ניטור מקוון של תכולת הגלוקוז להאכלה בזמן אמת כדי להבטיח השלמת חלקה של תהליך התסיסה.
הנדסת ביו-פרמנטציה היא אחד המרכיבים החשובים של הנדסה ביו-פרמצבטית מודרנית, השגת התוצרים הביוכימיים הרצויים באמצעות תהליך הצמיחה של מיקרואורגניזמים.תהליך הגידול החיידקי כולל ארבעה שלבים: שלב הסתגלות, שלב לוג, שלב נייח ושלב מוות.במהלך השלב הנייח, כמות גדולה של מוצרים מטבוליים מצטברת.זו גם התקופה שבה קוטפים מוצרים ברוב התגובות.ברגע שחורג משלב זה ונכנס לשלב המוות, הן פעילות התאים המיקרוביאליים והן טוהר המוצרים יושפעו מאוד.בשל מורכבות התגובות הביולוגיות, יכולת החזרה של תהליך התסיסה לקויה, ובקרת האיכות מאתגרת.ככל שהתהליך מתרחב ממעבדה לקנה מידה פיילוט, ומקנה מידה פיילוט לייצור בקנה מידה גדול, חריגות בתגובות יכולות להתרחש בקלות.הבטחת תגובת התסיסה נשמרת בשלב הנייח למשך תקופה ממושכת היא הנושא המדאיג ביותר בעת הגדלה של הנדסת התסיסה.
כדי להבטיח שהזן המיקרוביאלי יישאר בשלב צמיחה נמרץ ויציב במהלך התסיסה, חיוני לשמור על התוכן של מטבוליטים אנרגטיים הכרחיים כגון גלוקוז.שימוש בספקטרוסקופיה מקוונת לניטור תכולת הגלוקוז במרק התסיסה בזמן אמת היא גישה טכנית מתאימה לשליטה בתהליך הביופרמנטציה: נטילת השינויים בריכוז הגלוקוז כקריטריונים לתוספת וקביעת מצבו של הזן החיידקי.כאשר התכולה יורדת מתחת לסף מוגדר, ניתן לבצע השלמה מיידית בהתבסס על תוצאות ניטור, מה שמשפר משמעותית את האיכות והיעילות של תסיסה ביולוגית.כפי שמוצג בתרשים למטה, ענף צדדי נמשך ממיכל תסיסה קטן.בדיקת הספקטרוסקופיה משיגה אותות נוזלי תסיסה בזמן אמת דרך מאגר זרימה, ומאפשרת בסופו של דבר זיהוי של ריכוזי גלוקוז בנוזל התסיסה עד ל-3‰.
מצד שני, אם נעשה שימוש בדגימה לא מקוונת של מרק התסיסה ובדיקות מעבדה לבקרת תהליכים, תוצאות הגילוי המושהות עלולות להחמיץ את העיתוי האופטימלי לתוספת.יתר על כן, תהליך הדגימה עלול להשפיע על מערכת התסיסה, כגון זיהום על ידי חיידקים זרים.
זמן פרסום: דצמבר-07-2023