Токсичность и бактерицидная сила анионных поверхностно-активных веществ находятся между двумя

2020-12-16 00:27:11

Процесс обмена ферментированного материала представляет собой серию биохимических реакций. Из-за небольшого размера бактерий, быстрой биокаталитической реакции, сложности отслеживания реакций и ограниченности экспериментального оборудования развитие фундаментальных исследований метаболизма микробного материала в значительной степени ограничено. Чтобы полностью понять процесс метаболизма материала штамма, требуется довольно много времени. Например, исследование процесса ферментации и метаболизма глутаминовой кислоты длилось десятилетия. В настоящее время, с быстрым развитием биотехнологии, экспериментальные технологии и оборудование продолжают обновляться, цикл исследований будет продолжать сокращаться. Объяснение механизма использования поверхностно-активного вещества в качестве промотора ферментации основано на предпосылке полного понимания материального метаболизма бактериальной ферментации с помощью биологических технологий, таких как генная инженерия и клеточная инженерия, для решения этой теоретической проблемы по существу, а затем для решения практических проблем высокой стоимости и низкой производительности в современной ферментационной промышленности. Предложите практические решения.

Когда поверхностно-активные вещества добавляются в систему ферментации, будь то в качестве пеногасителя или промотора, до конца процесса ферментации, поверхностно-активные вещества все равно будут растворяться в маточном растворе ферментации, усложняя компоненты маточного раствора ферментации, что может повлиять на условия процесса отделения и очистки от него метаболитов. Однако этот эффект может быть как полезным, так и неблагоприятным, в зависимости непосредственно от природы ПАВ. Хорошо известно, что некоторые поверхностно-активные вещества можно использовать в качестве флокулянтов, например полиакриламид, поливиниловый спирт, додецилксантогенат натрия и т. д. Если этот вид поверхностно-активных веществ добавляется в систему в качестве промотора ферментации, это может быть полезно для скорости разделения метаболитов. Если ПАВ оказывает солюбилизирующее действие, эффект противоположный.

В настоящее время имеется мало сообщений о добавлении ПАВ в ферментационную систему в качестве флокулянта. При введении ПАВ в систему брожения в качестве промотора изучают только концентрацию метаболитов в бродильном маточном растворе, а другие аспекты исследования не затрагивают. Поэтому для повышения эффективности ферментации необходимо уделять больше внимания изучению выхода флокулянта.

Из классификации ПАВ видно, что существует множество разновидностей ПАВ: по гидрофильным группам они делятся на карбоксилаты, сульфаты, четвертичные аммониевые соли, производные ПЭО, лактоны и др.; некоторые исследователи могут разделить их на ионный тип и неионный тип в зависимости от ионного свойства их молекулярного состава; Существуют также различные классификации в зависимости от их растворимости в воде, характеристик химической структуры и метода источников сырья. В настоящее время общепризнано, что метод классификации основан на характере диссоциации, которую можно разделить на четыре категории: анионные ПАВ, катионные ПАВ, амфотерные ПАВ и неионогенные ПАВ. При условии, что механизм действия ПАВ, способствующего ферментации, неясен, невозможно подобрать ПАВ, необходимый для эксперимента и производства.

Многие поверхностно-активные вещества обладают определенной бактерицидной функцией благодаря своим структурным характеристикам. Например, герамин – катионное поверхностно-активное вещество с хорошим бактерицидным действием. Но бактерицидная функция очевидна лишь тогда, когда концентрация ПАВ достигает определенного критического значения. Вообще говоря, токсичность катионных поверхностно-активных веществ выше, чем у неионных поверхностно-активных веществ, а токсичность и бактерицидная сила анионных поверхностно-активных веществ находятся между ними. Поверхностно-активное вещество в качестве промотора ферментации призвано обеспечить нормальный рост бактерий с целью улучшения выхода продуктов ферментации. Для этого необходимо, чтобы количество добавляемого ПАВ было меньше критического значения бактерицидной концентрации различных ПАВ. Однако исследования этого критического значения недостаточны. Диапазон концентраций выбираемых поверхностно-активных веществ обычно составляет 0,5-10 г/л согласно предварительному тесту или личному опыту. В таком широком диапазоне концентраций легко проигнорировать стимулирующий эффект некоторых поверхностно-активных веществ и сделать какой-либо строгий вывод невозможно.