Bai giang Dai hoc Y Duoc TPHCM_Cong nghe sinh hoc _Cong nghe len men

Thông tin tài liệu

Lên men là quá trình nuôi cấy vi sinh vật để tạo ra sinh khối hoặc thúc đẩy vi sinh vật sản xuất ra các sản phẩm trao đổi chất, như chuyển đổi đường thành sản phẩm như: axit, khí hoặc rượu, sinh tổng hợp enzyme... của nấm men hoặc vi khuẩn.Quá trình lên men được sử dụng rộng rãi trong sản xuất sữa chua, dưa chua, bánh mì, các sản phẩm bánh mì và thực phẩm khác, nhiên liệu sinh học và đồ uống khác như bia, rượu, rượu etylic…. Ngoài ra, quá trình lên men còn được ứng dụng trong lĩnh vực y, dược, thức ăn chăn nuôi và môi trường như: sản xuất chế phẩm probiotic, sản xuất chế phẩm kháng sinh, sản xuất vắc xin, sản phẩm vi sinh xử lý nước thải, rác thải…

CÔNG NGHỆ LÊN MEN A – ĐẠI CƯƠNG Định nghĩa CNLM quá trình biến đổi vi sinh vật thực hiện điều kiện yếm khí hay hiếu khí - Phân biệt lên men vi sinh với CNLM Vi sinh: nhu cầu sử dụng oxi VSV ( hiếu khí-hô hấp, kỵ khí-lên men) CNLM: không liên quan đến việc sử dụng oxi (xảy điều kiện hiếu khí lẫn yếm khí) Mục đích - Phân lập, cải tạo giống vsv: nguồn gen tự nhiên, chế phẩm nhập nội - Lai tạo, gây đột biến và tái tổ hợp nhằm tạo giống có hoạt tính và khả năng cạnh tranh cao - Ứng dụng công nghiệp, nông nghiệp, y tế và bảo vệ môi trường Sản phẩm - Sinh khối vi sinh vật: giống, men bánh mì, vaccine, protein đơn bào, probiotic - Enzym – protein vi sinh vật: α-amylase, glucose oxidase, lactase, lipase, streptokinase - Sản phẩm trao đổi chất: sơ cấp + thứ cấp + Sơ cấp: bia, acid amin, acid hữu cơ, nucleotid, một số vitamin + Thứ cấp: kháng sinh, chất tăng trưởng, chất có hoạt tính sinh học - Các biopolymer và biosurfactant: + Polysaccharid ngoại bào: xanthan, gellan, alginat, cellulose VK + Biosurfactant: surfactin, rhamnolipid - Sản phẩm tái tổ hợp gen: protein tái tổ hợp và sản phẩm khác được tạo nhờ VSV chuyển gen B- CHỦNG VI SINH VẬT Chủng vi sinh vật – Nhóm nguy cơ 1: Không gây bệnh cho người, động vật và môi trường (GRAS - Generally Recognized As Safe) - thực bề mặt bàn PTN 2: Có thể gây khó chịu cho người, động vật và môi trường – tủ hood lọc khơng khí 3: Gây bệnh, trùn bệnh nhưng có cách chữa trị 4: Gây bệnh, truyền bệnh nhanh nhưng chưa có cách chữa trị tỷ lệ tử vong cao– Phòng áp suất âm, đầy đủ trang bị *CNLM thông thường sử dụng chủng VSV- nhóm nguy cơ 1,2 ( trừ Sản xuất vaccine lấy độc tố có thế sử dụng nhóm nguy cơ 3) Chủng vi sinh vật – Nhóm nguy Vi khuẩn Bacillus subtilis Lactobacillus bulgaricus Lactococcus lactis Leuconostoc oenos Nấm sợi Aspergillus niger Aspergillus oryzae Mucor javanicus Penicillium roquefortii Nấm men Candida utilis Saccharomyces cerevisiae Kluyveromyces lactis Kluyveromyces marxianus Yêu cầu của chủng công nghệ • Ởn định di truyền* ( Chủng dễ biến đổi mặt di truyền có cơng cụ tác động lên chủng VSV đó, tháo bỏ cơng