एमिनो एसिड किण्वन प्रक्रिया में पॉलीइथर डिफॉमर के अनुप्रयोग अनुसंधान
1 परिचय
अमीनो एसिड किण्वन जैव प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण उत्पादन प्रक्रिया है, जिसका व्यापक रूप से खाद्य, दवा और फ़ीड जैसे कई उद्योगों में उपयोग किया जाता है। हालांकि, किण्वन प्रक्रिया में, सूक्ष्मजीवों की चयापचय गतिविधियों और वातन और सरगर्मी संचालन के कारण, बड़ी संख्या में फोम अनिवार्य रूप से उत्पन्न होगा। फोम की उपस्थिति न केवल किण्वन टैंक के प्रभावी आयतन पर कब्जा कर लेगी, किण्वन दक्षता को कम कर देगी, बल्कि जीवाणु संदूषण का खतरा भी बढ़ सकता है, जिससे अमीनो एसिड की उपज और गुणवत्ता प्रभावित होगी। पॉलीइथर डिफॉमर्स के अनुप्रयोग अनुसंधान एक सामान्यतः प्रयुक्त प्रकार के रूप मेंdefoamerअमीनो एसिड किण्वन में इसका बहुत महत्व है।
2. किण्वन प्रक्रिया का अवलोकन
2.1 किण्वन तापमान
इस अध्ययन में अमीनो एसिड किण्वन तापमान 37 डिग्री सेल्सियस पर सेट किया गया था, जो मानव शरीर के तापमान के करीब है। यह विशिष्ट तापमान मनमाने ढंग से निर्धारित नहीं किया गया है, बल्कि कई कठोर और व्यवस्थित प्रयोगों, बार-बार परीक्षण, तुलना और विभिन्न तापमान ढालों के विस्तृत विश्लेषण के माध्यम से अनुकूलित और जांचा गया है। कई वैकल्पिक तापमानों में से, 37 डिग्री सेल्सियस सबसे अलग है और यह माइक्रोबियल विकास और चयापचय के लिए एक अत्यंत उपयुक्त प्रमुख तापमान स्थिति साबित हुई है। इस तापमान के वातावरण में, अमीनो एसिड संश्लेषण में शामिल विभिन्न एंजाइम सिस्टम कुशल इंजन के रूप में कार्य करते हैं जो सक्रिय होते हैं, उच्च स्तर की गतिविधि बनाए रखते हैं और अमीनो एसिड संश्लेषण प्रतिक्रियाओं को लगातार और स्थिर रूप से उत्प्रेरित करते हैं। साथ ही, इस तापमान के पोषण के तहत, माइक्रोबियल कोशिकाओं की वृद्धि और प्रजनन प्रक्रिया एक उच्च गति वाले चैनल पर कदम रखती है, बिल्कुल सही गति के साथ, न तो बहुत तेज़ और पोषक तत्वों की तेजी से खपत और चयापचय असंतुलन का कारण बनती है, न ही बहुत धीमी और अमीनो एसिड संश्लेषण की दक्षता को प्रभावित करती है। सूक्ष्मजीवों की आदर्श वृद्धि और प्रजनन प्रवृत्ति अमीनो एसिड के कुशल संश्लेषण के लिए एक ठोस और स्थिर आधार का सावधानीपूर्वक निर्माण करने जैसा है, एक कुशल और व्यवस्थित ट्रैक के साथ अमीनो एसिड संश्लेषण प्रतिक्रियाओं की निरंतर प्रगति को प्रभावी ढंग से बढ़ावा देना, भविष्य में काफी अमीनो एसिड उत्पादन और उच्च गुणवत्ता वाले उत्पाद प्राप्त करने के लिए एक ठोस आधार तैयार करना। यह संपूर्ण अमीनो एसिड किण्वन प्रक्रिया में महत्वपूर्ण मूल तत्वों में से एक है।
2.2 किण्वन अवधि और फोम परिवर्तन
संपूर्ण किण्वन प्रक्रिया चलती है के लिए42 घंटे. किण्वन की शुरुआत के लगभग 9 घंटे बाद, फोम का उत्पादन शुरू होता है, जो मुख्य रूप से इसलिए होता है क्योंकि सूक्ष्मजीव प्रारंभिक विकास प्रक्रिया के दौरान कुछ सतह सक्रिय मेटाबोलाइट्स का स्राव करते हैं, और साथ ही, वातन और सरगर्मी संस्कृति तरल को हवा के साथ पूरी तरह से संपर्क में लाती है, जिससे फोम का भ्रूण रूप बनता है। किण्वन की प्रगति के साथ, 15-21 घंटों के दौरान झाग अपने चरम पर पहुंच गया। इस अवस्था में, माइक्रोबियल वृद्धि लॉगरिदमिक चरण में प्रवेश करती है, और चयापचय जोरदार होता है। उत्पन्न सर्फेक्टेंट बढ़ता है। वेंटिलेशन वॉल्यूम और आंदोलन की तीव्रता का निरंतर प्रभाव भी फोम के बड़े पैमाने पर संचय को बढ़ावा देता है। हालांकि, 30 घंटे के बाद, जैसे ही किण्वन धीरे-धीरे एक स्थिर और गिरावट की अवधि में प्रवेश कर गया, सूक्ष्मजीव चयापचय धीमा हो गया और झाग धीरे-धीरे कम हो गया।
