優(yōu)化生物發(fā)酵工藝的方法與思路

發(fā)酵工藝優(yōu)化的方法有很多，它們之間不是孤立的，而是相互聯(lián)系的。在一種發(fā)酵中，往往是多種優(yōu)化方法的結(jié)合，其目的就是要控制發(fā)酵，按照自己的設(shè)計(jì)，生產(chǎn)出更多、更好的產(chǎn)品

超聲波可優(yōu)化生物發(fā)酵工程。超聲波的應(yīng)用超聲波有很強(qiáng)的生物學(xué)效應(yīng)，可應(yīng)用于發(fā)酵過(guò)程的上、中、下游三個(gè)階段。

其在發(fā)酵工藝上的應(yīng)用，可增加細(xì)胞膜的通透性和選擇性，促進(jìn)酶的變性或分泌，增強(qiáng)細(xì)胞代謝過(guò)程，從而縮短發(fā)酵時(shí)間，改善生物反應(yīng)條件，提高生物產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。超聲波的作用機(jī)制分為熱作用、空化作用和機(jī)械傳質(zhì)作用。熱作用是超聲波在介質(zhì)內(nèi)傳播過(guò)程中，能量不斷被介質(zhì)吸收而使介質(zhì)的溫度升高的一種現(xiàn)象，可用于**或使酶失活?？栈饔檬浅暡ㄔ诮橘|(zhì)中傳播時(shí)，液體中分子的平均距離隨著分子的振動(dòng)而變化。當(dāng)其超過(guò)保持液體作用的臨界分子間距，就形成空化(空泡)?？张輧?nèi)可產(chǎn)生瞬間高溫高壓并伴有強(qiáng)大的沖擊波或射線流等，這足以改變細(xì)胞的壁膜結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞內(nèi)外發(fā)生物質(zhì)交換。機(jī)械傳質(zhì)作用是超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，可使介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入振動(dòng)狀態(tài)，加速發(fā)酵液的質(zhì)量傳遞，提高發(fā)酵過(guò)程的反應(yīng)速度。不同頻率和強(qiáng)度的超聲波對(duì)發(fā)酵過(guò)程的作用是不同的，使用時(shí)應(yīng)視具體的發(fā)酵工藝和使用條件進(jìn)行選擇。

增加前體物的合成增加目的產(chǎn)物的前體物的合成或是直接添加前體物，均有利于目的產(chǎn)物的大量積累。如：在氨基酸的發(fā)酵中，通常在微生物的培養(yǎng)中加入前體，生產(chǎn)氨基酸;在花生四烯酸的發(fā)酵中，通過(guò)增加前體物或是加強(qiáng)糖代謝的途徑，增加其前體物的合成，均有助于提高花生四烯酸的產(chǎn)量。

去除代謝終產(chǎn)物改變細(xì)胞膜的通透性，把屬于反饋控制因子的終產(chǎn)物迅速不斷地排出細(xì)胞外，不使終產(chǎn)物積累到可引起反饋調(diào)節(jié)的濃度，即可以預(yù)防反饋控制。