cụ tác động bắt buộc phải ổn định mặt di truyền G2 đến G5 ổn định mặt di truyền) • Sản xuất hiệu sản phẩm mong muốn, và đường sinh tởng hợp sản phẩm đã được khảo sát kỹ • Không cần hay ít cần các bổ sung vitamin và ́u tớ tăng trưởng • Sử dụng được các cơ chất phở biến và rẻ tiền • Có thể biến đởi di trùn được • An toàn, khơng gây bệnh, và không sản xuất chất độc, trừ đó chính là sản phẩm • Dễ dàng thu hoạch từ quá trình lên men • Dễ dàng phá vỡ tế bào nếu sản phẩm là nội bào • Ít tạo sản phẩm phụ để thuận tiện cho việc tinh chế sản phẩm Thu nhận chủng Cách 1: Phân lập từ môi trường Bước 1: Thu nhận mẫu - Chiến lược “Săn lùng” (shotgun): lấy mẫu không chủ đích + Mẫu: vi sinh vật sớng tự do, biofilm (mầng sinh học) thu nhận từ thú, thực vật, đất, nước thải, nơi có điều kiện bất thường + Mẫu phân lập: sàng lọc theo các đặc tính mong muốn - Chiến lược có định hướng (objective): lấy mẫu có chủ đích, nơi sinh cư tự nhiên VSV muốn phân lập + Vi khuẩn phân hủy hemoglobin: lò mổ + Vi khuẩn oxi hóa hydrocarbon: giếng dầu hay gara sửa xe Bước 2: Chọn lựa môi trường phân lập: quan trọng - Có loại môi trường: Môi trường chọn lọc Môi trường làm giàu - Việc chọn mt nào phụ thuộc vào số lượng chủng VSV cần tìm có mẫu Nếu mẫu có số lượng VSV cần tìm nhiều thì nên chọn nuôi cấy mt chọn lọc trước, để chọn lọc và kiểm hãm các VSV còn lại, sau đó nhân chủng mt làm giàu Nếu mẫu có số lượng VSV cần tìm ít thì nên chọn nuôi cấy mt làm giàu trước để tăng số lượng tế bào lên trước, sau đó cấy vào mt chọn lọc Cách 2: Ngân hàng chủng - Nhanh, ít tốn kém - Không có tính cạnh tranh Loại chủng được giữ American Type Culture Collection (ATCC), USA (phổ biến nhất) Tất Centraalbureau voor Schimmelculture (CBS), Hà Lan Nấm men và nấm sợi Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulture Tất (DSMZ), Đức Culture Collection of Algae & Protozoa (CCAP) Tảo và bào tử trùng European Collection of Animal Cell Cultures (ECACC) Tế bào động vật CABI Nấm sợi National Collection of Food Bacteria (NCFB) Vi khuẩn thực phẩm National Collection of Pathogenic Fungi (NCPF) Nấm gây bệnh National Collection of Type Cultures (NCTC) Vi khuẩn y học Ngân hàng Cách 3: Cải tạo chủng: nâng cao năng suất cho quá trình lên men Có nhiều cách để cải tạo chủng: - Tái tổ hợp tự nhiên (hiện ít dùng) - Gây đột biến o Đột biến ngẫu nhiên ▪ Không có áp lực: Tần suất thấp 10-7, có thể có đột biến lùi ▪ Tăng áp lực chọn lọc: tần suất đột biến thấp o Đột biến nhân tạo - cảm ứng (10-5 – 10-4) ▪ Sử dụng base tương đồng (hỗ biến, base nito) ▪ Thay đổi về hóa học các base (alkyl hoá, khử amin) ▪ Chiếu xạ ▪ Gây đột biến bằng transposon - Lai ghép tế bào trần và biến nạp gen (thường dùng cho tế bào TV) - Thao tác di truyền vi sinh vật o Khả năng tạo gen nhanh, chuyên biệt, kiểm soát tốt o Có thể biểu hiện gen động vật, thực vật: insulin , interferon o