автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Исследование процессов микробиологического синтеза в условиях теплового шока

На правах рукописи

НИЖЕГОРОДОВА ТАТЬЯНА АЛЕКСАНДРОВНА

Исследование процессов микробиологического синтеза в условиях теплового шока (на примере получения Ь-глутаминовой кислоты)

05 17 08 - Процессы и аппараты химической технологии

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003 1"75205

Москва - 2007

003175205

Работа выполнена в Российском химико-технологическом университете имени ДИ Менделеева (РХТУ им ДИ Менделеева) и Национальном политехническом институте Лотарингии (НПИЛ) (г Нанси, Франция)

Научные руководители

кандидат технических наук, доцент РХТУ

им ДИ Менделеева

Гусева Елена Владимировна

профессор НПИЛ (Франция) Будран Жозеф

Официальные оппоненты

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией «Технология промышленного биосинтеза», ОАО «ГосНИИсинтезбелок» Винаров Александр Юрьевич

кандидат технических наук, инженер ОАО Альфа Лаваль Поток Цуканов Виктор Алексеевич

Московский Государственный Университет Прикладной Биотехнологии (МГУ ПБ)

Защита состоится « 08 » ноября 2007 г в 13 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212 204 03 в РХТУ им ДИ Менделеева по адресу 125047, г Москва, Миусская пл, д 9

С диссертацией можно ознакомится в научно-информационном центре РХТУ им Д И Менделеева

Автореферат разослан « 08 » октября 2007г

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212 204 03

Женса А В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы Одним из направлений развития научно-технического прогресса является переход от химической технологии к биотехнологии, позволяющей получать известные вещества и материалы, отличающиеся высоким качеством и низкой себестоимостью, а также синтезировать новые продукты Одним из примеров этому служит производство Ь-глутаминовой кислоты Данная аминокислота производилась методом экстракции из морских водорослей, и открытие микроорганизмов, способных продуцировать глутаминовую кислоту, дало возможность осуществления более экономически выгодного микробиологического способа ее производства

На протяжении последних 50-ти лет особый интерес вызывает микробиологическое производство Ь-глутаминовой кислоты под влиянием стрессовых воздействий, например, недостатка биотина в культуральной среде, добавления поверхностно-активных веществ, антибиотиков, воздействия теплового шока Влияние каждого из перечисленных факторов приводит к увеличению проницаемости оболочки бактерий и изменению метаболизма клеток таким образом, что поток углеродсодержащего субстрата направляется на синтез Ь-глутаминовой кислоты

Наиболее интересно производство Ь-глутаминовой кислоты коринеформными бактериями под действием теплового шока, так как этот способ при определенных условиях обеспечивает наиболее высокие продуктивности Особое значение приобретают вопросы выявления закономерностей изменения концентраций биомассы, субстрата и продукта ферментации до и после теплового шока Исследование вопросов стабильности штамма микроорганизмов под воздействием теплового шока позволит повысить выход Ь-глутаминовой кислоты в процессе ферментации

Производство Ь-глутаминовой кислоты во всем мире достигает приблизительно 1,5 млн тонн, и оно ежегодно увеличивается, поэтому актуальным является не только исследование процесса получения данной кислоты в условиях теплового шока, но и разработка подходов к моделированию термоиндуцированного процесса Математическое моделирование не только ускорит решение задачи проектирования новых производств, но и позволит оптимизировать работу действующих установок

Работа выполнена в рамках совместной российско-французской кандидатской диссертации* (грант Посольства Франции в Москве)

* Особая благодарность выражается проф Н В Менынутиной (РХТУ им Д И Менделеева) и проф Ж -Л Горжену (Национальный политехнический институт Лотарингии (г Нанси, Франция))

Цель работы заключалась в выявлении механизма получения Ь-глутаминовой кислоты микроорганизмами СогупеЪаМегшт §1Шаписит 2262 меюдом теплового шока и в моделировании данного процесса производства Для достижения поставленных целей необходимо решить следующие задачи

• проведение периодического, периодического с подпиткой субстратом и непрерывного термоиндуцированных процессов получения Ь-глутаминовой кислоты микроорганизмами С glutamlcum 2262,

• проведение периодического процесса культивирования С glutamlcum 2262 в отсутствие теплового шока с целью сравнения поведения клеток до и после стрессового воздействия,

• определение размеров клеток до и после теплового шока при разных режимах ферментации, а также установление процентного соотношения между клетками разного размера для микроорганизмов в состоянии стресса,

• разработка математической модели периодического, периодического с подпиткой и непрерывного термоиндуцированных процессов получения Ь-глутаминовой кислоты,

• разработка программного обеспечения для расчета термоиндуцированного процесса производства Ь-глутаминовой кислоты

Научная новизна

Проведен системный анализ термоиндуцированных процессов производства Ь-глутаминовой кислоты микроорганизмами С glutamlcum 2262 при различных режимах работы (периодического, периодического с подпиткой субстратом и непрерывного), на основании которого показана целесообразность проведения периодического процесса с подпиткой

Проведено изучение процесса изменения размера клеток С glutamгcum 2262 под действием теплового шока от 33 до 39°С

Предложен механизм получения Ь-глутаминовой кислоты методом теплового шока Показано, что причиной производства Ь-глутаминовой кислоты является появление клеток меньшего размера, которые являются ее производителями

Впервые разработана математическая модель микробиологического процесса производства Ь-глутаминовой кислоты в условиях теплового шока Разработанная модель была адаптирована для моделирования всех проведенных процессов культивирования периодического, периодического с подпиткой и непрерывного

Практическая ценность

Разработано программное обеспечение для моделирования периодического, периодического с подпиткой и непрерывного термоиндуцированных процессов производства Ь-глутаминовой кислоты микроорганизмами С glutamlcum 2262 Программное обеспечение позволяет на основе известной кинетики определять основные параметры и условия ведения процессов культивирования Cglutamlcum 2262 в условиях теплового шока, а

также проводить идентификацию кинетических параметров модели Программное обеспечение передано в Национальный политехнический институт Лотарингии (Франция)

Разработанное программное обеспечение может быть адаптировано для моделирования различных микробиологических процессов, протекающих при стрессовых воздействиях и отличающихся наличием морфологических изменений клеток

На примере непрерывного процесса ферментации в условиях теплового шока показано, что спустя приблизительно 180 ч после начала теплового шока в культуральной среде превалируют клетки, отличающиеся термоустойчивостью и неспособностью производить L-глутаминовую кислоту, что является неэффективным в условиях промышленного производства

Проведено более 50 ферментаций в колбах Эрленмейера и реакторах периодического действия и периодического с подпиткой с целью подтверждения полученных результатов

Переход от периодического режима ферментации к периодическому с подпиткой субстратом, протекающих в условиях теплового шока, позволяет увеличить производительность по L-глутаминовой кислоте от 0 85 до 3 54 г/л ч

Апробация работы Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Международной конференции молодых ученых по химии и химической технологии <МКХТ-2002>, Москва, 2002, XV и XVI Международных научных конференциях «Математические методы в технике и технологиях», Тамбов (2002) и Санкт-Петербург (2003), 15th, 16th, 17th International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA, Prague, Czech Republic, 2002, 2004 и 2006, 1-ом и 2-ом Международном Конгрессе «Биотехнология - состояние и перспективы развития», Москва, 2002 и 2005, 7-ой Пущинской школе-конференции молодых ученых "Биология - наука XXI века", Пущино, 2003, 7th International Scientific -Technical Conference Process "Process Control", Pardubice, Czech Republic, 2006, Séminaire de l'Ecole Doctorale, Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits et Environnement, Nancy, France, 2006

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы и приложения Основной материал изложен Ш./&1 страницах машинописного текста, содержит ГУ рисунков, /я- таблиц Список литературы содержит/^ наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, поставлена цель работы, обоснован применяемый подход к решению задачи

В первой главе проведен обзор и анализ литературных источников, посвященных объяснению понятия «стресс» микроорганизмов, классификации воздействий, вызывающих состояние стресса у микроорганизмов, описанию ответных реакций микроорганизмов на влияние стрессовых воздействий, в числе которых увеличение температуры культуральной среды, а также методов моделирования стрессовых воздействий

Рассмотрена история и современное состояние производства Ь-аминокислот, отрасли их применения Описан принцип производства Ь-глутаминовой кислоты в условии стресса Составлен обзор по математическому моделированию микробиологического производства Ь-аминокислот Поставлены задачи исследования

Во второй главе описана серия экспериментальных исследований, проведенных на базе Агрономической школы (ЕЫ8А1А) в Национальном политехническом институте Лотарингии (Франция)

В первой части второй главы приводится описание материалов исследования (описание штамма микроорганизмов, состава питательной среды) и аналитических методов определения концентраций биомассы, субстрата и продуктов метаболизма

В качестве биокультуры был использован штамм бактерий СогупеЬасгегтт glutamlcum 2262 Питательной средой служила модифицированная среда МСйС, а углеродсодержащим субстратом - глюкоза

Во второй части второй главы описан выбор оптимальной температуры теплового шока для производства Ь-глутаминовой кислоты микроорганизмами С glutamlcum 2262 Для термоиндуцированного процесса в фазе экспоненциального роста культуры температура культуральной среды изменялась от 33 до 39°С и оставалась постоянной до завершения процесса Время установления новой температуры составляло приблизительно 15 мин

В третьей, четвертой и пятой частях второй главы дается описание экспериментальной установки, методики проведения периодического, периодического с подпиткой и непрерывного термоиндуцированных процессов производства Ь-глутаминовой кислоты, а также экспериментальные данные Кроме того, в третьей части представлены экспериментальные данные периодического процесса культивирования С glutamlcum 2262 при оптимальной температуре роста 33°С

Эксперимент проводился в установке, схематично представленной на рисунке 1

Рис.1. Схема экспериментальной установки для непрерывного термоиндудированного процесса производства L-глутаминовой кислоты микроорганизмами Corynebacterium glutamicum 2262 (1-биореактор; 2-теплообменник; 3-перемешивающее устройство; 4-рН-метр; 5-аэратор; 6-ри-уляторы рН, Т°С, раств.Ог, скорости перемешивания; 7-емкость для отбора среды, ушедшей с пеной; 8-емкость с раствором аммиака (на весах); 9-пеногаситель; 10-перистальтический насос; И-подача свежей питательной среды; 12-отбор культуральной среды)

Представленная схема экспериментальной установки соответствует непрерывному термоиндуцированному процессу производства L-глутаминовой кислоты. В случае периодического процесса отсутствует подача свежего раствора глюкозы (поток 11) и отбор культуральной среды (поток 12), а в случае периодического процесса с подпиткой отсутствует отбор культуральной среды (поток 12). В ходе экспериментов были получены данные об изменении концентраций биомассы, глюкозы и продуктов метаболизма (глутамата и лактата).

