Двухкомпонентная модель роста микроводорослей в плотностате

Работа посвящена исследованию механизмов влияния света на рост культуры микроводорослей в плотностате. Плотностатный способ культивирования обеспечивает одинаковые световые условия для всех клеток, стабилизация их биохимического состава, а также постоянство всех физико-химических факторов среды. Перечислены основные подходы и принципы моделирования роста культуры микроводорослей. Применение двухкомпонентных моделей обусловлено разделением фотохимических и ферментативных процессов биосинтеза клеточных структур микроводорослей из минеральных веществ за счёт энергии высокопотенциальных форм макроэргов. Предлагаемая математическая модель представлена системой двух дифференциальных уравнений, описывающих синтез резервных составляющих биомассы за счёт света и биосинтез структурных компонентов из резервных. Модель учитывает, что часть резервных компонентов расходуется на пополнение пула макроэргов, а часть структурной составляющей может преобразовываться в резервную. Скорости синтеза структурных и резервных форм биомассы заданы линейными сплайнами и выражены через приведённые потоки энергетического или пластического субстрата. Проведена верификация модели на экспериментальных данных хлорофиллостатной культуры Tetraselmis viridis. Показано, что световая кривая T. viridis. характеризуется двойной сменой лимитирующего фактора и может быть разбита на область метаболического, светового лимитирования и область насыщения. Снижение величины удельной скорости связано с уменьшением эффективности преобразования световой энергии.