生物发酵及其应用

发酵一般指利用微生物制造工业原料或产品的过程，由微生物（细菌、酵母等）、有机物（主要是碳水化合物）、培养基等在一定的温度、pH等条件下进行。

01 生物f发酵 技术

百伦工业不锈钢发酵罐

发酵是人类最早接触的生化反应，酿酒、制酱、制醋等都是最早的发酵工艺。现代发酵技术基于多学科交叉，利用工业发酵进行大规模物质加工生产，技术应用领域已不再局限于食品饮料，延伸至医药、化妆品等领域。

发酵技术原理

生物发酵的原理主要涉及微生物的代谢过程。在适宜的环境条件下，微生物通过酶催化底物反应，将底物转化为目标产物。微生物的代谢过程包括有氧呼吸和无氧发酵两种方式。有氧呼吸是指在有氧条件下，微生物将底物完全氧化，产生能量和二氧化碳。无氧发酵是指在无氧或氧不足的条件下，微生物将底物部分氧化，生成乳酸、酒精、酸、气体等产物。

分类 生物 发酵 技术

发酵一般有两种类型：液体发酵和固体发酵。

优点 生物 发酵 技术

生物发酵技术相较于化学方法具有可控性好、安全性高、节能、副产物少、环境污染小等优点，另外微生物的可分解性可使特殊结构的生物合成保持高度均一性，保证产品的安全性和有效性。

当前研发热点

如今，发酵技术已成为化妆品领域的应用方向和研发热点。例如SK-II魔力水添加半乳糖发酵产物滤液，兰蔻小黑瓶、雅诗兰黛小棕瓶添加双歧酵母发酵产物裂解液。越来越多的品牌和企业开始将生物发酵技术运用到产品终端，不断提升化妆品的安全性和功效性。

02 应用 生物发酵 化妆品技术

目前生物发酵技术在化妆品中的应用主要分为：真菌发酵、细菌发酵和原生生物发酵，其中真菌发酵又包括：酵母菌发酵、药用真菌发酵和海洋真菌发酵。

（1）真菌发酵

酵母发酵

酵母发酵在化妆品研发领域有着广泛的应用，含有游离氨基酸、小分子肽、维生素等丰富的活性成分，具有美白、保湿、延缓皮肤衰老、调节皮肤酸碱度、修复受损肌肤等功效。

药用真菌发酵

药用真菌发酵产品主要取自灵芝、松茸、银耳等“药食同源”的真菌原料。例如松茸的液态发酵产物具有美白功效，茯苓的发酵产物有利于护肤。目前市面上很多化妆品中添加的真菌原料其实主要也是其发酵产物。

海洋真菌发酵

海洋微生物生存环境特殊，其产生的生物活性分子通常结构新颖、功能多样，海洋真菌被公认为最有发展前景的海洋生物之一，是当前化妆品研发的重要生物来源。

（2）细菌发酵

细菌发酵产物常被用作化妆品中的天然防腐剂，还能产生新的功能性物质。研究表明，乳酸菌发酵可开发乳状面膜，达到美白、保湿、修复肌肤、舒缓肌肤等功效。海洋细菌可产生氨基酸、抗生素、维生素等活性物质。

（3）原生生物发酵

原生生物是指单细胞的真核生物，微藻作为原生生物的一种，是当前化妆品研发的重要生物来源，例如微藻中的螺旋藻不仅具有良好的抗氧化特性，还能通过双重机制抑制黑色素的合成。

影响放大的因素 生物发酵 进程

1. 质量传递和混合

传质过程是物质转移的过程，在生物发酵过程中，传质活动与生物反应同时进行，主要的传质过程分为气液吸收和液体传质。良好的传质可以保证微生物和细胞培养、发育所必需的氧气、营养物质和代谢产物。体积溶解氧系数是影响传质最重要的因素，但由于生物发酵罐内流场复杂，影响因素较多，体积溶解氧系数分析比较困难。

另一个直接影响生物发酵罐工艺放大的关键参数是混合工艺。常见的生物发酵反应混合有液液混合、固液混合、气液混合和气液固三相混合。由于发酵罐容积的增大、发酵产物及原料的增多直接导致罐内混合不均匀，因此科学增加发酵罐内各种物质的混合可以提高生物发酵的效率。

2. 剪切

传统观点认为，提高生物发酵罐的搅拌速率可以强化发酵过程的传质和混合。但随着研究的深入，发现过大的剪切力对生物发酵对象会造成微生物和细胞的损伤。例如在微生物发酵系统中，过大的剪切力会损害菌体的生长；过低的剪切力不利于气泡破碎，影响气体传输的效率。

如何科学地提高发酵罐内各种物质的混合度以及控制剪切应力在微生物和细胞可接受的范围内是发酵放大过程中的重要因素。

3. 传播热量

温度也是生物发酵过程中的重要因素，生物发酵罐的温度控制主要通过夹套层进行，但随着大型生物发酵罐体积的增大，单位面积受热面积变小，因此传热效率将直接影响生物发酵目标的生产效率。

4. 其他因素

生物发酵罐放大过程中还有其他因素会影响发酵过程，例如生物发酵补气、补料速度以及进料口的设置等参数都会影响发酵过程。

联系我们：

地址：6848# 上海市嘉定区留香路

联系人: 麦迪

邮箱：[email protected]

电话：+86-134-7276-8163（WhatsApp）

网址：https://fermentorchina.com/