La fermentación industrial implica el uso de cultivos de células y fermentaciones microbianas para producir los productos químicos deseados. A través del cribado, la evolución dirigida o los métodos recombinantes, la célula o microorganismo normalmente se optimiza para maximizar la producción de la enzima, la proteína o el metabolito deseados.
El control sobre las variables operativas tales como los nutrientes, la concentración de oxígeno disuelto, el pH y la temperatura se utilizan para promover el crecimiento de la célula o la producción del elemento químico deseado en el momento oportuno. Sin embargo, dado que es un sistema vivo con muchos procesos complejos que ocurren simultánea o concurrentemente, existe una tendencia de variación significativa de un lote a otro lote en el rendimiento y la calidad de la producción.
Debido a la importancia capital de evitar la contaminación de la población de cultivo, ha habido pocos avances en la implementación de la tecnología analítica de procesos (PAT) para los procesos de fermentación. El avance de la fermentación normalmente se infiere de modelos de crecimiento de células, mediciones simples de turbidez y otras medidas indirectas: junto con muestras periódicas fuera de línea y análisis para verificar la operación dentro de unos límites aceptables. Recientemente, con tecnologías de medición más avanzadas que poseen la habilidad de medir directamente complejos sistemas celulares y múltiples productos químicos disueltos (incluidos sustratos y productos) en el caldo de fermentación.
La monitorización en tiempo real de la concentración crítica de sustratos y de metabolitos en el producto es fácil de conseguir con mediciones in situ ReactIRTM, que le permiten conocer al instante el estado de la fermentación y le proporcionan la habilidad de tomar decisiones fundamentales para el proceso.
FBRM® permite la monitorización directa in situ de la población de microorganismos, lo que le proporciona información en tiempo real del recuento relativo y las dimensiones de las células, así como la detección de agregación y floculación, lo que le proporciona un conocimiento especialmente valioso sobre la cinética de crecimiento de la célula que se puede utilizar para la optimización por lotes o incluso el control de la fermentación en tiempo real. Además, FBRM® controla la cristalización y la disolución de proteínas.
