สำหรับทีม R&D ของเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยง กฎเริ่มต้นของฉันง่ายมาก: ยอมรับ ปรับสภาพ หรือปฏิเสธสื่อที่ใช้แล้วก่อนการฉีดเชื้อ, ตามองค์ประกอบของแบทช์และขีดจำกัดความปลอดภัย - ไม่ใช่สูตรสื่อเดิม
การหมักทุติยภูมิให้อาหารสารอาหารที่เหลืออยู่กับสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกัน; มัน ไม่ใช่การใช้สื่อซ้ำโดยตรง. งานในห้องปฏิบัติการกับ Chlorella BDH-1 สนับสนุนการทดสอบนำร่อง แต่ไม่ได้กำหนดผลผลิตการผลิตหรือการประหยัดทรัพยากร[1]
ฉันจะประเมินกระบวนการผ่าน **สามประตูวัตถุดิบ - องค์ประกอบ การชี้แจง และการฆ่าเชื้อ - **แล้ว:
- จับคู่โฮสต์ การฉีดเชื้อ และโหมดการให้อาหารกับวัตถุดิบที่ผ่านการรับรอง
- ตรวจสอบการผสม การถ่ายโอนออกซิเจน, การส่งแสงเมื่อจำเป็น และการกักเก็บไอเสีย
- ตรวจสอบการเก็บเกี่ยว คุณภาพของผลิตภัณฑ์ เวลาการถือครอง และการบำบัดของเสียในหลายแบทช์
- วัดพลังงาน น้ำ และของเสียต่อหน่วยผลิตภัณฑ์ รวมถึงการกู้คืนและชุดที่ถูกปฏิเสธ
กฎการปล่อยของฉัน: <u>ความสำเร็จของการหมักเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ</u>. คุณยังคงต้องการการทดสอบความปลอดภัยสำหรับการใช้งานที่ตั้งใจไว้ การติดตามชุด และการยืนยันเส้นทางการกำกับดูแลของสหราชอาณาจักรที่เกี่ยวข้อง
การหมักทุติยภูมิของสื่อที่ใช้แล้ว: จากวัตถุดิบสู่การปล่อย
การทดสอบวัตถุดิบ การปรับสภาพ และการฆ่าเชื้อ
ก่อนการฉีดเชื้อ แต่ละชุดต้องผ่านสามเกณฑ์: องค์ประกอบ การทำให้กระจ่าง และการฆ่าเชื้อ.
องค์ประกอบของวัตถุดิบและขีดจำกัดการยอมรับ
ทดสอบแต่ละชุดของสื่อที่ใช้แล้วกับการใช้งานอาหารหรืออาหารสัตว์ที่ตั้งใจไว้ - ไม่ใช่สูตรสื่อเดิม สำหรับสื่อที่ใช้แล้วจากการผลิตเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยง ให้ประเมินชุดกับข้อกำหนดแหล่งที่มาสำหรับการใช้งานนั้น[5] วัดกรดอะมิโนที่เหลืออยู่ น้ำตาล และสารอาหารอื่น ๆ[1][5] ใช้การประเมินอันตรายจากแหล่งที่มาเพื่อตั้งค่าการทดสอบสำหรับเชื้อโรค ไวรัส เชื้อรา ยีสต์ มัยโคทอกซิน เอมีนชีวภาพ และโลหะหนัก[5]
| Parameter | Fermentation effect | Accept, condition or reject |
|---|---|---|
| Residual amino acids | Support secondary biomass growth | ยอมรับหากโปรไฟล์ที่เหลือสนับสนุนการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตเป้าหมาย มิฉะนั้นให้ปรับสภาพหรือปฏิเสธ[1] |
| Bioburden | ความเสี่ยงของการล้มเหลวของชุดและอันตรายด้านความปลอดภัย | ปฏิเสธหากตรวจพบเชื้อโรคแบคทีเรีย ไวรัส หรือเชื้อรา[5] |
| โลหะหนัก | ยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์และปนเปื้อนผลิตภัณฑ์สุดท้าย | ปฏิเสธเมื่อเกินเกณฑ์ความปลอดภัยสำหรับอาหารหรืออาหารสัตว์[5] |
