- Nuôi cấy bề mặt (surface cultivation): Thường vi sinh vật phát triển trên bề mặt mơi trường Ví dụ, vi sinh vật phát triển trên bề mặt môi trường thạch trong hộp Petri hay phát
MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG TRONG SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP
5.1.1.3. Nguyên nhân nhiễm tạp trong công nghiệp lên men
Sản xuất cơng nghiệp bằng q trình lên men có thể phải đối mặt với vấn đề tạp nhiễm, nếu môi trường, thiết bị lên men hoặc các sản phẩm lên men bị ô nhiễm sẽ dẫn đến thiệt hại kinh tế lớn cho ngành cơng nghiệp. Vì vậy, để tránh vấn đề nhiễm tạp này, một số bước quan trọng phải được xem xét thực hiện.
Nhiễm tạp trong quá trình lên men có thể xảy ra do: (a) Chính bình lên men, (b) Khử trùng môi trường lên men khơng đúng cách, (c) có lỗ rị rỉ trong bình lên men (seals present in fermentation tank), (d) có thiếu sót về cơ học và (e) Cấp khơng khí vơ trùng khơng đúng cách.
1. Bản thân bình lên men
Bình lên men được sử dụng trong q trình lên men có thể khác nhau về kích thước, có thể thay đổi từ bình lên men quy mơ phịng thí nghiệm nhỏ đến bình lên men quy mơ cơng nghiệp lớn và cần được làm sạch đúng cách trước và sau khi lên men. Trong quá trình lên men, bình lên men khơng được khử trùng riêng mà mơi trường lên men hồn chỉnh được thêm
vào bình lên men và sau đó bình lên men và mơi trường được khử trùng với nhau bằng cách sử dụng các kỹ thuật khử trùng khác nhau được liệt kê dưới đây.
- Khử trùng môi trường lên men không đúng cách
Nếu môi trường lên men khơng được khử trùng đúng cách có thể dẫn đến tạp nhiễm. Tạp nhiễm mơi trường lên men có thể được ngăn chặn bằng cách khử trùng thích hợp. Khử trùng có thể được thực hiện bằng các cách khác nhau như: (a) Đun sôi môi trường lên men, (b) Truyền hơi nước trực tiếp bằng ống dẫn và (c) Sử dụng hơi nước như là khử trùng trong nồi hấp khử trùng.
Thông thường hơi nước lên men được khử trùng bằng cách đi qua ống giữ có chứa hơi nước từ lị hơi, nhưng mơi trường lên men có độ pH thấp, nguồn carbon khơng sử dụng được như hydratcarbon không cần khử trùng như một số môi trường lên men sản xuất kháng sinh cần được khử trùng riêng. Môi trường tổng hợp được sử dụng trong q trình lên men địi hỏi ít thời gian và nhiệt độ để khử trùng hơn so với môi trường thô, do trường tổng hợp được thiết kế bằng cách sử dụng các thành phần tinh khiết, có tính chất nước và không đục trong tự nhiên để chúng mang ít vi sinh vật hơn và dễ dàng khử trùng.
Môi trường lên men khơng nên được làm nóng q mức vì nhiệt dư có thể làm thay đổi trong bản chất của mơi trường, vì (a) Làm nóng q mức có thể làm cháy đường, đặc biệt là đường và muối phosphat nên được khử trùng riêng nếu chúng được khử trùng cùng nhau, nó có thể dẫn đến caramen đường và (b) Trong trường hợp mơi trường lên men có pH axit hoặc pH kiềm nếu nhiệt dư được áp dụng, bản chất hóa học của một số thành phần mơi trường có thể thay đổi và trở nên vơ dụng trong q trình lên men.
Nếu mơi trường lên men không được khử trùng đúng cách hoặc bị nhiễm bẩn, nó có thể ảnh hưởng đến quá trình lên men bằng nhiều cách khác nhau như: (a) Tạp nhiễm có thể làm giảm năng suất sản phẩm do các vi khuẩn gây ơ nhiễm trong q trình sử dụng các chất dinh dưỡng có trong mơi trường lên men do các chất dinh dưỡng không đủ cho sinh vật lên men, (b) Chất gây ô nhiễm làm thay đổi bản chất hóa học của các chất dinh dưỡng và làm chất dinh dưỡng không sử dụng được cho các sinh vật lên men dẫn đến giảm năng suất, (c) Chất gây ơ nhiễm có thể thay đổi độ pH của mơi trường dẫn đến ảnh hưởng xấu đến sản phẩm và có thể gây ra nhiều bọt, (d) Một số chất gây ơ nhiễm có thể tạo ra chất độc ức chế sự phát triển của sinh vật lên men, (e) Nếu thế năng oxy hóa khử của mơi trường bị thay đổi hoặc thay đổi, nó có thể ảnh hưởng xấu đến sự phát triển của sinh vật lên men và (g) Trong một số trường hợp, chất gây ô nhiễm sử dụng sản phẩm lên men làm cơ chất và phá hủy sản phẩm lên men. Vì vậy, cần định kỳ kiểm tra nhiễm tạp, chất lượng giống sản xuất và chất lượng sản phẩm trong quá trình sản xuất.
- Trên bề mặt bình lên men có thể xuất hiện lỗ rị rỉ sau khi khử trùng.
- Lỗi cơ học có thể là một trong những lý do gây tạp nhiễm trong bình lên men, bao gồm sự cố của máy móc.
2. Cung cấp khơng khí khơng đúng cách
Khơng khí vơ trùng được cung cấp vào bình lên men trong trường hợp quá trình lên men hiếu khí, nhìn chung, ơ nhiễm khơng diễn ra do nếu khơng khí đi vào trong lên men là khơng khí vơ trùng. Dịng khí được hình thành trong q trình sục khí và khuấy trộn và thốt
khỏi bình lên men có thể bị làm bẩn do goăng xung quanh thiết bị khuấy và sục khí bị hở, cho phép có chất gây ơ nhiễm xâm nhập vào bình lên men.