bài giảng môi trường lên men

MÔI TRƯỜNG LÊN MEN Ths Bùi Hồng Quân 09.09.25.24.19/09.17.27.26.25 Email: buihongquan@hui.edu.vn Website: www.buihongquan.tk GBD giữ gìn màu xanh cho quê hương, xây dựng tương lai từ chất lượng sống MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY VI SINH VẬT • Môi trường tổng hợp: – Môi trường xác định thành phần biết xác định rõ – Môi trường xác định sử dụng nhiều nghiên cứu để xác định chất mà vi sinh vật có khả chuyển hóa • Môi trường phức tạp: – Là môi trường mà thành phần rõ – Có chứa thành phần phức tạp như: pepton, cao thịt, cao nấm men… • Môi trường chọn lọc: – Là môi trường thuận lợi cho phát triển vi sinh vật đặc biệt – Các môi trường chứa phẩm màu để ức chế nhóm vi khuẩn G(+) G(-) MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY VI SINH VẬT • Môi trường phân biệt: – Cho phép phân biệt nhóm vi khuẩn khác – Xác định vi sinh vật dựa đặc tính sinh học chúng • Môi trường đặc hiệu không đặc hiệu: – Mội trường đặc hiệu: môi trường phù hợp với chủng vi sinh vật để tạo môi trường phải hiểu sinh lý vi sinh vật sản phẩm quan tâm – Môi trường không đặc hiệu: môi trường dùng nuôi vi sinh vật loài, không sử dụng môi trường • Môi trường tự nhiên: – Không đầy đủ cân đối – Điều kiện vật lý, hóa học thay đổi liên tục không phù hợp cho ta thu sản phẩm mong muốn – Tuy nhiên, trình xử lý môi trường (không quan tâm đến sản phẩm) đó, môi trường tự nhiên có ý nghĩa vô quan trọng MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY VI SINH VẬT • Môi trường nhân tạo: – Đảm bảo đầy đủ, cân đối chất dinh dưỡng tạo môi trường hù hợp cho vi sinh vật phát triển – Có tác động người – Kiểm soát trình: trùng môi trường, tránh nhiễm tạp – Tạo môi trường vừa đầy đủ vừa cân đối – Ứng dụng: môi trường nhân tạo ứng dụng cho sản phẩm cụ thể trình lên men, môi trường tự nhiên ứng dụng xử lý chất thải CHẤT DINH DƯỠNG • Chất đa lượng • Chất trung lượng • Chất vi lượng: định tính đặc hiệu môi trường • Dung dịch chất vi lượng để điều chỉnh môi trường đặc hiệu CHẤT DINH DƯỠNG • Dinh dưỡng điều chỉnh: dinh dưỡng cần cung cấp thêm để thu sản phẩm 1, theo mong muốn Phụ thuộc vào sản phẩm cần thu • Dinh dưỡng bản: – Nitơ: lấy từ vô cơ, hữu Nitơ thành phần acid amin – Carbon: từ vô cơ, khí, hữu Carbon khung cho cấu tạo tế bào – Oxy: cung cấp trực tiếp nhận từ hợp chất hữu chứa oxy hay nhận từ phản ứng xảy Đóng vai trò quan tọng cần cho tất vi sinh vật – Hydro: từ nước – Lưu huỳnh: enzyme, lấy từ hợp chất vô cơ, hữu – Phopho: acid nucleic, từ hợp chất vô cơ, hữu NGUỒN NGUYÊN LIỆU CUNG CẤP CARBON • Hợp chất carbon có ý nghĩa hàng đầu tế bào vi sinh vật (cấu trúc tế bào chất, thành tế bào, enzyme, acid nucleic) • Dạng tinh khiết: glucose, sucrose • Dạng tạp chất: rỉ đường • Xu hướng : sử dụng nguồn nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm • Ảnh hưởng đến sức sinh trưởng hiệu suất tạo sản phẩm chủng giống • Phải sản xuất thử - khâu trung gian phòng thí nghiệm nhà máy giúp vi sinh vật làm quen từ từ với điều kiện xác định thông số phù hợp NGUỒN NGUYÊN LIỆU CUNG CẤP CARBON • Rỉ đường: – Là hợp chất phức tạp, hàm lượng đường cao, chứa hợp chất nitơ, vitamin, hợp chất vô cơ, chất kích thích sinh trưởng, chất keo, vi sinh vật tạp nhiễm, chất kiềm hãm sinh trưởng vi sinh vật – Màu nâu sẫm khó bị phân hủy trình lên men, màu bám vào sinh khối sản phẩm tách màu khó khăn tốn – Hệ keo mật rỉ có khả hòa tan oxy va trao đổi chất vi sinh vật – Vi sinh vật tạp nhiễm NGUỒN NGUYÊN LIỆU CUNG CẤP CARBON • Tinh bột cellulose – Hạt bột