Cn len men_p1

Phaàn 1: Kyõ thuaät leân men

I. ÑAÏI CÖÔNG VEÀ COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:

1. Khaùi nieäm leân men:Cô chaát + Gioáng VSV → Sinh khoái + Saûn phaåm trao ñoåi chaát ngoaïi baøo hoaëc noäi baøo + cô chaát soùt

Quaù trình leân men ñöôïc chia thaønh 2 quaù trình cô baûn: + Quaù trình leân men hieáu khí+ Quaù trình leân men yeám khí (kî khí)

04/01/11 1Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men 2

Moät soá ñaëc ñieåm gioáng nhau:- Hai quaù trình hieáu khí vaø kî khí ñeàu sinh ra naêng

löôïng.- Saûn phaåm trung gian ban ñaàu cuûa caû 2 quaù trình gaàn

gioáng nhau, con ñöôøng taïo ra acid pyruvic laø con ñöôøng chung cho caû hai.

- Caùc phaûn öùng ñeàu do enzym tham gia


+ Saûn phaåm trung gianLeân men kî khí-O2

Cô chaát CO2 + H2O + Naêng löôïng + Sinh khoái

Cô chaát Leân men hieáu khí+ O2

CO2 + H2O + Naêng löôïng + Sinh khoái

Nhöõng ñieåm khaùc nhau:- Trong leân men kî khí

- Trong leân men hieáu khí



2. Sô ñoà toång quaùt cuûa coâng ngheä leân men:

Tröôùc leân men (Upstream)

Leân men (Fermentation

Sau leân men (Downstream)



3. Phaân loaïi saûn phaåm leân men:

-Sinh khoái.

-Chaát trao ñoåi baäc 1

-Chaát trao ñoåi baäc 2

-Enzym



II. VI SINH VAÄT TRONG COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:1.Caùc yeâu caàu veà gioáng VSV:

Yeâu caàu chung:

-Hieäu suaát sinh toång hôïp saûn phaåm.

-Khaû naêng thích nghi nhanh

-Toác ñoä sinh tröôûng cao

-Thaønh phaàn moâi tröôøng nuoâi caáy.



II. VI SINH VAÄT TRONG COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:1.Caùc yeâu caàu veà gioáng VSV:

-Ñieàu kieän nuoâi caáy

-Söï oån ñònh caùc hoaït tính trao ñoåi chaát

-Sau khi leân men deã daøng taùch saûn phaåm vaø sinh khoái.

-Caùc tính chaát ñaëc tröng khaùc.

-Khoâng sinh toång hôïp ñoäc toá: ñoái vôùi leân men thöïc phaåm.

2. Choïn gioáng VSV cho saûn xuaát:2.1 Nguoàn goác gioáng:

Phaân laäp töø moâi tröôøng thieân nhieân

Phaân laäp canh tröôøng taäp trung

Nguyeân lieäu duøng phaân laäp

Phaân laäp chuaån thuaàn khieát

Taïo söï oån ñònh ñaëc tính di truyeàn mong muoán

Kieåm tra ñaëc tính di truyeàn mong muoán


II. VI SINH VAÄT TRONG COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:

-Canh tröôøng VSV taäp trung

PP chuû yeáu ñeå nhaän canh tröôøng VSV taäp trung laø moâi tröôøng choïn loïc hay ñieàu kieän choïn loïc.

-Moâi tröôøng choïn loïc hay ñieàu kieän choïn loïc -Canh tröôøng thuaàn khieát

PP phaân laäp canh tröôøng thuaàn khieát töø canh tröôøng VSV taäp trung


II. VI SINH VAÄT TRONG COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:2. Choïn gioáng VSV cho saûn xuaát:

Taïo gioáng môùi: goàm 2 höôùng chính:

Höôùng thöù 1: khoâng söû duïng nhöõng yeáu toá gaây ñoät bieán, thöôøng söû duïng phöông phaùp huaán luyeän thích nghi.

Nguyên tắc

Vd: Samonella typhi vaø yeáu toá sinh tröôûng tryptophan.





