- 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
CƠ SỞ KỸ THUẬT LÊN MEN CÔNG NGHIỆP 4.1 Đặc điểm chung của kỹ thuật lên men công nghiệp
4.1.1.3. Ứng dụng của lên men công nghiệp
Hiện nay, lên men công nghiệp được ứng dụng trong nhiều ngành sản xuất cơng nghiệp, có thể liệt kê một loạt các sản phẩm lên men công nghiệp như sau:
Các sản phẩm thực phẩm truyền thống được thực hiện bằng cách lên men bao gồm các sản phẩm sữa (pho mát, kem chua, sữa chua, và kefir); phụ gia thực phẩm và chất bổ sung (hương vị, protein, vitamin và carotenoid); đồ uống có cồn (bia, rượu vang và rượu mạnh chưng cất); sản phẩm từ thực vật (bánh mì, cà phê, nước tương, đậu phụ); và thịt và cá lên men (pepperoni và salami).
2. Thuốc kháng sinh và các sản phẩm chăm sóc sức khỏe khác
Thuốc kháng sinh là hóa chất được sản xuất bởi nấm và vi khuẩn tiêu diệt hoặc ức chế sự phát triển của các vi khuẩn khác, chúng là sản phẩm trao đổi chất thứ cấp quan trọng của quá trình lên men cơng nghiệp và hầu hết các kháng sinh được tạo ra bởi nấm mốc hoặc xạ khuẩn (actinomycetes). Có hơn 4.000 kháng sinh đã được phân lập từ các vi sinh vật, nhưng chỉ có khoảng 50 được sản xuất thường xuyên, trong đó, kháng sinh nhóm beta-lactam, như penicillin và nhóm tetracyclin là phổ biến nhất. Penicillin được sản xuất bởi nấmPenicillium chrysogenum thơng qua q trình lên men từ cơ chất là ngô trong thiết bị lên men lên đến 200.000 lít.
Các sản phẩm chăm sóc sức khỏe chính khác được sản xuất với sự trợ giúp của quá trình lên men cơng nghiệp: vaccine, protein điều trị, steroid và vector liệu pháp gene.
3. Hóa chất
Nhiều chất hóa học đã được sản xuất bằng ở cấp độ lên men công nghiệp như axit amin, polyme, axit hữu cơ (citric, acetic và lactic) và thuốc trừ sâu sinh học, ví dụ các axit amin được sử dụng làm thực phẩm và thức ăn chăn nuôi, cũng như trong các ngành công nghiệp dược phẩm, mỹ phẩm và hóa chất. Các vi khuẩn nhưMicrococcus luteusvàCorynebacterium glutamicumđược sử dụng cho lên men cơng nghiệp để sản xuất hóa chất. Độc tố vi khuẩn có hiệu quả chống lại các côn trùng khác nhau, từ năm 1960, các chế phẩm của vi khuẩnBacillus thuringiensisđã được sản xuất bằng cách lên men như một loại thuốc trừ sâu sinh học.
4. Enzyme
Enzyme được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp làm chất xúc tác mà vi sinh vật là nguồn được sử dụng nhiều nhất trong sản xuất các enzyme công nghiệp. Hầu hết các enzyme vi sinh vật thương mại là enzyme thủy phân để phân hủy các chất hữu cơ khác nhau như protein và lipid, enzyme glucose isomerase rất quan trọng trong việc sản xuất xi-rô fructose từ ngô và được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm.
5. Nhiên liệu sinh học
Lên men công nghiệp được sử dụng trong sản xuất nhiên liệu sinh học, chủ yếu là etanol và khí sinh học, hai nhiên liệu sinh học này được sản xuất bởi tác động của vi sinh vật trong thiết bị phản ứng sinh học. Ngoài ra, người ta cũng đã sử dụng công nghệ lên men để sản xuất diesel sinh học, butanol và khí hydro sinh học, được coi là sự thay thế cho nhiên liệu hóa thạch trong tương lai, vì nhiên liệu hóa thạch ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và gây ra biến đổi khí hậu tồn cầu do giải phóng cacbon dioxide (CO2) và sử dụng nhiên liệu sinh học ít gây ơ nhiễm và ít hoặc khơng có CO2.
Như vậy, lên men cơng nghiệp đóng vai trị chính trong một số ngành công nghiệp trị giá hàng tỷ đô la, bao gồm thực phẩm, dược phẩm, vi sinh, cơng nghệ sinh học, hóa học và nhiên liệu sinh học, nước Mỹ vẫn duy trì vị thế thống trị trên thế giới trong q trình lên men cơng nghiệp. Trên thực tế, quy trình lên men cơng nghiệp thực sự quy mơ lớn đầu tiên để sản
xuất kháng sinh penicillin đã được phát triển ở Mỹ. Ngày nay, nhiều nước phát triển và đang phát triển khác sử dụng q trình lên men cơng nghiệp để sản xuất các loại sản phẩm, trong đó có một số quốc gia sử dụng q trình lên men cơng nghiệp trở thành lợi ích quốc gia chính, ví dụ, Brazil đang sử dụng q trình lên men cơng nghiệp để sản xuất etanol.