PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN BỀ SÂU TRONG MÔI TRƯỜNG LỎNG

Đề tài:
PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN BỀ
SÂU TRONG MÔI TRƯỜNG
LỎNG
Nhóm 2
GVHD: TRẦN THỊ MINH HÀ


DANH SÁCH NHÓM
1.Tiên
2.Dâng
3.Hoa

4.Thuý
5.Thi
6.Hiền


NỘI DUNG
1
2
3

• Tổng quát về lên men bề sâu
• Lên men gián đoạn
• Lên men liên tục


TỔNG QUÁT
- Là phương pháp được sử dụng nhiều nhất.
- Nó có thể cho phép kiểm soát được toàn bộ

quá trình lên men một cách thuận lợi, ít tốn
kém mặt bằng.
- Do hệ thống khuấy trộn tốt nên toàn bộ môi
trường nuôi cấy là một hệ thống nhất.


So với phương pháp lên men bề mặt:
 Ưu điểm:
- Ít choán bề mặt
- Dễ cơ giới hoá và tự động hoá trong quá trình
theo dõi.
 Nhược điểm:
- Đầu tư nhiều kinh phí cho trang thiết bị.
- Dễ hỏng cả quá trình lên men, gây tốn kém lớn.
- Phế liệu phải kèm theo công nghệ xử lý chống ô
nhiễm môi trường.


Áp dụng: cả VSV kỵ khí và hiếu khí.
-VSV kỵ khí: trong quá trình nuôi không
cần sục khí chỉ thỉnh thoảng khuấy trộn.
-VSV hiếu khí: chỉ sử dụng được oxygen
hòa tan trong môi trường nên phải sục khí
liên tục.


Đặc điểm:
-Dùng môi trường dịch thể.
-Chủng vi sinh vật cấy vào môi trường được
phân tán khắp mọi điểm và chung quanh bề mặt

tế bào được tiếp xúc với dịch dinh dưỡng.
-Trong suốt quá trình nuôi cấy phải khuấy và
cung cấp oxy bằng cách sục khí liên tục.
Ứng dụng:
-Sản xuất men bánh mì, protein đơn bào
-Các chế phẩm vi sinh làm phân bùn, thuốc trừ
sâu
-Các enzyme, các acid amin, vitamin, các chất
kháng sinh, các chất kích thích sinh học,...



Ưu điểm:
- Tốn ít mặt bằng trong xây dựng và lắp đặt dây chuyền.
- Chi phí điện năng, nhân lực và các khoản phụ cho một
đơn vị sản phẩm thấp.
- Dễ tổ chức được xí nghiệp có sản lượng lớn.
- Các thiết bị lên men chìm dễ cơ khí hoá, tự động hoá .
- Sử dụng hợp lý các chất dinh dưỡng của môi trường,
tránh sự lãng phí chất dinh dưỡng nằm lại trong khối
môi trường chất rắn mà vi sinh vật không sử dụng được.


 Nhược điểm:
- Đòi hỏi trang bị kĩ thuật cao
⇒ Vì vậy, những thiết bị lên men chìm cần phải
chế tạo đặc biệt cẩn thận, chịu áp lực cao, đòi hỏi
kín và làm việc với điều kiện vô trùng tuyệt đối
- Dễ bị nhiễm trùng toàn bộ.
⇒ Cần phải khuấy và sục khí liên tục vì VSV chỉ

sử dụng được oxy hoà tan trong môi trường. Khí
được nén qua một hệ thống lọc sạch tạp trùng, hệ
thống này tương đối phức tạp và dễ gây nhiễm cho
môi trường nuôi cấy.


LÊN MEN GIÁN ĐOẠN


- Trong phương pháp nuôi gián đoạn
(batch – culture) thường vi sinh vật sinh
trưởng đến chừng nào 1 thành phần
chủ yếu của môi trường dinh dưỡng bị
giới hạn.
- Khi đó, culture chuyển từ pha lũy thừa
sang pha cân bằng.
- Sinh trưởng gắn liền với sự thay đổi kéo
dài của điều kiện nuôi, sự giảm chất
dinh dưỡng, sự tăng khối lượng tế bào
⇒ trạng thái sinh lý của tế bào cũng
thay đổi.


- Thường việc tạo thành sản phẩm
mong muốn liên quan 1 trạng thái sinh
lý nhất định trong pha sinh trưởng.
Không thể duy trì trạng thái này trong 1
thời gian dài.
- Phương pháp nuôi gián đoạn được sử
dụng trước hết cho sự lên men vô

trùng, vì cách nuôi nàay dễ dàng về
mặt kĩ thuật.


 Ưu điểm:
• Dễ dàng về mặt kỹ thuật
• Dễ chế tạo thiết bị
• Dễ xử lý khi bị nhiễm bẩn bởi các tác
nhân bên ngoài


 Nhược điểm:
• Khó điều chỉnh môi trường
• Năng suất thấp
• Chu kỳ sản xuất kéo dài


• Đường cong sinh trưởng:
- Sự sinh trưởng quần thể vi sinh vật được
nghiên cứu bằng cách phân tích đường cong
sinh trưởng trong 1 môi trường nuôi cấy vi sinh
vật theo phương pháp nuôi cấy theo mẻ (batch
culture) hoặc trong 1 hệ thống kín.
- Nếu lấy thời gian nuôi cấy là trục hoành và lấy
số logarit của số lượng tế bào sống làm trục
tung sẽ có thể vẽ được đường cong sinh
trưởng của các vi sinh vật sinh sản bằng cách
phân đôi.

Đường cong sinh trưởng trong hệ thống kín.
(Theo sách của Prescott, Harley và Klein)


* Giai đoạn tiềm phát (Lag phase):
Ở giai đoạn này số lượng VSV thường
không tăng lên ngay, tế bào chưa phân
cắt nhưng thể tích và khối lượng tăng lên
rõ rệt do có sự tăng các thành phần mới
của tế bào.
Nguyên nhân là do tế bào ở trạng thái
già, thiếu hụt ATP, các cofactor cần thiết
và ribosome. Tế bào phải tự trang bị lại
các thành phần của mình, tái tạo DNA và
bắt đầu tăng khối lượng.


- Giai đoạn tiềm phát dài hay ngắn liên quan
đến bản thân từng loại vi sinh vật và tính chất
của môi trường.
+ Nếu tính chất hóa học của môi trường mới
sai khác nhiều với môi trường cũ thì giai đoạn
tiềm phát sẽ kéo dài.
+ Ngược lại, nếu cấy từ giai đoạn logarit vào
môi trường có thành phần tương tự thì giai
đoạn này sẽ rút ngắn lại.
+ Nếu cấy VSV từ giai đoạn tiềm phát hay từ
giai đoạn tử vong thì giai đoạn tiềm phát sẽ
kéo dài.

Giai đoạn Logarit hay Pha chỉ số
• Quần thể VSV phân chia theo
lũy thừa thường xuyên và tốc
độ không đổi
• Đường cong sinh trưởng là một
đường trơn nhẵn chứ không
gấp khúc
• Kích thước, thành phần hóa
học, trạng thái sinh lý tế bào
không thay đổi theo thời gian


Giai đoạn Logarit hay Pha chỉ số
• Sinh trưởng logarit là sinh trưởng đồng đều.
Nếu cân bằng dinh dưỡng hay các điều kiện
môi trường thay đổi sẽ dẫn đến sự sinh
trưởng không đồng đều.
• Sự sinh trưởng sẽ biến đổi cho đến khi đạt tới
một sự cân bằng mới


môi
t
ộ
m
ừ
t
ế bào
t

n
ể
y
ng
u
ỡ
h
ư
C
d
h
n
i
hèo d
g
n
hơn
g
u
n
à
i
ờ
g
g
trư
n
trườ
i
ô

m
t
ộ
sang m

Chuyển
tế
giàu din bào từ một mô
h dưỡn
i trường
g
t
trường
ới một m
nghèo
ôi

 VSV khi chuyển sang môi
trường nghèo cần có thời
Sự sinh trưởng của
vật
gian vi
đểsinh
tạo ra
các enzim cần
 Tế bào trước hết
phảikiểm
tạo nên
thiết.cách
được

soát một
các ribosome chính
mới có thể
nâng
Việc và
tổng
hợp protein và
xác,
phốihợp
phản
cao năng lực tổng hợp
RNA là chậm cho nên tế bào
ứng nhanh chóng với những
protein
nhỏ lại và tổ chức lại sự trao
sự biến
trường
 Sau đó là sự tăng
cườngđổi của môi
đổi chất
của chúng cho đến
tổng hợp protein và DNA.
khi chúng có thể sinh trưởng
 Cuối cùng tất yếu dẫn đến tốc
tiếp.
 Sau đó sự sinh trưởng cân
độ phát triển nhanh chóng.
bằng sẽ được hồi phục và
trở về lại giai đoạn logarit.

Ảnh hưởng của sự hạn chế chất
dinh dưỡng đối với sản lượng
chung của VSV. Lúc nồng độ đủ
cao thì sản lượng chung sẽ đạt tới
ổn định

Ảnh hưởng của sự hạn chế chất
dinh dưỡng tới tốc độ sinh trưởng


Giai đoạn ổn định hay Pha cân bằng
• Số lượng tế bào sống không thay đổi, có thể do
số lượng tế bào mới sinh ra cân bằng với số
lượng tế bào chết đi, hoặc là tế bào ngừng phân
cắt mà vẫn giữ nguyên hoạt tính trao đổi chất.
• Có nhiều nguyên nhân làm cho quần thể VSV
chuyển sang giai đoạn ổn định. Nguyên nhân chủ
yếu là sự hạn chế của chất dinh dưỡng
• Quần thể vi sinh vật cũng có thể bị đình chỉ sinh
trưởng khi gặp sự tích lũy của các sản phẩm trao
đổi chất có hại.


Giai đoạn ổn định hay Pha cân bằng
• Vi khuẩn khi nuôi cấy theo mẻ sẽ chuyển sang giai đoạn
ổn định khi thiếu thức ăn. Đối với vi khuẩn việc chuyển
sang giai đoạn ổn định có thể là một loại thích ứng tốt
• Các tế bào đói có thể khó bị chết đi và đề kháng được
với tình trạng bị đói, với sự biến hóa của nhiệt độ, sự

tổn thương về ôxy hóa và sự thẩm thấu, cũng như tăng
sức đề kháng với các hóa chất có hại.
• Những cải biến này rất có hiệu quả và làm cho một số
vi khuẩn có thể sống lại sau vài năm bị đói