Höôùng thöù 2: söû duïng caùc yeáu toá gaây ñoät bieán, goàm caùc PP gaây ñoät bieán sau:

-Phöông phaùp hoaù hoïc:

Vd: brom–uracil, 2–amino purine, ethyl methane sulfoate, methylnitrosoguanidine, alkylsulfate, …

Baûn chaát:

Cô cheá taùc duïng: goàm 2 giai ñoaïn:

+ Giai ñoaïn 1: caùc chaát gaây ñoät bieán xaâm nhaäp teá baøo.

+Giai ñoaïn 2: chuùng ñi qua baøo töông, tham gia phaûn öùng hoaù hoïc vôùi caùc thaønh phaàn trong baøo töông.

- Phöông phaùp vaät lyù:Söû duïng caùc tia chieáu xaï nhö: tia UV, tia X, tia

gamma…Baûn chaát: hydrate hoaù goác pyrimidine, deamin hoaù

cytosine,…04/01/11 13Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men


1 2 3 4 5

C

G

A

T

G

C

T

A

G

C

C

G

C

G

C

G

G

C

G

CT

A

G

C

C

G

C

G

C

G

C

G

G

C

T

A

G

C

C

G

C

G

C

G

A

T

G

C

T

A

C

G

C

G

C

G

A

T

G

C

T

A

G

C

C

G

C

G

A

T

C

G

G

C

G

C

T

A

G

C

U

A

C

G

1 Transition

2 Tranversion

3

4

5 Modification

Insertion

Deletion

Hình 1: Caùc daïng ñoät bieán04/01/11 14Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

-Caùc phöông phaùp taùi toå hôïp di truyeàn:+ Tieáp hôïp (conjugation):


+ Chuyển nạp/ biến nạp (transformation):



+ Tải nạp (transduction

2.2 Baûo quaûn gioáng Vi sinh vaät:

2.2.1 Cấy chuyền trên môi trường thạch nghiêng:

-Sử dụng ở hầu hết các phòng thí nghiệm

-Phải cấy chuyền định kì trên môi trường mới

-Ưu điểm

-Nhược điểm




2.2.2 Giữ giống trong hạt ngũ cốc:

-Thời gian sử dụng khoảng 2 năm và được sử dụng nhiều trong công nghệ thực phẩm.

-Các hạt ngũ cốc thường dùng là hạt bắp, hạt kê, bo bo...

- Cách tiến hành: Hạt ngũ cốc sau khi nấu chín sẽ được làm nguội và cấy vi sinh vật. Sau khi cấy nuôi 2 ngày ở 28 – 32oC rồi mang sấy ở nhiệt độ thấp hơn 40oC rồi cho vào bao bì bảo quản.


2.2.3 Giữ giống trong cát hoặc đất:- Bảo quản được giống khoảng 2 năm- Chỉ thích hợp để bảo quản giống vi sinh vật để xử lý môi trường-Cách tiến hành: đất hoặc cát mang sấy đến độ ẩm 5% ở nhiệt độ lớn hơn 100oC để tiêu diệt hết các vi sinh vật có trong đất, cát rồi trộn với giống vi sinh vật cần bảo quản và sấy ở 38 – 40oC trước khi đóng gói.

2.3.4 Giữ giống trong dầu:- Phủ một lớp dầu lên trên giống vi sinh vật để hạn chế quá trình hô hấp của nó. Bằng cách này ta có thể bảo quản được 12 tháng.



2.2.5 Giöõ gioáng treân giaáy loïc:- Đeå baûo quaûn vi khuaån coù baøo töû.- Caùch laøm: ñaäy nuùt boâng thanh truøng 1210C/1h, cho vaøo tuû

saáy giaáy loïc caét töøng mieáng nhoû 1 – 3 cm, cho vaøo caùc oáng nghieäm 1000C/3h. VSV nuoâi cho coù baøo töû 3 – 5 ngaøy, duøng pipet voâ truøng cho vaøo moãi mieáng giaáy loïc moät gioït vi khuaån, ñaäy nuùt boâng vaø cho vaøo tuû aám ñeå tieáp 2 -3 ngaøy cho ñeán khi giaáy hoaøn toaøn khoâ, phuû parafin ñaëc ñun chaûy leân nuùt boâng, ñeå tuû laïnh hoaëc phoøng maùt, thôøi gian baûo quaûn nhieàu naêm.

2.2.6 Giöõ gioáng treân caùc mieáng gelatin:- Phöông phaùp ñôn giaûn deã laøm vaø raát an toaøn.- Hai phöông phaùp thöôøng ñöôïc söû duïng nhaát:



Caùc böôùc tieán haønh

Caùch 1 Caùch 2

Chuaån bò moâi tröôøng

gelatin

Moâi tröôøng nöôùc thòt:10% gelatin + 5% inosit

Moâi tröôøng nöôùc thòt:10% gelatin + 0,25% acid

ascorbicChuaån bò

gioángTroän teá baøo ñaõ chuaån bò tröôùc

vaøo moâi tröôøng gelatinNuoâi VSV treân moâi tröôøng

gelatin cho ñeán khi soá löôïng teá baøo ñaït 1010 tb/ml

Phaân laøm caùc mieáng nhoû gelatin

Cho moâi tröôøng gelatin ñaõ coù VSV thaønh töøng gioït nhoû treân

ñóa petri voâ truøng (8 gioït/ pettri Φ 9cm)

Duøng micropipet nhoû töøng gioït leân caùc mieáng giaáy neán ñaõ ñöôïc thanh truøng caån thaän trong caùc

ñóa petriSaáy khoâ Saáy khoâ trong tuû huùt chaân

khoâng ôû nhieät ñoä – 200C ñeán – 400C vaø duøng P2O5 ñeå haáp thuï

nöôùc

Saáy khoâ trong tuû huùt chaân khoâng, duøng P2O5 ñeå haáp thuï

nöôùc

Baûo quaûn Ñeå trong oáng nghieäm giöõ ôû nhieät ñoä +50C hoaëc – 200C

Ñeå trong oáng nghieäm giöõ ôû nhieät ñoä +50C

Söû duïng Laáy caùc mieáng gelatin cho vaøo moâi tröôøng loûng thích hôïp. Laáy moät mieáng gelatin cho vaøo 1ml moâi tröôøng loûng thích hôïp, nuoâi 24h ôû 370, sau ñoù caáy vaøo moâi tröôøng thaïch, choïn caùc khuaån laïc ñieån

hình.


2.2.7 Phương pháp lạnh đông-Phương pháp đang được sử dụng khá rộng rãi để giữ giống vi sinh vật. -Ưu điểm

-Nhược điểm

-Cách tiến hành: trộn đều vi sinh vật với chất bảo vệ rồi cho vào các ống nghiệm đây kín nút lại và làm lạnh từ từ, khi độ lạnh đạt -20 ÷ -15oC thì phải giữ tốc độ làm lạnh 1 – 2oC/ phút.



-Chất bảo vệ dùng để bảo vệ vi sinh vật không bị chết ở nhiệt độ lạnh sâu. Có thể dùng một trong các chất sau làm chất bảo vệ:

+ Glycerin 15%

+ Huyết thanh ngựa (loại không cho chất bảo quản)

+ Dung dịch saccarose 10% + gelatin 1%, pH = 6,8 – 7

+Dung dịch glucose hoặc lactose 10%


II. VI SINH VAÄT TRONG COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:2.2.7 Phương pháp lạnh đông

2.2.8 Phương pháp đông khô- Sấy giống ở nhiệt độ thấp, áp suất chân không. -Ưu điểm

- Nhược điểm

- Cách tiến hành: Nuôi vi sinh vật trong môt trường lỏng sau đó phân phối giống vào những ống nghiệm có dung tích 1 – 5ml rồi đưa vào máy đông khô trong 24h. Thu sản phẩm khô ở nhiệt độ thấp, hàn kín ống để bảo quản.




Máy sấy đông khô

2.3 Nhaân gioáng:-Sô ñoà nhaân gioáng toång quaùt: 2 giai ñoaïn nhaân gioáng (phoøng thí nghieäm vaø phaân xöôûng)



Khi tieán haønh nhaân gioáng caàn quan taâm tôùi caùc vaán ñeà sau:-Choïn moâi tröôøng nhaân gioáng

-Choïn ñieàu kieän nhaân gioáng

-Thieát bò nhaân gioáng-Caùc chæ tieâu ñaùnh giaù chaát löôïng gioáng


II. VI SINH VAÄT TRONG COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:2.3 Nhaân gioáng:

III. Phöông phaùp vaø thieát bò leân men3.1 Chuaån bò moâi tröôøng leân menPhaân loaïi moâi tröôøng leân men coâng nghieäp:+ Döïa theo tính chaát vaät lyù: moâi tröôøng loûng vaø moâi tröôøng raén, moâi tröôøng baùn raén.+ Döïa theo thaønh phaàn vaø nguoàn goác: goàm coù:-Moâi tröôøng töï nhieân: duøng caùc nguyeân lieäu töï nhieân ñeå pha cheá (söõa, tröùng, khoai taây, dòch chieát naám men) maø thaønh phaàn hoaù hoïc cuûa chuùng khoâng ñöôïc xaùc ñònh chi tieát vaø chính xaùc.-Moâi tröôøng baùn toång hôïp: ngoaøi caùc nguyeân lieäu töï nhieân coøn theâm moät soá hoaù chaát coù thaønh phaàn nhaát ñònh.-Moâi tröôøng toång hôïp: duøng hoaøn toaøn caùc hoaù chaát coù thaønh phaàn xaùc ñònh ñeå pha cheá.


•Nguyeân taéc thieát laäp moâi tröôøng:Khi thieát laäp moät moâi tröôøng leân men coâng nghieäp caàn quan taâm tôùi caùc yeáu toá sau: -Caùc chaát dinh döôõng caàn thieát cho VSV ñöôïc söû duïng trong quaù trình leân men.-Thaønh phaàn dinh döôõng coù giaù trò coâng nghieäp.-Caùc ñaëc tính cuûa chaát dinh döôõng lieân quan ñeán quaù trình toàn tröõ, saûn xuaát, thanh truøng hay tieät truøng vaø quaù trình tinh saïch saûn phaåm.-Giaù trò cuûa thaønh phaàn dinh döôõng.-Caùc yeáu toá khaùc nhö: pH, nhieät ñoä, ñoä aåm,…Tuyø moãi loaïi vi sinh vaät seõ coù nhöõng ñieàu kieän moâi tröôøng khaùc nhau, thoâng thöôøng ñeàu yeâu caàu ñaày ñuû caùc thaønh phaàn sau:


III. Phöông phaùp vaø thieát bò leân men

Caùc chaát dinh döôõng cô baûn:

-Nguoàn cacbon: töø caùc hôïp chaát glucid, hydrocacbons, lipids, alcol vaø protein. Trong ñoù, glucid laø nguoàn dinh döôõng quan troïng nhaát ñeå VSV thöïc hieän quaù trình trao ñoåi chaát, xaây döïng vaø ñoåi môùi teá baøo.

-Nguoàn nitô: caàn thieát cho söï phaùt trieån sinh khoái teá baøo bôûi vì noù tham gia vaøo quaù trình taïo protein, acid nucleic vaø nhieàu chaát coù hoaït tính sinh hoïc khaùc cuûa teá baøo VSV.


III. Phöông phaùp vaø thieát bò leân men3.1 Chuaån bò moâi tröôøng leân men

-Khoaùng: taát caû VSV ñeàu caàn nhöõng nguyeân toá khoaùng cho söï phaùt trieån vaø trao ñoåi chaát.-Nguyeân toá ña löôïng: Mg, P, K, S, Ca vaø Cl.-Nguyeân toá vi löôïng: Cu, Fe, Mg, Zn laønhöõng nguyeân toá thöôøng ñöôïc duøng vôùi löôïng raát nhoû nhöng raát caàn thieát cho hoaït ñoäng soáng bình thöôøng cuûa VSV. Caùc yeáu toá sinh tröôûng (growth factor): vitamin, purine, pyrimidine…


III. Phöông phaùp vaø thieát bò leân men3.1 Chuaån bò moâi tröôøng leân men

3.2 Tieät truøng trong coâng ngheä leân men:Ñònh nghóa thanh truøng/ tieät truøng:

-Thanh truøng (pasteurization)

- Tieät truøng (sterilisation)

Thanh truøng/ Tieät truøng khí:Nguyeân taéc:

-Dieät VSV: nhieät ñoä cao, tia cöïc tím, böùc xaï ion, hoaù chaát, …-Loaïi VSV: loïc thoâ, loïc tinh, vi loïc.


III. Phöông phaùp vaø thieát bò leân men

Caùc giai ñoaïn laøm saïch vaø tieät truøng khoâng khí cô baûn:-Xöû lyù sô boä: taùch buïi (Φ = 5 – 10 µ m)Vaät lieäu: boâng toång hôïp, maøng loïc polymer, phoâi kim loaïi,

…-Xöû lyù thoâ: taùch phaàn lôùn caùc VSV trong khoâng khí (Φ = 1

– 1,5 µ m): 98% VSV ñöôïc loaïi boû.Vaät lieäu: söû duïng nhieàu lôùp vaät lieäu loïc khaùc nhau:

polyamid, polyester, …-Xöû lyù tinh: taùch caùc VSV coù kích thöôùc beù (Φ = 0,3 µ m)

→ ñoä saïch 99,99%.Vaät lieäu: sôïi carbon maûnh, maøng membarane, …Xöû lyù khí thoaùt ra töø bình leân men:-Ngöng tuï nöôùc: taùch 99% VSV.-Söû duïng maøng loïc cuûa caùc haõng Balston (Anh), Sartorius

(Ñöùc),…04/01/11 37Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

Thanh truøng/ Tieät truøng moâi tröôøng:Phöông phaùp vaät lyù: chieáu xaï, duøng aùp suaát, nhieät ñoä cao, loïc, …

a) Thanh truøng/ tieät truøng baèng tia ion hoùaNguyeân lyù: Taùc duïng dieät truøng cuûa caùc tia ion hoùa laø

thay ñoåi caáu truùc cuûa moät soá phaân töû protein cuûa teá baøo vi sinh vaät vaø laøm ion hoùa dung moâi.


3.2 Tieät truøng trong coâng ngheä leân men:

Tia Taàn soá dao ñoäng ñieän töø (Hz)Tia hoàng ngoaïiTia saùng thaáy ñöôïcTia töû ngoaïiTia XTia Rongel cöùng, tia γ

1012 – 101410151016 - 1017 1018 – 10201021 - 1022

Baûng. Taàn soá dao ñoäng ñieän töø cuûa caùc tia ion hoùa


3.2 Tieät truøng trong coâng ngheä leân men:Thanh truøng/ Tieät truøng moâi tröôøng:

b) Thanh truøng baèng soùng sieâu aâm

Döôùi taùc duïng cuûa sieâu aâm, moâi tröôøng loûng truyeàn aâm bò xoâ ñaåy, bò eùp vaø taïo chaân khoâng lieân tieáp, sinh ra nhieàu khoaûng troáng. Luùc ñoù, caùc chaát hoøa tan vaø hôi cuûa chaát loûng laäp töùc doàn vaøo khoaûng troáng aáy, gaây ra taùc duïng cô hoïc laøm cheát vi sinh vaät ôû trong moâi tröôøng.

Maët khaùc, moät phaàn chaát khí hoøa tan bò ion hoùa taïo ra H2O2, khí NO laø nhöõng chaát ñoäc ñoái vôùi vi sinh vaät.



c) Thanh truøng baèng doøng ñieän cao taàn

Thanh truøng baèng caùch ñaët saûn phaåm trong ñieän tröôøng cuûa doøng ñieän xoay chieàu (coù taàn soá cao). Caùc phaàn töû tích ñieän trong saûn phaåm (ion, ñieän töû) seõ dao ñoäng do taùc duïng cuûa ñieän naêng, chuyeån ñieän naêng ñöôïc haáp thu thaønh nhieät naêng ñeå laøm cheát vi sinh vaät.

Taàn soá cuûa doøng ñieän caøng lôùn hay böôùc soùng caøng ngaén thì quaù trình thanh truøng caøng nhanh (Taàn soá thích hôïp nhaát laø 3.108 - 3.107 Hz). Thôøi gian thanh truøng chæ trong vaøi möôi giaây ñeán vaøi phuùt.



d) Thanh truøng baèng söû duïng aùp suaát caoAÙp löïc 300 - 600MPa coù khaû naêng voâ hoïat caùc vi sinh

vaät khoâng hình thaønh baøo töû. Trong khi ñeå voâ hoïat caùc vi khuaån sinh baøo töû caàn aùp löïc raát cao (1800MPa). Tuy nhieân, taïi aùp suaát thaáp 200 - 400MPa cuõng laøm giaûm söï saûn sinh baøo töû.

e) Thanh truøng baèng xung ñieän töøTröôøng xung ñieän (aùp duïng cho caùc loïai thöïc phaåm

loûng, thôøi gian xöû lyù töø vaøi micro tôùi mili giaây) coù theå tieâu dieät vi sinh vaät vì taïo xoáp maøng teá baøo. Löïc ñieän tröôøng ñoøi hoûi ñeå voâ hoïat vi sinh vaät thay ñoåi töø 0,1 - 2,5 V/µ m.

f) Loïc Thanh truøngDuøng nhöõng maøng loïc coù kích thöôùc mao quaûn nhoû,

coù khaû naêng giöõ laïi VSV: sieâu loïc, vi loïc, Thaåm thaáu ngöôïc.04/01/11 42Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

g) Thanh truøng/ tieät truøng baèng nhieätKhi naâng nhieät ñoä cuûa moâi tröôøng quaù nhieät ñoä toái thích

cuûa vi sinh vaät thì hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät bò chaäm laïi. ÔÛ nhieät ñoä cao, protid trong nguyeân sinh chaát cuûa vi sinh vaät bò ñoâng tuï laøm cho vi sinh vaät bò cheát.

Choïn nhieät ñoä thanh truøng/ tieät truøng:Ngöôøi ta chia saûn phaåm thaønh 2 nhoùm theo ñoä acid hoaït

ñoäng cuûa saûn phaåm, ñeå laøm cô sôû cho vieäc choïn nhieät ñoä thanh truøng :

-Nhoùm saûn phaåm khoâng chua vaø ít chua coù pH > 4,5

-Nhoùm saûn phaåm chua coù pH < 4,5


Microbes: environments for optimal growth

Typically Desirable Typically Undesirable

Yeast Lactobacter Acetobacter FungiPutrefactive

BacteriaPathogenic Bacteria

Temperature, °C

10 - 35

37 - 50 25 - 35 10 - 35

21 - 38 20 - 45

Oxygen Any Anaerobic Aerobic Any AnaerobicUsually Aerobic

Acidity (pH)3.7 - 4.6

3.1 - 4.5 3 - 82 - 8.5

6 - 8.2 4.6 - 9.3

Available Water

>0.8 >0.9 >0.9 >0.7 >0.9 >0.9

Alcohol by Volume

<15% <13% <7% <15% intolerant intolerant


Caùc phöông phaùp trao ñoåi nhieät khi thanh trùng/ tiệt trùng môi trường lỏng:

* PP trao ñoåi nhieät tröïc tieáp (direct heat exchanger method): moâi tröôøng ñöôïc tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi hôi


Coù 2 phöông phaùp chính ñeå gia nhieät tröïc tieáp:+ Phöông phaùp steam injection (phun hôi vaøo moâi tröôøng loûng)

Öu ñieåm:- Laø phöông phaùp gia nhieät vaø laøm laïnh nhanh nhaát - Taùch ñöôïc moät soá chaát bay hôi.

Nhöôïc ñieåm:- Chæ thích hôïp cho nhöõng chaát loûng coù ñoä nhôùt thaáp.- Chi phí saûn xuaát hôi saïch cao hôn hôi thoâng thöôøng.- Naêng löôïng taùi sinh thaáp hôn 50% (so vôùi hôn 90%

trong heä thoáng trao ñoåi nhieät giaùn tieáp.- Tính linh loaït trong vieäc thay ñoåi saûn phaåm thaáp.- Ñieàu khieån ñieàu kieän saûn xuaát khoù khaên.


+ Phöông phaùp steam infusion (phun moâi tröôøng loûng vaøo hôi)

Öu ñieåm:-Chaát loûng khoâng tieáp xuùc vôùi beà maët noùng. -Vieäc gia nhieät nhanh choùng chaát loûng vaø vieäc laøm laïnh nhanh giuùp duy trì toái ña caùc thaønh phaàn dinh döôõng vaø giaù trò caûm quan cuûa caùc moâi tröôøng leân men thöïc phaåm.- Ñieàu khieån quaù trình deã daøng hôn PP steam injection.-Thích hôïp hôn ñoái vôùi caùc chaát loûng coù ñoä nhôùt cao.

Haïn cheá:-Nhöõng baát lôïi cuûa PP steam injection.


*PP trao ñoåi nhieät giaùn tieáp:

+ Thieát bò trao ñoåi nhieät daïng taám: -Goàm moät daõy caùc taám theùp khoâng ræ moûng, oâm chaët

nhau trong moät khung kim loaïi, taïo ra caùc keânh song song nhau.

-Moâi tröôøng vaø taùc nhaân gia nhieät ñöôïc bôm xen keõ vaøo caùc keânh vaø ngöôïc doøng nhau.

-Giöõa caùc taám seõ ñöôïc daùn kín baèng moät mieáng ñeäm cao su toång hôïp.

-Caùc taám theùp ñöôïc uoán daïng soùng. -Naêng suaát cuûa thieát bò phuï thuoäc vaøo kích côõ vaø soá

taám theùp.


+ Thieát bò trao ñoåi nhieät daïng oáng: nhö thieát bò oáng loàng oáng, oáng ñoàng taâm, …

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống thích hợp với nhiều loại sản phẩm hơn.

Sản phẩm được bơm chảy trong một hay nhiều ống, bên trong một ống lớn hơn. Trong khoảng không gian giữa 2 ống, môi chất gia nhiệt hoặc làm lạnh được bơm ngược chiều với sản phẩm.

Các ống phải có sức bền cơ học đủ để hoạt đông dưới áp suất và nhiệt độ cao.

Sự xáo động trong ống được hình thành nhờ vận tốc dòng chảy và bề mặt dạng sóng của ống.


Một số kiểu thiết kế của thiết bị trao đổi nhiệt:

Dạng monotube:


Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống đồng tâm: là một dạng thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống, sản phẩm chảy trong khoảng trống giữa 2 kênh chứa chất gia nhiệt

Thiết bị này cũng có thể dùng cho các sản phẩm nhớt như: pure trái cây, nước quả cô đặc, các loại sốt.

Ống thường được làm nhẵn để tránh sự giảm áp khi dùng cho sản phẩm có độ nhớt cao.


•Dạng multitube


+ Thiết bị trao đổi nhiệt quét mặt: thiết kế phức tạp hơn thiết bị trao đổi nhiệt dạng đĩa và ống, có thể dùng cho các sản phẩm có độ nhớt cao, không đồng nhất.

Thiết bị này bao gồm một ống lớn bên trong một ống, chất gia nhiệt chảy bên ngoài, trong ống trung tâm chứa một trục gắn với motor, trên trục gắn với các thanh.

Khi motor hoạt động, các thanh này sẽ quét trên bề mặt trao đổi nhiệt sẽ giúp tăng sự xáo động trong sản phẩm, đồng thời giảm hiện tượng fouling.


•Ñoái vôùi moâi tröôøng raén:Thöôøng söû duïng caùc noài haáp tieät khuaån söû duïng hôi nöôùc

baõo hoøa ôû aùp suaát cao vôùi kích thöôùc lôùn.

Phöông phaùp hoaù hoïc:Baûn chaát: taùc ñoäng leân lipit cuûa maøng teá baøo, oxy hoaù

hay khöû moät nhoùm chöùc naêng quan troïng cuûa enzym, vaø ngaên caûn söï sinh toång hôïp hay gaây neân söï hö hoûng saâu saéc DNA.

Moät soá hoaù chaát thöôøng ñöôïc söû duïng: SO2, caùc chaát ñieàu chænh pH, caùc chaát choáng men moác: acid benzoic, sorbat…



Tieät truøng thieát bò, heä thoáng ñöôøng oáng:

Phöông phaùp vaät lyù: keát hôïp nhieät ñoä vaø aùp suaát cao

Phöông phaùp hoùa hoïc: söû duïng acid, kieàm, chaát veä sinh coâng nghieäp (caùc hôïp chaát cuûa chlore, formaldehyde…)

Kieåm tra ñoä voâ truøng moâi tröôøng, khoâng khí, thieát bò…

3.3. Phaân loaïi caùc quaù trình leân menTheo traïng thaùi vaät lyù cuûa moâi tröôøng:-Phöông phaùp leân men beà maët:

+Moâi tröôøng toång hôïp nhöng ôû theå ñaëc (raén) nhö caùm, boät ngoâ, taám, gaïo,… vaø moâi tröôøng loûng nhö nöôùc ñöôøng hoaù, maät ræ,…phoái hôïp vôùi moät soá muoái khoaùng.

+Beà maët moâi tröôøng nuoâi caáy VSV caàn phaûi thoaùng, roäng, beà daøy moâi tröôøng khoaûng 2- 5 cm.

+Ñoái vôùi naám moác vaø xaï khuaån thöôøng duøng moâi tröôøng raén, ñoái vôùi vi khuaån thöôøng duøng moâi tröôøng loûng.

+Khi duøng moâi tröôøng ñaëc caàn ñaûm baûo ñoä aåm moâi tröôøng khoaûng 45 - 60%.

+Trong quaù trình nuoâi caáy caàn phaûi quaït thoâng gioù.Öu ñieåmNhöôïc ñieåm


-Phöông phaùp leân men beà saâu (leân men chìm):+VSV ñöôïc nuoâi caáy ôû moâi tröôøng loûng vaø phaùt trieån

theo chieàu saâu cuûa moâi tröôøng. +Thuøng leân men coù caùnh khuaáy vaø thieát bò suïc khí. +Yeáu toá pH moâi tröôøng raát quan troïng

Öu ñieåm

Nhöôïc ñieåm


3.3. Phaân loaïi caùc quaù trình leân men

-Phöông phaùp leân men baùn raén:Laø phöông phaùp trung gian giöõa leân men beà maët vaø

leân men beà saâu. Moâi tröôøng leân men thöôøng goàm 70% laø nöôùc coøn laïi laø caùc chaát nhö caùm, traáu, baép, …



Theo sự hoạt động của thiết bị: -Lên men tĩnh (batch): thông thường sự sinh trưởng của vi sinh vật gắn liền với sự thay đổi kéo dài của điều kiện nuôi, sự giảm chất dinh dưỡng và sự tăng khối lượng tế bào. Trong quá trình đó trạng thái sinh lí của tế bào cũng thay đổi. Thông thường việc tạo thành sản phẩm mong muốn liên quan với một trạng thái sinh lí nhất định trong pha sinh trưởng. Không thể duy trì được trạng thái này trong một thời gian dài.



- Lên men tĩnh có bổ sung cơ chất (fed-batch): Một trong các mục đích của kỹ thuật này là bổ sung cơ chất “kịp thời” cho các chủng vi sinh trong môi trường lên men, không để cho chủng vi sinh sử dụng bị “đói cơ chất”. Cơ chất được bổ sung vào môi trường ở một thời điểm xác định với liều lượng thích hợp.



- Lên men liên tục (continuous fermentation)+Phương pháp đơn cấp: nuôi vi sinh vật trong một nồi lên men, môi trường dinh dưỡng được bổ sung cũng như môi trường đã lên men rút ra khỏi nồi lên men một cách liên tục với cùng một tốc độ.

+Phương pháp nhiều cấp: Vi sinh vật được nuôi ở hệ thống nồi lên men đặt làm nhiều cấp. Nồi thứ nhất được dùng cho vi sinh vật phát triển tốt nhất, các nồi sau để các tế bào tiết ra chất chuyển hoá. Môi trường dinh dưỡng mới được bổ sung vào nồi thứ nhất và từ đó lần lượt chảy vào nồi tiếp theo.



3.4. Thieát bò trong coâng ngheä leân men Thieát bò leân men:Thieát bò leân men sinh hoïc (bioreactor): vi sinh vaät “töï do”, vi sinh vaät coá ñònhThieát bò phaûn öùng (reactor): tröôøng hôïp söû duïng enzyme töï do/ coá ñònh


Moät soá thieát bò khaùc:

Thiết bị đồng hóa áp suất cao


THIẾT BỊ LỌC KHUNG BẢN


Thiết bị lọc trao đổi ion


BỒN LÊN MEN04/01/11 81Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

Cn len men_p1

Documents

Transcript of Cn len men_p1