| ความหนาแน่นของสารอาหาร | กำหนดผลผลิต | ปรับสภาพผ่านการเสริมสารอาหารหรือ TFF เพื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารอาหาร[2] |
| ของแข็ง/อนุภาค | อาจรบกวนเซ็นเซอร์และการถ่ายโอนออกซิเจน | ปรับสภาพผ่านการปั่นเหวี่ยงหรือการกรองเชิงลึก[2] |
ปฏิเสธชุดใด ๆ ที่ไม่สามารถมาตรฐานเป็นวัตถุดิบที่ปลอดภัยและหมักได้
ตั้งค่าอุณหภูมิการเก็บรักษาและเวลาการถือครองสูงสุดโดยใช้การศึกษาความคงตัวและการปนเปื้อน[5] กำจัดเซลล์และเศษซากโดยการปั่นเหวี่ยงหรือการกรองเชิงลึก ใช้การกรองแบบไหลตามแนวขวาง (TFF) เฉพาะเมื่อจำเป็นต้องแยกสารอาหารเฉพาะเจาะจง[2] เฉพาะชุดที่ผ่านการทำให้ใสแล้วเท่านั้นที่ควรดำเนินการสู่การฆ่าเชื้อ
การฆ่าเชื้อและการถ่ายโอนปลอดเชื้อ
เลือกการรักษาที่ตรงตามเป้าหมายของการลดปริมาณจุลินทรีย์ในขณะที่ยังคงรักษาสารอาหารที่สิ่งมีชีวิตที่เลือกต้องการไว้
| การพิจารณา | การฆ่าเชื้อด้วยความร้อน | การกรองปลอดเชื้อ |
|---|---|---|
| ผลกระทบต่อสารอาหาร | อาจทำให้กรดอะมิโนและโปรตีนที่ไวต่อความร้อนเสื่อมสภาพ | รักษาส่วนประกอบที่ไวต่อความร้อนได้ดีกว่า |
| การควบคุมสารยับยั้ง | อาจสร้างสารยับยั้งผ่านปฏิกิริยา Maillard | ไม่สามารถกำจัดสารยับยั้งที่ละลายได้อย่างน่าเชื่อถือ |
| การขยายขนาด | เป็นที่แพร่หลายในกระบวนการผลิตอาหารที่มีอยู่แล้ว | ต้องการการตรวจสอบความถูกต้องของการกักเก็บจุลินทรีย์ ความจุของตัวกรอง และการจัดการปลอดเชื้อ |
ตรวจสอบความถูกต้องของการบำบัดบนวัตถุดิบที่เป็นตัวแทนก่อนการฉีดเชื้อ.
sbb-itb-ffee270
การเตรียมเชื้อ, การดำเนินการของเครื่องปฏิกรณ์และการควบคุมก๊าซที่ปล่อยออกมา
การเลือกโฮสต์และการเตรียมเชื้อ
หลังจากการทำให้ใสและการฆ่าเชื้อ ให้เลือกโฮสต์ที่มีความต้องการสารอาหารและความทนทานต่อสารยับยั้งที่ตรงกับองค์ประกอบของวัตถุดิบที่เหลืออยู่และมีการเผาผลาญที่สนับสนุนเป้าหมายของผลิตภัณฑ์
ใช้โฮสต์ที่ได้รับการสนับสนุนดีที่สุดสำหรับโปรไฟล์สารอาหารที่เหลืออยู่; Chlorella BDH-1 เป็นตัวอย่างที่พิสูจน์แล้ว[1]
เริ่มต้นด้วยวัฒนธรรมเมล็ดพันธุ์บริสุทธิ์และขยายผ่านสายการผลิตเมล็ดพันธุ์ ตรวจสอบความบริสุทธิ์ ความมีชีวิต และระยะการเจริญเติบโตก่อนการถ่ายโอนไปยังเครื่องปฏิกรณ์ ทดสอบการเจริญเติบโตและการสร้างผลิตภัณฑ์ในชุดสื่อที่ใช้แล้วที่เป็นตัวแทนเทียบกับการควบคุมสื่อที่กำหนด รวมถึงความทนทานต่อเมตาบอไลต์ที่เหลืออยู่และสารยับยั้งอื่น ๆ ทำซ้ำขั้นตอนการปรับตัวใด ๆ เพื่อตรวจสอบความสามารถในการทำซ้ำ
โหมดการหมักและการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์
ตั้งค่าโหมดการทำงานโดย เปรียบเทียบการประมวลผลแบบต่อเนื่องกับแบบ fed-batch ก่อนที่จะสรุปกลยุทธ์การป้อนอาหาร
| โหมด | การใช้งานทั่วไป | จุดควบคุมหลัก |
|---|---|---|
| แบบแบทช์ | วัตถุดิบที่เปลี่ยนแปลงได้ | ติดตามการหมดไปของสารอาหารและการยับยั้ง |
