Công nghệ sản xuất mì chính và các sản phẩm lên men cổ truyền

- Năm 1986, Nguyễn Thiện Luân và cộng sự đạt được hiệu suất lên men 37 ÷ 45 g/l L-AG khi lên men môi trường glucoza 12% ở trong bình lắc.
- 13CHƯƠNG 2 : CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT MÌ CHÍNH 2.1.
- Phương pháp lên men có nguồn gốc từ Nhật Bản, năm 1956 khi mà Shukuo và Kinoshita sử dụng chủng Micrococcus glutamicus sản xuất glutamat từ môi trường có chứa glucoza và amoniac.
- 3 ÷ 5% đường không lên men được.
- Các chất này ảnh hưởng rất nhiều đến sự phát triển của vi sinh vật tạo thành màng bao bọc quanh tế bào ngăn cản quá trình hấp thụ các chất dinh dưỡng và thải các sản phẩm trao đổi chất của tế bào ra ngoài môi trường.
- Ngoài ra các chất keo là nguyên nhân chính tạo ra một lượng bọt lớn trong môi trường cấy vi sinh vật, giảm hiệu suất sử dụng thiết bị.
- Rỉ đường mía Mỹ không thua kém cao ngô là loại vẫn thường dùng làm nguồn cung cấp chất sinh trưởng cho một số loại môi trường nuôi cấy vi sinh vật.
- Thiết bị ít tiếp xúc với môi trường axit mạnh.
- Trong quá trình thuỷ phân, tốc độ của chúng phụ thuộc vào nồng độ axit và nhiệt độ.
- Thời gian kết thúc còn phụ thuộc chủ yếu vào lượng axit, nồng độ axit và nhiệt độ trong quá trình.
- Bảng 3.5 Nồng độ axit (N) Đạm toàn phần (g/l) Đạm formol (g/l) Đạm NH3 (g/l) Đạm amin (g/l) Hiệu suất thuỷ phân.
- nồng độ khi cô đặc cần phụ thuộc nhiệt độ môi trường các tinh thể kết tinh.
- Dùng môi trường HCl 20% giảm độ hoà tan.
- Ngoài ảnh hưởng của dung dịch, pH môi trường cũng ảnh hưởng lớn đến tốc độ kết tinh.
- α = 1 Dung dịch bão hoà.
- Thay vào ta có: K = K1 d)cc(1− Theo Anhxtanh (Enstein), hệ số khuếch tán phụ thuộc vào nhiệt độ và độ nhớt của môi trường.
- Lợi dụng tính chất hoà tan của hydroclorua axit glutamic so với hydroclorua axit amin trong môi trường axit HCl đặc để rửa.
- Phương pháp trung hoà.
- giữ nồng độ dung dịch 21 ÷ 22ºBe và nhiệt độ 65 ÷ 70ºC.
- Nồng độ dung dịch: khoảng 19ºBe (nhiệt độ thường.
- Các hợp chất hydrat carbon trong môi trường HCl.
- Cô đặc Quá trình cô đặc giống quá trình trên nhưng thiết bị ít bị ăn mòn ở môi trường trung tính.
- ngày nay là phương pháp lên men hay còn gọi là phương pháp sinh tổng hợp axit glutamic để sản xuất mì chính.
- Phương pháp sinh tổng hợp axit amin hoặc phương pháp lên men thực tế.
- Quá trình nuôi cấy sau khi pha loãng đạt yêu cầu tiến hành trên môi trường thạch nghiêng hoặc thạch đĩa.
- Tuyển chọn xong cho lên men trên môi trường thích hợp (lỏng).
- Có thể chọn chủng bước 2 dùng môi trường như môi trường lên men công nghiệp.
- Các vi khuẩn phát triển trên môi trường cần Biotin.
- 51Qua nghiên cứu thấy rõ tất cả các vi khuẩn hay vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp axit glutamic đều cần Biotin trong môi trường để phát triển.
