発酵物質の代謝プロセスは一連の生化学反応です。細菌のサイズが小さいこと、生体触媒反応が速いこと、反応追跡の困難さ、実験装置の制限などにより、微生物の物質代謝に関する基礎研究の発展は大幅に制限されてきました。菌株の物質代謝プロセスを完全に理解するにはかなり長い時間がかかります。たとえば、グルタミン酸の発酵と代謝プロセスの研究には数十年の時間がかかります。現在、バイオテクノロジーの急速な発展に伴い、実験技術や実験装置は更新され続けており、研究サイクルは今後も短縮化していきます。界面活性剤が発酵促進剤として使用できるメカニズムの説明は、細菌発酵の物質代謝を十分に理解することを前提としており、遺伝子工学や細胞工学などの生物学的上流技術の助けを借りて、この理論的問題を本質的に解決し、その後、現在の発酵産業における高コストと低生産性という実際的な問題を解決し、実践的な解決策を提案します。
界面活性剤が消泡剤または促進剤として発酵プロセスの最後まで発酵系に添加される場合、界面活性剤は依然として発酵母液に溶解し、発酵母液の成分がより複雑になり、発酵母液からの代謝産物の分離および精製のプロセス条件に影響を与える可能性があります。ただし、この効果は界面活性剤の性質に直接依存して、有利になる場合もあれば不利になる場合もあります。ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ドデシルキサントゲン酸ナトリウムなどの一部の界面活性剤が凝集剤として使用できることはよく知られています。この種の界面活性剤を発酵促進剤として系に添加すると、代謝産物の分離速度に有益となる可能性があります。界面活性剤に可溶化作用がある場合はその逆になります。
現時点では、界面活性剤を凝集剤として発酵系に添加した例はほとんど報告されていない。界面活性剤を促進剤として発酵系に添加した場合、発酵母液中の代謝産物の濃度のみが研究され、他の研究側面は関与しません。したがって、発酵の効率を向上させるためには、凝集剤の収量の研究にさらに注意を払う必要がある。
界面活性剤を分類すると、界面活性剤には多くの種類があることがわかります。親水基により、カルボン酸塩、硫酸塩、第四級アンモニウム塩、PEO誘導体、ラクトンなどに分けられます。研究者の中には、分子組成のイオン性によってイオン型と非イオン型に分類できる人もいます。また、水への溶解度、化学構造の特徴、原料の入手方法などによってさまざまな分類があります。現在、分類方法は解離の性質に基づいており、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤の4つに分類できると一般に認識されています。界面活性剤による発酵促進のメカニズムが不明な状況では、実験や製造に必要な界面活性剤を選択することができません。
多くの界面活性剤は、その構造的特徴により、特定の殺菌機能を持っています。たとえば、ゲラミンは優れた殺菌効果を持つカチオン性界面活性剤です。しかし、殺菌機能は、界面活性剤の濃度が特定の臨界値に達した場合にのみ明らかになります。一般に、カチオン界面活性剤の毒性はノニオン界面活性剤よりも強く、アニオン界面活性剤の毒性と殺菌力はその中間である。発酵促進剤としての界面活性剤は、発酵産物の収量を向上させることを前提として、細菌の正常な増殖を保証するものである。これには、添加する界面活性剤の量が、さまざまな界面活性剤の殺菌濃度の臨界値未満であることが必要です。しかし、この臨界値に関する研究は十分ではありません。選択される界面活性剤の濃度範囲は、予備テストまたは個人的な経験に従って、通常 0.5 ～ 10 g / L です。このように広い濃度範囲では、一部の界面活性剤の促進効果が無視されやすく、厳密な結論を引き出すことができません。
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