- 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
1. Bể hiếu khí khuấy trộn hồn tồn thơng thường.
4.3.2. Chuẩn bị giống sản xuất
4.3.2.1. Mục đích và yêu cầu chất lượng giống sản xuất
Trong quá trình sản xuất, trước khi đưa giống vào sản xuất vì giống được lưu giữ trong các điều kiện bảo quản khác nhau (xem phần trên) cho nên chúng thường được hoạt hoá và thường xuyên kiểm tra chất lượng. Hơn nữa các chủng có hoạt tính cao được chọn lọc nhân tạo, thường có thiên hướng thối hố (lại giống) do đặc tính chung của vi sinh vật là sinh sản nhanh và phân ly liên tục. Do vậy, những cơ sở sản xuất bằng phương pháp lên men thường phải thành lập phòng kỹ thuật làm nhiệm vụ sau đây:
- Kiểm tra độ thuần khiết của giống trong lên men - Kiểm tra khả năng hồi biến của giống
- Hoạt hoá giống sau một thời gian sử dụng. Để hoạt hoá giống người ta thường sử dụng mơi trường có thành phần giàu các chất kích thích sinh trưởng như cao nấm men, nước chiết cà chua, hỗn hợp các vitamin, axit béo...
- Chọn chủng có hoạt tính cao thường xun bằng phương pháp chọn lọc tự nhiên - Bảo quản giống bằng các phương pháp thích hợp để phục vụ cho sản xuất.
Các giai đoạn nhân giống để cấp giống cho sản xuất được trình bày trên hình 4.26 như sau: Hoạt hóa giống (chuẩn bị giống mẹ), nhân giống cấp 1, nhân giống cấp 2,… sau đó cấy chuyển sang nồi lên men.
- Trường hợp là tế bào sinh dưỡng: Cần phải tạo môi trường thích hợp để tăng số lượng tế bào trong một thời gian ngắn nhất. Người ta thương nhân giống trong môi trường dịch thể (ni cấy chìm).
- Trường hợp là bào tử (đối với xạ khuẩn và nấm mốc): Thường nhân giống trên mơi trường bán rắn và thu bào tử, sau đó bảo quản nơi sạch, mát…
4.3.2.2. Các giai đoạn nhân giống để cấp giống cho sản xuất
1. Giai đoạn phịng thí nghiệm (hoạt hóa giống)
Đây chính là giai đoạn hoạt hóa giống: Cấy chuyển sang các ống môi trường dinh dưỡng vô trùng và ni chúng trong điều kiện phịng thí nghiệm
Bước 1.Kiểm tra chất lượng giống
Chủng giống sản xuất phải đảm sạch, vô trùng, đảm bảo chất lượng mới đưa vào sản xuất, do đó phải kiểm tra chất lượng giống trong phịng thí nghiệm trước khi đưa vào sản xuất.
Giống được bảo quản trong tủ lạnh sâu hay giống đang sản xuất, đều phải kiểm tra chất lượng trước khi sử dụng, vì hiện nay chủng giống có năng suất cao thường được chọn lọc bằng phương pháp gây đột biến hay bằng kỹ thuật gen, do đó dễ bị thối hóa (hay gọi là lại giống).
Bước 2.Nhân giống mẹ
Giống thường được bảo quản trong ống nghiệm ở tủ lạnh sâu hay trong tủ lạnh, cho nên trước khi sử dụng phải lấy ống ra từ từ, tránh gây sốc nhiệt, ảnh hưởng đến chất lượng của giống.
Sau đó, giống được cấy truyền sang mơi trường thạch nghiêng trong ống nghiệm (mỗi loại giống có thành phần mơi trường và điều kiện nuôi cấy khác nhau đã được lựa chọn).
Giống được nuôi trong tủ ấm ở nhiệt độ thích hợp cho đến khi giống mọc tốt lấy ra, dùng que cấy cấy giống vào bình tam giác có mơi trường nhân giống (thường tỷ lệ môi trường bằng 1-2/10 thể tích bình) và ni trên máy lắc ở nhiệt độ phù hợp.
Thời gian nuôi phù thuộc vào từng loại vi sinh vật (đối với vi khuẩn là 24-48 giờ, nấm men, nấm sợi 48-72 giờ, xạ khuẩn 96-120 giờ) và sau đó lấy ra kiểm tra chất lượng giống, trước khi đưa vào sản xuất.
2. Giai đoạn nhân giống (giai đoạn ở xưởng)
Giống được cấy chuyển một số lần từ mơi trường ít sang mơi trường nhiều (nhân giống cấp 1, 2, 3…) và kết quá trình nhân giống thì phải thu được tỷ lệ giống giao động từ 5-10% so với thể tích mơi trường lên men. Kết thúc khâu nhân giống cần phải kiểm tra số lượng và chất lượng giống trước khi cấy vào nồi lên men.
Để đảm bảo chất lượng giống tốt cho quá trình lên men thì giống phải có khả năng sinh trưởng phát triển tốt (cho sinh khối nhiều) và thời gian cấy giống vào bình lên men thì giống sinh trưởng, phát triển đang ở pha tăng tốc (pha log) là tốt nhất.
Cách làm: Giống đã được hoạt hóa trên máy lắc được cấy 1-5% sang bình nhân giống cấp 1 có mơi trường nhân giống đã được lựa chọn (thường tỷ lệ mơi trường bằng 2/3 thể tích bình) và ni cấy có sục khí và khuấy trộn ở nhiệt độ phù hợp cho đến khí giống phát triển tốt thì cấy truyền sang bình lên men với tỷ lệ 10% so với môi trường lên men, nếu lên men trên bình lên men lớn hơn thì nhân giống cấp 2 trong bình lên men thường có dung tích gấp 10 lần bình nhân giống cấp 1, cịn lên men lớn hơn nữa thì cấy sang bình nhân giống cấp 3, thể tích bình gấp 10 lần bính nhân giống cấp 2 sao cho lượng giống cấy vào bình lên men đạt 10% thể tích mơi trường lên men trong bình lên men.
Cần chú ý: Thiết bị và quá trình thao tác đều phải đảm bảo vơ trùng. Với bình nhân giống nhỏ (nhân giống cấp 1) thì chuẩn bị mơi trường cho vào bình, sau đó đi khử trùng trong nồi áp suất, cịn bình nhân giống lớn (cấp 2 và cấp 3) thì khử trùng ngay trong nồi lên men. Phải kiểm tra chất lượng giống (đặc biệt là nhiễm tạp) ở các công đoạn trước khi cấy sang bình nhân giống tiếp theo.