| แบบ fed-batch | การป้อนอาหารที่ควบคุมได้ | ปรับอัตราการป้อนให้ตรงกับการดูดซึมและความต้องการออกซิเจน |
| แบบต่อเนื่อง | การป้อนที่เสถียรและมีคุณภาพ | ควบคุมอัตราการเจือจางและรักษาความปลอดเชื้อ |
ใช้การดำเนินการแบบแบทช์สำหรับวัตถุดิบที่เปลี่ยนแปลงได้และแบบ fed-batch สำหรับการควบคุมการป้อนที่เข้มงวดขึ้น เลือกการดำเนินงานอย่างต่อเนื่องเฉพาะเมื่อคุณภาพของวัตถุดิบและการปลอดเชื้อยังคงเสถียร
ปรับการผสม การถ่ายโอนออกซิเจน อุณหภูมิ ค่า pH และการตั้งค่าออกซิเจนที่ละลายให้เหมาะสมกับโฮสต์และน้ำซุป ตรวจสอบการควบคุมโฟม การเติมสารปลอดเชื้อ การสุ่มตัวอย่าง และการทำความสะอาดในระดับห้องปฏิบัติการ จากนั้นทำซ้ำในระดับนำร่อง ประเมินการขยายขนาดโดยใช้ความต้องการออกซิเจน การผสม และสมดุลของคาร์บอนและไนโตรเจน - ไม่ใช่เพียงแค่ปริมาตรของภาชนะ
การตรวจสอบก๊าซที่ปล่อยออกมาและความปลอดภัยของการระบายอากาศ
วางแผนการตรวจสอบก๊าซที่ปล่อยออกมาพร้อมกับการจ่ายก๊าซและการกักเก็บตั้งแต่เริ่มต้นการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ ในกรณีที่ใช้การป้อนก๊าซ ให้ติดตามองค์ประกอบของก๊าซที่ปล่อยออกมาเพื่อประเมินกิจกรรมทางเมตาบอลิซึมและการดูดซับก๊าซ [8]
ใช้การจับและการบำบัดไอเสียที่ผ่านการตรวจสอบแล้วเพื่อป้องกันไม่ให้ชีวมวล ผลพลอยได้ และละอองลอยหลุดออกมาในระหว่างการประมวลผล [4] ใช้การควบคุมก๊าซไวไฟเฉพาะเมื่อกระบวนการใช้ก๊าซไวไฟ เช่น มีเทน[8]
การเก็บเกี่ยว การทดสอบ และการรวมระบบโรงงาน
การกำหนดเวลาเก็บเกี่ยวและการกู้คืนผลิตภัณฑ์
เมื่อการหมักถึงระยะเป้าหมาย ให้แยกผลิตภัณฑ์และส่งกระแสตกค้างแต่ละรายการไปยังปลายทางที่เหมาะสม กำหนดเกณฑ์การเก็บเกี่ยวรอบการกู้คืนผลิตภัณฑ์เป้าหมาย ใช้ข้อมูลผลผลิตและคุณภาพการเก็บเกี่ยวเพื่อปรับปรุงการตัดสินใจ ยอมรับ ปรับสภาพ หรือปฏิเสธ สำหรับชุดวัตถุดิบในอนาคต
ในระบบต่อเนื่อง ให้เก็บตัวอย่างทุกวันเพื่อติดตามผลผลิต กิจกรรม และการปนเปื้อน เชื่อมโยงเวลาการเก็บเกี่ยวกับการเจริญเติบโตของชีวมวลและเป้าหมายผลผลิต ทดสอบการกู้คืนด้วยการปั่นเหวี่ยงและการกรองแบบไหลตามแนวแกน (TFF) กับน้ำซุปจริง ใช้ TFF เมื่อผลิตภัณฑ์เป้าหมายต้องการการกู้คืนอย่างอ่อนโยนหรือการกักเก็บในสารตกค้าง[2]
ตรวจสอบเวลาการถือครองโดยการเปรียบเทียบผลผลิตและกิจกรรมก่อนและหลังการล่าช้าแต่ละครั้ง บันทึกเศษส่วนการกู้คืนทั้งหมด
คุณภาพของผลิตภัณฑ์และการทดสอบกระแสของเสีย
ก่อนเริ่มต้น กำหนดจุดเก็บตัวอย่างและขีดจำกัดการยอมรับ กำหนดฟิลด์บันทึกชุดสำหรับแหล่งที่มาของวัตถุดิบ ตัวกระตุ้น สภาพการทำงาน การเติม การเบี่ยงเบน และเวลาการถือครอง เก็บตัวอย่างวัตถุดิบที่เข้ามา น้ำซุปที่เก็บเกี่ยว ผลิตภัณฑ์ที่กู้คืน และกระแสของเสียแต่ละรายการ โดยเชื่อมโยงผลลัพธ์ทุกอย่างกับบันทึกชุดของมัน
| ขั้นตอนกระบวนการ | ตัวอย่าง | วิธีการ | คุณลักษณะและการตัดสินใจ |