В ходе непрерывного термоиндуцированного процесса были получены данные о том, что спустя 180 ч после теплового шока процесс производства глутаминовой кислоты прекращается. В ходе процесса в 250 ч были отобраны клетки бактерий, с которыми в дальнейшем был поставлен периодический эксперимент, результаты которого приведены в шестой части второй главы. Результаты подтвердили отсутствие производства любых метаболитов, и новые клетки были условно названы «мутантными» клетками, способными адаптироваться к температуре 39°С.

В седьмой части второй главы приведены фотографии клеток, полученные на оптическом микроскопе в течение периодического процесса, протекающего при 33°С, а также периодического и периодического с подпиткой термоиндуцированных процессов. В качестве примера на рисунке 2 показаны фотографии клеток С.glutamicum 2262 до теплового шока (рис.2а) и после теплового шока (рис.26) в течение термоиндуцированного периодического процесса с подпиткой.

N

V

о а

- у ^

•■■ : " V- 'V „ V •

¡л, ■

28Ё

■

. •■- V- -. ...

... . ^

тт ■:

у. . 18бм>м

. ———

г - т* .

.180«

Рис.2. Фотографии клеток СогупеЬаМепит glutamicum 2262 до теплового шока (а) и после теплового шока (б) в течение термоиндуцированного периодического процесса производства Ь-глутаминовой кислоты с подпиткой субстратом

Полученные фотографии в дальнейшем обрабатывались с помощью программного обеспечения 6.0. На рисунке 3 представлены зависимости

изменения средней ширины (рис.За) и средней длины (рис.Зб) клеток от времени в течение термоиндуцированного периодического процесса с подпиткой. Согласно результатам, после теплового шока средняя ширина клеток остается приблизительно постоянной, а средняя длина уменьшается в 1,5 раза.

I ^

г

9 0.8

I 0,6

з:

х 0,4

Ч

о

О 0,2

% 1 а

V

8 12 16 Время ферментации,

2

г

х

5 1,8

СО

11,6

6

К 1,4 о:

| 1.2 о. ° 1

б

4

— и . 1 ____} 1 1

4 8 12 16 20 Время ферментации, ч

Рис.:

Изменение средней ширины (а) и средней длины (б) клеток во времени в течение термоиндуцированного периодического процесса с подпиткой субстратом (тепловой шок спустя 5 ч после начала ферментации отмечен на графике вертикальной линией)

Кроме того, в седьмой части второй главы приведены кривые распределения клеток по размерам в ходе непрерывного термоиндуцированного процесса производства Ь-глутаминовой кислоты, полученные с помощью проточной цитометрии на цитометре ВюИпе 7.0.

Данные, полученные в результате всех экспериментов, были использованы при расчетах по уравнениям математической модели и для идентификации параметров модели.

Третья глава посвящена разработке математической модели термоиндуцированного производства Ь-глутаминовой кислоты.

В первой части третьей главы на основании полученных экспериментальных данных был предложен механизм производства Ь-глутаминовой кислоты в условии теплового шока, объясняющий динамику роста С^Ыатгсит 2262 и биосинтез продуктов (рис.4).

крупные ДТ клетки

ЗЗХ ~й)39Х

г

крупные ДТ клеши

У

Г

крупные МУТ клетки

мелкие клетки

ГР, Т

Рис.4. Схема трансформации клеток СогупеЬасгегтт ¡¡Шатюит 2262 в процессе термоиндуцируемой ферментации (обозначения см. в тексте)

Согласно предложенному механизму, в процессе термоиндуцированной ферментации в культуральной среде находятся три типа клеток: а) крупные клетки дикого типа (крупные ДТ клетки), не производящие метаболиты (глутамат и лактат), б) мелкие клетки, производящие метаболиты, и 3) крупные «мутантные» клетки (крупные МУТ клетки), не производящие метаболиты. До теплового шока в среде присутствуют только крупные ДТ клетки, после увеличения температуры крупные ДТ клетки превращаются в мелкие клетки, способные к производству метаболитов, но не способные к размножению (скорость их роста слишком мала). Сразу после теплового шока происходит перерождение нескольких крупных ДТ клеток в крупные МУТ клетки, которые смогли адаптироваться к изменению температуры среды. Крупные МУТ клетки способны к размножению с максимальной скоростью роста, аналогичной максимальной скорости роста крупных ДТ клеток, но они не превращаются в мелкие клетки и не производят метаболитов. К 250 часам от начала ферментации их концентрация превосходит концентрации клеток всех остальных типов. Сумма концентраций всех трех типов клеток составляет общую концентрацию биомассы в биореакторе.

Во второй части третьей главы была разработана математическая модель культивирования С^1и1ат1сит 2262 при оптимальной температуре роста 33°С, которая включает в себя два дифференциальных уравнения - роста биомассы и потребления субстрата:

dX m dt

dS_ = dt

X дг j

rv =

и S

t* ттхд, y

KK_+s ^

- + 7И » X nT

начальные условия Хдт=Хдг/ел, S(¡= S/н>

где Хдт - концентрация крупных ДТ клеток, г/л, г хдт - скорость производства крупных ДТ клеток, г/л*ч, k¿ - удельная скорость смертности крупных ДТ клеток, ч 1, Цпаццт - максимальная удельная скорость роста крупных ДТ клеток, 4"J, К$дг — константа Моно для крупных ДТ клеток, г/л, S - концентрация глюкозы, г/л, г s -скорость потребления глюкозы, г/л*ч, YXws ~ расходный коэффициент по крупным ДТ клеткам, г/г, т$дт ~ коэффициент поддержания жизнедеятельности крупных ДТ клеток, г/г*ч, t - время ферментации, ч

На основании предложенного механизма производства L-глутаминовой кислоты была создана математическая модель периодического, периодического с подпиткой и непрерывного термоиндуцированных процессов, которая представлена в третьей, четвертой и пятой частях третьей главы, соответственно Модель сформирована, исходя из условий идеального смешения в биореакторе, и представляет собой систему дифференциальных уравнений для биомассы, глюкозы и метаболитов (глутамата и лактата) Отличительной особенностью модели явилось описание роста каждого типа клеток отдельным дифференциальным уравнением Уравнения для роста крупных ДТ, мелких и крупных МУТ клеток базируются на закономерности Моно, а уравнения, описывающие изменения концентраций глюкозы и метаболитов, - на основе расходных коэффициентов Было экспериментально установлено, что производство метаболитов зависит от концентрации внутриклеточного фермента пируватдегидрогеназы Система уравнений 2 является математической моделью периодического процесса производства L-глутаминовой кислоты в условиях теплового шока

dX

dt лд>

dXM _ , „ Y г"' - S X

Х№, rx»~KSu+S М

„да „т _ ' "м^л-и у

' У ' Y. __----Г -Л ь

dt 'Xuv" Хт К. +S

J МУТ

Хоби, ~ Хдт + Хм+Хмут (2)

dS_ dt

МУТ

Y Y

1PS LS

_ - y'" dt L'

О, если t e (í„, í,) f(t)= Ч а, если te(tl,t2) О, если t e (t2,tK)

начальные условия Хдт0 = Хдг/щ, Хмо = 0, Хшто = 0,S0=S/t=0, Ро = 0, L0 = О

где Хм, Хцут - концентрации мелких и крупных МУТ клеток, соответственно, г/л, г хм, г л'м\т ~ скорости производства мелких и крупных МУТ клеток, соответственно, г/л*ч, z, - коэффициент перехода крупных ДТ в мелкие клетки, ч"1, Ашши, Цшохмут - максимальные удельные скорости роста мелких и крупных МУТ клеток, соответственно, ч"1, К$м, KSMyT- константы Моно для мелких и крупных МУТ клеток, соответственно, г/л, Х0бщ ~ общая концентрация биомассы, г/л, Р -концентрация основного продукта (глутамата), г/л, L - концентрация лактата, г/л,7ш& Yxwts ~ расходные коэффициенты по мелким и крупным МУТ клеткам, соответственно, г/г, mSM, mSMVT - коэффициенты поддержания жизнедеятельности мелких и крупных МУТ клеток, соответственно, г/г*ч, YPS , YLS - расходные коэффициенты по глутамату и лактату, соответственно, г/г, г Р , г ¿ - скорость производства глутамата и лактата, соответственно, г/л*ч, qpma„ qimax - максимальная удельная скорость производства глутамата и лактата, соответственно, т!\*ч, KP,KL-кинетические константы, г/л, а - коэффициент, tH - время теплового шока, ч, tK -время окончания производства метаболитов, ч, t¡ и t¿- время, связанное с изменением активности внутриклеточного фермента, ч