- Các chủng Bacillus circulans và Bacillus lentus, theo Tanaka (1960), có thể phát triển cho hiệu suất axit glutamic cao trong môi trường không cần biotin và tạo ra 10-15 g/l axit glutamic trong môi trường.
- Nói chung, các chủng vi sinh vật có khả năng phát triển và tích luỹ lượng axit glutamic trong môi trường lên men từ 20 ÷ 40 g/l thì có thể đưa vào sản xuất công nghiệp được.
- Naka và cộng sự (1972) thu được chủng đột biến Corynebacterium alkanolyticum 314, nó cần thiết glyxerin cho quá trình phát triển tạo ra 40mg/ml axit glutamic từ n-parafin và 0,01% glyxerin trong môi trường.
- Chủng này năm 1972 được Kikuchi và cộng sự nghiên cứu trong điều kiện bán sản xuất đã đạt được 74g/l axit glutamic trong môi trường có nồng độ biotin cao và axit oleic.
- Kanzani và cộng sự (1967) gây đột biến bằng tia tử ngoại được chủng Brevibacterium thoigenitalis D-248 trên môi trường axit oleic nồng độ 100µg/l biotin.
- Hirose và cộng sự (1967) đã tạo ra chủng đột biến Brevibacterium lastofumentum bền vững với môi trường có nồng độ Streptomyces 100 µg/ml.
- Chủng này có khả năng phát triển trên môi trường có nồng độ axit glutamic cao.
- Nghiên cứu các quá trình lên men trong các môi trường nhạy cảm với pha còn ít nhưng chủ yếu nghiên cứu những chủng bền vững đối với một loại hay một số loại pha.
- Nghiên cứu sinh lý các chủng hoạt động Thành phần môi trường và điều kiện kỹ thuật khi nuôi cấy có ảnh hưởng lớn đến quá trình tích luỹ axit glutamic.
- 54Bảng3.16: Tạo thành axit glutamic trên một môi trường chứa 2 nguồn cacbon mg/ml Thời gian nuôi cấy (giờ) Nguồn Cacbon Nồng độ.
- Qua nghiên cứu ta thấy: nguồn N có ảnh hưởng lớn đến quá trình lên men.
- Bảng 3.20 Thời gian nuôi cấy tạo axit glutamic (mg/ml) Nồng độ urê.
- Nồng độ urê thích hợp cho quá trình lên men là 1 ÷ 3%.
- 56Bảng 3.21 Aminoaxit tạo thành trong dung dịch lên men (mg/ml) Axit L- glutamic Biotin (µg/l) 3 ngày đêm 6 ngày đêm 10 ngày đêm Tổng lượng vi sinh vật (g/l) Kiểm tra không có biotin Nghiên cứu trong điều kiện nuôi cấy Brevibacterium SP37 trên môi trường nguồn urê (2%) glyxerin (10%) cho biotin với lượng khác nhau, nuôi trên máy lắc (220 v/ph), hiếu khí và các lượng dung dịch ml).
- rất cần thiết, tuỳ hàm lượng ít và tuỳ các loại môi trường khác nhau mà ứng dụng các muối khoáng cho thích hợp quá trình lên men (tuỳ môi trường) bảng 30 chỉ rõ.
- pH môi trường: pH đóng vai trò quan trọng trong quá trình lên men thích hợp hiệu ứng pH trung tính hoặc kiềm yếu - pH = 7 ÷ 8,2.
- Nồng độ các muối vô cơ thích hợp cho quá trình sản xuất axit glutamic (theo bằng phát minh của Nhật Bản số 35-15848) Các muối Nồng độ.
- KH2PO K2HPO MgSO4.7H2O FeSO4.7H2O MnSO4.7H2O K2SO FeCl3.6H2O CaCO Ở đây nồng độ K2HPO4 trong môi trường có ảnh hưởng đáng kể đến quá trình sản xuất axit glutamic.
- Lượng này thích hợp trong môi trường là 0,2%.
