¿Qué es la leche fermentada?
La ingeniería de fermentación se refiere al uso de tecnología de ingeniería para utilizar ciertas funciones y actividades de organismos (principalmente microorganismos) para separar enzimas para producir productos biológicos útiles para los humanos, o para usar directamente microorganismos para controlar ciertos procesos industriales. tecnología de proceso de producción. Ejemplos bien conocidos incluyen la producción de cerveza, vino de frutas y alcohol industrial mediante fermentación de levaduras, la producción de queso y yogur mediante fermentación de bacterias del ácido láctico y la producción a gran escala de penicilina mediante hongos. Con el avance de la ciencia y la tecnología, la tecnología de fermentación también se ha desarrollado enormemente y ha entrado en la etapa de la ingeniería de fermentación moderna que puede controlar y transformar artificialmente microorganismos para que puedan producir productos para los humanos. Como parte importante de la biotecnología moderna, la ingeniería de fermentación moderna tiene amplias perspectivas de aplicación. Por ejemplo, la ingeniería genética se utiliza para modificar intencionadamente la cepa original y aumentar su rendimiento; la fermentación microbiana se utiliza para producir fármacos como la insulina humana, el interferón y la hormona del crecimiento.
Ha evolucionado desde la simple producción de bebidas alcohólicas, ácido acético y pan fermentado hasta una rama extremadamente importante de la bioingeniería en la actualidad, que incluye la microbiología, la ingeniería química, la ingeniería genética, la ingeniería celular, la ingeniería mecánica y el software informático. Ingeniería multidisciplinar incluyendo ingeniería de hardware. La ingeniería de fermentación moderna no sólo produce bebidas alcohólicas, ácido acético y pan, sino que también produce una variedad de medicamentos y medicamentos para el cuidado de la salud, como insulina, interferón, hormona del crecimiento, antibióticos y vacunas, así como materiales de producción agrícola como pesticidas naturales. , fertilizantes bacterianos y herbicidas microbianos, y producción de la industria química Aminoácidos, sabores, biopolímeros, enzimas, vitaminas, proteínas unicelulares, etc.
A grandes rasgos, la ingeniería de fermentación consta de tres partes: ingeniería upstream, ingeniería de fermentación e ingeniería downstream. Los proyectos upstream incluyen la selección de excelentes plantas de semillas, la determinación de las condiciones óptimas de fermentación (pH, temperatura, oxígeno disuelto, nutrientes) y la preparación de nutrientes. La ingeniería de fermentación se refiere principalmente a la tecnología de cultivar una gran cantidad de células en tanques de fermentación y producir metabolitos en condiciones óptimas de fermentación. Aquí debe haber un entorno de crecimiento aséptico estricto, incluida la tecnología de esterilización a alta temperatura y alta presión de las materias primas de fermentación, los tanques de fermentación y varios tubos de conexión antes de que comience la filtración de aire para introducir continuamente aire seco y estéril en el tanque de fermentación durante; el proceso de fermentación; tecnología de control por computadora que controla la velocidad de alimentación de acuerdo con las necesidades de crecimiento celular durante el proceso de fermentación; también existen diferentes tecnologías para el cultivo de semillas y el cultivo de producción. Además, según las diferentes necesidades, la fermentación por lotes también se clasifica en tecnología de fermentación: fermentación por lotes alimentados una sola vez: es decir, sobre la base de la fermentación por lotes alimentados una sola vez, una cierta cantidad de nutrientes; se agrega para hacer que las células crezcan más o obtengan más metabolitos fermentación continua: agregando nutrientes continuamente y sacando el líquido de fermentación; Antes de cualquier fermentación industrial a gran escala, se deben realizar una gran cantidad de experimentos en pequeños fermentadores de laboratorio para obtener un modelo cinético de formación del producto, y finalmente se deben diseñar los requisitos de fermentación de la planta piloto en base a este modelo. Los requisitos de fermentación de la planta piloto deben diseñarse en base a los datos de la planta piloto. Modelo cinético de producción a mayor escala. Debido a la complejidad de las reacciones biológicas, surgirán muchos problemas en el proceso desde el laboratorio hasta la planta piloto y desde la planta piloto hasta la producción a gran escala. Este es el problema de la amplificación del proceso de ingeniería de fermentación.
La ingeniería downstream se refiere a la tecnología para separar y purificar productos del caldo de fermentación, incluida la tecnología de separación sólido-líquido (separación centrífuga, separación por filtración, separación por precipitación, etc.), tecnología de ruptura de la pared celular (ultrasónica, cizallamiento a alta presión, presión osmótica, tensioactivos, enzimas de pared, etc.), tecnología de purificación de proteínas (precipitación, separación cromatográfica, ultrafiltración, etc.) y, finalmente, tecnología de procesamiento y envasado de productos (secado al vacío y liofilización, etc.). .). ).
Además, la industria de la fermentación que produce medicamentos y alimentos debe cumplir estrictamente las regulaciones de cGMP promulgadas por la Administración Federal de Alimentos y Medicamentos de los EE. UU. y aceptar inspecciones y supervisión periódicas por parte de las autoridades competentes pertinentes.