профессор, кафедра пищевой биотехнологии продуктов из растительного сырья. тел. (812) 314-28-03
Professor, Department of food biotechnology of products from vegetable raw materials. phone (812) 314-28-03
заведующая кафедрой, кафедра пищевой биотехнологии продуктов из растительного сырья. тел. (812) 314-28-03
head of department, Department of food biotechnology of products from vegetable raw materials. phone (812) 314-28-03
к. т. н., кафедра пищевой биотехнологии продуктов из растительного сырья. тел. (812) 314-28-03
Ph.D., Department of food biotechnology of products from vegetable raw materials. phone (812) 314-28-03
Реферат. В технологиях производства многих пищевых продуктов микробиологические процессы являются определяющими в экономических показателях предприятий и качестве выпускаемой продукции. Примерами тому могут служить производства, в которых конечным продуктом является биомасса. Например, производство различных штаммов дрожжей Saccharomyces для различных отраслей пищевой промышленности: хлебопекарной, пивоваренной, винодельческой, а также для фармацевтической промышленности. Разработка математических моделей развития клеток микроорганизмов – одна из сложнейших задач микробиологии. Необходимость в поисках математических моделей диктуется постоянным развитием микробиологической отрасли промышленности, повышающимися требованиями к проектированию производств, ведению и предсказанию хода технологических процессов в зависимости от изменения технологических параметров. Но для этого необходимы знания о закономерностях материального и энергетического обмена между культуральной средой и клеткой и наличие математических моделей, описывающих их. Эти знания нельзя получить, не изучив кинетику протекания биологических процессов. Кинетические закономерности развития микроорганизмов во многом определяются выбором способа проведения микробиологического процесса и типа аппаратуры, в которой эти процессы протекают. Многие биологические процессы можно описать простейшими математическими моделями, однако существуют кинетические закономерности биологических процессов, которые можно описать только уравнениями более сложного вида. Получены модели кинетики культивирования дрожжей, отражающие сложности биологических процессов, протекающих во время культивирования. На примере обработки экспериментальных данных по культивированию дрожжей Saccharomyces cerevisiae периодическим способом получена система уравнений (математическая модель), устанавливающая функциональную связь прироста биомассы и потребления клетками углеводов с их различными начальными значениями в культуральной среде в условиях дефицита кислорода без какого-либо перемешивания.
Summary. In the production technology of many foods microbiological processes are crucial to the economic indicators of enterprises and the quality of the products manufactured. The examples of this are the production, where the biomass is the end product. For example, the production of various strains of the yeast Saccharomyces for different branches of the food industry: baking, brewing, winemaking, as well as for the pharmaceutical industry. The development of mathematical models of microbial cells is one of the greatest challenges of microbiology. The need to search for mathematical models is dictated by the continuous development of microbiological industry, increases in the requirements for the production design, maintenance and predictions of the processes depending on the change of process parameters. However, this requires knowledge of the laws governing material and energy exchange between the culture medium and the cell and the availability of mathematical models describing them. This knowledge cannot be obtained without studying the biological processes kinetics. Kinetic regularities of microbial growth is largely determined by the selection method of the microbiological process and the type of equipment in which these processes occur. Many biological processes can be described with a simple mathematical model, but there are kinetic regularities of biological processes that can only be described by equations of more complex type. Culturing yeast kinetic models, reflecting the complexity of the biological processes occurring during the cultivation were obtained. According to the analysis of experimental data on the Saccharomyces cerevisiae yeast culturing with a batch process, a system of equations (mathematical model), giving a functional relationship of biomass growth and cells consumption of carbohydrates with their different initial values in a culture medium under conditions of oxygen deficiency without stirring is obtained.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.