SỰ LÊN MEN SORBOSE THEO PHƯƠNG PHÁP FED – BATCH SỬ DỤNG PULSE FEEDING VÀ MULTIPE FEEDING ĐỂ CẢI THIỆN NĂNG SUẤT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM KHOA: CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC VÀ THỰC PHẨM SỰ LÊN MEN SORBOSE THEO PHƯƠNG PHÁP FED – BATCH SỬ DỤNG PULSE FEEDING VÀ MULTIPE FEEDING ĐỂ CẢI THIỆN NĂNG SUẤT 1 GVHD: TS Trịnh Khánh Sơn Nhóm 10: Đặng Thị Hoàng Dung Lê Thị Mỹ Duyên Nguyễn Thị Thảo Hà Lê Thị Hồng Lụa Phan Thị Ánh Nguyệt Nguyễn Thị Thu Thủy SỰ LÊN MEN SORBOSE THEO PHƯƠNG PHÁP FED – BATCH SỬ DỤNG PULSE FEEDING VÀ MULTIPE FEEDING ĐỂ CẢI THIỆN NĂNG SUẤT Bộ kỹ thuật hóa sinh và công nghệ sinh học, Viện công nghệ Ấn Độ, Delhi, New Delhi- 110 016, Ấn Độ. Tóm tắt Quá trình oxy hóa vi sinh từ D- sorbitol thành L-sorbitol bởi Acertobacter suboxydans là một vấn đề quan trọng về mặt thương mại vì đó là quá trình hóa sinh duy nhất tổng hợp vitamin C. Bước thiết yếu trong quá trình oxy hóa mẻ từ sorbitol thành sorbose là một quá trình ức chế nghiêm trọng (severely inhibited) bởi sorbitol. Thiết kế phương pháp lên men fed-batch thích hợp có thể loại bỏ các cơ chất ức chế vốn có và giúp cải thiện năng suất sản xuất sorbose. Lên men theo phương pháp fed-batch được tiến hành bằng cách sử dụng hai phương pháp bổ sung chất dinh dưỡng (nutrient feeding strategies). Với việc lên men theo phương pháp fed-batch sử dụng pulse feeding, cùng với nồng độ sorbitol cao (600 g/L) các chất dinh dưỡng khác được thêm liên tục vào bốn lần pulse mỗi lần là 0.5 lít khi nồng độ DO tăng. Lên men theo phương pháp fed-batch thực hiện trong 24 giờ với năng suất sản xuất sorbose là 13.40 g/L/h và nồng độ sorbose cuối cùng là 320.48 g/L. Mặt khác, lên men theo phương pháp fed-batch sử dụng multiple feeds, hai lần pulse, mỗi lần bổ sung 0.5 lít môi trường dinh dưỡng chứa 600 g/L sorbitol, sau đó thêm vào 1.5 lít môi trường dinh dưỡng 600 g/L sorbitol với tốc độ bổ sung không đổi là 0.36 L/h cho đến khi năng suất làm việc của bình tối đa. Quá trình lên men sẽ hoàn tất trong 24 giờ với năng suất sản xuất sorbose được nâng cao là 15.09 g/L/h và nồng độ sorbose là 332.60g/L. Người ta đã nhận thấy nồng độ sorbose và năng suất đạt được bằng cách bổ sung multiple feeding thì cao hơn so với việc sử dụng pulse feeding và vì vậy làm cho sự lên men theo phương pháp fed-batch tốt hơn hẳn. Từ khóa: sorbitol, sorbose, lên men theo phương pháp fed-batch, pulse feed, multiple feed, nồng độ oxy hòa tan, Acetobacter suboxydans 2 GIỚI THIỆU Quá trình lên men L-sorbitol là một bước trung gian trong việc sản xuất L- acid ascorbic (vitamin C) bởi sự tổng hợp của Reichstein [1]. Đó là giai đoạn hóa sinh duy nhất trong toàn bộ quá trình sản xuất. Nó bao gồm quá trình oxy hóa D-sorbitol thành L-sorbitol bởi Acetobacter suboxydans. Quá trình oxy hóa hóa học của D-sorbitol dẫn đến việc hình thành D và L-sorbose, trong khi sản phẩm của quá trình oxy hóa sinh học chỉ là L- sorbose. Vì vậy, sản phẩm L-sorbitol của quá trình oxy hóa sinh học được sử dụng trong ngành công