Úžasné strategie řízení fermentačního procesu

Ovládání rychlosti mikrobiální fermentace má za cíl optimalizovat podmínky růstu přesnou úpravou klíčových faktorů, jako jsou teplota, pH, disperzní kyslík a koncentrace substrátu, aby se zajistilo, že mikroorganismy jsou ve svém optimálním fyziologickém stavu. To zvyšuje efektivitu syntézy a výnos cílových produktů. Strategie ovládání rychlosti podporuje rychlý růst mikroorganismů a efektivní metabolismus a udržuje stabilitu procesu fermentace, což snižuje produkční rizika způsobená environmentálními fluktuacemi.

Navíc účinně zvyšuje využití energie a zdrojů, čímž snižuje náklady na výrobu. Flexibilní úprava podmínek fermentace podle specifických potřeb jednotlivých fází fermentace zajistí strategie ovládání rychlosti, aby zůstaly mikrobiologické aktivity optimalizovány po celém cyklu fermentace, nakonec dosahující efektivního, stabilního a ekonomického procesu výroby.

Yaohai Bio-Pharma vyvinulo procesní platformu pro vysokohustotnou fermentaci vhodnou pro produkci plazmidů v Escherichia coli optimalizací základního a doplňkového média a strategií řízení fermentace. Během cyklu kultivace trvajícího 30 hodin přesahuje výnos plazmidů 1 g/l. Navíc může Yaohai Bio-Pharma nabízet přizpůsobené řešení optimalizace procesu na základě jednotlivých faktorů nebo metod Návrhu experimentů (DoE) pro různé plazmidy a hostitelské bakterie, aby vyhovělo potřebám zákazníků v oblasti produkce plazmidů s vysokým výnosem a kvalitou. Na základě své bohaté zkušenosti s mikrobiální fermentací shrnula Yaohai Bio-Pharma několik účinných strategií řízení rychlosti fermentace.

Strategie řízení rychlosti fermentace

Klíč k ovládání rychlosti mikrobiální fermentace spočívá v regulaci enzymatických katalytických rychlostí. Enzymy, které jsou bílkoviny katalyzující chemické reakce v živých organismech, urychlují procesy reakcí bez změny celkové energie. V mikrobiální fermentaci má rychlost enzymatické katalýzy přímý vliv na vznik metabolitů a celkovou účinnost fermentace.

Kontrolní teplota

Aktivita enzymů je významně ovlivňována teplotou. Obvykle každý enzym má optimální rozsah teploty, ve kterém vykazuje maximální aktivitu a nejrychlejší rychlosti reakcí. Tedy manipulací s teplotou fermentace lze řídit rychlost enzymatické katalýzy. Například mikroorganismy vyžadující vysokoteplotní fermentaci lze poskytnout vhodnému vysokoteplému prostředí pro akceleraci enzymatických reakcí, zatímco ty, které vyžadují nízkoteplotní fermentaci, musí být udržovány v chladnějším prostředí pro udržení aktivity enzymu.

regulace pH

Aktivita enzymů je také ovlivňována úrovní pH. Každý enzym má optimální rozsah pH; odchylky od tohoto rozsahu mohou vést ke snížení aktivity enzymu nebo dokonce k jeho inaktivaci. Regulací pH fermentačního roztoku můžeme ovlivnit rychlost enzymatické katalýzy. Pravidelné sledování pH fermentačního roztoku a přídavky kyseliny či báze jako regulátory pomáhají udržet optimální podmínky pro fermentaci.

Koncentrace substrátu a výživné podmínky

Koncentrace substrátu je klíčovým faktorem ovlivňujícím rychlost enzymatické katalýzy. Příliš vysoké koncentrace substrátu mohou vést ke zmírnění substrátu, což zpomaluje rychlost reakce, zatímco příliš nízké koncentrace mohou omezovat rychlost reakce. Proto je důležité řídit dávkování a množství substrátu pro udržení optimálního rozsahu koncentrace substrátu. Navíc potřebují mikroorganismy určité živiny k udržení svého růstu a metabolických aktivit během fermentace. Poskytnutí dostatečného množství živin zvyšuje rychlost a účinnost enzymatické katalýzy.

Dissolved Oxygen and Aeration

Pro aerobní mikroorganismy je disperzní kyslík životně důležitým faktorem ovlivňujícím jejich metabolické aktivity. Řízením míry aerace a rychlosti míchání můžeme regulovat úroveň disperzního kyslíku v fermentační směsi, čímž ovlivňujeme rychlost enzymatické katalýzy. Obvykle jsou během aerobní fermentace udržovány vysoké úrovně disperzního kyslíku pro podporu růstu mikroorganismů a metabolických aktivit, zatímco při anaerobní fermentaci jsou udržovány nízké úrovně kvůli tomu, aby se vyhnuly inhibičním účinkům kyslíku na anaerobní mikroorganismy.

Čas fermentace je dalším klíčovým faktorem ovlivňujícím rychlost enzymatické katalýzy a výnos produktu. Řízením délky fermentace můžeme regulovat metabolické aktivity mikroorganismů a produkci. Ve skutečnosti určení vhodného rozsahu času fermentace závisí na konkrétních procesech fermentace a požadavcích na produkt.

Yaohai Bio-Pharma aktivně hledá globální partnery, jak institucionální, tak individuální, a nabízí nejvyšší odměny v odvětví. Pokud máte jakékoliv otázky, neváhejte nás kontaktovat: [email protected]