Lưu ý về việc kiểm soát các chủng biến đổi di truyền cần sàng lọc gen từ tế bào nguồn o Chiến lược thao tác di truyền Cô lập gen quan tâm: tạo dòng Thực hiện các biến đổi cần thiết Đưa gen trở lại tế bào đích Kiểm tra và sàng lọc chủng Sàng lọc thể đột biến Nếu kiểu hình quan sát được - Quan sát sự thay đổi màu sắc, đề kháng kháng sinh - Phát hiện bằng thuốc thử, sinh enzyme Thể khuyết dưỡng: là thể đột biến khả năng tổng hợp chất nào đó Thể khuyết dưỡng có thể sống mt bổ sung, không thể sống mt tối thiểu Thể nguyên dưỡng thì sống mt Dựa vào hệ thống mt ta sàng lọc được chủng đột biến Phương pháp làm giàu thể khuyết dưỡng penicillin Tổng hợp gây chết: mt nuôi cấy, thể nguyên dưỡng tổng hợp chất độc chất kháng chuyển hóa gây chết, còn thể khút dưỡng sớng Đột biến điều hịa: - Đột biến điều hòa khiến thể đột biến tạo enzyme liên tục, cịn TB ngun thủy sự tạo enzym phụ thuộc vào điều kiện chuyển hóa, ta so sánh dựa vào khối lượng sinh khối VSV tạo - Một chất kháng chuyển hóa được thêm vào mt, các tb nguyên thủy tích hợp chúng vào chủng polypeptide và đó ngừng tăng trưởng Tuy nhiên, thể đột biến enzyme hoạt động liên tục nên có sự sản xuất vượt mức chất chuyển hóa bình thường nên có thể phát triển được - Thể đột biến có thể tiết các chuyển hóa vào MT tăng trưởng thứ cấp TB nguyên thủy tạo khóm vệ tinh (thể đột biến) ❖ Hoạt động của chất kháng chuyển hóa - Chất chuyển hóa và kháng chuyển hóa tương tự về cấu trúc nhưng chất kháng chuyển hóa không có chức năng, gây chết TB Ví dụ: Ethionin là chất kháng chuyển hóa, Methionin là chất chuyển hóa - Nguyên nhân gây ức chế: ✓ Chất tương đồng với acid amin tham gia vào cấu trúc enzym làm enzyme bị bất hoạt ✓ Chất tương đồng cạnh tranh với chất trao đổi về trung tâm hoạt động enzym →ngăn cản chuyển hóa chất trao đổi ✓ Chất tương đồng là sản phẩm cuối chuỗi tổng hợp →kết hợp với enzym dị lập thể và ngăn cản đường chuyển hóa Phương pháp chọn lọc khác - Tế bào đột biến tổng hợp liên tục, nguyên thủy tổng hợp giới hạn → Khác biệt tỷ trọng: ly tâm phân đoạn theo gradient saccharose - Quang ứng động, hóa ứng động, khí hướng động - Đột biến thay đổi cấu trúc bề mặt tế bào: hạt glycogen , tinh bột →hấp phụ lên bề mặt hạt Bảo quản giống vi sinh vật - Ngân hàng tế bào (ln có ngân hàng bảo quản) o Ngân hàng gốc (master cell bank) o Ngân hàng làm việc (working cell bank) - Cấy chuyền: đơn giản, tốn công lao động, chủng có thể biến đổi thoái hóa → vài thế hệ, thao tác thời gian ngắn - Làm khô: nấm và vi khuẩn bảo quản bằng cách trộn tế bào với giá mang (đất, cát, đĩa giấy) → chủng có thể tạo bào tử → có thể bảo quản 1-2 năm, có thể năm - Đông khô: tế bào + chất bảo quản (sữa gầy, đường), đông lạnh và thăng hoa nước ở nhiệt độ thấp → 5-10 năm - Đông lạnh: tế bào + chất bảo quản chống đông lạnh (glycerol, glutamat, saccharose) làm o o o lạnh nhanh bảo quản nhiệt