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新聞與觀點

目前表面活性劑作為絮凝劑加入發酵體系的研究報道較少

發布日期: 2018-08-29 來源: 翊成網絡g 點擊:

表面活性劑的分類方式上,即可以看出來表面活性劑的種類很多:根據親水基進行分類,分為羧酸鹽、硫酸鹽、季銨鹽、PEO衍生物、內酯等;有些研究者根據其分子構成的離子性分成離子型、非離子型等;還有根據其水溶性、化學結構特征、原料來源等各種分類方法。目前公認的分類方式是按照解離的性質進行區分,分為陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、兩性表面活性劑、非離子表面活性劑4大類。在表面活性劑對發酵促進作用機理不明確的情況下,不能有針對性地選擇實驗、生產所需要的表面活性劑。


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許多表面活性劑由于其結構特征而具有一定的殺菌功能,例如潔爾滅就是一種殺菌效果較好的陽離子表面活性劑。但殺菌功能只有當表面活性劑的濃度達到一定臨界值時才會體現比較明顯。一般來說陽離子表面表面活性劑對生物的毒性較大,非離子表面活性劑毒性小,對生物的生長影響較弱,陰離子表面活性劑的毒性和殺菌力介于兩者之間。而表面活性劑作為發酵促發劑,則是要在保證菌種正常生長的前提條件下,使發酵產品的產率提高。這就要求所加入的表面活性劑的量要小于各種表面活性劑的殺菌濃度臨界值,但是目前對于這個臨界值的研究存在不足。研究人員都是根據預試驗或者個人的經驗來設定初步遴選表面活性劑的濃度范圍,一般在0.5~10?g/L。這樣寬泛的濃度范圍,較容易忽略一些表面活性劑的促進功效,無法得到嚴謹的結論。


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菌種發酵物質代謝過程是一系列的生化反應的集合,由于細菌個體較小,生物催化反應極其迅速,反應跟蹤十分困難,實驗設備條件的限制等不利研究的因素,很大程度制約了微生物物質代謝基礎研究的發展,完全破解一個菌種的物質代謝過程需要相當長的一段時間,如谷氨酸發酵代謝過程的研究就經歷的幾十年的時間。目前,隨著生物技術的高速發展,實驗技術和設備的不斷更新,研究周期會不斷縮短。表面活性劑可以作為發酵促進劑的機理解釋,就是以完全了解菌種發酵的物質代謝為前提的,借助生物上游技術,如基因工程、細胞工程的研究手段來進行更加深入的研究,才能而從本質上解決這一理論問題,進而對目前的發酵工業存在的成本高、產量低的現實問題提出切實可行的解決方案。

將表面活性劑加入發酵體系中,無論是作為消泡劑或促發劑至發酵過程終結,表面活性劑仍然會溶解在發酵母液當中,使發酵母液成分更加復雜,可能影響代謝產物從其中分離純化的工藝條件。但是這種影響可能是有利的也可能是不利的,直接取決于表面活性劑的性質。眾所周知,有一部分表面活性劑可以作為絮凝劑使用,如聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、十二烷基璜酸鈉等。若將這類型的表面活性劑作為發酵促發劑加入體系中,則可能有利于代謝產物的分離率。若所加入表面活性劑具有增溶作用,則效果就相反。

目前表面活性劑作為絮凝劑加入發酵體系的研究報道較少,作為促發劑加入體系中,僅僅研究了代謝產物在發酵母液中的濃度的增減情況,并未涉及其它方面的研究。為了能使更多處于實驗研究階段的優良發酵工藝實現工業化,在提高產率的同時,同樣要關注代謝產率的提取率,因此表面活性劑的絮凝效果表征也是一個亟待深入研究的領域。 


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