Ηλεκτρονική παρακολούθηση της περιεκτικότητας σε γλυκόζη για σίτιση σε πραγματικό χρόνο για να διασφαλιστεί η ομαλή ολοκλήρωση της διαδικασίας ζύμωσης.
Η μηχανική βιοζύμωσης είναι ένα από τα σημαντικά συστατικά της σύγχρονης βιοφαρμακευτικής μηχανικής, η απόκτηση των επιθυμητών βιοχημικών προϊόντων μέσω της διαδικασίας ανάπτυξης μικροοργανισμών.Η διαδικασία μικροβιακής ανάπτυξης περιλαμβάνει τέσσερα στάδια: φάση προσαρμογής, λογαριθμική φάση, στατική φάση και φάση θανάτου.Κατά τη διάρκεια της στατικής φάσης, συσσωρεύεται μεγάλη ποσότητα μεταβολικών προϊόντων.Αυτή είναι επίσης η περίοδος κατά την οποία συλλέγονται τα προϊόντα στις περισσότερες αντιδράσεις.Μόλις ξεπεραστεί αυτή η φάση και εισέλθει στη φάση του θανάτου, τόσο η δραστηριότητα των μικροβιακών κυττάρων όσο και η καθαρότητα των προϊόντων θα επηρεαστούν σε μεγάλο βαθμό.Λόγω της πολυπλοκότητας των βιολογικών αντιδράσεων, η επαναληψιμότητα της διαδικασίας ζύμωσης είναι κακή και ο ποιοτικός έλεγχος είναι δύσκολος.Καθώς η διαδικασία κλιμακώνεται από την εργαστηριακή σε πιλοτική κλίμακα και από την πιλοτική κλίμακα στην παραγωγή μεγάλης κλίμακας, μπορούν εύκολα να εμφανιστούν ανωμαλίες στις αντιδράσεις.Η διασφάλιση ότι η αντίδραση ζύμωσης διατηρείται στη στατική φάση για παρατεταμένο χρονικό διάστημα είναι το πιο ανησυχητικό ζήτημα κατά την κλιμάκωση της μηχανικής ζύμωσης.
Για να διασφαλιστεί ότι το μικροβιακό στέλεχος παραμένει σε μια έντονη και σταθερή φάση ανάπτυξης κατά τη διάρκεια της ζύμωσης, είναι σημαντικό να διατηρηθεί το περιεχόμενο των απαραίτητων ενεργειακών μεταβολιτών όπως η γλυκόζη.Η χρήση διαδικτυακής φασματοσκοπίας για την παρακολούθηση της περιεκτικότητας σε γλυκόζη στον ζωμό ζύμωσης σε πραγματικό χρόνο είναι μια κατάλληλη τεχνική προσέγγιση για τον έλεγχο της διαδικασίας βιοζύμωσης: λαμβάνοντας τις αλλαγές στη συγκέντρωση γλυκόζης ως κριτήρια για τη συμπλήρωση και προσδιορισμό της κατάστασης του μικροβιακού στελέχους.Όταν το περιεχόμενο πέσει κάτω από ένα καθορισμένο όριο, η συμπλήρωση μπορεί να πραγματοποιηθεί αμέσως με βάση τα αποτελέσματα της παρακολούθησης, βελτιώνοντας σημαντικά την ποιότητα και την αποτελεσματικότητα της βιοζύμωσης.Όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα, ένας πλευρικός κλάδος αντλείται από μια μικρή δεξαμενή ζύμωσης.Ο ανιχνευτής φασματοσκοπίας λαμβάνει σήματα υγρού ζύμωσης σε πραγματικό χρόνο μέσω μιας δεξαμενής κυκλοφορίας, επιτρέποντας τελικά την ανίχνευση των συγκεντρώσεων γλυκόζης στο υγρό ζύμωσης έως και 3‰.
Από την άλλη πλευρά, εάν η δειγματοληψία εκτός σύνδεσης του ζωμού ζύμωσης και η εργαστηριακή δοκιμή χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της διαδικασίας, τα αποτελέσματα καθυστερημένης ανίχνευσης ενδέχεται να χάνουν τον βέλτιστο χρόνο για τη συμπλήρωση.Επιπλέον, η διαδικασία δειγματοληψίας μπορεί να επηρεάσει το σύστημα ζύμωσης, όπως μόλυνση από ξένα βακτήρια.
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-07-2023