Fermentatív baktériumok, Erjedés – Wikipédia
Ipari fermentációs tápanyagok, fokozatok, eljárások Fermentációs eljárások Módszer tekintetében alapvetően két fő lehetőség jöhet szóba: a szubmerz folyadék kultúrás és szilárd solid fermentatív baktériumok fermentation, SSF közegű fermentáció. A szubmerz tenyésztés jóval elterjedtebb, ez a jelenlegi ipari fermentációk túlnyomó többségére igaz, továbbá a felületi, szilárd tenyésztés starter, inokulum oltó kultúráit fermentatív baktériumok folyadék tenyészetekkel biztosítják.
A szubmerz fermentációt a jobb mérhetőség, szabályozhatóság jellemzi. A batch- fermentáció a folyadék fermentációk szakaszos üzemmódja.
A batch tenyészetekben a mikrobák szaporodásában négy fázist lehet megkülönböztetni grafikon : Lag fázis: Ha sejteket az egyik táptalajból egy másikba oltunk át a sejtszám az első fermentatív baktériumok órában nem változik, ekkor adaptálódnak organizmusaink a környezetükhöz. Log fázis: A lag fázis végére az adaptálódott sejtek szaporodásnak indulnak és a sejtszám megtöbbszöröződik a növekedés exponenciálissá válik.
Stacioner fázis: A növekedés gyengül az elfogyó szénforrás, nitrogénforrás vagy a felhalmozódó az anyagcserében termelődő toxikus anyagok miatt.
Pusztuló fázis: Erre a fázisra a biomassza energiatartalékának elfogyása és a sejtek elhalása jellemző. Grafikon Baktérium tenyészet növekedési görbéje A batch fermentációk továbbfejlesztett változatai a feeding fermentációk, ahol a fermentáció kezdetén a tápoldat fontosabb összetevőit kisebb koncentrációban alkalmazzák, majd a fermentáció előrehaladtával folyamatosan kis adagokban a fermentléhez adagolják.
A mikroorganizmus által előállított termék maximális bioszintézisét gyakran feed-back gátlás akadályozza, ez - amennyiben deregurált mutánsok nem alkalmazhatók — megfelelő fermentációs időben táptalajkomponensek adagolásával feeding kivédhető. A szubmerz fermentációk speciális változata a folyamatos fermentáció, ahol a bioreaktorba folyamatosan vezetik fermentatív baktériumok a steril tápoldatot és egyidejűleg ugyanolyan mennyiségű átalakított fermentlevet visznek ki a rendszerből kemosztát és plug-flow reaktor.
Fermentor Levegőliftes fermentor Folyadék sugaras fermentor A szilárd, felületi SSF tenyésztést elsősorban penészgombák szaporítására használják.
Ilyen körülmények között a levegőztetés egyszerűbb, mivel fermentatív baktériumok nagy felületen elhelyezkedő mikrobák könnyen érintkeznek a levegővel. Táptalajuk, szubsztrátumaik egyszerűek akár lehet csak búza vagy rizskorpa penészkorpás eljárás. Nagy hátránya, hogy a folyamat szabályozása, mérése a tápközeg inhomogenitása miatt nem megoldható.
Tözsek tartósítása folyékony nitrogénben. A felületi tenyésztés tálcás eljárása során pl. Kép A tálcákat kamrákba helyezik és megadott hőmérsékleten napig inkubálják.
Tejsavbaktériumok - fermentálás
A tálcákat kamrákba helyezik és megadott hőmérsékleten napig inkubálják tálcás tenyésztés - Üzemi felületi tenyésztés kép Forgodobos fermentor A jelenlegi fermentációs biotechnológiai ipar túlnyomó többsége szubmerz fermentatív baktériumok levegőztetett fermentáció, ezért a következő fejezetekben ezeket tárgyaljuk Nyersanyagok A mikroorganizmus táptalajoknak mindazokat az elemeket tartalmazni kell, amelyek a sejt saját anyagainak felépítéséhez és fermentatív baktériumok előállításához szükséges.
A kívánt biotechnológiai termékek termeléséhez elengedhetetlen az optimális fermentációs táptalaj összetétele. Ez a fermentatív baktériumok. Meg kell választani a helyes táptalajt összetétel, adagolásokés az ezen a táptalajon előnyösen alkalmas tenyésztési körülményeket oxigénellátás, hőmérséklet. A termelés céljára szolgáló tápoldatokat előállítási módukban is optimalizálni kell, mivel az előkészítés során minden esetben csíramentesíteni, sterilezni kell.
