN AGRALYX!

FERMENTASYON. Bir maddenin bakteriler, mantarlarve diğer mikroorganizmalar aracılığıyla, genellikle ısı vererek ve köpürerek

GIDALARDA MİKROBİYAL GELİŞMEYİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER

Hücreler, kimyasal yasaların geçerli olduğu kimyasal fabrikalar olarak da kabul edilmektedir.

III-Hayatın Oluşturan Kimyasal Birimler

ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ DERS NOTLARI

Biyokimya. Biyokimyanın tanımı ve önemi Organizmanın elementer yapısı Canlılık Su Kovalent olmayan bağlar (intermoleküler etkileşimler)

SU KALİTE ÖZELLİKLERİ

2+ 2- Mg SO 4. (NH 4 ) 2 SO 4 (amonyum sülfat) bileşiğini katyon ve anyonlara ayıralım.

Dr. M. Emin KAFKAS İnönü Üniversitesi Antrenörlük Eğitimi Bölümü 2015/Malatya

Mikrobiyal Oşinografi: Gizli Çoğunluğun Sesi

Metabolizma. Metabolizmaya giriş. Metabolizmaya giriş. Metabolizmayı tanımlayacak olursak

-Kloroplast ve mitokondri bulunmaz fakat bu organellerde bulunan aynı bulunur.

BİYOLOJİK PROSESLERE GENEL BAKIŞ

Transkript:

Bakteriyel Büyüme Kontrollü ortamda iki yaklaşım mevcuttur Bakteri hücreleri, potansiyel binlerce reaksiyonu gerçekleştirebilme yeteneğindedirler. Reaksiyonların bir kısmı büyüme mekanizması için bir kısmı da hc. aktivitesi (metabolik havuz, yapısal onarım, hareket, çevresel stres onarımı) için kullanılır. Metabolik süreçler Anabolik Katabolik Kesikli (Batch) Kültürler: Tek hc. veya birkaç gruptan oluşan konsorsiyuma kontrollü şartlarda dışarıdan belli miktarda nutrient verilir. Kapalı sistemlerdir. https://www.youtube.com/watch?v=timxe5feay0 Sürekli (Continous) Kültürler: Hücreler uzun süre sabit çevrede tutulmak istendiğinde devamlı kültür tekniği kullanılır. Burada taze besiyeri, sabit bir hacimde ortama sürekli olarak ilave edilir. Yine aynı hacimde besiyeri ortamdan devamlı uzaklaştırılır. Böylece sistem denge halindedir. Bu sistemde hücre sayısı ve besin durumu sabittir. Sisteme ise sabit sistem (steady system) denir. Devamlı kültür için kullanılan biyoreaktöre kemostat da denir. Kemostat, hem kültürün popülasyon yoğunluğu hem de kültürdeki büyüme oranını kontrol eder. Seyrelme oranı, karbon ve azot kaynağı gibi sınırlı besin konsantrasyonu kemostat kontrolünde kullanılır. Açık sistemlerdir. Kesikli - Sürekli Biyoreaktör Kesikli sistemler avantaj; Mikrobiyal ürünlerin üretimini optimize edilmesi Antibiyotik, vitamin, aminoasit, enzimler, maya, sirke ve alkol içecek üretimi Dezavantaj; toprak ve sucul sistemlerde kontrollü lab koşulları çok yol almamızı sağlamıyor. Katı yüzey çeşitliliği Mikroçevrenin fiziksel- kimyasal özellikleri Sınırlı nutrient varlığı Bu faktörler, mikrobiyal yarışa sebep Erlenmeyer de saf kültürlerin büyüme (gelişme) eğrisi Bakteriyel Büyüme Lag faz; Hazırlık evresi (A evresi): Hücre bölünmesinin görülmediği bu evre, ilk hücre bölünmesi gerçekleşinceye kadar devam eder. Aşılanan hücre sayısında hiçbir değişiklik olmaz. Besi ortamından alınan su ve substratlar: RNA, ribozom ve protein biyosentezinde (özellikle enzim sentezinde) kullanılır. Bu nedenle, hücre çoğalması olmadığı halde biyokütle artar. Hızlanma evresi (B evresi): Bu evrede hücre çoğalması başlar ama yavaş yürür, artış üstel (logaritmik) değildir. DNA miktarı artar, enzim sentezi devam eder ve hücrelerdeki RNA miktarında önemli artış olur. Bu iki evre birbirlerine bazı açılardan benzerlik gösterdiğinden genellikle A ve B evreleri birliktedeğerlendirilir ve lag faz adını alır. Log faz: Büyüme hızı sabittir ve maksimuma ulaşmıştır. RNA ya oranla DNA sentezi daha fazladır. Hücreler diğer evrelere göre daha küçük olup, hücrelerin kuru kütlesinin, hücre sayısına oranı diğer evrelerden daha düşüktür. Bu evredeki hücre çoğalması kolayca hesaplanabilir. Durgun faz: Hc. ler nutrient için yarış halindedir ve atık üretimi de ortamda artmaya başlayınca çoğalmayavaşlar ve bakteri sayısı durağanhale gelir. Ölüm fazı: Nutrient tükenmiştir ve toksik atıklar ortamda birikmeye ve hc. lerin ölümüne sebep olur. Otoliz sebebiyle ortamın yoğunluğu ve viskozitesi azalır. 1

