Онлайн-мониторинг содержания глюкозы для кормления в режиме реального времени, чтобы обеспечить плавное завершение процесса ферментации.
Биоферментационная инженерия является одним из важных компонентов современной биофармацевтической инженерии, позволяющей получать желаемые биохимические продукты посредством процесса роста микроорганизмов.Процесс роста микроорганизмов включает четыре стадии: фазу адаптации, лог-фазу, стационарную фазу и фазу смерти.Во время стационарной фазы накапливается большое количество продуктов обмена.Это также период, когда в большинстве реакций собираются продукты.Как только эта фаза будет превышена и наступит фаза гибели, это сильно повлияет как на активность микробных клеток, так и на чистоту продуктов.Из-за сложности биологических реакций повторяемость процесса ферментации плохая, а контроль качества затруднен.По мере масштабирования процесса от лабораторного до пилотного масштаба и от пилотного масштаба до крупномасштабного производства легко могут возникнуть отклонения в реакциях.Обеспечение того, чтобы реакция ферментации поддерживалась в стационарной фазе в течение длительного периода, является наиболее важной проблемой при расширении масштабов технологии ферментации.
Чтобы гарантировать, что микробный штамм остается в фазе активного и стабильного роста во время ферментации, крайне важно поддерживать содержание необходимых энергетических метаболитов, таких как глюкоза.Использование онлайн-спектроскопии для мониторинга содержания глюкозы в ферментационном бульоне в режиме реального времени является подходящим техническим подходом для контроля процесса биоферментации: принятие изменений концентрации глюкозы в качестве критерия для добавления и определения состояния микробного штамма.Когда содержание падает ниже установленного порога, на основе результатов мониторинга можно оперативно вводить добавки, что значительно повышает качество и эффективность биоферментации.Как показано на схеме ниже, из небольшого бродильного резервуара вытянуто боковое ответвление.Спектроскопический зонд получает сигналы ферментационной жидкости в режиме реального времени через циркуляционный бассейн, что в конечном итоге позволяет определять концентрацию глюкозы в ферментационной жидкости вплоть до 3‰.
С другой стороны, если для контроля процесса используются автономный отбор ферментационного бульона и лабораторные исследования, результаты отсроченного обнаружения могут упустить оптимальное время для добавления добавок.Кроме того, процесс отбора проб может повлиять на систему ферментации, например, заражение посторонними бактериями.
Время публикации: 7 декабря 2023 г.