Pengendalian laju fermentasi mikroba bertujuan untuk mengoptimalkan kondisi pertumbuhan dengan menyesuaikan faktor-faktor utama seperti suhu, pH, oksigen terlarut, dan konsentrasi substrat secara tepat, guna memastikan bahwa mikroorganisme berada dalam kondisi fisiologis optimal. Hal ini meningkatkan efisiensi sintesis dan hasil produk target. Strategi pengendalian laju mendorong pertumbuhan mikroba yang cepat dan metabolisme yang efisien serta menjaga stabilitas proses fermentasi, sehingga mengurangi risiko produksi yang disebabkan oleh fluktuasi lingkungan.

Lebih jauh lagi, hal ini secara efektif meningkatkan efisiensi penggunaan energi dan sumber daya, sehingga menurunkan biaya produksi. Dengan menyesuaikan kondisi fermentasi secara fleksibel sesuai dengan kebutuhan spesifik dari berbagai tahap fermentasi, strategi pengendalian laju memastikan bahwa aktivitas mikroba tetap optimal di seluruh siklus fermentasi, yang pada akhirnya mencapai proses produksi yang efisien, stabil, dan ekonomis.

Yaohai Bio-Pharma telah membangun proses platform fermentasi berkepadatan tinggi yang cocok untuk produksi plasmid dalam Escherichia coli dengan mengoptimalkan media dasar dan media umpan serta strategi pengendalian fermentasi. Dalam siklus kultivasi 30 jam, hasil plasmid melebihi 1g/L. Selain itu, Yaohai Bio-Pharma dapat menyediakan solusi pengoptimalan proses yang disesuaikan berdasarkan metode faktor tunggal atau Desain Eksperimen (DoE) untuk berbagai plasmid dan bakteri inang, yang memenuhi kebutuhan klien untuk produksi plasmid berkualitas tinggi dan hasil tinggi. Mengacu pada pengalamannya yang luas dalam fermentasi mikroba, Yaohai Bio-Pharma telah merangkum beberapa strategi pengendalian laju fermentasi yang efektif.

Strategi Pengendalian Laju Fermentasi

Kunci untuk mengendalikan laju fermentasi mikroba terletak pada pengaturan laju katalisis enzimatik. Enzim, sebagai protein yang mengkatalisis reaksi kimia dalam organisme hidup, mempercepat proses reaksi tanpa mengubah perubahan energi secara keseluruhan. Dalam fermentasi mikroba, laju katalisis enzimatik secara langsung memengaruhi proses pembentukan metabolit dan efisiensi fermentasi secara keseluruhan.

Kontrol suhu

Aktivitas enzim sangat dipengaruhi oleh suhu. Biasanya, setiap enzim memiliki kisaran suhu optimal di mana ia menunjukkan aktivitas maksimum dan laju reaksi tercepat. Akibatnya, dengan memanipulasi suhu fermentasi, orang dapat mengatur laju katalisis enzimatik. Misalnya, mikroorganisme yang membutuhkan fermentasi suhu tinggi dapat diberikan lingkungan suhu tinggi yang sesuai untuk mempercepat reaksi enzimatik, sedangkan mikroorganisme yang membutuhkan fermentasi suhu rendah harus dipertahankan pada suhu yang lebih dingin untuk mempertahankan aktivitas enzim.

Regulasi pH

Aktivitas enzim juga dipengaruhi oleh kadar pH. Setiap enzim memiliki kisaran pH yang optimal; penyimpangan dari kisaran ini dapat menyebabkan penurunan aktivitas enzim atau bahkan inaktivasi. Dengan menyesuaikan pH kaldu fermentasi, kita dapat memengaruhi laju katalisis enzimatik. Pemantauan pH kaldu fermentasi secara teratur dan penambahan pengatur asam atau basa sesuai kebutuhan membantu menjaga kondisi fermentasi yang optimal.

Konsentrasi Substrat dan Kondisi Nutrisi

Konsentrasi substrat merupakan faktor penting yang memengaruhi laju katalisis enzimatik. Konsentrasi substrat yang terlalu tinggi dapat mengakibatkan penghambatan substrat, sehingga memperlambat laju reaksi, sedangkan konsentrasi yang terlalu rendah dapat membatasi laju reaksi. Oleh karena itu, penting untuk mengendalikan laju penambahan dan jumlah substrat guna mempertahankan kisaran konsentrasi substrat yang optimal. Lebih jauh, mikroorganisme memerlukan nutrisi tertentu untuk mempertahankan pertumbuhan dan aktivitas metabolismenya selama fermentasi. Pemberian nutrisi yang cukup akan meningkatkan laju dan efisiensi katalisis enzimatik.

Oksigen Terlarut dan Aerasi

Bagi mikroorganisme aerobik, oksigen terlarut merupakan faktor penting yang memengaruhi aktivitas metabolismenya. Dengan mengendalikan laju aerasi dan kecepatan pengadukan, kita dapat mengatur kadar oksigen terlarut dalam kaldu fermentasi, sehingga memengaruhi laju katalisis enzimatik. Umumnya, kadar oksigen terlarut yang tinggi dipertahankan selama fermentasi aerobik untuk meningkatkan pertumbuhan mikroba dan aktivitas metabolisme, sedangkan kadar yang rendah dipertahankan selama fermentasi anaerobik untuk menghindari efek penghambatan oksigen pada mikroorganisme anaerobik.

Waktu fermentasi merupakan faktor penting lain yang memengaruhi laju katalisis enzimatik dan hasil produk. Dengan mengatur durasi fermentasi, kita dapat mengatur aktivitas metabolisme mikroba dan pembentukan produk. Dalam praktiknya, menentukan rentang waktu fermentasi yang tepat bergantung pada proses fermentasi dan kebutuhan produk tertentu.

Yaohai Bio-Pharma juga secara aktif mencari mitra global baik institusional maupun individu dan menawarkan kompensasi paling kompetitif di industri ini. Jika Anda memiliki pertanyaan, jangan ragu untuk menghubungi kami: [email protected]