Математическая модель термоиндуцированного периодического процесса производства L-глутаминовой кислоты с подпиткой аналогична модели 2 за исключением дифференциального уравнения расходования субстрата, которое запишется следующим образом

/

dt

где D - скорость разбавления, ч"1, S0 - концентрация подаваемой в биореактор глюкозы, г/л

Математическая модель непрерывного процесса термоиндуцированного производства Ь-глутаминовой кислоты представлена системой уравнений 4

dX

dt

~{zt+kd) Xm-D Хят

dX,

dt

" =r~u +zt XaT-D Xu

dX,

МУТ _ _»

dt Xm" at

dP

- = r'-D P

dt P

— = r'[- D L dt L

-D Xwj (4)

начальные условия Хдто=Хдт/ы>, Хмо~ 0, ХШТГ1- 0, Só= S/t=o, Po=0,Lo = 0

В данной системе дифференциальных уравнений добавлены члены, отвечающие за вымывание биомассы, глюкозы и метаболитов в течение непрерывного процесса Скорости производства крупных ДТ, мелких и крупных МУТ клеток, а также скорости потребления глюкозы и производства глутамата описываются теми же дифференциальными уравнениями, представленными в системе уравнений 2

В шестой части третьей главы осуществляется поиск значений некоторых кинетических параметров разработанной математической модели путем анализа полученных экспериментальных данных и аналитического решения дифференциальных уравнений модели

В четвертой главе речь идет о разработке программного обеспечения для расчета микробиологического термоиндуцированного процесса производства L-глутаминовой кислоты микроорганизмами С glutamicum 2262 Программный комплекс реализован с использованием программного проекта Matlab 7 3

В первой части четвертой главы описана структура и содержание разработанного программного комплекса, и во второй части четвертой главы с помощью него был произведен расчет периодического процесса культивирования С glutamicum 2262 при оптимальной температуре роста, а также периодического, периодического с подпиткой и непрерывного процессов производства L-глутаминовой кислоты, протекающих в условиях теплового шока

С помощью программного комплекса проведена идентификация параметров математической модели, и найдены значения кинетических констант для периодического, периодического с подпиткой и непрерывного термоиндуцированных процессов производства Ь-глутаминовой кислоты.

Экспериментальные значения и результаты моделирования периодического процесса культивирования С^Ыат1сит 2262 при оптимальной температуре роста представлены на рисунке 5.

Моделирований — -•Кинетика роста -¡' гашпахдт ' г 5233

' } 0 0175 пнпгсгчлсут'

■Кз>нетш;а производства:-'—? ^Рщах : Кр

М

12

Кмяетика. расхода суветрай- -тгдт . 0.0322 т$М Ухдт* г I ^Р5

Ш5Мут ]

0.9078

\

А

10 15

Бремя ферментади

. Другие параметрЬ!-—г-

I № ; О

режим ферментации 'по{.ис.д11"Х«гск1111 .V1

...1

Рис.5. Экспериментальные и расчетные значения концентраций крупных ДТ клеток и глюкозы в течение периодического процесса культивирования СогупеЬааегшт $Шаткит 2262, протекающего при температуре 33°С

На рисунках 6 и 7 представлены экспериментальные значения и результаты моделирования периодического и периодического с подпиткой термоиндуцированных процессов производства Ь-глутаминовой кислоты.

60-!

10 15 20 25 о 5 10 15 20

Время ферментации, ч Время ферментации, ч

Рис.6. Экспериментальные и расчетные значения концентраций крупных ДТ, мелких клеток и общей концентрации биомассы (а), а также глюкозы и глутамата (б) в течение периодического процесса производства Ь-глутаминовой кислоты (тепловой шок спустя 3,5ч после начала ферментации)

100 80 В 60

I

£ 40 5

X

о

* 20

0 5 10 15 20 25

Время фермеютацын, ч

Рис.7. Экспериментальные и расчетные значения концентраций крупных ДТ, мелких клеток и общей концентрации биомассы (а), а также глюкозы (б), глугамата и лактата (в) в течение периодического процесса производства Ь-глутаминовой кислоты с подпиткой субстратом (тепловой шок спустя 5,25ч после начала ферментации)

На приведенных выше рисунках концентрация крупных ДТ клеток растет до достижения экспоненциальной фазы роста (3,5 ч от начала ферментации для периодического процесса и 5,25 ч для периодического процесса с подпиткой) (рис.6а и 7а). После теплового шока их концентрация в среде снижается, согласно выдвинутому предположению, что крупные ДТ клетки становятся мелкими, а концентрация мелких клеток растет (рис.6а и 7а). Крупные МУТ клетки, которые смогли адаптироваться к температуре 39°С, появляются сразу после теплового шока, однако их концентрация очень мала и на графиках не приводится. Сумма концентраций всех типов клеток дает общую концентрацию биомассы.

Концентрация глутамата начинает расти сразу после увеличения температуры среды и для периодического процесса выходит на стационарное значение в момент полного расходования глюкозы (рис.66). В случае периодического процесса с подпиткой производство глутамата не лимитировано концентрацией глюкозы (рис. 76), и конечная концентрация глутамата составляет около 85 г/л (рис.7в). Спустя 10 ч после теплового шока отмечается производство лактата в течение периодического процесса с

подпиткой, при этом рост концентрации глутамата уменьшается (рис.7в) (данные о производстве лактата в течение периодического термоиндуцированного процесса отсутствуют).

Для обоих процессов скорость потребления глюкозы увеличивается после теплового шока в связи с производством метаболитов, о чем свидетельствует изменение наклона кривой концентрации субстрата.

Экспериментальные значения и результаты моделирования непрерывного процесса производства Ь-глутаминовой кислоты в условиях теплового шока представлены на рисунках 8 и 9. Концентрация крупных ДТ клеток растет и достигает максимума через 5ч от начала ферментации (рис.8а). Сразу после теплового шока концентрация крупных ДТ клеток в среде снижается не только из-за их трансформации в мелкие, но и из-за вымывания клеток из биореактора и недостатка глюкозы в среде.

-X

X1 X X9.1

мод общ мод М

эксп

общ жсп м

О 50 100 150 200 0 50 100 150

Время ферментации, ч Время ферментации, ч

Рис.В. Экспериментальные и расчетные значения концентраций крупных ДТ и МУТ клеток (а), мелких клеток и общей концентрации биомассы (б) в течение непрерывного процесса производства Ь-глутаминовой кислоты (тепловой шок спустя 5ч после начала ферментации)

Однако необходимо отметить, что крупные ДТ клетки не полностью вымываются из биореактора: с 70 ч их концентрация в среде увеличивается из-за избытка субстрата в этот период времени. После 100 ч концентрация ДТ клеток снова падает из-за перехода в мелкие клетки и вновь возникшего недостатка глюкозы. Крупные МУТ клетки появляются сразу после теплового шока, размножаются и начинают преобладать в среде приблизительно после 150 ч (рис.8а).

Мелкие клетки накапливаются в культуральной среде вследствие их образования из крупных ДТ клеток сразу после увеличения температуры (рис. 86). Спустя 10 ч после теплового шока концентрация мелких клеток снижается, так как их удельная скорость роста очень мала, и клетки вымываются. Повторное увеличение концентрации мелких клеток с 80 ч объясняется ростом концентрации крупных ДТ клеток, которые преобразуются в мелкие клетки. Сумма концентраций всех трех типов клеток дает общую концентрацию биомассы.

Накопление глюкозы между 30 и 70 ч происходит по причине низкой концентрации биомассы в среде, единственным ее потребителем (рис. 9а). После 70 ч глюкоза начинает потребляться крупными МУТ клетками.

Профиль изменения концентрации глутамата (рис.96) аналогичен профилю изменения концентрации мелких клеток, что подтверждает гипотезу о том, что только мелкие клетки способны производить Ь-глутаминовую кислоту. Концентрация глутамата в среде начинает увеличиваться с момента теплового шока, а ее снижение между 40 и 80 ч вызвано как производством в этот период времени лактата, так и уменьшением концентрации производящих мелких клеток. Концентрация лактата снижается после 80 ч вследствие недостатка субстрата в среде (рис.96).

Рис.9. Экспериментальные значения и результаты моделирования изменения концентрации глюкозы (а), глутамата и лактата (б) в течение непрерывного процесса производства Ь-глутаминовой кислоты (тепловой шок спустя 5ч после начала ферментации)

Был сделан сравнительный анализ производительностей по Ь-глутаминовой кислоте в зависимости от режима ферментации, и было установлено, что наиболее эффективным режимом с точки зрения производительности является периодический процесс с подпиткой (в зависимости от режима ферментации производительность растет от 0.85 до 3.54 г/л-ч).