độ thấp: -70 C (nấm, VK), - 140 C, -196 C(dòng tb Động vật) C- MÔI TRƯỜNG LÊN MEN Môi trường lên men - Cung cấp chất dinh dưỡng để tế bào phát triển o Chất dinh dưỡng (vi lượng, đa lượng) o Yếu tố tăng trưởng (acid amin, vitamin, base purin, pyrimidin; có sẵn cao nấm men, pepton phí rẻ hơn) - Cung cấp các chất cần thiết để thu sản phẩm, tùy theo sản phẩm mà ta bổ sung chất khác o Sinh khối: thêm các chất cho sinh khối là cao o Chất chuyển hóa sơ cấp: thêm chất cảm ứng o Chất chuyển hóa thứ cấp: thêm chất cảm ứng Thành phần của môi trường - Công thức hóa học tổng quát tế bào VSV: C H O N - Khối lượng khô: 48% carbon, 7% hydro, 32% oxi và 14% nitơ, tỷ lệ này thay đổi đôi chút ở mỗi VSV Carbon: thành phần hợp chất hữu cơ tế bào, cho và nhận electron Oxi: nhận electron, là thành phần nước Hydro: là thành phần nước, cho electron Nitơ: cho và nhận electron là thành phần các acid nucleic và protein Nguyên tố khác: Phospho, lưu huỳnh (cung cấp từ nguồn vô cơ) là thành phần các coenzym A Protein Lipid Đường A nucleic Vi khuẩn 55-60% 7% 9% 23% Pepton, cao nấm men bổ sung thêm ít đường và acid nucleic Nấm men 40-50% 8% 48% 8% Nấm mốc 30-35% 8% 49% 5% Đường là chủ yếu Đường là chủ yếu Các loại môi trường lên men - Môi trường tổng hợp: đó là môi trường có thành phần hóa học chính xác về mặt định tính và định lượng - Môi trường phức hoặc bán tổng hợp: người ta biết thành phần chính xác một vài hợp chất (về mặt định lượng đối với các chất cần quan tâm như yếu tố tăng trưởng, các thành phần khác dựa theo kinh nghiệm) (nuôi cấy PTN) - Môi trường công nghiệp: nguyên liệu phức ban đầu chủ yếu bắt nguồn từ các phụ phẩm nông nghiệp như sữa, mật rỉ, dd whey,… vì chúng rẻ và tương đối dồi dào, thành phần dinh dưỡng tương đối Tiêu chí chọn thành phần môi trường • Giá thành và khả năng cung cấp • Dễ xử lý, vận chuyển, và bảo quản với chi phí thấp • Khơng gây khó khăn cho quá trình tiệt trùng và không bị biến chất (các phản ứng làm thay đổi màu ảnh hưởng đến màu sản phẩm; xử lý nhiệt tiệt trùng làm biến đổi các chất → thay đởi cách tiệt trùng như lọc) • Thuộc tính vật lý: độ nhớt, khả năng trộn lẫn, không ảnh hưởng đến công thức chung, vận hành, xứ lý sau lên men • Giúp đạt được nờng độ sản phẩm đích với tốc độ hình thành và năng suất sản phẩm/gam cơ chất cao • Nờng độ và loại tạp chất, tạo sản phẩm phụ thấp không làm ảnh hưởng đến quá trình tách sản phẩm chính sau đó • Có tính an toàn tốt Nguồn carbon - Ycarbon (g/g) = Sinh khối tạo (g) / Nguồn carbon sử dụng (g) - Hiệu suất chuyển hóa cơ chất thành sinh khối: + Thay đổi theo điều kiện lên men: pH, nhiệt độ, hiếu khí hay kỵ khí + Thay đổi theo chủng vi sinh vật (bảng 2.6) VD: Saccharomyces cerevisiae nuôi bằng glucose: - Hiếu khí: hệ số hiệu suất sinh khới là 0,56 g/g → q trình tạo sinh khối chiếm ưu - Kỵ khí: hệ số hiệu suất sinh khối là 0,12 g/g, là điều