Chương 5 ,môi trường lên men

Hầu hết các quá trình lên men yêu cầu các phương tiện truyền thông chất lỏng, thường được gọi là nước dùng, mặc dù một số quá trình lên men rắn-chất nền được vận hành. Phương tiện truyền thông lên men phải đáp ứng tất cả nhu cầu dinh dưỡng của vi sinh vật và hoàn thành các mục tiêu kỹ thuật của quá trình. Các chất dinh dưỡng cần được xây dựng để thúc đẩy sự tổng hợp các sản phẩm mục tiêu, hoặc sinh khối tế bào hoặc một chất chuyển hóa cụ thể....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 5 ,môi trường lên men Chương 5 ,môi trường lên men Hầu hết các quá trình lên men yêu cầu các phương tiện truyền thông chất lỏng, thường được gọi là nước dùng, mặc dù một số quá trình lên men rắn-chất nền được vận hành. Phương tiện truyền thông lên men phải đáp ứng tất cả nhu cầu dinh dưỡng của vi sinh vật và hoàn thành các mục tiêu kỹ thuật của quá trình. Các chất dinh dưỡng cần được xây dựng để thúc đẩy sự tổng hợp các sản phẩm mục tiêu, hoặc sinh khối tế bào hoặc một chất chuyển hóa cụ thể. Trong hầu hết các quá trình lên men công nghiệp có nhiều giai đoạn mà các phương tiện truyền thông được yêu cầu. họ có thể bao gồm các nguồn bệnh khác nhau (khởi văn hóa) bước tuyên truyền, qui mô thử nghiệm lên men và sản xuất quá trình lên men chính. Các mục tiêu của kỹ thuật cấy tuyên truyền, quá trình lên men chính thường rất khác nhau, trong đó có thể được phản ánh trong sự khác biệt trong phương tiện truyền thông công thức của họ. Trường hợp sinh khối hoặc các chất chuyển hóa chính là các sản phẩm mục tiêu, mục tiêu là để cung cấp một phương tiện sản xuất cho phép sự tăng trưởng tối ưu của vi sinh vật. Đối với sản xuất chất chuyển hóa thứ cấp, chẳng hạn như thuốc kháng sinh, quá trình sinh tổng hợp của họ không phải là tăng trưởng có liên quan. Do đó, cho mục đích, phương tiện truyền thông được thiết kế để cung cấp một giai đoạn đầu của sự phát triển của tế bào, tiếp theo là các điều kiện tối ưu cho sản xuất chất chuyển hóa thứ cấp. Tại thời điểm này, việc cung cấp một hoặc nhiều chất dinh dưỡng (carbon, phốt pho hoặc nitơ source) có thể bị giới hạn và tăng trưởng nhanh chóng chấm dứt. Hầu hết các quá trình lên men, ngoại trừ những người liên quan đến các chất nền rắn, yêu cầu số lượng lớn các nước, trong đó môi trường được xây dựng.Tổng phương tiện truyền thông yêu cầu bao gồm một nguồn carbon, mà hầu như trong tất cả các quá trình lên men công nghiệp cung cấp cả năng lượng và các đơn vị carbon cho quá trình sinh tổng hợp, và các nguồn nitơ và phốt pho, lưu huỳnh.Các yếu tố khác nhỏ và dấu vết cũng phải được cung cấp, và một số vi sinh vật đòi hỏi vitamin bổ sung, chẳng hạn như biotin và riboflavin.Quá trình lên men hiếu khí phụ thuộc vào một đầu vào liên tục của các phân tử oxy, và thậm chí một số quá trình lên men kỵ khí yêu cầu thông khí ban đầu của các phương tiện truyền thông, ví dụ như bia các fermenta. Thông thường, phương tiện truyền thông kết hợp bộ đệm, pH được kiểm soát bằng cách bổ sung axit và kiềm, chống tạo bọt đại lý có thể được yêu cầu. Đối với một số quá trình, các hợp chất tiền thân, cảm ứng hoặc chất ức chế phải được giới thiệu ở các giai đoạn nhất định của quá trình lên men. Bước đầu tiên xây dựng trong phương tiện truyền thông là việc kiểm tra toàn bộ quá trình là dựa trên stoichiometry cho sự phát triển và hình thành sản phẩm.Điều này chủ yếu liên quan đến onsideration của các đầu vào của nguồn carbon và nitơ, khoáng chất và oxy, và chuyển đổi sinh khối tế bào, các sản phẩm trao đổi chất, dioxide carbon, nước và nhiệt.Từ thông tin này, nên có thể để tính toán số lượng tối thiểu mỗi yếu tố cần thiết để sản xuất một số lượng nhất định của sinh khối hoặc chất chuyển hóa. Thông thường, công thức nguyên tố chính của các tế bào vi sinh vật là khoảng C4H7O2N,trên cơ sở trọng lượng khô là 48% C, 7% H, 32% O và 14% N. Thành phần nguyên tố của nấm men bánh mì, ví dụ, C3.72 H6.11 O1.95 N0.61 S 0,017 P0 0,035 và K0.056. Elemental thành phần biến đổi nhẹ theo tốc độ tăng trưởng, nhưng phạm vi là tương đối nhỏ so với giữa các loài khác nhau, đặc biệt là giữa vi khuẩn và nấm. Lý tưởng nhất, một kiến thức của các thành phần nguyên tố hoàn toàn vi sinh vật công nghiệp cụ thể cho phép sàng lọc các phương tiện truyền thông hơn nữa. Điều này đảm bảo rằng không có yếu tố hạn chế, trừ khi điều này là mong muốn cho một mục đích cụ thể. Một khi các yêu cầu nguyên tố của vi sinh vật đã được thành lập, các nguồn dinh dưỡng phù hợp có thể được tích hợp vào các phương tiện truyền thông để đáp ứng những yêu cầu này.Tuy nhiên, điều quan trọng là phải nhận thức được tiềm năng của các vấn đề có thể phát sinh khi sử dụng một số hợp chất. Ví dụ, những người đang nhanh chóng chuyển hóa có thể ápsản phẩm hình thành. Để khắc phục điều này, liên tục hoặc liên tục bổ sung các môi trường mới có thể được thực hiện để duy trì một nồng độ tương đối thấp, đó không phải là áp. Một số phương tiện truyền thông chất dinh dưỡng hoặc điều kiện môi trường có thể ảnh hưởng đến không chỉ là sinh lý học và hóa sinh, mà còn là hình thái của vi sinh vật. Trong một số nấm men, các tế bào đơn lẻ có thể phát triển thành giả sợi nấm hoặc lam thanh từng cuc, và nấm sợi nhỏ có thể tạo thành bột viên. Điều này có ̀ ̀ ̣ thể hoặc không thể được mong muốn, như thay đổi hình thái như vậy có thể ảnh hưởng đến sản lượng sản phẩm và tài sản lên men khác. Các phương tiện truyền thông đã thông qua cũng phụ thuộc vào quy mô của quá trình lên men.Đối với quá trình lên men ...