Log (eksponansiyel) faz Kesikli sistemde büyüme-üreme fazı log fazda geometrik olarak meydana gelir. Büyüme-üreme hc. sayısı ile orantılıdır Teorik ve matematiksel olarak tanımlanmıştır. 2 0, 2 1, 2 2, 2 3. 2 n Kantitatif olarak; X = 2 n X 0 LnX = nln2 + LnX 0 n = (LnX - LnX 0 ) /0.693 Log (eksponansiyel) faz Jenerasyon süresi (t) : Hc. lerin iki katına çıkması için gerekli süre Spesifik (özgül) büyüme hızı (μ): Çevre şartların optimum olduğu (sınırsız substrat, sıcaklık gibi) maksimum büyüme hızıdır. Substrat sınırlandığında veya toksik yan ürünler ortamda birikmeye başladığında spesifik büyüme hızı azalmaya başlar. dx/dt = μ X X/X 0 = e μt Ln X/X 0 = LnX-LnX 0 = μt µ = (LnX-LnX 0 ) / t X=2 X 0 =1 µ = (0.693-0)/g Durgunluk Fazı Kesikli sistemlerde Durgunluk fazı, net büyümenin olmadığı faz olarak bilinir. dx/dt = 0 Aslında hala hc. ler büyür ve bölünür sadece çoğalan hc. ile ölen hc. lerin sayıları eşittir. Karbon, enerji kaynakları veya temel nutrientler tükenmeye başlar. Ne zamanki karbon kaynağının kullanımı durur, büyüme bitti demek değildir. Hc. ler ölmeye ve lizis ile nutrientlerin geri döngüsü sağlanır. Büyüme hücrenin ölümü ile sonlanır (endogenous metabolizma) Endogenous faz, büyüme döngüsünde meydana gelir oksijen kullanımı ve CO 2 ile anlaşılır. Büyüme evresinde durgunluk evresinde iken az miktarda artış gözlenir ki bu ölmüş hücrelerin karbon kaynağı olarak kullanıldığını işaret eder. Ayrıca bu atıklar ortamda birikerek toksik hale gelebilirler. Bu durum genellikle yüksek yoğunlukta hc. içeren kültürlerde meydana gelir. Besi maddesi ne kadar azalsa da hc. ler büyümeye ve bölünmeye daha üzün sürede devam ederler. Nutrient stresi, log faza göre hc. lerin daha küçük olmasına neden olmaktadır. Hücrelerin besin temini %100 olunca ölüm fazı başlar. Ölüm Fazı Kültüre edilebilir hc. lerin net olarak ölümü ile karakterize edilir. Bazı hücreler metabolizmalarını aktif tutup bölünse de kültüre edilen hc. ler net olarak azalır. dx/dt = - kdx Kd = spesifik (özgül) ölüm hızı Buradaki denklemlerin hiçbiri, büyüme hızı ve substrat konsantrasyonu arasındaki ilişkiyi açıklayamaz. Monod Denklemi Jacques Monod 1940: Spesifik büyüme oranı ve substrat arasındaki ilişki; µ = (µ max S) / Ks+S µ : spesifik büyüme hızı (1/zaman) µ max : kültür için max spesifik büyüme hızı (1/zaman) S Ks : substrat konsantrasyonu (kütle/hacim) : yarı doygunluk sabiti (kütle/hacim) µ max ve Ks değeri iki sabittir. Ks = µ max /2 µ max ve Ks değeri Bu değerler çeşitli tipteki mikroorganizmaların fizyolojik özellikleri ile ilişkilidir. Substrat çeşidi ve ısı da önemli etkendir. Şeklinde ifade edilir (bu denklem, substrat sınırlaması olmadığında ve metabolizma yan ürünleri henüz ortaya çıkmadığında geçerlidir). 2

