生物制造领域关键原料创新应用,氨水与磷酸二氢铵助力绿色发酵产业升级
随着我国生物制造产业的快速发展,作为微生物发酵核心要素的营养调控技术日益受到关注。近日,业内专家指出,以氨水和磷酸二氢铵为代表的高效氮源产品,正在成为推动氨基酸、有机酸、抗生素等大宗发酵产品提质增效的关键支撑,为行业绿色低碳转型注入新动能。
在微生物发酵过程中,科学配比的氮源是决定菌体生长速率与目标代谢产物积累效率的核心因素之一。作为无机氮源的典型代表,氨水(NH₄OH) 因其氮含量高、成本低廉、溶解性好等特点,被广泛应用于谷氨酸、赖氨酸等氨基酸的工业化生产中。其优势在于可快速被微生物吸收利用,实现菌体的“速效氮源”供给,显著提升发酵前期的生物量积累。
与此同时,磷酸二氢铵(NH₄H₂PO₄) 则展现出“一剂双效”的独特价值。它不仅提供微生物生长必需的氮源,同时还补充了磷元素——这一构成核酸、ATP及细胞膜的关键无机盐成分。这种双重营养供给特性,使其在酵母培养、酶制剂生产及单细胞蛋白(SCP)等高附加值产品的发酵工艺中备受青睐。通过精准调控磷酸二氢铵的添加量,企业可有效协调碳氮比(C/N),优化菌体代谢流向,从而在提升产量的同时降低副产物生成。
行业分析师指出,当前发酵产业正从“粗放式投料”向“精准营养调控”转变。以氨水和磷酸二氢铵为代表的原料,因其成分明确、稳定性高,更易于实现自动化流加控制,契合现代智能发酵工厂的需求。此外,相较于传统有机氮源(如豆粕粉、酵母膏),无机氮源的使用还能减少原料批次间的差异,提高产品质量的稳定性。
值得一提的是,这两种氮源的应用也需结合具体菌种和工艺进行优化。例如,在青霉素等次级代谢产物的生产中,过快的氮源供给可能抑制产物合成,因此常采用“迟效氮源”或分阶段补料策略。未来,随着合成生物学与代谢工程的发展,对氮源、碳源、生长因子及前体物质的协同调控将成为提升生物制造效率的关键突破口。
业内领军企业表示,将持续加大在发酵营养学领域的研发投入,探索包括促进剂、抑制剂在内的复合型营养调控方案,推动我国生物发酵产业向更高效、更环保、更具竞争力的方向迈进。