Công nghệ lên men• Khái quát - Khái niệm lên men: “tất cả các quá trình biến đổi do vi sinh vật thực hiện trong điều kiện yếm khí hay hiếu khí” - Ưu thế của VSV công nghiệp Hấp thu dinh
Trang 1CÔNG NGHỆ SINH HỌC
VI SINH VẬT
Nguyễn Vũ Phong
Chương III
Trang 2Sản phẩm lên men truyền thống
Trang 3Đặc điểm chung của VSV
Trang 4Đặc điểm chung của VSV
• Phân bố và vai trò
Trang 5Đặc điểm chung của VSV
• Hoạt động trao đổi chất
• Sự đa dạng của các phản
ứng hóa học
Trang 6Đặc điểm chung của VSV
• Hoạt động trao đổi chất
• Sự đa dạng của các phản ứng hóa học
Trang 8Công nghệ lên men
• Khái quát
- Khái niệm lên men: “tất cả các quá trình biến đổi do vi sinh vật thực hiện trong điều kiện yếm khí hay hiếu khí”
- Ưu thế của VSV công nghiệp
Hấp thu dinh dưỡng nhanh và đồng hóa ở mức độ cao
Nguyên liệu nuôi đơn giản, rẻ tiền
Thực hiện nhiều phản ứng hóa sinh khác nhau
Dễ ứng dụng công nghệ di truyền tạo chủng VSV mới năng suất cao
Trang 9Công nghệ lên men
• Khái quát
- Sơ đồ tổng quát và các công đoạn chính
Xử lý, chế biến
Phối trộn
Truyền khối, truyền nhiệt
Tăng sinh khối
Tách Tủa
Trang 11• Nguồn dinh dưỡng và nguyên liệu ban đầu
- Môi trường tự nhiên và tổng hợp:
Trang 12• Hệ thống thiết bị
- Thiết bị trước lên men: dùng pha chế và khử trùng nguyên liệu
Công nghệ lên men
Trang 13• Hệ thống thiết bị
- Thiết bị trước lên men: dùng pha chế và khử trùng nguyên liệu
- Nhu cầu oxigen và các kiểu lên men:
Tùy thuộc đặc điểm tế bào và môi trường nuôi
Oxigen khó tan trong môi trường lỏng và nhiệt độ môi trường tăng Nhu cầu Oxigen tăng cao khi mật độ tế bào tăng cao
Công nghệ lên men
Trang 14• Hệ thống thiết bị
Các kiểu nuôi cấy lên men
+ Lên men bề mặt (lên men tĩnh)
Trang 15• Hệ thống thiết bị
- Bioreactor:
Công nghệ lên men
Trang 19• Hệ thống thiết bị
- Thiết bị trước lên men: dùng pha chế và khử trùng nguyên liệu
- Nhu cầu oxigen và các kiểu lên men
Chế biến và bảo quản
Công nghệ lên men
Trang 20Quy trình lên men
Trang 21• Vận hành quy trình lên men
- Nhân giống
1-10% tổng khối lượng môi trường nuôi
Dùng một chuỗi các bồn lên men để tạo nguồn giống cho SX công nghiệp
Công nghệ lên men
Trang 22• Vận hành quy trình lên men
- Khử trùng môi trường nuôi cấy
Công nghệ lên men
Trang 23Quy trình lên men
Trang 24• Vận hành quy trình lên men
- Nhân giống
- Các thông số kỹ thuật của bioreactor
Oxygen hòa tan
Nhiệt độ
pH tối ưu
Khuấy trộn đều
Môi trường chung quanh
Công nghệ lên men
Trang 25• Vận hành quy trình lên men
- Nhân giống
- Các thông số kỹ thuật của bioreactor
- Các phương thức lên men
* Lên men gián đoạn (Batch fermentation)
* Lên men gián đoạn bổ sung (fed-batch fermentation)
* Lên men liên tục (Continuous fermentation)
Công nghệ lên men
Trang 26Quy trình lên men
Trang 27• Vận hành quy trình lên men
- Điều khiển phản ứng sinh học
- Thu sản phẩm và tinh chế
Công nghệ lên men
Trang 28• Vận hành quy trình lên men
- Điều khiển phản ứng sinh học
- Thu sản phẩm và tinh chế
Công nghệ lên men
Trang 30• Sản phẩm
- Sản xuất sinh khối
* Giống: men bia, giống nấm trồng và dược liệu
Trang 31• Sản phẩm
- Vaccin
• Vaccin cổ điển
• Vaccin công nghệ gene
• Quy trình sản xuất vaccin
Công nghệ lên men
Trang 34* Sản xuất cellulase giá rẻ
Chuyển sinh khối thực vật thành ethanol đang được tập trung nghiên cứu và sản xuất.
Công nghệ lên men
Trang 35Nhà máy sản xuất ethanol cỡ nhỏ
Trang 36• Sản phẩm
- Metabolite sơ cấp
Công nghệ lên men
Amino acid Ứng dụng
Glutamid acidGlycine
Phenylalanin TryptophanIsoleucin, Leucin
Tăng hươngTổng hợp chất làm ngọtChất làm ngọt, dịch truyềnDịch tryền tĩnh mạch, chống oxy hóa
Dịch truyền tĩnh mạch
* Sản xuất các acid hữu cơ: citric acid, lactic acid
* Các vitamin: B2, B12, biotin, ascorbic acid
Trang 39• Sản phẩm
- Chuyển hóa sinh học: sử dụng enzyme hay tế bào thực hiện các phản ứng hóa học có tính chuyên biệt về vị trí và cấu trúc không gian
- Protein đơn bào
- Vi sinh vật ứng dụng trong khai khoáng
Công nghệ lên men