1. Yüksek substrat konsantrasyonunda: 2. Sınırlı substrat konsantrasyonunda: S>>Ks µ = µ max bağımsız substrat konsantrasyonu dx/dt = µ max X Gerçekte bu çalışmalar, saf kültürler ile kesikli ortamda erlenmeyerde yapılmıştır. Bu şartlarda büyüme maksimum olur. Sürekli kültürlerde veya toprak ve sucul çevreler gibi substratın sınırsız veya sınırlı olduğu doğal ortamlarda durum farklıdır. S << Ks dx/dt = (µ max SX) / (Ks + S) substrat konsantrasyonuna bağlı Substrat konsnatrasyonu azaldığında büyüme de azalır Erlen çalışmalarında substratın tükendiği durum Doğal ortamlarda substrat ve nutrient sınırlaması varsa ds/dt = - (1/Y)(dX/dt) Substrat tüketimi ve hc. ye dönüşüm Monod denklemlerinden; Hücre kütlesi denklemi; dx/dt = (µ max SX) / (Ks + S) Y: Hücre verimi: Tüketilen birim substrat başına üretilen hc. kütlesi (kütle/kütle) Substrat tüketimi - hc. verimi; ds/dt = - (1/Y)(dX/dt) Hücre verimi; substrat yapısına ve hc. nin fizyolojik özelliklerine bağlıdır. Substrat Tüketimi; ds/dt = - (1/Y) (µ max SX) / Ks + S ile ifade edilir. Büyüme verileri kullanılarak µ max, Ks, Y gibi değerlerin tahmini yapılmaktadır. Ks, non-lineer regresyon analizi vasıtasıyla matematik model kullanılarak hesaplanır. Bu denklemlerle hücrelerin büyüme aşamasında substrat tüketimi ve CO 2 oluşumu kullanılarak model oluşturulmaktadır. Bu denklemlerin önemi; 1. Ks değerini deney yapmadan tahmin edebiliriz. 2. Herhangi bir parametrede değişiklik yapıldığında nasıl etkisinin olacağını deney yapmadan anlayabiliyoruz. Sürekli Kültür Kesikli kültürlerin aksine sürekli kültürler uzun süreli işletilirler. Açık sistemlerdir (kontaminasyon sorunu) Sürekli besleme giriş çözeltisi : substrat ve nutrient karışımı çıkış çözeltisi : hücreler, matabolitler, atık ürünler, kullanılmayan substrat ve nutrientler Sürekli kültürlerin büyütüldüğü sistemlere biyoreaktör yada kemostat denir. Kemostat ta Debi Substrat konsantrasyonu ph Sıcaklık O 2 kontrol altında tutulur. Amaç: Hücrelerin büyümesini kontrol altında tutarak spesifik mikrobiyal ürünlerin üretimini optimum hale getirmek. Örn: Birincil metabolitler veya büyüme ile ilişkili ürünler, etanol gibi yüksek debide üretilir veya ürünler seyreltilerek büyümeyi stimüle edebilirler. Aksine ikincil metabolitler (büyüme ile ilişkili olmayan) antibiyotik gibi düşük debide veya seyreltilmiş miktarda çok sayıda hc. ileüretilir. 3

