Toksyczność i działanie bakteriobójcze anionowych środków powierzchniowo czynnych plasują się pomiędzy nimi

2020-12-16 00:27:11

Proces metaboliczny materiału fermentacyjnego to szereg reakcji biochemicznych. Ze względu na małe rozmiary bakterii, szybką reakcję biokatalityczną, trudność śledzenia reakcji i ograniczenia aparatury doświadczalnej, rozwój podstawowych badań nad metabolizmem materiału drobnoustrojowego został w dużym stopniu ograniczony. Pełne zrozumienie procesu metabolizmu materiału szczepu zajmuje sporo czasu. Na przykład badania nad fermentacją kwasu glutaminowego i procesem metabolizmu trwały dziesięciolecia. Obecnie, wraz z szybkim rozwojem biotechnologii, technologii i sprzętu eksperymentalnego, cykl badawczy będzie się nadal skracał. Wyjaśnienie mechanizmu, zgodnie z którym środek powierzchniowo czynny może być stosowany jako promotor fermentacji, opiera się na założeniu pełnego zrozumienia metabolizmu materiału podczas fermentacji bakteryjnej za pomocą wcześniejszych technologii biologicznych, takich jak inżynieria genetyczna i inżynieria komórkowa, w celu zasadniczo rozwiązać ten teoretyczny problem, a następnie rozwiązać praktyczne problemy związane z wysokimi kosztami i niską produkcją w obecnym przemyśle fermentacyjnym. Zaproponować praktyczne rozwiązania.

Kiedy środki powierzchniowo czynne zostaną dodane do układu fermentacyjnego, czy to jako środek przeciwpieniący, czy promotor, pod koniec procesu fermentacji, środki powierzchniowo czynne będą nadal rozpuszczać się w roztworze macierzystym fermentacji, czyniąc składniki ługu macierzystego fermentacji bardziej złożonymi, co może mieć wpływ na warunki procesu oddzielania i oczyszczania z niego metabolitów. Jednakże efekt ten może być korzystny lub niekorzystny, w zależności bezpośrednio od charakteru środka powierzchniowo czynnego. Powszechnie wiadomo, że niektóre środki powierzchniowo czynne mogą być stosowane jako flokulanty, takie jak poliakryloamid, alkohol poliwinylowy, dodecyloksantogenian sodu itp. Jeśli tego rodzaju środek powierzchniowo czynny zostanie dodany do układu jako promotor fermentacji, może to być korzystne dla szybkości oddzielania metabolitów. Jeśli środek powierzchniowo czynny ma działanie solubilizujące, efekt jest odwrotny.

Obecnie istnieje niewiele doniesień o dodawaniu środka powierzchniowo czynnego do układu fermentacyjnego w charakterze flokulanta. Bada się jedynie stężenie metabolitów w roztworze macierzystym fermentacji, gdy do układu fermentacyjnego dodaje się środek powierzchniowo czynny jako promotor, a inne aspekty badań nie są uwzględniane. Dlatego, aby poprawić efektywność fermentacji, należy zwrócić większą uwagę na badanie wydajności flokulanta.

Z klasyfikacji środków powierzchniowo czynnych wynika, że ​​istnieje wiele rodzajów środków powierzchniowo czynnych: według grup hydrofilowych dzieli się je na karboksylany, siarczany, czwartorzędowe sole amoniowe, pochodne PEO, laktony itp.; niektórzy badacze dzielą je na typu jonowego i niejonowego zgodnie z właściwościami jonowymi ich składu molekularnego; istnieją również różne klasyfikacje ze względu na ich rozpuszczalność w wodzie, charakterystykę struktury chemicznej i metodę źródeł surowców. Obecnie powszechnie uznaje się, że metoda klasyfikacji opiera się na naturze dysocjacji, którą można podzielić na cztery kategorie: anionowe środki powierzchniowo czynne, kationowe środki powierzchniowo czynne, amfoteryczne środki powierzchniowo czynne i niejonowe środki powierzchniowo czynne. Pod warunkiem, że mechanizm działania środka powierzchniowo czynnego sprzyjającego fermentacji nie jest jasny, nie można wybrać środka powierzchniowo czynnego potrzebnego w eksperymencie i produkcji.

Wiele środków powierzchniowo czynnych ma pewną funkcję bakteriobójczą ze względu na ich właściwości strukturalne. Na przykład geramina jest kationowym środkiem powierzchniowo czynnym o dobrym działaniu bakteriobójczym. Ale funkcja bakteriobójcza jest oczywista dopiero wtedy, gdy stężenie środka powierzchniowo czynnego osiągnie pewną wartość krytyczną. Ogólnie rzecz biorąc, toksyczność kationowych środków powierzchniowo czynnych jest większa niż niejonowych środków powierzchniowo czynnych, a toksyczność i działanie bakteriobójcze anionowych środków powierzchniowo czynnych plasują się pomiędzy nimi. Środek powierzchniowo czynny jako promotor fermentacji ma zapewnić normalny wzrost bakterii przy założeniu poprawy wydajności produktów fermentacji. Wymaga to, aby ilość dodanego środka powierzchniowo czynnego była mniejsza niż wartość krytyczna stężenia bakteriobójczego różnych środków powierzchniowo czynnych. Jednak badania nad tą wartością krytyczną są niewystarczające. Dobierany zakres stężeń środków powierzchniowo czynnych wynosi zwykle 0,5-10 g/l, zgodnie ze wstępnym testem lub osobistym doświadczeniem. Przy tak szerokim zakresie stężeń łatwo jest zignorować działanie promocyjne niektórych Surfaktantów i nie można wyciągnąć żadnych rygorystycznych wniosków.