nghiệp. Quá trình lên men sorbose là một ví dụ quá trình lên men điển hình thể hiện việc ức chế cơ chất rõ ràng. Trong một mẻ phản ứng ( a batch reactor), tốc độ quá trình oxy hóa giảm trong khi nồng độ lúc đầu của sorbose tăng [2-4]. Quá trình oxy hóa sorbitol chỉ có thể hoàn thành khi nồng độ sorbitol lúc đầu đạt đến 200 g/L trong khoảng thời gian thích hợp. Tuy nhiên, khi nồng độ sorbitol lúc đầu trên 200g/L được sử dụng trong lên men mẻ thì nồng độ sorbose sẽ giảm một cách đột ngột [2-4]. Vì vậy,quá trình này không thể đạt được nồng độ sorbose cao (và do đó năng suất cao) trong lên men mẻ. Để đạt được năng suất sorbose cao, dung tích làm việc của bình phản ứng phải chứa đựng đủ lượng lớn sorbose tạo ra. Lên men theo phương pháp fed-batch, môi trường dinh dưỡng chứa hàm lượng sorbitol rất cao có thể được thêm vào bình phản ứng, mà bình phản ứng đó có một phần môi trường nuôi cấy với nồng độ sorbitol thấp. Do đó, nồng độ sorbitol cuối cùng trong bình phản ứng có thể giữ tốt dưới mức bị ức chế. Trong lên men, sự lên men có thể bị ức chế bởi cơ chất (which have inhibition due to substrate), lên men theo phương pháp fed batch là một trong những quá trình thuận lợi nhất để đạt được tốc độ gia tăng đặc trưng tối đa trong suốt quá trình nuôi cấy, dẫn đến việc oxy hóa cơ chất nhanh hơn để tạo thành sản phẩm. Hiệu quả của phương pháp bổ sung chất dinh dưỡng và thời gian nuôi cấy thích hợp trong bình phản ứng là các thông số rất cần thiết để đạt được năng suất cao trong lên men theo phương pháp fed-batch. Tốc độ hình thành sản phẩm cũng bị ảnh hưởng bởi sự thay 3 đổi phương pháp nuôi cấy. Đối với hệ thống lên men sorbose, việc cung cấp lượng sorbitol cao cho quá trình lên men nên được ngăn chặn để tránh ức chế sự phát triển của tế bào trong khi việc nuôi cấy một lượng nhỏ sorbitol dẫn đến việc giới hạn cơ chất, kết quả là nồng độ sản phẩm cuối cùng thấp. Nồng độ và thời gian thích hợp nhất để thêm vào sorbitol quyết định đến nồng độ cuối cùng trong bình phản ứng. Một vài phương pháp nuôi cấy như nuôi cấy theo cấp số nhân, [4] thêm vào liên tục (intermittent addition) [5] và nuôi cấy theo nồng độ gradient [6] đã được báo cáo trong lên men sorbose theo phương pháp fed batch. Srivastava và Lasrado [4] đã khởi xướng (initiated) sự lên men theo phương pháp fed batch với nồng độ sorbitol lúc đầu là 200 g/L và sau 10 giờ phát triển nó chuyển đổi thành fed-batch bằng cách bổ sung chất dinh dưỡng có chứa 700 g/L sorbitol với tốc độ tăng theo cấp số nhân. Mori và các cộng sự [5] sử dụng nồng độ sorbitol lúc đầu là 80 g/L và bột sorbitol được cung cấp lên men liên tục cho sự nuôi cấy fed batch trong một quá trình lên men sử dụng DO-stat. Chúng cũng sử dụng oxy tinh khiết cung cấp cho quá trình lên men để duy trì mật độ của oxy ở 2-3ppm. Trong quá trình sử dụng gradient fed-batch được áp dụng bởi Bosjnak và các cộng sự [6], nuôi cấy mẻ với nồng độ sorbitol lúc đầu là 120g/L được chuyển thành nuôi cấy fed- batch trong 10 giờ phát triển. Chất dinh dưỡng có chứa nồng độ sorbitol