Solufermentaatioissa

Solufermentaatioissa tarkoitetaan fermentaatioprosesseja, jotka tapahtuvat solujen sisällä tai niiden sisäisissä tiloissa, jolloin tuotanto ja varastointi tapahtuvat pääasiassa solun sisällä. Tämä eroaa ekstrasellulaarisesta fermentaatiosta, jossa tuotteet erittyvät suoraan kulttuurivälineeseen.

Prosessissa mikrobit tai solukulttuurit voivat tehostaa tiettyjä metaboliareittejä siten, että lopputuotteita muodostuu tai varastoidaan solujen sisällä. Tyypillisiä sisäisesti varastoitavia yhdisteitä ovat esimerkiksi polyhydroksihapot (PHA) ja muut varastomuodot sekä rekombinanttituotteet, kuten proteiinit, joita ei heti erittyä solujen ulkopuolelle.

Esimerkkejä solufermentaatioista ovat sisäisesti varastoituvien yhdisteiden granuloituminen sekä proteiinien, entsyymien tai muiden rekombinanttituotteiden sisäinen tuotanto solun sisäisessä tilassa. Tuotteen erottaminen tällöin usein edellyttää solujen rikkomista tai solujenvälisten mekanismien avun käyttöä, mikä tekee puhdistuksesta haastavampaa kuin ekstrasellulaarisissa prosesseissa.

Solufermentaatioiden suunnittelussa huomioidaan hapen saatavuus, solukon normaalin toiminnan ylläpitäminen sekä tuotteen vakaus solujen sisällä. Prosessin etuja voivat olla esimerkiksi tietyiltä reiteiltä saatavien tuotteiden suojautuminen ulkoiselta degradiolta sekä mahdollisuus integrated tuotannon ja varastoinnin hallintaan. Rajoitteita ovat vaikeampi tuotteen erottaminen, korkeammat puhdistusvaatimukset ja mahdolliset solujen kuormitus- tai tuotantokyvyn rajoitteet.

Solufermentaatioita käytetään bioteknologian ja teollisen biotuotannon konteksteissa erityisesti silloin, kun sisäinen tuotantotapa tarjoaa etuja tuotteen stabiliteetin tai prosessinrakenteen kannalta.