kiện thuận lợi để tăng sinh khối → tạo sản phẩm trao đổi chất sơ cấp chiếm ưu Như vậy cùng một chủng sinh vật nhưng nếu ta thay đổi điều kiện pH, nhiệt độ, hiếu khí/kị khí thì sản phẩm ưu thế tạo là khác nhau, nếu sản phẩm ta cần là sinh khối thì phải quan tâm đến hiệu suất chuyển hóa cơ chất thành sinh khối để bổ sung nguồn cacbon phù hợp Một số nguồn Cacbon được sử dụng: - Mật mía: 50-60% saccharose, 2% chất có nitơ, một số vitamin và khoáng chất - Cao chiết mạch nha: 90% carbohydrate, vitamin, 5% hợp chất có nitơ, thích hợp: nấm sợi, nấm men - Tinh bột và dextrin: không dễ sử dụng, được chuyển hóa bởi VSV sinh amylase, là các nấm sợi - Nước thải sulfit: đường nước thải công nghiệp giấy dùng để lên men nấm men, cần xử lý: chứa sulphur dioxid - Cellulose: lignocellulose, khó sử dụng ít VSV có khả năng phân hủy hoàn toàn cellulose - Bã sữa chua: sản phẩm ngành công nghiệp sữa, chứa lactose, nhiều protein, ít cacbonhydrat - Alkane và alcol: n-alkan có chuỗi carbon 10-20 có thể được chuyển hóa bởi một số vi sinh vật, alcol: methanol và ethanol - Chất béo và dầu: dầu thực vật: dầu hạt vải, hạt lanh, ngô, olive, cọ : nguồn carbon chính hay bổ sung lên men kháng sinh Nguồn nitơ - Nitơ vô cơ: muối amoni như sulfat, hydrophosphat hay amoniac - Nitơ hữu cơ: acid amin, protein , ure: thường phụ phẩm thô các ngành công nghiệp khác + Nước thải ngâm bắp: SP phụ chiết tinh bột từ bắp, sử dụng lần lên men penicillin, chứa khoảng 4% (kl/tt) nitơ, + Cao nấm men- dễ tiếp cận nhất: chất thải lò bánh mì và bia rượu, cao chiết dạng lỏng chứa 50-65%, chứa acid amin, peptide, vitamin tan nước và một ít glucose + Peptone: đắt, thủy phân acid hay lên men nguyên liệu thịt, casein, gelatin, đậu nành + Bã đậu nành-phở biến q trình lên men KS: phần còn lại sau ép dầu, 50% protein, 8% nitơ không protein, 30% carbohydrate và 1% dầu, dùng lên men kháng sinh Nhược điểm là khó khăn quá trình thu nhận sản phẩm khơng hịa tan có thể lẫn vào sinh khối - Trong công nghiệp thường dùng cao nấm men và bã đậu nành Các thành phần khác - Nước - Khoáng chất - Vitamin và ́u tớ tăng trưởng - Oxi: tùy đk kị khí hay yếm khí mà sản phẩm tạo khác - Các tiền chất: một sớ quy trình cần bổ sung tiền chất định, sx chất chủn hóa thứ cấp VD: Trong quy trình sx penicillin, cần bổ sung acid phenylacetic hay phenylcetamid là tiền chất sợi nhánh penicillin D-threonin tiến chất L-isoleucin Acid thranillic tiền chất sx L-tryptophan - Các chất cảm ứng và kích thích + Thêm vào sự tạo thành sản phẩm phụ thuộc chất cảm ứng + Nuôi cấy tế bào thực vật: sản xuất các chất chuyển hóa thứ cấp như flavonoid, terpenoid có thể được khởi động bằng cách thêm các chất kích thích + Các chất cảm ứng thường cần cho quá trình lên men vi sinh vật biến đổi gen - Các chất ức chế + Thay đổi hướng chuyển hóa vi sinh vật nhằm tạo sản phẩm và giảm các sản phẩm phụ + Làm ngưng quá trình chuyển hóa ở một giai đoạn định nhằm tránh sản phẩm đích bị chuyển hóa xa hơn - cho vào thời điểm xác định trình lên men + GMM mang plasmid chứa gen kháng kháng sinh, môi trường nuôi cấy chứa kháng sinh để loại bỏ những tb không mang plasmid - thêm từ đầu trình lên men VD: Natri bisulfit thêm vào để chuyển hướng lên men rượu thành glycerol ở S.cerevisiae - Chất thay đổi tính thấm tế bào + Bổ sung vào mơi trường ni cấy giai đoạn hồn thành q trình lên men thêm vào trước ảnh hưởng đến khả sinh trưởng tế bào + Thay đổi cấu trúc thành hay màng tế bào để làm tăng sự phóng thích các sản phẩm nội bào vào môi trường lên men + Thường sử dụng penicillin hay các chất hoạt động bề mặt - Chất phá bọt + Trong mt lên men có tạo bọt mơi trường ni cấy có protein khuấy trộn→ làm tắt ống dẫn khí, tạp nhiễm, thất mt lên men, giảm khả tiếp xúc VSV với môi trường oxi, ảnh hưởng H%) + Giải quyết: o Thay đổi công thức môi trường bổ sung môi trường từ từ o Phá bọt cơ học: chặn o Các chất phá bọt: thường là các chất hoạt động bề mặt: ▪ Nhanh chóng phân tán và tác động nhanh ▪ Tác động mạnh với liều thấp ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ Có tác động kéo dài Không độc đối với vi sinh vật lên men, người hay thú Giá rẻ Bền nhiệt Tương thích với các thành phần môi trường và qui trình Các loại môi trường khác • Mơi trường ni cấy tế bào động vật o Chứa glucose, khoáng, vitamin và acid amin o Tế bào động vật có vú: thêm huyết bê, ngựa 5-10% → giúp tb phát triển o Duy trì 5% CO2 o pH phải được kiểm soát chặt chẽ • Mơi trường ni cấy tế bào thực vật o Tế bào thực vật mọc các môi trường tổng hợp o Môi trường tổng hợp chứa carbon hữu cơ, nitơ, khoáng, và hormon tăng trưởng • Mơi trường giữ giống o Có sức sống cao và giảm thiểu các biến động về di truyền o Giảm lượng các chất chuyển hóa độc o Chủng có đặc điểm không ổn định: MT có tính chọn lọc cho các tính trạng cần giữ D – HỆ THỒNG LÊN MEN VÀ CÁC PHƯƠNG THỨC LÊN MEN Hệ thống lên men • Cảm biến pH, nhiệt độ, oxi, bọt, mức • Cung cấp oxi, chất dinh dưỡng, chất kiểm soát pH • Cánh khuấy: tăng khả năng hòa tan oxi, lưu ý ko khuấy quá mạnh có thể tạo bọt • Cổng thu hoạch Cổng phụ: giúp cung cấp các chất dùng để lấy mẫu khảo sát Giảm nhiệt độ nồi lên men: Giữa lớp vỏ áo nồi lên men, có dòng nước dùng sinh hàn Đường khí thải vô trùng cần đặt ống sinh hàn để tránh làm thất thoát mt, nước Sự tăng trưởng của tế bào NLM Tỷ lượng của tế bào 70% khới lượng tb là nước ½ khới lượng khô tb C C,O,N chiếm khoảng 92% tổng số khối lượng khô Yếu tố ảnh hưởng: Sự tỏa nhiệt tăng trưởng Giới hạn cơ chất: tốc độ tăng trưởng giảm nếu nồng độ cơ chất cao → lên men fedbatch (lên men liên tục hay fed-batch cho hiệu suất cao hơn nhiều so với lên men theo mẻ) Ức chế sản phầm: nồng độ sp cao làm tốc độ tăng trưởng tối đa giảm 50% Các phương thức lên men: Kiểu