Объектов и явлений. Поэтому, анализируя биологическую системы в це-

Лом, применяют метод декомпозиции, расчленяя исходную систему на ряд

подсистем: строятся модели массообмена, кинетики роста биообъекта и

Биохимических процессов. К настоящему времени разработано много мо-

Делей массообмена, кинетики потребления субстрата и образования раз-

личных продуктов. Наиболее сложная задача – моделирование собственно

Биологических объектов, так как они значительно сложнее химических,

Физических и технических. Объекты биотехнологии способны к саморе-

Гулированию, их сложность усугубляется неоднородностью. Процессы,

Протекающие в биореакторе, зависят не только от сложных внутриклеточ-

Ных факторов, но и от условий внешней среды; в свою очередь, внешние

Процессы в биологии связаны с внутренними, поэтому их разделить нель-

Зя. Кроме этого, на данном этапе уровня развития математической биоло-

Гии отсутствует теория, адекватная сущности биологических процессов.

Пока не создан математический аппарат, способный описать природу

Биологических превращений во всем многообразии, то есть необходимо

Развитие и совершенствование самого математического аппарата. Мате-

Матическое описание биологических объектов дополнительно осложняет-

Ся их недостаточной изученностью. Поэтому на данном этапе возможно

Достаточно упрощенное и приближенное математическое описание биоло-

Гических объектов, это направление нуждается в существенном совер-

Шенствовании.

Оптимизация биотехнологических процессов осуществляется на осно-

Ве сочетания экспериментального и математического моделирования и

Применения современных методов оптимизации (динамического и нели-

Нейного программирования, вариационного исчисления). Однако в на-

Стоящее время для оценки оптимальности биотехнологических процессов

Трудно даже подобрать критерии. При оптимизации в биотехнологии не-

Обходимо учитывать ограничения, связанные с экономическими и конст-

Руктивными условиями, возможностями контрольно-измерительной аппа-

Ратуры и средств управления, экологическими требованиями и др. Моде-

лирование и оптимизация биотехнологических процессов – задача слож-

Ная и во многом еще не решенная. Однако именно разработка адекватных

Моделей различных биотехнологических процессов и на их основе созда-

ние совершенных методов оптимизации и управления – важнейшее на-

Правление биотехнологии, без которого невозможен прогресс.

Глава 2. ПРОМЫШЛЕННАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ:

ПРОЦЕССЫ ПРОИЗВОДСТВА

ПОЛЕЗНЫХ ВЕЩЕСТВ

Промышленная микробиология – это наука о получении различных

Целевых продуктов на основе жизнедеятельности микроорганизмов. Про-

Мышленная микробиология (или техническая микробиология) в настоя-

Щее время представляет собой также самостоятельную и наиболее круп-

Нотоннажную отрасль современной промышленной биотехнологии. Ог-

Ромное разнообразие микроорганизмов, утилизирующих в качестве рос-

Товых субстратов различные соединения, в том числе отходы, позволяет

Получать широкий спектр биологически активных соединений, а также

Осуществлять полезные для человека реакции, включая обезвреживание

Отходов, трансформацию и получение энергии, и многое другое.

В настоящее время в различных процессах промышленной микробио-

Логии получают около 200 соединений, обладающих коммерческой цен-

ностью. Важнейшими среди них являются: алкалоиды, аминокислоты,

Антибиотики, антиметаболиты, антиоксиданты, белки, витамины, герби-

Циды, инсектициды, коферменты, липиды, нуклеиновые кислоты, органи-

Ческие кислоты, пигменты, ПАВ, полисахариды, полиоксиалканоаты, про-

Тивоопухолевые агенты, растворители, сахара, стерины, ферменты, нук-

Леотиды, нуклеозиды, эмульгаторы.

БЕЛОК ОДНОКЛЕТОЧНЫХ