3. डिफोमर्स की तैयारी और जोड़ना
3.1 डिफोमिंग एजेंट की तैयारी:
पॉलीइथर डिफोमर सबसे पहले पानी के साथ 3% की सांद्रता तक पतला किया जाता है, और फिर एक समर्पित डिफॉमर टैंक में संग्रहीत किया जाता है। इस कमजोर पड़ने वाले उपचार के बाद, डिफॉमर की प्रवाहशीलता और फैलाव में काफी सुधार हुआ, जिससे किण्वन टैंक में बाद में सटीक जोड़ के लिए बहुत सुविधा मिली, अमीनो एसिड किण्वन प्रक्रिया के दौरान समय पर और समान रूप से डिफॉमिंग सुनिश्चित हुई और किण्वन प्रक्रिया की स्थिरता और दक्षता की प्रभावी रूप से गारंटी दी गई।
3.2 योग विधि:
संपूर्ण किण्वन प्रक्रिया के दौरान, किण्वन टैंक में पतला डिफॉमर को सटीक और सीधे इंजेक्ट करने के लिए एक विशेष पंपिंग डिवाइस का उपयोग किया जाता है। डिफॉमर जोड़ने का विशिष्ट समय और मात्रा किण्वन प्रक्रिया में फोम उत्पादन की वास्तविक स्थिति के अनुसार सटीक रूप से नियंत्रित और लचीले ढंग से समायोजित की जानी चाहिए। केवल इस तरह से हम प्रभावी रूप से फोम को खत्म करने और किण्वन की सामान्य प्रक्रिया को प्रभावित करने से फोम के अत्यधिक संचय से बचने के मुख्य लक्ष्य को प्राप्त कर सकते हैं, और साथ ही, किण्वन प्रक्रिया में माइक्रोबियल विकास, चयापचय और अमीनो एसिड संश्लेषण जैसे प्रमुख लिंक पर किसी भी प्रकार के नकारात्मक हस्तक्षेप या प्रतिकूल प्रभाव को प्रभावी ढंग से रोक सकते हैं।defoamerया अनुचित जोड़ समय, ताकि किण्वन संचालन की स्थिर, कुशल और व्यवस्थित प्रगति की व्यापक रूप से गारंटी हो सके और उच्च गुणवत्ता वाले अमीनो एसिड के उत्पादन के लिए एक ठोस आधार तैयार हो सके।
4. सब्सट्रेट और स्ट्रेन
4.1 सब्सट्रेट किण्वन:
सब्सट्रेट में कई घटक होते हैं, जिनमें से ग्लूकोज माइक्रोबियल विकास और अमीनो एसिड संश्लेषण के लिए मुख्य कार्बन स्रोत है, जो सेल संश्लेषण और चयापचय के लिए आवश्यक ऊर्जा और कार्बन कंकाल प्रदान करता है। कुल नाइट्रोजन सूक्ष्मजीवों के लिए प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड जैसे नाइट्रोजन युक्त बायोमोलेक्यूल्स को संश्लेषित करने के लिए कच्चे माल का एक महत्वपूर्ण स्रोत है। स्टार्च चीनी मकई से बनाई जाती है और किण्वन के दौरान कार्बन स्रोत की स्थिर आपूर्ति बनाए रखने के लिए धीरे-धीरे ग्लूकोज जारी कर सकती है। इसके अलावा, इसमें विटामिन, खनिज आदि जैसे अन्य पोषक तत्व भी होते हैं, जो सूक्ष्मजीवों के सामान्य विकास और चयापचय कार्यों को बनाए रखने में एक अपरिहार्य भूमिका निभाते हैं।
4.2
विभिन्न प्रकार के अमीनो एसिड उत्पादन को प्राप्त करने के लिए विशिष्ट जीवाणु उपभेदों पर निर्भर करता है। लाइसिन के उत्पादन के लिए, लाइसिन उत्पादक बैक्टीरिया निस्संदेह मुख्य उपभेद हैं। विशिष्ट किण्वन स्थितियों के तहत जो इसकी वृद्धि और चयापचय आवश्यकताओं को पूरा करते हैं, लाइसिन बैक्टीरिया सब्सट्रेट में निहित विभिन्न पोषक तत्वों को पूरी तरह से अवशोषित और कुशलतापूर्वक उपयोग कर सकते हैं। अपनी अनूठी और जटिल चयापचय प्रणाली के साथ, यह व्यवस्थित रूप से सूक्ष्म और परस्पर संबंधित चयापचय चरणों और जैव रासायनिक प्रतिक्रिया मार्गों की एक श्रृंखला से गुजरता है, धीरे-धीरे सब्सट्रेट में पदार्थों को लक्ष्य उत्पाद लाइसिन में परिवर्तित और संश्लेषित करता है, लाइसिन के औद्योगिक उत्पादन के लिए एक ठोस और विश्वसनीय जैविक आधार और प्रमुख तकनीकी सहायता प्रदान करता है।