В третьей части четвертой главы был произведен анализ отклонения расчетных значений от экспериментальных. Относительная ошибка для различных кривых составляет от 5 до 14%, что является удовлетворительной величиной для плохопрогнозируемых микробиологических процессов. Расчеты показали, что данная модель удовлетворительно описывает ход периодического, периодического с подпиткой и непрерывного термоиндуцированных процессов на всем их протяжении.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Проведен ряд экспериментальных исследований по изучению

• периодического, периодического с подпиткой субстратом и непрерывного процессов получения L-глутаминовой кислоты микроорганизмами С glutamicum 2262 в условиях теплового шока,

• периодического процесса культивирования С glutamicum 2262 в отсутствие теплового шока,

• изменения размеров клеток бактерий С glutamicum 2262 до и после теплового шока

2 Предложен механизм получения L-глутаминовой кислоты методом теплового шока

3 Разработана математическая модель периодического, периодического с подпиткой и непрерывного термоиндуцированных процессов получения L-глутаминовой кислоты, определена относительная ошибка

4 Разработано программное обеспечение для расчетов процессов производства L-глутаминовой кислоты, реализованное с использованием пакета Matlab 7 3

5 Выполнен расчет периодического, периодического с подпиткой и непрерывного термоиндуцированных процессов производства L-глутаминовой кислоты Показана эффективность периодического режима культивирования с подпиткой субстратом

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Гусева Е В , Нижегородова Т А, Менынутина Н В , Будран Ж Изучение стресса микроорганизмов в мембранных биореакторах Сб трудов XV Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях», Тамбов, 2002 г , т 10, с 122

2 N Menshutma, Б Guseva, R Kuzmichev, Т Nizhegorodova Stress m membrane bioreactor theoretical investigations and experimental results 15th International Congress of Chemical and Process Engineering, CHISA 2002, Prague, Czech Republic, Summary 1, p 250

3 Меныпутина H В , Гусева E В , Нижегородова T А , Будран Ж, Фик М Исследование стресса микроорганизмов в мембранных биореакторах 1-ый Международный Конгресс «Биотехнология - состояние и перспективы развития», Москва, 2002, с 207

4 Нижегородова Т А, Гусева Е В , Меныпутина Н В Изучение стрессовых воздействий на микроорганизмы Международная конференция молодых ученых по химии и химической технологии «МКХТ-2002», РХТУ им Д И Менделеева, Москва, 2002, с 48-49

5 Менынутина Н В , Гусева Е В , Нижегородова Т А, Будран Ж Стресс микроорганизмов под влиянием перемешивания в мембранном биореакторе

Сб трудов XVI Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях», Санкт-Петербург, 2003, с 11-12

6 Меньшутина H В, Гусева Е В, Нижегородова Т А, Будран Ж Механический стресс микроорганизмов в биореакторе под воздействием перемешивания 7-ая Пущинская школа-конференция молодых ученых "Биология - наука XXI века", Пущино, 2003, с 119

7 N Menshutina, Е Guseva, J Boudrant, Т Nizhegorodova State-of-the-art on physical-chemical stresses during bacterial cultivation m bioreactor 16th International Congress of Chemical and Process Engineering, CHISA 2004, Prague, Czech Republic, Summary 1, с 1527

8 Нижегородова T А Гусева E В , Меньшутина H В , Еськин Д В , Кузнецова А, Будран Ж, Горжен Ж -JI Investigation of L-glutamic acid production at heat shock conditions 2-ой Международный Конгресс «Биотехнология — состояние и перспективы развития», Москва, 2005, с 345

9 Е Guseva, N Menshutma, Т Nizhegorodova, J Gordeeva, J Boudrant, M Fick Investigation and modeling of stress influences to microorganisms during lactic acid production 7th International Scientific — Technical Conference Process "Process Control", Pardubice, Czech Republic, 2006, p 151-155

10 T Nizhegorodova, J-L Goergen, J Boudrant, S Delaunay, E Guedon, F Fourmer, E Guseva, N Menshutma Modélisation d'un procédé contmu avec changement d'état des cellules la fermentation glutamique thermomduite Actes du semmaire de l'Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits et Environnement, 2006, ISBN 2-9518564-4-Х, p 302-309

11T Nizhegorodova, E Guseva, N Menshutma, J Boudrant, J.-L Goergen, E Guedon, S Delaunay, F Fourmer Modelmg of L-glutamic acid thermo-induced process of continuous fermentation by Corynebacterium glutamicum 2262 17th International Congress of Chemical and Process Engineering, CHISA 2006, Prague, Czech Republic, Summary 5, p 1618

12 Гусева ЕВ, Нижегородова ТА, Меньшутина НВ, Будран Ж Механические воздействия на микроорганизмы при культивировании Биотехнология, 2007, №5, с 78-85

13 Нижегородова T А , Гусева Е В , Меньшутина H В , Будран Ж, Горжен Ж-JI, Гедон Э, Делонэ С, Фурнье Ф Математическое моделирование производства L-глутаминовой кислоты Известия ВУЗов Сер Химия и химическая технология, 2007, т 50(10), с 93-98

Подписано в печать 08 10 2007 г Исполнено 08 10 2007 г. Печать трафаретная

Заказ №835 Тираж 100 экз

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш, 36 (495) 975-78-56 www autoreferat га

Введение.

Глава I. Литературный обзор

1.1. Понятие «стресс» микроорганизмов в биотехнологии.

1.1.1. Определение понятия «стресс» микроорганизмов.

1.1.2. Классификация стрессовых воздействий.

1.1.3. Ответные реакции микроорганизмов в состоянии «стресса».

1.2. Математическое моделирование стрессовых воздействий на микроорганизмы.

1.2.1. Математическое моделирование как инструмент познания биологических объектов.

1.2.2. Математическое описание влияния стрессовых воздействий.

1.3. Микробиологическое производство Ь-глутаминовой кислоты.

1.3.1. История и современное состояние производства.

1.3.2. Применение глутаминовой кислоты и ее производных.

1.3.3. Микробиологические способы производства Ь-глутаминовой кислоты.

1.3.4. Центральный метаболизм коринебактерий.

1.4. Математическое моделирование процесса получения Ь-глутаминовой кислоты.

1.5. Постановка задачи.

Глава И. Экспериментальные исследования по изучению термоиндуци-рованного процесса производства Ь-глутаминовой кислоты микроорганизмами СогупеЬа^егшт glutamicum

2.1. Материалы и методы.

2.2. Выбор оптимальной температуры теплового шока.

2.3. Периодический процесс производства.

2.4. Периодический процесс производства с подпиткой субстратом.

2.5. Непрерывный процесс производства.

2.6. Периодический процесс культивирования мутантных клеток C.glutamicum 2262 NP.

2.7. Определение распределения клеток C.glutamicum 2262 по размерам.

2.7.1. Периодический процесс.

2.7.2. Периодический процесс с подпиткой субстратом.

2.7.3. Непрерывный процесс.

Глава III. Разработка математической модели термоиндуцированного процесса производства L-глутаминовой кислоты

3.1. Механизм получения L-глутаминовой кислоты методом теплового шока.

3.2. Математическая модель периодического процесса культивирования C.glutamicum 2262 в отсутствии теплового шока.

3.3. Математическая модель периодического термоиндуцированного процесса.

3.4. Математическая модель периодического термоиндуцированного процесса с подпиткой субстратом.

3.5. Математическая модель непрерывного термоиндуцированного процесса.

3.6. Поиск значений ряда параметров математической модели.

Глава IV. Программное обеспечение для расчета микробиологического термоиндуцированного процесса производства L-глутаминовой кислоты

4.1. Описание программного обеспечения.

4.2. Использование разработанного программного обеспечения для моделирования производства L-глутаминовой кислоты.

4.2.1. Периодический процесс.

4.2.2. Периодический процесс с подпиткой субстратом.

4.2.3. Непрерывный процесс.

4.3. Расчет относительной ошибки.

Одним из направлений развития научно-технического прогресса является переход от химической технологии к биотехнологии, позволяющей получать известные вещества и материалы, отличающиеся высоким качеством и низкой себестоимостью, а также синтезировать новые продукты. Одним из примеров этому служит производство Ь-глутаминовой кислоты. Данная аминокислота производилась методом экстракции из морских водорослей, и открытие микроорганизмов, способных продуцировать глутаминовую кислоту, дало возможность осуществления более экономически выгодного микробиологического способа ее производства.

Ь-глутаминовая кислота, а точнее ее натриевая соль, широко используется в пищевой промышленности. Глутамат натрия - пищевая добавка Е621 - применяется для улучшения вкусовых качеств мясных и овощных блюд. Его используют при консервировании, замораживании или длительном хранении. В медицинской практике Ь-глутаминовая кислота находит применение в лечении болезней центральной нервной системы: эпилепсии, шизофрении, депрессии.

На протяжении последних 50-ти лет особый интерес вызывает микробиологическое производство Ь-глутаминовой кислоты под влиянием стрессовых воздействий, например, недостатка биотина в культуральной среде, добавления поверхностно-активных веществ, антибиотиков, воздействия теплового шока. Влияние каждого из перечисленных факторов приводит к увеличению проницаемости оболочки бактерий и изменению метаболизма клеток таким образом, что поток углеродсодержащего субстрата направляется на синтез Ь-глутаминовой кислоты.

Наиболее интересно производство Ь-глутаминовой кислоты коринеформными бактериями под действием теплового шока, так как этот способ при определенных условиях обеспечивает наиболее высокие продуктивности. Особое значение приобретают вопросы выявления закономерностей изменения концентраций биомассы, субстрата и продукта . ферментации до и после теплового шока. Исследование вопросов стабильности штамма микроорганизмов под воздействием теплового шока позволит повысить выход Ь-глутаминовой кислоты в процессе ферментации.

Производство Ь-глутаминовой кислоты во всем мире достигает приблизительно 1,5 млн. тонн, и оно ежегодно увеличивается, поэтому актуальным является не только исследование процесса получения данной кислоты в условиях теплового шока, но и разработка подходов к моделированию термоиндуцированного процесса. Математическое моделирование не только ускорит решение задачи проектирования новых . производств, но и позволит оптимизировать работу действующих установок.

Работа выполнена в рамках совместной российско-французской кандидатской диссертации (грант Посольства Франции в Москве).

