8.10. КИНЕТИКА ДЕГРАДАЦИИ (ИНАКТИВАЦИИ) ПРОДУКТОВ МЕТАБОЛИЗМА

Не всегда синтезированные продукты метаболизма остаются устойчивыми; часто они настолько лабильны, что разрушаются уже в процессе самой ферментации. Поэтому описывая материальный баланс по продукту метаболизма, необходимо учитывать кинетику его инактивации:
8.91 (8.91)

Здесь Q̃P - общая скорость деградации продукта метаболизма. В данном случае правильно брать именно общую скорость, так как причиной разложения продукта совсем не обязательно должна быть биомасса.

Образовавшийся продукт существует отдельно от биомассы, и нет никакой необходимости соотносить скорости его деградации с ее концентрацией, т.е. вводить удельную скорость деградации.

Рассмотрим варианты моделирования кинетики деградации.

Деградация отсутствует:
Q̃P = 0. (8.92)

Деградация идет с постоянной скоростью:
Q̃P = К. (8.93)

Такое выражение странно выглядит в начале процесса, когда продукта еще нет; из уравнения же получается, что концентрация продукта может стать ниже нуля, что не имеет физического смысла.

Нормальная реакция разложения первого порядка:
Q̃P = KP. (8.94)

Реакция разложения идет по уравнению химической кинетики с показателем степени n (больше или меньше 1):
Q̃P = KPn. (8.95)

Реакция разложения зависит не только от концентрации продукта, но и от концентрации биомассы:
Q̃P = КРХ. (8.96)

Скорость реакции разложения зависит от концентрации биомассы и возрастает с концентрацией продукта до какого-то предела:

8.97 (897)

На рис. 8.33 для сравнения представлено графическое выражение различных зависимостей от концентрации продукта метаболизма.

Рис. 8.33

Рис. 8.33. Варианты зависимости Q̃P(P):
1 – по уравнениям (8.94) и (8.96); 2 – по уравнению (8.95) при n > 1; 3 – по уравнению (8.95) при n < 1; 4– по уравнению (8.97); 5 – по уравнению (8.93)

Зависимость может быть описана и другими уравнениями. Важно^при построении модели не забывать кинетический параметр Q̃P и как-то его описывать.