cao (400g/L) sẽ được bơm tới bình phản ứng với tốc độ bổ sung không đổi. Phương pháp nuôi cấy mà chất dinh dưỡng được thêm vào gấp đôi với sự đo lường các thông số vật lý đa dạng như nồng độ phá hủy oxy, pH, nhiệt độ vi sinh (microbial heat) và tốc độ tạo thành cacbon dioxide ảnh hưởng nhiều hơn việc nuôi cấy các chất dinh dưỡng kết hợp với thời gian nuôi cấy. Lee [7] đã có một bài báo cáo rộng rãi (extensively reviewed) về việc sử dụng các chiến lược nuôi cấy đa dạng với việc kết hợp các thông số vật lý cho việc nuôi cấy theo phương pháp fed batch của E.coli. Sử dụng nồng độ DO như là một chỉ số cho việc nuôi cấy cơ chất trong các hệ thống lên men cũng đã được chứng minh rất tốt bởi Yano và các cộng sự [8] cho việc nuôi cấy theo phương pháp fed-batch của Canidida brassicae và Protaminobacter ruber. Các cuộc nghiên cứu, điều tra hiện tại sử dụng pulse feeding 4 and multiple feeding cho quá trình nuôi cấy sorbitol tinh khiết của quá trình nuôi cấy mẻ của vi khuẩn Acetobacter suboxydans để oxy hóa vi khuẩn từ D-sorbitol thành L-sorbitol. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Hóa chất Sorbitol được sử dụng trong nghiên cứu này là loại sorbitol thương mại (70 % w/w) được cung cấp bởi các sản phẩm tinh bột của Anil M/s, Ahmedabad, Ấn Độ. Bột cao nấm men (bột chiết xuất từ dịch nấm men), ammonium dihydrogen phosphate và magnesium sulphate là những hóa chất tinh khiết đã được mua từ M/s Qualigens, Mumbai, Ấn Độ. Tất cả các hóa chất thuộc loại thuốc thử phân tích (AR). Vi sinh vật và sự hoạt hoá Điều tra này được thực hiện bằng cách sử dụng NRRL B-72 chủng Acetobacter suboxydans. Việc nuôi cấy được duy trì trên môi trường thạch nghiêng có thành phần(g /L): sorbitol, 5.0; bột cao nấm men, 5.0; ammonium dihydrogen phosphate, 3.0; magnesium sulphate,1.0; agar 20. pH ban đầu là 6.0. Sau khi nuôi cấy ở 30 o C trong vòng 48 giờ mẫu được lấy ra và bảo quản ở 4 o C. Quá trình nhân giống (Inoculum Development) Vòng sinh trưởng của vi sinh vật là từ ống thạch nghiêng được chuyển vào 0.01 lít môi trường trong ống nghiệm có thành phần (g/L): Sorbitol, 5.0, bột cao nấm men, 5.0 ; ammonium dihydrogen phosphate, 3.0; magnesium sulphate, 1.0, pH 6.0. Các ống nghiệm được ủ ở 30 o C trong 72 giờ. Sự tăng trưởng được đặc trưng bởi sự xuất hiện của một màng mỏng trên bề mặt của môi trường và có độ đục đồng nhất. Sau đó được chuyển vào bình có dung tích 1 lít có chứa 100 ml môi trường có chứa các thành phần (g/L): sorbitol, 5.0 ; bột cao nấm men, 5.0 ; ammonium dihydrogen phosphate, 3.0; magnesium sulphate , 1.0, pH, 6.0. Các bình được ủ trong một thiết bị rung lắc (Adolf Kuhner , Thụy Sỹ) ở 30 o C và 250 rpm. Sau đó chuyển vào thiết bị lên men khi nồng độ sinh khối khoảng 2.8 đến 3.0 g/L. 5 Quá trình lên men Điều kiện lên men Lên men theo phương pháp fed-batch đã được thực hiện trong thiết bị lên men có dung tích 7.0 lít( Bioengineering AG, Thụy Sỹ) được trang bị hai tầng cánh khuấy tuabin (two sets of flat blade turbine impellers). Dung tích làm việc là 4.5 lít. Tốc