|---|---|---|---|
| การเก็บเกี่ยว | ชีวมวลหรือสารแขวนลอยเซลล์ | การนับเซลล์และการวัดผลผลิตหลังการปั่นแยกหรือ TFF | ยืนยันประสิทธิภาพการเก็บเกี่ยว |
| การปล่อยผลิตภัณฑ์ | ผลิตภัณฑ์ที่กู้คืน | การทดสอบเอกลักษณ์ ความบริสุทธิ์ และกิจกรรม; การทดสอบโปรตีนของเซลล์โฮสต์, DNA และเอนโดทอกซินที่เกี่ยวข้อง | ปล่อยเฉพาะตามข้อกำหนดการใช้งานที่ตั้งใจไว้ |
| การบำบัดของเสีย | สื่อที่ใช้แล้ว, น้ำเสีย, ของแข็ง และน้ำล้าง | การทดสอบความต้องการออกซิเจนทางเคมี (COD), ไนโตรเจน, ฟอสฟอรัส, ของแข็ง และกิจกรรมทางชีวภาพที่เหลืออยู่ | เลือกเส้นทางการบำบัดหรือการกำจัด; ตรวจสอบประสิทธิภาพการบำบัด |
| การปล่อยและการตรวจสอบย้อนกลับ | น้ำเสียสุดท้ายและบันทึกชุดที่เกี่ยวข้อง | การทดสอบเคมีของการปล่อย, การตรวจสอบบันทึกชุด และการกระทบยอดมวล | ยืนยันความสมบูรณ์ของบันทึกชุด, เคมีการปล่อยที่สอดคล้อง และการปิดยอดมวล |
ใช้ผลลัพธ์เหล่านี้เพื่อตัดสินใจปล่อยชุดและกำหนดเส้นทางของเสียแต่ละสาย.
การทดสอบการขยายขนาดและการจัดหาอุปกรณ์
ก่อนการรวมระบบนำร่อง ให้ทำการกู้คืนและทดสอบซ้ำในหลายชุดของวัตถุดิบ ใช้ การออกแบบการทดลองคัดกรอง เพื่อระบุตัวแปรที่มีผลต่อประสิทธิภาพ จากนั้นทำการทดลองในเครื่องปฏิกรณ์และการกู้คืนซ้ำ ในระดับนำร่อง ท้าทายเวลาการถือครอง การทำความสะอาดและการกักกัน และตรวจสอบประสิทธิภาพการกู้คืนและการจัดการของเสีย ก่อนที่จะอ้างสิทธิ์ในการลดการใช้ทรัพยากรหรือของเสีย ให้วัดพลังงาน น้ำ และของเสียต่อหน่วยผลิตภัณฑ์ รวมถึงการกู้คืนและชุดที่ถูกปฏิเสธ[7]
| ความเสี่ยง | ตรวจสอบระหว่างการตรวจสอบความถูกต้อง | ควบคุมหรือการตัดสินใจ |
|---|---|---|
| ความแปรปรวนของอาหาร | สารอาหาร, เมแทบอไลต์ และผลผลิตการฟื้นตัวในแต่ละชุด | กำหนดขีดจำกัดการยอมรับ; เงื่อนไขหรือปฏิเสธอาหารที่ไม่เหมาะสม |
| การปนเปื้อน | ผลลัพธ์ของจุลชีพ; การตรวจสอบการถ่ายโอนและการกักกัน | ตรวจสอบการเข้ามา; กักกันวัสดุที่ได้รับผลกระทบ |
| ข้อจำกัดของออกซิเจน | ออกซิเจนที่ละลายและการดูดซึมในช่วงที่มีความต้องการสูงสุด | ปรับการให้อาหารหรือความสามารถในการถ่ายโอนออกซิเจน |
| ความแปรปรวนของคุณภาพผลิตภัณฑ์ | อัตลักษณ์, ความบริสุทธิ์, กิจกรรม และความเสถียรของเวลาการถือครอง | ปรับสภาพการเก็บเกี่ยว; ระงับผลิตภัณฑ์ที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนด |
ตรวจสอบว่าอุปกรณ์สนับสนุนการฟื้นตัวของผลิตภัณฑ์, การฆ่าเชื้อ และการจัดการของเสียในระดับนำร่อง. จัดหาความสามารถในการบำบัดสำหรับการปล่อยสูงสุด ความสามารถในการวิเคราะห์ที่เหมาะสม และการติดตามแบทช์แบบดิจิทัล ใช้
สรุป: ยอมรับ ปรับสภาพ หรือปฏิเสธวัตถุดิบ