В первой главе - литературном обзоре - приведены общие сведения о понятии «стресс» микроорганизмов; классификации воздействий, вызывающих состояние стресса у микроорганизмов; ответных реакциях микроорганизмов на влияние стрессовых воздействий, в числе которых увеличение температуры культуральной среды, а также методах моделирования стрессовых воздействий.

Рассмотрена история и современное состояние производства Ь-аминокислот, а также отрасли их применения. Описан принцип производства Ь-глутаминовой кислоты в условии стресса. Рассмотрены вопросы математического моделирования микробиологического производства Ь-аминокислот.

Во второй главе описана серия экспериментальных исследований, проведенных на базе Агрономической школы (Е№А1А) в Национальном политехническом институте Лотарингии (г. Нанси, Франция).

В первых двух частях второй главы приводится описание материалов . исследования и аналитических методов определения концентраций биомассы, субстрата и продуктов метаболизма, а также описан выбор оптимальной температуры теплового, шока для производства Ь-глутаминовой кислоты микроорганизмами СогупеЬаМепит фтйатжит 2262.

В третьей, четвертой и пятой частях второй главы дается описание экспериментальной установки, методики проведения периодического, периодического с подпиткой и непрерывного термоиндуцированных процессов производства Ь-глутаминовой кислоты, а также экспериментальные даннге. Кроме того, в третьей части представлены экспериментальные данные периодического процесса культивирования С^Ыатгсит 2262 при оптимальной температуре роста 33°С. В шестой части второй главы приведены экспериментальные данные периодического термоиндуцированного процесса культивирования «мутантных» клеток, обладающих термоустойчивостью и отобранных в ходе непрерывного термоиндуцированного процесса.

В седьмой части второй главы приведены фотографии клеток, полученные на оптическом микроскопе в течение периодического процесса, протекающего при темлературе 33°С, а также периодического и периодического с подпиткой термоиндуцированных процессов. Кроме того, здесь приведены кривые распределения клеток по размерам в ходе непрерывного термоиндуцированного процесса производства Ь-глутаминовой кислоты, полученные с помощью проточной цитометрии.

Третья глава посвящена разработке математической модели термоиндуцированного производства Ь-глутаминовой кислоты.

В первой части третьей главы на основании полученных экспериментальных данных был предложен механизм производства Ь-глутаминовой кислоты в условии теплового шока. Во второй части третьей главы была разработана математическая модель культивирования С^1Шаткит 2262 при температуре 33°С, а в третьей, четвертой и пятой частях - математическая модель периодического, периодического с подпиткой и непрерывного процессов, протекающих в условиях теплового шока.

В шестой части третьей главы осуществляется поиск значений некоторых кинетических параметров разработанной математической модели.

В четвертой главе речь идет о разработке программного обеспечения в программном пакете МайаЬ для расчета микробиологического термоиндуцированного процесса производства Ь-глутаминовой кислоты.

В первой части четвертой главы описана структура и содержание разработанного программного комплекса, и с помощью него во второй части произведен расчет периодического процесса культивирования С^Шаткит 2262 при температуре 3?°С, а также периодического, периодического с подпиткой и непрерывного термоиндуцированных процессов производства Ь-глутаминовой кислоты.

В третьей части четвертой главы был произведен анализ отклонения расчетных значений от экспериментальных.

Автор выражает глубокую благодарность руководителям диссертационной работы - к.т.н., доценту Гусевой Е.В. и проф. Будрану Ж., а также проф. Меныпутиной Н.В. и проф. Горжену Ж.-Л. за предоставление ценных материалов, консультаций и полезных замечаний по диссертации. Особая благодарность выражается профессорам Национального политехнического института Лотарингии: Гедону Э., Делонэ С. и Фурнье Ф. за помощь в проведении экспериментальных работ и моделировании. Автор выражает свою признательность за помощь научной группе проф. Меныпутиной Н.В. кафедры кибернетики химико-технологических процессов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В работе проведен ряд экспериментальных исследований по изучению:

• периодического, периодического с подпиткой субстратом и непрерывного процессов получения Ь-глутаминовой кислоты микроорганизмами С^Ыаткит 2262 в условиях теплового шока;

• периодического процесса культивирования С^Ыатгсит 2262 в отсутствие теплового шока;

• изменения размеров клеток бактерий С^Ыатгсит. 2262 до и после теплового шока.

2. Предложен механизм получения Ь-глутаминовой кислоты методом теплового шока.

3. Разработана математическая модель периодического, периодического с подпиткой и непрерывного термоиндуцированных процессов получения Ь-глутаминовой кислоты, определена относительная ошибка.

4. Разработано программное обеспечение для расчетов процессов производства Ь-глутаминовой кислоты, реализованное с использованием пакета МайаЬ 7.3.

5. Выполнен расчет периодического, периодического с подпиткой и непрерывного термоиндуцированных процессов производства Ь-глутаминовой кислоты. Показана эффективность периодического режима культивирования с подпиткой субстратом.

1. Селье Г. Стресс без дистресса.- М.: Прогресс, 1979.- 214с.

2. Работнова И.Л. Позмогова И.Н., Баснакьян И.А. Хемостатное и периодическое культивирование при изучении физиологии микроорганизмов / Итоги науки и техники. Сер. «Микробиология», 1981.-Т.11.-С.З-54.

3. Работнова И.Л. Позмогова И.Н. Хемостатное культивирование и ингибирование роста микроорганизмов. М.: Наука, 1979.- 207 с.

4. Феофилова Е.П. Торможение жизненной активности как универсальный биохимический механизм адаптации микроорганизмов к стрессовым воздействиям (обзор) / Прикл. биохимия и микробиология, 2003.-Т.З9(1).-С.5-24.

5. Баснакьян И.А. Стресс у бактерий.- М.: Медицина, 2003.- 136 с.

6. Henzler H.-J. Partical stress in bioreactors / Adv. Biochem. Eng. Biotechnol., 2000.-V.67.-P.3 5-82.

7. Николаев Ю.А. Внеклеточные факторы адаптации бактерий к неблагоприятным условиям среды / Прикл. биохимия и микробиология, 2004.-Т.40(1).-С.387-397.

8. Феофилова Е.П. Биохимическая адаптация грибов к температурным воздействиям / Микробиология, 1994.-Т.63(5).-С.757-776.

9. Люй X., Алехова Т.А., Захарчук Л.М. Влияние теплового шока на биосинтез антибиотиков тремя штаммами Streptomyces / Прикл. биохимия и микробиология, 1999.-Т.35(1).-С.55-59.

10. Ю.Николаев Ю.А., Воронина H.A. Перекрестное действие внеклеточных факторов адаптации к стрессу у микроорганизмов / Микробиология, 1999.- Т.68(1).-С.45-50.

11. П.Андреищева E.H., Звягильская P.A. Адаптация дрожжей к солевому стрессу / Прикл. биохимия и микробиология, 1999.-Т.35(3).-С.243-256.

12. Смирнова Г.В., Закирова О.Н., Октябрьский О.Н. Роль антиоксидантных систем в отклике бактерий Escherichia coli на тепловой шок / Микробиология, 2001 .-Т.70(5).-С.595-601.

13. Смирнова Г.В., Закирова О.Н., Октябрьский О.Н. Роль антиоксидантных систем в отклике бактерий Escherichia coli на холодовой стресс / Микробиология, 2001.-Т.70(1).-С.55-60.

14. Markl Н., Bronnenmeier R. Mechanical stress and microbial production. In: Rehm H.J., Reed G., editors. Biotechnology. Fundamentals of biochemical engineering, vol.2. H. Brauer (Volume Ed.), 1985, Chapter 18, P.369-392.

15. Yim S.S., Shamlou P.A. The engineering effects of fluids flow on freely suspended biological macro-materials and macromolecules / Adv. Biochem. Eng./Biotechnol., 2000.-V.67.-P.83-122.

16. Sudhanshu H.M., Niranjan K. Observations on the shear damage to different animal cells in a concentric cylinder viscometer / Biotech. Bioeng., 2000.-V.68.-P.697-704.

17. Shimada S., Andou M., Naito N., Yamada N., Osumi M., Hayashi R. / Effects of hydrostatic pressure on the ultra structure and leakage of internal substances in the yeast Saccharomyces cerevisia / Appl. Microb. Biotechnol., 1993.-V.40.-P.123-131.

18. Perrier-Cornet J.-M., Marechal P.-A., Gervais P. A new design intended to relate high pressure treatment to yeast cell mass transfer / J.Biotechnol., 1995.-V.41.-P.49-58.

19. Born C., Zhang Z., Al-Rubeai M., Thomas C.R. Estimation of disruption of animal cells by laminar shear stress / Biotechnol. Bioeng., 1992.-V.40.-P. 10041010.

20. Shirgaonkar I.Z., Lothe R.R. Comments on the mechanism of microbial cell disruption in high-pressure and high-speed devices / Biotechnol. Prog., 1998.-V. 14.-P.657-660.

21. Хочачко П., Сомеро Д. Биохимическая адаптация.- М.: Мир, 1981.-567с.

22. Терешина В.М., Михайлова М.В., Феофилова Е.П. / Микробиология, 1991.-Т.60(5).-С.781-785.

23. Sussman A.S., Halvorson Н.О. Spores, their dormancy and germination. L, N.Y.: Harper and Row, 1966.-245 p.

24. Феофилова Е.П. Трегалоза, стресс и анабиоз / Микробиология, 1992.-Т.61(5).-С.741-755.

25. Richmond С. S., Glasner J.D., Май R., Jin H., Blattner F.R. Genome-wide expression profiling in Escherichia coli K-12 / Nucleic Acids Res., 1999.-V.27.-P.3821-3835.

26. Arsène F., Tomoyasu T., Bukau В. The heat shock response of Escherichia coli / Int. J. Food Microbiol., 2000.-V.55.-P.3-9.