Fontos tehát a komponensek összetétele, minősége, az oldás vagy szuszpendálás sorrendje, kicsapódások megakadályozása, a sterilezett tápoldat változásai, pH értékek előtte és utána, sőt szükség lehet egyes összetevők külön sterilezésére és adagolására. A laboratóriumi munkában a táptalaj készítéséhez legtöbbször tiszta, ellenőrzött baktérium, gomba ill. A fermentatív baktériumok jó néhány gyártó van, amely ilyen táptalajok előállítására szakosodott, pl. Ezekből az anyagokból elsősorban u.
A fermentáció szerepe
Az inokulumok a technológiai folyamat első lépcsőinek tekinthetők, ahol speciális ideális összetételű tápanyagok biztosítják a maximális szaporodást és termelést.
A képen baktériumok általános tenyésztésére alkalmas speciális több összetevőből álló Nurient fermentatív baktériumok és Nutrient tápleves broth táptalajokat látunk. A képen baktériumok, gombák tenyésztéséhez használható egyszerű táptalajösszetevők láthatók. Gazdaságossági okokból az ipari termelést olyan u. A szénhidrátok — pl.
A melasz a cukorgyártás során a cukorrépa feldolgozásakor keletkező anyalúg a legolcsóbb kb.
Az erjesztés művészet és megváltoztathatja, ahogy táplálkozunk – mondja a téma japán világsztárja
E mellett vitaminokat, nyomelemeket, sőt nitrogént is tartalmaz. A glükózszörp izoszörp a kukoricakeményítőből nyert glükóz enzimatikus átalakítás során nyert köztitermék, amely mintegy fele-fele arányban tartalmaz fermentatív baktériumok fermentatív baktériumok fruktózt a melaszhoz hasonló koncentrációban. A malátakivonat a sörgyártás során malátásított árpa vizes, nedves kivonata. Összetettebb szénforrás, mint az előzőekben felsoroltak, mivel nemcsak hexózokat, hanem diszacharidokat, triszacharidokat egyaránt tartalmaz fehérjék, aminosavak és vitaminok mellett.
A Maillard-reakció során a fehérjék aminocsoportjai vagy maguk az aminosavak reagálnak a cukrok karbonil csoportjával és ezeket a mikrobák nem képesek hasznosítani.
Sok esetben a megoldás a monoszacharid tartalmú szénhidrátok külön sterilezése és adagolása.
A kukoricaliszt vagy maga a kukoricakeményítő és dextrin is alkalmas szénforrás lehet. A cellulóz, növényi olajok és metanol csak speciális esetben alkalmazhatók.
Nitrogén-forrásként a leggyakrabban élesztőkivonatot, különböző hús, kazein, zselatin és szójaliszt hidrolizátumokat, peptonokat, és húskivonatokat beef-extract alkalmaznak, elsődlegese a laboratóriumi munkában. Üzemi körülmények között a penicillin gyártásnál is áttörést és nagy termelékenységet értek el a kukoricakeményítő előállítás fermentatív baktériumok keletkező kukoricapréslé, a kukoricalekvár használatával Ez az anyag ma már a biotechnológiai ipar fő nitrogén és vitamin forrása.
Fő komponense elsősorban az aminosavak, míg cukortartalma a tejsavbaktériumok révén tejsavvá alakul.
Legújabb kísérletek szerint a lekvár szárítását is megoldották, így állandó minőségű kukoricalekvár-por felhasználása is lehetségessé vált. A kukoricalekvár fő jellemzője az élő tejsavbaktériumok jelenléte, amely nem megfelelő sterilezés esetén a fermentáció és a kezdő biotechnológus réme lehet.
Használatuknak azonban nincsen akadálya, mivel a tejsavbaktériumok nem spórás szervezetek, így sterilezéssel könnyen elpusztíthatók. Ezeknél kevésbé alkalmas, de költségtényezők miatt sok helyen használt a szójaliszt, amely a szójaolaj kivonási gyártás után fermentatív baktériumok komplex tápanyag. A szójaliszt fehérjéi csak lassan metabolizálódnak, ezért csak hosszabb idejű fermentációk esetén alkalmazzák.
Minden előkészített tápoldatot, oldatot, kémcsöveket és lombikokat, valamint a fermentorokat és a hozzá tartozó oltócsöveket sterileznünk kell.
Az általános gyakorlat a hősterilezés, ez a legfontosabb módszer, ekkor a legtöbb tápoldatot, hacsak nem túl érzékeny, perces előfőzéssel kell előkészíteni.
Csíramentes anyagokat C-on 1,2 atm telített gőznyomáson 25 perc időtartam alatt lehetséges előállítani.
A kisebb csöveket, lombikokat certoklávban.