หลังจาก การทดสอบความปลอดเชื้อ, การกู้คืนและการตรวจสอบกระแสของเสีย ใช้เกตที่ผ่านการตรวจสอบแล้วเพื่อตัดสินใจว่าจะ ยอมรับ ปรับสภาพ หรือปฏิเสธ วัตถุดิบ การตัดสินใจนี้ใช้กับการหมักทุติยภูมิ ไม่ใช่การนำกลับมาใช้ใหม่โดยตรง
ยอมรับวัตถุดิบที่ผ่านการกรองและ ฆ่าเชื้อแล้ว เฉพาะเมื่อโปรไฟล์สารอาหารที่เหลืออยู่ภายในขีดจำกัดการยอมรับของโฮสต์ที่เลือก
ปฏิเสธแบทช์หากความแปรปรวน การสูญเสียการกู้คืน หรือความต้องการแสงหรือออกซิเจนที่ไม่รองรับทำให้กระบวนการไม่สามารถทำงานได้ในระดับใหญ่[1][2]
การหมักที่ประสบความสำเร็จไม่ได้หมายความว่าปฏิบัติตามข้อกำหนดของสหราชอาณาจักร ตรวจสอบความปลอดภัยและเส้นทางการกำกับดูแลที่เกี่ยวข้องก่อนปล่อยส่วนผสมอาหาร[3][6]
คำถามที่พบบ่อย
ฉันจะตั้งค่าขีดจำกัดการยอมรับสำหรับสื่อที่ใช้แล้วที่เปลี่ยนแปลงได้อย่างไร
วิเคราะห์สื่อที่ใช้แล้วสำหรับสารอาหารที่เหลืออยู่ ผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมเช่นแอมโมเนียและแลคเตท และสารปนเปื้อนที่อาจเกิดขึ้น มาตรฐานการเก็บข้อมูลเพื่อสร้างขีดจำกัดที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว สำหรับการลดลงของสารอาหารและการสะสมของเมตาบอไลต์
ผสานขีดจำกัดเหล่านี้เข้ากับการควบคุมเครื่องปฏิกรณ์เพื่อให้สื่อที่อยู่นอกข้อกำหนดทำให้เกิดการปรับอัตโนมัติหรือการเบี่ยงเบน การตรวจสอบอย่างต่อเนื่องช่วยปกป้องความเสถียรของกระบวนการและคุณภาพของเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยง เครื่องมือวิเคราะห์และเซ็นเซอร์สามารถหาได้จาก
การหมักครั้งที่สองให้การประหยัดทรัพยากรที่แท้จริงเมื่อใด
การหมักครั้งที่สองสามารถประหยัดทรัพยากรโดยการกู้คืนและนำวัสดุที่อาจกลายเป็นของเสียกลับมาใช้ใหม่ สนับสนุน เศรษฐกิจชีวภาพหมุนเวียน [1][2]. การกู้คืนสารอาหาร เช่น กรดอะมิโน จากสื่อที่ใช้แล้วหรือการใช้กระแสของเสียเพื่อปลูกชีวมวลทุติยภูมิ เช่น สาหร่ายขนาดเล็ก สามารถลดความต้องการปัจจัยการเจริญเติบโตและส่วนประกอบของสื่อ [1][2]. วิธีการเหล่านี้ยังช่วยลดการปล่อยน้ำเสียและความจำเป็นในการใช้วัตถุดิบใหม่ ปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้ทรัพยากรในการผลิตเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยง [2][3].
ส่วนผสมที่ได้จากการหมักของฉันต้องการการอนุมัติจากสหราชอาณาจักรใดบ้าง?
สำหรับส่วนผสมที่ได้จากการหมักที่ใช้ในเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยง การอนุมัติที่คุณอาจต้องการจะอยู่ภายใต้ คำแนะนำของหน่วยงานมาตรฐานอาหารแห่งสหราชอาณาจักร (FSA) สำหรับเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยง, รวมถึงข้อกำหนดด้านความปลอดภัยและการจัดการความเสี่ยง [1][2].
ส่วนผสมต้องเป็นไปตามข้อกำหนดทั่วไปด้านความปลอดภัยของอาหาร ซึ่งรวมถึงการไม่มีเชื้อโรคและสารพิษ พร้อมกับการระบุลักษณะทางโภชนาการและองค์ประกอบที่เหมาะสมเป็นส่วนหนึ่งของการประเมินความปลอดภัย [3].
