Fantastische strategieën voor het regelen van de fermentatiesnelheid

Controle van de snelheid van microbiële fermentatie is gericht op het optimaliseren van groeiomstandigheden door het nauwkeurig aanpassen van sleutelfactoren zoals temperatuur, pH, opgeloste zuurstof en substraatconcentratie, om ervoor te zorgen dat micro-organismen zich in hun optimale fysiologische staat bevinden. Dit verbetert de synthese-efficiëntie en opbrengst van doelproducten. De snelheidscontrolestrategie bevordert snelle microbiële groei en efficiënt metabolisme en handhaaft de stabiliteit van het fermentatieproces, waardoor productierisico's worden verminderd die worden veroorzaakt door schommelingen in de omgeving.

Bovendien verbetert het effectief de benuttingsefficiëntie van energie en hulpbronnen, waardoor de productiekosten worden verlaagd. Door de fermentatieomstandigheden flexibel aan te passen aan de specifieke behoeften van verschillende fermentatiestadia, zorgt de snelheidscontrolestrategie ervoor dat microbiële activiteiten geoptimaliseerd blijven gedurende de gehele fermentatiecyclus, wat uiteindelijk leidt tot een efficiënt, stabiel en economisch productieproces.

Yaohai Bio-Pharma heeft een fermentatieplatformproces met hoge dichtheid ontwikkeld dat geschikt is voor plasmideproductie in Escherichia coli door basis- en voedermedia en fermentatiecontrolestrategieën te optimaliseren. Binnen een kweekcyclus van 30 uur overschrijdt de plasmideopbrengst 1 g/l. Bovendien kan Yaohai Bio-Pharma op maat gemaakte procesoptimalisatieoplossingen bieden op basis van single-factor- of Design of Experiments (DoE)-methoden voor verschillende plasmiden en gastheerbacteriën, waarmee wordt voldaan aan de behoeften van klanten voor plasmideproductie met een hoge opbrengst en hoge kwaliteit. Gebaseerd op zijn uitgebreide ervaring in microbiële fermentatie heeft Yaohai Bio-Pharma verschillende effectieve strategieën voor fermentatiesnelheidscontrole samengevat.

Strategieën voor het regelen van de fermentatiesnelheid

De sleutel tot het beheersen van de microbiële fermentatiesnelheid ligt in het reguleren van de enzymatische katalysesnelheid. Enzymen, eiwitten die chemische reacties in levende organismen katalyseren, versnellen reactieprocessen zonder de algehele energieverandering te veranderen. Bij microbiële fermentatie heeft de snelheid van enzymatische katalyse direct invloed op het generatieproces van metabolieten en de algehele fermentatie-efficiëntie.

Temperature Control

De activiteit van enzymen wordt aanzienlijk beïnvloed door temperatuur. Normaal gesproken heeft elk enzym een ​​optimaal temperatuurbereik waarin het maximale activiteit en de snelste reactiesnelheden vertoont. Bijgevolg kunnen mensen door de fermentatietemperatuur te manipuleren de snelheid van enzymatische katalyse reguleren. Micro-organismen die bijvoorbeeld fermentatie bij hoge temperatuur nodig hebben, kunnen worden voorzien van een geschikte omgeving met verhoogde temperatuur om enzymatische reacties te versnellen, terwijl micro-organismen die fermentatie bij lage temperatuur nodig hebben, op koelere temperaturen moeten worden gehouden om de enzymactiviteit te behouden.

pH-regeling

De activiteit van enzymen wordt ook beïnvloed door pH-niveaus. Elk enzym heeft een optimaal pH-bereik; afwijkingen van dit bereik kunnen leiden tot verminderde enzymactiviteit of zelfs inactivering. Door de pH van de fermentatiebouillon aan te passen, kunnen we de snelheid van enzymatische katalyse beïnvloeden. Regelmatige controle van de pH van de fermentatiebouillon en de toevoeging van zuur- of baseregulatoren indien nodig helpen optimale fermentatieomstandigheden te behouden.

Substraatconcentratie en voedingscondities

Substraatconcentratie is een cruciale factor die de snelheid van enzymatische katalyse beïnvloedt. Extreem hoge substraatconcentraties kunnen leiden tot substraatremming, waardoor de reactiesnelheid afneemt, terwijl extreem lage concentraties de reactiesnelheid kunnen beperken. Daarom is het essentieel om de toevoegingssnelheid en de hoeveelheid substraat te controleren om een ​​optimaal substraatconcentratiebereik te behouden. Bovendien hebben micro-organismen bepaalde voedingsstoffen nodig om hun groei en metabolische activiteiten tijdens de fermentatie te behouden. Het verstrekken van voldoende voedingsstoffen verbetert de snelheid en efficiëntie van enzymatische katalyse.

Opgeloste zuurstof en beluchting

Voor aerobe micro-organismen is opgeloste zuurstof een essentiële factor die hun metabolische activiteiten beïnvloedt. Door de beluchtingssnelheden en roersnelheden te regelen, kunnen we de opgeloste zuurstofniveaus in de fermentatiebouillon reguleren, en zo de snelheid van enzymatische katalyse beïnvloeden. Over het algemeen worden hoge opgeloste zuurstofniveaus gehandhaafd tijdens aerobe fermentatie om microbiële groei en metabolische activiteiten te bevorderen, terwijl lage niveaus worden gehandhaafd tijdens anaerobe fermentatie om de remmende effecten van zuurstof op anaerobe micro-organismen te vermijden.

Fermentatietijd is een andere kritische factor die de snelheid van enzymatische katalyse en productopbrengst beïnvloedt. Door de duur van de fermentatie te beheren, kunnen we microbiële metabolische activiteiten en productgeneratie reguleren. In de praktijk hangt het bepalen van het juiste fermentatietijdsbereik af van specifieke fermentatieprocessen en productvereisten.

Yaohai Bio-Pharma is ook actief op zoek naar institutionele of individuele wereldwijde partners en biedt de meest concurrerende compensatie in de industrie. Als u vragen heeft, neem dan gerust contact met ons op: [email protected]