Công nghệ lên men

u c u c a ch ng cơng ngh Cơng ngh lên men cnshduoc@gmail.com Cơng ngh lên men nh ngh a: q trình bi n đ i vi sinh v t th c hi n u ki n y m khí hay hi u khí S n ph m Sinh kh i vi sinh v t Enzym – protein vi sinh v t S n ph m trao đ i ch t: s c p + th c p Các biopolymer biosurfactant S n ph m tái t h p gen Ch ng vi sinh v t 1: Khơng gây b nh cho ng i, đ ng v t mơi tr ng (GRAS - Generally Recognized As Safe) 2: Có th gây khó ch u cho ng i, đ ng v t mơi tr ng 3: Gây b nh, truy n b nh nh ng có cách ch a tr 4: Gây b nh, truy n b nh r t nhanh nh ng ch a có cách ch a tr Thu nh n ch ng Phân l p t mơi tr ng “s n lùng” (shotgun) có đ nh h ng (objective) Ngân hàng ch ng Nhanh, t n Khơng có tính c nh tranh n đ nh di truy n S n xu t hi u qu s n ph m mong mu n, đ ng sinh t ng h p s n ph m đ c kh o sát k Khơng c n hay c n b sung vitamin y u t t ng tr ng S d ng đ c c ch t ph bi n r ti n Có th bi n đ i di truy n đ c An tồn, khơng gây b nh, khơng s n xu t ch t đ c, tr s n ph m D dàng thu ho ch t q trình lên men D dàng phá v t bào n u s n ph m n i bào Ít t o s n ph m ph đ thu n ti n cho vi c tinh ch s n ph m C i t o ch ng Tái t h p t nhiên Gây đ t bi n t bi n ng u nhiên t bi n nhân t o - c m ng S d ng base t ng đ ng Thay đ i v hóa h c c a base Chi u x Gây đ t bi n b ng transposon Lai ghép t bào tr n bi n n p gen Thao tác di truy n vi sinh v t Chi n l c thao tác di truy n Sàng l c gen t t bào ngu n Cơ l p gen quan tâm: t o dòng Th c hi n bi n đ i c n thi t a gen tr l i t bào đích Ki m tra sàng l c ch ng m i Sàng l c th đ t bi n Ki u hình quan sát đ c Khuy t d ng: c y mơi tr ng t i thi u T ng h p gây ch t Kháng ch t chuy n hóa Khóm v tinh Quang ng đ ng, hóa ng đ ng Khác bi t t tr ng: ly tâm phân đo n Làm giàu th khuy t d penicillin Gây đ t bi n: UV, HNO2,… R a phân tán m t đ 107/ml Ni c y h mơi tr ng hồn ch nh ng b ng Thêm 100 U/ml penicillin h mơi tr ng glucose khơng ch a nit Ni c y 2-20 h Lo i b penicillin Pha lỗng đ n 50100 t bào/h p Nhân b n Mơi tr ng hồn ch nh Mơi tr ng t i thi u Mơi tr ng hồn ch nh B o qu n gi ng vi sinh v t Ngân hàng g c (master cell bank) Ngân hàng làm vi c (working cell bank) C y chuy n Làm khơ ơng khơ ơng l nh ng lên men Cung c p ch t dinh d ng đ t bào phát tri n Ch t dinh d ng Y u t t ng tr ng Cung c p ch t c n thi t đ thu s n ph m Giá thành kh n ng cung c p D x lý, v n chuy n, b o qu n v i chi phí th p Khơng gây khó kh n cho q trình ti t trùng khơng b bi n ch t Có thu c tính v t lý nh đ nh t, kh n ng tr n l n, … khơng nh h ng đ n cơng th c chung, vi c v n hành n i c ng nh x lý sau lên men Giúp đ t đ c n ng đ s n ph m đích v i t c đ hình thành n ng su t s n ph m gam c ch t cao N ng đ lo i t p ch t c ng nh kh n ng t o s n ph m ph th p khơng làm nh h ng đ n q trình tách s n ph m sau Có tính an tồn t t Ngu n carbon s d ng (g) M t mía Cao chi t m ch nha Tinh b t dextrin N c th i sulfit