Создание оптимальных условий для культивирования биомассы дрожжей Saccharomices сerevisiae
FeSO4 — 1,0 г/л (10,0 мл водопроводной воды). Приготовили суспензию Saccharomices сerevisiae. Анализ математическиой модели: Gp = 0,0175 / (0,0175 + 0,585 + 0,0016 + 0,585) = 0,5687. Ft=5,32(значение критерия Фишера). X1 — концентрация глюкозы, г/л. X1 — концентрация глюкозы, г/л. X1 — концентрация глюкозы, г/л. Количество клеток дрожжей. Gi = 0,7679 (критерий Кохрена). S2о = {1/} Уnu=1 Уmk=1… Читать ещё >
Создание оптимальных условий для культивирования биомассы дрожжей Saccharomices сerevisiae (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Цель работы: создание оптимальных условий для культивирования биомассы дрожжей Saccharomices сerevisiae по 2 факторам на 2 уровнях.
Ход работы:
Заполнили матрицу планирования эксперимента.
N. | X0. | X1, г/л. | X2, г/л. | Y. |
— 1. | — 1. | |||
+1. | — 1. | |||
— 1. | +1. | |||
+1. | +1. |
где X0 — мнимый фактор
X1 — концентрация глюкозы, г/л.
X2 — концентрация NaNO3
Y — титр клеток Подготовили культуру Saccharomices сerevisiae для посева и стерильную воду.
Приготовили среду Чапека Сахароза — 30,0 г/л.
NaNO3 — 2,0 г/л.
MgSO4 * 7 H2O — 0,5 г/л.
FeSO4 — 1,0 г/л (10,0 мл водопроводной воды).
KH2PO4 — 1,0 г/л.
KCl — 0,5 г/л Заполнили матрицу реализации эксперимента.
N. | X0. | X1, г/л. | X2, г/л. | Y. |
1,7. | 4,25*106. | |||
1,7. | 5,27*106. | |||
2,3. | 4,38*106. | |||
2,3. | 5,27*106. |
где X0 — мнимый фактор
X1 — концентрация глюкозы, г/л.
X2 — концентрация NaNO3
Y — титр клеток.
Приготовили суспензию Saccharomices сerevisiae.
Просчитали титр суспензии Saccharomices сerevisiae в камере Горяева.
Сделали посевы и поставили в термостат.
Через 3 дня сняли показания с культуральной жидкости.
№ Пробирки. | Количество клеток дрожжей. | Среднее значение. |
1−1. | 17, 17, 19, 18, 17. | |
1−2. | 16, 15, 17, 17, 19. | |
1−3. | 15, 18, 20, 15, 15. | |
?= 4 250 000. | ||
2−1. | 22, 20, 19, 23, 20. | |
2−2. | 19, 19, 23, 24, 20. | |
2−3. | 22, 20, 23, 19, 23. | |
? = 5 266 666,667. | ||
3−1. | 18, 20, 19, 16, 16. | |
3−2. | 19, 15, 18, 19. 16. | |
3−3. | 19, 17. 19, 17, 15. | |
? = 4 383 333,333. | ||
4−1. | 22, 19, 22, 23, 18. | |
4−2. | 23, 20, 23, 22, 19. | |
4−3. | 19, 22, 22, 23, 19. | |
? = 5 266 666,667. |
Заполнили расчетную матрицу эксперимета:
N. | X0. | X1, г/л. | X2, г/л. | Y. |
+4,25. | — 4,25. | — 4,25. | 4,25*106. | |
+5,27. | +5,27. | — 5,27. | 5,27*106. | |
+4,38. | — 4,38. | +4,38. | 4,38*106. | |
+5,27. | +5,27. | +5,27. | 5,27*106. |
где X0 — мнимый фактор
X1 — концентрация глюкозы, г/л.
X2 — концентрация NaNO3
Y — титр клеток Провели расчет коэффициентов регрессии.
bi = [Уn xi] / n.
b0 = [4,25+5,27+4,38+5,27] / 4 = 4,8.
b1 = [-4,25+5,27−4,38+5,27] / 4 = 0,5.
b2 = [-4,25−5,27+4,38+5,27] / 4 = 0,13.
y = 4,8 + 0,5x1 + 0,13x2
Коэффициенты b1 и b2 имеют положительный знак, значит положительно влияют на функцию отклика.