Kemostat kültürü Büyümenin genoma etkisini Mikroorganizmaların büyümesinde nutrient limiti ve stresinin anlaşılmasında kullanılır. Avantaj Sekonder büyüme etkisinin maskelenmesi Kesikli şartlarda meydana gelen fizyolojik şartların engellenmesidir. Mikrobiyal büyüme veya metabolit üretimi kontrolü: seyreltme faktörü (µ ve dubling zamanını, hücre verimini (Y) etkiler) giriş substart konsantrasyonuna bağlıdır. Mikroorganizmaların toksik organik kontaminantlara alıştırılması ve uzun vadede geliştirilmesini sağlar. Kemostat ta biomas değişimi µ = D dx/dt = µx-dx Sabit şartlarda (Steady State) X= hc. kütlesi D= dilüsyon (seyrelme) oranı Kritik dilüsyon (seyrelme) oranı Dc; S>>Ks Dc = µ max Dc = µ max S/ (Ks+S) Kütle Dengesi Hc. kütlesinin artışı, hc. sayısının artışı ile doğru orantılıdır. Büyüme şartlarında hc. ler substratı metabolize etmektedir. Fakat bazı zamanlarda substrat konsantrasyonu veya nutrientler büyümeyi sınırlandırır ve yeni hc. oluşumu meydana gelmez. Hücrenin yaşamını sürdürebilmesi için devamlı-sürekli enerji gerekmektedir. Büyüme veya büyümenin olmadığı koşullarda mikroorganizmalar, enerjilerini substrat oksidasyonu ile sağlarlar bu da hc. kütlesi üretimine sebep olur. Hc. verimi (Y) olarak ifade edilir. Y = (hc. kütlesi gr)/(tüketilen substrat gr) Aerobik Koşullar Mikroorganizmalar, substratı aerobik respirasyonla metabolize eder. Hc. ler enerji üretmek için substratı okside ederler. Örn: Şeker veya organik asitteki karbonun yarısı yeni hc. oluşumunda kullanılır diğer yarısı da CO 2 de dönüşür. Hc. verimi 0.4 tür. Glikoz (C 6 H 12 O 6 ) molekülü kısmen okside edilir çünkü 6 Oksijen atomu içerir. Pentaklorofenol 5 Klor atomu içermesine rağmen yüksek oranda okside olur. Hc. verimi 0.05 tir. Oktadekan tamamen kullanılarak hc. verimi 1.49 dur. Kütle denklemi C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O 4

Glikozun m.organizmalarla oksidasyonu yukarıdaki denklemden biraz daha karmaşıktır. Substratın bir kısmı yeni hc. oluşturmak için bir kısmı da tamamen okside olmak için kullanılır. ac 6 H 12 O 6 + bnh 3 + co 2 dc 5 H 7 NO 2 + eco 2 + fh 2 O substrat nitrojen kaynağı oksijen hc. kütlesi Bu denklem ile atıksuların arıtılmasında mikroorganizmaların büyümesi için gerekli oksijen ve nitrojenin gereksiniminin hesaplanması, antibiyotik, vitamin üretimini maksimum hale getirilmesi ve kontamine alanların remediasyonu yapılabilmektedir. Anaerobik Koşullar Oksijen eksikliğinde organik mad. ler anaerobik respirasyonla veya fermentasyonla CO 2 e mineralize edilir. Genel anaerobik metabolizma su ile doygun nişler (sediment, su veya okyanus su kolonu) ve toprak mikroçevresi ile sınırlıdır. Anaerobik degredasyon için alternatif elektron akseptörleri gerekmektedir. Organik mad. fermentasyonu Anaerobik respirasyon için inorganik elektron akseptörleri Anaerobik respirasyon, terminal elektron akseptörünün ulaşılabilir olmasına ve elektron afinitesine bağlıdır. Alternatif elektron akseptörlerin elektron afinitesinin azalma şartları: Nitrat (nitrat-indirgenme şartlarında), manganez (manganez-indirgenme şartlarında), demir (demir-indirgenme şartlarında), sülfat (sülfatindirgenme şartlarında), karbonat (metanojenik-indirgenme şartlarında) Yeni keşfedilmiş TEA lar; arsenat, arsenit, selenit ve uranium IV Anaerobik ortamda organik bileşikler, birbirini etkileyen gruplarla veya mikroorganizma konsorsiyumu tarafından degrade edilir. Bireysel olarak incelendiğinde bu konsorsiyumda yer alan mikroorganizmaların her birinin görevinin farklı olduğu ve bileşiklerin tamamının mineralizasyonunda özel reaksiyonlardan sorumlu olduğu bilinir. Anaerobik degradasyonun son basamağı metanogenezistir ki bu durumda inorganik elektron akseptörleri nitrat, sülfat gibi tükenmiş olur. Metanogenezis, metan üretimi ile sonlanır. Bu anoksik sucul-göl sedimentlerinde çok önemlidir. Metanogenezis ayrıca aktif çamur stabilizasyonunda da çok önemlidir. Organik maddeye göre çok az miktarda nitrat ve sülfat girişi söz konusudur. ORGANİK KARBON DİSPROPORSİYONU C n H a O b + [n - (a/2) (b/4)] H 2 O [n/2 - (a/8) (b/4)] CO 2 + [n/2 - (a/8) (b/4)] CH 4 5