Modeling of the macromolecular composition dynamics of microalgae batch culture

В работе методом математического моделирования проведено исследование механизмов влияния света на скорость роста и макромолекулярный состав накопительной культуры микроводорослей. Показано, что даже при единственном лимитирующем факторе рост микроводорослей сопряжен со значительным изменением биохимического состава биомассы. Отмечено, существующие математические модели, основанные принципах ферментативной кинетики, не учитывают возможную смену лимитирующего фактора в процессе увеличения биомассы позволяют описать динамику относительного содержания ее биохимических компонентов. качестве альтернативного подхода предложена двухкомпонентная модель, основе которой положено предположение о двухстадийности фотоавтотрофного роста. Биомассу можно рассматривать виде суммы двух макромолекулярных составляющих — структурной резервной. Предполагается пропорциональность всех структурных компонентов биомассы, значительно упрощает выкладки верификацию модели. Предлагаемая модель представлена системой дифференциальных уравнений: синтеза резервных определяется интенсивностью света, а потоком резервов ключевой мультиферментный комплекс. Модель учитывает, часть расходуется пополнение пула макроэргов. Скорости форм заданы линейными сплайнами, которые учесть с ростом плотности культуры. условиях светового лимитирования накопительную кривую необходимо разделять несколько областей: неограниченного роста, малой концентрации клеток оптически плотной Для каждого участка получены аналитические решения предлагаемой выражены элементарных функциях оценить видоспецифические коэффициенты. Проведена верификация модели экспериментальных данных динамики хлорофилла $a$ красной морской микроводоросли Pоrphуridium purpurеum.