Получив математическую модель провели её анализ.
Анализ математическиой модели:
Рассчитали построчные дисперсии по формуле:
эксперимент культуральный жидкость среда.
S2U = (1/m-1) * [Уmk=1 (Yuk — Yu) 2].
S21 = 0,5 [ (4,4*106 — 4,25*106)2 + (4,2*106 — 4,25*106)2 + (4,15*106 -4,25*106)2] = 0,0175*1012
S22 = 0,5 [ (5,2*106 — 5,27*106)2 + (5,25*106 — 5,27*106)2 + (5,35*106 -5,27*106)2] = 0,585*1012
S23 = 0,5 [ (4,45*106 — 4,38*106)2 + (4,35*106 — 4,38*106)2 + (4,35*106 -4,38*106)2] = 0,0016*1012
S24 = 0,5 [ (5,2*106 — 5,27*106)2 + (5,25*106 — 5,27*106)2 + (5,35*106 -5,27*106)2] = 0,585*1012
Проверили однородность дисперсии по критерию Кохрена
Gp = (S2u max) / Уnu=1 S2u
Gp = 0,0175 / (0,0175 + 0,585 + 0,0016 + 0,585) = 0,5687.
Gi = 0,7679 (критерий Кохрена).
Gp < Gi
0,5687 < 0,7679.
Гипотеза об однородности дисперсии принимается.
Усреднили построчные дисперсии по формуле.
S2о = {1/ [n (m-1)]} Уnu=1 Уmk=1 (Yuk — Yu) 2
S2о = {1/ [4(3−1)]} * (((4,4*106 — 4,25*106)2 + (4,2*106 — 4,25*106)2 + (4,15*106 -4,25*106)2) + ((5,2*106 — 5,27*106)2 + (5,25*106 — 5,27*106)2 + (5,35*106 -5,27*106)2) + ((4,45*106 — 4,38*106)2 + (4,35*106 — 4,38*106)2 + (4,35*106 -4,38*106)2) + ((5,2*106 — 5,27*106)2 + (5,25*106 — 5,27*106)2 + (5,35*106 -5,27*106)2)) = 0,034*1012
Нашли дисперсию коэффициентов регрессии.
S2bi = S20 / N.
S2bi = 0,034/4 = 0,0085.
Провели оценку значимости коэффициентов по критерию Стьюдента.
1 способ:
tip = |bi| / Sbi
tt =2,31(табличное значение критерия Стьюдента).
tip >tt
Для коэффициента x1
tip = 0,5/0,0085=58,28.
58,28>2.31.
Для коэффициента x2
tip = 0,13/0,0085=15,29.
- 15,29>2.31
- 2 способ:
|bi| > ^bi.
Для коэффициента x1
0,5 > 0,0085.
Для коэффициента x2
0,13> 0,0085.
Оба коэффициента регрессии признаются значимыми Рассчитали дисперсию адекватности по формуле.
S2ад = [m/(n-l)] (Уnu=1 (Yu-Yu)2).
Yu1=1,5+0,5*25+0,13*1,7=0,1405.
Yu2 =1,5+0,5*35+0,13*1,7=0,1905.
Yu3 =1,5+0,5*25+0,13*2,3=0,1406.
Yu4 =1,5+0,5*35+0,03*2,3=0,1905.
S2ад = [3/(4−2)] ((0,1405−0,0175)2 +(0,1905;0,585)2 +(0,1406−0,0016)2 +(0,1906;0,585)2 =0,1 540 125.
Fp = S2ад / S20
Fp ==0,1 540 125/0,034 = 4,529 779.
Ft=5,32(значение критерия Фишера).
Fpt.
4,53<5.32.
Линейное уравнение регрессии является адекватным.
Вывод
Проделав лабораторную работу и проанализировав расчеты мы выявили, что плотность популяции Saccharomices cerevisiae в 4 вариантах неодинакова, избыточное количество сахарозы катализирует рост популяции. Лучшие концентрации факторов 1 и 2 (сахарозы и соли NaNO3) во втором и четвертом варианте, так как концентрация соли не показала видимых изменений. Анализ результатов полного факторного эксперимента показал адекватность линейного уравнения регрессии.