什么是原位吸附发酵技术

什么是原位吸附发酵技术

所谓原位吸附发酵技术就是在发酵过程通过吸附分离的方法将产物从发酵液中移除的技术，实质上是发酵过程与吸附分离过程的耦联，目的是解除产物抑制效应。
在反应过程移走产物的过程称作产物原位转移(in situ Product Removal，ISPR)，通过将生物反应与生物分离过程耦合来实现ISPR，即反应-分离耦合。
实施ISPR技术后，由于产物被及时移走，可以在以下三个方面强化生产过程：
(1)克服产物抑制，使产物以最大速率连续合成；
(2)将产物在转化过程中的降解或逃逸(如挥发)等损失降到最低；
(3)减少下游分离步骤。
ISPR技术只能针对胞外产物，因为目前的生化分离技术还不能在不影响细胞活性的情况下移除胞内产物。
ISPR技术除了可解除目标产物的抑制外，也可用于在位移除对生化反应具有抑制效应的副产物，如乙醇、乳酸等。
ISPR技术中分离工艺设计依据：目标产物与环境介质之间理化性质的差异以及分离工艺的生物相容性(分离过程不影响生物催化剂活性)。
Freeman等提出五个基本的产品特性来选择合适的分离工艺，包括：
(1)挥发性(沸点小于80 ℃)；
(2)疏水性(log Poct>0.8)；
(3)分子量(小于1000 Da)；
(4)带电性；
(5)对特定物质的亲和性等。
在位分离产物可采用五种主要分离技术：
(1)蒸发：包括汽提，(真空)蒸馏和基于膜的渗透蒸发(pervaporation)或透膜蒸馏(transmembrane distillation)。
(2)萃取：包括水-有机两相、双水相或超临界液体萃取。在油水两相界面可加膜，即渗透萃取(perstraction)。
(3)分子渗透：包括透析、电渗析、反渗透、纳滤等。
(4)吸附：包括疏水吸附、亲和吸附、离子交换等。
(5)沉淀：带电的产物可与带相反电荷的物质结合产生沉淀而实现分离，如有机酸与钙(石灰)沉淀。