Heat flow measurements in aerobic microbial growth processes with a nonisothermal calorimeter operating directly in the fermenter

Abstract

A nonisothermal flow cdorimeter operating directly in the fermenter was used for heat flow meitsurements of aerobic microbial growth processes with high biomass productivities. The measuring nrrangement.makes i t possible to describe transitional stages of aerobic yeast cell growth by thc ratio of heat production to oxygen consumption (oxy-caloric coefficient). The oxy-caloric coefficient was not constant under the described conditions. The results refer to the existence of an additional encrgy-delivering mechanism in microbial systems with aerobic carbon source utilization. The mechanism c:tn involve polyphosphnte bond division coupled to biomass synthesis. ZusamnicnfassungEin im Fermentor arbeitendes anisothermes DurchfluDkalorimeter wurde zu WiirmefluBiuessungen an seroben mikrobiellen Wachstumsprozessen bei hohen Biomassebildungsraten angeaendet. Die MeBanordnung erlaubt die Beschreibung des ubergangsverhaltens aerober Wachstumsvorgiinge durch die Ermittlung des Verhiiltnisses von Warmeproduktion und Sauerstoffverbrauch (oxy-kalorischer Koeffizient). Dieser Koeffizient ist unter den beschriebenen Bedingungen keine Konstante. Die experimentellen Ergebnisse deuten auf die Existenz eines zusiitzlichen energieliefernden Mechanismus in mikrobiellen Systemen, in denen die Kohlenstoff-nnd Energiequelle oxydntiv abgebaut wird. Dieser Mechanismus kann eine enge Kopplung der Spaltung von Polyphosphatbindungen und der Biomassesynthese enthnlten.

Candida maltosa

“…Other species names formerly used in the literature for different C. maltosa strains are given with the respective references. Additionally, in some cases publications are given since the strains were renamed into C. Heinritz et al (1981Heinritz et al ( , 1983a,b) Germany (or IMET H128) Voigt (1981,1984) and Schneider and Triems (1981) Stichel et al (1981Stichel et al ( , 1982) (PCK) Schwedt, Germany Wiinsche (1981, 1983) Wiinsche et al (1981) Mauersberger et al (1981, 1984) Riege et al (1981) Glombitza (1982) Gradova et al (1983) Schneider et al (1983) Miiller et al (1982) Brendler et al (1983,b) Voigt et al (1984a,b, 1985) Blasig et al (1984) Bayer et al (1985) Heinritz et al (1985 Candida maltosa Bode andBirnbaum (1984) Golubev et al (1986) Candida maltosa H or H62 Candida Metz and Reuter (1977) Triebel et al (1980) Grirnmecke and Reuter (1980) Briickner and Troger (1981a,b) Kolblin and Birkenbeil (1981) Grirnrnecke and Reuter (1981a,b,c,d) Grirnmecke et al (1981) Kolblin and Troger (1982) Fischer and Reuter (1982) Niiske et al (1982) Rober and Reuter (1982) Candida maltosa H Rober and Reuter (1984a) Candida maltosa 14 Candida maltosa L4 Kunze et al (1984b) Abbreviations: -not determined; C. maltosa -Candida maltosa; C. tropicalis -Candida tropicalis; P. guilliermondii -Pichia guilliermondii; 1. elongisporus -Loddero...…”

“…• under normal conditions in discontinuous (batch) cultures on carbohydrates or alkanes or in continuous (chemostat) cultures (Glombitza and Heinritz 1979;Bley et al 1980;Stichel et al 1982;Heinritz et al 1983a;Buttner et al 1985;Minkevich et al 1988;Zentgraf 1991a,b,c);…”

“…• for the phenomenological description of the microbial substrate conversion by connecting energy and material balance equations (Heinritz et al , 1983a proving the auxiliary substrate concept of Babel (Babel 1979(Babel , 1980(Babel , 1986Babel 1988, 1989) for mixed substrate utilization;…”