độ sục khí (aeration) và tốc độ khuấy trộn tương ứng là 2.2 vvm và 700 rpm. Nhiệt độ được duy trì ở 30 o C và độ pH ở 6.0 bằng cách tự động thêm NaOH 3N và HCl 3N. Lên men theo phương pháp Fed-batch sử dụng Pulse Feed Lên men theo phương pháp Fed-batch sử dụng Pulse Feed được bắt đầu như một mẻ với nồng độ sorbitol ban đầu là 100 g/L. Nồng độ(g/L) của các chất dinh dưỡng khác; bột cao nấm men, 5.0; ammonium dihydrogen phosphate, 3.0 và magnesium sulphate, 1.0. Bốn lần sử dụng pulse feeds mỗi lần 0.5 lít, 600 g/L sorbitol cùng với tăng tỷ lệ các chất dinh dưỡng khác mà chúng không được giới hạn, được bổ sung khi nồng độ oxy hòa tan trong bình phản ứng tăng lên đột ngột (tại giờ thứ 7, 12, 15 và 20 ) cho thấy sự suy giảm của nguồn carbon. Sự lên men được dừng lại khi tất cả các sorbitol trong môi trường đã cạn kiệt cũng như được chỉ ra bởi việc tăng nồng độ DO (dissolved oxygen). Lên men theo phương pháp Fed-batch sử dụng Multiple Feeds Lên men theo phương pháp Fed-batch sử dụng Multiple Feeds được bắt đầu như một mẻ với một nồng độ sorbitol ban đầu là 100g/L. Nồng độ các chất dinh dưỡng khác trong môi trường như đã nêu trong lên men theo phương pháp Fed-batch sử dụng Pulse Feed. Hai lần sử dụng pulse feeds, mỗi lần 0,5 lít môi trường dinh dưỡng có chứa 600 g/L sorbitol (với tăng tỷ lệ các chất dinh dưỡng khác), sau đó thêm vào 1,5 lít môi trường dinh dưỡng có chứa 600g/L sorbitol với tốc độ bổ sung không đổi là 0,36 L/h. Pulse đầu tiên chất dinh dưỡng được thêm vào khi nuôi cấy trong pha log (sinh khối = 2 g/L ). Hơn nữa việc bổ sung chất dinh dưỡng được thực hiện khi nồng độ oxy hòa tan trong các bình phản ứng bắt đầu tăng cho thấy sự suy giảm cơ chất. Sau 2 pulse, cho môi trường dinh 6 dưỡng vào với tốc đô không đổi là 0.36 L/h (nồng độ Sorbitol 600 g/L) được duy trì cho đến khi bình phản ứng đầy. Sự lên men kết thúc khi không còn sorbitol trong bình phản ứng đã có sẵn như được chỉ ra bởi việc tăng nồng độ DO. Nồng độ oxy hòa tan (DO ) Khảo sát nồng độ oxy hòa tan in situ Ingold, được sử dụng cho việc đo đạc nồng độ DO trong thiết bị lên men. Nồng độ DO được chỉ định như % pO 2 . Kỹ thuật phân tích Nồng độ sinh khối Mật độ quang học(OD) của các mẫu pha loãng phù hợp được đo ở 600 nm trong UVIKON 930 đo ảnh phổ (spectrophotometer) ( Kontron Instruments, Hoa Kỳ). Sinh khối được ước tính từ OD tương quan với nồng độ ( g/L), được xác định a priori như sau: Nồng độ sinh khối của một khối lượng mẫu đã biết trước, được xác định sau khi đo OD ở 600 nm. Một đường cong chuẩn đã được vẽ giữa OD của các mẫu và hàm lượng sinh khối của chúng để đi đến mối tương quan sau đây. Sinh khối ( g/L ) = 0.73 × OD 600 Nồng độ Sorbitol và Sorbose Nồng độ sorbitol và sorbose ước tính bởi HPLC (Waters Associates, Mỹ) sử dụng Supelcosil LC- NH 2 ( Supelco, Mỹ) cột ( 25 cm x 4,6 mm ID ) trang bị máy dò RI và sử dụng acetonitrile-water ( 75:25 ) như là dung môi với tốc độ dòng chảy 1 ml/phút ở nhiệt độ môi trường. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Fed-batch Fermentation with Pulse Feed 7 Theo biểu đồ 1 cho thấy động học (the kinetics) của quá trình lên men theo phương pháp fed batch với bốn lần pulse feed mỗi lần 0.5 lít chứa S 0 = 600 g/L sorbose. Quá trình lên men được kết thúc trong 24h với nồng độ sinh khối và nồng độ sorbose cuối cùng lần lượt là 12.24 và 320.48g/L. Quá trình lên men cũng chứng minh năng suất của sorbose là 13.35 g L -1 h -1 . Biểu đồ 1 cũng cho chúng ta thấy rằng nồng độ sorbitol tối đa trong phản ứng của quá trình lên men này là 105 g/L ở 7.5h sau khi bổ sung pulse lần thứ nhất bao gồm 0.5L môi trường chứa 600g/L sorbitol. Lượng sorbitol đã bổ sung lần thứ hai (second sorbitol feed shot) cũng nhanh chóng được tiêu thụ, có lẽ do nồng độ sinh khối cao (hoạt động) trong bình phản ứng. Tuy nhiên, hai lượng sorbitol cuối cùng không những pha loãng nồng độ sorbose hiện tại (the existing sorbose concentration) mà còn tốn thời gian dài hơn (4 – 5h) cho việc tiêu thụ tổng cơ chất (total substrate consumption). Điều này có thể do ảnh hưởng của sự pha loãng đến kết quả việc không bổ sung sorbitol sớm. Tuy nhiên, việc sử dụng Pulse feeding, nồng độ sorbitol cuối cùng được duy trì dưới 200g/l (ức chế khi nồng độ cao) trong suốt quá trình lên men. 8 Fed-batch Fermentation with Multiple Feeds Lên men theo phương pháp fed batch sử dụng pulse feed ( như miêu tả ở trên) chất dinh dưỡng mới được thêm vào khi nồng độ DO tăng, điều này luôn luôn dẫn đến sự tăng cơ chất, nồng độ, đồng thời có sự hao tổn nồng độ sản phẩm do các phản ứng sinh học. Điều này có thể do gần cuối sự phát triển của mẻ (khi nồng độ cơ chất gần bằng không) thì hoạt động nuôi cấy cuối cùng cũng bị suy giảm đi (deteriorates) và ở thời gian sinh trưởng và tốc độ sản xuất trong suốt giai đoạn bổ sung cơ chất ở Pulse không phù hợp với độ pha loãng. Do đó tốt nhất là bổ sung vào một ít chất dinh dưỡng mới (the fresh nutrient feed shots ) trước khi kết thúc quá trình lên men ở pha log (exponential phase) 9 của sự tăng trưởng. Tương tự bổ sung cơ chất tuyến tính liên tục (continuous linear feed) trái ngược việc bổ sung cơ chất một lần thì có thể tiếp tục cung cấp những chất dinh dưỡng đang cạn kiệt (the depleting nutrients) và không nhất thiết phải pha loãng môi trường lên men hiện có (the existing fermentation broth ) liên quan đến sinh khối và sản phẩm. Để loại bỏ sự tích tụ nồng độ sorbitol cao quá giới hạn trong môi trường lên men, người ta quyết định bổ sung các chất dinh dưỡng ở tốc độ tương đối chậm nhưng không đổi là 0.36 L/h với S 0 =600g/L sau khi bổ sung pulse lần hai như được thể hiện ở biểu đồ 2. Người ta đã dự doán trước rằng trong suốt lúc bổ sung liên tục, sorbitol vào sẽ được tiêu thụ một cách nhanh chóng bởi sự nuôi cấy phát triển một cách mạnh mẽ (the vigorously growing cultur) và kết quả là không có việc pha loãng bởi vì bổ sung sorbitol mới xảy ra trong trường hợp này sớm hơn trường hợp sử dụng pulse feed . Động học của quá trình lên men fed batch sử dụng multiple feeds ( 2 pulse feeds với 0.5L, 600g/L, sau đó bổ sung vào