Giám sát trực tuyến hàm lượng glucose để cho ăn theo thời gian thực nhằm đảm bảo quá trình lên men hoàn tất suôn sẻ.
Kỹ thuật lên men sinh học là một trong những thành phần quan trọng của kỹ thuật dược phẩm sinh học hiện đại, thu được các sản phẩm sinh hóa mong muốn thông qua quá trình phát triển của vi sinh vật.Quá trình phát triển của vi sinh vật bao gồm bốn giai đoạn: pha thích ứng, pha log, pha tĩnh và pha chết.Trong giai đoạn đứng yên, một lượng lớn sản phẩm trao đổi chất được tích lũy.Đây cũng là giai đoạn sản phẩm được thu hoạch trong hầu hết các phản ứng.Một khi vượt qua giai đoạn này và bước vào giai đoạn chết, cả hoạt động của tế bào vi sinh vật và độ tinh khiết của sản phẩm sẽ bị ảnh hưởng rất lớn.Do sự phức tạp của các phản ứng sinh học, độ lặp lại của quá trình lên men kém và việc kiểm soát chất lượng là một thách thức.Khi quy trình mở rộng từ quy mô phòng thí nghiệm sang quy mô thí điểm và từ quy mô thí điểm đến sản xuất quy mô lớn, những bất thường trong phản ứng có thể dễ dàng xảy ra.Đảm bảo rằng phản ứng lên men được duy trì ở pha tĩnh trong thời gian dài là vấn đề đáng lo ngại nhất khi mở rộng quy mô kỹ thuật lên men.
Để đảm bảo chủng vi sinh vật vẫn ở giai đoạn tăng trưởng mạnh mẽ và ổn định trong quá trình lên men, điều quan trọng là phải duy trì hàm lượng các chất chuyển hóa năng lượng cần thiết như glucose.Sử dụng phương pháp quang phổ trực tuyến để theo dõi hàm lượng glucose trong môi trường lên men theo thời gian thực là phương pháp kỹ thuật phù hợp để kiểm soát quá trình lên men sinh học: lấy sự thay đổi nồng độ glucose làm tiêu chí bổ sung và xác định trạng thái của chủng vi sinh vật.Khi hàm lượng giảm xuống dưới ngưỡng quy định, việc bổ sung có thể được tiến hành kịp thời dựa trên kết quả giám sát, nâng cao đáng kể chất lượng và hiệu quả của quá trình lên men sinh học.Như thể hiện trong sơ đồ bên dưới, một nhánh bên được rút ra từ một bể lên men nhỏ.Đầu dò quang phổ thu được tín hiệu chất lỏng lên men theo thời gian thực thông qua bể tuần hoàn, cuối cùng cho phép phát hiện nồng độ glucose trong chất lỏng lên men xuống mức thấp nhất là 3‰.
Mặt khác, nếu lấy mẫu ngoại tuyến dịch lên men và thử nghiệm trong phòng thí nghiệm để kiểm soát quá trình, kết quả phát hiện bị trì hoãn có thể bỏ lỡ thời điểm tối ưu để bổ sung.Hơn nữa, quá trình lấy mẫu có thể ảnh hưởng đến hệ thống lên men, chẳng hạn như sự nhiễm bẩn do vi khuẩn lạ.
Thời gian đăng: Dec-07-2023