Kvalitetskontroll i biofermenteringsteknikk

Online overvåking av glukoseinnhold for sanntidsfôring for å sikre jevn gjennomføring av gjæringsprosessen.

Biofermenteringsteknikk er en av de viktige komponentene i moderne biofarmasøytisk teknikk, og oppnår de ønskede biokjemiske produktene gjennom vekstprosessen til mikroorganismer.Den mikrobielle vekstprosessen inkluderer fire stadier: tilpasningsfase, logfase, stasjonær fase og dødsfase.Under den stasjonære fasen akkumuleres en stor mengde metabolske produkter.Dette er også perioden da produkter høstes i de fleste reaksjoner.Når denne fasen er overskredet og dødsfasen er kommet inn, vil både aktiviteten til de mikrobielle cellene og renheten til produktene bli sterkt påvirket.På grunn av kompleksiteten til biologiske reaksjoner er repeterbarheten av fermenteringsprosessen dårlig, og kvalitetskontrollen er utfordrende.Ettersom prosessen skalerer opp fra laboratorie til pilotskala, og fra pilotskala til storskala produksjon, kan det lett oppstå avvik i reaksjoner.Å sikre at gjæringsreaksjonen opprettholdes i den stasjonære fasen i en lengre periode er det mest bekymringsfulle problemet når man skal oppskalere gjæringsteknikk.

For å sikre at den mikrobielle stammen forblir i en kraftig og stabil vekstfase under fermenteringen, er det avgjørende å opprettholde innholdet av nødvendige energimetabolitter som glukose.Å bruke online spektroskopi for å overvåke glukoseinnholdet i fermenteringsbuljongen i sanntid er en passende teknisk tilnærming for å kontrollere biofermenteringsprosessen: ta endringene i glukosekonsentrasjonen som kriteriene for tilskudd og bestemme tilstanden til den mikrobielle stammen.Når innholdet faller under en fastsatt terskel, kan tilskudd raskt utføres basert på overvåkingsresultater, noe som øker kvaliteten og effektiviteten til biogjæring betydelig.Som vist i diagrammet under, trekkes en sidegren fra en liten gjæringstank.Spektroskopiproben henter sanntids gjæringsvæskesignaler gjennom et sirkulasjonsbasseng, og tillater til slutt deteksjon av glukosekonsentrasjoner i gjæringsvæsken ned til så lavt som 3‰.

På den annen side, hvis offline prøvetaking av gjæringsbuljongen og laboratorietesting brukes for prosesskontroll, kan de forsinkede deteksjonsresultatene gå glipp av det optimale tidspunktet for tilskudd.Videre kan prøvetakingsprosessen påvirke gjæringssystemet, slik som forurensning av fremmede bakterier.