khoai, sắn, lúa, bắp… – Cellulose: rơm, rạ, giấy, mạc cưa… – Phải qua xử lý đường hóa tiến cải tạo giống vi sinh vật có khả sử dụng tinh bột sống NGUỒN NGUYÊN LIỆU CUNG CẤP CARBON Thủy phân loại tinh bột thường theo cách: • Thủy phân acid với áp lực dư: – Dung dịch thủy phân thu qua trung hòa Na2CO3 NaOH Sau đem lọc qua lọc ép khung với than hoạt tính khử màu – Dung dịch thủy phân chứa chủ yếu đường glucose, lượng nhỏ acid amin, khóang dung để chuẩn bị môi trường nuôi cấy đem cô đặc tới 60 – 70% chất khô để sử dụng dần • Thủy phân enzyme: – Các chế phẩm enzyme chủ yếu nấm mốc nuôi cấy bầ mặt sâu – Sản phẩm thu hỗn hợp maltose glucose – Phương pháp thủy phân loại bột chế phẩm enzyme dung công nghiệp sản xuất rượu cồn NGUỒN NGUYÊN LIỆU CUNG CẤP CARBON • Dầu thực vật: – Vừa nguồn carbon vừa chất phá bọt – Nguồn carbon: vi sinh vật sinh tổng hợp lipase glycerin acid béo – Chú ý: phải phù hợp với mức độ tạo bọt môi trường, tăng độ nhớt NGUỒN NGUYÊN LIỆU CUNG CẤP CARBON • Dung dịch kiềm sunfit: – Dung dịch thủy phân từ gỗ - dung dịch kiềm sunfit (là phế thải công nghiệp giấy) – Thành phần chính: linhosunfonate đường pentose – Thường sử dụng nuôi cấy thu sinh khối nấm men – Dung dịch kiềm sunfit gỗ kim, hexose chiếm ưu lên men rượu – Tiền xử lý chất thải trước lên men, điều chình pH, bổ sung chất dinh dưỡng chứa N, P Nguồn Nitơ kỹ thuật • Bột đậu nành: – Được dung nguồn nitơ kỹ thuật tương đối phổ biến nhiều môi trường dinh dưỡng – Trong bột đậu nành có gần tới 40% protein, ~ 19% chất béo, có đủ acid amin – Đối với sinh tổng hợp nhiều chất kháng sinh có hợp chất protein có tác dụng mà phải kể đến chất béo có đậu nành Nguồn Nitơ kỹ thuật • Nước chiết bắp: – Là sản phẩm phụ công nghiệp chế biến bột bắp – Trước xay, bắp ngâm với dung dịch natri sunfit, ngâm, acid amin, vitamin chiết hòa tan vào dung dịch – Cô điều kiện chân không tới 50% chất khô dạng sệt gọi cao bắp – Trong cao bắp có chứa 6,4 – 8% nitơ tổng số Nguồn Nitơ kỹ thuật • Nước chiết nấm men cao nấm men: – Sinh khối men bia men rượu rửa cho tự phân 48 – 52oC -3 ngày, lọc bỏ bã, thu dịch thủy phân gọi nước chiết nấm men, cô đặc có cao nấm men – Các sản phẩm giàu acid amin, peptide nhiều vitamin nhóm B vá khóang chất – Trong cao nấm men có 40 -50% chất khô, 0,6 – 1,5 nitơ tổng số, 0,3 – 0,5 nitơ amon [...]... bọt của môi trường, tăng độ nhớt NGUỒN NGUYÊN LIỆU CUNG CẤP CARBON • Dung dịch kiềm sunfit: – Dung dịch thủy phân từ gỗ - dung dịch kiềm sunfit (là phế thải của công nghiệp giấy) – Thành phần chính: linhosunfonate và các đường pentose – Thường sử dụng nuôi cấy thu sinh khối nấm men – Dung dịch kiềm sunfit gỗ cây lá kim, hexose chiếm ưu thế lên men rượu – Tiền xử lý chất thải này trước lên men, điều... nitơ tổng số Nguồn Nitơ kỹ thuật • Nước chiết nấm men và cao nấm men: – Sinh khối men bia hoặc men rượu được rửa sạch và cho tự phân ở 48 – 52oC trong 2 -3 ngày, lọc bỏ bã, thu được dịch thủy phân gọi là nước chiết nấm men, cô đặc có cao nấm men – Các sản phẩm này giàu acid amin, peptide cùng nhiều vitamin nhóm B vá các khóang chất – Trong cao nấm men có 40 -50% chất khô, 0,6 – 1,5 nitơ tổng số, 0,3... Tiền xử lý chất thải này trước lên men, điều chình pH, bổ sung các chất dinh dưỡng chứa N, P Nguồn Nitơ kỹ thuật • Bột đậu nành: – Được dung như một nguồn nitơ kỹ thuật tương đối phổ biến trong nhiều môi trường dinh dưỡng – Trong bột đậu nành có gần tới 40% protein, ~ 19% chất béo, có đủ các acid amin – Đối với sinh tổng hợp nhiều chất kháng sinh không những chỉ có những hợp chất protein mới có tác dụng