La fermentation fractionnée consiste à introduire en une seule fois le milieu de fermentation dans la cuve de fermentation, à le stériliser, à l'inoculer et à le faire fermenter, et finalement à évacuer le broyat de fermentation en une seule fois. Durant le processus de fermentation fractionnée, en plus de l'aération continue et de l'ajout de solutions acides ou basiques pour maintenir l'environnement de fermentation, il n'y a pas d'échange de matériel avec l'extérieur, ce qui réduit les chances de contamination. Sa principale caractéristique est que toutes les variables de procédé changent en fonction du temps de fermentation.
Les variations métaboliques pendant le processus de fermentation fractionnée peuvent généralement être divisées en trois phases : la croissance des cellules fongiques, la synthèse du produit et l'autolyse des cellules fongiques:
1. Phase de croissance des cellules fongiques
La phase de croissance des cellules fongiques se situe au début de la fermentation. Dans cette phase, les cellules fongiques s'adaptent principalement au nouveau environnement, commencent à croître et à se multiplier, augmentant le nombre de cellules jusqu'à atteindre la concentration critique des cellules fongiques. Pour réduire le temps d'adaptation du liquide de semis après son transfert dans le milieu de fermentation, les principaux composants du milieu de culture de semis doivent être identiques à ceux du milieu de fermentation.
Dans cette phase, les variations métaboliques consistent principalement en la métabolisation des sources de carbone, d'azote, etc., dans le milieu de culture et en la synthèse métabolique des substances intracellulaires. Autrement dit, les nutriments sont progressivement consomués, de nouvelles cellules fongiques sont continuellement synthétisées, et le niveau d'oxygène dissous diminue progressivement. Lorsque l'un de ces facteurs devient un facteur limitant, la vitesse de croissance des cellules fongiques ralentira jusqu'à une valeur critique, et les cellules fongiques passeront de la phase de croissance à la phase de synthèse du produit.
2. Phase de synthèse du produit
La phase de production du produit se situe au milieu de la fermentation. À ce moment-là, l'augmentation de la quantité de cellules fongiques tend à stabiliser, et la métabolisation est principalement axée sur la synthèse du produit, avec le taux de production du produit atteignant son maximum. Les paramètres tels que le pH, la température et l'oxygène dissous du broyat de fermentation peuvent tous affecter les variations métaboliques pendant le processus de fermentation, augmenter la production de sous-produits et affecter le rendement. Le système de réaction biologique de Baoxing Saisi peut détecter et renvoyer une série de paramètres pour connaître l'état de croissance des cellules fongiques et ajuster l'environnement de fermentation idéal.
3. Phase d'autolyse des cellules fongiques
La phase d'autolyse des cellules fongiques se situe à la fin de la fermentation. Les caractéristiques métaboliques de cette phase sont principalement le vieillissement et l'autolyse des cellules fongiques, le déclin de la capacité de synthèse du produit, l'augmentation de la teneur en azote aminé et la remontée progressive du pH. À ce moment-là, la fermentation doit être terminée, car sinon non seulement le produit pourrait être endommagé, mais également les difficultés de traitement ultérieur de la fermentation seraient accrues. Après avoir configuré le matériel correspondant, le logiciel de surveillance avancé du bioréacteur de Baoxing Saisi peut générer des courbes métaboliques correspondantes en fonction des données de détection telles que l'azote aminé, la concentration fongique et l'unité de fermentation. En étudiant et en analysant ces courbes métaboliques, on peut saisir les lois des variations métaboliques, découvrir les problèmes existant dans l'opération du procédé, ce qui est utile pour améliorer le procédé et augmenter le rendement.