PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN BỀ SÂU TRONG MÔI TRƯỜNG LỎNG

Tổng quát về lên men bề sâu: Là phương pháp được sử dụng nhiều nhất. Nó có thể cho phép kiểm soát được toàn bộ quá trình lên men một cách thuận lợi, ít tốn kém mặt bằng. Do hệ thống khuấy trộn tốt nên toàn bộ môi trường nuôi cấy là một hệ thống nhất. So với phương pháp lên men bề mặt: Ưu điểm: Ít choán bề mặt Dễ cơ giới hoá và tự động hoá trong quá trình theo dõi. Nhược điểm: Đầu tư nhiều kinh phí cho trang thiết bị. Dễ hỏng cả quá trình lên men, gây tốn kém lớn. Phế liệu phải kèm theo công nghệ xử lý chống ô nhiễm môi trường. Lên men gián đoạn: Trong phương pháp nuôi gián đoạn (batch – culture) thường vi sinh vật sinh trưởng đến chừng nào 1 thành phần chủ yếu của môi trường dinh dưỡng bị giới hạn. Khi đó, culture chuyển từ pha lũy thừa sang pha cân bằng. Sinh trưởng gắn liền với sự thay đổi kéo dài của điều kiện nuôi, sự giảm chất dinh dưỡng, sự tăng khối lượng tế bào  trạng thái sinh lý của tế bào cũng thay đổi. Lên men liên tục: Nguyên tắc: nguyên liệu liên tục vào và sản phẩm lên men liên tục ra. Là quá trình nuôi cấy VSV trong thiết bị được cấu tạo đặc biệt để sao cho khi vật nuôi đã phát triển đến một giai đoạn nào đó thích hợp cho việc lấy đi một thể tích môi trường lên men cùng tế bào và các sản phẩm trao đổi chất của chúng, lại bổ sung đúng một thể tích môi trường dinh dưỡng mới vào bình nuôi cấy, lúc đó ta có được trạng thái cân bằng động.

Đề tài: PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN BỀ SÂU TRONG MÔI TRƯỜNG LỎNG Nhóm GVHD: TRẦN THỊ MINH HÀ DANH SÁCH NHÓM 1.Tiên 2.Dâng 3.Hoa 4.Thuý 5.Thi 6.Hiền NỘI DUNG • Tổng quát lên men bề sâu • Lên men gián đoạn • Lên men liên tục TỔNG QUÁT - Là phương pháp sử dụng nhiều - Nó cho phép kiểm soát toàn trình lên men cách thuận lợi, tốn mặt - Do hệ thống khuấy trộn tốt nên toàn môi trường nuôi cấy hệ thống So với phương pháp lên men bề mặt:  Ưu điểm: - Ít choán bề mặt - Dễ giới hoá tự động hoá trình theo dõi  Nhược điểm: - Đầu tư nhiều kinh phí cho trang thiết bị - Dễ hỏng trình lên men, gây tốn lớn - Phế liệu phải kèm theo công nghệ xử lý chống ô nhiễm môi trường Áp dụng: VSV kỵ khí hiếu khí -VSV kỵ khí: trình nuôi không cần sục khí khuấy trộn -VSV hiếu khí: sử dụng oxygen hòa tan môi trường nên phải sục khí liên tục Đặc điểm: -Dùng môi trường dịch thể -Chủng vi sinh vật cấy vào môi trường phân tán khắp điểm chung quanh bề mặt tế bào tiếp xúc với dịch dinh dưỡng -Trong suốt trình nuôi cấy phải khuấy cung cấp oxy cách sục khí liên tục Ứng dụng: -Sản xuất men bánh mì, protein đơn bào -Các chế phẩm vi sinh làm phân bùn, thuốc trừ sâu -Các enzyme, acid amin, vitamin, chất kháng sinh, chất kích thích sinh học, Ưu điểm: - Tốn mặt xây dựng lắp đặt dây chuyền - Chi phí điện năng, nhân lực khoản phụ cho đơn vị sản phẩm thấp - Dễ tổ chức xí nghiệp có sản lượng lớn - Các thiết bị lên men chìm dễ khí hoá, tự động hoá - Sử dụng hợp lý chất dinh dưỡng môi trường, tránh lãng phí chất dinh dưỡng nằm lại khối môi trường chất rắn mà vi sinh vật không sử dụng  Nhược điểm: - Đòi hỏi trang bị kĩ thuật cao ⇒ Vì vậy, thiết bị lên men chìm cần phải chế tạo đặc biệt cẩn thận, chịu áp lực cao, đòi hỏi kín làm việc với điều kiện vô trùng tuyệt đối - Dễ bị nhiễm trùng toàn ⇒ Cần phải khuấy sục khí liên tục VSV sử dụng oxy hoà tan môi trường Khí