Alimentation exponentielle pour la production à haut rendement de xylose réductase (CtXR) dans la fermentation discontinue d'E. coli.
Afin de trouver une xylose réductase (XR) ayant une activité élevée à des températures élevées, une recherche a été menée à l'Institut de Chimie, de l’Environnement et des Biosciences d'Autriche, pour caractériser un nouveau recXR (isolé de Chaethomium thermophilum (Ct) et exprimé dans Escherichia coli). Une pompe péristaltique PRECIFLOW de LAMBDA a été utilisée pour effectuer une alimentation exponentielle contrôlée en aval afin de produire une quantité élevée de biomasse et de produit CtXR dans la fermentation discontinue d'E. coli.
Les XR sont des enzymes qui permettent l'utilisation de la biomasse hémi-cellulosique pour la production d'éthanol par des levures et peuvent être utilisés comme biocatalyseur pour obtenir du xylitol pour les industries pharmaceutiques et alimentaires.
Pompe péristaltique de LAMBDA pour effectuer une alimentation exponentielle pour la culture d’ Escherichia coli en fermentation fed-batch.
Figure 1. Une stratégie d'alimentation exponentielle a été utilisée pour la fermentation discontinue à haute densité cellulaire d'E. coli. La xylose réductase (CtXR, 360 U/L) a été purifiée et caractérisée.
Après une durée totale de fermentation de 34 h, 230 g/L de poids cellulaire humide (correspondant à 62 g/L de poids cellulaire sec) ont été récoltés. L'extrait brut dérivé de 230 g de poids cellulaire humide contenait une activité totale de 360 U, résultant en un titre de 360 U/L ou 5,8 U/g de poids cellulaire sec.
Stratégies d'alimentation courantes pour les processus de fermentation fed-batch.
La culture fed-batch représente un processus de fermentation semi-ouverte dans lequel un ou plusieurs nutriments sont introduits aseptiquement et progressivement dans le fermenteur, ce qui a pour conséquence une augmentation du volume liquide.
Les stratégies d'alimentation courantes pour la fermentation fed-batch comprennent :
• Alimentation discontinue (par impulsions régulières ou irrégulières de substrats).
• Alimentation continue selon un profil de débit précalculé.
• Alimentation continue basée sur le contrôle rétroactif des variables mesurées en ligne associées à la croissance cellulaire et au métabolisme.
Autres modes d’alimentation :
• Vitesse d'alimentation constante.
• Vitesse d'alimentation avec augmentation linéaire.
• Vitesse d'alimentation exponentielle.
• Vitesse d'alimentation exponentielle modifiée.
• Contrôle par une stratégie d'alimentation prédictive.
Pompe péristaltique précise pour l’alimentation liquide en fermentation fed-batch
Pour toute fermentation fed-batch, une pompe d'alimentation très précise et stable est fortement conseillée afin d'obtenir un contrôle poussé et précis de toute étape d'alimentation, que le contrôle suive une stratégie par rétroaction ou une commande directe.
Figure 2. La pompe péristaltique de LAMBDA est la pompe d'alimentation idéale pour la fermentation fed-batch.
Les pompes péristaltiques de LAMBDA ont été spécialement conçues pour la fermentation de longue durée :
La pompe d'alimentation est programmable localement mais peut également être commandée à distance par le logiciel PNet pour suivre des profils d'alimentation constants, linéaires ou exponentiels (stratégie d'alimentation directe).
Pour la stratégie à rétroaction, la pompe péristaltique de LAMBDA est connectée au fermenteur et au logiciel d'automatisation SIAM. Le logiciel reçoit en temps réel les valeurs des paramètres du fermenteur et contrôle à distance la pompe d'alimentation selon une stratégie personnalisée. Ainsi, le logiciel permet par exemple d'utiliser la mesure DO (oxygène dissous) pour contrôler à distance l'alimentation exponentielle en source de carbone.
Veuillez nous contacter à sales@lambda-instruments.com si vous avez des questions, besoin d'un devis ou des prix des pompes.
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