5. पॉलीइथर डिफोमर्स की अनुप्रयोग तुलना
5.1
लाइसिन किण्वन उत्पादन में पहला पॉलीइथर डिफॉमर लगाने पर, यह पाया गया कि इसकी प्रति इकाई खपत 3.2 किलोग्राम/टन थी, जो उत्पादित लाइसिन के प्रति टन 3.0 किलोग्राम/टन से कम डिफॉमर का उपयोग करने की आवश्यकता से अधिक थी। ऐसी उच्च प्रति इकाई खपत की स्थिति में उत्पादन लागत में उल्लेखनीय वृद्धि होने की अत्यधिक संभावना है, और साथ ही, डिफॉमर के अत्यधिक जोड़ के कारण, पूरे किण्वन प्रक्रिया पर एक निश्चित सीमा तक निरोधात्मक प्रभाव पड़ने की अत्यधिक संभावना है। अत्यधिक डिफॉमर घटक एक विशिष्ट सीमा के भीतर माइक्रोबियल सेल झिल्ली की सामान्य पारगम्यता में हस्तक्षेप कर सकते हैं, माइक्रोबियल कोशिकाओं के अंदर और बाहर पदार्थ विनिमय और सूचना संचरण के संतुलन को बाधित कर सकते हैं, और इस प्रकार सूक्ष्मजीवों की विभिन्न शारीरिक चयापचय गतिविधियों में हस्तक्षेप और बाधा डाल सकते हैं। अंततः, इसका लाइसिन के संश्लेषण उपज और उत्पाद की गुणवत्ता पर नकारात्मक प्रभाव पड़ेगा, जो किण्वन उत्पादन की दक्षता और गुणवत्ता को बहुत कम कर देगा।
5.2
सेकंड की इकाई खपतपॉलीइथर डिफोमरवही लाइसिन किण्वन प्रक्रिया के दौरान 2.4 किलोग्राम/टी है, जो आवश्यक मात्रा से कम है। पहले डिफॉमर की तुलना में, इसके डिफॉमर की खुराक 15% कम कर दी गई है। यह डेटा डिफॉमिंग प्रभाव प्रस्तुति और खुराक के सटीक नियंत्रण के मामले में दूसरे डिफॉमर के बेहतर प्रदर्शन को पूरी तरह से प्रदर्शित करता है। यह न केवल किण्वन प्रक्रिया में फोम को सटीक और कुशलता से नियंत्रित कर सकता है, फोम की मात्रा को उचित स्तर पर बनाए रख सकता है, किण्वन संचालन पर फोम के प्रतिकूल हस्तक्षेप को कम कर सकता है, बल्कि डिफॉमर के अत्यधिक उपयोग के कारण होने वाली नकारात्मक समस्याओं की एक श्रृंखला को भी प्रभावी ढंग से टाल सकता है, जैसे कि माइक्रोबियल मेटाबॉलिक वातावरण को प्रभावित करना, लाइसिन संश्लेषण प्रक्रिया को बाधित करना आदि, इस प्रकार लाइसिन किण्वन दक्षता में सुधार और उत्पाद की गुणवत्ता के अनुकूलन के लिए मजबूत समर्थन प्रदान करता है। प्रक्रिया के दृष्टिकोण से, यह किण्वन प्रक्रिया की स्थिरता और निरंतरता सुनिश्चित करता है, डिफोमर्स के कारण होने वाले प्रक्रिया में उतार-चढ़ाव के जोखिम को कम करता है, और आर्थिक और प्रक्रिया दोनों दृष्टिकोणों से इसके बेहतरीन फायदे हैं। यह अमीनो एसिड किण्वन उद्योग के परिष्कृत और कुशल संचालन के लिए एक अधिक मूल्यवान डिफोमर अनुप्रयोग समाधान प्रदान करता है।
निष्कर्ष
पॉलीइथर डिफोमर्सअमीनो एसिड किण्वन प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। किण्वन प्रक्रिया मापदंडों, डिफॉमर्स की तैयारी और जोड़ने, सब्सट्रेट उपभेदों और विभिन्न डिफॉमर्स के अनुप्रयोग प्रभावों के अध्ययन के माध्यम से, यह ज्ञात है कि पॉलीइथर डिफॉमर्स का तर्कसंगत चयन अमीनो एसिड किण्वन के आर्थिक लाभ और उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार के लिए महत्वपूर्ण है। इस अध्ययन में, दूसरे पॉलीइथर डिफॉमर ने अपनी कम इकाई खपत और अच्छे डिफॉमिंग प्रभाव के साथ अनुप्रयोग के लिए अधिक क्षमता का प्रदर्शन किया। भविष्य के अनुसंधान में पॉलीइथर डिफोमर्स की क्रियाविधि का पता लगाया जा सकता है, उनके फॉर्मूलेशन और अनुप्रयोग स्थितियों को अनुकूलित किया जा सकता है, ताकि अमीनो एसिड किण्वन उद्योग की उभरती जरूरतों को बेहतर ढंग से पूरा किया जा सके।