môi trường tự nhiên (với 600g/L sorbitol) ở tốc độ là 0.36L/h) được thể hiện biểu đồ 2. Quá trình lên men được kết thúc trong 24h với năng suất sorbose là 15.09 gL -1 h -1 . Nồng độ sinh khối và sorbose cuối cùng tương ứng là 12.64 và 332.60 g/L. Nồng độ và năng suất sorbose thu được bằng multiple feeding được thấy là cao hơn so với pulse feeding. Sự cải thiện trong việc tích lũy và cải thiện năng suất sorbose có thể được cho là do những lý do sau. - Pulse lần thứ nhất được thêm vào trong suốt pha phát triển theo cấp số mũ ( exponential growth phase) của quá trình nuôi cấy do đó sự pha loãng là do sự thêm vào môi trường mới không được thể hiện ở tất cả các giá trị của sinh khối và cơ chất được quan sát, như trường hợp với pulse feeding có lẽ vì cơ chất cho vào được sử dụng một cách nhanh chóng trong suốt thời gian bổ sung và sau đó quan sát được rất ít sự ảnh hưởng của việc pha loãng trong việc bổ sung pulse lần thứ hai và muộn hơn trong việc bổ sung không đổi (the constant feed). Sự phát triển trong quá trình nuôi cấy đã chứng minh rõ ràng trạng thái ổn định giả (pseudo steady state) đối với cơ chất và sinh khối trong suốt giai đoạn bổ sung không đổi cho thấy việc bổ sung dinh dưỡng mới (the fresh nutrient feeding) làm cho cân 10 [...]... Mori và các cộng sự [5] sử dụng nguồn oxygen tinh khiết và bổ sung bột sorbitol để quá trình lên men tăng năng suất đến 44.85 gL-1h-1 Bosjnak và các cộng sự [6] có được năng suất 11.62 gL -1h-1 bằng lên men fed batch gradient Công việc hiện tại là chứng minh năng suất đạt 13.35 gL 1 -1 h của pulse feeding và 15.09 gL -1h-1 của multiple feeding của chất dinh dưỡng trong phương pháp lên men fed batch, ... trình lên men theo phương pháp fed- batch nồng độ sorbose tích lũy được là 332,60 g/L với tổng năng suất là 15,09 gL-1h-1 Theo pulse feed, bổ sung cơ chất chậm và liên tục trong suốt thời gian phát triển theo cấp số nhân sẽ thu được nhiều lợi ích trong việc cải thiện năng suất lên men cũng như hàm lượng sinh khối và sản phẩm hiện tại không giảm đáng kể trong bình phản ứng Hàm lượng sorbose cao và năng suất. .. cứu trên ngoại trừ của Mori và các cộng sự Tuy nhiên, việc sử dụng bột sorbitol và nguồn oxygen tinh khiết để lên men được sử dụng trong các cuộc nghiên cứu của họ không thì có khả thi về mặt kinh tế trong lên men công nghiệp theo quy mô lớn KẾT LUẬN Sự cạn kiệt cơ chất trong quá trình lên men từ sorbitol thành sorbose được chỉ ra bởi sự tăng lên đột ngột nồng độ oxy hòa tan Sự cạn kiệt chất dinh dưỡng(cơ... trình lên men từ sorbitol thành sorbose bởi Acetobacter suboxydans đã bị loại bỏ bằng cách áp dụng kỹ thuật "bổ sung khi cơ chất cạn kiệt " Thiết kế lên men theo phương pháp fed- batch sử dụng pulse- feed đã được thực hiện 0.5 lít môi trường sorbitol( có chứa 11 600 g/L sorbitol ) là thêm vào trong bốn pulse- feed, mỗi một lần ngắn ( pulse) có dấu hiệu do sự gia tăng đột ngột nồng độ DO trong quá trình lên. .. năng suất sorbose cao ( 15.09gL -1h-1) thu được từ sorbitol bằng multiple feeding thì tốt hơn so với