Математическое моделирование биосинтеза продуктов метаболизма — страница 6

  • Просмотров 2242
  • Скачиваний 194
  • Размер файла 67
    Кб

ферментации. Поэтому, описывая материальный баланс по продукту метаболизма, необходимо учитывать кинетику его инактивации: (28), где – скорость деградации продукта метаболизма. При рассмотрении синтеза метаболитов, использовалась удельная скорость, в случае деградации, вводить удельную скорость не корректно, т.к. продукт существует отдельно от биомассы, и его деградация не зависит в общем случае от ее концентрации. Рассмотрим

модели кинетики деградации: (29), деградация отсутствует. (30), деградация идет с постоянной скоростью. Такое выражение странно выглядит в начале процесса, когда продукта еще нет; из уравнения же получается, что концентрация продукта снижается ниже нуля, что не имеет физического смысла. (31), реакция разложения первого порядка, пропорционально количеству образовавшегося продукта [16]. (32), реакция разложения n-ого порядка, при чем n

может быть как больше 1, так и меньше и не быть целым числом. (33), реакция разложения зависит не только от концентрации продукта, но и от концентрации биомассы. (34), скорость реакции разложения зависит от концентрации биомассы и возрастает с концентрацией продукта до какого-то предела. Приведенные уравнения инактивации (29)-(34) наиболее распространенные, существуют также и другие более сложные зависимости. Модель накопления

продукта метаболизма на примере лейцина. L-лейцин- незаменимая аминокислота, необходимая для промышленного получения лизина. Производство лизина базируется на лейцинозависимых штаммах. Годовое производство лизина составляет приблизительно 500000 т/г. Лизин широко используется в с/х в качестве кормовой добавки. Лейцин также применяется в спортивном питании, т.к. является предшественником незаменимых жирных кислот, входящих в

состав клеточных мембран. Элементная формула L-лейцина (L-a-аминоизокапроновая кислота): C5H10NH2COOH. Основным способом производства L-лейцина является микробиологический синтез с использованием штамма Corynebacterium glutamicum. Биосинтез проводился в лабораторном биореакторе. В отбираемых пробах определялась оптическая плотность – Х, содержание лейцина – P и содержание редуцирующих веществ (РВ) по Бертрану – S. Полученные результаты

приводятся в таблице 1. Таблица 1. Простейшим предположением о механизме микробиологического биосинтетического процесса является обобщение данных о том, что биосинтез, с одной стороны, ассоциирован с ростом, а с другой, осуществляется покоящейся клеткой. Поэтому было решено использовать следующее соотношение (8): (35), где P – концентрация продукта (лейцина), г/л; aP, bP – эмпирические константы. aP, bP были определены методом