Cellulose Bã s a chua Alkane alcol Ch t béo d u Ngu n nit N c th i ngâm b p Cao n m men Peptone Bã đ u nành Sinh kh i Ch t chuy n hóa s c p Ch t chuy n hóa th c p Ch t c m ng Các lo i mơi tr ng Ycarbon (g/g) = Sinh kh i t o (g) / Ngu n carbon Ngân hàng t bào Mơi tr Tiêu chí ch n thành ph n mơi tr ng lên men Mơi tr ng t ng h p: mơi tr ng có thành ph n hóa h c xác v m t đ nh tính đ nh l ng Mơi tr ng ph c ho c bán t ng h p: ng i ta ch bi t thành ph n xác c a m t vài h p ch t (v m t đ nh l ng đ i v i ch t c n quan tâm nh y u t t ng tr ng, thành ph n khác d a theo kinh nghi m) Mơi tr ng cơng nghi p: ngun li u ph c ban đ u ch y u b t ngu n t s n ph m nơng nghi p ho c t s a chúng r t ng đ i d i Các thành ph n khác N c Khống ch t Vitamin y u t t ng tr ng Các ti n ch t Các ch t c m ng kích thích Các ch t c ch Ch t thay đ i tính th m t bào Oxi Ch t ch ng b t Bi n pháp ki m sốt b t Các ph Thay đ i cơng th c mơi tr ng Phá b t c h c Các ch t phá b t: th ng ch t ho t đ ng b m t: Ki u v n hành Lên men gián đo n Lên men b sung dinh d Lên men liên t c C m bi n pH, nhi t đ , oxi, b t, m c Cung c p oxi, ch t dinh d ng, ch t ki m sốt pH, Cánh khu y C ng thu ho ch kín c a h th ng c/h i n S thơng khí Lên men hi u khí Lên men k khí Ki u thi t b s d ng Lên men n i Lên men chìm Lên men b m t Khí th i vơ trùng L c ti t trùng C ng ph N c/h i n c Tr c khu y a khu y V ngồi R c n N ng gián đo n Lên men h Lên men vơ trùng Nhanh chóng phân tán tác đ ng nhanh Tác đ ng m nh v i li u th p Có tác đ ng kéo dài Khơng đ c đ i v i vi sinh v t lên men, ng i hay thú Giá r B n nhi t T ng thích v i thành ph n mơi tr ng qui trình H th ng lên men ng th c lên men c vào 6 Khí vơ trùng B phun khí C ng thu ho ch Khí vào 1-Giá đựng khay ; 2-Khay ; 3-Cửa cho không khí vào buồng ; 4-Cửa cho không khí ; 5-Quạt ; 6-Chỗ phun nước ; 7-Bộ phận xả nóng để điều chỉnh nhiệt độ buồng Lên men chìm Nguyên liệu Chuẩn bò môi trường lên men Chuẩn bò môi trường nhân giống Nhân giống cấp I Không khí Nhân giống cấp II, III LÊN MEN Không khí nén, lọc Các thi t b ni c y khác Không khí Tách làm sản phẩm Giám sát q trình lên men Các c m bi n in situ Các b phân tích tr c n flow injection analysis sequential injection analysis kh i ph (mass spectrometry - MS) l ng hi u n ng cao (HPLC) s c ký khí (GC) ... Lên men hi u khí Lên men k khí Ki u thi t b s d ng Lên men n i Lên men chìm Lên men b m t Khí th i vơ trùng L c ti t trùng C ng ph N c/h i n c Tr c khu y a khu y V ngồi R c n N ng gián đo n Lên. .. Phá b t c h c Các ch t phá b t: th ng ch t ho t đ ng b m t: Ki u v n hành Lên men gián đo n Lên men b sung dinh d Lên men liên t c C m bi n pH, nhi t đ , oxi, b t, m c Cung c p oxi, ch t dinh... điều chỉnh nhiệt độ buồng Lên men chìm Nguyên liệu Chuẩn bò môi trường lên men Chuẩn bò môi trường nhân giống Nhân giống cấp I Không khí Nhân giống cấp II, III LÊN MEN Không khí nén, lọc Các