La inhibición de producto es un tipo de inhibición enzimática en la que el producto de una reacción enzimática inhibe su producción. [1] Las células utilizan la inhibición del producto para regular el metabolismo como una forma de retroalimentación negativa que controla las vías metabólicas . [2] La inhibición de productos también es un tema importante en biotecnología , ya que superar este efecto puede aumentar el rendimiento de un producto, como un antibiótico . [3] La inhibición del producto puede ser competitiva , no competitiva o no competitiva.
Un método para reducir la inhibición del producto es el uso de un reactor de membrana . [4] Estos biorreactores utilizan una membrana para separar los productos del resto del reactor, limitando su inhibición. Si el producto difiere mucho en tamaño de las células que lo producen y del sustrato que alimenta a las células, entonces el reactor puede utilizar una membrana semipermeable que permita que los productos salgan del reactor mientras se dejan atrás las células y el sustrato para continuar reaccionando produciendo más producto. Otros sistemas de reactores utilizan el potencial químico para separar productos del reactor, como la solubilidad de diferentes compuestos que permiten pasar a través de la membrana. Se han desarrollado sistemas de biorreactores electrocinéticos que utilizan electrólisis , un proceso que utiliza carga eléctrica para eliminar el producto del sistema del biorreactor. [5]
El reactor de circuito externo utiliza la corriente creada por las burbujas de aire que fluyen a través del reactor para crear un flujo que lleva el contenido del reactor a través de un circuito externo. Se puede colocar una membrana separadora en el circuito externo para recolectar el producto y reducir la inhibición del producto. Una desventaja de los reactores de circuito externo es que crean un esfuerzo cortante adicional . [6] Los biorreactores de membrana sumergida tienen la membrana contenida dentro de la cámara principal del biorreactor. [6]
Un biorreactor separativo es un tipo de reactor continuo en el que las células productoras se montan sobre una membrana de resina para que no salgan del reactor cuando el sustrato pasa sobre ellas. El flujo continuo del reactor lleva el producto aguas abajo a medida que se produce. [7]
La extracción integrada líquido-líquido se puede utilizar para eliminar productos que tienen una densidad diferente al resto del contenido de los biorreactores. [8] Esto se hace añadiendo un disolvente aguas abajo del biorreactor y dejando que el producto se separe en un tanque de sedimentación antes de que el efluente del biorreactor se traslade a un reactor secundario o se devuelva a su reactor inicial para continuar su cultivo. Este proceso se puede realizar en operación por lotes o continua.
La extracción al vacío [9] se puede utilizar en la fermentación para eliminar el etanol de un reactor. Cuando el líquido del recipiente se coloca en condiciones de vacío , el etanol comienza a evaporarse porque es más volátil que el resto del contenido del reactor. Esta técnica requiere un período de aclimatación para que la levadura en el reactor se adapte al ambiente de menor presión. [ cita necesaria ]
Neutralización del producto Si el producto se inhibe debido a su pH, entonces puede neutralizarse en el reactor y procesarse posteriormente hasta su forma original. [ cita necesaria ]