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目前表面活性剂作为絮凝剂加入发酵体系的研究报道较少

发布日期: 2018-08-29 来源: 翊成网络g 点击:

表面活性剂的分类方式上,即可以看出来表面活性剂的种类很多:根据亲水基进行分类,分为羧酸盐、硫酸盐、季铵盐、PEO衍生物、内酯等;有些研究者根据其分子构成的离子性分成离子型、非离子型等;还有根据其水溶性、化学结构特征、原料来源等各种分类方法。目前公认的分类方式是按照解离的性质进行区分,分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂4大类。在表面活性剂对发酵促进作用机理不明确的情况下,不能有针对性地选择实验、生产所需要的表面活性剂。


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许多表面活性剂由于其结构特征而具有一定的杀菌功能,例如洁尔灭就是一种杀菌效果较好的阳离子表面活性剂。但杀菌功能只有当表面活性剂的浓度达到一定临界值时才会体现比较明显。一般来说阳离子表面表面活性剂对生物的毒性较大,非离子表面活性剂毒性小,对生物的生长影响较弱,阴离子表面活性剂的毒性和杀菌力介于两者之间。而表面活性剂作为发酵促发剂,则是要在保证菌种正常生长的前提条件下,使发酵产品的产率提高。这就要求所加入的表面活性剂的量要小于各种表面活性剂的杀菌浓度临界值,但是目前对于这个临界值的研究存在不足。研究人员都是根据预试验或者个人的经验来设定初步遴选表面活性剂的浓度范围,一般在0.5~10 g/L。这样宽泛的浓度范围,较容易忽略一些表面活性剂的促进功效,无法得到严谨的结论。


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菌种发酵物质代谢过程是一系列的生化反应的集合,由于细菌个体较小,生物催化反应极其迅速,反应跟踪十分困难,实验设备条件的限制等不利研究的因素,很大程度制约了微生物物质代谢基础研究的发展,完全破解一个菌种的物质代谢过程需要相当长的一段时间,如谷氨酸发酵代谢过程的研究就经历的几十年的时间。目前,随着生物技术的高速发展,实验技术和设备的不断更新,研究周期会不断缩短。表面活性剂可以作为发酵促进剂的机理解释,就是以完全了解菌种发酵的物质代谢为前提的,借助生物上游技术,如基因工程、细胞工程的研究手段来进行更加深入的研究,才能而从本质上解决这一理论问题,进而对目前的发酵工业存在的成本高、产量低的现实问题提出切实可行的解决方案。

将表面活性剂加入发酵体系中,无论是作为消泡剂或促发剂至发酵过程终结,表面活性剂仍然会溶解在发酵母液当中,使发酵母液成分更加复杂,可能影响代谢产物从其中分离纯化的工艺条件。但是这种影响可能是有利的也可能是不利的,直接取决于表面活性剂的性质。众所周知,有一部分表面活性剂可以作为絮凝剂使用,如聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、十二烷基璜酸钠等。若将这类型的表面活性剂作为发酵促发剂加入体系中,则可能有利于代谢产物的分离率。若所加入表面活性剂具有增溶作用,则效果就相反。

目前表面活性剂作为絮凝剂加入发酵体系的研究报道较少,作为促发剂加入体系中,仅仅研究了代谢产物在发酵母液中的浓度的增减情况,并未涉及其它方面的研究。为了能使更多处于实验研究阶段的优良发酵工艺实现工业化,在提高产率的同时,同样要关注代谢产率的提取率,因此表面活性剂的絮凝效果表征也是一个亟待深入研究的领域。