vận hành - Lên men gián đoạn (batch fermentation) MT cho vào một lần, lên men đến thu được sản phẩm Các bước: Nhân giớng, sục khí, phản ứng, thu sản phẩm - Lên men bổ sung dinh dưỡng gián đoạn (fed-batch) Cơ chất: vào thời điểm xác định, lượng nhỏ cơ chất được cho vào nời lên men Kiểm sốt sự sinh trưởng VSV và kéo dài pha lũy thừa Hạn chế sp phụ, năng suất sinh khối cao Thường áp dụng sản phẩm sinh khối, chất chuyển hóa sơ cấp - Lên men liên tục Dinh dưỡng bổ sung dịch lên men lấy liên tục SP tạo tốt hơn Ko phải nhân giống theo mẻ, có thể lắng đọng MT đầu để thu tế bào Thời gian lên men có thể được kéo dài Độ kín của hệ thớng - Lên men hở Sp có khới lượng lớn, giá thành thấp như các sản phẩm lên men truyền thống Vận hành ở pH, nhiệt độ mà phần lớn VSV ngoại nhiễm khó phát triển, cơ chất đặc thù - Lên men vơ trùng Sp có giá trị cao, tiêu ch̉n an toàn cao MT vật liệu đã tiệt trùng cho phép tiệt trùng hệ thống (CIP) Sự thơng khí - Lên men hiếu khí: Oxi + khuấy trộn - Lên men kị khí: sục khí khác như CO2, N2, H2 (đuổi O2) + khuấy trộn Kiểu thiết bị sử dụng - Lên men nổi - Lên men chìm Trong trình lên men ta cần nhân giống, để đảm bảo mật độ tế bào môi trường, tạo điều kiện cho VSV phát triển Nếu lượng VSV q khó thích ứng với mt, áp lực thủy tĩnh nồi làm cho VSV không phát triển Như vậy tùy thuộc thể tích lên men ta phải bổ sung lượng giống phù hợp (thường 1-5%) Lên men bề mặt - Môi trường MT rắn: cám, bột, ngô, tấm, gạo, độ ẩm 60% MT lỏng: nước đường hóa, nước bã rượu, rỉ đường - Nhân giống Nấm: hệ sợi bào tử nấm mốc xạ khuẩn - Tiến triển Cấy giống từ mt nhân giống Bào tử mẫu hệ sợi: sau thời gian tiềm phát phát triển mạnh Độ ẩm phịng ni cấy vào khoảng 95-100% - Phương tiện Khay, mành, nong, nia Buồng lên men bề mặt - Ưu điểm Chi phí rẻ Năng suất cao một sớ trường hợp Dễ nhiễm nhưng nhiễm cục bộ, dễ loại bỏ phần nhiễm - Khuyết điểm: Là pp thủ cơng Tớn diện tích Tớn chi phí th nhân cơng Lên men chìm - Nhân giớng Nời lên men chứa mt dinh dưỡng có cánh khuấy sục khí để cung cấp oxi Nhân giống: cấp 1,2,3 - Tiến triển Giống: giai đoạn tiềm ẩn, logarit Dinh dưỡng giảm nhanh, nhu cầu oxi tăng, nhiệt lượng tỏa cao, tạo bọt, thay đổi pH - Đặc điểm MT dinh dưỡng: đáp ứng nhu cầu sinh lý VSV Hiệu suất lên men cao hơn lên men bề mặt (ưu điểm) Các thiết bị lên men dễ cơ khí hóa, tớn nhân cơng, diện tích (ưu điểm) Đòi hỏi trang thiết bị cao, dễ bị nhiễm trùng tồn bộ (nhược điểm) Các ́u tớ ảnh hưởng đến hiệu suất lên men - pH môi trường TD trực tiếp: tính chất keo tế bào, hoạt lực enzyme TD gián tiếp đến pH tế bào - Nhu cầu oxi ảnh hưởng oxi đến trình: Độ hịa tan oxi ảnh hưởng sự thơng khí Giám sát trình lên men Các cảm biến in situ: giúp ta theo dõi diễn tiến nồi lên men xem có đúng không Các bộ phận phân tích trực tuyến (thường dùng TH cần kiểm soát chặt chẽ)

Ngày đăng: 05/09/2023, 20:02

Xem thêm: