LÊN MEN BỀ SÂU VÀ ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH LÊN MEN GIÁN ĐOẠN

LÊN MEN BỀ SÂU VÀ ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH LÊN MEN GIÁN ĐOẠN

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN: KỸ THUẬT THỰC PHẨM III

Đề tài: LÊN MEN BỀ SÂU VÀ ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH LÊN MEN GIÁN ĐOẠN

SVTH: Nhóm 6 GVHD:Nguyễn Thị Thu Sang

LÊN MEN BỀ SÂU TRONG MÔI

TRƯỜNG LỎNG (LÊN MEN CHÌM)

Là phương pháp phổ biến rộng nhất trong quy trình lên men công nghiệp

Dùng cho cả vi sinh vật kị khí và vi sinh vật hiếu khí

Ứng dụng: sản xuất men bánh mì, protein đơn bào, chế phẩm vi sinh làm phân bón, thuốc trừ sâu, các acid amin, vitamin, …

Ưu điểm

 Tốn ít mặt bằng trong xây dựng và

lắp dặt dây chuyền

 Chi phí điện năng và nhân lực

thấp.

 Dễ tổ chức được xí nghiệp có sản

lượng lớn

 Dễ cơ giới hóa, tự động hóa, ít

choáng bề mặt so với lên men bề mặt

Nhược

điểm Trang thiết bị cao, dễ bị nhiễm trùng toàn bộ

Chịu áp lực cao, đòi hỏi kín và điều kiện vô trùng tuyệt đối

Dễ bị nhiễm trong môi trường nuôi cấy khi nén khí

Phải khuấy và sục khí liên tục

Lên men gián đoạn – động học quá trình lên men gián đoạn

trạng thái này trong thời gian dài

Được sử dụng

trước hết cho sự

lên men

vô trùng

Culture chuyển từ pha lũy thừa

sang pha cân bằng

Culture chuyển từ pha lũy thừa

sang pha cân bằng

Giảm dinh dưỡng và tăng sinh

khối của tế́ bào

Giảm dinh dưỡng và tăng sinh

khối của tế́ bào

Trạng thái sinh lý của tế bào cũng thay đổi

Trạng thái sinh lý của tế bào cũng thay đổi

Tạo thành sản phẩm với trạng thái sinh lí nhất định

Tạo thành sản phẩm với trạng thái sinh lí nhất định

ĐƯỜNG CONG SINH TRƯỞNG

Phân tích trong môi trường nuôi cấy theo mẻ hoặc trong hệ thống kín

 Thời gian nuôi cấy càng dài chất dinh

dưỡng giảm chất phế thải càng tăng.

 Đường cong sinh trưởng có 4 giai

đoạn

Nếu thời gian nuôi cấy là trục hoành và số logarit của tế bào sống là trục tung thì đường cong của 4 giai

đoạn được thể hiện như sau

GIAI ĐOẠN TIỀM PHÁT (LAG PHASE)

GIAI ĐOẠN TIỀM PHÁT (LAG PHASE)

Giai đoạn logarit hay pha chỉ số

 Vi sinh vật sinh trưởng và phân cắt với nhịp độ tối

đa trong môi trường và điều kiện nuôi cấy thích hợp

 Nhịp độ sinh trưởng của chúng là không thay đổi

 Do các tế bào sinh ra khác nhau rất ít nên đường cong sinh trưởng trơn nhẵn không gấp khúc

Giai đoạn logarit hay pha chỉ số

Giai đoạn logarit hay pha chỉ số

Giai đoạn logarit hay pha chỉ số

Tạo

ribosome Năng lực tổng Năng lực tổng hợp proteinhợp protein

Tăng cường tổng hợp protein và

DNA

Tốc độ phát triển nhanh chóng

Khi chuyển tế bào của vsv từ môi trường

này sang môi trường khác

Giai đoạn logarit hay pha chỉ số

Để tạo các enzyme cần thiết để sinh tổng hợp các thành phần không có sẵn trong môi trường

Giai đoạn logarit hay pha chỉ số

 Nồng độ vi khuẩn vào khoảng.

 Nồng độ động vật nguyên sinh và vi tảo chỉ

đạt

 Số lượng tế bào sống là không thay đổi Do

số lượng tế bào mới sinh ra cân bằng với số lượng tế bào chết đi hoặc tế bào phân cắt mà vẫn giữ nguyên đặc tính trao đổi chất

Giai đoạn ổn định

 Những biến đổi của vi khuẩn khi chuyển

sang giai đoạn ổn định

Những biến đổi của vi khuẩn khi chuyển sang giai đoạn ổn định

Giai đoạn ổn định

Giai đoạn ổn định

Tế bào vi sinh vật bị chi phối bởi các yếu

tố sau

Giai đoạn tử vong

Đây là quá trình thích hợp để thu nhận sản phẩm trao đổi chất (sản phẩm len men)

• Cạn kiệt nguồn dinh dưỡng

• Các sản phẩm trao đổi chất được trích lũy ngày càng nhiều

 Số lượng tế bào sống giảm xuống

Giai đoạn tử vong

Giai đoạn tử vong

Kết thúc quá trình, tiến hành thu lấy sản phẩm Ứng dụng để sản xuất nhiều hoạt chất quan trọng như amino acid, các chất kháng sinh, …

Để xác định được số lượng tế bào sống phải pha loãng ra rồi cấy lên thạch đĩa, đưa vào môi trương thích hợp rồi xác định

TÍNH TOÁN VỀ QUÁ TRÌNH SINH

TRƯỞNG

Làm cơ sở nghiên cứu về sinh lý học, sinh thái học của vsv và giải quyết một số ứng dụng trong sản xuất công nghiệp

Số lượng tế bào tăng theo phương thức

Thời gian giữa hai lần phân chia liên tiếp là thời gian thế hệ

Làm cơ sở nghiên cứu về sinh lý học, sinh thái học của vsv và giải quyết một số ứng dụng trong sản xuất công nghiệp

Số lượng tế bào tăng theo phương thức

Thời gian giữa hai lần phân chia liên tiếp là thời gian thế hệ

TÍNH TOÁN VỀ QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG

TÍNH TOÁN VỀ QUÁ TRÌNH SINH

Công thức tính số lượng tế bào

Trong đó:

Nt : số tế bào sau n lần phân chia trong thời gian t

N0 : số tế bào ban đầu

n : số lần phân chia

- Từ công thức trên có thể biến đổi và tính số

thế hệ n logarit thập phân:

Log log + nlog2

n

- Tốc độ sinh trưởng trong giai đoạn logarit có thể

biểu thị bằng hằng số tốc độ sinh trưởng bình quân k

K

 Th i gian c n thi t đ tăng g p đôi t ng s ời gian cần thiết để tăng gấp đôi tổng số ần thiết để tăng gấp đôi tổng số ết để tăng gấp đôi tổng số ể tăng gấp đôi tổng số ấp đôi tổng số ổng số ố

t bào là th i gian th h bình quân đết để tăng gấp đôi tổng số ời gian cần thiết để tăng gấp đôi tổng số ết để tăng gấp đôi tổng số ệ bình quân được ược c

bi u th b ng g ể tăng gấp đôi tổng số ị bằng g ằng g

N u t=g thì= 2ết để tăng gấp đôi tổng số

 Th i gian th h bình quân là đ o s c a ời gian cần thiết để tăng gấp đôi tổng số ết để tăng gấp đôi tổng số ệ bình quân được ảo số của ố ủa

h ng s t c đ sinh trằng g ố ố ộ sinh trưởng bình quân ưởng bình quânng bình quân

Đồ thị xác định thời gian thế hệ

Thời gian thế

hệ bình quân g

có thể căn cứ

trực tiếp vào

đồ thị bán

logarit và hằng

số tốc độ sinh

trưởng để tính

ra

Câu 1: Ưu điểm nào sau đây không nằm trong phương pháp nuôi cấy chìm?

A Dễ tổ chức xí nghiệp có sản lượng lớn

B Dễ cơ giới hóa, tự động hóa

C Không gây nhiễm môi trường nuôi cấy

D Chi phí điện năng và nhân lực thấp

Câu 2: Pha nào có vsv sinh trưởng và phân cắt với nhịp độ tối đa nhất?

