近紅外光譜技術(shù)在發(fā)酵行業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

01實(shí)時(shí)監(jiān)測與過程控制

近紅外光譜技術(shù)以其非破壞性、快速、無污染的特點(diǎn)，在發(fā)酵過程中實(shí)現(xiàn)了對關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。通過對發(fā)酵液或發(fā)酵產(chǎn)物的光譜信息進(jìn)行分析，可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測發(fā)酵過程中生物量、關(guān)鍵代謝產(chǎn)物（如多糖、蛋白質(zhì)、氨基酸、有機(jī)酸等）的濃度變化，以及pH值、葡萄糖含量等關(guān)鍵參數(shù)。這為發(fā)酵過程的優(yōu)化和自動(dòng)控制提供了有力支持，有助于實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過程的**控制，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。

02優(yōu)化發(fā)酵工藝

近紅外光譜技術(shù)還可以用于優(yōu)化發(fā)酵工藝。通過對不同發(fā)酵條件下的光譜信息進(jìn)行分析，可以建立關(guān)鍵參數(shù)與發(fā)酵條件之間的關(guān)聯(lián)模型，從而實(shí)現(xiàn)對發(fā)酵條件的優(yōu)化。例如，在氨基酸發(fā)酵過程中，利用近紅外光譜技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測發(fā)酵液中氨基酸的濃度變化，并通過建立模型分析出溫度、pH值、氧氣含量等關(guān)鍵因素與氨基酸產(chǎn)量之間的關(guān)系，進(jìn)而對關(guān)鍵因素進(jìn)行優(yōu)化，提高氨基酸的產(chǎn)量和質(zhì)量。

03產(chǎn)品質(zhì)量控制

近紅外光譜技術(shù)在產(chǎn)品質(zhì)量控制方面也發(fā)揮著重要作用。通過對發(fā)酵產(chǎn)品的光譜信息進(jìn)行分析，可以建立產(chǎn)品質(zhì)量模型，將光譜信息與產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制。這有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決質(zhì)量問題，提高產(chǎn)品的合格率和一致性。

04發(fā)酵菌種篩選與鑒定

近紅外光譜技術(shù)還可以用于發(fā)酵菌種的篩選與鑒定。通過對不同菌種的光譜信息進(jìn)行分析，可以建立菌種特征光譜數(shù)據(jù)庫，從而實(shí)現(xiàn)對菌種的快速準(zhǔn)確鑒定。此外，還可利用近紅外光譜技術(shù)監(jiān)測菌種在發(fā)酵過程中的生長和代謝情況，為菌種的篩選和優(yōu)化提供有力支持。

05應(yīng)用領(lǐng)域拓展

近紅外光譜技術(shù)在發(fā)酵行業(yè)中的應(yīng)用不僅限于上述幾個(gè)方面，還可以拓展到其他相關(guān)領(lǐng)域例如，在酒類發(fā)酵過程中，可以利用近紅外光譜技術(shù)監(jiān)測酒精度、總糖、總酸等關(guān)鍵指標(biāo)的變化；在乳制品發(fā)酵過程中，可以監(jiān)測乳酸含量、pH值等參數(shù)的變化；在生物轉(zhuǎn)化酶法制備氨基酸等過程中，也可以利用近紅外光譜技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和過程控制。

發(fā)酵行業(yè)中近紅外光譜技術(shù)的應(yīng)用案例相當(dāng)豐富，以下是一些具體的應(yīng)用案例：

****在**發(fā)酵工藝中的應(yīng)用

1.蛹蟲草發(fā)酵

采用近紅外光譜技術(shù)同時(shí)快速無損檢測蛹蟲草發(fā)酵產(chǎn)品蛹蟲草菌絲粉末樣品中腺苷、蛋白質(zhì)、多糖和蟲草酸含量，以有效評價(jià)蛹蟲草發(fā)酵產(chǎn)品質(zhì)量，可推廣應(yīng)用于蛹蟲草優(yōu)良菌種的篩選和發(fā)酵條件優(yōu)化等領(lǐng)域。采用近紅外光譜技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測蛹蟲草發(fā)酵過程中發(fā)酵液中生物量、胞內(nèi)多糖、胞外多糖、蟲草酸、腺苷和葡萄糖含量。為蛹蟲草發(fā)酵工藝優(yōu)化、參數(shù)自動(dòng)控制和提高蛹蟲草發(fā)酵水平做鋪墊。
NO.2在細(xì)菌發(fā)酵工藝中的應(yīng)用

1.乳酸乳球菌發(fā)酵

采用近紅外光譜技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測乳酸菌球菌發(fā)酵過程中發(fā)酵液中葡萄糖含量、pH和生物量，為近紅外光譜技術(shù)在細(xì)菌發(fā)酵工藝優(yōu)化和自動(dòng)控制做鋪墊。

NO.3在燃料乙醇發(fā)酵中的應(yīng)用

1.液化、糖化、發(fā)酵工序監(jiān)測：

在發(fā)酵工業(yè)過程中，應(yīng)用近紅外光譜技術(shù)對液化、糖化、發(fā)酵工序的過程產(chǎn)物，如低聚糖及有機(jī)酸進(jìn)行檢測。結(jié)果表明，近紅外光譜法可以滿足低聚糖及有機(jī)酸的測量要求，為發(fā)酵工業(yè)提供了過程產(chǎn)物控制的參考方法。
NO.4在酶法制備過程中的應(yīng)用

1.L-谷氨酸鈉酶法制備：

采用近紅外技術(shù)對L-谷氨酸鈉酶法制備γ-氨基丁酸（GABA）和L-精氨酸為底物酶法轉(zhuǎn)化生產(chǎn)L-瓜氨酸的過程進(jìn)行監(jiān)控，為實(shí)現(xiàn)其生產(chǎn)過程的在線監(jiān)控及智能調(diào)控提供一定的研究基礎(chǔ)。
NO.5其他應(yīng)用案例

1.玉米漿發(fā)酵：

采用近紅外光譜技術(shù)對玉米漿發(fā)酵過程進(jìn)行快速測定分析，為生物發(fā)酵行業(yè)的智能化、自動(dòng)化、全程化控制提供了新的思路和解決手段。

2.氨基酸發(fā)酵

利用近紅外光譜技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測氨基酸發(fā)酵過程中氨基酸的濃度變化，并通過建立模型分析出溫度、pH值、氧氣含量等關(guān)鍵因素與氨基酸產(chǎn)量之間的關(guān)系，進(jìn)而對關(guān)鍵因素進(jìn)行優(yōu)化，提高氨基酸的產(chǎn)量和質(zhì)量

3.酒類發(fā)酵

利用近紅外光譜技術(shù)監(jiān)測酒精度、總糖、總酸等關(guān)鍵指標(biāo)的變化，以優(yōu)化酒類發(fā)酵工藝和提高產(chǎn)品質(zhì)量。

這些應(yīng)用案例充分展示了近紅外光譜技術(shù)在發(fā)酵行業(yè)中的廣泛應(yīng)用和重要作用。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測關(guān)鍵參數(shù)和優(yōu)化發(fā)酵工藝，近紅外光譜技術(shù)有助于提高發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，推動(dòng)發(fā)酵行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。