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.

математическая модель, кинетика, культивирование, дрожжи Saccharomyces cerevisiae

1. Алексеев Г.В., Вороненко Б.А., Лукин Н.И. Математические методы в пищевой инженерии. СПб: ЛАНЬ, 2012, 176 с.

2. Nikolić S., Mojović L., Rakin M., Pejin J. et al. Simultaneous enzymatic saccharification and fermentation (SSF) in bioethanol production from corn meal by free and immobilized cells of Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus // Journal of Chemical Science and Technology. 2012. V. 1. Issue.1. P. 21-26.

3. Тишин В.Б., Оганнисян В. Г., Леонов А. В. Тепло- и массообмен между клеткой и культуральной средой при аэробном культивировании хлебопекарных дрожжей. // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. 2012. № 2.

4. Арзамасцев А.А., Андреев А.Н. О возможности использования различных моделей кинетики био- синтеза. // Биофизика. 2001. T. 46. № 6. С. 1048-1061.

5. Шлейкин А.Г., Кабанов А.В. и др. Изуче- ние тиолдисульфидного равновесия в хлебопекар- ных дрожжах. // Вестник Международной акаде- мии холода. 2014. № 2. С. 62-65.

6. Тишин В.Б., Головинская О.В., Леонов А.В. Математические и компьютерные методы в медицине, биологии и экологии: монография. М.: МИЭМП, 2013. С. 36-53.

7. Тишин В.Б. Культивирование микроорга- низмов. Кинетика, гидродинамика, тепломассооб- мен. СПб: РАПП, 2012. 180 с.

8. Тишин В.Б., Аль Асаад Кусай М., Кхалил М.М. Исследование влияния некоторых факторов на кинетику роста дрожжей Saccharomyces cerevisiae при периодическом культивировании. // Вестник междуна- родной академии холода. 2007. № 1. С. 44-47.

9. Макаров Е.Г. Инженерные расчеты в MatchCad: учебный курс. СПб.: Питер, 2005. 448 с.

10. Дмитриева Ю.В., Андреев А.Н. Выбор дрожжей для технологии замороженной после формования сдобы. // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. 2015. № 3. С. 31-44.