nén qua hệ thống lọc tạp trùng, hệ thống tương đối phức tạp dễ gây nhiễm cho môi trường nuôi cấy  PP xác định trọng lượng khô tế bào có nhược điểm tốn thời gian không thật mẫn cảm  PP nhanh mẫn cảm PP đo độ đục ánh sáng Lên men liên tục • Nguyên tắc: nguyên liệu liên tục vào sản phẩm lên men liên tục • Là trình nuôi cấy VSV thiết bị cấu tạo đặc biệt để cho vật nuôi phát triển đến giai đoạn thích hợp cho việc lấy thể tích môi trường lên men tế bào sản phẩm trao đổi chất chúng, lại bổ sung thể tích môi trường dinh dưỡng vào bình nuôi cấy, lúc ta có trạng thái cân động • Vi sinh vật bình nuôi luôn pha logarit • Được ứng dụng để sản xuất protein đơn bào( nấm men ), acid acetic, ethanol, xữ lý nước thải số nhà máy Phân loại • Các phương pháp nuôi cấy liên tục là: - Phương pháp đơn cấp - Phương pháp nhiều cấp Phương pháp đơn cấp • Nuôi vi sinh vật nồi lên men, môi trường dinh dưỡng bổ sung môi trường lên men rút khỏi nồi lên men cách liên tục với tốc độ • Phương pháp đơn giản, dễ ứng dụng vào sản xuất tế bào nấm men để thu sinh khối sản phẩm chất chuyển hoá gắn trực tiếp với phát triển tế bào • Vi sinh vật nuôi hệ thống nồi lên men đặt làm nhiều cấp Nồi thứ dùng cho vi sinh vật phát triển tốt nhất, nồi sau để tế bào tiết chất chuyển hoá • Môi trường dinh dưỡng bổ sung vào nồi thứ từ chảy vào nồi  Ưu điểm: • Giảm bớt thời gian làm vệ sinh thiết bị, khử khuẩn làm nguội • Giảm bớt thể tích toàn thiết bị • Lao động dễ dàng có khả tự động hoá thao tác • Tăng hiệu suất toàn trình công nghệ nhờ chọn lọc tốt điều kiện thao tác  Nhược điểm: • Đòi hỏi cán công nhân thành thạo chuyên môn Khi hoạt động, lúc phải có đủ dạng lượng cần thiết, giá thành cao tự động hoá dụng cụ đo lường đại • Trong trình nuôi cấy tế bào vi sinh vật có đột biến bất ngờ xảy ⇒ hỏng trình • Phải vô khuẩn tuyệt đối toàn thời gian thao tác • Đối với VSV sinh hệ sợi nấm mốc xạ khuẩn khó tách hệ sợi cách vô khuẩn đặc biệt hiệu suất chuyển hoá thường thấp Chemostat Turbidostat Chemostat • Khi sử dụng Chemostat để nuôi cấy vi sinh vật người ta đưa môi trường vô khuẩn vào bình nuôi cấy với lượng tương đương với tốc độ đưa môi trường chứa vi khuẩn khỏi bình nuôi cấy • Trong môi trường số chất dinh dưỡng thiết yếu cần khống chế nồng độ phạm vi định Vì tốc độ sinh trưởng vi sinh vật hệ thống định tốc độ môi trường đưa vào hệ thống nồng độ tế bào phụ thuộc vào nồng độ chất dinh dưỡng hạn chế Nhịp độ đổi chất dinh dưỡng biểu thị nhịp độ pha loãng D (dilution rate) • Tốc độ lưu thông chất dinh dưỡng (ml/h) biểu thị f thể tích bình nuôi cấy V (ml): D= f/V chemostat Turbidostat • Turbidostat loại hệ thống nuôi cấy liên tục thứ hai Thông qua tế bào quang điện (photocell) để đo độ hấp thụ ánh sáng hay độ đục bình nuôi cấy để tự động điều chỉnh lưu lượng môi trường dinh dưỡng, làm cho độ đục hay mật độ tế bào giữ mức độ dự kiến À V Ô C N Ơ CẢM Ã Đ N Ạ B CÁC E H G N G N Ắ L [...]