هیدرولیز ذرت تولید اسیدهای آمینه را بهبود می‌بخشد، زیرا سویهٔ تولیدکننده را با یک منبع نیتروژن تغذیه می‌کند که قبلاً تا حدی به بلوک‌های سازندهٔ مورد نیاز سلول کاهش یافته است؛ این امر می‌تواند انرژی مصرفی سلول برای سنتز اسیدهای آمینه را کاهش دهد و ظرفیت متابولیک بیشتری را برای محصول هدف آزاد کند. در بررسی‌های فنی ما با کارخانه‌های تخمیر اسیدهای آمینه، هیدرولیز ذرت اغلب به‌عنوان جایگزین جزئی منابع نیتروژن پالایش‌شده‌تر ارزیابی می‌شود و اولین پرسش همیشه این است که این هیدرولیز چگونه بر بازده ویژهٔ اسید آمینهٔ هدف تأثیر می‌گذارد، نه اینکه چگونه بر رشد کلی تأثیر می‌گذارد. مطالعات منتشرشده دربارهٔ هیدرولیزهای مشتق‌شده از ذرت نشان داده‌اند که این جریان‌ها می‌توانند تولید لیزین توسط باکتری کورینوباکتریوم گلوتامیکوم را پشتیبانی کنند و این سویه قادر است هیدرولیزهای مبتنی بر نشاستهٔ ذرت را به‌عنوان مواد اولیه مصرف کند. یک مطالعه روی هیدرولیز ساقهٔ ذرت بدون فرآیند سم‌زدایی گزارش کرده است که بازده لیزین در محیط حاوی هیدرولیز بالاتر از محیط مصنوعی بوده است؛ این یافته نشانه‌ای مفید است که هیدرولیز تنها به‌عنوان منبع کربن عمل نکرده، بلکه نقش بیشتری ایفا می‌کند. این به معنای آن نیست که هیدرولیز ذرت به‌طور خودکار بازده را در هر فرآیندی افزایش می‌دهد. این بدان معناست که هیدرولیز ذرت می‌تواند تولید اسیدهای آمینه را در صورتی بهبود بخشد که پروفایل نیتروژن آن با سویهٔ مورد استفاده سازگان داشته باشد و سایر اجزای محیط تغذیه‌ای نیز متعادل باشند. ارزش عملی هیدرولیز ذرت در تخمیر اسیدهای آمینه در کارایی‌ای است که در متابولیسم نیتروژن ایجاد می‌کند، نه در تضمینی کلی.
طیف اسیدهای آمینهٔ هیدرولیز ذرت به دلیل تأمین اسیدهای آمینه‌ای که سویهٔ تولیدکننده در غیر این صورت باید از ابتدا آن‌ها را سنتز کند، منجر به تأمین پیش‌ماده می‌شود. برای یک سویهٔ تولیدکنندهٔ لیزین، دسترسی به اسیدهای آمینهٔ خانوادهٔ آسپارتات و نیز کل ذخیرهٔ نیتروژن آمینه می‌تواند بر میزان جریان کربن به سمت لیزین (به جای زیست‌توده یا فرآورده‌های جانبی) تأثیر بگذارد. در بازنگری فرآیند تخمیری که ما پشتیبانی کردیم، تیم دو عرضهٔ مختلف از هیدرولیز ذرت با مقدار مشابه نیتروژن کل اما طیف‌های متفاوت اسیدهای آمینه را مقایسه می‌کرد؛ و عرضه‌ای که طیف گسترده‌تری از اسیدهای آمینهٔ آزاد داشت، در دوره‌های مختلف تولید، تیتر لیزین پایدارتری ارائه داد. این نتیجه عمومی نیست و نباید به همهٔ سویه‌ها تعمیم داده شود. این یک مشاهدهٔ عملی است که نشان می‌دهد طیف اسیدهای آمینهٔ هیدرولیز ذرت اهمیت دارد و خریداران باید درخواست آن را داشته باشند. در پژوهش‌های منتشرشده دربارهٔ هیدرولیز آب‌گیری‌شدهٔ ذرت، گزارش شده است که اسیدهای آمینهٔ خاصی مانند اسید گلوتامیک، آلانین و اسید آسپارتیک موجود در هیدرولیز، با افزایش تشکیل محصول در یک سیستم قارچی مرتبط بوده‌اند؛ این یافته‌ها نیز این ایده را تأیید می‌کنند که طیف اسیدهای آمینه یک پارامتر کاربردی است. هیدرولیز ذرت بیشترین کاربرد را در تولید اسیدهای آمینه زمانی دارد که طیف آن مستند شده و فرموله‌کننده از آن به‌عنوان یک ورودی هدفمند — نه یک پرکنندهٔ عمومی نیتروژن — استفاده کند.
