发酵液检测

发酵液检测：关键检测项目及其应用

一、理化指标检测

1. pH值

   • 目的：维持适宜菌种生长环境，影响酶活性和代谢途径。
   • 方法：在线pH传感器或离线pH计检测。

2. 温度

   • 目的：控制发酵热，避免高温抑制微生物活性。
   • 方法：温度探头实时监测。

3. 溶氧量（DO）

   • 目的：确保好氧菌的氧气供应，影响产物合成效率。
   • 方法：溶氧电极在线检测。

4. 黏度与浊度

   • 目的：反映菌体密度和发酵液流变特性。
   • 方法：黏度计、分光光度计测OD值。

二、生物指标检测

1. 菌体浓度

   • 方法：分光光度法（OD600）、干重测定。

2. 活菌率

   • 方法：平板计数法、荧光染色-流式细胞术、ATP生物发光法。

3. 微生物污染

   • 目的：检测杂菌或噬菌体污染，确保纯种发酵。
   • 方法：选择性培养基培养、PCR技术。

三、代谢产物检测

1. 目标产物浓度

   • 方法：HPLC（如抗生素、有机酸）、GC（如乙醇、挥发性物质）、酶标法（如葡萄糖）。

2. 底物消耗

   • 目的：监控碳源（如葡萄糖）、氮源（如铵盐）利用率。
   • 方法：生化试剂盒、近红外光谱（NIRS）。

3. 副产物分析

   • 目的：避免毒素（如甲醇）或无效代谢物积累。
   • 方法：质谱联用技术（LC-MS/GC-MS）。

四、污染物与杂质检测

1. 重金属离子

   • 方法：原子吸收光谱（AAS）、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）。

2. 内毒素与宿主蛋白

   • 目的：制药生产中确保生物制品安全性。
   • 方法：鲎试剂法（内毒素）、ELISA（宿主蛋白）。

3. 残留培养基成分

   • 方法：色谱法检测未利用的氮源、维生素等。

五、行业特异性检测重点

• 制药行业：严格监测无菌性、内毒素及基因工程菌的遗传稳定性。
• 食品工业：侧重风味物质（如氨基酸、酯类）及致病菌（如大肠杆菌）。
• 生物燃料：重点关注乙醇、丁醇产率及木质纤维素降解效率。

六、发展趋势

• 在线检测技术：如NIRS、拉曼光谱实现实时监控。
• 自动化与微流控：提升检测通量和精度。
• 多组学整合：结合代谢组学与转录组学优化发酵调控。

结语 发酵液检测是连接实验室研究与工业生产的桥梁。随着技术进步，检测项目正朝着化、智能化方向发展，为发酵工业的控制与质量提升提供坚实保障。