... trạng thái sinh lý nhất định trong pha sinh trưởng Không thể duy trì trạng thái này trong 1 thời gian dài - Phương pháp nuôi gián đoạn được sử dụng trước hết cho sự lên men vô trùng, vì cách nuôi nàay dễ dàng về mặt kĩ thuật  Ưu điểm: • Dễ dàng về mặt kỹ thuật • Dễ chế tạo thiết bị • Dễ xử lý khi bị nhiễm bẩn bởi các tác nhân bên ngoài  Nhược điểm: • Khó điều chỉnh môi trường • Năng suất thấp • Chu... tăng khối lượng - Giai đoạn tiềm phát dài hay ngắn liên quan đến bản thân từng loại vi sinh vật và tính chất của môi trường + Nếu tính chất hóa học của môi trường mới sai khác nhiều với môi trường cũ thì giai đoạn tiềm phát sẽ kéo dài + Ngược lại, nếu cấy từ giai đoạn logarit vào môi trường có thành phần tương tự thì giai đoạn này sẽ rút ngắn lại + Nếu cấy VSV từ giai đoạn tiềm phát hay từ giai đoạn... cách phân tích đường cong sinh trưởng trong 1 môi trường nuôi cấy vi sinh vật theo phương pháp nuôi cấy theo mẻ (batch culture) hoặc trong 1 hệ thống kín - Nếu lấy thời gian nuôi cấy là trục hoành và lấy số logarit của số lượng tế bào sống làm trục tung sẽ có thể vẽ được đường cong sinh trưởng của các vi sinh vật sinh sản bằng cách phân đôi Đường cong sinh trưởng trong hệ thống kín (Theo sách của Prescott,...LÊN MEN GIÁN ĐOẠN - Trong phương pháp nuôi gián đoạn (batch – culture) thường vi sinh vật sinh trưởng đến chừng nào 1 thành phần chủ yếu của môi trường dinh dưỡng bị giới hạn - Khi đó, culture chuyển từ pha lũy thừa sang pha cân bằng - Sinh trưởng gắn liền với sự thay đổi... bằng dinh dưỡng hay các điều kiện môi trường thay đổi sẽ dẫn đến sự sinh trưởng không đồng đều • Sự sinh trưởng sẽ biến đổi cho đến khi đạt tới một sự cân bằng mới môi t ộ m ừ t ế bào t n ể y ng u ỡ h ư C d h n i hèo d g n hơn g u n à i ờ g g trư n trườ i ô m t ộ sang m Chuyển tế giàu din bào từ một mô h dưỡn i trường g t trường ới một m nghèo ôi  VSV khi chuyển sang môi trường nghèo cần có thời Sự sinh... động vật nguyên sinh, vi tảo và nấm men có thể dùng máy đếm điện tử như Coulter Counter để xác định số lượng  Kết quả máy này khá chính xác, có thể dùng xác định số lượng hồng cầu và bạch cầu, nhưng không thích hợp xác định số lượng vi khuẩn  Các phương pháp trên không phân biệt tế bào sống và tế bào chết  Xác định tế bào sống: dùng phương pháp cấy dịch pha trên môi trường đĩa  PP cho biết số lượng... loãng trong phạm vi 30 – 300  Cấy dịch pha loãng trên bề mặt dàn đều bằng que gạt thủy tinh cho kết quả cao về số lượng VSV so với pp trộn với môi trường thạch chưa đông (a),(b): cách ri cấy tách khuẩn lạc riêng lẻ (c),(d): pha loãng trộn với MT thạch chưa đông (e),(f): cách dàn dịch pha loãng bằng que gạt  Ngoài ra, xác định số lượng VSV bằng nuôi cấy giấy lọc đã lọc dịch pha loãng ⇒ phương pháp. .. độc hại tích lũy môi trường sống của vsv bị tổn thất - Sự tử vong của quần thể vsv cũng có tính logarit - Tổng số tế bào sống và tế bào chết không đổi - Sau khi số lượng tế bào đột nhiên giảm xuống thì tốc độ chết của tế bào chậm lại do 1 số cá thể sống lại nhờ có tính đề kháng đặc biệt mạnh Tính toán về quá trình sinh trưởng • Trong giai đoạn logarit mỗi cá thể vsv tiến hành phân cắt trong một thời... (e),(f): cách dàn dịch pha loãng bằng que gạt  Ngoài ra, xác định số lượng VSV bằng nuôi cấy giấy lọc đã lọc dịch pha loãng ⇒ phương pháp màng lọc (membrane filter)  Sử dụng phân tích VSV trong nước Phương pháp lọc màng để xác định số lượng vsv ... đôi Đường cong sinh trưởng trong hệ thống kín (Theo sách của Prescott, Harley và Klein) * Giai đoạn tiềm phát (Lag phase): Ở giai đoạn này số lượng VSV thường không tăng lên ngay, tế bào chưa phân cắt nhưng thể tích và khối lượng tăng lên rõ rệt do có sự tăng các thành phần mới của tế bào Nguyên nhân là do tế bào ở trạng thái già, thiếu hụt ATP, các cofactor cần thiết và ribosome Tế bào phải tự trang