درجه هیدرولیز برای هیدرولیز ذرت اهمیت دارد، زیرا تعادل بین اسیدهای آمینه آزاد و پپتیدها را تعیین می‌کند و این تعادل بر سرعت در دسترس قرار گرفتن نیتروژن برای سویه تولیدی تأثیر می‌گذارد. هیدرولیز ذرت با درجه هیدرولیز بالاتر، اسیدهای آمینه آزاد بیشتری فراهم می‌کند که به‌سرعت جذب می‌شوند، درحالی‌که درجه هیدرولیز پایین‌تر، پپتیدهای بیشتری تولید می‌کند که به‌تدریج جذب می‌شوند. هیچ‌کدام به‌طور کلی برتر نیستند؛ تعادل مناسب بستگی به سویه، مرحله تخمیر و محصول هدف دارد. در بحث‌های فنی ما با تیم‌های تخمیر، اغلب مشاهده می‌شود که درجه هیدرولیز متوسط برای تولید اسیدهای آمینه مناسب است، زیرا هم ذخیره سریع نیتروژنی برای رشد اولیه و هم ذخیره کندتری برای مرحله تولید فراهم می‌کند. چارچوب‌های آزمون صنعتی برای هیدرولیز پروتئین ذرت اغلب درجه هیدرولیز را به‌عنوان یک پارامتر کلیدی شامل می‌شوند که با روش‌هایی مانند روش pH-stat اندازه‌گیری می‌شود؛ و ثبت شدن درجه هیدرولیز به خریدار امکان مقایسه عرضه‌های هیدرولیز ذرت بر اساس عملکرد (نه صرفاً بر اساس مقدار کل نیتروژن) را می‌دهد. هیدرولیز ذرت زمانی بیشترین کاربرد را برای تولید اسیدهای آمینه دارد که درجه هیدرولیز آن مشخص و ثابت باشد، زیرا این پارامتر است که این مواد اولیه را به رفتار تخمیری مرتبط می‌کند.
اثرات مهارکننده در تخمیر اسیدهای آمینه نگرانی عملی‌ای هستند و هیدرولیز ذرت می‌تواند در کاهش این اثرات نقش داشته باشد، مشروط بر اینکه هیدرولیز به‌درستی تولید و مدیریت شود. هیدرولیزهای لیگنوسلولزی ممکن است حاوی مواد مهارکننده‌ای مانند فورفورال، اچ‌ام‌اف و اسید استیک باشند و برخی سویه‌های تولیدی توانایی قابل توجهی در تجزیه این ترکیبات در طول تخمیر دارند. مطالعه‌ای روی کورینوباکتریوم گلوتامیکوم با استفاده از هیدرولیز ساقه ذرت غیرتصفیه‌شده نشان داد که این سویه فورفورال را در مدت کوتاهی تجزیه کرده و اچ‌ام‌اف و اسید استیک را در عرض چند ساعت متابولیزه می‌کند؛ این یافته نشان می‌دهد که یک سویه مقاوم می‌تواند هیدرولیزی را که تحت مرحله اضافی تصفیه قرار نگرفته، تحمل کند و حتی از آن بهره ببرد. این یافته خاص برای یک سویه و هیدرولیز خاص است و نباید به‌عنوان مجوز عمومی برای صرف‌نظر کردن از کنترل‌های کیفی تفسیر شود. اما نشان می‌دهد که کیفیت هیدرولیز ذرت باید در چارچوب تحمل سویه ارزیابی شود، زیرا افزودن یک مرحله تصفیه اضافی هزینه را افزایش می‌دهد و ممکن است در صورتی که سویه قادر به مقابله با جریان باشد، ضروری نباشد. هیدرولیز ذرت بیشترین کاربرد را در تولید اسیدهای آمینه زمانی دارد که خریدار هم هیدرولیز و هم سویه را به‌خوبی بشناسد و آزمون‌های رهاسازی پارامترهایی را پوشش دهند که خطر مهار را پیش‌بینی می‌کنند.
پایداری، تکرارپذیری بازده اسیدهای آمینه را تضمین می‌کند؛ زیرا بهبودی در بازده که قابل تکرار نباشد، بازدهی نیست که کارخانه بتواند بر آن حساب کند. در بررسی تأمین‌کنندگان ما، به نیتروژن کل، نیتروژن آمینی، درجه هیدرولیز، رطوبت، خاکستر و سوابق انتشار دفعه‌ها توجه می‌کنیم؛ چرا که این پارامترها در مجموع نشان‌دهندهٔ پایداری هیدرولیز ذرت برای پشتیبانی از فرآیند تخمیر قابل تکرار هستند. کارخانه‌ای که ما از آن حمایت می‌کردیم، فرآیند تخمیر اسیدهای آمینه را به‌صورت ثابت اجرا می‌کرد اما نوسانات غیرقابل توضیحی در بازده مشاهده می‌کرد؛ علت اصلی، تأمین هیدرولیز ذرتی بود که اگرچه در مشخصهٔ نیتروژن کل صدق می‌کرد، ولی در نیتروژن آمینی و توزیع پپتیدها متغیر بود. پس از آنکه کارخانه به تأمین‌کننده‌ای روی آورد که محدودهٔ مشخصی برای این پارامترها تعیین کرده و داده‌های انتشار در سطح دفعه ارائه می‌داد، نوسانات بازده کاهش یافت و تیم می‌توانست تمرکز خود را بر افزایش غلظت محصول (titer) بجای عیب‌یابی معطوف سازد. هیدرولیز ذرت ماده‌ای از منشأ بیولوژیکی است، بنابراین تغییرات جزئی طبیعی‌اند؛ اما این تغییرات باید در محدوده‌ای مشخص و مستند باشند. در واحد ما، هر دفعه پیش از انتشار به‌صورت حرفه‌ای آزمایش می‌شود و سوابق انتشار همراه با شمارهٔ دفعه منتقل می‌شوند که این، نسخهٔ عملی شفافیت است. هیدرولیز ذرت در تولید اسیدهای آمینه زمانی بیشترین ارزش را دارد که دفعهٔ بعدی رفتاری مشابه دفعهٔ قبل داشته باشد.
EN