27. Николаев Ю.А. Сравнительное изучение свойств двух внеклеточных протекторов, выделяемых Escherichia coli при повышенной температуре / Микробиология, 1997.-Т.66.-С.790-795.

28. Helmann J.D., Wu M.F., Kobel Р.А., Gamo F.J., Wilson M., Morshedi M.M., Navre M., Paddon C. Global transcriptional response of Bacillus subtilis to heat shock / J. Bacterid., 2001 .-V. 183 .-P.7318-7328.

29. Gao H., Wang Y., Liu X., Yan T., Wu L., Aim E., Arkin A., Thompson D.K., Zhou J. Global transcriptome analysis of the heat shock response of Shewanella oneidensis / J. Bacterid., 2004.-V.186.-P.7796-7803.

30. Stintzi A. Gene expression profile of Campylobacter jejuni in response to growth temperature variation / J. Bacterid., 2003.-V.185.-P.2009-2016.

31. Motin V. L., Georgescu A.M., Fitch J.P., Gu P.P., Nelson D.O., Mabery S.L., Garnham J.B., Sokhansanj B.A. et al. Temporal global changes in gene expression during temperature transition in Yersiniapestis / J. Bacterid., 2004.-V. 186.-P.6298-6305.

32. Weiner J., Zimmerman C.U., Gohlmann H.W., Herrmann R. Transcription profiles of the bacterium Mycoplasma pneumoniae grown at different temperatures / Nucleic Acids Res., 2003.-V.31.-P.6306-6320.

33. Koide Т., Vencio R.Z.N., Gomes S.L. Global gene expression analysis of the heat shock response in the phytopathogen Xylella fastidiousa / J.Bacteriol., 2006.-V.188.-P.5821-5830.

34. Вепеу G. Influence of the fluidity of the membrane on the response of microorganisms to environmental stresses / Appl. Microbiol. Biotech., 2001.-V.57.-P.34-42.

35. Tourdot-Marechal R., Gaboriau D., Beney L., Divies C. Membrane fluidity of stressed Oenococcus oeni / Int. J. Food Microbiol., 2000.-V.55.-P.269-273.

36. Schumann W. Function and regulation of temperature-inducible bacterial proteins on the cellular metabolism / Adv. Biochem. Eng., 2000.-V.67.-P.1-35.

37. Fabisiewicz I., Piechowska M. Changes of sensitivity to heat shock during logarithmic growth of Bacillus subtilis / Acta Biochem. Pol., 1988.-V.35(3).-P.207-217.

38. Thongbai В., Gasaluck P., Waites W.M. Morphological changes of temperature- and pH-stressed Salmonella following exposure to cetylpyridinium chloride and nisin / LWT, 2006.-V.39.-P.1180-1188.

39. Nystroem T., Kjelleberg S. The effect of cadmium on starved heterotrophic bacteria isolated from marine waters / FEMS Microbiol. Ecol., 1987.-V.45,-P.143-153.

40. Fulladosa E., Murat J.C., Villaescusa I. Effect of cadmium (II), chromium (IV) and arsenic (V) on longterm viability- and growth-inhibition assays using Vibrio fischeri marine bacteria / Arch. Environ. Contam. Toxicol., 2005.-V.49.-P.299-306.

41. Gad El-Rab S.M.F., Shoreit A.A.F., Fukumori Y. Effect of cadmium stress on growth, morphology, and protein expression in Rhodobacter capsulatus BIO / Biosci. Biotechnol. Biochem., 2006.-V.70.-P.2394-2402.

42. Botello E., Nordstrom K. Effects of chromosome underreplication on cell division in Escherichia coli / J. Bacterid., 1998.-V.180.- P.6364-6374.

43. Zaika L.L., Fanelli J.S. Growth kinetics and cell morphology of Listeria monocytogenes Scott A as affected by temperature, NaCl, and EDTA / J. Food Protec., 2003 .-V.66.-P. 1208-1215.

44. Gayen K., Venkatesh K.V. Quantification of cell size distribution as applied to the growth of Corynebacterium glutamicum / Microbiol. Research, in press.

45. Silva V.L., Diniz C.G., Cara D.C., Santos S.G., Nicoli J.R., Carvalho M.A.R., Farias L.M. Enhanced pathogenicity of Fusobacterium nucleatum adapted to oxidative stress / Microbial Pathogenesis, 2005.-V.39.-P.131-138.

46. Diaz P.I., Zilm P.S., Rogers A.H. The response to oxidative stress of Fusobacterium nucleatum grown in continuous culture / FEMS, 2000.-V.187.-P.31-34.

47. Bavouzet J.M., Lafforgue-Delorme C., Fonade C., Goma G. The effect of an abrupt stepwise reduction in pressure on the integrity of the eukaryotic and prokaryoyic cell envelope / Enzyme Microbial. Technol., 1995.-V.17.-P.712-718.

48. Heydarian S.M., Mirjalili N., Ison A.P. Effect of shear on morphology and erythromycin production in Saccharopolyspora erythraea fermentations / Bioprocess. Eng., 1999.-V. 21.-P.31-39.

49. Tsuchido T., Katsui N., Takeuchi A., Takano M., Shibasaki I. Destruction of the outer membrane permeability barrier of Escherichia coli by heat treatment / Appl. Environm. Microbiol., 1985.-V.50.-P.298-303.

50. Mager W., Moradas-Ferreira P. Stress response to yeast / Biochem. J., 1993.-V.290.-P.1-13.

51. Tamura S., Park Y., Toriyama M., Okabe M. Change of mycelial morphology in tylosin production by batch culture of Streptomyces fradiae under various shear conditions / J. Ferment. Bioeng., 1997.-V.83.-P.523-528.

52. Illing S., Harrison S.T.L. The kinetics and mechanism of Corynebacterium glutamicum aggregate breakup in bioreactors / Chem. Eng. Sei., 1999.-V.54.-P.441-454.

53. Han R.-B., Yuan Y.-J. Oxidative burst in suspension culture of Taxus cuspidata induced by a laminar shear stress in short-term / Biotechnol. Prog., 2004.-V.20.-P.507-513.

54. Kieran P.M., Malone D.M., MacLoughlin P.F. Effects of hydrodynamic and interfacial forces on plant cell suspension systems / Adv. Biochem. Eng. Biotechnol., 2000.-V.67.-P. 139-177.

55. Markl H., Bronnenmeier R., Wittek B. The resistance of microorganisms to hydrodynamic stress / Int. Chem. Eng., 1991.-V.31(2).-P.185-197.

56. Тапака H. Technological problems in cultivation of plant cells at high density / Biotechnol. Bioeng., 1981.-V.23.-P.1203-1218.

57. Doran P.M. Design of mixing systems for plant cell suspensions in stirred reactors / Biotechnol. Prog., 1999.-V.15.-P.319-335.

58. Менылутина H.B., Гусева E.B., Нижегородова T.A., Будран. Ж., М. Фик Исследование стресса микроорганизмов в мембранных биореакторах. 1ый Международный Конгресс «Биотехнология состояние и перспективы развития», Москва, Россия, 14-18 октября 2002, с. 207.

59. Gao Q., Fang A., Pierson D.L., Mishra S.K., Demain A.L. Shear stress enhances microcin B17 production in a rotation wall bioreactor, but ethanol stress does not / Appl. Microbiol. Biotechnol., 2001.-V.56.-P.384-387.

60. Silva-Santisteban B.O.Y., Filho F.M. Agitation, aeration and shear stress as key factors in inulinase production by Kluyveromyces marxianus / Enz. Microb. Technol., 2005.-V.36.-P.717-724.

61. Joshi J.B., Sawant S.B., Patwardhan A.W., Patil D.J., Kshatriya S.S., Nere N.K. Relation between flow pattern and de-activation of enzymes in stirred reactors / Chem. Eng. Sci., 2001.-V.56.-P.443-452.

62. Roubos J.A., Krabben P., Luiten R.G.M., Verbruggen H.B., Heijnen JJ. A quantitative approach to characterizing cell lysis caused by mechanical agitation of Streptomyces clavuligerus / Biotechnol. Prog., 2001.-V.17.-P.336-347.

63. Heydarian S.M., Ison A.P., Lilly M.D., Ayazi Shamlou P.A. Turbulant breakage of filamentous bacteria in mechanically agitated batch culture / Chem. Eng. Sci., 2000.-V.55.-P. 1775-1784.

64. Saito I., Honda H., Kawabe Т., Mukumoto F., Masatoshi S., Kobayashi T. Comparison of biotin production by recombinant Sphingomonas sp. under various agitation conditions / Biochem. Eng. J., 2000.-V.5.-P. 129-136.

65. Pohorecki R., Baldyga J., Ryszczuk A., Motyl T. Erythrocyte destruction during turbulent mixing / Biochem. Eng. J., 2001.-V.9.-P.147-154.

66. Papoutsakis E.T. Fluid-mechanical damage of animal cells in bioreactors / Trends Biotechnol., 1991.-V.9.-P.427-437.

67. Amanullah A., Blair R., Davies A., Riley G.R., Thomas C.R., Nienow A.W. Effects of agitation intensity on mycelial morphology and protein production in chemostat cultures of recombinant Aspergillus oryzae / Biotechnol. Bioeng., 1999.-V.62.-P.434-446.

68. Amanullah A., Justen P., Davies A., Paul G.C., Nienow A.W., Thomas C.R. Agitation induced mycelial fragmentation of Aspergillus oryzae and Penicillium chrysogenum / Biochem. Eng. J., 2000.-V.5.-P. 109-114.

