كنيتيات حسابية للخصوبة: معدل النمو ونماذج تكوين المنتجات

وتشمل عمليات الفرز ردود فعل بيولوجية معقدة يمكن أن تُصاغ على شكل الرياضيات من أجل تحقيق الإنتاج الأمثل، ويساعد فهم معدلات النمو ونماذج تكوين المنتجات على التنبؤ بنتائج التخصيب والسيطرة عليها.

معدل النمو في الخصم

ويصف معدل النمو مدى سرعة تضاعف الكائنات المجهرية أثناء التخمير، ويُعبر عنه عادة على أنه معدل نمو محدد، يُخصَّص بميكروفون، ويقاس في وحدات من الوقت المتبادل.

ويشمل حساب معدل النمو رصد تركيز الخلايا على مر الزمن، والمرحلة التوسعية هي الأنسب لهذا الحساب، حيث تزداد أعداد الخلايا زيادة هائلة.

نماذج تكوين المنتجات

ويمكن أن يتبع تكوين المنتجات أثناء التخصيب نماذج حركية مختلفة، لا سيما النماذج السطرية أو المتطورة أو اللوجستية، وتساعد هذه النماذج على التنبؤ بكيفية تغير تركيز المنتجات بمرور الوقت.

وتشمل النماذج المشتركة ما يلي:

• Luedeking-Piret model:] correlates product formation with cell growth.
• Zero-order model:] assumes constant product formation rate.
• First-order model:] relates product formation rate to substrate or biomass concentration.

المعادلات الرياضية

ويحسب معدل النمو المحدد (الميكروفون) باستخدام ما يلي:

ميكرون = (1/X) * (dX/dt)]

حيث يكون تركيز الكتلة الإحيائية (X) يمكن أن يُنَمَّن معدل تكوين المنتجات على أنه:

dP/dt = AA* dX/dt + ß x]

وهنا، فإن ألفا وبيتا ثابتتان تمثلان تكوينا للمنتجات المرتبطة بالنمو وغير المرتبطة بالنمو.