pulse feeding Điều đó khá thú vị trong việc so sánh năng suất của quá trình lên men này với những quá trình lên men trong các báo cáo khoa học khác (the literature reported fermentation) Srivastava và Lasrado [4] đã thu được năng suất 12.6gL -1h-1 bằng cách bổ sung theo cấp số mũ ( exponential feeding) ... sorbose cao và năng suất thu được cho thấy quá trình lên men theo phương pháp multiple feeding tốt hơn quá trình lên men theo phương pháp pulse feeding REFERENCES [1] Bourdant, J (1990) Microbial processes for ascorbic acid synthesis: A review Enzyme Microb Technol 12: 322-329 [2] Damodaran, M and S S Subramanian (1951) Bacterial oxidation of sorbitol to sorbose J Sci Ind Res 5(10): 7-13 [3] Bonomi, A.,... xác sự tăng trưởng và tốc độ tạo thành sản phẩm của sự nuôi - cấy Ngoài ra sự bổ sung sorbitol trong giai đoạn bổ sung không đổi thì về cơ bản đã duy trì tốc độ sản xuất luân chuyển cao ( high turn over production rates) và sự nuôi cấy phát triển một cách mạnh mẽ ( đặc biệt với bất cứ độ pha loãng nào), cuối cùng kết quả quá trình lên men đạt được năng suất cao Nồng độ sorbose cao (332.60 g/L) và năng. .. pulse) có dấu hiệu do sự gia tăng đột ngột nồng độ DO trong quá trình lên men Việc này dẫn đến tổng năng suất của sorbose là 13.35 gL -1h-1 và nồng độ sorbose cuối cùng là 320.48 g/L Trong một phương pháp fed- batch khác thiết kế hai lần ngắn, ( pulse ) của chất dinh dưỡng tự nhiên (0.5 lít, nồng độ sorbitol 600 g/L ) đã được thêm vào và sau đó chất dinh dưỡng tự nhiên được cung cấp không đổi (nồng độ sorbitol... Unstructured model proposal for the microbial oxidation of D-Sorbitol to L -Sorbose J Biotechnol 31: 39-59 [4] Srivastava, A K and P R Lasrado (1998) Fed- batch sor-bitol to sorbose fermentation by A suboxydans Bioproc Eng 18: 457-461 [5] Mori, H., T Kobayashi, and S Shimizu (1981) High den-sity production of sorbose from sorbitol by fed- batch cul-344 Biotechnol Bioprocess Eng 2000, Vol 5, No 5 ture with DO-stat... Pintar, and K Gomercic (1991) Gradient fed- batch culture as efficient microbial oxidation method Med Fac Landbouww Rijksuniv Gent 56: 17231730 [7] Lee, S Y (1996) High cell-density culture of Escherichia coli: Reviews TIBTECH 14: 98-105 [8] Yano T., M Kurokawa, and Y Nishizawa (1991) Opti-mum substrate feed rate in fed- batch culture with the DO-stat method J Ferment Bioeng 71: 345-349 [Received June . DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM KHOA: CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC VÀ THỰC PHẨM SỰ LÊN MEN SORBOSE THEO PHƯƠNG PHÁP FED – BATCH SỬ DỤNG PULSE FEEDING VÀ MULTIPE FEEDING ĐỂ CẢI THIỆN NĂNG SUẤT . [5] và nuôi cấy theo nồng độ gradient [6] đã được báo cáo trong lên men sorbose theo phương pháp fed batch. Srivastava và Lasrado [4] đã khởi xướng (initiated) sự lên men theo phương pháp fed batch. theo phương pháp fed- batch thực hiện trong 24 giờ với năng suất sản xuất sorbose là 13.40 g/L/h và nồng độ sorbose cuối cùng là 320.48 g/L. Mặt khác, lên men theo phương pháp fed- batch sử dụng