69. Toma M.K., Ruklisha M.P., Vanags J.J., Zeltina M.O., Leite M.P. Galinina N.I., Viesturs U.E., Tengerdy R.P. Inhibition of microbial growth and metabolism by excess turbulence / Biotechnol. Bioeng., 1991.-V.38.-P.552-556.

70. Lilly M.D., Ison A.P., Sarra M. The relationships between biomass concentration, determined by a capacitance-based probe, rheology and morphology of Saccharopolyspora erythraea cultures / J. Biotechnol., 1996.-V.51.- P.157-165.

71. Jung J.Y., Park J.K., Chang H.N. Bacterial cellulose production by Gluconacetobacter hansenii in an agitated culture without living non-cellulose producing cells / Enz. Microb. Technol., 2005.-V.37.-P.347-354.

72. Меныиутина H.B., Гусева E.B., Нижегородова T.A., Будран Ж. Стресс микроорганизмов в мембранных биореакторах под влиянием перемешивания / 7-ая Конференция молодых ученых «Биология-наука XXI века" (Пущино, Россия), 2003.-С. 119.

73. Guseva Е., Menshutina N., Nizhegorodova Т., Gordeeva J., Boudrant J., Fick

74. M. Investigation and modeling of stress influences to microorganisms duringthlactic acid production / 7 International Scientific Technical Conference Process "Process Control" (Pardubice, Czech Republic), 2006.-P.151.

75. Camacho F.G, Grima E.M, Miron A.S, Pascual V.G., Chisti Y. Carboxymethyl cellulose protects algal cells against hydrodynamic stress / Enz. Microb.Technol., 2001 .-V.29.-P.602-610.

76. Wang N.S., Yang J.-D., Calabrese R.V., Chang K.-C. Unified modeling framework of cell death due to bubbles in agitated and sparged bioreactors / J. Biotechnol., 1994.-V.33.-P. 107-122.

77. Cherry R.S., Hulle C.T. Cell death in the thin films of bursting bubbles / Biotechnol. Prog, 1992.-V.8.-P.11-16.

78. Meier S.J, Hatton T.A, Wang D.I.C. Cell death from bursting bubbles: Role of cell attachment to rising bubbles in sparged reactors / Biotechnol. Bioeng,1999.-V.62.-P.468-478.

79. Molina G.E, Chisti Y, Moo-Young M. Characterization of shear rates in airlift bioreactors for animal cell culture / J. Biotechnol, 1997.-V.54.-P. 195-210.

80. Bavarian F, Fan L.S, Chalmers J.J. Microscopic visualization of insect cell-bubble interactions. I. Rising bubbles, air-medium interface, and the foam layer / Biotechnol. Prog, 1991.-V.7.-P.140-150.

81. Chisti Y. Animal-cell damage in sparged bioreactors / Trends Biotechnol,2000.-V.18.-P. 420-432.

82. Jianyong W. Mechanisms of animal cell damage associated with gas bubbles and cell protection by medium additives / J. Biotechnol, 1995.-V.43.-P.81-94.

83. Garcia-Briones M.A, Brodkey R.S, Chalmers J.J, Computer simulations of the rupture of a gas bubble at a gas-liquid interface and its implications in animal cell damage / Chem. Eng. Sci, 1994.-V. 49.-P.2301-2320.

84. Miguel A, Garcia-Briones M, Chalmers J.J. / Biotechnol. Bioeng, 1994,-V.44.-P. 1089-1095.

85. Pinheiro R, Belo I, Mota M. Air pressure effects on biomass yield of two different Kluyveromyces strains / Enz. Microbial. Technol, 2000.-V.26.-P.756-762.

86. Kamilakis E.G., Allen D.G. Cultivation filamentous microorganisms in a cyclone bioreactor: the influence of pumping on cell morphology / Proc. Biochem., 1995.-V.30.-P.353-360.

87. Jaouen P., Vandanjon L., Quemeneur F. The shear stress of microalgal cell suspensions (Tetraselmis suecica) in tangential flow filtration system: the role of pumps/Biores. Technol., 1999.-V.68.-P.149-154.

88. Vandanjon L., Rossignol N., Jaouen P., Robert J.M., Quemeneur F. Effects of shear on two microalgae species. Contribution of pumps and valves in tangential flow filtration systems / Biotech. Bioeng., 1999.-V.63(l).-P.l-9.

89. Lee C.H., Kim J.S., Chang I.S. Effect of pump shear on the performance of a crossflow membrane bioreactor / Water Research, 2001.-V.35.-P.2137-2144.

90. Persson A., Jonsson A-S., Zacchi G. Separation of lactic acid-producing bacteria from fermentation broth using a ceramic microfiltration membrane with constant permeate flow / Biotechnol. Bioeng., 2001.-V.72.-P.269-277.

91. Shimizu Y., Matsushita K., Watanabe A. Influence of shear breakage of microbial cells on cross-flow microfiltration flux / J. Ferment. Bioeng., 1994.-V.78.-P.170-174.

92. Boyaval P., Lavenant C., Gesan G., Daufin G. Transient and stationary operating conditions on performance of lactic cid bacteria crossflow microfiltration / Biotechnol. Bioeng., 1996.-V.49.-P.79-86.

93. Van Der Pol L.A., Paijens I., Tramper J. Dextran as protectant against damage caused by sparging for hybridoma cells in a bubble column / J. Biotechnol., 1995.-V.43.-P.103-110.

94. Van der Pol L.A., Beeksma I., Tramper J. Polyethylene glycol as protectant against damage caused by sparging for hybridoma suspension cells in a bubble column /Enz. Microbial Technol., 1995.-V.17.-P.401-407.

95. Murhammer D.W., Goochee C.F. Sparged animal cell bioreactors. Mechanism of cell damage and pluronic F-68 protection / Biotechnol. Prog., 1990.-V.6.-P. 142-148.

96. Jordan M., Sucker H., Einsele A., Widmer F., Eppenburger H.M. Interactions between animal cells and gas bubbles: The influence of serum and Plunic F68 on the physical properties of the bubble surface / Biotechnol. Bioeng., 1994.-V.43.-P.446-454.

97. Michaels J.D., Nowak J.E., Malik A.K., Koczo K., Wasan D.T., Papoutsakis E.T. Analysis of cell-to-bubble attachement in sparged bioreactors in the presence of cell-protecting additives/ Biotechnol. Bioeng., 1995.-V.47.-P.407-419.

98. Ramirez O.T., Mutharasan R. Effect of serum on the plasma membrane fluidity of hydridomas. An insight into its shear protective mechanism / Biotechnol. Prog., 1992.-V.8.-P.40-50.

99. Ю7.Кафаров B.B., Винаров А.Ю., Гордеев JI.C. Моделирование и системный анализ биохимических производств. М.: Лесн. пром-ть.-1985.-280с.

100. Ю8.Музыченко Л.А. Разработка и применение методологии синтеза математических моделей микробиологических процессов / Дисс. докт. техн. наук, 1973-256с.

101. Carlsson В. An introduction to modeling of bioreactors / Math. Program., 1998.- V.36.-P.123-131.

102. О.Бирюков В.В., Кантере В.М. Оптимизация периодических процессов микробиологического синтеза. М.: Наука, 1985. - 296с.

103. Ш.Бирюков В.В. Основы промышленной биотехнологии. М.: КолосС, 2004.-296С.

104. Скороходов А.В. Моделирование мембраных биореакторов / Дисс. канд. техн. наук, 2002.-145с.

105. Колмогоров А.Н. / Докл. Акад. Наук СССР, 1954.-Т.98.-С.527.

106. Kresta S. Turbulence in stirred tanks: anisotropic, approximate, and applied / Can. J. Chem. Eng., 1998.-V. 76.-P.563-576.

107. Sheng J., Meng H., Fox R.O. A large eddy PIV method for turbulence dissipation rate estimation / Chem. Eng. Sci., 2000.-V.55.-P.4423-4434.

108. Deveci H. Effect of particle size and shape of solids on the viability of acidophilic bacteria during mixing in stirred tank reactors / Hydrometallurgy, 2004.-V.71.-P.385-396.

109. Kawase Y., Moo-Young M. Mathematical models for design of bioreactors: application of Kolmogoroff s theory of isotropic turbulence / Chem. Eng. J., 1990.-V.43 .-P.B 19-41.

110. Ikeda K. / J. Tokyo Chem. Soc., 1908.-V.30.-P.820-826.

111. Kinoshita S., Udaka S., Shimono M. Studies on the amino acid fermentation / J. Gen. Appl. Microbiol., Japan, 1957.-V.3.-P.193-205.

112. Delaunay S. Etude et modification du métabolisme central de Corynebacterium glutamicum productrice de glutamate / Thèse INPL, Nancy, 1999.-192 p.

113. Аре Р.Ю., Бекер M.E., Дунце М.Э. Штамм 541-5/47 продуцент глутаминовой кислоты / Авт. Свид. 654681 (СССР).- 1979.

114. Балицкая P.M., Кузнецова Н.Н., Демина Н.Г., Шолин А.Ф. Биосинтез глутаминовой кислоты Corynebacterium glutamicum 3144 на средах смелассами и ее выделение из культуральной жидкости / Прикладная биохимия и микробиология, 1981.-Т.17(1).-С.85-95.

115. Жданова Н.И., Балицкая P.M. Получение и некоторые свойства мутантов, способных продуцировать глутаминовую кислоту на богатых биотином средах/ Биологические науки, 1980.-Т.5.-С.83-90.

116. Котова Г.А., Волкова М.В. Кормовые аминокислоты в сельском хозяйстве СССР / Обзорная информация ВНИИСЭНТИ Главмикро-биопрома, М.-1985.-с. 8-29.

117. Сергеев А.П. Передовой производственный опыт в медицинской промышленности, рекомендуемый для внедрения / Химико-фармацевтический журнал, 1991.-Т.6.-С.4-7.

118. Shiio I., Otsuka S.I., Takanashi М. Effect of biotin on the bacterial formation of glutamic acid. I. Glutamate formation and cellular permeability of amino acids / J. Biochem., 1962.-V.51.-P.56-62.

119. Nunheimer T.D., Birnbaum J., Ihnen E.D., Demain A.L. Product inhibition of the fermentative formation of glutamic acid / Appl. Microbiol., 1970.-V.20.-P.215-217.

120. Способ получения L-глутаминовой кислоты. Патент Франции 1552503, кл. с 12 d.-Bull.off.pr.ind.-1.-176р.-1969.

121. Komatsu Y. Complete lysis of glutamic acid producing bacteria by the use of antibiotics which inhibit the biosynthesis of cell walls / Rep. Ferment. Res. Inst, 1980.-V.54.-P.1-4.

122. Momose H, Takagi T. Glutamic acid production in biotin-rich media by temperature sensitive mutants of Brevibacterium lactofermentum, a novel fermentation process / Agric. Biol. Chem, 1978.-V.42.-P.1911-1917.

123. Sun Z., Yu Z., Yang Y., Jin H., Yan H. Fermentation production of L-glutamic acid from rice hydrolysate by temperature-sensitive mutant Corynebacterium crenatum N1 / Gongye Weishengwu, 1989.-V.19.-P.9-14.

124. Delaunay S., Gourdon P., Lapujade P., Mailly E., Oriol E., Engasser J.M., Lindley N.D., Goergen J.L. An improved temperature triggered process for glutamate production with Corynebacterium glutamicum / Enz. Microbial. Technol., 1999.-V.25.-P.762-768.

125. Uy D. Etude cinétique et métabolique de Corynebacterium glutamicum 2262 au cours de la fermentation glutamique: instabilité de la production de glutamate en procédé continu thermo-induit / Thèse INPL, Nancy, 2003.-205p.

126. Uy D., Delaunay S., Germain P., Engasser J.-M., Goergen J.-L. Instability of glutamate production by Corynebacterium glutamicum 2262 in continuous culture using the temperature-triggered process / J. Biotechnol., 2003.-V. 104.-P.173-184.

127. Attwood P.V. The structure and the mechanism of action of pyruvate carboxylase / Int. J. Biochem. Cell. Biol. 1995.-V.27.-P.231-249.

128. Takinami K., Yamada Y., Okada H. Biochemical effects of fatty acid and its derivatives on L-glutamic acid fermentation / Agr. Biolog. Chem., 1966.-V.30.-P.674-682.

129. Hoischen C., Kràmer R. Evidence for an efflux carrier system involved in the section of glutamate by Corynebacterium glutamicum / Arch. Microbiol., 1989.-V. 151 .-P.342-347.

130. Das K., Anis M., Azemi B.M.N. Fermentation and recovery of glutamic acid from paste waste hydrolysate by ion-exchange resin column / Biotechnol. Bioeng., 1995.-V.48.-P.551-555.

131. Huchenq A., Marquet M., Welby M., Montrozier H., Goma G., Laneele G. Glutamate excretion triggering mechanism: a reinvestigation of the surfactant-induced modification of cell lipids / Ann. Microbiol. (Inst. Pasteur), 1984.-V.135.-P.53-67.

132. Marquet M., Uribelarrea J.L., Huchenq A., Laneelle G., Goma G. Glumatic excretion by Corynebacterium glutamicum: a study of glutamate accumulation during a fermentation course / Appl. Microbiol. Biotechnol., 1986.-V.25.-P.220-223.

133. Еникеев Э.Ш. Изучение биосинтеза L-глутаминовой кислоты в условиях интенсивного массообмена / Дисс. канд. биол. наук, 1991.-131с.

134. Goergen J.L., Debay F., Engasser J.M. Contraintes physiologiques favorables a la surproduction d'acide glutamique par Corynebacteries / "Physiologie microbienne et procèdes industriels", Société Française de Microbiologie, Paris, 1997.-P.105-114.

135. Kanzaki T., Okazaki H., Sugawarw A., Fukuda H. L-glutamic acid fermentation. Part IV. The relation between the cellular fatty acid contents and the productivity of L-glutamic acid / Agr. Biolog. Chem., 1967.-V.31.-P.1416-1420.

136. Dubreuil P. Cinétiques et modélisation de la fermentation glutamique / Thèse INPL, Nancy, 1985.-175p.

137. Dominguez H., Nezondet C., Lindley N.D., Cocaign M. Modified carbon flux during oxygen limited growth of Corynebacterium glutamicum and the consequences for amino acid overproduction / Biotechnol. Lett., 1993.-V.15.-P.449-454.

138. Crueger W., Crugeger A. Amino acids / "Biotechnology: a textbook of industrial microbiology" (T.D. Brock ed.), Science tech, Madison, 1984.-V.127.-P.127-147.

139. Leyval D., Debay F., Engasser J.M., Goergen J.L. Flow cytometry for the intracellular pH measurement of glutamate producing Corynebacterium glutamicum / J. Microbiol. Meth., 1997.-V.29.-P. 121-127.

140. Шлегель Г. Общая микробиология / Пер. с нем. М.: Мир, 1987.-567с.

141. Gourdon P., Lindley N.D. Metabolic analysis of glutamate production by Corynebacterium glutamicum / Metab. Eng., 1999.-V.1.-P.224-231.

142. Péquignot С. Caractérisation de la croissance de Corynebacterium melassecola ATCC 17965 en cuve agitée aérée sur différents milieux de culture Determination des flux métaboliques / Thèse Université d'Auvergne, Clermont-Ferrand, 1995.-175p.

143. Peters-Wendisch P.G., Wendisch V.F., Paul S., Eikmanns B.J. and Sahm H. Pyruvate carboxylase as an anaplerotic enzyme in Corynebacterium glutamicum / Microbiology, 1997.-V.143.-P.1095-1103.

144. Peters-Wendisch P.G., Kreutzer C., Kalinowski J., Patek M., Sahm H., Eikmanns B.J. Pyruvate carboxylase from Corynebacterium glutamicum: characterization, expression and inactivation of the рус gene / Microbiology, 1998.-V.144.-P.915-927.

145. Грачева И.М., Иванова Jl.А., Кантере B.M. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия / 2-е изд., перераб. и доп. М.: Колос, 1992. - 383с.

146. Tesch M., Eikmanns В.J., De Graaf A.A., Sahm H. Ammonia assimilation in Corynebacterium glutamicum and a glutamate desydrogenase-deficient mutant/Biotechnol. Lett., 1998.-V.20.-P.953-957.

147. Bona R., Moser A. Modelling of growth of Corynebacterium glutamicum under biotin limitation / Bioproc. Eng., 1997a.-V.17.-P. 121-125.

148. Bona R., Moser A. Modelling of the L-glutamic acid production with Corynebacterium glutamicum under biotin limitation / Bioproc. Eng., 1997b.-V.17.-P.139-142.

149. Khan N. S., Mishra I. M., Singh R. P., Prasad B. Modeling the growth of Corynebacterium glutamicum under product inhibition in L-glutamic acid fermentation / Biochem. Eng. J., 2005.-V.25.-P.173-178.

150. Zhang X.-W., Sun T., Sun Z.-Y., Liu X., Gu D.-X. Time-dependent kinetic models for glutamic acid fermentation / Bioproc. Eng., 1997c.-V.17.-P.126-135.

151. Gebicke K.W., Johl H J., Sternad W., Trosch W., Chmiel H. Application of modeling and simulation for optimization of a continuous fermentation process / European symposium on computer aided process engineering-2, 1994.-P.S177-S182.

152. Kuehm N. Modélisation cinétique et métabolique de Corynebacterium glutamicum: croissance sous stress osmotique et production de glutamate. Thèse INPL, 1996.

153. Takaç S., Calik G., Mavituna F., Dervakos G. Metabolic flux distrbution for optimized production of L-glutamate / Enz. Microbial Technol., 1998.-V.23.-P.286-300.

154. Cocaign-Bousquet M., Monnet С., Lindley N.D. Batch kinetics of Corynebacterium glutamicum during growth on various carbon substrates: use of substrates mixtures to localise bottlenecks / Appl. Microbiol. Biotechnol., 1993.-V.40.-P.526-530.

155. Von der Osten C.H., Gioannetti C., Sinskey A.J. Design of a defined for growth of Corynebacterium glutamicum in which citrate facilitates iron uptake / Biotechnol. Lett., 1989b.-V.l 1-P.l 1-16.

156. Pignot R. Etude de l'influence de la biotine et la température sur la production d'acide glutamique chez une souche thermosensible de Corynebacterium glutamicum / DEAINPL, Nancy, 1996.

157. Lapujade P., Goergen J.-L., Engasser J.-M. Glutamate excretion as a major kinetic bottleneck for the thermally triggered production of glutamic acid by Corynebacterium glutamicum / Metabolic Eng., 1999.-V.1.-P.255-261.

158. Gayen K., Venkatesh K.V. Quantification of cell size distribution as applied to the growth of Corynebacterium glutamicum / Microbiol. Research, 2007, in press.

159. Нижегородова T.A., Гусева E.B., Меньшутина H.B., Будран Ж., Горжен Ж-Л., Гедон Э., Делонэ С., Фурнье Ф. Математическое моделирование производства L-глутаминовой кислоты / Известия ВУЗов. Химия и химическая технология, 2007.-Т. 50(10).-С. 93-98.