- Nồng độ P thích hợp là 0,1 ÷ 0,18.
- Thêm lượng penicilin mục đích chính để điều chỉnh sự phát triển của vi khuẩn tạo sinh khối và đạt đến một mức nhất định trong môi trường lên men để tạo ra axit glutamic.
- Trong quá trình lên men luôn giữ ở áp suất 2 atm, vì theo Henry áp suất không khí tăng gấp đôi có nghĩa là nồng độ ôxi hoà tan vào môi trường cũng tăng gấp đôi so với nồng độ ôxi hoà tan ở p = 1 atm.
- Để xác định tốc độ ôxi hoà tan trong môi trường lên men, phương pháp đơn giản nhất là phương pháp Sunfit.
- Lượng ôxi được cung cấp vào môi trường lên men là đưa không khí vào môi trường.
- Yêu cầu thông khí suốt quá trình lên men khác nhau.
- Do đó, phá bọt có tác dụng tốt cho quá trình lên men.
- Nhân giống cấp 1 Thành phần môi trường.
- Nhân giống cấp 2 - Môi trường: giống nhân giống cấp 1.
- Điều kiện nhân giống: Dùng nồi lên men V = 50l, đựng 35 l môi trường được thanh trùng ở 1200/ 20 phút.
- Nhân giống cấp 3 - Môi trường: giống nhân giống cấp 1.
- Điều kiện nuôi cấy: Thùng lên men V = 1200 l đựng 800 l môi trường.
- 7H2O 0,3 0,03 Urê (khử trùng riêng Điều kiện nuôi cấy: Thùng lên men 5000 l, đựng 3500 l môi trường.
- Nhiệt độ lên men 32 ÷ 340C trong thời gian 30 ÷ 34 giờ.
- 63CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU HOÀN CHỈNH SẢN XUẤT MÌ CHÍNH THEO PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN 4.1.
- Quá trình lên men L-AG 4.1.1.
- Các axit amin do vi khuẩn tiết vào môi trường là axit glutamic, aspactic, alanin, glyxin và lơxin.
- Hiệu suất lên men L-AG rất thấp, chỉ đạt khoảng 1 ÷ 2 g/l.
- Năm 1967 Kanzaki và cộng sự đã thu được thể đột biến từ Brevibacterium thiogenitalis đòi hỏi axit oleic cho sinh trưởng có thể tạo L-AG ở trong môi trường giàu biotin khi hạn chế việc cung cấp axit oleic.
- Hiệu suất lên men L-AG tăng từ 60 g/l (chủng gốc) lên 72 g/l (thể đột biến) trong cùng điều kiện .
- Monosem và Takgi tạo được thể đột biến sinh L-AG trong môi trường giàu biotin từ B.lactofermentium 2256.
- Katsumata và cộng sự tạo được Corynebacterium glutamicum KY.9703 bền vững với lizozym, tích luỹ lượng lớn L-AG trong môi trường giàu biotin.
- glutamicum và 54 ÷ 62% đối với B.lactofermentum và thể đột biến bền vững với hợp chất peptit của L-AG và axit aspactic làm tăng hiệu suất lên men L-AG khi có mặt các hợp chất này trong môi trường.
- Đối với các cơ chất khác như n-parafin, cồn và axit hữu cơ là những chất ức chế vi sinh vật ở nồng độ cao, người ta 67chovào môi trường ban đầu một lượng nhỏ, sau bổ sung dần.
- Hiện trạng này bị giảm bớt nếu nồng độ ion NH4+ trong môi trường giảm xuống.
- Nakayama và cộng sự chỉ ra rằng trong môi trường cơ bản, tác dụng của Fe+2 là đặc biệt không kim loại nào có thể thay thế vai trò của nó.
- Thêm hỗn hợp các axit amin và clorua sắt vào môi trường có lợi cho vi khuẩn phát triển.
- Nhưng khi nồng độ Fe+2 quá cao và môi trường có L-AG, glucoza và axit hữu cơ của chu trình tricacboxylic thì L-AG sẽ bị B.
- Nguồn các chất điều hoà sinh trưởng Chất điều hoà sinh trưởng quan trọng bậc nhất trong môi trường lên men L-AG nhờ các giống thiên nhiên là biotin.
- Nồng độ biotin tối ưu cho lên men L-AG phân biệt rõ rệt cho từng loại 68giống, nhưng nói chung vào khoảng từ 2 đến 5 µg/l môi trường.
- Vì vậy người ta thường cho vào môi trường lên men L-AG một trong 4 hoá chất kể trên để phòng ngừa thực khuẩn thể.
- Adia và cộng sự khuyên các nhà sản xuất L-AG trong môi trường giàu biotin nên cho vào môi trường phụ gia, gồm một mạch polioxyethylen và ít bã của axit béo bão hoà để tăng hiệu suất lên men L-AG.
- Người ta biết có thể thay đổi nhiệt độ nuôi dưỡng khi thay đổi môi trường dinh dưỡng.
- Them xistin vào môi trường có thể nuôi B.
- Các yếu tố điều hoà quá trình lên men 4.3.1.
- Sự hấp thụ biotin của tế bào Takinami và cộng sự đã nghiên cứu chi tiết về sự hấp thụ biotin ở các tế bào của B.lactoferrmentum N2256 và xác nhận rằng nồng độ biotin tế bào phụ thuộc vào nồng độ biotin trong môi trường.
- Người ta phân biệt ba loại môi trường tuỳ theo nồng độ biotin: nghèo biotin (3 µg/l), giàu biotin (20 µg/l) và dư thừa biotin (300 µg/l).
- Lúc này các tế bào đã bão hoà biotin và dừng sinh trưởng khi môi trường không còn cơ chất.
- Nồng độ biotin môi trường 3 µg/l là tối ưu tạo L-AG và 20 µg/l cần thiết cho sinh trưởng tối đa và 300 µg/l cần thiết để bão hoà vi khuẩn.
- Dù sinh trưởng trong môi trường giàu hay nghèo biotin vi khuẩn sinh L-AG không đồng hoá L-AG hay α-XG.
- Đây là tính chất quan trọng quyết định sản lượng L-AG tích luỹ được trong môi trường.
- Nồng độ biotin tối ưu cho sản sinh L-AG thay đổi theo nguồn cơ chất và nồng độ cơ chất trong môi trường.
- Tế bào giầu biotin hấp thụ O2 với lượng gấp đôi tế bào nghèo biotin trong môi trường glucoza dưới cùng điều kiện.
- Tuy vậy có nhiều hợp chất khác có thể thay thế một phần hay thay thế hoàn toàn biotin trong môi trường lên men.
- Dù sử dụng chất nào đi nữa thì các tế bào thu được cũng chứa đựng biotin như khi sinh trưởng trên môi trường có nồng độ biotin tối ưu.
- Penicilin G (PG) Biết được nồng độ biotin trong môi trường có ảnh hưởng mạnh mẽ đến quá trình lên men L-AG, người ta đã tìm biện pháp sử dụng một cách tốt nhất các nguyên liệu thô chứa đường và lượng lớn biotin.
- Nồng độ PG tối ưu là 4 ÷ 5 đơn vị/ml môi trường.
- Do thêm PG vi khuẩn bị hạn chế ở mức có thể so sánh được với môi trường nghèo biotin.
- B.glavum No 2256 đã làm cho chúng tích luỹ một lượng lớn L-AG ngay trong môi trường giàu biotin.
- Este của polyetylen với các axit béo no đã được dùng trong khi lên men L-AG ở môi trường rỉ đường mía.
- Các tế bào sinh trưởng trong môi trường nghèo biotin cho phép L-AG ra khỏi tế bào khi rửa bằng đệm phosphat.
- Ngược lại các tế bào sinh trưởng trong môi trường giàu biotin thì không giải phóng trong điều kiện tương tự

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt