Онлайн-моніторинг вмісту глюкози для годування в режимі реального часу для забезпечення плавного завершення процесу бродіння.
Інженерія біоферментації є одним із важливих компонентів сучасної біофармацевтичної інженерії, одержуючи бажані біохімічні продукти через процес росту мікроорганізмів.Процес росту мікробів включає чотири стадії: фазу адаптації, логарифмічну фазу, стаціонарну фазу та фазу смерті.Під час стаціонарної фази накопичується велика кількість продуктів метаболізму.Це також період, коли продукти збираються в більшості реакцій.Як тільки ця фаза буде перевищена і настане фаза смерті, як активність мікробних клітин, так і чистота продуктів будуть сильно вплинути.Через складність біологічних реакцій повторюваність процесу бродіння є поганою, а контроль якості є складним.У міру того, як процес переходить від лабораторії до пілотної та від пілотної до великомасштабного виробництва, можуть легко виникнути аномалії в реакціях.Забезпечення того, щоб реакція бродіння підтримувалася в стаціонарній фазі протягом тривалого періоду, є найбільш занепокоєним питанням при розширенні технології бродіння.
Щоб гарантувати, що мікробний штам залишається у фазі енергійного та стабільного росту під час ферментації, вкрай важливо підтримувати вміст необхідних енергетичних метаболітів, таких як глюкоза.Використання онлайн-спектроскопії для моніторингу вмісту глюкози в ферментаційному бульйоні в режимі реального часу є відповідним технічним підходом для контролю процесу біоферментації: беручи зміни концентрації глюкози як критерій для додавання та визначення стану мікробного штаму.Коли вміст падає нижче встановленого порогу, добавки можуть бути негайно здійснені на основі результатів моніторингу, що значно покращує якість та ефективність біоферментації.Як показано на схемі нижче, бічний відгалуження витягується з невеликої ферментаційної ємності.Спектроскопічний зонд отримує сигнали ферментаційної рідини в режимі реального часу через циркуляційний басейн, що в кінцевому підсумку дозволяє виявити концентрацію глюкози в ферментаційній рідині до 3‰.
З іншого боку, якщо для контролю процесу використовуються відбір зразків ферментаційного бульйону в автономному режимі та лабораторне тестування, результати відстроченого виявлення можуть не відповідати оптимальному часу для додавання.Крім того, процес відбору проб може вплинути на систему бродіння, наприклад, забруднення сторонніми бактеріями.
Час публікації: 07 грудня 2023 р