A Pha lag

B Pha log

C Pha cân bằng

D Pha suy vong

Câu 3: Thời gian pha lag dài hay ngắn phụ thuộc vào?

A Lượng giống cấy và lượng cơ chất

B Lược ng c ch t và nhi t đơ chất và nhiệt độ ấp đôi tổng số ệ bình quân được ộ sinh trưởng bình quân

C Tuổi giống cấy và lượng giống cấy

D Lượng cơ chất và tuổi giống cấy

Câu 4: Trong quá trình lên men gián đoạn, người ta thường thu nhận sản phẩm trao đổi chất (sản phẩm len men) ở pha nào?

Câu 5: Nếu nuôi cấy vi sinh vật với mục đích thu nhận sinh khối tế bào có hoạt tính sinh học mạnh thì nên kết thúc và thu nhận sản phẩm ở giai đoạn nào là tốt nhất?

A Cuối giai

đoạn ổn định

B Cuối giai đoạn logarit

C Đầu giai đoạn tử vong

D Đầu giai đoạn

logarit

Xác định sự sinh trưởng của vi sinh vật

Xác định số lượng tế bào

Đ M TR C TI P D ẾM TRỰC TIẾP DƯỚI KÍNH HIỂN VI ỰC TIẾP DƯỚI KÍNH HIỂN VI ẾM TRỰC TIẾP DƯỚI KÍNH HIỂN VI ƯỚI KÍNH HIỂN VI I KÍNH HI N VI ỂN VI

CÁCH Đ M ẾM TRỰC TIẾP DƯỚI KÍNH HIỂN VI

Phương pháp tính

(Tế bào/ml)

A: số tế bào trên 1 ô lớn

F: hệ số pha loãng

V: thể tích 1 ô lớn

1000: hệ số chuyển đổi: 1ml = 1000mm3

V

F A

N  . 1000 .

Dùng máy đếm điện tử

 Động vật nguyên sinh, vi tảo, nấm men

Dùng dụng cụ đếm khuẩn lạc

Ưu điểm

 Xác định số lượng tế bào còn sống

 Đơn giản, ứng dụng rộng rãi khi xác định vi sinh vật sống trong phân tích mẫu: đất, nước…

 Pha loãng mẫu theo dãy thập phân

Chuẩn bị mẫu

CẤY MẪU VÀO MÔI TRƯỜNG

Tách khuẩn lạc và phương pháp kiểm tra số lượng vsv thông qua đếm khuẩn lạc mọc trên môi trường thạch đĩa

Phương pháp màng lọc

Phương pháp màng lọc

Xác định trọng lượng khô của tế bào

Ly tâm thu sinh khối

Rửa tế bào

Làm khô trong lò sấy

Cân trọng lượng khô

Phương pháp này tốn thời gian, không thật sự chính xác

Đo độ đục

 Lúc nồng độ tế bào 107 tế bào/ml thì dịch nuôi vẫn đục, nồng độ cang tăng thì độ đục càng tăng Làm cản trở ánh sáng qua dịch nuôi

 Đo độ tán xạ ánh sáng bằng quang phổ kế

 Nếu hàm lượng một số vật chất trong một tế bào là giống nhau thì tổng lượng chất đó trong tế bào có liên quan trực tiếp với tổng số sinh khối

Đo độ đục

Câu hỏi củng cố

Câu 1: Trong bài bao nhiêu phương pháp xác định số lượng tế bào?

Câu 2: Công thức tính mật độ tế bào/ml bằng

phương pháp đếm trực tiếp là:

A.

B.

C.

B

Câu 3: Phương pháp nào có thể xác định được số lượng vi sinh vật còn sống?

A. Đếm trực tiếp dưới kính hiển vi, dùng

dụng cụ đếm khuẩn lạc.

B. Dùng dụng cụ đếm khuẩn lạc, phương

pháp màng lọc.

C. Dùng máy đếm điện tử, phương pháp

màng lọc.

B

Câu 4: Trong phương pháp màng lọc, thời gian nuôi cấy vi sinh vật là bao lâu?

CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ

THEO DÕI PHẦN THUYẾT TRÌNH

CỦA NHÓM